JP2003343652A - トルク変動吸収ダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カップリング部３における第二弾性体３３の
十分な耐久性の確保と、径方向寸法の小径化の双方を実
現可能なトルク変動吸収ダンパを提供する。 【解決手段】 動的吸振部２が、ハブ１の外周筒部１３
に第一弾性体２２を介して環状質量体２１を弾性的に連
結した構造を備え、カップリング部３が、環状質量体２
１の外周にベアリング３４を介して相対回転可能に支持
されたプーリ３１の軸方向一端から内周側へ延びる円盤
部３１２と、ハブ１のボス部１１に取り付けられた金属
環３２の鍔部３２ｂとの間を、第二弾性体３３を介して
軸方向に弾性的に連結した構造を備える。円盤部３１２
と、鍔部３２ｂとの間で第二弾性体３３の軸方向肉厚を
十分に取ることによって、その耐久性を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関等におけ
る駆動軸から他の回転機器へトルクを伝達すると共にそ
の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】車両の内燃機関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内燃機関の
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用いられる。 【０００３】図２は、従来の技術によるトルク変動吸収
ダンパを、軸心を通る平面で切断して示す断面図で、こ
の図における左側が車両のフロント側となる正面側、右
側が車両の内燃機関が存在する背面側である。このトル
ク変動吸収ダンパは、クランクシャフトの軸端に取り付
けられて一体に回転するハブ１００と、このハブ１００
に取り付けられた動的吸振部１１０及びカップリング部
１２０を備える。 【０００４】ハブ１００は金属材料で製作されたもので
あって、クランクシャフトに固定されるボス部１０１
と、その外周側へ延びる円盤部１０２と、この円盤部１
０２の正面側に互いに同心的に形成された内周筒部１０
３及び外周筒部１０４からなる。動的吸振部１１０は、
ハブ１００の外周筒部１０４の外周に第一弾性体１１１
を介して環状質量体１１２を取り付けた構造を有する。
また、カップリング部１２０は、ハブ１００の外周筒部
１０４の内周側、動的吸振部１１０の正面側及び外周側
を包囲するように、軸心を通る平面で切断した断面（図
示の断面）が略コ字形をなすプーリ１２１と、ハブ１０
０の外周筒部１０４とその内周に位置するプーリ１２１
の被支持筒部１２１ａの間に介在された樹脂ベアリング
１２２と、ハブ１００の円盤部１０２の正面側にあっ
て、ハブ１００の内周筒部１０３とプーリ１２１の被支
持筒部１２１ａとの間を連結する第二弾性体１２３とか
らなる。 【０００５】すなわち、このトルク変動吸収ダンパは、
クランクシャフトからハブ１００へ入力されたトルク
を、カップリング部１２０において、第二弾性体１２３
の捩り方向剪断変形作用によってトルク変動を吸収しな
がら、プーリ１２１へ伝達し、第一弾性体１１１及び環
状質量体１１２で構成される動的吸振部１１０が、クラ
ンクシャフトの捩り振幅が最大となる所定の振動数域に
おいて捩り方向へ共振することによって、捩り振動の振
幅のピークを低減する制振機能を発揮するものである
（例えば実用新案登録第２６０５６６２号参照）。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
トルク変動吸収ダンパによれば、ハブ１００とプーリ１
２１との捩り角が同じである場合に受ける第二弾性体１
２３の歪応力は、その径方向寸法が小さいほど増大する
ため、カップリング部１２０における第二弾性体１２３
の耐久性を確保するためには、径方向寸法を十分にとる
必要がある。したがって、径方向に対する取付スペース
の制約等によって、第二弾性体１２３の十分な径方向寸
法をとれない場合は、その耐久性が悪化する問題があっ
た。 【０００７】本発明は、上述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、カップリング部におけ
る弾性体の十分な耐久性の確保と、径方向サイズの小径
化の双方を実現可能なトルク変動吸収ダンパを提供する
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、請求項１の発明に係る
トルク変動吸収ダンパは、回転軸に取り付けられるハブ
に動的吸振部及びカップリング部が設けられ、前記動的
吸振部が、前記ハブの外周に第一弾性体を介して環状質
量体を弾性的に連結した構造を備え、前記カップリング
部が、前記環状質量体の外周に相対回転可能に支持され
たプーリの軸方向一端から内周側へ延びる円盤部と、前
記ハブに取り付けられ前記円盤部と略軸方向に対向する
鍔部との間を第二弾性体を介して弾性的に連結した構造
を備える。 【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形態を、その軸心を通る平面
で切断して示す断面図である。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、すなわち車
両のフロント側のことであり、「背面側」とは、図１に
おける右側、すなわち図示されていない内燃機関が存在
する側のことである。 【００１０】図１に示されるように、本形態のトルク変
動吸収ダンパは、内燃機関のクランクシャフトの軸端に
取り付けられるハブ１と、このハブ１の外周側に設けら
れた動的吸振部２及びカップリング部３とを備える。 【００１１】ハブ１は、金属材料で製作されたものであ
って、クランクシャフトに外挿固定されるボス部１１
と、その軸方向中途位置から外周側へ延びる径方向部１
２と、この径方向部１２の外周端部から正面側へボス部
１１と同心的に形成された外周筒部１３からなる。 【００１２】動的吸振部２は、ハブ１の外周筒部１３の
外周側に同心的に配置された環状質量体２１と、この環
状質量体２１の内周面と前記外周筒部１３の外周面との
間に圧入嵌着されることによりハブ１と環状質量体２１
とを弾性的に連結する第一弾性体２２からなり、その捩
り方向固有振動数は、環状質量体２１の円周方向慣性質
量と、第一弾性体２２の捩り方向剪断ばね定数によっ
て、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、言い換えればクランクシャフトの捩り方向固有振
動数と合致するように同調されている。 【００１３】動的吸振部２における環状質量体２１は、
鉄系材料など、比較的比重の大きい金属材料によって製
作されたものである。また、動的吸振部２における第一
弾性体２２は、耐熱性、耐寒性及び機械的強度に優れた
ゴム状弾性材料によって環状に加硫成形された後、ハブ
１の外周筒部１３と、その外周に配置した環状質量体２
１との間に、軸方向一側から圧入され、所要の圧縮代を
もって嵌着されたものである。また、互いに対向する外
周筒部１３の外周面及び環状質量体２１の内周面は、ハ
ブ１、環状質量体２１及び第一弾性体２２の軸方向に対
する滑りによる脱落を防止するために、径方向へ緩やか
にうねった形状となっている。 【００１４】カップリング部３は、プーリ３１と、ハブ
１における径方向部１２の正面側に配置されてこのハブ
１のボス部１１の外周面に固定された金属環３２と、こ
の金属環３２と前記プーリ３１とを弾性的に連結する第
二弾性体３３と、プーリ３１を環状質量体２１に対して
同心的に保持するベアリング３４からなる。 【００１５】カップリング部３におけるプーリ３１は、
金属材料によって製作されたものであって、動的吸振部
２における環状質量体２１の外周側にあって外周面にポ
リＶ溝３１１ａが形成されたプーリ本体３１１と、その
正面側の端部から内周側へ延びる円盤部３１２とを有
し、すなわち軸心を通る平面で切断した半断面（図示の
断面）が略Ｌ字形を呈する。円盤部３１２は、動的吸振
部２及びハブ１の外周筒部１３の正面側を適当な隙間を
もって延びており、その内径は、ハブ１の外周筒部１３
よりも小径となっている。 【００１６】カップリング部３における金属環３２は、
薄肉の鋼管あるいは鋼板等の金属板を成形したものであ
って、ハブ１のボス部１１における径方向部１２の正面
側の外周面に、所要の締め代をもって圧入嵌着されたス
リーブ３２ａと、その背面側（径方向部１２側）の端部
から外周側へ展開した鍔部３２ｂとからなる。 【００１７】カップリング部３における第二弾性体３３
は、耐熱性、耐寒性及び機械的強度に優れたゴム状弾性
材料からなるものであって、ハブ１におけるボス部１１
と外周筒部１３の間に位置しており、その一端が、プー
リ３１の円盤部３１２における内周部、すなわちハブ１
の外周筒部１３より内周側に位置する内周部３１２ａに
一体的に加硫接着されると共に、他端が、前記内周部３
１２ａとほぼ軸方向に対向している金属環３２の鍔部３
２ｂに一体的に加硫接着されている。したがって、この
第二弾性体３３は、プーリ３１の円盤部３１２と金属環
３２の鍔部３２ｂとの間をほぼ軸方向へ円筒状に延びて
おり、所要の径方向肉厚を有することによって、トルク
を伝達するのに必要な強度が確保されると共に、軸方向
に所要の肉厚（長さ）を有することによって、動的吸振
部２における第一弾性体２２に比較して捩り方向ばね定
数を十分に低くしてある。 【００１８】また、金属環３２の鍔部３２ｂは、外周側
ほど背面側へ後退するように、軸心と直交する平面に対
して傾斜したテーパ状をなしており、このため、第二弾
性体３３は、外周側ほど軸方向肉厚が大きいものとなっ
ている。すなわち、第二弾性体３３は、捩り変形を受け
た時に内周側と外周側とで剪断応力が均一になるように
形成されている。 【００１９】カップリング部３におけるベアリング３４
は、ＰＴＦＥ等の耐摩耗性に優れた低摩擦係数の合成樹
脂材料で成形されたものであって、環状質量体２１の外
周面とプーリ３１におけるプーリ本体３１１の内周面と
の間に介在された円筒部３４ａと、環状質量体２１の正
面側の端面とプーリ３１の円盤部３１２の外周部との間
に介在されたスラスト受け部３４ｂからなり、環状質量
体２１とプーリ３１との間を相対回転可能に互いに同心
支持している。 【００２０】なお、プーリ３１とハブ１又は環状質量体
２１との間には、第二弾性体３３の過大な捩り変形を防
止するために、ハブ１又は環状質量体２１に対するプー
リ３１の円周方向相対変位量が所定の大きさに達した時
点で干渉するストッパ（不図示）が設けられる。 【００２１】以上の構成を供える本形態のトルク変動吸
収ダンパの製造においては、プーリ３１の円盤部３１２
の内周部３１２ａと、これに互いに同心的に配置した金
属環３２の鍔部３２ｂとの間に、第二弾性体３３を一体
的に加硫成形する。そして、このプーリ３１、金属環３
２及び第二弾性体３３からなる加硫成形物における金属
環３２のスリーブ３２ａを、ハブ１のボス部１１の外周
面に正面側から圧入し、環状質量体２１をプーリ３１の
プーリ本体３１１の内周にその背面側からベアリング３
４と共に挿入し、ハブ１の外周筒部１３と、その外周に
配置した環状質量体２１との間に、第一弾性体２２を圧
入する。なお、第一弾性体２２の圧入の際には、ハブ１
の外周筒部１３の外周面と環状質量体２１の内周面、あ
るいは第一弾性体２２の内周面及び外周面に、滑りトル
クを増大させるためのカップリング剤を塗布することが
好ましい。 【００２２】本形態によるトルク変動吸収ダンパは、ハ
ブ１のボス部１１が内燃機関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。クランクシャフトのトルクは、ハブ１の
ボス部１１から、金属環３２及び第二弾性体３３を介し
てプーリ３１へ伝達される。また、プーリ３１のプーリ
本体３１１の外周面に形成されたポリＶ溝３１１ａに
は、オルタネータ等、補器の回転軸に回転トルクを伝達
するためのＶベルト（図示省略）が巻き掛けられる。 【００２３】プーリ３１のプーリ本体３１１には、Ｖベ
ルトの張力によって、軸心と垂直な方向の荷重が作用す
るが、プーリ３１と環状質量体２１の間にはベアリング
３４が介在しており、環状質量体２１をハブ１の外周に
支持している第一弾性体２２は径方向圧縮に対する剛性
が大きいため、プーリ３１の偏心が防止される。 【００２４】内燃機関の駆動は、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、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、カップリ
ング部３における低ばね定数の第二弾性体３３の捩り変
形によって、熱エネルギに変換されるので、Ｖベルトへ
の伝達トルクが平滑化される。一方、環状質量体２１及
び第一弾性体２２で構成される動的吸振部２は、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振動数
域で円周方向に共振し、その共振によるトルクは入力振
動のトルクと方向が逆になるため、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。 【００２５】なお、第二弾性体３３とプーリ３１は、一
種の振動系を構成しているが、この振動系は、動的吸振
部２に比較して捩り方向共振領域が低周波域にあるた
め、動的吸振部２の共振自体によって生じるトルク変動
も、第二弾性体３３の柔軟な変形によって吸収され、プ
ーリ３１には伝達されない。 【００２６】ところで、トルク変動の入力によって、ハ
ブ１とプーリ３１が円周方向へ相対変位すると、カップ
リング部３における第二弾性体３３は、互いにほぼ軸方
向に対向するプーリ３１の円盤部３１２と金属環３２の
鍔部３２ｂとの間で捩り方向の剪断変形を受ける。この
ため、ハブ１とプーリ３１との捩り角が同じである場合
に受ける第二弾性体３３の歪応力は、その軸方向肉厚が
大きいほど小さくなるから、従来のように、第二弾性体
３３の耐久性を確保するために径方向寸法を大きく取る
必要がない。したがって、取付スペースの制約等によっ
て、当該トルク変動吸収ダンパの径方向のサイズを大き
く取れないような場合でも、プーリ３１の円盤部３１２
と金属環３２の鍔部３２ｂとの軸方向距離を十分に取る
ことによって、第二弾性体３３の優れた耐久性を確保す
ることができる。 【００２７】そして、上述のように、第二弾性体３３の
径方向寸法を大きく取る必要がないことから、ハブ１の
外径寸法も小さくすることができ、その結果、環状質量
体２１及びプーリ３１の外径寸法も小さくすることがで
きるので、小型・軽量化が図られる。 【００２８】また、ハブ１又は環状質量体２１とプーリ
３１との間には、その円周方向相対変位量を制限するス
トッパが設けられるので、第二弾性体３３には過大な捩
り変形が加わることはない。 【００２９】なお、上述した実施の形態においては、動
的吸振部２が、ハブ１の外周筒部１３と環状質量体２１
との間に第一弾性体２２を圧入嵌合した構造となってい
るが、例えば、環状質量体２１の内周側に金属スリーブ
を同心的に配置して、その対向周面間に、第一弾性体２
２を一体的に加硫成形（加硫接着）し、この加硫成形後
に前記金属スリーブをハブ１の外周筒部１３の外周面に
圧入嵌着することによって、ハブ１と環状質量体２１と
を連結したブッシュタイプとすることも可能である。 【００３０】 【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
係るトルク変動吸収ダンパによれば、カップリング部に
おける第二弾性体が、プーリの軸方向一端から内周側へ
延びる円盤部と、ハブに取り付けられプーリの円盤部と
略軸方向に対向する鍔部との間を弾性的に連結した構造
であるため、取付スペースの制約等によって、当該トル
ク変動吸収ダンパの径方向のサイズを大きく取れないよ
うな場合でも、プーリの円盤部と前記鍔部との軸方向距
離を十分に取ることによって、第二弾性体の優れた耐久
性を確保することができる。またこのため、ダンパ全体
としての小型化及び軽量化を図ることができる。

【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実施の形
態を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。 【図２】従来の技術によるトルク変動吸収ダンパを、軸
心を通る平面で切断して示す断面図である。 【符号の説明】 １ ハブ １１ ボス部 １２ 径方向部 １３ 外周筒部 ２ 動的吸振部 ２１ 環状質量体 ２２ 第一弾性体 ３ カップリング部 ３１ プーリ ３１１ プーリ本体 ３１２ 円盤部 ３１２ａ 内周部 ３２ 金属環 ３２ａ スリーブ ３２ｂ 鍔部 ３３ 第二弾性体 ３４ ベアリング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 回転軸に取り付けられるハブ（１）に動
   的吸振部（２）及びカップリング部（３）が設けられ、
   前記動的吸振部（２）が、前記ハブ（１）の外周に第一
   弾性体（２２）を介して環状質量体（２１）を弾性的に
   連結した構造を備え、前記カップリング部（３）が、前
   記環状質量体（２１）の外周に相対回転可能に支持され
   たプーリ（３１）の軸方向一端から内周側へ延びる円盤
   部（３１２）と、前記ハブ（１）に取り付けられ前記円
   盤部（３１２）と略軸方向に対向する鍔部（３２ｂ）と
   の間を第二弾性体（３３）を介して弾性的に連結した構
   造を備えることを特徴とするトルク変動吸収ダンパ。