JP2004347044A

JP2004347044A - ダンパ

Info

Publication number: JP2004347044A
Application number: JP2003145699A
Authority: JP
Inventors: Shinya Kinoshita; 慎也木下; Masami Hasegawa; 雅己長谷川
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】部品数を少なくし、かつ優れた防振性能を有するダンパを提供する。
【解決手段】ハブ１の外周面にゴム状弾性材料からなる弾性体２が接着され、この弾性体２の外周に環状質量体３が圧入されている。ハブ１の軸方向一側に第二の環状質量体４が配置され、ハブ１と第二の環状質量体４との軸方向対向面間に、ゴム状弾性材料からなる第二の弾性体５が接着されている。弾性体２は、ハブ１の外周面に充填したゴム状弾性材料により成形と共に加硫接着したものであり、第二の弾性体５がハブ１に開設された小孔１２ａを介してハブ１と第二の環状質量体４との軸方向対向面間に充填したゴム状弾性材料により成形と共に加硫接着したものである。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両の内燃機関のクランクシャフト等、回転軸に発生する振動を共振により吸収するダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のクランクシャフトの振動を吸収するダンパは、基本的には、クランクシャフトに取り付けられるハブに弾性体を介して環状質量体を同心的かつ弾性的に連結した構造を有するものであって、前記弾性体のばね定数と、環状質量体の慣性質量とによって決まる一定の共振周波数を有する副振動系が構成され、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振動を低減するものである。また、この種のダンパには、例えば下記の特許文献１に記載されているように、捩り方向（回転方向）の振動を吸収するための副振動系と、曲げ方向（軸心と直交する方向）の振動を吸収するための第二の副振動系を備えるダブルマス型としたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
実開平２−１４００５４号公報
【０００４】
図３は、上記特許文献１の第１図に記載されたものに相当する構成を備える従来技術によるダンパを、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。すなわちこのダンパは、ハブ１０１のリム部１０１ａの外周面に圧入嵌着された金属スリーブ１０２と、その外周側に配置された環状質量体１０３との間に、ゴム状弾性材料からなる弾性体１０４が一体的に加硫接着されており、前記リム部１０１ａの内周側に配置した第二の環状質量体１０５と、ハブ１０１の軸方向一側に固定される金属プレート１０６との間に、ゴム状弾性材料からなる第二の弾性体１０７が一体的に加硫接着されたものである。
【０００５】
このダンパは、ハブ１０１の内周の軸孔部１０１ｂがクランクシャフトの軸端に取り付けられる。そして環状質量体１０３と弾性体１０４からなる副振動系が、所定の振動数域で主に捩り方向に対する制振機能を発揮し、第二の環状質量体１０５と第二の弾性体１０７からなる第二の副振動系が、所定の振動数域で主に曲げ方向に対する制振機能を発揮するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術によるダンパは、環状質量体１０３及び弾性体１０４からなる副振動系と、第二の環状質量体１０５及び第二の弾性体１０７からなる第二の副振動系を、別の成形工程で製作する必要があり、しかも金属スリーブ１０２及び金属プレート１０６を有するため部品数が多く、したがって製造コストが高くなる問題が指摘される。
【０００７】
また、金属スリーブ１０２及び金属プレート１０６を有することによって、ハブ１０１の実質的な重量、ひいてはクランクシャフトの軸端の慣性質量が大きくなり、捩り振動の悪化が懸念される。
【０００８】
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、部品数を少なくし、かつ優れた防振性能を有するダンパを提供することにある。
【０００９】
【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の発明に係るダンパは、ハブの外周面にゴム状弾性材料からなる弾性体が接着され、この弾性体の外周に環状質量体が圧入された構成を備える。
【００１０】
また、請求項２の発明に係るダンパは、請求項１に記載された構成において、ハブの軸方向一側に第二の環状質量体が配置され、前記ハブと第二の環状質量体との軸方向対向面間に、ゴム状弾性材料からなる第二の弾性体が接着されたものである。
【００１１】
また、請求項３の発明に係るダンパは、請求項２に記載された構成において、弾性体がハブの外周面に充填したゴム状弾性材料により成形と共に加硫接着したものであり、第二の弾性体がハブに開設された小孔を介して前記ハブと第二の環状質量体との軸方向対向面間に充填したゴム状弾性材料により成形と共に加硫接着したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るダンパの好適な実施の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図、図２は、図１のダンパの製造過程を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。なお、以下の説明において、正面側とは図１及び図２における左側のことであって、請求項１に記載された「軸方向一側」に相当し、背面側とは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。
【００１３】
この形態におけるダンパは、図１に示されるように、ハブ１と、その外周に一体的に設けられた弾性体２と、ハブ１の外周側に同心的に配置されると共に弾性体２の外周面に圧入された環状質量体３と、ハブ１の正面側に同心的に配置された第二の環状質量体４と、この第二の環状質量体４とハブ１の軸方向対向面間を弾性的に連結している第二の弾性体５とを備える。
【００１４】
ハブ１は、鉄系金属又はアルミニウム合金等の鋳造等によって製作されたものであって、内周に軸孔１１ａを有するボス部１１と、その正面側の端部から円盤状に展開した径方向部１２と、その外周から正面側へ円筒状に延びるリム部１３とを有し、ボス部１１の軸孔１１ａにおいて、自動車用内燃機関のクランクシャフトの軸端に外挿固定される。なお、１１ｂはキー溝である。
【００１５】
弾性体２は、ゴム状弾性材料によって環状に加硫成形されると共に、ハブ１におけるリム部１３の外周面に一体的に加硫接着されている。また、環状質量体３は比重の比較的大きな例えば鉄系金属の鋳物等からなるものであって、その外周面には、動力伝達用のＶベルトが巻き掛けられるポリＶ溝３ａが形成され、内周面３ｂが弾性体２の外周面に径方向への適当な圧縮代をもって圧接している。
【００１６】
弾性体２と環状質量体３は、捩り方向の副振動系を構成しており、弾性体２の捩り方向（円周方向）剪断ばね定数と、環状質量体３の円周方向の慣性質量によって決まるこの副振動系の捩り方向固有振動数は、例えばクランクシャフトの捩り方向の共振点と同調されている。
【００１７】
第二の環状質量体４は、比重の比較的大きな例えば鉄系金属の鋳物等からなるものであって、ハブ１における径方向部１２の正面側に同心的に配置され、その外径はハブ１におけるリム部１３の内径よりも小さく、内径はハブ１におけるボス部１１の外径よりも大きく形成されている。
【００１８】
第二の弾性体５は、ゴム状弾性材料によって環状に加硫成形されると共に、第二の環状質量体４の背面４ａとこれに軸方向に対向するハブ１の径方向部１２に一体的に加硫接着されている。前記径方向部１２には、複数の小孔１２ａが円周方向所定間隔で開設されており、この小孔１２ａ内にも、第二の弾性体５を構成するゴム状弾性材料の一部が充填されている。
【００１９】
第二の環状質量体４の背面４ａは、外周側ほどハブ１における径方向部１２から離れるように緩やかなテーパ面をなしている。このため、第二の弾性体５は、円周方向へ剪断変形を受けた時の歪が内周側と外周側とでほぼ均一になるように、外周側ほど軸方向肉厚が大きくなっている。また、第二の弾性体５の一部は膜状の弾性膜部５ａとなって、第二の環状質量体４の外周面を覆うように加硫接着されている。
【００２０】
第二の環状質量体４と第二の弾性体５は、曲げ方向の副振動系を構成しており、第二の弾性体５弾性体２の径方向の慣性質量と、第二の弾性体５の径方向剪断ばね定数とによって決まるこの副振動系の曲げ方向固有振動数は、例えばクランクシャフトの曲げ方向の共振点と同調されている。
【００２１】
上述の構成を備える本形態のダンパの製造においては、まず、ハブ１、環状質量体３及び第二の環状質量体４が、鋳造や機械加工等によって製作される。
【００２２】
次に、所定のゴム加硫成形用金型（不図示）内に、予めリム部１３の外周面及び径方向部１２の正面側の面に加硫接着剤を塗布したハブ１と、予め前記径方向部１２との対向面及び外周面に加硫接着剤を塗布した第二の環状質量体４を、同心的に位置決め固定して型締めする。そして、ハブ１におけるリム部１３の外周側に前記金型によって画成された成形用キャビティ内、及びハブ１における径方向部１２と第二の環状質量体４の背面４ａとの間に前記金型によって画成された成形用キャビティ内に、未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、弾性体２及び第二の弾性体５の加硫成形（加硫接着）を同時に行い、図２に示されるように、ハブ１、弾性体２、第二の環状質量体４及び第二の弾性体５からなる一体成形物Ａを得る。また、弾性体２の外径Ｄ２は、環状質量体３の内径Ｄ３よりも僅かに大きく成形される。
【００２３】
弾性体２を成形するキャビティ内への未加硫ゴム材料の充填は、このキャビティ内に連通するように金型に開設された所要数のゲート（不図示）を通じて行われる。なお、図２における参照符号２ａで示される小突起は、前記ゲートによる成形痕である。また、第二の弾性体５を成形するキャビティ内への未加硫ゴム材料の充填は、ハブ１における径方向部１２に開設された小孔１２ａと、型締め状態においてこの小孔１２ａと連通される金型のゲート（不図示）を通じて行われる。したがって、弾性体２を成形するキャビティ内への未加硫ゴム材料の充填と、第二の弾性体５を成形するキャビティ内への未加硫ゴム材料の充填は、同時にかつ同方向から行うことができる。
【００２４】
次に、上記工程によって得られた一体成形物Ａを、環状質量体３の内周に圧入する。上述のように、弾性体２の外径Ｄ２は、環状質量体３の内径Ｄ３よりも僅かに大きいため、この圧入過程では、弾性体２がハブ１のリム部１３と環状質量体３の内周面３ｂとの間で径方向に予圧縮される。また、弾性体２は、これと一体的に加硫接着されたハブ１のリム部１３によって内周側からバックアップされるため、圧入の過程で捩れるようなことがなく、全周均一な圧縮代（予圧縮）をもって、しかも円滑に挿入することができる。
【００２５】
すなわち、弾性体２及び第二の弾性体５の加硫成形工程（加硫接着工程）が一回で済み、従来のような金属スリーブや金属プレートが不要であるため部品数が少なく、しかも一回の圧入工程で組立を行うことができるので、安価に製作することができる。
【００２６】
本形態のダンパは、ハブ１が自動車の内燃機関のクランクシャフトの軸端に取り付けられることによって、このクランクシャフトと共に回転するものである。そして、ハブ１を介して入力されるクランクシャフトの捩り方向の振動の振幅が共振によって極大となる周波数域では、弾性体２と環状質量体３で構成される捩り方向の副振動系が共振し、その共振によるトルクが、入力される捩り方向の振動によるトルクを相殺する方向へ生じることによって、クランクシャフトの捩り方向の振動のピークを有効に低減する。
【００２７】
ハブ１を介して入力されるクランクシャフトの曲げ振動の振幅が共振によって極大となる周波数域では、第二の環状質量体４と第二の弾性体５で構成される曲げ方向の副振動系が共振し、その振動波形の位相が、入力される曲げ振動の振動波形の位相と異なるため、クランクシャフトの曲げ振動のピークを有効に低減することができる。また、曲げ方向共振による第二の環状質量体４の振幅が所定以上に大きくなった場合は、弾性膜部５ａが第二の環状質量体４の外周面とハブ１のリム部１３との衝突を防止する緩衝手段として作用する。
【００２８】
しかも、第二の環状質量体４と第二の弾性体５で構成される曲げ方向の副振動系は、所定の周波数域で捩り方向へも共振するため、弾性体２と環状質量体３で構成される捩り方向の副振動系と併せて、広い回転数域で捩り振動を低減することができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るダンパによると、ハブの外周面にゴム状弾性材料からなる弾性体が接着され、この弾性体の外周に環状質量体が圧入されたものであるため、従来のように金属スリーブを介して結合するものに比較して部品数が少なく、このため安価に提供することができると共に、ハブの実質的な重量、ひいては回転軸の慣性質量が大きくなることもなく、捩り振動を有効に低減することができる。
【００３０】
請求項２の発明に係るダンパによると、ハブと第二の環状質量体との軸方向対向面間を第二の弾性体で連結した曲げ方向の副振動系を有するため、捩り方向及び曲げ方向の双方に対する振動低減効果を得ることができる。
【００３１】
請求項３の発明に係るダンパによると、ハブとその外周の環状質量体との間の弾性体と、前記ハブと第二の環状質量体との軸方向対向面間に介在する第二の弾性体を、同時に加硫成形及び加硫接着することができるため、安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダンパの好適な実施の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。
【図２】図１のダンパの製造過程を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。
【図３】従来技術によるダンパを、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【符号の説明】
１ハブ
１１ボス部
１２径方向部
１２ａ小孔
１３リム部
２弾性体
３環状質量体
３ａポリＶ溝
３ｂ内周面
４第二の環状質量体
４ａ背面
５第二の弾性体
５ａ弾性膜部
Ａ加硫成形体

Claims

ハブ（１）の外周面にゴム状弾性材料からなる弾性体（２）が接着され、この弾性体（２）の外周に環状質量体（３）が圧入されたことを特徴とするダンパ。
ハブ（１）の軸方向一側に第二の環状質量体（４）が配置され、前記ハブ（１）と第二の環状質量体（４）との軸方向対向面間に、ゴム状弾性材料からなる第二の弾性体（５）が接着されたことを特徴とする請求項１に記載のダンパ。
弾性体（２）がハブ（１）の外周面に充填したゴム状弾性材料により成形と共に加硫接着したものであり、第二の弾性体（５）がハブ（１）に開設された小孔（１２ａ）を介して前記ハブ（１）と第二の環状質量体（４）との軸方向対向面間に充填したゴム状弾性材料により成形と共に加硫接着したものであることを特徴とする請求項２に記載のダンパ。