JP2007064467A - トーショナルダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】取り付け作業性の低下抑制や大型化の回避を図りつつ、回転軸の捩り振動を広い周波数領域において低減することのできるトーショナルダンパを提供する。
【解決手段】このトーショナルダンパ１０にあっては、駆動ベルト２の巻き掛けられるプーリ１６がラバー１４を介して内燃機関のクランク軸１に固定されている。トーショナルダンパ１０は、ラバー１４とプーリ１６とにより構成されるバネ−質量系を共振させることによってクランク軸１の捩り振動の振幅を吸収し、その捩り振動を低減させる。プーリ１６がその周方向において分割された複数のプーリ分割体１６ａ，１６ｂによって構成される。それらプーリ分割体１６ａ，１６ｂとして質量の異なる二種類のものが設けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転軸の捩れ振動を低減するトーショナルダンパに関するものである。

近年、内燃機関のクランク軸の捩れ振動を低減するために、同クランク軸にトーショナルダンパを設けることが提案されている。具体的には、例えば駆動ベルトの巻き掛けられるプーリがゴムなどの弾性部材を介してクランク軸に固定されており、質量部としてのプーリと弾性部材とによってバネ−質量系が構成されている。こうしたトーショナルダンパでは、クランク軸の捩れ振動の振幅が大きくなる機関回転速度領域においてバネ−質量系が共振して同振幅を吸収し、同捩れ振動が低減される。

また、そうした振動低減効果の得られる機関回転速度領域を拡大するべく、以下のようなトーショナルダンパも提案されている。
特許文献１に記載のトーショナルダンパにあっては、そのプーリがクランク軸の軸方向において二つの分割体に分割形成されており、それら分割体は異なる質量になるように形成されている。また特許文献１には、円環形状の弾性部材の径方向厚さを、一方の分割体に対応する部分と他方の分割体に対応する部分とで異ならせることも提案されている。

特許文献２に記載のトーショナルダンパでは、クランク軸とプーリとの間にバネ係数の異なる二つの弾性部材が設けられている。それら弾性部材は詳しくは、共に円環形状に形成されてその円環形状の中心がクランク軸の軸心と一致するように且つ、一方の弾性部材の周方向外方に他方の弾性部材が配置されるように設けられている。

いずれのトーショナルダンパにあっても、共振周波数の異なる二つのバネ−質量系が構成されて、異なる周波数の振動が低減されるようになり、クランク軸の捩れ振動が広い周波数領域（具体的には、広い機関回転速度領域）において低減されるようになる。
特開２００４−１４４２４８号公報 特開２００４−１０８５２８号公報

ところで弾性部材やプーリは圧入作業を通じてクランク軸に取り付けられるが、この圧入作業は繁雑な作業である。特許文献１に記載のトーショナルダンパを採用した場合、プーリを分割した分だけ圧入作業の回数が増えたり、部分的に厚さの異なる弾性部材を圧入する作業が必要になったりするなど、もともと煩雑な作業である圧入にかかる作業が、更に煩雑な作業となり、トーショナルダンパの取り付けにかかる作業が極めて煩雑なものになってしまう。

また特許文献２に記載のトーショナルダンパは、外径の異なる二つの弾性部材が同一中心になるように設けられる構造であるために、弾性部材が一つのみ設けられるトーショナルダンパと比較して、その大型化が避けられない。

なお、前述したクランク軸に設けられるトーショナルダンパに限らず、例えばオルタネータなどといった機関補機の回転軸に設けられるトーショナルダンパ等、周波数の変動する捩り振動が加わる回転軸に設けられるトーショナルダンパにあっては、上述した不都合は同様に生じ得る。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、取り付け作業性の低下抑制や大型化の回避を図りつつ、回転軸の捩り振動を広い周波数領域において低減することのできるトーショナルダンパを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、駆動ベルトの巻き掛けられる質量部が弾性部材を介して回転軸に固定されてなり、前記質量部と前記弾性部材とからなるバネ−質量系を共振させることによって前記回転軸の捩り振動を低減するトーショナルダンパにおいて、前記質量部がその周方向において分割された複数の質量部分割体からなり、それら質量部分割体として質量の異なる二種類以上のものを有することをその要旨とする。

上記構成によれば、質量の異なる複数の質量部分割体と弾性部材とによって共振周波数の異なる複数のバネ−質量系が構成される。そのため各共振周波数及びそれに近い周波数の捩れ振動を低減することができ、回転軸の捩り振動を広い周波数領域において低減することができるようになる。しかも質量部をその周方向において分割することによって共振周波数の異なる複数のバネ−質量系を構成することができるため、同質量部、ひいてはトーショナルダンパの大型化を回避することができる。さらに円弧形状の質量部分割体を径方向外方から弾性部材に貼り付けることによって質量部を取り付けることが可能になるため、複数の円環形状の質量部を圧入する作業と比較して、質量部の取り付け作業を容易に行うことができる。

なお、複数の質量部分割体として質量の異なる二種類以上のものを有するといった構成は、請求項２によるように、複数の質量部分割体として、密度の異なる材料によって形成されるとともに同一形状に形成された二種類以上のものを有するといった構成によって実現することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のトーショナルダンパにおいて、同一種類の前記質量部分割体を複数有し、それら同一種類の前記質量部分割体が前記周方向において等角度おきに配設されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、密度の異なる材料によって形成された二種類以上の質量部分割体が設けられるトーショナルダンパにあって、その重心と回転軸の軸心とを容易に一致させることができ、容易に同回転軸の回転の安定化を図ることができる。

また前記複数の質量部分割体として質量の異なる二種類以上のものを有するといった構成は、請求項４によるように、前記複数の質量部分割体として同一の材料によって形成されるとともに周方向長さの異なる形状に形成された二種類以上のものを有するといった構成によって実現することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のトーショナルダンパにおいて、前記複数の質量部分割体の間に所定の間隙が形成されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、複数の質量部分割体がそれぞれ独立して振動する際に、隣り合う質量部分割体の接触を回避することができるため、回転軸の捩り振動を好適に低減することができるようになる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載のトーショナルダンパにおいて、前記弾性部材が、少なくともその周方向における前記質量部の分割位置と同一の位置において分割された複数の弾性部材分割体からなることをその要旨とする。

上記構成によれば、各バネ−質量系を他のバネ−質量系の振動による影響を受け難い構造にすることができ、各バネ−質量系の共振周波数の設定や調整を容易に行うことができるようになる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のトーショナルダンパにおいて、前記複数の弾性部材分割体としてバネ定数の異なる二種類以上のものを有することをその要旨とする。

上記構成によれば、より高い自由度をもって前記複数のバネ−質量系の共振周波数を異なる周波数に設定することができるようになる。
請求項８に記載の発明は、駆動ベルトの巻き掛けられる質量部が弾性部材を介して回転軸に固定されてなり、前記質量部と前記弾性部材とからなるバネ−質量系を共振させることによって前記回転軸の捩り振動を低減するトーショナルダンパにおいて、前記質量部がその周方向において分割された同じ質量の複数の質量部分割体からなり、前記弾性部材が、少なくともその周方向における前記質量部の分割位置と同一の位置において分割された複数の弾性部材分割体からなり、それら弾性部材分割体としてバネ係数の異なる二種類以上のものを有することをその要旨とする。

上記構成によれば、同じ質量の複数の質量部分割体とバネ係数の異なる複数の弾性部材とによって共振周波数の異なる複数のバネ−質量系が構成される。そのため各共振周波数及びそれに近い周波数の捩れ振動を低減することができ、回転軸の捩り振動を広い周波数領域において低減することができるようになる。しかも質量部及び弾性部材をその周方向において分割することによって共振周波数の異なる複数のバネ−質量系を構成することができるため、それら質量部及び弾性部材、ひいてはトーショナルダンパの大型化を回避することができる。さらに円弧形状の質量部分割体や弾性部材分割体を径方向外方から回転軸に貼り付けることによって質量部や弾性部材を取り付けることが可能になるため、複数の円環形状の質量部や弾性部材を圧入する作業と比較して、それら質量部や弾性部材の取り付け作業を容易に行うことができる。

なお、複数の弾性部材分割体としてバネ係数の異なる二種類以上のものを有するといった構成は、請求項９によるように、複数の弾性部材分割体として弾性率の異なる材料によって形成されるとともに同一形状に形成された二種類以上のものを有するといった構成によって実現することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のトーショナルダンパにおいて、同一種類の前記弾性部材分割体を複数有し、それら同一種類の前記弾性部材分割体が前記周方向において等角度おきに配設されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、弾性率の異なる材料によって形成された二種類以上の弾性部材分割体が設けられるトーショナルダンパにあって、その重心と回転軸の軸心とを容易に一致させることができ、容易に同回転軸の回転の安定化を図ることができる。

また前記複数の弾性部材分割体としてバネ係数の異なる二種類以上のものを有するといった構成は、請求項１１によるように、前記複数の弾性部材分割体として同一の材料によって形成されるとともに周方向長さの異なる形状に形成された二種類以上のものを有するといった構成によって実現することができる。

請求項１２に記載の発明は、請求項６〜１１の何れか一項に記載のトーショナルダンパにおいて、前記複数の弾性部材分割体の間に所定の間隙が形成されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、複数の弾性部材分割体がそれぞれ独立して振動する際に、隣り合う弾性部材分割体の接触を回避することができるため、回転軸の捩り振動を好適に低減することができるようになる。

なお、請求項１〜１２の何れか一項に記載のトーショナルダンパは、請求項１３によるように、内燃機関のクランク軸に設けられるトーショナルダンパに適用することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明にかかるトーショナルダンパを具体化した第１の実施の形態について説明する。

図１に本実施の形態にかかるトーショナルダンパの側面構造を示し、図２に同トーショナルダンパの図１のＡ−Ａ線に沿った断面構造を示し、図３に同トーショナルダンパの分解側面構造を示す。

図１及び図２に示すように、本実施の形態にかかるトーショナルダンパ１０は内燃機関のクランク軸１に設けられている。
具体的には、内燃機関のクランク軸１には円板形状のハブ１２が取り付けられており、同ハブ１２にはラバー１４を介してプーリ１６が固定されている。プーリ１６の外周部分にはその全周にわたって延びるベルト溝１８が形成されており、同ベルト溝１８には駆動ベルト２が巻き掛けられている。駆動ベルト２は、例えばオルタネータ等の機関補機類の回転軸に取り付けられたプーリ（図示略）にも巻き掛けられている。この駆動ベルト２により、上記クランク軸１の回転が機関補機類の回転軸に伝達される。

上記トーショナルダンパ１０にあっては、基本的に、弾性部材としてのラバー１４と質量部としてのプーリ１６とによってバネ−質量系が構成される。そして、クランク軸１の捩れ振動の振幅が大きくなる機関回転速度領域において上記バネ−質量系が共振して同振幅を吸収し、同クランク軸１の捩れ振動が低減されるようになっている。

ここで本実施の形態では、広い機関回転速度領域においてクランク軸１の捩れ振動を低減するべく、上記ラバー１４及びプーリ１６をその周方向において分割形成するようにしている。

詳しくは、図３に併せ示すように、ラバー１４が、その周方向において９０度おきに分割された同一形状の四つのラバー分割体１４ａ，１４ｂによって構成される。また上記プーリ１６が、その周方向において９０度おきに分割された同一形状の四つのプーリ分割体１６ａ，１６ｂによって構成される。なお上記ラバー１４及びプーリ１６は同じ位置において分割されている。このように本実施の形態にかかるトーショナルダンパ１０は、１つのラバー分割体１４ａ（或いは１４ｂ）と１つのプーリ分割体１６ａ（或いは１６ｂ）とによって構成される独立したバネ−質量系を四つ備えた構造になっている。ちなみに同構造は、分割されない円環形状のラバーが設けられる構成と比較して、四つのバネ−質量系が他のバネ−質量系の振動による影響を受け難い構造である。

なお各ラバー分割体１４ａ，１４ｂ間及び各プーリ分割体１６ａ，１６ｂ間には、それぞれ所定（具体的には１ｍｍ程度）の間隙が形成されている。これにより、各バネ−質量系がそれぞれ独立して振動する際に、隣り合うラバー分割体１４ａ，１４ｂ、或いは隣り合うプーリ分割体１６ａ，１６ｂの接触が回避され、各バネ−質量系が適正な振動低減効果を発揮するようになる。

また四つのラバー分割体１４ａ，１４ｂは弾性率の異なるゴム材料により形成された二種類のものにより構成されている（具体的には、ラバー分割体１４ａの形成材料の弾性率＞ラバー分割体１４ｂの形成材料の弾性率）。それら二種類のラバー分割体１４ａ，１４ｂはラバー１４の周方向において交互に配設されている。すなわち同一種類のラバー分割体１４ａ（或いは１４ｂ）がラバー１４の周方向において等角度（具体的には１８０度）おきに配設されている。

さらに四つのプーリ分割体１６ａ，１６ｂは密度の異なる樹脂材料により形成された二種類のものにより構成されている（具体的には、プーリ分割体１６ａの形成材料の密度＞プーリ分割体１６ｂの形成材料の密度）。それら二種類のプーリ分割体１６ａ，１６ｂがプーリ１６の周方向において交互に配設されている。すなわち同一種類のプーリ分割体１６ａ（或いは１６ｂ）がプーリ１６の周方向において等角度（具体的には１８０度）おきに配設されている。

このように上記トーショナルダンパ１０は、弾性部材（ラバー分割体１４ａ，１４ｂ）のバネ係数及び質量部（プーリ分割体１６ａ，１６ｂ）の質量が共に異なる二種類のバネ−質量系、言い換えれば、共振周波数の異なる二種類のバネ−質量系を備えている。

ここでトーショナルダンパ１０が設けられない場合、クランク軸１の捩れ振動の振幅は特定の機関回転速度に対応する周波数ｆｘにおいて大きくなる。そのため上記トーショナルダンパ１０にあっては、図４に示すように上記二種類のバネ−質量系の共振周波数ｆａ，ｆｂが上記周波数ｆｘを間に挟む２つの周波数になるように、各ラバー分割体１４ａ，１４ｂのバネ定数や各プーリ分割体１６ａ，１６ｂの質量が設定されている。具体的には、ラバー分割体１４ａとプーリ分割体１６ａとにより構成されるバネ−質量系の共振周波数ｆａが上記周波数ｆｘよりも低い周波数に設定されるとともに、ラバー分割体１４ｂとプーリ分割体１６ｂとにより構成されるバネ−質量系の共振周波数ｆｂが上記周波数ｆｘよりも高い周波数に設定される。

これにより上記トーショナルダンパ１０にあっては、同図４に実線で示すように、各バネ−質量系の共振周波数ｆａ，ｆｂ及びそれに近い周波数の捩れ振動が低減されるようになり、上記周波数ｆｘを含む広い周波数領域、換言すれば、広い機関回転速度領域においてクランク軸１の捩り振動を低減することができるようになる。したがって同図４に一点鎖線で示すトーショナルダンパの設けられない構成における振動と比較して、また同図４に二点鎖線で示す一種類のバネ−質量系のみを有する構成における振動と比較して、クランク軸１の捩り振動を広い機関回転速度領域において低減することができるようになる。

しかもラバー１４やプーリ１６をその周方向において分割することによって共振周波数の異なる二種類のバネ−質量系を構成することができるため、それらラバー１４やプーリ１６、ひいてはトーショナルダンパ１０の大型化を回避することができる。

また上記トーショナルダンパ１０にあっては、前記ハブ１２に対して円弧形状のラバー分割体１４ａ，１４ｂ及びプーリ分割体１６ａ，１６ｂを径方向外方から貼り付けることによって、同ハブ１２にラバー１４及びプーリ１６を取り付けることができる。そのため、複数のバネ−質量系を構成するに際して、複数の円環形状のラバー分割体やプーリ分割体を圧入する作業を通じてラバーやプーリをクランク軸に取り付ける構成と比較して、ラバー１４やプーリ１６のクランク軸１への取り付け作業を容易に行うことができる。

さらに上記トーショナルダンパ１０にあっては、同一種類の二つのラバー分割体１４ａ（或いは１４ｂ）や、同一種類の二つのプーリ分割体１６ａ（或いは１６ｂ）が周方向において等角度おきに配設される。そのため、弾性率の異なる材料によって形成された二種類のラバー分割体１４ａ，１４ｂや、密度の異なる材料によって形成された二種類のプーリ分割体１６ａ，１６ｂが設けられるトーショナルダンパ１０にあって、その重心とクランク軸１の軸心とを容易に一致させることができるようになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）プーリ１６をその周方向において分割された四つのプーリ分割体１６ａ，１６ｂにより構成し、それらプーリ分割体１６ａ，１６ｂとして密度の異なる材料によって形成されるとともに同一形状に形成された二種類のものを設けるようにした。そのため、質量の異なる四つのプーリ分割体１６ａ，１６ｂとラバー１４とによって共振周波数の異なる二種類のバネ−質量系が構成されるようになる。したがって各共振周波数及びそれに近い周波数の捩れ振動を低減することができるようになり、クランク軸１の捩り振動を広い周波数領域において低減することができるようになる。しかもトーショナルダンパ１０の大型化を回避することができ、さらにはプーリ１６の取り付け作業を比較的容易に行うことができる。

（２）同一種類の二つのプーリ分割体１６ａ（或いは１６ｂ）をプーリ１６の周方向において等角度おきに配設するようにした。そのため、密度の異なる材料によって形成された二種類のプーリ分割体１６ａ，１６ｂが設けられるトーショナルダンパ１０にあって、その重心とクランク軸１の軸心とを容易に一致させることができ、容易にクランク軸１の回転の安定化を図ることができるようになる。

（３）各プーリ分割体１６ａ，１６ｂ間に所定の間隙を形成するようにしたため、隣り合うプーリ分割体１６ａ，１６ｂの接触を回避して各バネ−質量系に適正な振動低減効果を発揮させることができ、クランク軸１の捩り振動を好適に低減することができる。

（４）ラバー１４を、その周方向における前記プーリ１６の分割位置と同一の位置において分割された四つのラバー分割体１４ａ，１４ｂによって構成するようにした。そのため、分割されない円環形状のラバーが設けられる構成と比較して、四つのバネ−質量系を他のバネ−質量系の振動による影響を受け難い構造にすることができ、各バネ−質量系の共振周波数の設定や調整を容易に行うことができるようになる。

（５）ラバー分割体１４ａ，１４ｂとして弾性率の異なる材料によって形成された同一形状のものを設けるようにしたために、各ラバー分割体として同一材料によって形成されたものが設けられる構成と比較して、より高い自由度をもって四つのバネ−質量系の共振周波数を異なる周波数に設定することができるようになる。

（６）同一種類の二つのラバー分割体１４ａ（或いは１４ｂ）をラバー１４の周方向において等角度おきに配設するようにした。そのため、弾性率の異なる材料によって形成された二種類のラバー分割体１４ａ，１４ｂが設けられるトーショナルダンパ１０にあって、その重心とクランク軸１の軸心とを容易に一致させることができ、容易にクランク軸１の回転の安定化を図ることができるようになる。

（７）各ラバー分割体１４ａ，１４ｂ間に所定の間隙を形成するようにしたために、隣り合うラバー分割体１４ａ，１４ｂの接触を回避して各バネ−質量系に適正な振動低減効果を発揮させることができ、クランク軸１の捩り振動を好適に低減することができるようになる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明にかかるトーショナルダンパを具体化した第２の実施の形態について説明する。

図５に本実施の形態にかかるトーショナルダンパの側面構造を示し、図６に同トーショナルダンパの分解側面構造を示す。
図５に示すように、本実施の形態にかかるトーショナルダンパ２０の基本構造は、第１の実施の形態にかかるトーショナルダンパ１０（図１参照）と同様である。本実施の形態にかかるトーショナルダンパ２０では、基本的に、弾性部材としてのラバー２４と質量部としてのプーリ２６とによってバネ−質量系が構成される。そして、内燃機関のクランク軸１の捩れ振動の振幅が大きくなる機関回転速度領域においてバネ−質量系が共振して同振幅を吸収し、同クランク軸１の捩れ振動が低減される。

さて、本実施の形態にかかるトーショナルダンパ２０にあっても、第１の実施の形態にかかるトーショナルダンパ１０と同様に、広い機関回転速度領域においてクランク軸１の捩れ振動を低減するべく、上記ラバー２４及びプーリ２６をその周方向において分割形成するようにしている。

以下、それらラバー２４及びプーリ２６の具体構成について説明する。
図６に併せ示すように、上記ラバー２４は、その周方向において分割された四つのラバー分割体２４ａ，２４ｂによって構成される。上記プーリ２６は、その周方向において分割された四つのプーリ分割体２６ａ，２６ｂによって構成される。なお上記ラバー２４及びプーリ２６は同じ位置において分割されている。このように本実施の形態にかかるトーショナルダンパ２０は、１つのラバー分割体２４ａ（或いは２４ｂ）と１つのプーリ分割体２６ａ（或いは２６ｂ）とによって構成される独立したバネ−質量系を四つ備えた構造になっている。ちなみに同構造は、分割されない円環形状のラバーが設けられる構成と比較して、四つのバネ−質量系が他のバネ−質量系の振動による影響を受け難い構造である。

また四つのラバー分割体２４ａ，２４ｂは、同一のゴム材料によって形成されるとともにラバー２４の周方向における長さの異なる形状に形成された二種類のものにより構成されている（具体的には、ラバー分割体２４ａの周方向長さ＞ラバー分割体２４ｂの周方向長さ）。それら二種類のラバー分割体２４ａ，２４ｂは上記周方向において交互に配設されている。すなわち同一種類のラバー分割体２４ａ（或いは２４ｂ）が上記周方向において等角度（具体的には１８０度）おきに配設されている。

さらに四つのプーリ分割体２６ａ，２６ｂは、同一の樹脂材料によって形成されるとともにプーリ２６の周方向における長さの異なる形状に形成された二種類のものにより構成されている（具体的には、プーリ分割体２６ａの周方向長さ＞プーリ分割体２６ｂの周方向長さ）。それら二種類のプーリ分割体２６ａ，２６ｂは上記周方向において交互に配設されている。すなわち同一種類のプーリ分割体２６ａ（或いは２６ｂ）が上記周方向において等角度（具体的には１８０度）おきに配設されている。

このように上記トーショナルダンパ２０は、弾性部材（ラバー分割体２４ａ，２４ｂ）のバネ係数及び質量部（プーリ分割体２６ａ，２６ｂ）の質量が共に異なる二種類のバネ−質量系、言い換えれば、共振周波数の異なる二種類のバネ−質量系を備えている。

ここでトーショナルダンパ２０が設けられない場合、クランク軸１の捩れ振動の振幅は特定の機関回転速度に対応する周波数ｆｘにおいて大きくなる。そのため本実施の形態にかかるトーショナルダンパ２０にあっては、上記二種類のバネ−質量系の共振周波数ｆａ，ｆｂが上記周波数ｆｘを間に挟む２つの周波数になるように、各ラバー分割体２４ａ，２４ｂのバネ定数や各プーリ分割体２６ａ，２６ｂの質量が設定されている。具体的には、ラバー分割体２４ａとプーリ分割体２６ａとにより構成されるバネ−質量系の共振周波数ｆａが上記周波数ｆｘよりも低い周波数に設定されるとともに、ラバー分割体２４ｂとプーリ分割体２６ｂとにより構成されるバネ−質量系の共振周波数ｆｂが上記周波数ｆｘよりも高い周波数に設定される。

これにより各バネ−質量系の共振周波数ｆａ，ｆｂ及びそれに近い周波数の捩れ振動が低減されるようになり、上記トーショナルダンパ２０によって上記周波数ｆｘを含む広い周波数領域、換言すれば、広い機関回転速度領域においてクランク軸１の捩り振動を低減することができるようになる（図４の実線参照）。したがってトーショナルダンパの設けられない構成における振動と比較して（図４の一点鎖線参照）、また一種類のバネ−質量系のみを有する構成における振動と比較して（図４の二点鎖線参照）、クランク軸１の捩り振動を広い機関回転速度領域において低減することができるようになる。

なお、各ラバー分割体２４ａ，２４ｂ間及び各プーリ分割体２６ａ，２６ｂ間には、それぞれ所定（具体的には１ｍｍ程度）の間隙が形成されている。これにより、各バネ−質量系がそれぞれ独立して振動する際に、隣り合うラバー分割体２４ａ，２４ｂ、或いは隣り合うプーリ分割体２６ａ，２６ｂの接触が回避され、各バネ−質量系が適正な振動低減効果を発揮するようになる。

しかもラバー２４やプーリ２６をその周方向において分割することによって共振周波数の異なる二種類のバネ−質量系を構成することができるため、それらラバー２４やプーリ２６、ひいてはトーショナルダンパ２０の大型化を回避することができる。

また上記トーショナルダンパ２０にあっては、前記ハブ１２に対して円弧形状のラバー分割体２４ａ，２４ｂ及びプーリ分割体２６ａ，２６ｂを径方向外方から貼り付けることによって、同ハブ１２にラバー２４及びプーリ２６を取り付けることができる。そのため、複数のバネ−質量系を構成するに際して、複数の円環形状のラバー分割体やプーリ分割体を圧入する作業を通じてラバーやプーリをクランク軸に取り付ける構成と比較して、ラバー２４やプーリ２６のクランク軸１への取り付け作業を容易に行うことができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の（８）、（９）に記載する効果、及び前述した（３），（４），（７）に記載した効果に準じた効果が得られるようになる。

（８）プーリ２６をその周方向において分割された四つのプーリ分割体２６ａ，２６ｂにより構成し、それらプーリ分割体２６ａ，２６ｂとして同一材料によって形成されるとともに周方向長さの異なる形状に形成された二種類のものを設けるようにした。そのため、質量の異なる四つのプーリ分割体２６ａ，２６ｂとラバー２４とによって共振周波数の異なる二種類のバネ−質量系が構成されるようになる。そのため各共振周波数及びそれに近い周波数の捩れ振動を低減することができ、クランク軸１の捩り振動を広い周波数領域において低減することができるようになる。しかもトーショナルダンパ２０の大型化を回避することができ、さらにはプーリ２６の取り付け作業を比較的容易に行うこともできる。

（９）ラバー分割体２４ａ，２４ｂとして同一材料によって形成されるとともに周方向長さの異なる形状に形成された二種類のものを設けるようにしたために、各ラバー分割体として同一形状のものが設けられる構成と比較して、より高い自由度をもって四つのバネ−質量系の共振周波数を異なる周波数に設定することができるようになる。

（その他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第１の実施の形態において、同一の材料により形成された四つのラバー分割体により構成されるラバーを設けるようにしてもよい。同構成では、トーショナルダンパが、四つのプーリ分割体１６ａ，１６ｂと四つのラバー分割体とによって構成される四つのバネ−質量系を備えた構造となる。また同トーショナルダンパにあっては、弾性部材のバネ定数が等しく質量部の質量が異なる二種類のバネ−質量系、言い換えれば、共振周波数の異なる二種類のバネ−質量系が構成されるため、前述した（１）〜（４）及び（７）に記載した効果に準じた効果が得られる。

・第１の実施の形態において、四つのラバー分割体１４ａ，１４ｂにより構成されるラバー１４に代えて、図７に示すトーショナルダンパ３０のように、円環形状のラバー３４を設けるようにしてもよい。同構成では、トーショナルダンパ３０が、四つのプーリ分割体１６ａ，１６ｂとラバー３４とによって構成される四つのバネ−質量系を備えた構造となる。また同トーショナルダンパ３０にあっても、弾性部材のバネ定数と質量部の質量とが共に異なる二種類のバネ−質量系、言い換えれば、共振周波数の異なる二種類のバネ−質量系が構成されるために、前述した（１）〜（３）に記載した効果に準じた効果が得られる。

・第１の実施の形態において、同一の材料により形成された四つのプーリ分割体からなるプーリを設けるようにしてもよい。同構成では、トーショナルダンパが、四つのラバー分割体１４ａ，１４ｂと四つのプーリ分割体とによって構成される四つのバネ−質量系を備えた構造となる。また同トーショナルダンパが、弾性部材（ラバー分割体１４ａ，１４ｂ）のバネ定数が異なり質量部（プーリ分割体）の質量が等しい二種類のバネ−質量系、言い換えれば、共振周波数の異なる二種類のバネ−質量系を備えた構造となる。そのため上記トーショナルダンパによれば、以下の（１０）に記載する効果、及び前述した（３），（４），（６），（７）に記載した効果に準じた効果が得られるようになる。

（１０）共振周波数の異なる二種類のバネ−質量系が構成されるため、各共振周波数及びそれに近い周波数の捩れ振動を低減することができ、クランク軸１の捩り振動を広い周波数領域において低減することができるようになる。しかもトーショナルダンパの大型化を回避することができ、さらにはラバー１４及びプーリの取り付け作業を比較的容易に行うことができる。

・第２の実施の形態において、四つのラバー分割体２４ａ，２４ｂにより構成されるラバー２４に代えて、図８に示すトーショナルダンパ４０のように、円環形状のラバー４４を設けるようにしてもよい。同構成では、トーショナルダンパ４０が、四つのプーリ分割体２６ａ，２６ｂとラバー４４とによって構成される四つのバネ−質量系を備えた構造となる。また同トーショナルダンパ４０にあっても、弾性部材のバネ定数と質量部の質量が共に異なる二種類のバネ−質量系、言い換えれば、共振周波数の異なる二種類のバネ−質量系が構成されるため、前述した（３），（８）に記載した効果に準じた効果が得られるようになる。

・各実施の形態において、二種類のバネ−質量系の共振周波数ｆａ，ｆｂを、共に前記周波数ｆｘ以下の周波数に設定することや、共に前記周波数ｆｘ以上の周波数に設定することが可能である。同構成にあっても、各共振周波数ｆａ，ｆｂの一方を上記周波数ｆｘ、或いは同周波数ｆｘに近い周波数に設定することにより、同周波数ｆｘを含む広い周波数領域においてクランク軸１の捩り振動を低減することができる。

・各実施の形態において、プーリや各プーリ分割体を金属材料によって形成するようにしてもよい。
・各実施の形態において、ラバーやプーリを３つ以下、或いは５つ以上に分割するようにしてもよい。また各実施の形態において、トーショナルダンパを共振周波数の異なる３種類以上のバネ−質量系を有する構造としてもよい。具体的には、ラバー分割体（或いはプーリ分割体）として、弾性率（或いは密度）の異なる材料によって形成されるとともに同一形状に形成された３種類以上のものを設けたり、同一材料により形成されるとともに周方向長さの異なる形状に形成された３種類以上のものを設けたりしてもよい。

なお異なる材料によって形成されるとともに同一形状に形成された複数種類のラバー分割体やプーリ分割体が設けられる構成にあっては、トーショナルダンパを以下のように構成することが望ましい。すなわちトーショナルダンパを同一種類のラバー分割体やプーリ分割体を複数有する構造とし、同一種類のラバー分割体をラバーの周方向において等角度おきに設け、また同一種類のプーリ分割体をプーリの周方向において等角度おきに設けることが望ましい。このように構成することにより、トーショナルダンパの重心とクランク軸１の軸心とを容易に一致させることができるようになる。

・各実施の形態において、周方向長さ及び形成材料が共に異なるラバー分割体やプーリ分割体を設けるようにしてもよい。同構成によれば、バネ係数の異なるラバー分割体を設けたり質量の異なるプーリ分割体を設けたりする場合に、それらバネ係数や質量を高い自由度をもって設定することができるようになる。

・各実施の形態において、隣り合うラバー分割体間や隣り合うプーリ分割体間に形成される所定の間隙を省略してもよい。
・本発明にかかるトーショナルダンパは、内燃機関のクランク軸に設けられるトーショナルダンパの他にも、例えばオルタネータやエアーコンプレッサ等といった機関補機の回転軸に設けられるトーショナルダンパ等、周波数の変動する捩り振動が加わる回転軸に設けられるトーショナルダンパであれば適用することができる。

本発明にかかるトーショナルダンパを具体化した第１の実施の形態についてその側面構造を示す側面図。 図１のＡ−Ａ線に沿った同トーショナルダンパの断面構造を示す断面図。 同トーショナルダンパについてその分解側面構造を示す分解側面図。 クランク軸の捩れ振動の振幅と周波数との関係を示す略図。 本発明にかかるトーショナルダンパを具体化した第２の実施の形態についてその側面構造を示す側面図。 同トーショナルダンパについてその分解側面構造を示す分解側面図。 第１の実施の形態にかかるトーショナルダンパの変形例についてその側面構造を示す側面図。 第２の実施の形態にかかるトーショナルダンパの変形例についてその側面構造を示す側面図。

符号の説明

１…クランク軸、２…駆動ベルト、１０，２０，３０，４０…トーショナルダンパ、１２…ハブ、１４，２４，３４，４４…ラバー、１４ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂ…弾性部材分割体としてのラバー分割体、１６，２６…プーリ、１６ａ，１６ｂ，２６ａ，２６ｂ…質量部分割体としてのプーリ分割体、１８…ベルト溝。

Claims (13)

1. 駆動ベルトの巻き掛けられる質量部が弾性部材を介して回転軸に固定されてなり、前記質量部と前記弾性部材とからなるバネ−質量系を共振させることによって前記回転軸の捩り振動を低減するトーショナルダンパにおいて、
   前記質量部がその周方向において分割された複数の質量部分割体からなり、それら質量部分割体として質量の異なる二種類以上のものを有する
   ことを特徴とするトーショナルダンパ。
2. 請求項１に記載のトーショナルダンパにおいて、
   前記複数の質量部分割体として、密度の異なる材料によって形成されるとともに同一形状に形成された二種類以上のものを有する
   ことを特徴とするトーショナルダンパ。
3. 請求項２に記載のトーショナルダンパにおいて、
   同一種類の前記質量部分割体を複数有し、それら同一種類の前記質量部分割体が前記周方向において等角度おきに配設されてなる
   ことを特徴とするトーショナルダンパ。
4. 請求項１に記載のトーショナルダンパにおいて、
   前記複数の質量部分割体として同一の材料によって形成されるとともに周方向長さの異なる形状に形成された二種類以上のものを有する
   ことを特徴とするトーショナルダンパ。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のトーショナルダンパにおいて、
   前記複数の質量部分割体の間に所定の間隙が形成されてなる
   ことを特徴とするトーショナルダンパ。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のトーショナルダンパにおいて、
   前記弾性部材が、少なくともその周方向における前記質量部の分割位置と同一の位置において分割された複数の弾性部材分割体からなる
   ことを特徴とするトーショナルダンパ。
7. 請求項６に記載のトーショナルダンパにおいて、
   前記複数の弾性部材分割体としてバネ定数の異なる二種類以上のものを有する
   ことを特徴とするトーショナルダンパ。
8. 駆動ベルトの巻き掛けられる質量部が弾性部材を介して回転軸に固定されてなり、前記質量部と前記弾性部材とからなるバネ−質量系を共振させることによって前記回転軸の捩り振動を低減するトーショナルダンパにおいて、
   前記質量部がその周方向において分割された同じ質量の複数の質量部分割体からなり、前記弾性部材が、少なくともその周方向における前記質量部の分割位置と同一の位置において分割された複数の弾性部材分割体からなり、それら弾性部材分割体としてバネ係数の異なる二種類以上のものを有する
   ことを特徴とするトーショナルダンパ。
9. 請求項７または８に記載のトーショナルダンパにおいて、
   前記複数の弾性部材分割体として弾性率の異なる材料によって形成されるとともに同一形状に形成された二種類以上のものを有する
   ことを特徴とするトーショナルダンパ。
10. 請求項９に記載のトーショナルダンパにおいて、
    同一種類の前記弾性部材分割体を複数有し、それら同一種類の前記弾性部材分割体が前記周方向において等角度おきに配設されてなる
    ことを特徴とするトーショナルダンパ。
11. 請求項７または８に記載のトーショナルダンパにおいて、
    前記複数の弾性部材分割体として同一の材料によって形成されるとともに周方向長さの異なる形状に形成された二種類以上のものを有する
    ことを特徴とするトーショナルダンパ。
12. 請求項６〜１１の何れか一項に記載のトーショナルダンパにおいて、
    前記複数の弾性部材分割体の間に所定の間隙が形成されてなる
    ことを特徴とするトーショナルダンパ。
13. 請求項１〜１２の何れか一項に記載のトーショナルダンパにおいて、
    前記回転軸は内燃機関のクランク軸である
    ことを特徴とするトーショナルダンパ。

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