JP2007139195A - トーショナルダンパ及びトーショナルダンパを備えた装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単純な構造で動的安定性の高い配置物を実現する。
【解決手段】回転部品を取り付けるセンタースリーブ１と、フライホイール２とを備えるトーショナルダンパに関し、単純な構造で動的安定性が高い装置を実現するために、センタースリーブ１とフライホイール２とが互いに結合していることを特徴とする。そのほか、上記のトーショナルダンパとフレキシブルカップリング５とを備える装置も特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転部品を取り付けるためのセンタースリーブとフライホイールとを備えるトーショナルダンパ（ねじれ振動を減衰させる装置）及びトーショナルダンパを備えた装置に関する。

この種のトーショナルダンパ及びこれを備えた装置は、従来技術として知られている。これらは、シャフトの振動を減少させるのに役立ち、特に振動吸収器として用いられる。振動吸収器は、振動吸収機能を発揮するフライホイールリム、またはフライホイールを備える。

また、２つのシャフト端を結合してトルクを伝達するために、フレキシブルカップリング、いわゆるフレキシブルディスクもしばしば用いられる。さまざまな回転数においても、２とのシャフト端のそれぞれを確実に一致させて、動的安定性を得るには、エラストマーカップリングでは、その径方向の剛性と取付安定性が十分ではない。

その結果、シャフトのオフセットを生じる可能性があり、これにより生じたアンバランスが、高回転数時において騒音または振動の問題を生じさせてしまう。この対応策として、シャフト端を正しく位置決めするためにセンタースリーブが用いられることがある。

近年、構造上、互いに分離された２つの部品、すなわちセンタースリーブとフライホイールが用いられ、これらによって、２つのシャフト端を互いに結合してトルクを伝達するようにしている。この場合、フライホイールに設けられたエラストマーリングは、その回転軸から比較的遠く離れたところに位置する。このため径方向の剛性が小さくなる。このことから、フライホイールの位置ずれが生じ、アンバランスを生じる場合がある。

また、分離された２つの部品を用いることは、さらに、高コストと組立工程増加の原因となる。また、エラストマーカップリングを追加して用いれば、径方向の剛性がさらに小さくなることが避けられない。

このように、結局、高回転数時において、シャフトの径方向の位置ずれが生じてしまう可能性がある。その結果、上記のようにアンバランスが生じ、このアンバランスが騒音と振動の問題の原因となってしまう。
特公昭５８−５２０９１号公報

本発明の目的は、単純な構造で動的安定性の高いトーショナルダンパ及びトーショナルダンパを備えた装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

本発明のトーショナルダンパ（ねじれ振動を減衰させる装置）は、センタースリーブとフライホイールが互いに結合されていることを特徴とする。

センタースリーブとフライホイールを結合することにより、ねじれ振動に効果的に対処
できることが、本発明によって認識される。

これは、センタースリーブに固定されたフライホイールを用いるという、洗練された方法で実現される。センタースリーブをフライホイールに直接取り付けるため、これら両部品の組付が簡単になる。センタースリーブとフライホイールを組み合わせるので、高回転数の時でも、シャフト端は、フライホイールによりアンバランスになってしまわないことが保証される。このことは、フライホイールとセンタースリーブ間で、径方向の剛性が高いことによって得られる。すなわち、フライホイールは非常に中心に近いところでセンタースリーブに取り付けられるため、このシステムの径方向の剛性が著しく向上するからである。

フライホイールの位置ずれは、これにより効果的に防止され、シャフトに対しては、高回転数の時においても位置ずれが誘発されることはない。この点で、単純な構造で動的安定性が高いトーショナルダンパが実現される。

したがって、上記の課題が解決される。

センタースリーブとフライホイールは、予め組み立てられた部品とすることも好適である。

このようにすれば、部品組付時において、シャフトに対するフライホイールの位置決め工程を、確実に省略することができる。シャフトとフライホイールとの間の追加的な位置決めは不要である。その点で誤差要因は効果的に排除される。

センタースリーブとフライホイールはエラストマー部を介して結合され、該エラストマー部は、センタースリーブの外周に配置されていることも好適である。

これにより、フライホイールはセンタースリーブに対して相対的に移動することができ、ねじれ振動を減衰させることが確実にできるようになる。

ここで、エラストマー部は、連続した層とすることもできるし、途中に切断された部分のあるエラストマーリングとすることもできる。連続した層の場合、特に高い剛性を実現できる。穴をあけた層の場合（エラストマー部に軸方向に伸びる穴をあけた場合）、径方向の剛性を比較的高く保ちつつ、柔らいねじれ剛性を実現できる。この剛性の状態を、穴の数によって調整可能とすることもできる。

センタースリーブとフライホイールを、圧入および／または加硫プロセスによって、互いに結合することも好適である。

加硫プロセスによれば、フライホイールとセンタースリーブとの間がより確実に結合される。この場合、エラストマーを、センタースリーブかフライホイールのどちらか一方だけに加硫により結合させ、全体的な結合は圧入により行うことも考えられる。このようにすれば、縮み応力の発生を最小限に抑えることができる。

エラストマーの加硫を、センタースリーブに接する部分だけに行えば、１つの加硫装置にキャビティを多数、すなわちエラストマーを備えるセンタースリーブを多数配置することができる。したがって、コスト上有利な製造工程が可能となる。

特に確実な結合は、エラストマーと、センタースリーブとフライホイールの両方とを、加硫によって結合することによって得られる。この場合、ゴムによる金属結合が生じる。

上記をもとに、エラストマー層またはゴムリングの圧入のみによって、フライホイールとセンタースリーブを互いに結合することも考えられる。この場合、ゴム金属結合は完全に必要なく、ゴムリングまたはエラストマーが間に挿入される。これにより特に迅速な製造工程を実現できる。

センタースリーブとフライホイールを、同心配置とすることも好適である。該同心配置によって、アンバランスが確実に発生しなくなる。

センタースリーブは、少なくともその一部が、フライホイールの内側（軸方向幅の内側）に配置されることも好適である。この構造から特別なコンパクト性が得られ、それにより省スペース的な構造が確保される。したがって、２つのシャフト端は、特にコンパクトな状態で配置されて、トルクを伝達することができる。

センタースリーブの内側に、弾性層を設けることも好適である。これにより、シャフトジャーナルまたはシャフト端を、センタースリーブの内側に、圧入によって収容することができる。弾性層は、エラストマーまたはゴムで形成することができる。

ここで、センタースリーブの内側においては、弾性層は少なくともその一部を、球面の形状とするとよい。球面の形状とすれば、弾性層がアーチ状となり、この層は、主としてせん断応力を受ける。この場合、アーチ状の弾性層は高い径方向剛性を、厚さに殆ど依存せずに有利に実現できる。なぜならば径方向の振れの場合、主として引張圧縮荷重が生じるからである。これにより、該センタースリーブの摩耗が最小限に抑えられる。

弾性層であるエラストマー層に、インナースリーブを設けることも好適である。このように、インナースリーブを、エラストマー層の内側に設けることで、エラストマーの凹凸が補正され、かつセンタリングが行われるため、シャフトをセンタリングする機能が発揮する。インナースリーブは、高い耐摩耗性を得るために、ブロンズ製とすることも好適である。インナースリーブをプラスチック製とすれば、コスト上特に有利である。インナースリーブおよび／または弾性層を、球面状とすることも好適である。球面形状の利点については、上述の通りであるので、その説明は省略する。

フライホイールを、深絞り加工品とすることも好適である。そのようにすれば、フライホールを、省スペースでかつコンパクトな構造とすることができる。フライホイールを、フラットな金属板とすることも好適である。そうすれば、狭い取付スペースでも問題なく配置できる。これをもとに、次のことが考えられる。すなわち、フレキシブルカップリング、たとえばエラストマーカップリング、特にはフレキシブルディスクと、シャフトフランジとの間の狭い取付スペースに、フライホイールを挿入することができる。これにより、結果的に、シャフトフランジとフレキシブルカップリングとの間のスペースが、最適の方法で活用される。すなわちこの狭い中間スペースに、フライホイールが位置決めされ、フライホイールは、フレキシブルカップリングに依存せずに、ねじれ振動をも吸収することができる。

上記の課題は、さらに、トーショナルダンパ、すなわちこれまで説明した装置と、フレキシブルカップリングとを備える装置によっても解決される。この場合、２つのシャフトの端部を互いに結合して、トルクを伝達する。

フレキシブルカップリングは、エラストマーカップリング、特にはスリーブを備えるフレキシブルディスクとすることができる。このスリーブには、３アームつき、または多数アームつきフランジが結合され、これらのフランジはシャフトに取り付けられる。フレキ
シブルカップリングだけでなく、上記のトーショナルダンパにおけるフライホイールも、ねじれ振動に対して、吸収と減衰を行うことができる。この場合、シャフト端は同時に効果的に位置決めされる。

この場合、軸方向に見てフレキシブルカップリングの前ないし後で、フランジの固定ネジの部分を除くスペースに、深絞り仕様のフライホイールを用いることが考えられる。フライホイールは、エラストマー層によって、センタースリーブに直接結合される。その結果、エラストマー層は中心に非常に近く配置されるので、センタースリーブとフライホイール間の径方向剛性は、著しく向上する。従って、フライホイールの径方向位置ずれによる大きなアンバランスは、これによって防止される。結果的に、カルダン軸の振動と騒音を効果的に防止することができる。

上記の種類のトーショナルダンパまたはこれを備えた装置を、カルダン軸に有利に用いることができる。特に後輪駆動または全輪駆動の場合、しばしばフレキシブルカップリングが用いられるが、このフレキシブルカップリングに、本発明を適用することによって、特に効果が発揮される。

本発明の考え方を発展させる有効な方法として、さまざまな方法がある。それらについては、特許請求の範囲や、本発明のトーショナルダンパ及びこれを備えた装置の好ましい実施例の図面を用いた説明を参照されたい。好ましい実施例の図面を用いた説明との関連で、本発明の一般的に好ましい形態と発展形態も説明した。

以上説明したように、本発明によれば、単純な構造で動的安定性の高いトーショナルダンパ及びトーショナルダンパを備えた装置を提供できる。

図１はトーショナルダンパ（ねじれ振動を減衰させる装置）を示しており、この装置は、回転部品を取り付けるセンタースリーブ１を備える。この装置はさらにフライホイール２を備える。センタースリーブ１とフライホイール２は互いに結合されている。

これらの結合は、センタースリーブとフライホイールの相対運動を許容するようにしている。

センタースリーブ１とフライホイール２は、予め組み立てられた部品である。この場合、センタースリーブ１とフライホイール２は、エラストマー部３を介して結合され、このエラストマー３は、センタースリーブ１の外周に配置されている。

センタースリーブ１とフライホイール２は、圧入および／または加硫プロセスによって、互いに結合されることができる。この場合、エラストマー部３を、センタースリーブ１の外周に加硫によって結合させることが考えられる。エラストマー部３が加硫によって結合されたセンタースリーブ１は、圧入によってフライホイール２の中に取り付けることができる。

センタースリーブ１とフライホイール２は同心配置とし、この場合、センタースリーブ１は、その少なくとも一部が、フライホイール２の中に配置される。

センタースリーブ１の内側には弾性層４が設けられる。この弾性層４はエラストマーを含む。ここで、この弾性層４の内周面の一部には、断面形状が湾曲形状の湾曲面４１が複数個所に設けられている。これにより、センタースリーブ１の摩耗を抑制することができ
る。また、図１（Ａ）に示すように、弾性層４の内周に金属（例えばブロンズ）製やプラスチック製のインナースリーブ４２を設けることもできる。これにより、センタリング機能がより発揮し、かつ、耐摩耗性を向上させることができる。

フライホイール２は深絞り加工品として形成される。具体的には、フライホイール２は、金属板を深絞り加工することによって形成される。

センタースリーブ１は円筒形に形成され、一方の方向にテーパが設けられる。センタースリーブ１のうち、弾性層４が設けられた部分には、シャフトジャーナルが圧入によって取り付けられる。この圧入は、弾性層４とシャフトジャーナルとの間で行われる。センタースリーブ１のシャフトジャーナルと反対側の部分は、圧入によってシャフトフランジに挿入される。

図２はトーショナルダンパを備えた装置を示し、この装置は、図１に示したトーショナルダンパとフレキシブルカップリング５とを備える。フレキシブルカップリング５は、フレキシブルディスクとして形成されている。２つのシャフト端を、フレキシブルカップリング５によって互いに結合し、トルクを伝達する。このトルク伝達を行うための結合はフランジ６によって行われる。このフランジ６は、３アーム付きフランジとして形成することができる。このフランジ６は、フレキシブルカップリング５によって、別のシャフトの不図示のフランジと結合されて、トルクを伝達する。

フライホイール２は、フランジ６とフレキシブルカップリング５によって定められる取付スペースに位置する。フライホイール２は、金属板を深絞り加工によって形成されたものである。これにより、狭い取付スペースにフライホイール２を配置することが可能となる。フライホイール２は開口部２１を備え、この開口部２１の少なくとも一部に、フレキシブルカップリング５が備えられる。このように、シャフトとシャフトのセンタリングを行うセンタースリーブ１の外周側に設けられるフレキシブルカップリング５のうち、シャフトを備えた回転部品の取り付けるために必要不可欠な部分を除く狭いスペースに、慣性質量によって回転変動を少なくすることが可能なフライホイール２を設ける構成を採用している。言い換えれば、フラーホイール２を、金属板を深絞り加工によって加工して得られる開口部２１を有する構成とし、その開口内部にフレキシブルカップリング５を収納する構成を採用している。また、フライホイール２の平板状の部分には、貫通孔２２が形成されている。この貫通孔２２を形成することによって、フレキシブルカップリング５とフランジ６とを不図示のボルトにより固定可能としている。また、センタースリーブ１とフライホイール２との間に、ねじり振動を減衰させるエラストマー部３を設ける構成を採用している。以上のような構成により、トルク伝達を行うためのフレキシブルカップリング５の部分に、ねじり振動を減衰させるトーショナルダンパの機能と回転変動を少なくするフライホイールの機能とを持たせることが可能となる。従って、軸方向においてカップリング部分とは異なる位置にトーショナルダンパやフライホイールを別途設ける必要がないため、特に、軸方向に対してコンパクト化を図ることが可能となる。また、シャフトとシャフトとを接続する部分（センタースリーブ１の部分）の外周側に（軸方向において同じ領域内に）トーショナルダンパ機能を発揮するエラストマー部３及び回転変動を少なくする機能を発揮するフライホイール２が設けられることによって、回転時におけるシャフトの位置ずれを効果的に抑制することが可能となる。

本発明の考えのそのほかの好ましい形態及び改良形態に関しては、明細書の記載と、特許請求の範囲とを参照されたい。

最後に特に強調したいこととして、上記の全く恣意的に選択された実施例は、本発明の考えを論じるためだけに用いるものであって、本発明の考えはこれらの実施例だけに限定
されるものではない。

本発明の実施例に係るセンタースリーブとフライホイールを備えるトーショナルダンパの模式図である。 図１に示すトーショナルダンパを備える装置。

符号の説明

１ センタースリーブ
２ フライホイール
３ エラストマー部
４ 弾性層
５ フレキシブルカップリング
６ フランジ

Claims (14)

1. 回転部品を取り付けるためのセンタースリーブと、
   フライホイールと、を備えるトーショナルダンパにおいて、
   前記センタースリーブと前記フライホイールとが互いに結合されていることを特徴とするトーショナルダンパ。
2. 前記センタースリーブと前記フライホイールとが予め組み立てられた部品であることを特徴とする請求項１に記載のトーショナルダンパ。
3. 前記センタースリーブと前記フライホイールとがエラストマー部を介して結合され、該エラストマー部はセンタースリーブの外周に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトーショナルダンパ。
4. 前記センタースリーブと前記フライホイールとが、圧入および／または加硫プロセスによって、互いに結合されていることを特徴とする請求項１，２または３に記載のトーショナルダンパ。
5. 前記センタースリーブと前記フライホイールとが同心配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のトーショナルダンパ。
6. 前記センタースリーブは、少なくともその一部が前記フライホイールの内側に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のトーショナルダンパ。
7. 前記センタースリーブの内側には、弾性層が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のトーショナルダンパ。
8. 前記センタースリーブの内側の前記弾性層は、少なくともその一部が球面状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のトーショナルダンパ。
9. 前記弾性層がインナースリーブを囲むことを特徴とする請求項７または８に記載のトーショナルダンパ。
10. 前記フライホイールが深絞り加工品であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のトーショナルダンパ。
11. 請求項１〜１０のいずれか一つに記載のトーショナルダンパと、
    フレキシブルカップリングと、を備え、
    ２つのシャフトの端部が互いに結合されてトルク伝達を行うことを特徴とするトーショナルダンパを備えた装置。
12. ２つのシャフトの端部を互いに結合するセンタースリーブと、
    回転変動を少なくするためのフライホイールと、を備え、
    これらセンタースリーブとフライホイールとが、ねじり振動を減衰させるエラストマー部を介して結合されていることを特徴とするトーショナルダンパ。
13. 前記エラストマー部は前記センタースリーブの外周に備えられており、かつ前記フライホイールは前記エラストマー部の外周に備えられていることを特徴とする請求項１２に記載のトーショナルダンパ。
14. トルク伝達を行うフレキシブルカップリングに、ねじり振動を減衰させるトーショナルダンパが設けられた装置であって、
    ２つのシャフト端を互いに結合してセンタリングを行うセンタースリーブと、
    回転変動を少なくするためのフライホイールと、を備え、
    前記フライホイールは開口部を有する構成であり、この開口内部に前記フレキシブルカップリングが設けられると共に、
    前記センタースリーブと前記フライホイールとが、ねじり振動を減衰させるエラストマー部を介して結合されていることを特徴とするトーショナルダンパを備えた装置。

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