JP2007170476A - Driving shaft damper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばエンジンのクランクシャフトなど、回転機器の駆動軸の共振を低減するために、この駆動軸に取り付けられるダンパに関する。 The present invention relates to a damper attached to a drive shaft in order to reduce resonance of the drive shaft of a rotating device such as a crankshaft of an engine.
駆動軸に取り付けられるダンパの一種として、従来から、例えば下記の特許文献1に開示されたようなトーショナルダンパが知られている。
すなわち、自動車等のエンジンのクランクシャフトに生じる振動を低減するために、その軸端にはトーショナルダンパが取り付けられるが、この種のトーショナルダンパは、クランクシャフトからの振動伝達によって、大きな騒音が放射される問題がある。上記特許文献1は、このような騒音の放射を低減するために、トーショナルダンパの正面に、ゴム状弾性材料からなる遮音カバーを取り付けたものである。 In other words, in order to reduce the vibration generated in the crankshaft of an engine such as an automobile, a torsional damper is attached to the end of the shaft. This type of torsional damper generates a large noise due to vibration transmission from the crankshaft. There is a problem of radiation. In Patent Document 1, in order to reduce such noise radiation, a sound insulation cover made of a rubber-like elastic material is attached to the front of the torsional damper.
ところが、特許文献1に記載された従来技術によれば、ハブのリム部に、遮音カバーを係止するための係止溝を彫り込む必要があるため、前記リム部の肉厚を大きくする必要があり、このためハブの重量が大きなものとなっていた。しかも、前記係止溝を切削によって形成するため、加工コストも増大し、その結果、製品価格が高いものとなる問題があった。 However, according to the prior art described in Patent Document 1, since it is necessary to carve a locking groove for locking the sound insulation cover in the rim portion of the hub, it is necessary to increase the thickness of the rim portion. For this reason, the weight of the hub was large. In addition, since the locking groove is formed by cutting, the processing cost is increased, resulting in a problem that the product price is high.
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、その技術的課題とするところは、ハブに係止溝を彫り込むことなく、遮音カバーを係止することのできる駆動軸用ダンパを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and a technical problem thereof is a drive shaft capable of locking a sound insulating cover without carving a locking groove in the hub. It is to provide a damper for use.
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の発明に係る駆動軸用ダンパは、駆動軸に取り付けられるハブと、その外周に配置されたダイナミックダンパ部及び/又はカップリング部を備える備えるダンパにおいて、前記ハブに環状体が圧入され、この環状体と、前記ハブとの間に、遮音カバーの外周縁を係止可能としたものである。 As means for effectively solving the above technical problem, a drive shaft damper according to the invention of claim 1 includes a hub attached to the drive shaft, a dynamic damper portion and / or a coupling disposed on the outer periphery thereof. In the damper provided with a portion, an annular body is press-fitted into the hub, and an outer peripheral edge of the sound insulation cover can be locked between the annular body and the hub.
請求項2の発明に係る駆動軸用ダンパは、請求項1に記載の構成において、環状体が、駆動軸の回転を検出するためのセンシングプレートに形成されたスリーブであることを特徴とするものである。 A damper for a drive shaft according to a second aspect of the invention is characterized in that, in the configuration of the first aspect, the annular body is a sleeve formed on a sensing plate for detecting the rotation of the drive shaft. It is.
請求項1の発明に係る駆動軸用ダンパによれば、ハブに、遮音カバーの外周縁を係止するための係止溝を彫り込む必要がなく、このため前記ハブの肉厚を大きくする必要がなく、その結果、ハブの軽量化及び加工コストの低減によって、製品価格を低下することができる。 According to the drive shaft damper according to the first aspect of the present invention, it is not necessary to carve a locking groove for locking the outer peripheral edge of the sound insulation cover in the hub, and therefore it is necessary to increase the thickness of the hub. As a result, the product price can be reduced by reducing the weight of the hub and reducing the processing cost.
請求項2の発明に係る駆動軸用ダンパによれば、遮音カバーの外周縁の係止を、センシングプレートのスリーブを利用して行うものであるため、遮音カバーの外周縁を係止するための環状体を別途に設ける必要がない。
According to the drive shaft damper of the invention of
以下、本発明に係る駆動軸用ダンパを、自動車エンジンのクランクシャフトから補機へトルクを伝達すると共にそのトルクの変動を吸収し、かつ前記クランクシャフトの捩り振動を低減するトルク変動吸収ダンパに適用した、好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、この実施の形態を、軸心Oを通る平面で切断して示す断面図、図2は、図1のトルク変動吸収ダンパに遮音カバーを装着した状態を、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」とは図おける右側であって不図示のエンジンが存在する側のことである。 Hereinafter, the drive shaft damper according to the present invention is applied to a torque fluctuation absorbing damper that transmits torque from a crankshaft of an automobile engine to an auxiliary machine, absorbs fluctuations in the torque, and reduces torsional vibration of the crankshaft. A preferred embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing this embodiment cut along a plane passing through the axis O, and FIG. 2 is a plane passing through the axis O in a state where a sound insulation cover is attached to the torque fluctuation absorbing damper of FIG. It is sectional drawing cut | disconnected and shown by. In the following description, “front side” means the left side in the figure and the front side of the vehicle, and “back side” means the right side in the figure and the side where the engine (not shown) exists. It is.
図1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)の端部に取り付けられるハブである。このハブ1は、金属材料の鋳造等により製作されたものであって、内周に、クランクシャフトの軸端が挿入される軸孔1aと、円周方向の位置決め用穴1bが開設され、外周に、正面側へ円筒状に突出したリム部11が形成されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a hub attached to an end of a crankshaft (not shown) of an automobile engine. The hub 1 is manufactured by casting a metal material or the like, and has a
参照符号2は、鋼板などの金属板からなるセンシングプレートである。このセンシングプレート2は、ハブ1のリム部11の外周面に圧入された取付筒部21と、その背面側の端部から円盤状に展開した本体フランジ22を有する。本体フランジ22の外周縁には、多数の被検出突起22aが等位相間隔で形成されている。本体フランジ22の外周側には、不図示のセンサ(図示省略)が近接配置されており、前記被検出突起22aが回転に伴ってこのセンサの読み取りヘッドの前を通過することによって、パルス状の検出信号が出力され、エンジン制御のためのクランク角検出が行われるようになっている。
ハブ1の外周側にはダイナミックダンパ部3と、カップリング部4が設けられている。
A
このうち、ダイナミックダンパ部3は、センシングプレート2の取付筒部21の外周面に圧入嵌着されたスリーブ31と、その外周側に配置されたプーリ保持環32と、このプーリ保持環32と前記スリーブ31との間に耐熱性、耐寒性、内部減衰性及び機械的強度に優れたゴム状弾性材料で一体的に加硫成形されたダンパゴム33からなる。
Among these, the
詳しくは、プーリ保持環32は、金属板のプレス成形等により製作されたものであって、ダンパゴム33の外周に加硫接着により一体に接合された内周筒部321と、その背面側の端部から外周側へ展開する円盤部322と、更にこの円盤部322の外周から正面側へ延びる外周筒部323からなる二重筒状の中空形状をなし、すなわち軸心Oを通る平面で切断した形状(図示の断面形状)が略コ字形をなす。
Specifically, the
ダンパゴム33は、不図示の金型に、スリーブ31とプーリ保持環32を互いに同心的にセットし、型締めによってスリーブ31の外周面とプーリ保持環32の内周筒部321の内周面との間に画成される環状のキャビティに、未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することによって、加硫成形と同時に前記スリーブ31の外周面及び内周筒部321の内周面に加硫接着したものである。スリーブ31は、センシングプレート2の取付筒部21の外周面に圧入することによって僅かに拡径されるので、ダンパゴム33は、成形時の体積収縮によって生じた引張応力が解消されると共に、径方向の適当な予圧縮が与えられている。
The
一方、カップリング部4は、プーリ保持環32に固定された結合フランジ部材41と、前記プーリ保持環32の外周筒部323に相対回転可能に支持されたプーリ42と、このプーリ42と前記結合フランジ部材41との間に耐熱性、耐寒性、内部減衰性及び機械的強度に優れたゴム状弾性材料で一体的に加硫成形されたカップリングゴム43からなる。
On the other hand, the coupling portion 4 includes a
結合フランジ部材41は、金属板の打ち抜きプレス等によって製作されたものであって、プーリ保持環32の内周筒部321の外周面に圧入嵌着された取付筒部411と、その背面側の端部からプーリ保持環32の円盤部322に沿って展開した外向きフランジ412からなる。
The
プーリ42は、金属板のプレス成形及び転造等によって製作されたものであって、プーリ保持環32の外周筒部323の外周側に配置されたプーリ本体421と、その正面側の端部から前記外周筒部323の正面側を内周へ延びる内向きフランジ422とからなる。プーリ本体421の外周面にはポリV溝421aが形成されており、不図示の無端ベルトが巻き掛けられるようになっている。
The
カップリングゴム43は、結合フランジ部材41の外向きフランジ412と、プーリ42の内向きフランジ422に一体的に加硫接着されている。すなわち、このカップリングゴム43は、不図示の金型に、結合フランジ部材41とプーリ42を同心的にセットし、型締めによってこの結合フランジ部材41の外向きフランジ412とプーリ42の内向きフランジ422との間に画成される筒状のキャビティに、未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することによって、加硫成形と同時に前記外向きフランジ412と内向きフランジ422に加硫接着したものである。
The
カップリングゴム43は、クランクシャフトからハブ1へ入力された駆動トルクを、円周方向剪断変形作用によって平滑化しながら、プーリ42へ伝達するものである。そして、クランクシャフトのトルク変動は、アイドリング以下の低回転領域で顕著になることから、このカップリングゴム43は、バネ定数を極力低くすると共に、捩り方向への許容変形量を極力大きくし、大きなトルク伝達力を与えるため、軸方向及び径方向の肉厚が十分に大きく形成されている。
The
プーリ保持環32の外周筒部323と、その外周側にあるプーリ42のプーリ本体421との間には、ラジアルベアリング5が介在されている。このラジアルベアリング5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円筒状に成形されたものであって、プーリ本体421の内周面を回転摺動自在に支持している。
A
プーリ保持環32には、結合フランジ部材41の正面側に位置して、スラストサポータ6が取り付けられている。このスラストサポータ6は、プーリ保持環32の内周筒部321の外周面に圧入嵌着された内周圧入部61と、プーリ42の内向きフランジ422の正面側を外周側へ展開した支持フランジ62からなる。
A
プーリ42の内向きフランジ422と、これに対応する円錐状をなすスラストサポータ6の支持フランジ62との間には、スラストベアリング7が回転摺動可能に介在されている。このスラストベアリング7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円錐環状に成形されている。
The thrust bearing 7 is interposed between the
また、当該トルク変動吸収ダンパの組立において、プーリ保持環32の内周筒部321の外周面に、結合フランジ部材41を圧入することによって、この結合フランジ部材41とプーリ42及びカップリングゴム43の一体成形物であるカップリング部4をプーリ保持環32に組み込んだ後、スラストサポータ6を、前記内周筒部321の外周面に、正面側から軸方向所定位置まで圧入する過程で、このスラストサポータ6の支持フランジ62が、スラストベアリング7を介してプーリ42の内向きフランジ422を背面側へ適宜押圧するようになっている。このため、カップリングゴム43には、軸方向の適当な予圧縮が与えられている。
In the assembly of the torque fluctuation absorbing damper, the
スラストサポータ6の支持フランジ62には、背面側へ突出した複数の係合突起63が等位相間隔で形成されている。一方、プーリ42の内向きフランジ422には、軸心Oを中心とする円弧状に延びる複数の係合孔422aが前記係合突起63と対応する位相間隔で開設されており、それぞれ前記係合突起63に、円周方向両側へ適当なクリアランスをもって遊嵌されている。すなわちこの係合突起63と係合孔422aは、その互いの干渉によって、プーリ保持環32とプーリ42の円周方向相対変位を所定の範囲に制限するストッパを構成するものである。また、この係合孔422aの背面側は、カップリングゴム43の正面端部外周に形成された盲穴431によって閉塞されている。
On the
プーリ保持環32の円盤部322の背面における外周部及び内周部には、それぞれゴム状弾性材料からなり円周方向へ連続したスラストリップ331,332が一体的に加硫接着されており、その先端が、センシングプレート2の本体フランジ22の内側面に摺動可能に密接している。また、スラストリップ331の外周側には、ゴム状弾性材料からなり円周方向へ連続したラジアルシールリップ333が一体的に加硫接着されており、その先端が、ラジアルベアリング5の外側(背面側)の位置でプーリ42のプーリ本体421の内周面に摺動可能に密接されている。
Thrust strips 331 and 332 made of a rubber-like elastic material and continuously in the circumferential direction are integrally vulcanized and bonded to the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the back surface of the
スラストリップ331,332及びラジアルシールリップ333は、ダンパゴム33と同材質のゴム状弾性材料からなり、先に説明したダンパゴム33の一体成形の際に、同時に成形されたものである。
The thrust strips 331 and 332 and the
プーリ42の内向きフランジ422の外側面における係合孔422aの開設位置の外周側には、カップリングゴム43と連続したゴム状弾性材料からなるスラストシールリップ432が一体的に加硫接着されており、その先端が、スラストサポータ6の支持フランジ62の内側面外周部に摺動可能に密接されている。このスラストシールリップ432は、先に説明した結合フランジ部材41の外向きフランジ412と、プーリ42の内向きフランジ422への、カップリングゴム43の一体成形の際に、同時に成形することができる。
A
ダンパゴム33は、ダイナミックダンパ部3のばね部をなすものであり、プーリ保持環32と、このプーリ保持環32の内周筒部321に一体的に設けられた結合フランジ部材41、スラストサポータ6、スラストリップ331,332、ラジアルシールリップ333などは、ダイナミックダンパ部3のマス部をなすものである。そして、このダイナミックダンパ部3の捩り方向固有振動数は、ダンパゴム33のばね定数と、前記マス部の慣性質量によって、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。
The
そしてセンシングプレート2における取付筒部21の正面端部は、ハブ1のリム部11の正面側へ延在され、内周側へ屈曲した内向き縁部23が形成されている。そして、この内向き縁部23と、前記リム部11の正面端部との間は、円周方向へ連続した係止溝Aとなっている。
The front end portion of the mounting
図2に示される遮音カバー8は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、外径がハブ1の外径と略同等で、ハブ1を不図示のクランクシャフトの軸端に固定するセンターボルト10の頭部10a及び座金10bを正面側から覆うことのできる皿状に形成されている。そして、この遮音カバー8の外周縁81は、上述した係止溝Aに嵌合可能な、円周方向へ連続した凸形状に形成されており、その正面側には、センシングプレート2の取付筒部21の内向き縁部23と嵌合される円周方向へ連続した段差部82が形成されている。
The sound insulation cover 8 shown in FIG. 2 is formed of a rubber-like elastic material, and has an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the hub 1 and fixes the hub 1 to a shaft end of a crankshaft (not shown). The
上述の構成を備えるダンパ(トルク変動吸収ダンパ)は、不図示のクランクシャフトの軸端に、図2に二点鎖線で示されるセンターボルト10によって取り付けられ、クランクシャフトの駆動トルクを、プーリ42のプーリ本体421に巻き掛けられた不図示のベルトを介して、オルタネータ等の補機の回転軸に伝達するものである。
A damper (torque fluctuation absorbing damper) having the above-described configuration is attached to a shaft end of a crankshaft (not shown) by a
ここで、アイドリング以下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、ハブ1からダンパゴム33を介してプーリ保持環32に伝達されるが、このプーリ保持環32と一体の結合フランジ部材41とプーリ42の内向きフランジ422との間を連結しているカップリングゴム43は、ダンパゴム33に比較して円周方向剪断バネ定数が著しく低いため、入力されたトルク変動に応じて円周方向へ繰り返し剪断変形され、このトルク変動を熱エネルギに変換する。このため、プーリ42のプーリ本体421に巻き掛けられたベルトへの伝達トルクが平滑化される。
Here, torque fluctuations that are conspicuously generated in the crankshaft in the low rotation range below idling are transmitted from the hub 1 to the
ダイナミックダンパ部3は、クランクシャフトの共振によって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。このため、このような動的吸振作用によって、クランクシャフトの共振による捩れ角のピークを有効に低減することができる。
The
プーリ保持環32と、これに一体の結合フランジ部材41及びスラストサポータ6等は、ダイナミックダンパ部3の慣性質量として作用するため、上述の動的吸振時における十分な制振トルクを得ることができる。
Since the
また、低回転領域でカップリング部4が共振したり、あるいは過大なトルクが入力されることによって、プーリ保持環32とプーリ42の円周方向相対変位量が所定の大きさに達した場合は、プーリ保持環32と一体のスラストサポータ6に形成された各係合突起63と、プーリ42の内向きフランジ422に形成された係合孔422aが、円周方向に互いに干渉する。そして、この干渉によって制限されるプーリ保持環32とプーリ42の円周方向相対変位量は、許容されるカップリングゴム43の円周方向歪の大きさを考慮して適切に設定されているため、カップリングゴム43の過大変形や、それに起因する破損を有効に防止することができる。
Further, when the relative displacement amount in the circumferential direction between the
ラジアルベアリング5の配置箇所の外側(背面側)は、プーリ保持環32に設けられると共にプーリ本体421の内周面に摺動可能に密接されたラジアルシールリップ333によって密封されているため、ダストの介入によるラジアルベアリング5の早期摩耗や損傷を防止することができる。同様に、スラストベアリング7の配置箇所の外側(外周側)は、プーリ42の内向きフランジ422に設けられると共にスラストサポータ6に摺動可能に密接されたスラストシールリップ432によって密封されているため、ダストの介入によるスラストベアリング7の早期摩耗や損傷を防止することができる。
The outer side (rear side) of the location where the
ここで、クランクシャフトに生じる振動は、その軸端に取り付けられたハブ1に伝達されるが、図2に示されるように、ハブ1の正面側に、ゴム状弾性材料で成形された遮音カバー8を装着することによって、その遮蔽作用及びゴム状弾性材料の内部減衰作用によって、ハブ11からの騒音の放射を有効に低減することができる。 Here, the vibration generated in the crankshaft is transmitted to the hub 1 attached to the shaft end. As shown in FIG. 2, the sound insulation cover formed of a rubber-like elastic material on the front side of the hub 1 is used. By mounting 8, the noise radiation from the hub 11 can be effectively reduced by the shielding action and the internal damping action of the rubber-like elastic material.
そして図示の形態によれば、遮音カバー8は、その外周縁81を、センシングプレート2における取付筒部21の正面端部に形成された内向き縁部23と、ハブ1のリム部11の正面端部との間の係止溝Aに嵌め込んで係止することにより装着することができる。このため、ハブ1のリム部11には、遮音カバー8の外周縁81を係止するための係止溝を機械加工等によって彫り込む必要がなく、したがって、リム部11の肉厚を大きくする必要がなく、その結果、ハブの軽量化及び加工コストの低減によって、製品価格を低下することができる。
And according to the form of illustration, the sound insulation cover 8 has the outer
また、遮音カバー8の外周縁81の係止を、センシングプレート2の取付筒部21に形成した内向き縁部23によって行うものであるため、遮音カバー8を係止するための環状部材を別途に設ける必要がない。
Further, since the outer
なお、この形態では、遮音カバー8の外周縁81を係止するための内向き縁部23を、センシングプレート2の取付筒部21に形成したが、例えばセンシングプレート2を設けないダンパの場合は、ダイナミックダンパ部3のスリーブ31の正面端部をハブ1のリム部11の正面側へ延在させて、同様の内向き縁部等による係止手段を形成しても良い。また、本発明は、先に説明した特許文献1のようなトーショナルダンパにも適用することができる。
In this embodiment, the
1 ハブ
11 リム部
2 センシングプレート
21 取付筒部
22 本体フランジ
23 内向き縁部
3 ダイナミックダンパ部
31 スリーブ
32 プーリ保持環
33 ダンパゴム
331,332 スラストリップ
333 ラジアルシールリップ
4 カップリング部
41 結合フランジ部材
42 プーリ
421 プーリ本体
422 内向きフランジ
422a 係合孔
43 カップリングゴム
431 盲穴
432 スラストシールリップ
5 ラジアルベアリング
6 スラストサポータ
61 内周圧入部
62 支持フランジ
63 係合突起
7 スラストベアリング
8 遮音カバー
81 外周縁
82 段差部
A 係止溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hub 11
Claims (2)
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