JP2020153459A - Pulley - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、プーリに関し、特に、エンジンのクランクシャフトに設けられるクランクプーリに関する。 The present disclosure relates to pulleys, and more particularly to crank pulleys provided on the crankshaft of an engine.
一般に、エンジンのクランクシャフトの端部には、オルタネータやポンプ、コンプレッサ等の補機類に無端ベルトを介して動力を伝達するクランクプーリが設けられている。 Generally, at the end of the crankshaft of an engine, a crank pulley that transmits power to auxiliary machinery such as an alternator, a pump, and a compressor via an endless belt is provided.
この種のクランクプーリにおいては、エンジンの回転変動を吸収することにより、クランクシャフトの捩り振動を低減するダンパー装置が設けられる場合がある(例えば、特許文献1参照)。 In this type of crank pulley, a damper device that reduces the torsional vibration of the crankshaft by absorbing the rotational fluctuation of the engine may be provided (see, for example, Patent Document 1).
ところで、クランクシャフトには、クランクプーリに巻き掛けられた無端ベルトの張力を起因とした曲げ荷重が作用する。また、クランクシャフトには、回転に伴いダンパー装置やクランクプーリ等の質量を起因としたジャイロモーメント等も作用する。このため、クランクプーリがクランクシャフトと一体に回転すると、これに伴いクランクシャフトの例えばフィレット部等に変動応力(例えば、周期的な曲げ応力の変動)が繰り返し作用することで、クランクシャフトの寿命に影響を与える可能性がある。 By the way, a bending load due to the tension of the endless belt wound around the crank pulley acts on the crankshaft. In addition, a gyro moment or the like caused by the mass of the damper device, the crank pulley, or the like also acts on the crankshaft as it rotates. Therefore, when the crank pulley rotates integrally with the crankshaft, fluctuating stress (for example, periodic fluctuation of bending stress) repeatedly acts on, for example, the fillet portion of the crankshaft, and the life of the crankshaft is extended. May have an impact.
本開示の技術は、プーリからシャフトへの変動荷重(力及びトルク)の伝達を効果的に抑制することを目的とする。 The technique of the present disclosure aims to effectively suppress the transmission of variable loads (forces and torques) from the pulley to the shaft.
本開示の技術は、シャフトに設けられるプーリであって、ベルトが巻き掛けられるプーリ本体部と、前記プーリ本体部を、前記シャフトの端部に該シャフトの軸方向と直交する軸を中心に揺動可能に連結すると共に、回転に伴い前記プーリから前記シャフトに伝達される変動荷重を弾性変形することにより吸収可能な弾性部材を有する連結機構と、を備えることを特徴とする。 The technique of the present disclosure is a pulley provided on a shaft, in which a pulley main body around which a belt is wound and the pulley main body are shaken at an end of the shaft about an axis orthogonal to the axial direction of the shaft. It is characterized by including a connecting mechanism having an elastic member that can be movably connected and that can be absorbed by elastically deforming a fluctuating load transmitted from the pulley to the shaft with rotation.
また、前記プーリ本体部には、前記シャフトを軸方向に挿通させて該シャフトの前記端部を突出させる貫通孔が設けられており、前記連結機構は、前記プーリ本体部を、前記貫通孔から突出する前記シャフトの前記端部に揺動可能に連結することが好ましい。 Further, the pulley main body is provided with a through hole through which the shaft is inserted in the axial direction to project the end of the shaft, and the connecting mechanism allows the pulley main body to be inserted through the through hole. It is preferable that the shaft is swingably connected to the end of the protruding shaft.
また、前記シャフトが複数の気筒を有するエンジンのクランクシャフトであり、前記複数の気筒のうち、前記プーリ本体部に最も近い気筒のピストンが上死点に位置する状態で、当該気筒の筒軸方向に対して前記連結機構の前記軸が前記クランクシャフトの軸方向視で直交するように設けられていることが好ましい。 Further, the shaft is a crankshaft of an engine having a plurality of cylinders, and among the plurality of cylinders, the piston of the cylinder closest to the pulley main body is located at the top dead center, and the cylinder is in the axial direction of the cylinder. On the other hand, it is preferable that the shaft of the connecting mechanism is provided so as to be orthogonal to each other in the axial direction of the crankshaft.
また、前記連結機構は、その軸心を前記シャフトの軸方向に直交させた前記軸としてのピン部材と、該ピン部材を前記シャフトの前記端部に支持するピンボス部と、前記プーリ本体部の一側面に前記ピン部材を回転可能に軸支する一対のアーム部を有するヨーク部と、を備えており、前記弾性部材は、前記プーリ本体部と前記シャフトとの間に介装されたスプリングで形成されていることが好ましい。 Further, the connecting mechanism includes a pin member as the shaft whose axial center is orthogonal to the axial direction of the shaft, a pin boss portion that supports the pin member at the end portion of the shaft, and a pulley main body portion. A yoke portion having a pair of arm portions that rotatably support the pin member is provided on one side surface, and the elastic member is formed by a spring interposed between the pulley main body portion and the shaft. It is preferably formed.
また、前記連結機構は、その軸心を前記シャフトの軸方向に直交させた前記軸としての第1軸及び、その軸心を前記シャフトの軸方向に直交させると共に、前記第1軸と直交する第2軸を有するスパイダと、前記シャフトの前記端部に前記第1軸を回転可能に軸支する一対のアーム部を有する第1ヨーク部と、前記プーリ本体部の一側面に前記第2軸を回転可能に軸支する一対のアーム部を有する第2ヨーク部と、を備えており、前記弾性部材は、前記プーリ本体部と前記シャフトとの間に介装されたスプリングで形成されていることが好ましい。 Further, the connecting mechanism has a first axis as the axis whose axial center is orthogonal to the axial direction of the shaft, and the axial center thereof is orthogonal to the axial direction of the shaft and is orthogonal to the first axis. A spider having a second shaft, a first yoke portion having a pair of arm portions that rotatably support the first shaft at the end portion of the shaft, and the second shaft portion on one side surface of the pulley body portion. A second yoke portion having a pair of arm portions that rotatably support the pulley is provided, and the elastic member is formed by a spring interposed between the pulley main body portion and the shaft. Is preferable.
本開示の技術によれば、プーリからシャフトへの変動荷重の伝達を効果的に抑制することがきる。 According to the technique of the present disclosure, it is possible to effectively suppress the transmission of the fluctuating load from the pulley to the shaft.
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係るプーリについて説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, the pulley according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. The same parts have the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed explanations about them will not be repeated.
[第一実施形態]
図1は、第一実施形態に係るクランクプーリ60を備えるエンジン10の模式的な部分断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of an
図1に示すように、エンジン10は、例えば、直列4気筒エンジンであって、上側から順に、ヘッドカバー12、シリンダヘッド13、シリンダブロック14、クランクケース15及び、オイルパン16を有するエンジン本体部11を備えている。なお、エンジン10は、図示例の直列4気筒に限定されず、4気筒以外の直列多気筒、V型多気筒、水平対向多気筒、或いは、単気筒エンジンであってもよい。
As shown in FIG. 1, the
シリンダブロック14には、複数の気筒C1〜C4が設けられている。また、各気筒C1〜C4には、ピストンP1〜P4がそれぞれ往復移動可能に収容されている。ピストンP1〜P4には、ピストンピン21を介してコネクティングロッド22の小端部が揺動自在に連結されている。ピストンP1〜P4の頂面と、気筒C1〜C4の内周面と、シリンダヘッド13の下面とにより燃焼室が区画形成されている。
The
シリンダヘッド13には、燃焼室内に燃料を直噴するインジェクタJ1〜J4がそれぞれ設けられている。また、シリンダヘッド13には、燃焼室に新気を導入する不図示の吸気ポートや、燃焼室から排気を導出する不図示の排気ポートが設けられている。なお、エンジン10は、図示例の直噴式エンジンに限定されず、予混合式エンジンであってもよい。
The
エンジン10は、シリンダブロック14とクランクケース15との間に回転可能に支持されたクランクシャフト30を備えている。
The
より詳しくは、クランクシャフト30は、コネクティングロッド22がそれぞれ揺動自在に連結された複数のクランクピン31と、シリンダブロック14とクランクケース15との間に不図示の軸受等を介して支持されたクランクジャーナル32と、各クランクピン31と各クランクジャーナル32とを接続する複数のクランクウェブ33と、クランクウェブ33に対して、クランクシャフト30の回転軸心を挟んで対向する複数のカウンタウェイト34とを備えている。
More specifically, the
ピストンP1〜P4が燃焼室内の爆発力によりシリンダC1〜C4内を往復運動すると、この往復運動がコネクティングロッド22からクランクピン31に伝達されて回転運動に変換され、クランクシャフト30がクランクジャーナル32を軸心に回転するようになっている。
When the pistons P1 to P4 reciprocate in the cylinders C1 to C4 due to the explosive force in the combustion chamber, this reciprocating motion is transmitted from the connecting
クランクシャフト30の始端部35(端部)には、エンジン10の回転動力をオルタネータやポンプ、コンプレッサ等の補機300に伝達するクランクプーリ60が一体回転可能に設けられている。具体的には、クランクプーリ60及び、補機300の従動プーリ310には、無端ベルトBが巻き掛けられており、エンジン10の回転動力がクランクシャフト30からクランクプーリ60、無端ベルトB及び、従動プーリ310を経由して補機300に伝達されるようになっている。なお、クランクプーリ60に巻き掛けられる無端ベルトBの本数は、図示例の一本に限定されず、補機300の個数や配置レイアウト等に応じて複数本であってもよい。
A
以下、第一実施形態に係るクランクプーリ60の詳細について説明する。
Hereinafter, the details of the
図2は、第一実施形態に係るクランクプーリ60の模式的な断面図であって、(A)及び(B)は、それぞれクランクシャフト30の回転角度が90度異なる状態を示している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
図2(A)、(B)に示すように、第一実施形態のクランクプーリ60は、略有底円筒状のプーリ本体部61と、プーリ本体部61をクランクシャフト30の始端部35の前端面に揺動可能に連結する連結機構62とを備えている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
プーリ本体部61の外周部61Aには、無端ベルトBを巻き掛けるための複数のベルト溝61Bが設けられている。また、プーリ本体部61の外周部61Aには、ダンパーゴム61Cを介してダンパーマス61Dが設けられている。
A plurality of
連結機構62は、ピンボス部63と、ピン部材64と、ヨーク部65と、弾性部材としての一対のスプリング66,67(図2(A)参照)とを備えて構成されている。
The
ピンボス部63は、プーリ本体部61の後側面からクランクシャフト30の始端部35(後方)に向けて軸方向に所定の長さで突出して設けられている。ピン部材64は、その軸心をクランクシャフト30の軸方向(図1に示すクランクピン31の軸方向を含む)に直交させて配置されている。ピン部材64は、好ましくは、その軸方向の略中間位置をピンボス部63に支持されている。
The
ヨーク部65は、クランクシャフト30の始端部35の前端面からプーリ本体部61(前方)に向けて軸方向に所定の長さで突出して互いに離間して対向する一対のアーム部65A,65B(図2(B)参照)を備えている。これら一対のアーム部65A,65Bには、ピンボス部63から突出するピン部材64の両端部がそれぞれ回転可能に軸支されている。
The
すなわち、プーリ本体部61が、クランクシャフト30の始端部35の前端面に、連結機構62を介して周方向に一体回転可能、且つ、クランクシャフト30の軸心と直交するピン部材64を中心に2方向へ揺動可能に連結されている。
That is, the pulley
なお、ピンボス部63及び、ヨーク部65の配置関係は、図示例に限定されず、ピンボス部63をクランクシャフト30の始端部35の前端面、ヨーク部65をプーリ本体部61に入れ替えて配置してもよい。
The arrangement relationship between the
一対のスプリング66,67は、始端部35の前端面とプーリ本体部61の後側面との間のうち、ピン部材64の軸心と直交する方向の2カ所にそれぞれ圧縮状態で介装されている。これら一対のスプリング66,67は、プーリ本体部61の側面が静止状態でクランクシャフト30の軸方向と直交するようにバランスを取るようにして取り付けられている。
The pair of
なお、スプリング66,67は、図示例よりも多い個数を周方向に所定の間隔を隔てて配置してもよい。或いは、図3に示すように、1個のスプリング66をピンボス部63及び、ヨーク部65に巻き回すように配置してもよい。但し、これら何れの場合も、プーリ本体部61の側面が静止状態でクランクシャフト30の軸方向と直交するようにバランスを取ることが望ましい。
A larger number of
本実施形態において、ピン部材64は、クランクプーリ60に最も近い気筒C1のピストンP1(図1参照)が圧縮上死点付近に位置する際に、その軸心(又は、ピン部材64を軸支するヨーク部65の各アーム部65A,65Bの対向方向)をクランクシャフト30の軸方向視で気筒C1の筒軸方向(ピストンP1の往復移動方向)と略直交させるように、言い換えれば、ピストンP1の圧縮上死点付近において、ピン部材64の軸心を挟んで対向する一対のスプリング66,67の配列方向が、クランクシャフト30の軸方向視で気筒C1の筒軸方向と略一致するように設けられている。
In the present embodiment, the
ここで、スプリング66,67の剛性は、回転に伴い無端ベルトBの張力や、ダンパーマス61D等の質量を起因として、プーリ本体部61からクランクシャフト30の主としてフィレット部(図1に符号Aで示すクランクピン31とクランクウェブ33との境界部位)に伝達される変動荷重、ジャイロモーメント、遠心力等を効果的に低減できる剛性で設定されることが望ましい。また、スプリング66,67は、回転時も常にクランクシャフト30及びプーリ本体部61にテンションが伝達されるように、取り付け時初期荷重を与えることが望ましい。
Here, the rigidity of the
以上詳述した第一実施形態に係るクランクプーリ60によれば、プーリ本体部61をクランクシャフト30の始端部35に連結機構62を介して揺動可能に連結すると共に、プーリ本体部61とクランクシャフト30の始端部35との間に、弾性変形することにより曲げ荷重を吸収可能なスプリング66,67を設けて構成されている。これにより、無端ベルトBの張力を起因とした変動荷重及び、ダンパーマス61Dやプーリ本体部61の質量等を起因としたジャイロモーメント等が、クランクシャフト30の主としてフィレット部に作用することを効果的に抑止することが可能になる。また、変動荷重に基づく変動応力が低減されることで、クランクシャフト30の疲労破壊等を抑止することが可能となり、クランクシャフト30の寿命を効果的に延ばすこともできる。
According to the
[第二実施形態]
図4は、第二実施形態に係るクランクプーリ70の模式的な断面図であって、(A)及び(B)は、それぞれクランクシャフト30の回転角度が90度異なる状態を示している。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the
図4に示すように、第二実施形態のクランクプーリ70は、略有底円筒状のプーリ本体部71をクランクシャフト30の始端部35の前端面にユニバーサルジョイント72(連結機構の一例)を介して連結したものである。
As shown in FIG. 4, in the
具体的には、プーリ本体部71の外周部71Aには、第一実施形態と同様、無端ベルトBを巻き掛けるための複数のベルト溝71Bが設けられている。また、プーリ本体部71の外周部71Aには、ダンパーゴム71Cを介してダンパーマス71Dが設けられている。
Specifically, the outer
ユニバーサルジョイント72は、クランクシャフト30の始端部35の前端面からプーリ本体部71側(前方)に向けて軸方向に所定の長さで突出して互いに離間して対向する一対のアーム部73A,73B(図4(B)参照)を有する第1ヨーク部73と、互いに直交する第1軸74A及び、第2軸74Bを有するスパイダ74と、プーリ本体部71の後側面から後方に向けて軸方向に所定の長さで突出して互いに離間して対向する一対のアーム部75A,75B(図4(A)参照)を有する第2ヨーク部75とを備えている。
The
スパイダ74は、第1及び第2軸74A,74Bの各軸心を、クランクシャフト30の軸方向(図1に示すクランクピン31の軸方向を含む)と直交させて配置されている。第1ヨーク部73の各アーム部73A,73Bは、スパイダ74の第1軸74Aの両端をそれぞれ回転可能に軸支する。第2ヨーク部75の各アーム部75A,75Bは、スパイダ74の第2軸74Bの両端をそれぞれ回転可能に軸支する。
The
すなわち、プーリ本体部71が、ユニバーサルジョイント72を介してクランクシャフト30の始端部35の前端面に、周方向に一体回転可能、且つ、クランクシャフト30の軸心と直交する2本の第1及び第2軸74A,74Bを中心に4方向へ揺動可能に連結されている。
That is, the pulley
スプリング76は、第一実施形態と同様、クランクシャフト30の始端部35の前端面と、プーリ本体部71の後側面との間に圧縮状態で介装されている。スプリング76は、好ましくは、プーリ本体部71の側面が静止状態でクランクシャフト30の軸方向と直交するようにバランスを取るようにして取り付けられている。なお、スプリング76は、1個に限定されず、複数個を周方向に所定のピッチで配置して構成してもよい。但し、この場合も、プーリ本体部71の側面が静止状態でクランクシャフト30の軸方向と直交するようにバランスを取ることが望ましい。
Similar to the first embodiment, the
本実施形態において、スパイダ74は、クランクプーリ70に最も近い気筒C1のピストンP1が圧縮上死点付近に位置する際に、第1軸74Aの軸心(又は、第1軸74Aを軸支する第1ヨーク部73の各アーム部73A,73Bの対向方向)をクランクシャフト30の軸方向視で気筒C1の筒軸方向に直交させると共に、クランクプーリ70に二番目に近い気筒C2のピストンP2(ピストンP1とは位相が約180度異なるピストン)が圧縮上死点付近に位置する際に、第2軸74Bの軸心をクランクシャフト30の軸方向視で気筒C2の筒軸方向に直交させるように設けられている。
In the present embodiment, the
ここで、スプリング76の剛性は、回転に伴い無端ベルトBの張力や、ダンパーマス71Dの質量を起因として、プーリ本体部71からクランクシャフト30の主としてフィレット部に伝達される変動荷重、ジャイロモーメント、遠心力等を効果的に低減できる剛性で設定されることが望ましい。また、スプリング76は、回転時も常にクランクシャフト30及びプーリ本体部71にテンションが伝達されるように、取り付け時初期荷重を与えることが望ましい。
Here, the rigidity of the
以上詳述した第二実施形態に係るクランクプーリ70によれば、プーリ本体部71をクランクシャフト30の始端部35にユニバーサルジョイント72を介して揺動可能に連結すると共に、プーリ本体部71とクランクシャフト30の始端部35との間に、弾性変形することにより曲げ荷重を吸収可能なスプリング76を設けて構成されている。これにより、無端ベルトBの張力を起因とした変動荷重及び、ダンパーマス71Dやプーリ本体部71の質量等を起因としたジャイロモーメント等が、クランクシャフト30の主としてフィレット部に作用することを効果的に抑止することが可能になる。また、変動荷重に基づく変動応力が低減されることで、クランクシャフト30の疲労破壊等を抑止することが可能となり、クランクシャフト30の寿命を効果的に延ばすこともできる。また、クランクシャフト30及びクランクプーリー70の回転に伴う騒音を低減することが可能となる。
According to the
[第三実施形態]
図5は、第三実施形態に係るクランクプーリ80の模式的な断面図であって、(A)及び(B)は、それぞれクランクシャフト30の回転角度が90度異なる状態を示している。
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the
図5に示すように、第三実施形態のクランクプーリ80は、略有底円筒状のプーリ本体部81と、プーリ本体部81をクランクシャフト30の始端部35の前端面に揺動可能に連結する連結機構82とを備えている。
As shown in FIG. 5, in the
プーリ本体部81は、円筒状の外周部81Aと、外周部81Aの前端側の開口周縁から径方向内側に延びる円環状の前フランジ部81Eと、外周部81Aの後端側の開口を閉塞する後側面部81Fとを備えている。
The pulley
プーリ本体部81の外周部81Aには、無端ベルトBを巻き掛けるための複数のベルト溝81Bが設けられている。また、プーリ本体部81の外周部81Aには、ダンパーゴム81Cを介してダンパーマス81Dが設けられている。
A plurality of
プーリ本体部81の後側面部81Fには、その中心部を軸方向に貫通する貫通孔81Gが設けられている。貫通孔81Gは、クランクシャフト30の始端部35を挿通させる。
The rear
連結機構82は、ピンボス部83と、ピン部材84と、ヨーク部85と、弾性部材としてのスプリング86とを備えて構成されている。
The connecting
ピンボス部83は、貫通孔81Gから突出するクランクシャフト30の始端部35の前端面から前方に向けて軸方向に所定の長さで突出して設けられている。ピン部材84は、その軸心をクランクシャフト30の軸方向(図1に示すクランクピン31の軸方向を含む)に直交させて配置されている。ピン部材84は、好ましくは、その軸方向の略中間位置をピンボス部83に支持されている。
The
ヨーク部85は、プーリ本体部81の前フランジ部81Eから前方に向けて軸方向に所定の長さで突出して互いに離間して対向する一対のアーム部85A,85B(図5(B)参照)を備えている。これら一対のアーム部85A,85Bには、ピンボス部83から突出するピン部材84の両端部がそれぞれ回転可能に軸支されている。
The
すなわち、プーリ本体部81が、貫通孔81Gから突出するクランクシャフト30の始端部35の前端面に、連結機構82を介して周方向に一体回転可能、且つ、クランクシャフト30の軸心と直交するピン部材84を中心に2方向へ揺動可能に連結されている。
That is, the pulley
スプリング86は、クランクシャフト30とプーリ本体部81との間に設けられている。具体的には、クランクシャフト30の始端部35のうち、貫通孔81Gよりも後側の部位には、プーリ本体部81の後側面部81Fと対向する前側面を有する段付き部36(又は、フランジ)が設けられている。スプリング86は、互いに対向する段付き部36と後側面部81Fとの間に圧縮状態で介装されている。
The
スプリング86は、好ましくは、プーリ本体部81の後側面部81Fが静止状態でクランクシャフト30の軸方向と直交するようにバランスを取るようにして取り付けられている。なお、スプリング86は、1個に限定されず、例えば、複数個を周方向に所定のピッチで配置して構成してもよい。但し、この場合も、プーリ本体部81の後側面部81Fが静止状態でクランクシャフト30の軸方向と直交するようにバランスを取ることが望ましい。
The
本実施形態において、ピン部材84は、クランクプーリ80に最も近い気筒C1のピストンP1(図1参照)が圧縮上死点付近に位置する際に、その軸心(又は、ピン部材84を軸支するヨーク部85の各アーム部85A,85Bの対向方向)をクランクシャフト30の軸方向視で気筒C1の筒軸方向(ピストンP1の往復移動方向)と略直交させるように設けられている。
In the present embodiment, the
ここで、スプリング86の剛性は、回転に伴い無端ベルトBの張力や、ダンパーマス81Dの質量を起因として、プーリ本体部81からクランクシャフト30の主としてフィレット部に伝達される変動果樹、ジャイロモーメント、遠心力等を効果的に低減できる剛性で設定されることが望ましい。また、スプリング86は、回転時も常にクランクシャフト30及びプーリ本体部81にテンションが伝達されるように、取り付け時初期荷重を与えることが望ましい。
Here, the rigidity of the
以上詳述した第三実施形態に係るクランクプーリ80によれば、プーリ本体部81をクランクシャフト30の始端部35に連結機構82を介して揺動可能に連結すると共に、プーリ本体部81とクランクシャフト30の始端部35との間に、弾性変形することにより曲げ荷重を吸収可能なスプリング86を設けて構成されている。これにより、無端ベルトBの張力を起因とした変動荷重及び、ダンパーマス81Dやプーリ本体部81の質量等を起因としたジャイロモーメント等が、クランクシャフト30の主としてフィレット部に作用することを効果的に抑止することが可能になる。また、変動荷重に伴う変動応力が低減されることで、クランクシャフト30の疲労破壊等を抑止することが可能となり、クランクシャフト30の寿命を効果的に延ばすこともできる。また、クランクシャフト30及びクランクプーリ70の回転に伴う騒音を低減することが可能となる。
According to the
さらに、連結機構82をエンジン10とプーリ本体部81との間に配することなく、プーリ本体部81の後側面部81Fよりも前方に配置したことで、プーリ本体部81をエンジン10の前端に隣接させることが可能となり、エンジン10のクランク軸方向の全長を効果的に短縮することができる。
Further, by arranging the connecting
[第四実施形態]
図6は、第四実施形態に係るクランクプーリ90の模式的な断面図であって、(A)及び(B)は、それぞれクランクシャフト30の回転角度が90度異なる状態を示している。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the
図6に示すように、第四実施形態のクランクプーリ90は、略有底円筒状のプーリ本体部91と、プーリ本体部91をクランクシャフト30の始端部35の前端面に揺動可能に連結するユニバーサルジョイント92とを備えている。
As shown in FIG. 6, in the
プーリ本体部91は、円筒状の外周部91Aと、外周部91Aの前端側の開口周縁から径方向内側に延びる円環状の前フランジ部91Eと、外周部91Aの後端側の開口を閉塞する後側面部91Fとを備えている。
The pulley
プーリ本体部91の外周部91Aには、無端ベルトBを巻き掛けるための複数のベルト溝91Bが設けられている。また、プーリ本体部91の外周部91Aには、ダンパーゴム91Cを介してダンパーマス91Dが設けられている。
A plurality of
プーリ本体部91の後側面部91Fには、その中心部を軸方向に貫通する貫通孔91Gが設けられている。貫通孔91Gは、クランクシャフト30の始端部35を挿通させる。
The rear
ユニバーサルジョイント92は、クランクシャフト30の始端部35の前端面から前方に向けて軸方向に所定の長さで突出して互いに離間して対向する一対のアーム部を93A,93B(図6(A)参照)を有する第1ヨーク部93と、互いに直交する第1軸94A及び、第2軸94Bを有するスパイダ94と、プーリ本体部91の前フランジ部91Eから前方に向けて軸方向に所定の長さで突出して互いに離間して対向する一対のアーム部95A,95B(図6(B)参照)を有する第2ヨーク部95とを備えている。
The universal joint 92 protrudes forward from the front end surface of the
スパイダ94は、第1及び第2軸94A,94Bの各軸心を、クランクシャフト30の軸方向(図1に示すクランクピン31の軸方向を含む)と直交させて配置されている。第1ヨーク部93の各アーム部93A,93Bは、スパイダ94の第1軸94Aの両端をそれぞれ回転可能に軸支する。第2ヨーク部95の各アーム部95A,95Bは、スパイダ94の第2軸94Bの両端をそれぞれ回転可能に軸支する。
The
すなわち、プーリ本体部91が、ユニバーサルジョイント92を介してクランクシャフト30の始端部35の前端面に、周方向に一体回転可能、且つ、クランクシャフト30の軸心と直交する2本の第1及び第2軸94A,94Bを中心に4方向へ揺動可能に連結されている。
That is, the pulley
スプリング96は、第三実施形態と同様に、クランクシャフト30の段付き部36と、プーリ本体部91の後側面部91Fとの間に圧縮状態で介装されている。スプリング96は、好ましくは、プーリ本体部91の後側面部91Fが静止状態でクランクシャフト30の軸方向と直交するようにバランスを取るようにして取り付けられている。なお、スプリング96は、1個に限定されず、例えば、複数個を周方向に所定のピッチで配置して構成してもよい。但し、この場合も、プーリ本体部91の後側面部91Fが静止状態でクランクシャフト30の軸方向と直交するようにバランスを取ることが望ましい。
Similar to the third embodiment, the
本実施形態において、スパイダ94は、クランクプーリ90に最も近い気筒C1のピストンP1が圧縮上死点付近に位置する際に、第1軸94Aの軸心(又は、第1軸94Aを軸支する第1ヨーク部93の各アーム部93A,93Bの対向方向)をクランクシャフト30の軸方向視で気筒C1の筒軸方向に直交させると共に、クランクプーリ90に二番目に近い気筒C2のピストンP2(ピストンP1とは位相が約180度異なるピストン)が圧縮上死点付近に位置する際に、第2軸94Bの軸心をクランクシャフト30の軸方向視で気筒C2の筒軸方向に直交させるように設けられている。
In the present embodiment, the
ここで、スプリング96の剛性は、回転に伴い無端ベルトBの張力や、ダンパーマス91Dの質量を起因として、プーリ本体部91からクランクシャフト30の主としてフィレット部に伝達される変動荷重、ジャイロモーメント、遠心力等を効果的に低減できる剛性で設定されることが望ましい。また、スプリング96は、回転時も常にクランクシャフト30及びプーリ本体部91にテンションが伝達されるように、取り付け時初期荷重を与えることが望ましい。
Here, the rigidity of the
以上詳述した第四実施形態に係るクランクプーリ90によれば、プーリ本体部91をクランクシャフト30の始端部35にユニバーサルジョイント92を介して揺動可能に連結すると共に、プーリ本体部91とクランクシャフト30の始端部35との間に、弾性変形することにより曲げ荷重を吸収可能なスプリング96を設けて構成されている。これにより、無端ベルトBの張力を起因とした変動荷重及び、ダンパーマス91Dやプーリ本体部91の質量等を起因としたジャイロモーメント等が、クランクシャフト30の主としてフィレット部に作用することを効果的に抑止することが可能になる。また、変動荷重に基づく変動応力が低減されることで、クランクシャフト30の疲労破壊等を抑止することが可能となり、クランクシャフト30の寿命を効果的に延ばすこともできる。
According to the
さらに、ユニバーサルジョイント92をエンジン10とプーリ本体部91との間に配することなく、プーリ本体部91の後側面部91Fよりも前方に配置したことで、プーリ本体部91をエンジン10の前端に隣接させることが可能となり、エンジン10のクランク軸方向の全長を効果的に短縮することができる。
Further, by arranging the universal joint 92 in front of the rear
[その他]
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変形して実施することが可能である。
[Other]
It should be noted that the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and implemented without departing from the gist of the present disclosure.
例えば、上記実施形態のスプリングを、図7に示すように、弾性変形可能なメッシュ材100、或いは、弾性変形可能な板バネ等の他の弾性部材に置き換えて構成してもよい。
For example, as shown in FIG. 7, the spring of the above embodiment may be replaced with another elastic member such as an elastically
また、本開示の適用範囲は、エンジン10のクランクシャフト30に設けられるクランクプーリに限定されず、他の装置の回転系にも広く適用することが可能である。
Further, the scope of application of the present disclosure is not limited to the crank pulley provided on the
10 エンジン
11 エンジン本体部
12 ヘッドカバー
13 シリンダヘッド
14 シリンダブロック
15 クランクケース
16 オイルパン
C1〜C4 気筒
P1〜P4 ピストン
21 ピストンピン
22 コネクティングロッド
30 クランクシャフト
31 クランクピン
32 クランクジャーナル
33 クランクウェブ
34 カウンタウェイト
35 始端部(端部)
60,70,80,90 クランクプーリ(プーリ)
61,71,81,91 プーリ本体部
62,82 連結機構
63,83 ピンボス部
64,84 ピン部材
65,85 ヨーク部
72,92 ユニバーサルジョイント(連結機構)
73,93 第1ヨーク部
74,94 スパイダ
75,95 第2ヨーク部
66,67,76,86,96 スプリング(弾性部材)
81G,91G 貫通孔
10
60, 70, 80, 90 Crank pulley (pulley)
61, 71, 81, 91
73,93
81G, 91G through hole
Claims (5)
ベルトが巻き掛けられるプーリ本体部と、
前記プーリ本体部を、前記シャフトの端部に該シャフトの軸方向と直交する軸を中心に揺動可能に連結すると共に、回転に伴い前記プーリから前記シャフトに伝達される変動荷重を弾性変形することにより吸収可能な弾性部材を有する連結機構と、を備える
ことを特徴とするプーリ。 A pulley provided on the shaft
The pulley body around which the belt is wrapped and
The pulley main body is swingably connected to the end of the shaft about an axis orthogonal to the axial direction of the shaft, and the variable load transmitted from the pulley to the shaft is elastically deformed with rotation. A pulley characterized by comprising a connecting mechanism having an elastic member that can be absorbed therein.
前記連結機構は、前記プーリ本体部を、前記貫通孔から突出する前記シャフトの前記端部に揺動可能に連結する
請求項1に記載のプーリ。 The pulley body is provided with a through hole through which the shaft is inserted in the axial direction to project the end of the shaft.
The pulley according to claim 1, wherein the connecting mechanism oscillateably connects the pulley main body to the end of the shaft protruding from the through hole.
前記複数の気筒のうち、前記プーリ本体部に最も近い気筒のピストンが上死点に位置する状態で、当該気筒の筒軸方向に対して前記連結機構の前記軸が前記クランクシャフトの軸方向視で直交するように設けられている
請求項1又は2に記載のプーリ。 The shaft is a crankshaft of an engine having a plurality of cylinders.
Among the plurality of cylinders, the shaft of the connecting mechanism is viewed in the axial direction of the crankshaft with respect to the cylinder axis direction of the cylinder in a state where the piston of the cylinder closest to the pulley main body is located at the top dead center. The pulley according to claim 1 or 2, which is provided so as to be orthogonal to each other.
前記弾性部材は、前記プーリ本体部と前記シャフトとの間に介装されたスプリングで形成されている
請求項1から3の何れか一項に記載のプーリ。 The connecting mechanism includes a pin member as the shaft whose axial center is orthogonal to the axial direction of the shaft, a pin boss portion that supports the pin member at the end portion of the shaft, and one side surface of the pulley body portion. It is provided with a yoke portion having a pair of arm portions that rotatably support the pin member.
The pulley according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic member is formed of a spring interposed between the pulley main body and the shaft.
前記弾性部材は、前記プーリ本体部と前記シャフトとの間に介装されたスプリングで形成されている
請求項1から3の何れか一項に記載のプーリ。 The connecting mechanism has a first axis as the axis whose axis is orthogonal to the axial direction of the shaft, and a second axis whose axis is orthogonal to the axial direction of the shaft and orthogonal to the first axis. A spider having a shaft, a first yoke portion having a pair of arm portions that rotatably support the first shaft at the end portion of the shaft, and the second shaft rotating on one side surface of the pulley main body portion. It is provided with a second yoke portion having a pair of arm portions that support the shaft as possible.
The pulley according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic member is formed of a spring interposed between the pulley main body and the shaft.
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