JP2006183736A - トルク変動吸収ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低減を図ると共に、トルク変動吸収機能の高いトルク変動吸収ダンパを提供する。
【解決手段】ハブ１にダンパゴム３を介して環状質量体２を連結した構造のダイナミックダンパ部ＤＤと、駆動トルクをハブ１からカップリングゴム７を介してプーリ４に伝達するフレキシブルカップリング部ＦＣを備え、ハブ１とプーリ４が円周方向相対回転可能な状態で軸方向に互いに係合され、カップリングゴム７が、プーリ４に形成されたフランジ４２から軸方向に突設されると共に、その先端が、ハブ１と円周方向に係合され、軸方向に予圧縮されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン等回転機器の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。

自動車エンジンの駆動力の一部は、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。

図１１は、従来のトルク変動吸収ダンパを、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。このトルク変動吸収ダンパは、クランクシャフト（不図示）の軸端に取り付けられてこのクランクシャフトと一体に回転するハブ１０１のリム部１０１ａの外周に、ゴム状弾性材料からなるダンパゴム１０２を介して環状質量体１０３が連結され、この環状質量体１０３の外周にラジアルベアリング１０４を介してプーリ１０５が支持され、このプーリ１０５から内周側へ延びるフランジ部１０５ａが、ハブ１０１の支持筒部１０１ｂに圧入したフランジ部材１０６にゴム状弾性材料からなるカップリングゴム１０７を介して軸方向に連結され、前記支持筒部１０１ｂに圧入したスラスト受け１０８とプーリ１０５のフランジ部１０５ａとの間にスラストベアリング１０９が介在された構造を有する。

すなわち、この種のトルク変動吸収ダンパは、ダンパゴム１０２及び環状質量体１０３で構成されるダイナミックダンパ部ＤＤと、ハブ１０１とプーリ１０５をカップリングゴム１０７で弾性的に連結したフレキシブルカップリング部ＦＣとを備える。そして、ダイナミックダンパ部ＤＤが、所定の振動数域において捩り方向へ共振することによる動的吸振効果によって、クランクシャフトの捩り振動を低減し、また、フレキシブルカップリング部ＦＣが、クランクシャフトからハブ１０１へ入力された駆動トルクを、カップリングゴム１０７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１０５へ伝達するものである（例えば特許文献１参照）。
特許第３１５５２８０号

しかしながら、従来構造のトルク変動吸収ダンパによれば、ハブ１０１のリム部１０１ａと環状質量体１０３との間にダンパゴム１０２を圧入する工程のほか、カップリングゴム１０７に加硫接着したフランジ部材１０６をハブ１０１に組み込む工程や、このフランジ部材１０６にスラスト受け１０８を組み込む工程が必要であり、製造コストが高いものとなっていた。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、製造コストの低減を図ると共に、トルク変動吸収機能の高いトルク変動吸収ダンパを提供することにある。

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、ハブにダンパゴムを介して環状質量体を連結した構造のダイナミックダンパ部と、駆動トルクを前記ハブからカップリングゴムを介してプーリに伝達するフレキシブルカップリング部を備え、前記ハブとプーリが円周方向相対回転可能な状態で軸方向に互いに係合され、前記カップリングゴムが、前記ハブ及びプーリのうちの一方に形成されたフランジから軸方向に突設されると共に、その先端が、前記ハブ及びプーリのうちの他方に円周方向に係合され、軸方向に予圧縮されたものである。

このトルク変動吸収ダンパによれば、組立の際に、ハブとプーリを円周方向相対回転可能な状態で軸方向に互いに係合することによって、ハブに形成されたハブ側フランジとプーリに形成されたプーリ側フランジとの間で、カップリングゴムに軸方向の予圧縮を与えることができる。

請求項２の発明に係るトルク変動吸収ダンパは、請求項１に記載の構成において、プーリが、ハブの外周にベアリングを介して支持されたものである。

この構成においては、プーリに巻き掛けられた駆動ベルトの張力に由来してこのプーリに作用する径方向荷重を、ベアリングを介して、クランクシャフトに固定されたハブで受けるので、プーリに対する径方向挙動抑制力が大きくなり、その結果、プーリの振れが小さく抑えられる。また、前記径方向荷重の伝達経路中にダンパゴムが介在していないことから、ダンパゴムの負荷も小さくなる。

請求項３の発明に係るトルク変動吸収ダンパは、請求項１に記載の構成において、プーリが、ハブ又は環状質量体にベアリングを介して支持され、このベアリングから外部へ通じる隙間が、シールリップにより密閉されたものである。

この構成において、シールリップは、ベアリングへ外部のダスト等が介入するのを防止するものである。

請求項１の発明に係るトルク変動吸収ダンパによれば、組立の過程でハブ側フランジとプーリ側フランジとの間で、カップリングゴムに軸方向の予圧縮が与えられるので、部品数を増大させることなくカップリングゴムの耐久性を向上させることができる。

請求項２の発明に係るトルク変動吸収ダンパによれば、駆動ベルトの張力に由来するプーリの径方向荷重による径方向挙動が抑えられるので、プーリの振れによるフレキシブルカップリング部のトルク変動吸収機能への悪影響を防止することができる。また、ダンパゴムに前記径方向荷重による負荷が作用しないので、ダンパゴムの耐久性を向上することができる。

請求項３の発明に係るトルク変動吸収ダンパによれば、ベアリングへのダスト等の介入が防止されるので、ベアリングの耐久性を向上させることができる。

以下、本発明に係るトルク変動吸収ダンパについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係るトルク変動吸収ダンパの第一の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図、図２は、図１の一部を拡大して示す部分断面図、図３は、図１のトルク変動吸収ダンパの分解斜視図、図４は、図２におけるIV−IV位置で円周方向に切断した断面の一部を展開した図である。なお、以下の説明において、「正面側」とは図１における左側であって、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、すなわち不図示のエンジンが存在する側のことである。

図１及び図２において、参照符号１は、自動車エンジンのクランクシャフト（不図示）の軸端に取り付けられるハブである。このハブ１は、金属材料の鋳造品からなるものであって、前記クランクシャフトに固定されるボス部１１と、その外周側へ展開する径方向部１２と、この内周径方向部１２の外周に形成された中間円筒部１３と、その背面側の端部から外周側へ展開するフランジ１４と、更にその外周端部に正面側が大径の円錐筒状に形成されたリム部１５からなる。

ハブ１のリム部１５の外周には環状質量体２が配置されており、この環状質量体２と、前記リム部１５との間には、ダンパゴム３が一体的に加硫接着されている。言い換えれば、ハブ１の外周に、ダンパゴム３を介して環状質量体２が弾性的に連結されており、これによって、ダイナミックダンパ部ＤＤが構成されている。そしてこのダイナミックダンパ部ＤＤの捩り方向共振周波数は、環状質量体２の円周方向慣性質量と、ダンパゴム３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。

環状質量体２は、鉄系等の比重の大きい金属材料の鋳造等によって製作されたものであり、ダンパゴム３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る。環状質量体２の内周面は、ハブ１のリム部１５と対応する円錐面状に形成されており、したがって、ダンパゴム３も正面側で大径となる円錐筒状をなす。

参照符号４はプーリである。このプーリ４は、金属板の成形加工等により製作されたものであって、環状質量体２の外周側に配置され外周面にポリＶ溝が形成されたプーリ本体４１と、その正面側の端部からダイナミックダンパ部ＤＤの正面側及びハブ１の正面側を内周へ延びるフランジ４２からなる。

環状質量体２の外周面と、プーリ４におけるプーリ本体４１の内周面との間には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）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ラジアルベアリング５１が介装されている。すなわち、プーリ４は、このラジアルベアリング５１を介して、環状質量体２の外周に円周方向相対変位可能に同心支持されている。

環状質量体２の外周部は、ダンパゴム３のゴム状弾性材料の一部からなるゴム膜３１で被覆（加硫接着）されており、このゴム膜３１には、ラジアルベアリング５１の介装位置の外側でプーリ本体４１に全周が密接されたシールリップ３２が形成されている。また、ラジアルベアリング５１は、図３に示されるように、円周方向１箇所で斜めに切断５１ａされていて、環状質量体２の外周面を被覆した前記ゴム膜３１に巻き付けられている。

ハブ１における中間円筒部１３の内周面には、金属板の打ち抜きプレス等により製作されたハブプレート６が圧入嵌着されており、図２に明瞭に示されるように、プーリ４におけるフランジ４２の内周部４２ａと、その正面側にあって前記ハブプレート６に形成されたスラスト受け６１との間には、スラストベアリング５２が介装されている。すなわちプーリ４は、このスラストベアリング５２を介して、スラスト受け６１により正面側への軸方向変位が規制され、言い換えれば、ハブ１とプーリ４は、スラストベアリング５２により円周方向相対回転可能な状態で、スラスト受け６１により軸方向に互いに係合されている。

ハブ１におけるフランジ１４には、図３の斜視図に最も明確に示されるように、このハブ１の中間円筒部１３とリム部１５の間を円周方向所定間隔で仕切るように、半径方向に延びる複数の係合突部１６が形成されている。一方、ハブ１のフランジ１４と軸方向に対向するプーリ４のフランジ４２の背面には、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複数のカップリングゴム７が前記係合突部１６と対応する位相間隔で突設され、その先端部が、前記ハブ１の各係合突部１６の間に非接着状態で嵌合されている。

詳しくは、ハブ１に形成された係合突部１６は、その基部側における円周方向両側に位置する第一の係合突部１６１，１６１と、その間から突設された第二の係合突部１６２からなる二段形状を有する。そして、各カップリングゴム７はプーリ４のフランジ４２の背面に加硫接着されており、その先端部が、図４に示されるように、円周方向隣り合う係合突部１６，１６の第一の係合突部１６１，１６１間に嵌合され、第二の係合突部１６２に対しては適当な円周方向隙間Ｇを有すると共に、第二の係合突部１６２の先端が、プーリ４のフランジ４２（後述する基部ゴム層７１）と非接触で軸方向に対向しているため、このカップリングゴム７は円周方向に剪断変形可能となっている。

すなわち、カップリングゴム７は、クランクシャフトからハブ１に入力された駆動トルクを、円周方向剪断変形によって平滑化しながらプーリ４に伝達するものであり、これによってフレキシブルカップリング部ＦＣが構成されている。そして、係合突部１６における第二の係合突部１６２は、カップリングゴム７の円周方向剪断変形を制限する機能を有するものであり、したがってハブ１とプーリ４に、ストッパ突起と長孔等の干渉により円周方向相対変位を制限することによりカップリングゴム７の円周方向剪断変形を制限するストッパを別設する必要がない。

ここで、クランクシャフトから出力される駆動トルクの変動は、主にアイドリング等の低回転域で顕著に発生することから、フレキシブルカップリング部ＦＣの捩り方向共振周波数はトルク変動の周波数よりも低くする必要があり、このためカップリングゴム７は、十分に柔らかいものであると共に、駆動トルクを伝達するのに十分な強度を確保することのできるブロック形状に形成されている。また、このカップリングゴム７は、図１、図２及び図４に示される組立状態において、ハブ１のフランジ１４とプーリ４のフランジ４２との間で軸方向に適当な予圧縮が与えられている。

各カップリングゴム７は、プーリ４におけるフランジ４２の背面を覆うように形成された基部ゴム層７１を介して互いに連続して形成されている。また、前記フランジ４２の正面部には、このフランジ４２に円周方向所定間隔で開設された複数の孔４２ｂを介して、カップリングゴム７と連続したゴム状弾性材料からなるゴム層７２が形成されており、このゴム層７２には、図２に示されるように、スラストベアリング５２の外側（外周側）でハブプレート６のスラスト受け６１の内側面に全周が密接されたシールリップ７３が形成されている。

以上の構成を備えるトルク変動吸収ダンパは、ハブ１のボス部１１が、不図示のエンジンにおける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一体的に回転される。クランクシャフトの駆動トルクは、ハブ１からカップリングゴム７を介してプーリ４へ伝達され、更に、そのプーリ本体４１に巻き掛けられた駆動ベルト（不図示）を介して、冷却ファンや、オルタネータ等の補機の回転軸に伝達される。

ここで、アイドリング等の低回転域でクランクシャフトに顕著に発生するトルク変動は、フレキシブルカップリング部ＦＣにおいて、ハブ１の係合突部１６，１６における第一の係合突部１６１，１６１と、プーリ４のフランジ４２との間で、カップリングゴム７が捩り方向へ剪断変形されることによって吸収されるので、駆動ベルトへの伝達トルクが平滑化される。そして、過大なトルクの入力によって、カップリングゴム７に所定以上の変形が与えられた場合は、このカップリングゴム７の根元部分が、図３及び図４に示されるハブ１の係合突部１６における第二の係合突部１６２と干渉する。このため、クランクシャフト（ハブ１）とプーリ４の捩り変位が制限され、これによって、カップリングゴム７の過大変形が防止される。

また、環状質量体２とダンパゴム３からなるダイナミックダンパ部ＤＤ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。

また、フレキシブルカップリング部ＦＣによるトルク変動吸収動作や、ダイナミックダンパ部ＤＤの共振による動的吸振動作においては、ラジアルベアリング５１やスラストベアリング５２が摺動するが、その外側はシールリップ３２，７３によって密封されているので、外部からダスト等がラジアルベアリング５１及びスラストベアリング５２の摺動部に介入するのを有効に防止することができる。また、シールリップ３２はダンパゴム３に一体に形成されており、シールリップ７３はカップリングゴム７に一体に形成されているので、部品数を増加させるものではない。

図１の形態によるトルク変動吸収ダンパの製造においては、まずハブ１のリム部１５とその外周に同心的に配置した環状質量体２との間に、ダンパゴム３を加硫接着し、プーリ４のフランジ４２の背面に、カップリングゴム７を加硫接着する。シールリップ３２，７３は、この加硫接着過程で同時に形成される。

次に、環状質量体２の外周面を被覆したゴム膜３１の外周にラジアルベアリング５１を巻き付けてから、図３に示されるように、ハブ１、環状質量体２及びダンパゴム３からなる一体成形物と、プーリ４及びカップリングゴム７からなる一体成形物とを互いに組み込む。これによって、プーリ４のプーリ本体４１を、環状質量体２の外周にラジアルベアリング５１を介して外挿すると共に、各カップリングゴム７の先端を、ハブ１における係合突部１６，１６の第一の係合突部１６１，１６１間に非接着で嵌合する。そしてこの作業は、カップリングゴム７と第一の係合突部１６１，１６１を位置合わせして互いに挿入するだけであるため、容易に行うことができる。

更に、プーリ４のフランジ４２の正面に形成されたシールリップ７３の内周側に、スラストベアリング５２を配置してから、ハブ１の中間円筒部１３にハブプレート６を圧入する。そしてこれによって、ハブプレート６のスラスト受け６１が、スラストベアリング５２を押さえると共に、カップリングゴム７に適度な軸方向予圧縮を与えた状態でハブ１とプーリ４を互いに軸方向に係合することができる。

すなわち組立の過程で、ハブ１側のフランジ１４とプーリ４側のフランジ４２との間で、カップリングゴム７に軸方向の予圧縮が与えられ、カップリングゴム７をハブ１に結合するための圧入部品も不要であるので、図１１に示される従来技術のものに比較して少ない組立工数で製造することができる。

なお、この形態では、各カップリングゴム７の先端部を、ハブ１の各係合突部１６の間に非接着で嵌合させているが、係合力を強化するために、上述した組立の際に、カップリングゴム７の先端部を接着しても良い。また、この形態では、ハブ１が鋳物からなるものであるが、金属板を成形したものを用いることもできる。

次に、図５は、本発明に係るトルク変動吸収ダンパの第二の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図、図６は、図５のトルク変動吸収ダンパにおけるハブ側の組立体を、その軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図、図７は、図５のトルク変動吸収ダンパにおけるプーリ側の成形体を、その軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。なお、以下の説明において、「正面側」とは図５、図６及び図７における左側であって、車両のフロント側のことであり、「背面側」とは、同じく右側、すなわち不図示のエンジンが存在する側のことである。

図５において、自動車エンジンのクランクシャフト（不図示）の軸端に取り付けられるハブ１は、金属板のプレス成形品からなるものであって、前記クランクシャフトに固定されるボス部１１と、その外周側へ円盤状に展開するフランジ１４と、更にその外周端部から正面側へ円筒状に延びるリム部１５からなる。

ハブ１のリム部１５の内周には環状質量体２が配置されており、この環状質量体２と、前記リム部１５との間には、ダンパゴム３が圧入されている。言い換えれば、ハブ１のリム部１５の内周に、ダンパゴム３を介して環状質量体２が弾性的に連結されており、これによって、ダイナミックダンパ部ＤＤが構成されている。そしてこのダイナミックダンパ部ＤＤの捩り方向共振周波数は、環状質量体２の円周方向慣性質量と、ダンパゴム３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。

環状質量体２は、鉄系等の比重の大きい金属材料の鋳造等によって製作されたものであり、ダンパゴム３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で環状（円筒状）に成形された後、ハブ１のリム部１５と環状質量体２との間に圧入されたものである。

プーリ４は、金属板の成形加工により製作されたものであって、環状質量体２の外周側に配置され外周面にポリＶ溝が形成されたプーリ本体４１と、その正面側の端部からダイナミックダンパ部ＤＤの正面側を内周へ円盤状に延びるフランジ４２と、プーリ本体４１の背面側の端部からハブ１におけるフランジ１４の外周部の背面へ向けて内周側へ屈曲されたスラスト受け４３からなる。フランジ４２の内径は、環状質量体２の内径より小径かつハブ１のボス部１１より大径である。

ハブ１と、プーリ４のプーリ本体４１及びスラスト受け４３との間には、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ベアリング５が介装されている。詳しくは、ベアリング５は、ハブ１のリム部１５の外周面とプーリ本体４１の内周面との間に介在するラジアルベアリング５１と、その背面側の端部から内周側へ延びて、ハブ１のフランジ１４の外周部とプーリ４のスラスト受け４３との間に介在するスラストベアリング５２とを有し、軸心を通る平面で切断した断面形状（図示の断面形状）が略Ｌ字形を呈する。すなわち、プーリ４は、このベアリング５のラジアルベアリング５１を介して、ハブ１に円周方向相対変位可能に同心支持されると共に、スラストベアリング５２を介して、スラスト受け４３により、ハブ１に対して軸方向に係合されている。

ハブ１におけるフランジ１４には、図６に明確に示されるように、このハブ１のプレス成形過程でフランジ１４の一部を背面側へ打ち出すことによって複数の係合凹部１４ａが円周方向所定間隔で形成されている。なお、この係合凹部１４ａは正面（又は背面）から見た形状が円弧状をなして延びており、環状質量体２よりも内周側に位置して形成されている。

一方、ハブ１のフランジ１４と軸方向に対向するプーリ４のフランジ４２の背面には、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複数のカップリングゴム７がハブ１の係合凹部１４ａと対応する位相間隔で突設されている。

詳しくは、各カップリングゴム７は、その基部が基部ゴム層７１を介して互いに連続形成されており、プーリ４のフランジ４２の背面に加硫接着されると共に、その先端部が前記各係合凹部１４ａに非接着状態で嵌合されており、ハブ１とプーリ４の円周方向相対変位に伴って円周方向の剪断変形を受けるようになっている。すなわち、このカップリングゴム７は、クランクシャフトからハブ１に入力された駆動トルクを、円周方向剪断変形によって平滑化しながらプーリ４に伝達するものであり、これによってフレキシブルカップリング部ＦＣが構成されている。

ハブ１におけるリム部１５の正面端部には、円周方向所定間隔で複数の突起１５ａが形成されており、この突起１５ａは、それぞれ、プーリ４におけるフランジ４２の外周部に開設された長孔４２ｃに、円周方向両側に対する適当な隙間Ｇをもって挿入されている。そして、これによって、ハブ１とプーリ４の円周方向相対変位量を制限するストッパが構成されている。

ここで、クランクシャフトから出力される駆動トルクの変動は、主にアイドリング等の低回転域で顕著に発生することから、フレキシブルカップリング部ＦＣの捩り方向共振周波数はトルク変動の周波数よりも低くする必要があり、このためカップリングゴム７は、十分に柔らかいものであると共に、駆動トルクを伝達するのに十分な強度を確保することのできるブロック形状に形成されている。また、このカップリングゴム７は、図５に示される組立状態において、ハブ１のフランジ１４（係合凹部１５ａ）とプーリ４のフランジ４２との間で軸方向に適当な予圧縮が与えられている。

なお、カップリングゴム７の基部ゴム層７１は、プーリ４のフランジ４２の背面から、薄膜７１ａとなって、プーリ本体４１の内周面及びスラスト受け４３の内側面まで延びている。したがって、ベアリング５は、このゴム薄膜７１ａを介して、プーリ本体４１及びスラスト受け４３の内側に保持されている。また、カップリングゴム７のゴム状弾性材料の一部は、プーリ４におけるフランジ４２に円周方向所定間隔で開設された複数の孔４２ｂを介して、その正面側に廻り込み、このフランジ４２の正面部を覆うゴム層７２を形成している。また、ゴム状弾性材料の一部は、ストッパを構成する長孔４２ｃの内面にも廻り込んで膜状の緩衝体を構成している。

以上の構成を備える第二の形態によるトルク変動吸収ダンパは、先に説明した第一の形態と同様、ハブ１のボス部１１が、不図示のエンジンにおける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一体的に回転される。クランクシャフトの駆動トルクは、ハブ１からカップリングゴム７を介してプーリ４へ伝達され、更に、そのプーリ本体４１に巻き掛けられた不図示の駆動ベルトを介して、冷却ファンや、オルタネータ等の補機の回転軸に伝達される。

ここで、アイドリング等の低回転域でクランクシャフトに顕著に発生するトルク変動は、フレキシブルカップリング部ＦＣにおいて、ハブ１の各係合凹部１４ａと、プーリ４のフランジ４２との間で、カップリングゴム７が捩り方向へ剪断変形されることによって吸収されるので、駆動ベルトへの伝達トルクが平滑化される。そして、過大なトルクの入力によって、ハブ１とプーリ４の円周方向相対変位量が所定の大きさに達すると、その時点で、ハブ１側の突起１５ａが、プーリ４側の長孔４２ｃの円周方向一端と当接するので、これによってハブ１とプーリ４の円周方向過大変位が規制され、カップリングゴム７の過大変形が防止される。

また、環状質量体２とダンパゴム３からなるダイナミックダンパ部ＤＤ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。

しかも、この形態によれば、プーリ４（プーリ本体４１）が、ハブ１のリム部１５の外周にベアリング５（ラジアルベアリング５１）を介して支持されているため、プーリ本体４１に巻き掛けられた不図示の駆動ベルトの張力に由来してこのプーリ本体４１に作用する径方向荷重を、ラジアルベアリング５１を介して剛性の高いハブ１で受けることになる。すなわち、前記径方向荷重の伝達経路中に、ダンパゴム３が介在しておらず、したがってプーリ４の径方向挙動に対する大きな抑制力を有するため、プーリ４の振れを著しく小さくして、フレキシブルカップリング部ＦＣによる本来のトルク変動吸収機能を十分に発揮させることができる。更には、ダンパゴム３に前記径方向荷重による圧縮負荷が繰り返し作用することがないから、その耐久性も向上する。

この形態によるトルク変動吸収ダンパの製造においては、まず図６に示されるように、ハブ１のリム部１５と、その内周に同心的に配置した環状質量体２との間に、予め環状（円筒状）に成形したダンパゴム３を圧入する。また、図７に示されるように、プーリ４のフランジ４２の背面には、カップリングゴム７を加硫接着する。なお、この時点では、図５においてスラスト受け４３となる部分が、図７に示されるように、プーリ本体４１から円筒状端部４３ａとして延在されている。

次に、図６に示されるハブ１と環状質量体２とダンパゴム３からなる組立体を、図７に示されるプーリ４とカップリングゴム７からなる成形体に組み込む。そしてこの組み込み過程では、プーリ４のプーリ本体４１を、ハブ１のリム部１５の外周にベアリング５を介して外挿すると共に、各カップリングゴム７の先端を、ハブ１における係合凹部１４ａに非接着で嵌合する。

更に、プーリ４のプーリ本体４１から延びる円筒状端部４３ａを内周側へ屈曲してカシメることにより、図５に示されるようなスラスト受け４３を形成する。そしてこれによって、スラスト受け４３がスラストベアリング５２を背面側から押さえると共に、カップリングゴム７に適度な軸方向予圧縮を与えた状態でハブ１とプーリ４を互いに軸方向に係合することができる。

なお、この形態では、各カップリングゴム７の先端部を、ハブ１の係合凹部１４ａに非接着で嵌合させているが、係合力を強化するために、上述した組立の際に、カップリングゴム７の先端部を前記係合凹部１４ａに接着しても良い。

次に、図８は、本発明に係るトルク変動吸収ダンパの第三の形態を、その軸心を通る平面で切断して正面側から見た断面斜視図、図９は、同じく背面側から見た断面斜視図、図１０は、図８のトルク変動吸収ダンパにおけるハブ側の組立体を、その軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。なお、以下の説明において、「正面側」とは図５、図６及び図７における左側であって、車両のフロント側のことであり、「背面側」とは、同じく右側、すなわち不図示のエンジンが存在する側のことである。

図８及び図９に示される形態のトルク変動吸収ダンパは、上述した図５に示される第二の形態とは逆に、カップリングゴム７が、ハブ１側のフランジ１４に一体的に突設されると共にその先端がプーリ４のフランジ４２と円周方向に係合され、ダンパゴム３がカップリングゴム７と一体に形成されたものである。

ハブ１は、金属板のプレス成形品からなるものであって、クランクシャフトの軸端に固定されるボス部１１と、その外周側へ円盤状に展開するフランジ１４と、更にその外周端部から正面側へ円筒状に延びるリム部１５からなる。

ハブ１のリム部１５の内周面にはダンパゴム３が加硫接着されており、その内周には、環状質量体２が圧入されている。言い換えれば、ハブ１のリム部１５の内周に、ダンパゴム３を介して環状質量体２が弾性的に連結されており、これによって、ダイナミックダンパ部ＤＤが構成されている。そしてこのダイナミックダンパ部ＤＤの捩り方向共振周波数は、環状質量体２の円周方向慣性質量と、ダンパゴム３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。環状質量体２は、鉄系等の比重の大きい金属材料の鋳造等によって製作されたものであり、ダンパゴム３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。

プーリ４は、金属板の成形加工により製作されたものであって、環状質量体２の外周側に配置され外周面にポリＶ溝が形成されたプーリ本体４１と、その正面側の端部からダイナミックダンパ部ＤＤの正面側を内周へ円盤状に延びるフランジ４２と、プーリ本体４１の背面側の端部からハブ１におけるフランジ１４の外周部の背面へ向けて内周側へ屈曲されたスラスト受け４３からなる。フランジ４２の内径は、環状質量体２の内径より小径かつハブ１のボス部１１より大径である。

ハブ１と、プーリ４のプーリ本体４１及びスラスト受け４３との間には、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ベアリング５が介装されている。詳しくは、ベアリング５は、図５に示される第二の形態と同様のものであって、ハブ１のリム部１５の外周面とプーリ本体４１の内周面との間に介在するラジアルベアリング５１と、その背面側の端部から内周側へ延びて、ハブ１のフランジ１４の外周部とプーリ４のスラスト受け４３との間に介在するスラストベアリング５２とを有し、軸心を通る平面で切断した断面形状（図示の断面形状）が略Ｌ字形を呈する。すなわち、プーリ４は、このベアリング５のラジアルベアリング５１を介して、ハブ１に円周方向相対変位可能に同心支持されると共に、スラストベアリング５２を介して、スラスト受け４３により、ハブ１に対して軸方向に係合されている。

プーリ４におけるフランジ４２には、このプーリ４のプレス成形過程でフランジ４２の一部を正面側へ打ち出すことによって複数の係合凹部４２ｄが円周方向所定間隔で形成されている。なお、この係合凹部４２ｄは正面（又は背面）から見た形状が円弧状をなして延びており、環状質量体２よりも内周側に位置して形成されている。

プーリ４のフランジ４２と軸方向に対向するハブ１のフランジ１４の正面には、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複数のカップリングゴム７が円周方向所定間隔で突設されている。

詳しくは、各カップリングゴム７は、その基部ゴム層７１においてハブ１のフランジ１４に加硫接着されていると共に、その先端部がプーリ４における各係合凹部４２ｄに嵌合され、ハブ１とプーリ４の円周方向相対変位に伴って円周方向の剪断変形を受けるようになっている。すなわち、このカップリングゴム７は、クランクシャフトからハブ１に入力された駆動トルクを、円周方向剪断変形によって平滑化しながらプーリ４に伝達するものであり、これによってフレキシブルカップリング部ＦＣが構成されている。

また、各カップリングゴム７は、基部ゴム層７１を介してダンパゴム３と互いに連続形成されている。すなわち、ダンパゴム３と各カップリングゴム７は、ハブ１に、互いに連続して同時に一体成形されたものである。

ハブ１におけるリム部１５の正面端部には、円周方向所定間隔で複数の突起１５ａが形成されており、この突起１５ａは、図８に示されるように、それぞれ、プーリ４におけるフランジ４２の外周部に開設された長孔４２ｃに、円周方向両側に対する適当な隙間Ｇをもって挿入されている。そして、これによって、ハブ１とプーリ４の円周方向相対変位量を制限するストッパが構成されている。

ここで、クランクシャフトから出力される駆動トルクの変動は、主にアイドリング等の低回転域で顕著に発生することから、フレキシブルカップリング部ＦＣの捩り方向共振周波数はトルク変動の周波数よりも低くする必要があり、このためカップリングゴム７は、十分に柔らかいものであると共に、駆動トルクを伝達するのに十分な強度を確保することのできるブロック形状に形成されている。また、このカップリングゴム７は、図８及び図９に示される組立状態において、ハブ１のフランジ１４とプーリ４のフランジ４２（係合凹部４２ｄ）との間で軸方向に適当な予圧縮が与えられている。

以上の構成を備える第三の形態によるトルク変動吸収ダンパは、先に説明した第一又は第二の形態と同様、ハブ１のボス部１１が、不図示のエンジンにおける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一体的に回転される。クランクシャフトの駆動トルクは、ハブ１からカップリングゴム７を介してプーリ４へ伝達され、更に、そのプーリ本体４１に巻き掛けられた不図示の駆動ベルトを介して、冷却ファンや、オルタネータ等の補機の回転軸に伝達される。

ここで、アイドリング等の低回転域でクランクシャフトに顕著に発生するトルク変動は、フレキシブルカップリング部ＦＣにおいて、ハブ１のフランジ１４とプーリ４の各係合凹部４２ｄとの間で、カップリングゴム７が捩り方向へ剪断変形されることによって吸収されるので、駆動ベルトへの伝達トルクが平滑化される。そして、過大なトルクの入力によって、ハブ１とプーリ４の円周方向相対変位量が所定の大きさに達すると、その時点で、ハブ１側の突起１５ａが、プーリ４側の長孔４２ｃの円周方向一端と当接するので、ハブ１とプーリ４の円周方向過大変位が規制され、カップリングゴム７の過大変形が防止される。

また、環状質量体２とダンパゴム３からなるダイナミックダンパ部ＤＤ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。

しかも、この形態においても、先に説明した図５の第二の形態と同様、プーリ４（プーリ本体４１）が、ハブ１のリム部１５の外周にベアリング５（ラジアルベアリング５１）を介して支持されているため、プーリ本体４１に巻き掛けられた不図示の駆動ベルトの張力に由来してこのプーリ本体４１に作用する径方向荷重を、ラジアルベアリング５１を介して剛性の高いハブ１で受けることになる。すなわち、前記径方向荷重の伝達経路中に、ダンパゴム３が介在しておらず、したがってプーリ４の径方向挙動に対する大きな抑制力を有するため、プーリ４の振れを著しく小さくして、フレキシブルカップリング部ＦＣによる本来のトルク変動吸収機能を十分に発揮させることができる。更には、ダンパゴム３に前記径方向荷重による圧縮負荷が繰り返し作用することがないから、その耐久性も向上する。

この形態によるトルク変動吸収ダンパの製造においては、図１０に示されるように、ハブ１のリム部１５の内周面及びフランジ１４の内側面に、ダンパゴム３及びカップリングゴム７を一体的に加硫成形（加硫接着）する。ダンパゴム３とカップリングゴム７は、互いに一体であるので、同時に成形することができる。成形後、ダンパゴム３の内周に、正面側から環状質量体２を圧入する。

次に、図１０に示されるハブ１と環状質量体２とダンパゴム３及びカップリングゴム７からなる組立体を、プーリ４に組み込む。なお、この時点では、図８におけるスラスト受け４３となる部分が、先に説明した図７と同様、プーリ本体４１から背面側へ円筒状に延在されている。そしてこの組み込み過程で、プーリ本体４１を、ハブ１のリム部１５の外周にベアリング５を介して外挿すると共に、各カップリングゴム７の先端を、プーリ４における係合凹部４２ｄに嵌合する。

更に、プーリ４のプーリ本体４１から背面側へ延びる円筒状端部を内周側へ屈曲してカシメることにより、図８に示されるようなスラスト受け４３を形成する。そしてこれによって、スラスト受け４３がスラストベアリング５２を背面側から押さえると共に、カップリングゴム７に適度な軸方向予圧縮を与えた状態でハブ１とプーリ４を互いに軸方向に係合することができる。

本発明に係るトルク変動吸収ダンパの第一の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。 図１の一部を拡大した部分断面図である。 図１のトルク変動吸収ダンパの分解斜視図である。 図２におけるIV−IV位置で円周方向に切断した断面の一部を展開した図である。 本発明に係るトルク変動吸収ダンパの第二の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。 図５の形態におけるハブ側の組立体を、その軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。 図５の形態におけるプーリ側の成形体を、その軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。 本発明に係るトルク変動吸収ダンパの第三の形態を、その軸心を通る平面で切断して正面側から見た断面斜視図である。 図８の形態を、その軸心を通る平面で切断して背面側から見た断面斜視図である。 図８の形態におけるハブ側の組立体を、その軸心を通る平面で切断して示す断面斜視図である。 従来のトルク変動吸収ダンパを、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
１３ 中間円筒部
１４ フランジ
１４ａ，４２ｄ 係合凹部
１５ リム部
１５ａ 突起
１６ 係合突部
１６１ 第一の係合突部
１６２ 第二の係合突部
２ 環状質量体
３ ダンパゴム
３１ ゴム膜
３２，７３ シールリップ
４ プーリ
４１ プーリ本体
４２ 内向きフランジ
４２ｂ 孔
４２ｃ 長孔
４３，６１ スラスト受け
５ ベアリング
５１ ラジアルベアリング
５２ スラストベアリング
６ ハブプレート
７ カップリングゴム
７１ 基部ゴム層
７１ａ ゴム薄膜
７２ ゴム層
ＤＤ ダイナミックダンパ部
ＦＣ フレキシブルカップリング部

Claims (3)

1. ハブ（１）にダンパゴム（３）を介して環状質量体（２）を連結した構造のダイナミックダンパ部（ＤＤ）と、駆動トルクを前記ハブ（１）からカップリングゴム（７）を介してプーリ（４）に伝達するフレキシブルカップリング部（ＦＣ）を備え、前記ハブ（１）とプーリ（４）が円周方向相対回転可能な状態で軸方向に互いに係合され、前記カップリングゴム（７）が、前記ハブ（１）及びプーリ（４）のうちの一方に形成されたフランジから軸方向に突設されると共に、その先端が、前記ハブ（１）及びプーリ（４）のうちの他方に円周方向に係合され、軸方向に予圧縮されたことを特徴とするトルク変動吸収ダンパ。
2. プーリ（４）が、ハブ（１）の外周にベアリング（５１）を介して支持されたことを特徴とする請求項１に記載のトルク変動吸収ダンパ。
3. プーリ（４）が、ハブ（１）又は環状質量体（２）にベアリング（５１，５２）を介して支持され、このベアリング（５１，５２）から外部へ通じる隙間が、シールリップ（３２，７３）により密閉されたことを特徴とする請求項１に記載のトルク変動吸収ダンパ。

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