JP2002005234A - トルク変動吸収ダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品数の増大や大型化を来すことなく、カッ
プリング部６の破損による空転やプーリ５の脱落を防止
して、安全性を向上させる。 【解決手段】 ハブ１の外周側にダンパゴム３を介して
環状マス２が円周方向相対変位可能に連結され、この環
状マス２の外周にベアリング４を介してプーリ５が円周
方向摺動可能に支持されている。環状マス２には円周方
向へ連続したカップリング収納空間Ｓが形成され、この
空間Ｓに収納されたカップリング部６を介して、環状マ
ス２と、プーリ５からカップリング収納空間Ｓ内へ延在
された延長部５４が円周方向相対変位可能に連結されて
いる。前記延長部５４に突設された係合爪５５が、環状
マス２に形成された係合凹部２４に遊嵌されることによ
り、環状マス２とプーリ５の軸方向及び円周方向の相対
変位が制限される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン等におけ
る駆動軸から他の回転機器への伝達トルクの変動を吸収
するトルク変動吸収ダンパに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンからの駆動力の一部
は、クランクシャフトの先端に設けられたプーリから無
端ベルトを介して例えばオルタネータやウォーターポン
プ等の補器に与えられるが、クランクシャフトはエンジ
ンの各行程によるトルク変動を伴って回転されるので、
前記プーリにはトルク変動を吸収して伝達トルクの平滑
化を図るためのトルク変動吸収ダンパが設けられる。

【０００３】この種のトルク変動吸収ダンパは、従来、
例えば図４に示されるように、クランクシャフトの軸端
に取り付けられるハブ１０１と、その外周にカップリン
グゴム１０２を介してプーリ１０３が弾性的に連結さ
れ、前記ハブ１０１の外周にカップリングゴム１０２と
並んで設けたダンパゴム１０４を介して環状マス１０５
が弾性的に連結され、前記プーリ１０３が環状マス１０
５にベアリング１０６を介して円周方向相対変位可能な
状態に支持された構造を備える。

【０００４】すなわち、このトルク変動吸収ダンパは、
入力されたトルク変動を、ハブ１０１とプーリ１０３と
の間でカップリングゴム１０２の捩り方向剪断変形作用
によって吸収し、ダンパゴム１０４及び環状マス１０５
で構成される動的吸振部が、クランクシャフトの捩り振
幅が大きくなる所定の振動数域において、このクランク
シャフトの捩り振動と逆の位相角で共振することによっ
て、捩り振動を低減する制振機能を発揮するものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトルク変動吸収ダンパによれば、カップリング機構
と動的吸振部が軸方向に並列した構造となっているた
め、軸方向に対して広い取付スペースが必要である。

【０００６】また、過大トルクの繰り返し入力等によっ
て、カップリングゴム１０２が万一破断された場合、カ
ップリングゴム１０２を介してのプーリ１０３へのトル
ク伝達が遮断されるので、ハブ１０１及び環状マス１０
５側に対して相対的に滑り、補器への駆動力の伝達が行
われなくなってしまうばかりか、プーリ１０３が環状マ
ス１０５から離脱してしまい、周辺機器に損傷を与た
り、安全性が損なわれるおそれがある。そしてこのよう
なことを防止するには、ハブ１０１及び環状マス１０５
側に対するプーリ１０３の円周方向及び軸方向の相対変
位を制限する係合部材を取り付けることが有効である
が、部品数が多くなったり、構造が複雑になってしま
う。

【０００７】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その主な技術的課題とするところは、部品
数の増大や大型化を来すことなく、カップリングゴムの
破損による空転やプーリの脱落を防止して、安全性を向
上させることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題を有
効に解決するための手段として、本発明に係るトルク変
動吸収ダンパは、回転軸に取り付けられるハブと、前記
ハブの外周側にダンパゴムを介して円周方向相対変位可
能に連結され、円周方向へ連続したカップリング収納空
間を有するた環状マスと、前記環状マスの外周に互いに
円周方向摺動可能に支持されたプーリと、前記カップリ
ング収納空間に収納され、前記環状マスと前記プーリか
ら一体的に延在された延長部を円周方向相対変位可能に
連結するカップリング部と、を備え、前記延長部及び環
状マスに、互いに遊嵌係合することにより軸方向及び円
周方向の相対変位を制限する係合部が形成されたもので
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るトルク変動
吸収ダンパの好ましい実施の形態を、その軸心Ｏを通る
平面で切断して示す半断面図である。なお、以下の説明
で用いられる「正面側」とは、図１における左側のこと
であり、「背面側」とは、図１における右側の、図示さ
れていない自動車エンジンが存在する側のことである。

【００１０】図中の参照符号１は、自動車エンジンのク
ランクシャフト（図示省略）の軸端に取り付けられるハ
ブである。このハブ１は鋳物等からなり、前記クランク
シャフトへの取付部であるボス部１１と、その一端から
環状段差部１２を介して延在された外周円筒部１３とか
らなる。

【００１１】ハブ１の外周円筒部１３の外周側には、鋳
物等からなる環状マス２が同心的に配置され、径方向に
互いに対向する前記外周円筒部１３の外周面と環状マス
２の内周面との間には、環状のエラストマからなるダン
パゴム３が圧入嵌着されており、このダンパゴム３を介
して、ハブ１と環状マス２が円周方向相対変位可能に連
結されている。前記環状マス２とダンパゴム３は動的吸
振部を構成するものであって、その捩り方向固有振動数
は、クランクシャフトの捩れ角が最大となる所定の振動
数域に同調されている。

【００１２】環状マス２は、内周円筒部２１と、その背
面側の端部から外周へ立ち上がる径方向部２２と、更に
その外周端から正面側へ延びる外周円筒部２３を有する
もので、正面側へ開放され円周方向へ連続したカップリ
ング収納空間Ｓを有し、すなわち軸心Ｏを通る平面で切
断した断面形状が略コ字型を呈する。前記外周円筒部２
３の外周側には、ベアリング４を介してプーリ５が円周
方向相対変位可能な状態に配置されている。

【００１３】ベアリング４は、プーリ５を環状マス２に
対して捩り変位自在に同心支持するものであって、例え
ばＰＴＦＥ等の耐摩耗性に優れた低摩擦係数の合成樹脂
材料で環状に成形されている。

【００１４】プーリ５は、鋼鈑等の金属板で成形された
ものであって、外周面にポリＶ溝５１ａが形成されたプ
ーリ本体部５１と、その内周側へ延びて円筒状に折り返
されベアリング４の外周面に支持されたベアリング受け
部５２と、このベアリング受け部５２から環状マス２の
外周円筒部２３の正面側を廻り込む迂回部５３を介し
て、カップリング収納空間Ｓの外周部へ、前記外周円筒
部２３に沿って円筒状に延びる延長部５４とを有する。
プーリ本体部５１の外周には、オルタネータやウォータ
ーポンプ等の補器へクランクシャフトからの駆動力を伝
達するための無端ベルト（図示省略）が巻き掛けられ
る。

【００１５】環状マス２におけるカップリング収納空間
Ｓ内には、カップリングブッシュ６が配置されている。
このカップリングブッシュ６は、プーリ５における延長
部５４の内周面に圧入嵌着された金属製の外環６１と、
環状マス２における内周円筒部２１の外周面に圧入嵌着
された金属製の内環６２と、径方向に互いに対向するこ
れら外環６１と内環６２との間に一体的に加硫接着され
た環状のカップリングゴム６３からなる。すなわち前記
プーリ５は、このカップリングブッシュ６を介して、環
状マス２と円周方向相対変位可能に連結されている。

【００１６】環状マス２におけるカップリング収納空間
Ｓ内へ向けてプーリ５から延在された延長部５４の端部
には、外周側へ折り返されて正面側へ傾斜したフック状
の複数の係合爪５５が、円周方向所定間隔で形成されて
いる。一方、環状マス２における外周円筒部２３の内周
面には、円周方向に細長い長孔状の係合凹部２４が、前
記係合爪５５と対応する位相間隔で開設されており、こ
れら各係合凹部２４と各係合爪５５が、図２の斜視図に
も示されるように、軸方向及び円周方向に適当な隙間を
もって互いに遊嵌されている。

【００１７】すなわち、プーリ５の係合爪５５は、環状
マス２における係合凹部２４の正面側の内側面２４ａと
干渉することによって、正面側へのプーリ５の軸方向移
動を制限する手段として機能するものであると共に、前
記係合凹部２４の円周方向端部２４ｂ又は２４ｃと干渉
することによって、環状マス２とプーリ５の捩り方向相
対変位を制限する手段として機能するものである。ま
た、背面側へのプーリ５の軸方向移動は、このプーリ５
の迂回部５３と環状マス２の外周円筒部２３の正面端部
と干渉することによって、又は前記係合爪５５と環状マ
ス２の径方向部２２の内側面と干渉することによって制
限される。

【００１８】上記構成のトルク変動吸収ダンパの組立に
おいては、予め環状（円筒状）に加硫成形されたダンパ
ゴム３を、ハブ１の外周円筒部１３と環状マス２の内周
円筒部２１との対向周面間に軸方向一側から圧入嵌着す
る。一方、環状マス２の外周円筒部２３の外周には、合
成樹脂ベアリング４を外挿すると共に、正面側からプー
リ５を組み込む。そして、プーリ５の組み込みが終わっ
たら、前記環状マス２の外周円筒部２３の内周空間に挿
入されたプーリ５の延長部５４と、前記環状マス２の内
周円筒部２１との間に、正面側からカップリングブッシ
ュ６を圧入嵌合し、組立を完了する。

【００１９】環状マス２にプーリ５を外挿する過程で
は、その内周の延長部５４が、前記環状マス２における
カップリング収納空間Ｓ内へ挿入されて行くが、このと
き、前記延長部５４の先端に突設された各係合爪５５
は、まず図３に実線で示されるように、正面側へ傾斜し
た形状に屈曲した端部５５ａが、環状マス２における外
周円筒部２３の正面端部内周縁と圧接することによっ
て、図３に一点鎖線で示されるように、内周側へ弾性変
形を受けながら前記外周円筒部２３の内周へ圧入され
る。そして、この係合爪５５と、係合凹部２４が互いに
同位相となるように、環状マス２とプーリ５を適宜相対
回転させることによって、前記係合爪５５が、係合凹部
２４内へはじけるようにして、図３に二点鎖線で示され
るように嵌り込む。そして、前記係合凹部２４にいった
ん嵌り込んだ係合爪５５は、プーリ５を正面側へ軸方向
移動させても、前記係合凹部２４から容易に外れること
がない。

【００２０】図示の構成によれば、ハブ１及び環状マス
２を弾性的に連結しているダンパゴム３と、環状マス２
及びプーリ５を弾性的に連結しているカップリングブッ
シュ６が半径方向に並んでおり、更に、ハブ１、ダンパ
ゴム３、環状マス２、ベアリング４及びプーリ５が半径
方向へ並んだ構造であり、しかもカップリングブッシュ
６が、環状マス２に形成されたカップリング収納空間Ｓ
内に収納され、環状マス２とプーリ５の相対変位を制限
する係合部も前記カップリング収納空間Ｓ内に構成され
ているため、軸方向のサイズが小さく、全体的にコンパ
クトである。また、環状マス２とプーリ５の相対変位を
制限する係合部は、プーリ５に一体的に形成された係合
爪５５と、環状マス２に形成された係合凹部２４からな
るため、部品数の増大を来さない。

【００２１】このトルク変動吸収ダンパは、ハブ１がエ
ンジンのクランクシャフトの軸端に装着されることによ
って、このクランクシャフトと共に回転される。前記ク
ランクシャフトのトルクは、ハブ１から、ダンパゴム
３、環状マス２の内周円筒部２１、カップリングブッシ
ュ６の内環６１、カップリングゴム６３及び外環６１を
介してプーリ５の延長部５４へ伝達され、プーリ本体部
５１に巻き掛けられた無端ベルト（図示省略）から、オ
ルタネータ等の補器へ与えられる。

【００２２】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
ンの往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換して
いるため、このクランクシャフトには、回転に伴って周
期的なトルク変動を生じるが、このトルク変動は、低ば
ね定数であるカップリングゴム６３の捩り方向剪断変形
によって有効に吸収され、伝達トルクが平滑化される。
一方、環状マス２及びダンパゴム３で構成される動的吸
振部は、前記クランクシャフトの捩り振動による捩れ角
が最大となる所定の振動数域で捩り方向に共振し、その
共振によるトルクは入力振動のトルクと方向が逆である
ため、クランクシャフトの捩れ角のピークを有効に低減
することができる。

【００２３】上述のようなカップリングゴム６３の捩り
方向剪断変形によるトルク変動吸収動作によって、環状
マス２とプーリ５は、ベアリング４との摺動を伴いなが
ら、円周方向相対変位する。カップリングゴム６３とプ
ーリ５で構成される振動系は、捩り方向固有振動数が低
いため、比較的低速回転において捩り共振するが、これ
に伴う環状マス２とプーリ５の捩り方向相対変位量の増
大は、このプーリ５の延長部５４に突設された係合爪５
５が、環状マス２の外周円筒部２３に形成された係合凹
部２４の円周方向端部２４ｂ又は２４ｃと干渉すること
によって制限されるので、カップリングゴム６３が過大
な剪断変形を受けることがない。

【００２４】また、万一、カップリングゴム６３が疲労
等により破断されたような場合は、ハブ１からダンパゴ
ム３を介して環状マス２へのトルク伝達は行われるが、
この環状マス２からカップリングブッシュ６を介してプ
ーリ５へのトルク伝達が遮断される。しかしながら、こ
の場合は、係合凹部２４の円周方向端部２４ｂ，２４ｃ
のうち回転方向後端部が、係合爪５５と係合状態にな
り、これによって環状マス２からプーリ５へのトルク伝
達が継続される。しかも、正面側又は背面側へのプーリ
５の軸方向移動も、前記係合爪５５と係合凹部２４の干
渉によって制限されるので、カップリングゴム６３の破
損によってプーリ５が環状マス２の外周から脱落してし
まうようなことがない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るトル
ク変動吸収ダンパによれば、プーリへトルクを伝達する
カップリング部が環状マスに形成されたカップリング収
納空間に収納されたことによって、動的吸振部における
ダンパゴムと半径方向に並んで配置されるため、軸方向
のサイズを小型化することができる。

【００２６】また、環状マスとプーリの円周方向及び軸
方向の相対変位を制限する係合部を有するため、カップ
リング部が万一破損しても、プーリの離脱が防止され、
プーリから外部への駆動力の伝達が継続して行われ、し
かも前記係合部によって部品数の増大を来さない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトルク変動吸収ダンパの第一の実
施形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図で
ある。

【図２】上記トルク変動吸収ダンパの、プーリと環状マ
スの軸方向及び円周方向の相対変位を制限する係合部を
示す部分的な斜視図である。

【図３】上記トルク変動吸収ダンパの組立過程での係合
部の動作を示す説明図である。

【図４】従来技術に係るトルク変動吸収ダンパの一例
を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

【符号の説明】

１ ハブ １１ ボス部 １２ 環状段差部 １３，２３ 外周円筒部 ２ 環状マス ２１ 内周円筒部 ２２ 径方向部 ２４ 係合凹部 ３ ダンパゴム ４ ベアリング ５ プーリ ５１ プーリ本体部 ５２ ベアリング受け部 ５３ 迂回部 ５４ 延長部 ５５ 係合爪 ６ カップリングブッシュ（カップリング部） ６１ 外環 ６２ 内環 ６３ カップリングゴム Ｓ カップリング収納空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鹿野 努 神奈川県藤沢市辻堂新町４−３−１ エ ヌ・オー・ケー・メグラスティック株式会 社内 Ｆターム(参考） 3J031 AA02 AA04 BC03 CA03

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に取り付けられるハブ（１）と、 前記ハブ（１）の外周側にダンパゴム（３）を介して円
   周方向相対変位可能に連結され、円周方向へ連続したカ
   ップリング収納空間（Ｓ）を有する環状マス（２）と、 前記環状マス（２）の外周に互いに円周方向摺動可能に
   支持されたプーリ（５）と、 前記カップリング収納空間（Ｓ）に収納され、前記環状
   マス（２）と前記プーリ（５）から一体的に延在された
   延長部（５３）を円周方向相対変位可能に連結するカッ
   プリング部（６）と、を備え、 前記延長部（５３）及び環状マス（２）に、互いに遊嵌
   係合することにより軸方向及び円周方向の相対変位を制
   限する係合部（５４，２４）が形成されたことを特徴と
   するトルク変動吸収ダンパ。