JPH029214B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は、自動車のエンジンのクランクシヤ
フトの先端に設けられて発電機等の補機をベルト
を介して動作させるプーリが一体的に回転するダ
ンパマスを具備しているクランクダンパプーリの
構造の技術分野に属する。

而して、この発明は自動車等の内燃エンジンの
回転するクランクシヤフトの先端に取外し自在に
固設されてオールターネータ等の補機にベルトを
介して動力を伝達するようにされたプーリがプー
リハブの外周部等にトーシヨナルダンパのダンパ
マス、及び、ダンパゴムを周設して形成されてい
る車輛のクランクダンパプーリ構造に関する発明
であり、特に、ドラム状に軸方向に前部に延出す
るプーリハブの内側に形成された腔部には、クラ
ンクシヤフトの軸方向に沿つてリング状のダンパ
ゴムとダンパマスが重層にされ、上記腔部に内接
して付設されるダンパ支持体に焼付け等により一
体的に取り付けされて該ダンパ支持体の圧入や螺
合により上記腔部に挿設され、而してクランクシ
ヤフトの回転時の曲げ振動を吸収するダイナミツ
クダンパを付設した車輛のクランクダンパプーリ
構造に係る発明である。

＜従来技術＞ 周知の如く、自動車はガソリンエンジン等の内
燃エンジンの、例えば、４気筒、６気筒等のレシ
プロの動作になるクランクシヤフトの回転を介し
てその軸後端でアクスルシヤフトに対して動力伝
達し、他方、クランクシヤフトの軸前端において
オールターネータ等の補機をプーリ、ベルトによ
り動作させるようにしている。

而して、クランクシヤフトはエンジンの慣性力
とシリンダ内の爆発力によつて起振力が印加さ
れ、回転運動中にねじり振動を受けることが早く
から知られている。

そこで、ねじり振動による車体の振動や車室内
に及ぼす騒音の抑制について所謂トーシヨナルダ
ンパが設けられるようになつてきており、該トー
シヨナルダンパはクランクシヤフトのアクスル側
への動力伝達系路に設けることはフライホイール
等の複雑な機構があるために技術的に固難である
ことから、動力伝達系路の前端の開放端にオール
ターネータ等の補機へ動力伝達するためのプーリ
装置の一部として設けるようにし、比較的開放的
なプーリハブの形状を利用してその周部で一体的
に回転するようにして設けられている。

而して、第１４図に示す様に、クランクシヤフ
ト１の先端にキー溝等を介してトルク伝達可能に
嵌挿されたプーリハブ３がセツトボルト２により
抜け止めされて固定されており、該プーリハブ３
は外周部がドラム状に軸方向に一体延出して形成
されており、外側には前記オールターネータ等の
補機への動力伝達用プーリのベルトノツチ４を形
成したダンパマス５が周設され、該プーリハブ３
との間に一体的にダンパゴム６が介装されてトー
シヨナルダンパ７が形成されると共にプーリとし
て作動するようにされている。

ところで、クランクシヤフト１は前記４気筒、
６気筒等のエンジンにおいて、ピンやジヤーナル
が軸方向に軸対称に形成されていないために、上
記慣性力や爆発力により曲げ振動が生じることも
分つていた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、従来のエンジンにおいては、シ
リンダブロツクは勿論のこと、クランクシヤフト
も大重量で剛性が極めて高いものであつたがため
に、曲げ振動が生じても、影響はそれ程大きく現
われることはなく、近時、燃費性の問題や回転力
の増強を図るためにクランクシヤフトの軽量化が
図られるようになつてくると、馬力の向上等と相
俟つて曲げ振動が大きく現われるようになり、車
体の振動抑制や室内における騒音防止の技術的側
面から曲げ振動に対する措置としてのダイナミツ
クダンパの付設が強く要望されるようになつてき
た。

そして、例えば、第１５図に示す様に、横軸に
曲げ振動の周波数を、縦軸に曲げ振動の振幅をと
ると、グラフC₁に明らかな様に、所定の周波数f₀
では振幅のピークが現われるような特性を呈し、
而も、第１６図に示す様に、一節曲げ振動Q₁と、
第１７図に示す様に、二節曲げの曲げ振動Q₂が
現われることが分つてきた。

そして、一節曲げや二節曲げの低次曲げ振動が
シリンダブロツクを励振し、車体に対する振動は
勿論のこと、車室に対する騒音発生の大きな要因
となつていた。

又、曲げ振動が大きくなると、クランクシヤフ
ト自体の強度の点でも疲労等の無視出来ない問題
が生じるという不具合があつた。

而して、第１４図に示す在来型のクランクダン
パプーリ構造としては、ねじり振動に対するトー
シヨナルダンパによる機能を主眼点とされてプー
リが形成されており、低次曲げ振動に対するダイ
ナミツクダンパ機能を付随的にでもプーリ構造と
して与らせることは困難であるという欠点があつ
た。

これに対処するに、例えば、実開昭55−14139
号公報に開示されている技術ではダンパゴムがプ
ーリハブに設けられているものの、ダンパマスが
設けられておらず、したがつて、低次曲げ振動に
対する制振機能は付与されないことにより、ダン
ピング機能が充分に発揮され得ないという難点が
あつた。

又、実開昭58−70554号公報に示されているダ
ンパプーリ構造ではトーシヨナルダンパ機能と曲
げ振動に対するダイナミツクダンパ機能が分化さ
れておらず、ダイナミツクダンパの性能が充分に
発揮され難い難点があつた。

更に、特開昭59−40060号公報記載のダンパプ
ーリでは同じくトーシヨナルダンパ機能のみが重
要視されて曲げ振動に対するダイナミツクダンパ
機能は充分に発揮されないという不具合があつ
た。

この発明の目的は上述従来技術に基づくクラン
クシヤフトの振動、及び、振動による騒音の問題
点を解決すべく技術的課題とし、クランクシヤフ
トに直結してプーリとして形成され、在来技術と
して開発されたトーシヨナルダンパが有する機能
は充分に具備し、又、燃費向上のためのクランク
シヤフトの軽量化を何ら阻害せず、低次曲げ振動
に対しても充分にこれを制振吸収し、而も、エン
ジンの馬力、トルク発生を助勢しながら、エンジ
ンブロツクの振動や騒音を抑制するようにして自
動車製造産業における防振技術利用分野に益する
優れた車輛のクランクダンパプーリ構造を提供せ
んとするものである。

＜問題点を解決するための手段・作用＞ 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの発明の構成は、前述問題点を解決するため
に、自動車等の車輛の内燃エンジンのクランクシ
ヤフトの先端にセツトボルトを介して固定される
ようにされたプーリハブはドラム状に軸方向に延
出して形成された外周部には従来同様にダンパゴ
ム、及び、ダンパマスを周設してプーリの形成に
与かる一方、前方内側に形成される腔部に該腔部
に内接してダンパ支持体をネジ螺合、或は、圧入
等により一体結合して挿設し、該ダンパ支持体に
曲げ振動に対するリング状のダンパゴムとダンパ
マスをクランクシヤフトの軸方向に沿つて焼付け
等の手段により重層して一体固設し、プーリハブ
の外側に設けるトーシヨナルダンパとは相互に何
ら影響しないダイナミツクダンパとして低次曲げ
振動の制振吸収が自在であるようにし、更に、プ
ーリハブで直接に発生する騒音を抑止し、又、冷
却し、ヒートトラブルを防止し、一節曲げ振動、
二節曲げ振動等の固有振動に対しても制振吸収が
行えるようにしてエンジンのクランクシヤフトか
らの振動、騒音の発生を防止し、更には、取付
け、取外しの作業性も良くしてメンテナンスが容
易であるようにした技術的手段を講じたものであ
る。

＜実施例＞ 次に、この発明の実施例を第１〜１３図に基づ
いて説明すれば以下の通りである。

尚、第１４図と同一態様部分は同一符号を用い
て説明するものとする。

第１図に示す図示態様はこの発明の基本的実施
態様であり、図示しない自動車の内燃エンジンに
適宜ベアリングを介して回転するように装備され
たクランクシヤフト１の前端に設けられており、
在来態様同様にセツトボルト２を介してプーリハ
ブ３がキー溝を介して取り外し自在に嵌入され、
螺合して固定されている。

而して、プーリハブ３は外周部がドラム状に軸
方向に延出して形成されており、該プーリハブ３
の外側には第１４図に示す在来態様と同様にクラ
ンクシヤフト１のねじり振動に対するトーシヨナ
ルダンパ７を形成するべく外周面にベルト溝４を
形成されたダンパマス５とダンパゴム６が径方向
に重層されて一体固定されてプーリの形成に与つ
ている。

而して、プーリハブ３にはセツトボルト２側に
腔部Ａが形成されており、リングプレート状のフ
ランジを曲折して形成しているダンパ支持体８が
腔部Ａに内接して圧入嵌入されて固定されてお
り、該ダンパ支持体８には上記フランジを介して
リング状のダンパゴム９と所定サイズのダンパマ
ス１０がプーリハブ３に圧入前の焼付け等の手段
により軸方向に重層されて一体的に固定されてい
る。

したがつて、第１図に示す様に、ダイナミツク
ダンパ１１を具備した当該実施例のダンパプーリ
においては、エンジン稼動によるクランクシヤフ
ト１で生ずるねじれ振動に対してはダンパマス５
とダンパゴム６の径方向重層による制振と吸収が
行われてトーシヨナルダンパ機能が充分に発揮さ
れ、一節曲げ、二節曲げ等の低次曲げ振動に対し
ては軸方向に重層されているダンパゴム９とダン
パマス１０により制振と吸収が行われ、第１５図
に示す様に、グラフC₂として振幅が抑制され、
在来態様におけるグラフC₁のピークが平滑化さ
れ、振動減少と騒音抑制が充分に行われる。

この場合、ダイナミツクダンパ１１がプーリハ
ブ３の前部の腔部Ａに於いて装備されているため
に、エンジンルーム内の空間が有効利用され、コ
ンパクトにされたダンパプーリのねじれ振動と曲
げ振動の双方に対する振動制振と騒音吸収性がフ
ルに発揮される。

次に、第２図に示す様に、ダイナミツクダンパ
１１がプーリハブ３の前部の腔部Ａにダンパ支持
体８の圧入により装備される点では基本的に上述
実施例と同様であるが、当該実施例において、ダ
イナミツクダンパ１１はダンパゴム９１とダンパ
マス１０１とが前後方向の軸方向に沿う重層態様
を逆にしてダンパ支持体８のプーリハブ３に対す
る接合面積を大きくされてダイナミツクダンパ１
１のプーリハブ３に対する取付けを強固にした態
様であり、該プーリハブ３の腔部Ａの空間有効利
用を図つた態様であり、当該実施例においてもプ
ーリハブ３の外周に径方向重層させたトーシヨナ
ルダンパ７によるねじれ振動の制振吸収と共に、
低次曲げ振動の制振吸収をダイナミツクダンパ１
１によつて充分に行うことが出来、図示しないシ
リンダブロツクの振動を抑制して車体に対する振
動低減、騒音抑止を図ることが出来、クランクシ
ヤフト１の振動を抑えて強度を保つようにした作
用効果は全く上述実施例と変りはないものであ
る。

したがつて、当該実施例においては、プーリハ
ブ３に対するダンパ支持体８の圧入による接合面
積が大きくとれることにより、僅かに残るクラン
クシヤフト１の低次曲げ振動によるダイナミツク
ダンパ１１のガタ等が防止される効果もある。

而して、クランクシヤフト１においては、前述
第１６図に示す様に、基本的には低次曲げ振動の
一節曲げ振動Q₁が生ずるが、上述第１，２図に
示す第１、第２の実施例は、この低次一次の一節
曲げ振動に対して１ブロツクのダイナミツクダン
パ１１でこれを制振吸収するが、第３図に示す実
施例は、ダンパ支持体８に対し、ダンパゴム９２
と９３、及びダンパマス１０２，１０３を交互に
サンドウイツチ状に焼付け一体化して軸方向に重
層させた態様であり、一節曲げ振動の低次一次曲
げ振動をより効果的に制振吸収することが出来、
当該実施例の設計変更としては軸方向の二重のみ
ならず、三重、四重等にして最適な振動抑制の効
果が得られるダイナミツクダンパ１１を具備させ
ることで、上述第１，２図に示す実施例のダンパ
効果を２倍、３倍にすることが自在であるように
したものである。

次に、第４図に示す実施例は、プーリハブ３の
前部の腔部Ａに圧入して設けられるダンパ支持体
８１はその所定の中途に内向のフランジが形成さ
れており、該フランジの一側の前部と他側の腔部
Ａに面対称にリング状のダンパゴム９４，９５を
軸方向重層して固定し、軸方向前後にブロツク状
に離隔するダイナミツクダンパ１１，１１′を形
成した態様であり、先述第１６，１７図に示す様
に、クランクシヤフト１には一節曲げ振動と二節
曲げ振動があるが、当該実施例の態様において
は、エンジン寄りのダイナミツクダンパ１１′に
より一節曲げ振動を制振吸収するようにし、先端
側のダイナミツクダンパ１１によつて二節曲げ振
動の制振吸収を行うようにされる。

したがつて、当該実施例の態様では、６気筒エ
ンジン等のクランクシヤフト１に対する一節曲げ
振動は勿論、二節曲げ振動に対しても振動抑止、
騒音吸収を図ることが出来るものである。

而して、上述各実施例においては、ダンパ支持
体８，８１のプーリハブ３の前部の腔部Ａに対す
る取付けは圧入方式による態様であるが、第５図
に示す実施例は、ダンパ支持体８のプーリハブ３
に対する取付けを左ネジ１２を介して行うように
した態様であり、クランクシヤフト１が右回転す
るエンジンでは、該クランクシヤフトの回転によ
つてネジ１２が締まり方向に作用するため、ダイ
ナミツクダンパ１１がエンジン稼動中に外れる虞
がないという作用効果を奏するものであり、勿
論、設計変更として左回転エンジンについては右
ネジの取付けを行うことが自在である。

次に、第６図に示す実施例は、ダンパ支持体８
２がその縦断面において略Ｚ型に曲折成形された
態様であり、ダイナミツクダンパ１１はアンダー
ハング状にされて挿設されており、該ダンパ支持
体８２に対し、ダンパゴム９やダンパマス１０が
破損したり、剥離した場合に腔部Ａ内にてプーリ
ハブ３に激しく衝突して振動や騒音が発生しない
ようにした態様であるが、当該ダイナミツクダン
パ１１により低次曲げ振動の制振吸収が行われ、
外側のトーシヨナルダンパ７によつてねじれ振動
が制振吸収されることは上述各実施例と同様であ
る。

ところで、クランクシヤフト１の曲げ振動の共
振周波数はクランク角に応じて数Hzの変動がある
が、低次曲げ振動における変動に対してはダイナ
ミツクダンパの共振周波数を対応させるようにす
れば良く、第７，８図に示す実施例においては、
ダンパ支持体８に軸方向に重層させたダンパゴム
９６とダンパマス１０４の軸方向にその厚みを変
えて上記共振周波数をクランク角に応じて変化さ
せるようにした態様であり、より精度の高いダイ
ナミツクダンパ１１とすることが出来る。

尚、第８図に示す様に、ダイナミツクダンパ９
６とダンパマス１０４はダンパ支持体８に対し、
焼付け固定されるために、両者の接合面は一体化
されており、したがつて、ダンパゴム９６の肉厚
の薄いところは対応的にダンパマス１０４の肉厚
が厚いようにしてダイナミツクダンパの機能を設
計的に変えてある。

又、クランクシヤフト１はそのエンジンの種類
によつて低次曲げ振動の共振点が二箇所で存在す
る場合があるが、第９図に示す実施例では、プー
リハブ３の腔部Ａ内に圧入したダンパ支持体８に
対し、上述実施例同様にダンパゴム９、及び、ダ
ンパマス１０を焼付けにより一体化して軸方向に
後延させた一つのブロツクとし、更に、ねじれ振
動に対するトーシヨナルダンパ７のダンパマス５
の前端面に第２のダンパゴム９７を配設し、第２
のダンパマス１０５を焼付け一体接合して前位さ
せてダイナミツクダンパ１１″を形成した態様で
あり、該ダイナミツクダンパ１１と１１″により
上記クランクシヤフトの曲げ振動の共振点の異な
るものに対応させることが出来、したがつて、一
つのダイナミツクダンパでありながら、その構造
に二つのダイナミツクダンパ機能を持たせ、二つ
の曲げ振動による共振周波数に対し、曲げ振動の
制振吸収を図ることが出来るようにした態様であ
る。

ところで、第１４図に示す様に、プーリハブ３
のクランクシヤフト１先端に対する取付けはその
キー溝を介して挿入し、セツトボルト２で締付け
固定するようにされているが、メンテナンス時の
プーリハブ３をクランクシヤフト１の先端から取
外すに際し、セツトボルト２を解離し、キー溝離
脱し、プーリハブ３をクランクシヤフト１から引
き抜けば良いが、錆付きや雑物の侵入等によりプ
ーリハブ３はクランクシヤフト１の先端に緊着さ
れている場合が多く、したがつて、セツトボルト
２の解離によつて引抜けず、一般に、所定のプー
リ抜き工具を用いてプーリハブ３のフランジ部に
適宜フツク掛けして抜取るようにしているが、上
述各実施例に示す様に、この発明においてはプー
リハブ３の前部の腔部Ａ内にダイナミツクダンパ
１１を設置するために、腔部Ａを介しては従来の
ようにプーリ抜き工具を用いてプーリハブ３のフ
ランジ部にフツク掛けをすることが出来ない不具
合が生ずる。

これに対処して、第１０図に示す実施例の様
に、ダイナミツクダンパ１１を取り付けるダンパ
支持体８の前端面に周方向所定距離で離隔してウ
エルドナツト１２，１２…を固設して該ウエルド
ナツト１２に在来態様同様にプーリ抜き工具を掛
けてセツトボルト２の取外し後のプーリハブ３の
クランクシヤフト１からの離脱を容易に行うこと
が出来る。

又、上述各実施例に示した様に、この発明のダ
イナミツクダンパはプーリハブ３の前部の腔部Ａ
内の空間を有効的に利用して低次曲げ振動の制振
吸収を行うようにしているが、当該曲げ振動の減
衰にはその減衰されたエネルギーが熱エネルギー
に変化し、ダンパゴム９に蓄積し、温度を上昇さ
せ、焼付けによるダイナミツクダンパ１１のダン
パ支持体８に対する固定力を弱めるような場合に
当該熱を除去する必要があり、そこで、第１１，
１２図に示す様に、ダンパ支持体８の内向フラン
ジ部の前面に所定の冷却フイン１３，１３…を一
体固定することにより、ダイナミツクダンパ１１
の冷却を図り、ダンパ支持体８の前面に冷却風を
生起させ、ダンパゴム９の温度を下げ、ダンパ支
持体８に対する固定力を充分に維持させることが
自在である。

そして、この発明においては、上述の如くダン
パプーリ３の前部の腔部Ａ内にダイナミツクダン
パ１１を付設しているが、ダンパゴム９を介して
ダンパ支持体８に焼付けによつて固定されている
リング状のダンパマス１０は設計によりその外周
部がプーリハブ３の内面に近接する場合があり、
不測にして低次曲げ振動による振動が減衰されな
いうちにダンパマス１０が振動によりプーリハブ
３の内壁に衝突して振動の振幅を大きくしたり、
騒音を発生したりする虞に対処し、第１３図に示
す実施例の様に、ダンパマス１０の外側面にゴム
製のＯ−リング１４を環設することにより不測に
してダンパマス１０の外面がプーリハブ３の内面
に近接しても該Ｏ−リング１４が干渉し、振動発
生や騒音発生を充分に防止することが出来る。

尚、この発明の実施態様は上述各実施例に限る
ものではないことは勿論であり、例えば、ダイナ
ミツクダンパのダンパゴムやダンパマスの周方向
に複数の材質をもつて分割するようにしたり、ダ
ンパ支持体のフランジの後面に他のダンパ支持体
を介してダンパゴムとダンパマスを設ける等種々
の態様が採用可能である。

＜発明の効果＞ 以上、この発明によれば、基本的に従来の自動
車の内燃エンジンのクランクシヤフトの先端に設
けられたダンパプーリにおいて、在来技術により
設けられるねじり振動に対するトーシヨナルダン
パに加えてプーリハブの前部の腔部の空間を利用
して曲げ振動に対するダイナミツクダンパを設け
たことにより、一節曲げや二節曲げ等の低次曲げ
振動をも充分に制振吸収させることが出来、した
がつて、エンジンブロツクの振動や騒音を減衰制
振吸収し、静粛な走行を保証することが出来ると
いう優れた効果が奏され、これによりエンジンブ
ロツクは勿論のこと、クランクシヤフトの軽量化
が図れ、燃費向上に役立てることが出来、而も、
クランクシヤフトの強度も安定するという優れた
効果が奏される。

又、ブロツクに形成されたダイナミツクダンパ
により積極的にプーリハブの前部の腔部の空間を
利用することが出来るために、コンパクト化が図
れてエンジンルームにおいてクランクシヤフト先
端が占有する空間の拡大を図からなくて済むとい
う利点もある。

更に、第１５図に示す様に、在来態様で特定周
波数における低次曲げ振動による振幅にピークの
出るグラフC₁のカーブがグラフC₂に示す様に、
振幅が安定され、適切に設計を行うことによりエ
ンジンの振動や騒音が抑制されるという優れた効
果が奏される。

又、上述の如くプーリハブの前部の内側の空間
を腔部として利用することにより、構造が複雑に
なることなく、保守点検整備等のメンテナンスが
し易いという効果も奏される。

そして、ダイナミツクダンパはプーリハブの前
部の内部に形成される腔部を利用して設けられる
ために、保守点検がし易いという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１〜１３図はこの発明の実施例の説明図であ
り、第１〜７図及び９，１０，１１，１３図はク
ランクシヤフトの先端に設けられたトーシヨナル
ダンパとダイナミツクダンパの取合い縦断面図、
第８図は第７図実施例の部分拡大図、第１２図は
第１１図実施例の部分正面図、第１４図は従来態
様のクランクシヤフト先端に設けられたダンパプ
ーリの縦断面図、第１５図は在来態様とこの発明
の低次曲げ振動の周波数と振幅との関係を表した
グラフ図、第１６，１７図は低次曲げ振動の一節
曲げ及び二節曲げ状態を示すクランクの模式図で
ある。 １…クランクシヤフト、２…セツトボルト、３
…プーリハブ、５…ダンパマス、６…ダンパゴ
ム、８…ダンパ支持体、Ａ…腔部、９…ダイナミ
ツクダンパのダンパゴム、１０…ダイナミツクダ
ンパのダンパマス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンに装備されているクランクシヤフト
   の先端にセツトボルトを介して固設されると共に
   プーリハブにダンパマスとダンパゴムを支持して
   形成される車輛のクランクダンパプーリ構造にお
   いて、ドラム状に軸方向に延出する上記プーリハ
   ブの腔部に該腔部に内接してダンパ支持体が一体
   付設され、而して該ダンパ支持体に上記クランク
   シヤフトの軸方向に沿つて曲げ振動を吸収するリ
   ング状のダイナミツクダンパのダンパゴムとダン
   パマスが重層されて一体的に挿設されていること
   を特徴とする車輛のクランクダンパプーリ構造。