(57)【要約】【課題】クランクシャフト等の回転軸の振動を弾性体にて吸収減衰するダンパプーリにおいて、ダンパゴムの発熱を抑制して信頼性を高める。【解決手段】回転軸に取り付けられるハブ１１と、ハブ１１の外周に沿って配設された円形環状のダンパマス１２と、ハブ１１とダンパマス１２との間に配設されたダンパゴム１３とを有するダンパプーリ１において、ダンパゴム１３を冷却することが可能な部位にペルチェ素子２を配設するとともに、クランクシャフト等の回転軸の振動によって発生するハブ１１とダンパマス１２との相対運動のエネルギを電力に変換してペルチェ素子２に供給する電力供給源３とを設けて、ペルチェ素子２によってダンパゴム１３を強制的に冷却してダンパゴム１３の発熱を抑制する。【選択図】図２
2007211947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取り付けられるハブと、前記ハブの外周に沿って配設された環状のダンパマスと、前記ハブとダンパマスとの間に配設された弾性体とを有するダンパプーリにおいて、
前記弾性体を冷却することが可能な部位に電子冷却素子が配設されているとともに、前記回転軸の振動による前記ハブとダンパマスとの相対運動のエネルギを電力に変換して、前記電子冷却素子に供給する電力供給手段を備えていることを特徴とするダンパプーリ。
【請求項２】
請求項１に記載のダンパプーリにおいて、前記電力供給手段は、永久磁石からなるコアと、前記コアに巻回されたコイルとを備え、前記コアとコイルとの相対的な位置が前記ハブとダンパマスとの相対運動に伴って変化することにより起電力を発生するように構成されていることを特徴とするダンパプーリ。
【請求項３】
請求項２に記載のダンパプーリにおいて、前記コアが前記ダンパマスに支持部材を介して固定され、前記コイルが前記ハブに支持部材を介して固定されていることを特徴とするダンパプーリ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のダンパプーリにおいて、前記電子冷却素子の放熱部にヒートシンクが設けられていることを特徴とするダンパプーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトなどの回転軸に発生する振動を吸収減衰するダンパプーリに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関（以下、エンジンともいう）のクランクシャフトには、各シリンダ毎の爆発力と慣性力とによる回転力が周期的に作用してねじり共振が発生する。クランクシャフトにねじり共振が発生すると、クランクシャフトの振動が大きくなって、クランクシャフト系の摩耗や騒音が発生する。
【０００３】
このようなねじり共振に起因する振動を低減するダンパの１つとして、車両等に搭載される補機類（例えばエアコン用コンプレッサやパワーステアリング用ポンプ等）に、クランクシャフトの回転動力を伝達するプーリにダンパ機能を付加したダンパプーリがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ダンパプーリの一例を図６に示す。この例のダンパプーリ２０１は、クランクシャフトにボス２１４を介して連結される円形環状のハブ２１１と、そのハブ２１１の外周に沿って配設された円形環状のダンパマス２１２と、ハブ２１１とダンパマス２１２との間に挟み込まれた弾性体（ダンパゴム）２１３とを備えており、クランクシャフトの回転時に、ハブ２１１とダンパマス２１２とが弾性体２１３を挟んで共振運動することにより、クランクシャフトのねじり共振を打ち消して、クランクシャフトの振動を減衰する構造となっている。なお、図６に示すダンパプーリ２０１においては、ダンパマス２１２の外周面に、例えばエアコン用コンプレッサやパワーステアリング用ポンプ等の補機類への動力伝達用のベルトを巻き掛ける複数のＶ溝２１２ａが形成されている。
【特許文献１】特開２００３−３３６７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したような弾性体にて振動を吸収減衰する構造のダンパプーリでは、ハブとダンパマスとが弾性体を挟んで共振運動する過程において、弾性体が振動によって発熱するため、その弾性体の発熱を効率良く逃がす必要がある。しかし、従来のダンパプーリでは自然対流によってのみ放熱効果を得る構造となっているため、弾性体の発生熱を十分に放熱することができない。このためダンパプーリの信頼性が低下することがあり、また、熱劣化により弾性体が寿命が短くなるという問題がある。
【０００６】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、クランクシャフト等の回転軸の振動を弾性体にて吸収減衰するダンパプーリにおいて、弾性体の発熱を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、回転軸に取り付けられるハブと、前記ハブの外周に沿って配設された環状のダンパマスと、前記ハブとダンパマスとの間に配設された弾性体（ダンパゴム）とを有するダンパプーリにおいて、前記弾性体を冷却することが可能な部位に電子冷却素子（例えばペルチェ素子）が配設されているとともに、前記回転軸の振動による前記ハブとダンパマスとの相対運動のエネルギを電力に変換して、前記電子冷却素子に供給する電力供給手段を備えていることを特徴としている。
【０００８】
以上の特定事項により、クランクシャフト等の回転軸の振動によって発生するハブとダンパマスとの相対運動のエネルギを電力に変換し、その電力を利用して電子冷却素子を動作させることができる。これによって弾性材を電子冷却素子にて強制的に冷却することが可能になり、弾性体の発熱を抑制することができる。
【０００９】
本発明において、電力供給手段の具体的な例として、永久磁石からなるコアと、そのコアに巻回されたコイルとを備え、それらコアとコイルとの相対的な位置が前記ハブとダンパマスとの相対運動に伴って変化することにより起電力を発生する構造のものを挙げることができる。また、このようなコアとコイルとからなる電力供給手段を用いる場合、コアとコイルの配置形態としては、コアを支持部材を介してダンパマスに固定し、コイルを支持部材を介してハブに固定するという構成を挙げることができる。
【００１０】
本発明において、電子冷却素子の放熱部にヒートシンクを設けておけば、ハブとダンパマスとの間の弾性体を更に効率良く冷却することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のダンパプーリによれば、ハブとダンパマスとの間の弾性体を冷却することが可能な部位に電子冷却素子を設け、その電子冷却素子に、クランクシャフト等の回転軸の振動によって発生するハブとダンパマスとの相対運動のエネルギを電力に変換して供給するようにしているので、弾性材を電子冷却素子にて強制的に冷却することが可能になり、弾性体の発熱を抑制することができる。これによってダンパプーリの信頼性が向上するとともに、弾性体の寿命も長くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明のダンパプーリの一例を示す正面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
この例のダンパプーリ１は、車両等に搭載されるエンジンのクランクシャフト等の回転軸（出力軸）に連結され、プーリ外周面に巻き掛けられたベルトを介して回転軸の回転力を従動側の補機類（例えばエアコン用コンプレッサやパワーステアリング用ポンプ等）に伝達するのに使用される。
【００１５】
ダンパプーリ１は、円形環状のハブ（例えば鋳鉄製）１１と、このハブ１１に一体形成されたボス１４と、ハブ１１の外周に沿って配設された円形環状のダンパマス（例えば鋳鉄製）１２と、ハブ１１とダンパマス１２との間に配設されたダンパゴム（弾性体）１３とを備えており、ハブ１１がクランクシャフトにボス１４を介して連結される。なお、ダンパゴム１３としては、例えばＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合）ゴムが用いられている。
【００１６】
ダンパマス１２の外周面には周方向に沿って延びる複数本のＶ溝１２ｂが形成されており、それらＶ溝１２ｂに、例えばエアコン用コンプレッサやパワーステアリング用ポンプ等の補機類への動力伝達用のベルトが巻き掛けられる。
【００１７】
ハブ１１の外周面の中央部には円周方向に沿って延びる凸部１１ａが形成されている。さらに、ダンパマス１２の内周面には、ハブ１１外周面の凸部１１ａと対向する位置に、円周方向に沿って延びる凹部１２ａが形成されており、これらハブ１１の凸部１１ａとダンパマス１２の凹部１２ａとによって、ダンパゴム１３の軸方向へのずれが防止されている。
【００１８】
以上の構造のダンパプーリ１によれば、ハブ１１とダンパマス１２との間にダンパゴム１３を配置しているので、クランクシャフトの回転時に、ハブ１１とダンパマス１２とがダンパゴム１３を挟んで共振運動することにより、クランクシャフトのねじり振動を打ち消して、クランクシャフトの振動を減衰することができる。なお、ダンパプーリ１の固有振動数は、クランクシャフトのねじり共振周波数に適合されている。
【００１９】
ところで、この例のように、ハブ１１とダンパマス１２との間にダンパゴム１３を挟み込んだ構造のダンパプーリ１によれば、上述したように、ハブ１１とダンパマス１２とがダンパゴム１３を挟んで共振運動する過程において、ダンパゴム１３が振動によって発熱するため、そのダンパゴム１３の発熱を十分に放熱できないと、ダンパプーリ１の信頼性が低下することがある。また、熱劣化によりダンパゴム１３の寿命が短くなるという問題がある。このような問題を解消するため、この例では、ダンパゴム１３を強制的に冷却するためのペルチェ素子２と、このペルチェ素子２に電力を供給する電力供給源３とを設けている点に特徴がある。
【００２０】
ペルチェ素子２はシート状に成形されており、ダンパゴム１３を冷却することが可能な位置、具体的には、ハブ１１の内周面に円周方向に沿って円形環状に配置されている。ペルチェ素子２は、半導体（例えばｐ型）と金属とを接合した構造で、電流を流すことにより接点部分で熱が奪われて吸熱現象（冷却効果）を生じる素子である。
【００２１】
ペルチェ素子２の内周面（放熱面）２ｂには、放熱効果を高めるためのヒートシンク５が設けられている。ヒートシンク５は、アルミニウム等の放熱効果の高い材料を円形環状に加工した部材であって、円形環状に配置されたペルチェ素子２の内周面２ｂに沿って配置されている。ヒートシンク５には、複数枚の放熱フィン５１が一体形成されている。
【００２２】
電力供給源３は、永久磁石からなる円形環状のコア３１と、そのコア３１の外周に巻回されたコイル（例えば被覆銅線）３２とを備えている。なお、コア３１は、円形リングの一部を切り欠いた形状（円形環状）で、直径がダンパマス１２の内径よりも大きくて、ダンパプーリ１の外径より小さい寸法に加工されている。
【００２３】
コア３１は、ダンパプーリ１のダンパマス１２と対向した状態で、そのダンパマス１２と同心円上に配置されている。コア３１はダンパマス１２に支持脚６を介して固定されている。一方、コイル３２はブラケット７を介してハブ１１に固定されている。従って、ダンパマス１２の振動により、ハブ１１とダンパマス１２との相対的な位置が変化すると、これに伴ってコア３１とコイル３２との相対的な位置も変化する。このようなコア３１とコイル３２との相対的な位置変化により、コイル３２を通る磁束が変化し、電磁誘導による起電力がコイル３２に発生する。このようして発生した電力をペルチェ素子２の電源として利用することができる。
【００２４】
ここで、コア３１とコイル３２からなる電力供給源３において、ダンパマス１２の振動によって発生する電力（コイル３２の発生電力）は、図４（ａ）に示すような交流波形の電力であり、ペルチェ素子２の電源として用いる場合、直流化する必要がある。
【００２５】
すなわち、ペルチェ素子２は、電流の流れる向きによって冷却面と放熱面とが交互に切り替わる素子であるため、ペルチェ素子２の冷却効果によってダンパゴム１３を冷却するには、供給電力を直流にして、ペルチェ素子２の外周面２ａと内周面２ｂのうち、ハブ１１内周面に接触する外周面２ａが冷却面、ヒートシンク５に接触する内周面２ｂが放熱面となるように、ペルチェ素子２に供給する電力を直流化する必要がある。
【００２６】
そこで、この例では、図３の等価回路図に示すように、ダイオード４１とコンデンサ４２とからなる直流化回路４をペルチェ素子２に接続し、電力供給源３からの交流電力をダイオード４１にて検波（図４（ｂ）の波形参照）した後、コンデンサ４２によって整流（図４（ｃ）の波形参照）することにより、ペルチェ素子２に供給する電力を直流化している。
【００２７】
以上の構造のダンパプーリ１によれば、クランクシャフトの回転時に、ハブ１１とダンパマス１２とがダンパゴム１３を挟んで共振運動する際に、ダンパマス１２の振動（例えば４００Ｈｚ）により、コア３１とコイル３２との相対的な位置が変化して、コイル３２を通る磁束が変化する。このようなダンパマス１２の振動による磁束の変化により、コイル３２に起電力（交流）が発生し、その電力が直流化回路４にて直流化された後にペルチェ素子２に供給される。これにより、ペルチェ素子２が冷却効果を発揮し、その冷却効果によりダンパゴム１３を効率良く冷却することができる。具体的には、ダンパゴム１３に発生した熱はハブ１１を伝達してペルチェ素子２に速やかに吸収され、その吸収した熱がヒートシンク５から効果的に放熱されるので、ダンパゴム１３を効率良く冷却することができる。
【００２８】
このように、この例のダンパプーリ１では、ダンパゴム１３をペルチェ素子２にて強制的に冷却しているので、ダンパマス１２の振動によるダンパゴム１３の発熱を抑制することができる。その結果として、ダンパプーリ１の信頼性が向上するとともに、ダンパゴム１３の寿命が長くなる。
【００２９】
しかも、この例のダンパプーリ１では、エンジンの運転状態に応じて冷却効果を増大する自己制御性も兼ね備えている。具体的には、例えばエンジンの回転数が高い運転領域等においては、ダンパマス１２の振動が激しくなり、ダンパゴム１３の発熱量が大きくなるが、そのような運転領域では振動の振幅が大きくて、ハブ１１とダンパマス１２との相対的な位置の変化量、つまり、電力供給源３のコア３１とコイル３２との相対的な位置の変化量も大きくなってコイル３２に発生する起電力が増大するので、より高い冷却効果を得ることができる。
−他の実施形態−
以上の例では、コア３１、コイル３２及びヒートシンク５を、ダンパプーリ１のほぼ全周にわたって連続的に設けているが、本発明はこれに限られることなく、例えば、図５に示すように、複数のコア１３１・・１３１、コイル１３２・・１３２、ヒートシンク１０５・・１０５及び直流化回路４・・４を、ダンパプーリ１０１の円周方向に沿って離散的に設けてもよい。なお、この場合、ダンパプーリ１０１の回転バランスを考慮して、各コア１３１、コイル１３２、ヒートシンク１０５及び直流化回路４を回転釣合いが取れる位置に配置する必要がある。
【００３０】
以上の例では、コア３１をダンパマス１２に支持脚６を介して固定し、コイル３２をハブ１１にブラケット７を介して固定しているが、これに替えて、コア３１をハブ１１に支持部材を介して固定し、コイル３２をダンパマス１２に支持部材を介して固定するようにしてもよい。
【００３１】
以上の例では、ペルチェ素子２をハブ１１の内周面に設けているが、これに限られることなく、ペルチェ素子２の配置位置は、ダンパマス１２を冷却することが可能な部位であればよく、例えばハブ１１の側面にペルチェ素子２を配置してもよい。
【００３２】
以上の例では、直流化回路４をダイオード４１とコンデンサ４２とによって構成しているが、本発明はこれに限られることなく、電力供給源３で発生した交流電力を直流化できるものであれば、他の任意の回路構成であってもよい。
【００３３】
本発明において、電子冷却素子としては、ペルチェ素子のほか、電力供給により冷却効果を発揮する他の素子であってもよい。また、直流に限られることなく交流電力の供給により冷却効果を発揮する素子をダンパゴムの冷却に適用してもよい。
【００３４】
本発明のダンパプーリは、エンジンのクランクシャフトに限られることなく、他の回転軸にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のダンパプーリの一例を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のダンパプーリに設けたピエゾ素子、電力供給源及び直流化回路の等価回路図である。
【図４】電力供給源のコイルに発生する起電力の波形（ａ）、直流化回路のダイオードの出力波形（ｂ）及びコンデンサにて整流された波形（ｃ）を併記して示す図である。
【図５】本発明のダンパプーリの他の例を示す正面図である。
【図６】弾性体にて振動を吸収減衰する構造のダンパプーリの一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ダンパプーリ
１１  ハブ
１２  ダンパマス
１２ｂ  Ｖ溝
１３  ダンパゴム
２  ペルチェ素子
２ａ  外周面（冷却面）
２ｂ  内周面（放熱面）
３  電力供給源
３１  コア（永久磁石）
３２  コイル
４  直流化回路
４１  ダイオード
４２  コンデンサ
５  ヒートシンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007211947.tif 000007
【図６】
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