JPH08135768A - 動力伝達装置 - Google Patents

動力伝達装置

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JPH08135768A
JPH08135768A JP27078294A JP27078294A JPH08135768A JP H08135768 A JPH08135768 A JP H08135768A JP 27078294 A JP27078294 A JP 27078294A JP 27078294 A JP27078294 A JP 27078294A JP H08135768 A JPH08135768 A JP H08135768A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車用エンジンの壁面近傍に支持されるク
ランクプーリ周辺の騒音を低減する。 【構成】 壁面2aの近傍で間隙Sをあけて壁面2a上
のクランク軸5に設置されたプーリ6を備える動力伝達
装置において、プーリ内側面7上に凹部14の内底面1
4aと平面15の境界となる距離変化部17を設け、こ
の距離変化部17をピストンが上死点付近に位置したと
きにクランク軸に及ぼす燃焼圧の作用方向と略平行な領
域に位置させる。これにより、定在波の発生する時にそ
の発生領域において、プーリ6の回転に伴いプーリ6の
内側面7とフロントカバー2の壁面2aとの間の距離が
距離変化部17を境に変化するので、特定の共振周波数
の定在波の増幅を抑え、騒音を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ベルトプーリ等の動力
伝達用各種伝動車、特に自動車用エンジンのクランクプ
ーリにおいて、その近傍から生じる騒音を低減する構造
を有した動力伝達装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車用エンジンにおいては、図3に示
されるようにシリンダブロック1にクランク軸5と、タ
イミングギア3及びタイミングベルト4を覆うフロント
カバー2とが取りつけられる。さらにクランク軸5には
図示しないオルタネータ等を駆動するためのクランクプ
ーリ6が設けられている。このクランクプーリ6近傍か
ら騒音が生じることがある。この理由を以下に説明す
る。
【0003】エンジンの燃焼圧によって生じる周期的な
荷重が図示しないピストン及びコンロッドを介してクラ
ンク軸5に伝達されることにより、クランク軸5に固定
されたクランクプーリ6がクランク軸5の回転軸方向に
面振れを起こす。一方、クランクプーリ6とフロントカ
バー2との間には、間隙Sを介して外気と連通される空
間Vが存在する。この空間V内では、先に述べたクラン
クプーリ6の面振れによって、クランクプーリ内側面7
から音が放射される。
【0004】図4に示されるように、空間V内では、ク
ランクプーリ内側面7から放射された音Aと、放射され
た後フロントカバー壁面2aから同位相で反射して返っ
てくる音Bがある。従って、これらの音A、Bが重なり
合って振幅が大きくなり、空間V内に振幅の大きな定在
波が生じ、これが間隙Sより放射され騒音となる。言い
換えれば、空間Vがクランクプーリ6の内側面7とフロ
ントカバー壁面2aとの間の距離で決まる共振周波数を
もつ共鳴箱となり、クランクプーリ6の面振れによって
生じる音が増幅されて間隙Sより放射され騒音となる。
【0005】この対策として例えば、実開昭59─19
6535号公報には図5に示されるようなクランクプー
リ6を備えた動力伝達装置が開示されている。この動力
伝達装置においては、フロントカバー2の壁面2a上に
凹凸2bが、そしてこれに相対向するクランクプーリの
内側面7上に凹凸7aがそれぞれ同心円状に半径方向へ
並設される。この凹凸2bと凹凸7aを設けたことでフ
ロントカバー2の壁面2aとクランクプーリ6の内側面
7は平行とはならず、音は入射方向とは異なる方向に反
射し、入射波と反射波の重なり合いが少なくなる。これ
によって、クランクプーリとフロントカバーとの間の空
間に振幅の大きな定在波が生じないようにして、クラン
クプーリ6の面振れによって生じる騒音を低減するよう
にしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図6はクランク軸5に
加わる荷重とクランクプーリ6の面振れの関係を示す概
略図である。この図6に示すように、クランクプーリの
面振れに最も影響の大きい#1気筒の燃焼圧による荷重
F1がクランク軸5に加わると、クランク軸に曲げ振動
Aが生じる。この曲げ振動Aに伴いクランクプーリ6に
はクランク軸の回転軸方向に面振れBが誘起され、クラ
ンク軸5に加わる荷重の作用方向においてクランクプー
リ両端部、すなわち図6上のクランクプーリ上下端部で
面振れの振幅が最大となる。これに対して、騒音の原因
となる定在波も、燃焼圧が最大となるとき、つまりピス
トンが上死点付近に位置するとき、クランクプーリの回
転中心を通り燃焼圧の作用方向と平行な領域に生じてい
る。
【0007】騒音の原因となる定在波は、上記の発生時
期と発生領域において、クランクプーリの面振れによる
空気の振動が波となってクランクプーリと壁面との間で
重なり合うことで生じ、クランクプーリと壁面間の距離
によって決まる固有の共振周波数のもとで、時間経過に
伴い増幅する。
【0008】しかし、上記従来技術においては、クラン
クプーリのいずれの回転位置にあっても、フロントカバ
ーの壁面側の凹凸2bとクランクプーリ側の凹凸7aと
の間の距離は一定となる。従って、ある特定の共振周波
数の定在波は、クランクプーリの面振れに伴い常に存在
し、かつ、増幅されるため、十分な騒音低減効果は得ら
れないという問題がある。以上、自動車用クランクプー
リの場合について説明したが、この種の問題は、回転軸
に設置され、動力を伝達するための各種伝動車において
も同様に生じる。
【0009】本発明は、上述した問題を解決するために
なされたものであって、本発明が解決しようとする課題
は、騒音の原因となる定在波が発生する時にその発生領
域において、プーリと壁面との間の距離を変化させるこ
とにより、定在波の増幅を制限し騒音を低減することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は次の手段をとる。すなわち本発明の動力伝達
装置は、ほぼ平坦な壁面に対し垂直な回転軸に設置され
同壁面から所定間隔離れるように位置させた伝動車を備
える動力伝達装置において、前記伝動車の前記壁面に対
向する内側面には、該伝動車の内側面上の円周方向で該
伝動車の内側面と前記壁面との距離が変化する距離変化
部が設けられるものであって、前記距離変化部は、周期
的に前記回転軸上に略垂直な荷重が周期的に作用したと
き、前記伝動車の回転中心を通り、前記荷重の作用方向
に対し略平行な領域に位置せしめられている。
【0011】
【作用】上記手段によれば、プーリが回転すると、定在
波の発生する時にその発生領域において、壁面とプーリ
の内側面との間の距離が変化し、共振周波数を変化させ
ることで特定の共振周波数の定在波が十分増幅すること
なく消滅する。
【0012】
【実施例】まず、本発明の第1実施例を図1に基づいて
説明する。シリンダブロック1にフロントカバー2が取
りつけられ、このフロントカバー2によりタイミングギ
ア3及びタイミングベルト4が覆われている。シリンダ
ブロック1に支持されたクランク軸5はフロントカバー
2を通ってその外側へ突出している。フロントカバー2
の壁面2aは平坦であって、クランク軸5の回転中心が
この壁面2aに対し垂直になっている。
【0013】クランクプーリ6は、フロントカバー2の
壁面2aとの干渉を避けるためにフロントカバー壁面2
aから間隙S隔てた位置においてクランク軸5上に支持
されている。このクランクプーリ6において、プーリ本
体8はボス10を有するアームプレート9と溝リング1
1とを備え、アームプレート9の外周部に溝リング11
が防振弾性体12を介して嵌着されている。ボス10は
フロントカバー2の外側でクランク軸5に対し一体回転
可能に固定されて、セットボルト13により取りつけら
れている。
【0014】クランクプーリ6の内側面7において、ア
ームプレート9には一対の凹部14がプーリの回転中心
軸に対して点対称位置に形成されているとともに、これ
ら一対の凹部14の円周方向の間で凹部14の内底面1
4aよりフロントカバー2の壁面2a側に位置する一対
の平面15が同じくクランクプーリの回転中心軸に対し
て点対称位置に形成される。この凹部14の平坦な内底
面14a及び平面15は、クランクプーリプーリの周方
向において占める角度がそれぞれ90度になっており、
個々に略扇形の形状を呈する。内底面14aと前記フロ
ントカバー2の壁面2aとの間の距離をL1 、平面15
と壁面2aとの間の距離をL2 とした時、この距離L1
が距離L2 よりも大きくなっている。すなわち、所定半
径の回転円軌跡では、この円軌跡上において、凹部14
の内底面14aと平面15との境界に位置する距離変化
部17で距離L1 からL2 (あるいは距離L2 から
1 )に変化する。また、クランクプーリの外側面16
上にはクランクプーリの回転バランスと重量低減を考慮
して、凹部16aが形成されている。
【0015】クランク角におけるクランク軸5とクラン
クプーリ6との位置関係については、内底面14aと平
面15との境界となる距離変化部17が、燃焼圧が最大
となるときに燃焼圧の作用方向と略平行となる位置関
係、つまりピストンが上死点付近に位置するときに気筒
の軸線方向と略平行となる位置関係でクランク軸5にプ
ーリ6が設置されている。
【0016】従って、クランクプーリ6が回転すると、
定在波の発生時にその発生領域であるプーリの回転中心
を通り燃焼圧の作用方向と平行な領域においてフロント
カバー2の壁面2aとクランクプーリ6の内側面7との
距離がL1 からL2 (あるいはL2 からL1 )に変化す
る。すると、共振周波数域が変化することにより、距離
1 における共振周波数の定在波が、その発生過程で十
分増幅することなく消滅する。ここで、距離L2 におけ
る共振周波数の定在波が生じるが、さらにクランクプー
リ6が回転することによりフロントカバーの壁面2aと
クランクプーリの内側面7との距離が再びL1 に変化す
ることで、距離L2 における共振周波数の定在波の増幅
を抑える。この現象を繰り返すことで、特定の共振周波
数の定在波の増幅を抑え、騒音を低減する。
【0017】本実施例では、距離変化部17がリブとし
て機能するため、荷重作用時のクランクプーリ6の振動
方向に対するプーリ本体8の強度が向上し、クランクプ
ーリ6の面振れを抑えることで定在波の振幅そのものを
抑えることができる。
【0018】次に本発明の第2実施例について説明す
る。第2実施例においては、図2に示すように、クラン
クプーリ6の内側面7において凹部14がアームプレー
ト9の周方向全体に形成されている。この凹部14には
一対の蓋体18がクランクプーリ6の回転中心に対して
点対称位置に嵌着して固定されることで、フロントカバ
ー2の壁面2aに対して閉塞されている。また、前記一
対の蓋体18の円周方向の間では凹部14がフロントカ
バー2の壁面2a側に開放されている。この蓋体18及
び開放された凹部14は、クランクプーリ6の周方向に
おいて占める角度がそれぞれ90度になっており、個々
に扇形の形状を呈する。そして、開放された凹部14の
内底面14aと壁面2aとの間の距離L1 は蓋体18の
平面18aと壁面2aとの間の距離L2 よりも大きくな
っている。ここでは開放された凹部14の内底面14a
と蓋体18の平面18aとの境界が距離変化部17とな
る。この第2実施例においても、クランク角に対するク
ランク軸5とプーリ6の位置関係について、距離変化部
17が、燃焼圧の最大となるとき、つまりピストンが上
死点に位置するとき、燃焼圧の作用方向と略平行となる
位置関係に、クランク軸5にプーリ6を設置すること
で、第1実施例の場合と同様の作用が得られる。この第
2実施例は、内側面に距離変化部が設置されていない従
来のプーリに蓋体を嵌着して固定するだけで本発明の作
用が得られ、実用上有利である。
【0019】自動車用エンジンの場合、クランクプーリ
の面振れにはクランクプーリに最も近い気筒の燃焼圧の
影響が大きい。従って、距離変化部17が、クランクプ
ーリ6に最も近い気筒の燃焼圧が最大となるとき、その
燃焼圧の作用方向と略平行となる位置関係に、クランク
軸5にクランクプーリ6を設置することで、より大きな
効果を得ることができる。また、本発明の各実施例にお
いては、クランク角が180度変化する毎に、プーリ6
の回転に伴い定在波が発生する時にその発生領域に距離
変化部17が位置するので、4気筒エンジンの場合、す
べての気筒の爆発タイミングに同期させて、定在波の増
幅を抑えることができる。
【0020】なお、本発明の各実施例においては、プー
リ6の内側面7上に距離変化部17に隣接して、フロン
トカバー壁面2aに対して平行な平坦部を設けており、
この平坦部ではプーリ内側面7とフロントカバー2の壁
面2aとの間の距離は変化しない。しかし、距離変化部
に隣接する平坦部は、フロントカバー壁面2aに対し
て、必ずしも平行である必要はなく、プーリの所定半径
の回転円軌跡上で、距離変化部における距離の変化の割
合が、距離変化部以外での距離変化の割合に対して十分
大きくなるよう設置されれば、本発明における作用は得
られる。
【0021】また、上述した各実施例は自動車用エンジ
ンにおけるベルトプーリを有した動力伝達装置に具体化
したが、自動車用エンジン以外の直線運動を回転運動に
変える機構を用いた各種プーリを有する動力伝達装置に
も適応可能である。
【0022】
【発明の効果】本発明に係るプーリを有した動力伝達装
置によれば、定在波が発生する時にその発生領域におい
て、プーリと壁面との間の距離が変化するので、特定の
共振周波数の定在波の増幅を抑え騒音を低減することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1実施例に係るクランクプ
ーリを備えた動力伝達装置を示す部分縦断面図であり、
(b)は(a)のいI−I線断面図である。
【図2】(a)は本発明の第2実施例に係る同じく縦断
面図であり、(b)は(a)のII−II線断面図である。
【図3】一般的なプーリとフロントカバーの壁面との位
置関係を示す動力伝達装置の部分断面図である。
【図4】図3において定在波が発生するメカニズムの説
明図である。
【図5】従来技術におけるクランクプーリを備えた動力
伝達装置を示す部分縦断面図である。
【図6】クランク軸にかかる荷重とクランクプーリの面
振れの関係を示す概略図である。
【符号の説明】
2a・・・壁面 5・・・クランク軸(回転軸) 6・・・プーリ(伝動車) 7・・・プーリ本体内側面 17・・・距離変化部 18・・・蓋体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ほぼ平坦な壁面に対し垂直な回転軸に設
    置され該壁面から所定間隔離れるように位置させたプー
    リなどの伝動車を備える動力伝達装置において、 前記伝動車の前記壁面に対向する内側面には、該伝動車
    の内側面上の円周方向で該伝動車の内側面と前記壁面と
    の距離が変化する距離変化部が設けられるものであっ
    て、 前記距離変化部は、前記回転軸上に略垂直な荷重が周期
    的に作用したとき、前記伝動車の回転中心を通り、前記
    荷重の作用方向に対し略平行な領域に位置せしめられて
    いることを特徴とする動力伝達装置。
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