JP2001041287A - トーショナルダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弾性体３，５の内部での熱の蓄積を防止し
て、熱による弾性体３，５の劣化を防止する。 【解決手段】 ハブ１の一側に弾性体３を介して質量体
２が弾性的に連結されたダンパ系Ｄ１と、その外周側に
あって、ハブ１の一側に弾性体５を介して質量体４が弾
性的に連結されたダンパ系Ｄ２を備え、ハブ１に弾性体
３，５と対応して円周方向へ断続した円弧状の窓部１
ａ，１ｂが開設され、弾性体３，５に各窓部１ａ，１ｂ
と連続した凹部３ａ，５ａが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばエンジンの
クランク軸等、回転軸に発生する捩り振動を吸収するト
ーショナルダンパに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等におけるエンジンの駆動は、吸
気、圧縮、爆発（膨張）及び排気の各行程を繰り返しな
がら行われ、ピストンの往復運動を回転運動に変換して
いるため、そのクランク軸には、回転に伴って捩り振動
（回転方向の振動）が加わる。そしてこのような捩り振
動の増大による不具合の発生を防止するため、前記クラ
ンク軸の軸端には、トーショナルダンパが取り付けられ
る。

【０００３】トーショナルダンパは、基本的には、クラ
ンク軸に取り付けられるハブに、エラストマからなる弾
性体を介して環状の質量体を同心的かつ弾性的に連結し
た構成を備えており、弾性体のばね定数と、質量体の慣
性質量とによって決まる捩り方向固有振動数を有し、そ
の共振による動的吸振効果によって、特定の回転数域に
おける捩り振動を低減するものである。

【０００４】この種のトーショナルダンパによる振動減
衰は、弾性体の繰り返し剪断変形による内部摩擦によっ
て、振動エネルギが熱に変換されるものであるため、こ
のような熱を効率よく放出しないと、弾性体のエラスト
マ材質が、熱の蓄積により劣化して所要の性能を得られ
なくなる恐れがある。したがって、例えばディスク型の
トーショナルダンパ（ハブが円盤状に形成されたもの）
等においては、質量体に回転時にポンプ機能を生じる多
数の放熱フィンを形成し、空冷作用により放熱性を高め
たもの（例えば特開平９−２７３５９８号公報参照）等
が知られているが、必ずしも冷却効果が十分ではなく、
すなわち弾性体に作用する歪が大きくなることによる内
部発熱量の増大に対処しきれない場合がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、熱の
蓄積を防止することにより、弾性体の耐久性を向上させ
ると共に良好な捩り振動低減性能を維持することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明に係るトーショナルダンパは、ハブの一側に弾性
体を介して環状の質量体が弾性的に連結されたダンパ系
を備え、前記ハブに所要数の窓部が開設され、前記弾性
体に前記各窓部と連続した凹部が形成されたものであ
る。

【０００７】この構成によれば、弾性体にハブの各窓部
と連続して形成された凹部には、回転に伴って、外部か
らの空気が流通する。このため、弾性体にその内部摩擦
等により発生した熱が、前記凹部内への空気の流通によ
って効率よく除去される。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明をディス
ク型のトーショナルダンパに適用した好ましい一実施形
態を示すものである。すなわちこのディスク型のトーシ
ョナルダンパは、内周孔１１においてエンジンのクラン
ク軸（図示省略）の軸端に装着されるハブ１が、金属板
で円盤状に形成されている。

【０００９】ハブ１の外周部１２における軸方向一側に
は、環状の第一の質量体２及びその外周側に位置する環
状の第二の質量体４が同心的に配置されており、この第
一及び第二の質量体２，４とハブ１との互いの対向面間
には、それぞれエラストマ材料からなる第一及び第二の
弾性体３，５が一体的に加硫接着されている。また、ハ
ブ１の外周部１２は、内周部１３に対して第一及び第二
の弾性体３，５と反対側へ相対的に偏在した湾曲形状に
形成されている。

【００１０】第一の質量体２及びこれをハブ１に弾性的
に連結している第一の弾性体３は、内周側の第一のダン
パ系Ｄ１を構成しており、第二の質量体４及びこれをハ
ブ１に弾性的に連結している第二の弾性体５は、外周側
の第二のダンパ系Ｄ２を構成している。前記第一のダン
パ系Ｄ１と第二のダンパ系Ｄ２には、第一の弾性体３と
第二の弾性体５の捩り方向剪断ばね定数の相違や、第一
の質量体２と第二の質量体４の慣性質量の相違によっ
て、互いに異なる捩り方向固有振動数が与えられてい
る。

【００１１】第一の弾性体３と第二の弾性体５との間に
は、溝底がハブ１の外周部１２の背面近傍に達する深さ
で、円周方向に連続した環状溝６が形成されており、こ
の環状溝６を介して、第一のダンパ系Ｄ１と第二のダン
パ系Ｄ２が径方向に互いに分離され、互いに独立した動
作が可能となっている。なお、第一の弾性体３と第二の
弾性体５は、前記環状溝６の溝底部を介して互いに連続
しており、すなわち一つの金型内で同時に加硫成形・加
硫接着されたものである。

【００１２】第一及び第二の質量体２，４の背面（第一
及び第二の弾性体３，５と反対側の面）には、それぞれ
内周側から外周側にかけて軸心を中心とする放射状又は
スパイラル状に延びる所要数の溝２ａ，４ａが形成され
ている。第一及び第二の質量体２，４の背面に形成され
た溝２ａ，４ａは、放熱面積を増大すると共に、回転に
よって空気を内周側から外周側へ送り出すポンプ作用を
生じるものである。

【００１３】第二の質量体４の背面は、第一の質量体２
の背面よりも軸方向外側に位置している。このため、回
転時に、第一の質量体２に設けられた溝２ａのポンプ作
用によってその内周側から外周側へ送られる空気は、第
二の質量体４の内周面に突き当たってその一部が環状溝
６内を経由して流れるようになっている。

【００１４】ハブ１の外周部１２には、互いに同心の円
周に沿った円弧状に延びる二列の溝状窓部１ａ，１ｂ
が、円周方向等間隔で開設されている。このうち、内周
側の窓部１ａの列は第一の弾性体３と対応する位置にあ
り、外周側の窓部１ｂの列は第二の弾性体５と対応する
位置にある。

【００１５】第一及び第二の弾性体３，５には、それぞ
れハブ１における窓部１ａ，１ｂに対応して、凹部３
ａ，５ａが形成されている。すなわちこの凹部３ａ，５
ａは、それぞれ窓部１ａ，１ｂに沿って円弧状に延びる
ものであり、第一及び第二の弾性体３，５内を、第一及
び第二の質量体２，４との接着面近傍に達する深さで形
成されている。

【００１６】窓部１ａの内面には、第一の弾性体３にお
ける凹部３ａの内面から延在したエラストマ膜が被着さ
れており、窓部１ｂの内面も同様に、第二の弾性体５に
おける凹部５ａの内面から延在したエラストマ膜が被着
されている。また、図２に示されるように、各窓部１
ａ，１ｂの内周側にはそれぞれ小孔１ｃ，１ｄが開設さ
れており、これら各小孔１ｃ，１ｄ内は第一及び第二の
弾性体３，５のエラストマの一部からなる凸部３ｂ，５
ｂで埋められ、互いに加硫接着されている。そしてこの
ようにすることによって、ハブ１に対する第一及び第二
の弾性体３，５の大きな接着強度が確保されている。

【００１７】上記実施形態の構成によれば、第一のダン
パ系Ｄ１と第二のダンパ系Ｄ２には互いに異なる帯域の
捩り方向固有振動数が与えられているので、共振による
動的吸振効果が広い振動数（回転数）領域で発揮され
る。そしてこの時の捩り振動入力に伴って、捩り方向に
対する繰り返し剪断変形を受ける第一及び第二の弾性体
３，５は、内部摩擦によって発熱するが、この熱の一部
は、ハブ１の外周部１２の壁面を介して放熱され、第一
及び第二の質量体２，４に形成された溝２ａ，４ａのポ
ンプ作用による空気流によって、この第一及び第二の質
量体２，４や、環状溝６からも放熱される。

【００１８】また、ハブ１の正面においては、回転に伴
って正面側の空気が窓部１ａ，１ｂから凹部３ａ，５ａ
内を経由して流れ、第一及び第二の弾性体３，５の内部
の熱を除去する。前記窓部１ａ，１ｂ及び凹部３ａ，５
ａは回転方向に延びる円弧状をなすと共に、深いもので
あるため、空気の接触面積（放熱面積）が大きく、放熱
が効率よく行われる。

【００１９】図１に示されるように、凹部５ａは、第二
の弾性体５の径方向幅Ａの中間位置よりも外周側に位置
しており、第二の弾性体５の内径と凹部５ａの中心との
距離をＢとすると、好ましくはＢ＝２Ａ／３とする。第
一の弾性体３の径方向幅と凹部３ａとの位置関係につい
ても同様とする。これは、窓部１ａ，１ｂ及び凹部３
ａ，５ａを設けない場合、弾性体の温度が、その内径か
ら径方向幅のほぼ２／３の位置で最も高くなることが、
発明者の実験によって判明したからである。したがっ
て、このような位置に窓部１ａ，１ｂ及び凹部３ａ，５
ａを形成することによって、弾性体内部の熱の蓄積を有
効に防止し、冷却効率を著しく向上させて、熱によるエ
ラストマ材質の劣化及びこれによる捩り振動低減機能の
低下を防止することができる。

【００２０】なお、窓部１ａ，１ａ（凹部３ａ，３ａ）
間、及び窓部１ｂ，１ｂ（凹部５ａ，５ａ）間の間隔は
短いほど、前記凹部３ａ，３ａ間及び凹部５ａ，５ａ間
に対する冷却効果が向上し、その数や大きさが大きいほ
ど、全体としての放熱効果は高まるが、これらは、第一
及び第二の弾性体３，５のばね定数や、ハブ１の機械的
強度等を勘案して決定する。

【００２１】また、上記実施形態は、二つのダンパ系Ｄ
１，Ｄ２を有する、いわゆるダブルマスのトーショナル
ダンパについて本発明を適用したが、ハブ１に一個の質
量体を弾性体で連結した構造の、いわゆるシングルマス
のトーショナルダンパについても同様に、ハブ１に窓部
を開設し、弾性体に各窓部と連続した凹部を形成した構
成とすることが可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のトーショ
ナルダンパによると、弾性体の内部摩擦により発生した
熱が、弾性体の内部に達するように形成した凹部からハ
ブの窓部を通じて外気中へ効率良く放出されるので、弾
性体の内部での熱の蓄積が防止され、このため熱による
弾性体のエラストマ材質の劣化が有効に防止され、耐久
性が向上すると共に、初期の捩り振動低減機能が維持さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトーショナルダンパの一実施形態
をその軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図２】上記実施形態のトーショナルダンパの部分的な
正面図である。

【符号の説明】

１ ハブ １ａ，１ｂ 窓部 １ｃ，１ｄ 小孔 １１ 内周孔 １２ 外周部 １３ 内周部 ２ 第一の質量体 ２ａ，４ａ 溝 ３ 第一の弾性体 ３ａ，５ａ 凹部 ３ｂ，５ｂ 凸部 ４ 第二の質量体 ５ 第二の弾性体 ６ 環状溝 Ｄ１ 第一のダンパ系 Ｄ２ 第二のダンパ系

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハブ（１）の一側に弾性体（３，５）を
   介して環状の質量体（２，４）が弾性的に連結されたダ
   ンパ系（Ｄ１，Ｄ２）を備え、 前記ハブ（１）に所要数の窓部（１ａ，１ｂ）が開設さ
   れ、 前記弾性体（３，５）に前記各窓部（１ａ，１ｂ）と連
   続した凹部（３ａ，５ａ）が形成されたことを特徴とす
   るトーショナルダンパ。