JP2007278507A - トーショナルダンパを備えるベルトプーリ及びベルトプーリの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ安価な構成を有するトーショナルダンパを備えるベルトプーリ、及びベルトプーリの製造方法を提供する。
【解決手段】回転軸に取り付けられるハブリング３と、ハブリング３の外周側に設けられた第１の弾性体６と、第１の弾性体６の外周側に設けられたフライホイールリング４と、フライホイールリング４の外周側に設けられた第２の弾性体９と、第２の弾性体９の外周側に設けられたブシュ７と、をトーショナルダンパ２としてユニット化してベルトプーリ１の内側に嵌め込むとともに、トーショナルダンパ２と、ハブリング３の内向きフランジ１２の間に形成される空隙２０に、粘性媒体が充填されたベルトプーリ１であって、第１の弾性体６には、内向きフランジ１２に密着する第１のシールリップ６１が形成され、第２の弾性体９には、内向きフランジ１２に密着する第２のシールリップ９１が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸のねじり振動を吸収し、減衰させるトーショナルダンパを備えるベルトプーリ、及びベルトプーリの製造方法に関する。

例えば自動車のクランクシャフトにおいて、クランクシャフトの回転運動に伴って生じるねじり振動を吸収し、減衰させる振動吸収器としてトーショナルダンパが知られている。また、このようなトーショナルダンパを備えるベルトプーリも知られている。

トーショナルダンパはフライホイールリングと弾性体を備え、フライホイールリングと弾性体から構成される副振動系が、回転軸のねじり振動と位相をずらして振動することで回転軸のねじり振動を吸収、減衰させる構成である。

特許文献１に、このようなトーショナルダンパを備えるベルトプーリの構成が開示されている。特許文献１に開示されるトーショナルダンパは、粘性媒体が充填されたダンパハウジングと、ダンパハウジング内に設けられるフライホイールリングとを備え、粘性媒体が充填されたダンパハウジングとフライホイールリングとから構成される副振動系によって、シャフトのねじり振動を吸収、減衰させる構成である。

また、粘性媒体が充填されたダンパハウジングには、粘性媒体がハウジング外へ漏れることを防ぐためのカバープレートが用いられる。

一般的にトーショナルダンパの副振動系にゴム等の弾性体を用いる場合は、ゴム等の弾性体が、回転軸のねじり振動による運動エネルギーを熱エネルギーに変換することによって回転軸のねじり振動を吸収、減衰させる構成であるので、ゴム等の弾性体が発熱する。

一方で、ゴム等の弾性体に加え、粘性媒体を副振動系に用いる場合は、弾性体に加えて粘性媒体によってもねじり振動を吸収、減衰させることが可能になるので、ゴム等の弾性体の熱的負荷を低減させることが可能になる。
独国特許第１００１３６９９号明細書

しかしながら、トーショナルダンパのねじり振動吸収、減衰性能を一定に保つためには粘性媒体が漏れることを防ぐ必要がある。

例えば上記従来例に係るトーショナルダンパにおいては、粘性媒体の漏れを防ぐためにカバープレートを設け、該カバープレートによって粘性媒体をダンパハウジング内に密閉する構成であった。この構成によれば、粘性媒体がダンパハウジング外に漏れることを防ぐことが出来るので、回転軸のねじり振動を効果的に吸収、減衰させることが可能になる。

しかし、従来は粘性媒体をハウジング内に密閉するための部材（従来例におけるカバープレートなど）を新たに設ける必要があるので、トーショナルダンパを構成する部品数が増加し、製造コストの増大につながっていた。

本発明は上記現状を鑑みてなされたものであり、簡単かつ安価な構成を有するトーショ
ナルダンパを備えるベルトプーリ、及びベルトプーリの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にあっては、回転軸に取り付けられるハブリングと、前記ハブリングと同心的に設けられる円筒部及び、前記円筒部の一端部に設けられる内向きフランジを有するベルトプーリと、前記ハブリングの外周側に設けられる第１の弾性体と、第１の弾性体の外周側に設けられるフライホイールリングと、前記フライホイールリングの外周側に設けられる第２の弾性体と、第２の弾性体の外周側に設けられ、前記円筒部の内周側に嵌合されるブシュと、を備え、これら前記ハブリングと第１の弾性体と前記フライホイールリングと第２の弾性体と前記ブシュはユニット化されて、前記回転軸のねじり振動を吸収し、減衰させるトーショナルダンパとして、前記ベルトプーリの内側に嵌め込まれるとともに、前記トーショナルダンパと前記内向きフランジの間に形成される空隙に、粘性媒体が充填されたベルトプーリであって、第１の弾性体には、前記内向きフランジに密着する第１のシールリップが形成され、第２の弾性体には、前記内向きフランジに密着する第２のシールリップが形成されることを特徴とする。

この構成によれば、トーショナルダンパの副振動系に粘性媒体を用いるので、弾性体の熱的負荷を軽減させることができる。また、弾性体が副振動系として用いられると共に、弾性体にシールリップを形成することによって、弾性体が粘性媒体をシールする機能を備えるので、粘性媒体をシールする部材を新たに設ける必要がない。

また、第１の弾性体と第２の弾性体が、前記粘性媒体に耐性のある材料から構成されるとよい。

また、前記粘性媒体にはシリコーンオイルが用いられ、第１の弾性体と第２の弾性体が、合成ゴムから構成されるとよい。

また、前記フライホイールリングにおける前記内向きフランジに臨む面がカバーに覆われ、該カバーが、第１の弾性体及び第２の弾性体それぞれと一体的に形成されることも好適である。

この構成によれば、第１の弾性体と、第２の弾性体と、カバーを一体的に形成することで装置本体を構成する部品の数を減らすことが可能になる。また、第１の弾性体と第２の弾性体において生じる熱をカバーの表面から排熱することが可能になる。

また、前記ベルトプーリが前記ハブリングに固定され、前記ハブリングと前記ベルトプーリは一体で回転する構成であることも好適である。

また、上記に記載のトーショナルダンパを備えるベルトプーリの製造方法は、第１の工程において、前記ベルトプーリを、前記内向きフランジを下側にした状態で、前記粘性媒体を前記内向きフランジ側にためておき、第２の工程において、第１のシールリップと第２のシールリップが前記内向きフランジに押し当たるまで前記トーショナルダンパをベルトプーリ内に圧入し、前記粘性媒体が漏れないようにシールすることを特徴とする。

本発明によれば、簡単かつ安価な構成を有するトーショナルダンパを備えるベルトプーリ、及びベルトプーリの製造方法を提供することが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るトーショナルダンパを備えるベルトプーリ、及びベルトプーリの製造方法について説明する。なお、図１は第１の実施の形態に係るベルトプーリの断面における概略構成を示すものである。

［トーショナルダンパを備えるベルトプーリの全体構成］
図１に示すように、第１の実施の形態に係るトーショナルダンパを備えるベルトプーリには、ハブリング３と、第１の弾性体６と、フライホイールリング４と、第２の弾性体９と、ブシュ７と、が備えられ、これらの部材がユニット化されてトーショナルダンパ２が構成される。

さらにトーショナルダンパ２をベルトプーリ１の内側に嵌め込むことで、第１の実施の形態に係るトーショナルダンパ２を備えるベルトプーリ１が構成される。また、トーショナルダンパ２とベルトプーリ１の間には空隙２０が形成され、空隙２０には粘性媒体が充填される。なお、第１の弾性体６には第１シールリップ６１が形成され、第２の弾性体９には第２のシールリップ９１が形成される。そして、それぞれのシールリップが、ベルトプーリ１を構成する内向きフランジ１２に密着して粘性媒体が漏れないようにシールする。

［ハブリング］
ハブリング３は不図示の回転軸に取り付けられ、回転軸と共に回転可能に構成される。さらに、ハブリング３の一部がベルトプーリ１に固定されるので、ベルトプーリ１はハブリング３と共に回転するように構成される。

［フライホイールリング］
ハブリング３の外周側には、第１の弾性体６を挟んでハブリング３と同心的に設けられるフライホイールリング４が備えられる。フライホイールリング４は、回転軸の回転によって生じる回転変動を少なくするために設けられるものであって、かつ第１の弾性体６と、後述する第２の弾性体９と共に、トーショナルダンパ２の副振動系を構成する。

［ベルトプーリ］
ベルトプーリ１は、ハブリング３と同心的に設けられる円筒部１１と、円筒部１１の一端部に取り付けられる内向きフランジ１２と、を備える。

また、円筒部１１の外周側にはベルトトラック１３が形成される。さらに、円筒部１１の内周側にはブシュ７が嵌合される。そして、トーショナルダンパ２をベルトプーリ１に嵌め込んだ状態では、内向きフランジ１２とトーショナルダンパ２との間には空隙２０が形成される。

［弾性体］
フライホイールリング４の内周側であって、ハブリング３の外周側には第１の弾性体６が設けられる。また、フライホイールリング４の外周側であって、ブシュ７の内周側には第２の弾性体９が設けられる。そして、第１の弾性体６と、第２の弾性体９と、フライホイールリング４とによって、回転軸のねじり振動を吸収、減衰させる副振動系が構成される。

また、第１の実施の形態においては、第１の弾性体６と、第２の弾性体９は一体的に形成される。すなわち、フライホイールリング４における内向きフランジ１２に臨む面を覆うカバー２４が、第１の弾性体６と第２の弾性体９と一体的に形成されることで、第１の弾性体６と、第２の弾性体９とが一体につながる構成とした。なお、この構成は加硫プロセスによって得ることが可能である。

また、内向きフランジ１２とトーショナルダンパ２との間に形成される空隙２０には粘性媒体が充填されるため、第１の弾性体６と、第２の弾性体９と、カバー２４は粘性媒体と接触することになる。よって、第１の弾性体６と、第２の弾性体９と、カバー２４は粘性媒体に耐性のある材料からなるものとした。

例えば、粘性媒体として用いられるものとして、シリコーンオイルが挙げられるが、この場合にはシリコーンオイルに耐性のある合成ゴムなどが、第１の弾性体６、第２の弾性体９、及びカバー２４の材料に用いられる。

［粘性媒体］
第１の実施の形態においては、粘性媒体として、例えばシリコーンオイルが用いられる。シリコーンオイルの減衰性能は高く、例えば自動車用のレシプロエンジンのシャフトに設けられるトーショナルダンパにも適用可能である。

［粘性媒体が充填される空隙］
粘性媒体が充填される空隙２０は、ベルトプーリ１の内側にトーショナルダンパ２を嵌め込んだ状態で、トーショナルダンパ２とベルトプーリ１との間に形成される。そして、第１の弾性体６に形成され、内向きフランジ１２に密着する第１のシールリップ６１と、第２の弾性体９に形成され、内向きフランジ１２に密着する第２のシールリップ９１と、によって、空隙２０がシールされる。

すなわちこの構成によれば、第１の弾性体６と第２の弾性体９には、空隙２０を密閉するシール機能が備わっているので、従来のように空隙２０を密閉するためのシール部材等を別途設ける必要がない。

［トーショナルダンパを備えるベルトプーリの製造方法］
上記のように構成されるトーショナルダンパ２を備えるベルトプーリ１の製造方法について説明する。

まず、第１の工程として、ベルトプーリ１を、内向きフランジ１２を下側にした状態で、粘性媒体を内向きフランジ側にためておく。そして、第２の工程として、第１のシールリップ６１と第２のシールリップ９１が内向きフランジ１２に押し当たるまでトーショナルダンパ２をベルトプーリ１内に圧入する。なお、ハブリング３、第１の弾性体６、フライホイールリング４、第２の弾性体９、ブシュ７は、加硫プロセスによって予めユニット化される。

トーショナルダンパ２を第１のシールリップ６１と第２のシールリップ９１が内向きフランジ１２に押し当たるまで圧入することで、トーショナルダンパ２と内向きフランジ１２との間には、第１のシールリップ６１と第２のシールリップ９１とでシールされる空隙２０が形成される。そして粘性媒体は、漏れることなく空隙２０内に充填された状態になる。

また、トーショナルダンパ２をベルトプーリ１の所定の位置まで圧入する際は、トーシ
ョナルダンパ２を構成する第１の弾性体６と、第２の弾性体９とが、半径方向に圧縮された状態でベルトプーリ１に圧入される。これにより、トーショナルダンパ２がベルトプーリ１の内側に確実に嵌め込まれた状態になる。

このように、第１の実施の形態に係るトーショナルダンパを有するベルトプーリの製造方法によれば、第１の弾性体６、第２の弾性体９、カバー２４、第１のシールリップ６１、及び第２のシールリップ９１を一体形成することで、装置本体を構成する部品の数を少なくすることが可能になる。すなわち、従来のように粘性媒体をシールするシール部品等を別途設ける必要がない。

また、ハブリング３、第１の弾性体６、フライホイールリング４、第２の弾性体９、及びブシュ７を、トーショナルダンパ２としてユニット化した後にトーショナルダンパ２をベルトプーリ１の内側に嵌め込むので、簡易な動作で装置本体を製造することが可能である。

また上記でも説明したように、一般的に回転軸のねじり振動を、弾性体を有する副振動系で吸収、減衰させる場合は、ねじり振動による運動エネルギーを熱エネルギーに変換することによって回転軸のねじり振動を吸収、減衰させる構成であるので、弾性体が発熱する。そして、繰り返し振動を吸収、減衰させていく過程で弾性体が熱劣化していく。

しかし第１の実施の形態においては、第１の弾性体６と第２の弾性体９とで生じた熱はカバー２４に伝達し、カバー２４から周囲に放熱することが可能になる。よって第１の弾性体６、第２の弾性体９の熱劣化のスピードを緩和させることが出来る。

また、図１に示すように、トーショナルダンパ２の回転軸方向の幅寸法は、ベルトプーリ１のベルトトラック１３の幅寸法に収まるように構成した。したがってトーショナルダンパ２を備えるベルトプーリ１の回転軸方向の幅寸法をコンパクトにすることが可能になる。

また、第１の実施の形態においては、ハブリング３と内向きフランジ１２との間を第１のシールリップ６１によってシールし、ブシュ７とベルトプーリ１との間を第２のシールリップ９１によってシールする構成とした。この構成によれば、ベルトプーリ１の回転軸方向の幅寸法をコンパクトにしつつ、空隙２０の容積を大きく確保することが可能になる。

空隙２０の容積が小さい場合は、空隙２０に充填可能な粘性媒体の体積も少なくなるので、回転軸のねじり振動を吸収する過程で粘性媒体が高温になりやすい。しかしながら、第１の実施の形態のように空隙２０の容積を大きくすると、充填可能な粘性媒体の体積が大きくなるので、ねじり振動を吸収する過程で粘性媒体が高温になりにくい。

また、第１の実施の形態においては、フライホイールリング４の内向きフランジ１２を臨む面にカバー２４を設ける構成としたが、カバー２４の表面上にさらに複数の突起を設ける構成であってもよい。

複数の突起を設ける場合、それぞれの突起の先端が内向きフランジ１２に当接することで、トーショナルダンパ２と内向きフランジ１２との間に空隙２０を確保することが可能になる。

そして、トーショナルダンパ２と内向きフランジ１２との間に空隙２０を確保することで、空隙２０内に粘性媒体を確実に充填することができ、空隙２０に充填される粘性媒体
の圧力（油圧など）が安定する。

例えば、回転軸の回転数が増加し、粘性媒体が高温状態になって粘性媒体の圧力（油圧など）に変動が生じた場合は、圧力の変動に伴ってトーショナルダンパ２が軸方向へ移動する恐れがある。そしてトーショナルダンパ２をベルトプーリ１の内側の所定位置に保持できない場合は、トーショナルダンパ２の減衰性能も低下する。

しかしながら、カバー２４の表面上に複数の突起を設ける構成であれば、確実に空隙２０を確保することができるので、粘性媒体の圧力（油圧など）が安定し、トーショナルダンパ２がベルトプーリ１の内側の所定位置に安定して保持される。よってトーショナルダンパ２のねじり振動減衰性能も安定する。

以上より、第１の実施の形態によれば、簡単かつ安価な構成を有するトーショナルダンパを備えるベルトプーリ、及びベルトプーリの製造方法を提供することが可能になる。

（第２の実施の形態）
図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るトーショナルダンパを備えるベルトプーリ、及びベルトプーリの製造方法について説明する。なお、図２は第２の実施の形態に係るベルトプーリの断面における概略構成を示すものである。

第２の実施の形態では、軸方向に沿って内向きフランジ１２側から内向きフランジ１２とは反対側に向かって、フライホイールリング４の径方向の厚さが小さくなる形状とした。さらに、フライホイールリング４の形状に合わせて、第１の弾性体６が傾斜面を有する形状とした。

すなわち、粘性媒体が回転軸のねじり振動を吸収、減衰させる過程で、例えば回転軸の回転数を上げる場合は、粘性媒体が高温状態になる。粘性媒体の温度が上がると粘性媒体の圧力（油圧など）が増大し、その結果、フライホイールリング４にはフライホイールリング４をベルトプーリ１内からベルトプーリ１外へ押し出す向きに力が働く。

一方で回転軸の回転数が増加するに伴い、ねじり振動を吸収、減衰させる弾性体の温度も上昇し、第１の弾性体６は熱膨張する。

そして第１の弾性体６が熱膨張することで、第１の弾性体６の傾斜面がフライホイールリング４の傾斜面に対して、フライホイールリング４を内向きフランジ１２側に押し当てる方向の力を及ぼす。

つまりこの構成によれば、回転軸のねじり振動を吸収、減衰させる過程で粘性媒体が高温状態になり、粘性媒体の油圧等が増大してフライホイールリング４に対してフライホイールリング４をベルトプーリ１の外側へ押し出す向きに力が働いても、第１の弾性体６の熱膨張によってフライホイールリング４を所定の位置に押し留めることが可能になる。よってトーショナルダンパ２のねじり振動吸収、減衰性能を安定して保つことが可能になる。なお、本実施の形態においては、第１の弾性体６に傾斜面を設ける構成としたが、第１の弾性体６の代わりに第２の弾性体９に傾斜を設ける構成であってもよい。さらに、第１の弾性体６と第２の弾性体９の両方に傾斜面を設ける構成であっても良い。

また、その他の部品の構成、さらにはトーショナルダンパを備えるベルトプーリ１の製造方法は第１の実施の形態と何ら異なるものではないので、その説明は省略する。

以上より、第２の実施の形態によれば、簡単かつ安価な構成を有するトーショナルダン
パを備えるベルトプーリ、及びベルトプーリの製造方法を提供することが可能になる。

第１の実施の形態に係るトーショナルダンパを備えるベルトプーリの概略構成図 第２の実施の形態に係るトーショナルダンパを備えるベルトプーリの概略構成図

符号の説明

１ ベルトプーリ
３ ハブリング
４ フライホイールリング
６ 第１の弾性体
７ ブシュ
９ 第２の弾性体
１１ （ベルトプーリの）円筒部
１２ （ベルトプーリの）内向きフランジ
１３ ベルトトラック
２０ 空隙
２２ 第１のシールリップ６１
２３ 第２のシールリップ９１

Claims (6)

1. 回転軸に取り付けられるハブリングと、
   前記ハブリングと同心的に設けられる円筒部及び、前記円筒部の一端部に設けられる内向きフランジを有するベルトプーリと、
   前記ハブリングの外周側に設けられる第１の弾性体と、
   第１の弾性体の外周側に設けられるフライホイールリングと、
   前記フライホイールリングの外周側に設けられる第２の弾性体と、
   第２の弾性体の外周側に設けられ、前記円筒部の内周側に嵌合されるブシュと、
   を備え、
   これら前記ハブリングと第１の弾性体と前記フライホイールリングと第２の弾性体と前記ブシュはユニット化されて、前記回転軸のねじり振動を吸収し、減衰させるトーショナルダンパとして、前記ベルトプーリの内側に嵌め込まれるとともに、
   前記トーショナルダンパと前記内向きフランジの間に形成される空隙に、粘性媒体が充填されたベルトプーリであって、
   第１の弾性体には、前記内向きフランジに密着する第１のシールリップが形成され、
   第２の弾性体には、前記内向きフランジに密着する第２のシールリップが形成されることを特徴とするトーショナルダンパを備えるベルトプーリ。
2. 第１の弾性体と第２の弾性体が、
   前記粘性媒体に耐性のある材料から構成され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を備えるベルトプーリ。
3. 前記粘性媒体にはシリコーンオイルが用いられ、
   第１の弾性体と第２の弾性体が、
   合成ゴムから構成され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を備えるベルトプーリ。
4. 前記フライホイールリングにおける前記内向きフランジに臨む面がカバーに覆われ、
   該カバーが、第１の弾性体及び第２の弾性体それぞれと一体的に形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトーショナルダンパを備えるベルトプーリ。
5. 前記ベルトプーリが前記ハブリングに固定され、
   前記ハブリングと前記ベルトプーリは一体で回転することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のトーショナルダンパを備えるベルトプーリ。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトーショナルダンパを備えるベルトプーリの製造方法であって、
   第１の工程において、前記ベルトプーリを、前記内向きフランジを下側にした状態で、前記粘性媒体を前記内向きフランジ側にためておき、
   第２の工程において、第１のシールリップと第２のシールリップが前記内向きフランジに押し当たるまで前記トーショナルダンパをベルトプーリ内に圧入し、前記粘性媒体が漏れないようにシールすることを特徴とするトーショナルダンパを備えるベルトプーリの製造方法。

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