JP2007333166A - トルク変動吸収ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】カップリング部４の構成要素から専用のストッパ機構を省略し、もって構成を簡略化する。
【解決手段】回転軸の捩り共振による振動を低減するダンパ部３と、トルク変動による振動伝達を低減するカップリング部４と、ハブ２とを有するトルク変動吸収ダンパ１であって、カップリング部４は、ハブ２側に接続された保持環５と、保持環５にベアリング８，９を介して円周方向相対変位可能に接続されたプーリ７と、保持環５およびプーリ７を弾性的に接続した弾性体とを有する。弾性体は金属ばね１０よりなり、その一端を保持環５に連結するとともに他端をプーリ７に連結し、かつ保持環５およびプーリ７の円周方向相対変位に伴って弾性変形したときに保持環５またはプーリ７に巻き付くことによって上記円周方向相対変位を所定量までに制限するストッパとして機能する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸のトルク変動による振動伝達を低減するカップリング部を有するトルク変動吸収ダンパに関するものである。本発明のダンパは例えば、エンジンのクランクシャフトの外周に装着され、またはその他の回転軸の外周に装着される。

図２に示すように、本願出願人が先に提案したトルク変動吸収ダンパ５１は、回転軸の捩り共振による振動を低減するダンパ部５２と、トルク変動による振動伝達を低減するカップリング部５３とを有し、この両部５２，５３の働きによって、回転軸に生じる捩り振動およびトルク変動を双方とも有効に低減することが可能とされている（特許文献１参照）。

しかしながら、この図２のダンパ５１によると、カップリング部５３の一構成要素をなす弾性体としてゴム状弾性体（カップリングゴム）５４が用いられているために、このゴム状弾性体５４が作動時に過度に弾性変形しないようストッパ機構５５を別途設ける必要を生じている。すなわちこのストッパ機構５５は、ゴム状弾性体５４が作動時に過度に弾性変形しないよう保持環５６およびプーリ５７の円周方向相対変位を所定量までに制限するものであって、当該ダンパ５１ではこのストッパ機構５５が、プーリ５７に設けた係合孔５７ａに、保持環５６に設けた突起部５６ａを差し込んで両者５６ａ，５７ａを円周方向に係合させる構成とされている。

特開２００３−２５４３８８号公報（図２）

本発明は以上の点に鑑みて、カップリング部の構成要素から専用のストッパ機構を省略することができ、もってその構成を簡略化することが可能なトルク変動吸収ダンパを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるトルク変動吸収ダンパは、回転軸のトルク変動による振動伝達を低減するカップリング部を有するトルク変動吸収ダンパであって、前記カップリング部は、前記回転軸側に接続される保持環と、前記保持環にベアリングを介して円周方向相対変位可能に接続されたプーリと、前記保持環およびプーリを弾性的に接続した弾性体とを有し、前記弾性体は、金属ばねよりなり、その一端を前記保持環に連結するとともに他端を前記プーリに連結し、かつ前記保持環およびプーリの円周方向相対変位に伴って弾性変形したときに前記保持環またはプーリに巻き付くことによって前記保持環およびプーリの円周方向相対変位を所定量までに制限するストッパとして機能することを特徴とする。

また、本発明の請求項２によるトルク変動吸収ダンパは、回転軸の捩り共振による振動を低減するダンパ部と、トルク変動による振動伝達を低減するカップリング部と、前記回転軸への取付部材であるハブとを有するトルク変動吸収ダンパであって、前記カップリング部は、前記ハブ側に接続された保持環と、前記保持環にベアリングを介して円周方向相対変位可能に接続されたプーリと、前記保持環およびプーリを弾性的に接続した弾性体とを有し、前記弾性体は、金属ばねよりなり、その一端を前記保持環に連結するとともに他端を前記プーリに連結し、かつ前記保持環およびプーリの円周方向相対変位に伴って弾性変形したときに前記保持環またはプーリに巻き付くことによって前記保持環およびプーリの円周方向相対変位を所定量までに制限するストッパとして機能することを特徴とする。

また、本発明の請求項３によるトルク変動吸収ダンパは、上記した請求項２記載のトルク変動吸収ダンパにおいて、ダンパ部は、ハブにダンパゴムを介して接続された質量体を有し、前記質量体は、カップリング部の保持環、ベアリング、プーリおよび金属ばねよりなる弾性体によって構成されていることを特徴とする。

また、本発明の請求項４によるトルク変動吸収ダンパは、上記した請求項１ないし３の何れかに記載のトルク変動吸収ダンパにおいて、金属ばねよりなる弾性体は、カップリング部の保持環、ベアリングおよびプーリによって囲まれた環状の、ダストの侵入しにくい密閉空間内に配置されていることを特徴とする。

更にまた、本発明の請求項５によるトルク変動吸収ダンパは、上記した請求項１ないし４の何れかに記載のトルク変動吸収ダンパにおいて、プーリは、外周面にプーリ溝を設けた外周筒部の内周側に内周筒部を一体に有し、金属ばねよりなる弾性体はその作動時、前記内周筒部の外周面に巻き付くことを特徴とする。

上記構成を備えた本発明の請求項１または２によるダンパにおいては、カップリング部の弾性体が上記先行技術におけるゴム状弾性体（カップリングゴム）に代えて金属ばねとされ、この金属ばねは、その一端を保持環に連結するとともに他端をプーリに連結し、かつ保持環およびプーリの円周方向相対変位に伴って弾性変形したときに保持環またはプーリに巻き付くことによって保持環およびプーリの円周方向相対変位を所定量までに制限するストッパとして機能するものとされている。したがってこの金属ばねは、専用のストッパ機構が別途設けられていなくても、自らストッパ機能を発揮することが可能とされている。金属ばねとしては一般にコイル状のもの（金属コイルばね）を使用するが、そのほか例えば円弧状に形成したもの（金属板ばね）等を使用することもできる。

請求項２または３においては、カップリング部のほかにダンパ部が設けられているので、ダンパは、回転軸のトルク変動による振動伝達を低減する機能（カップリング機能）のほかに、回転軸の捩り共振による振動を低減する機能（ダンパ機能）を発揮し、このようにカップリング機能およびダンパ機能を双方発揮するダンパにおいて専用のストッパ機構を省略することが可能とされている。特に請求項３では、重量の重い金属ばねも質量体の一部をなすので、ダンパ部の慣性質量を大きく設定することが可能とされている。

また、請求項４によれば、金属ばねよりなる弾性体が、カップリング部の保持環、ベアリングおよびプーリによって囲まれた環状の、ダストの侵入しにくい密閉空間内に配置されるので、金属ばねに塵埃や泥水等の外部ダストが付着するのを防止することが可能とされている。

更にまた、請求項５では、プーリに内周筒部が設けられ、金属ばねよりなる弾性体がこの内周筒部の外周面に巻き付くように構成されているので、プーリの内周筒部は専用の被巻き付き部として作用し、専用の被巻き付き部は設計製造時にその径寸法を調整することによって、金属ばねによるストッパ作動角度を任意の大きさに設定することが可能とされている（プーリの外周筒部はその外周面に設けたプーリ溝に無端ベルトを巻架すると云う本来の機能上、径寸法を自在に変更することはできないが、これに対して、ほかに機能を有さずに被巻き付き部専用とされる内周筒部は径寸法を自在に変更できるので、専ら金属ばねのストッパ作動角度調整用として利用できると云う考え方）。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、本発明の請求項１または２によれば、上記したようにカップリング部に設けられる金属ばねが自らストッパ機能を発揮するために、専用のストッパ機構を省略することができ、もってその構成を簡略化することができる。

また、請求項２または３によれば、カップリング機能およびダンパ機能を双方発揮するダンパにおいて請求項１の作用効果を得ることができ、請求項３によれば、重量の重い金属ばねも質量体の一部をなすので、ダンパ部の慣性質量を大きく設定することができる。

また、請求項４によれば、金属ばねが密閉空間内に配置されるので、金属ばねにダストが付着するのを防止することができ、請求項５によれば、プーリの内周筒部の径寸法を調整することによって金属ばねによるストッパ作動角度を任意の大きさに設定することができる。

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）カップリング部を金属ばねとする。
（２）金属ばねは円弧状または、螺旋状とする。
（３）カップリング部はねとして、円弧状または螺旋状に形成した金属ばねを用いる。
（４）カップリング部がダンパマスの一部となっている。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の実施例に係るトルク変動吸収ダンパ１を示しており、当該実施例に係るダンパ１は以下のように構成されている。

すなわち、当該ダンパ１は、回転軸（図示せず）の捩り共振による振動を低減するダンパ部（ダイナミックダンパ部）３と、トルク変動による振動伝達を低減するカップリング部４と、回転軸への取付部材であるハブ２とを有するトルク変動吸収ダンパであって、カップリング部４は、ハブ２側に接続された保持環（金属環またはケースとも称する）５と、保持環５にベアリング８，９を介して円周方向相対変位可能に接続されたプーリ７と、保持環５およびプーリ７を弾性的に接続した弾性体としてのコイル状の金属ばね（金属コイルばねとも称する）１０とを有している。弾性体としての金属ばね１０は、その一端を保持環５に連結するとともに他端をプーリ７に連結し、かつ保持環５およびプーリ７の円周方向相対変位に伴って弾性変形したときに保持環５またはプーリ７に巻き付くことによって保持環５およびプーリ７の円周方向相対変位を所定量までに制限するストッパとして機能するように構成されている。

ダンパ部３は、ハブ２にダンパゴム６を介して接続された質量体を有し、この質量体は、カップリング部４の保持環５、ベアリング８，９、プーリ７および金属ばね１０によって構成されている。

金属ばね１０は、カップリング部４の保持環５、ベアリング８，９およびプーリ７によって囲まれる環状の、ダストの侵入しにくい密閉空間１１内に配置されている。

また、プーリ７は、外周面にプーリ溝７ｄを設けた外周筒部７ａの内周側に内周筒部７ｃを一体に有し、金属ばね１０はその作動時に内周筒部７ｃの外周面に巻き付くように構成されている。

上記各構成要素は、以下のように構成されている。

すなわち先ず、ハブ２は、回転軸に取り付けられるボス部２ａを有し、このボス部２ａの軸方向一方（図では左方）の端部に径方向外方へ向けて径方向部２ｂが一体成形され、この径方向部２ｂの外周端部に筒状部２ｃが一体成形されている。ハブ２の筒状部２ｃの外周側に所定の径方向間隙を介して保持環５が配置され、このハブ２の筒状部２ｃと保持環５の間に軸方向一方からダンパゴム６が圧入され、これによりハブ２に対して保持環５が弾性的に接続されている。ダンパゴム６は、所定のゴム状弾性体によって円筒状に成形され、上記圧入によりハブ２の筒状部２ｃの外周面に嵌合されている。

保持環５は、ダンパゴム６の外周面に嵌合された内周筒部５ａを有し、この内周筒部５ａの軸方向一方の端部に径方向外方へ向けて径方向部５ｂが一体成形され、この径方向部５ｂの外周端部に軸方向他方（図では右方）へ向けて外周筒部５ｃが一体成形されている。また、内周筒部５ａの軸方向他方の端部には径方向外方へ向けて比較的小径の径方向部５ｄが一体成形され、この小径の径方向部５ｄは部品組立時におけるカシメ部とされる。保持環５は、板金プレスの加工品として成形され、ダンパゴム６の外周面に嵌合されている。

プーリ７は、保持環５の外周筒部５ｃの更に外周側に所定の径方向間隙を介して配置される外周筒部７ａを有し、この外周筒部７ａの軸方向他方の端部に径方向内方へ向けて径方向部７ｂが一体成形され、この径方向部７ｂの内周端部に軸方向一方へ向けて内周筒部７ｃが一体成形されている。外周筒部７ａの外周面には、無端ベルトを巻架するためのプーリ溝７ｄが形成され、径方向部７ｂの内周端部には、ベアリング９を係合するための環状段差部７ｅが設けられている。内周筒部７ｃは保持環５の外周筒部５ｃの内周側であって内周筒部５ａの外周側に配置されている。

保持環５の外周筒部５ｃとプーリ７の間にベアリング８が介装されるとともに保持環５のカシメ部５ｄとプーリ７の間にもベアリング９が介装されている。外周側のベアリング８は、保持環５の外周筒部５ｃとプーリ７の外周筒部７ａの間に介装される筒状部８ａの軸方向他方の端部に径方向内方へ向けて、保持環５の外周筒部５ｃとプーリ７の径方向部７ｂの間に介装される径方向部８ｂを一体成形したものであって、所定の樹脂等によって断面Ｌ字形の環状体として成形されている。内周側のベアリング９は、保持環５のカシメ部５ｄとプーリ７に設けた段差部７ｅ端面の間に介装される径方向部９ａの内周端部に軸方向一方へ向けて、プーリ７の径方向部７ｂの内周側に配置される筒状部９ｂを一体成形したものであって、所定の樹脂等によって断面Ｌ字形の環状体として成形されている。

この内外二つのベアリング８，９を介装して保持環５とプーリ７を組み合わせて保持環５のカシメ部５ｄをカシメると、これらは図示するように組み立てられ、すなわち保持環５に対してプーリ７は軸方向および径方向には相対変位不可能で、円周方向にのみ相対変位可能に組み立てられる。

保持環５の外周筒部５ｃとプーリ７の内周筒部７ｃの間であって保持環５の径方向部５ｂとプーリ７の径方向部７ｂの間にカップリング部４の弾性体としてのコイル状の金属ばね１０が組み込まれており、この金属ばね１０は、その一端に設けた差し込み係合部１０ａを、保持環５の径方向部５ｂに設けた孔状係合部５ｅに差し込み係合することによって保持環５に連結されるとともに、その他端に設けた差し込み係合部１０ｂを、プーリ７の径方向部７ｂに設けた孔状係合部７ｆに差し込み係合することによってプーリ７に連結されている。

この金属ばね１０とプーリ７の内周筒部７ｃの間には所定の径方向間隙が設定されているので、保持環５およびプーリ７が円周方向の一方へ相対変位すると、金属ばね１０は弾性的に縮径変形し、プーリ７の内周筒部７ｃの外周面にその外周側から巻き付くと、それ以上縮径できなくなるので変形が停止し、保持環５およびプーリ７の相対変位を停止させる。また、金属ばね１０と保持環５の外周筒部５ｃの間にはここにも所定の径方向間隙が設定されているので、保持環５およびプーリ７が円周方向の他方へ相対変位すると、金属ばね１０は弾性的に拡径変形し、保持環５の外周筒部５ｃの内周面にその内周側から巻き付くと、それ以上拡径できなくなるので変形が停止し、保持環５およびプーリ７の相対変位を停止させる。

したがってこのような作動により、金属ばね１０は自ら、保持環５およびプーリ７の円周方向相対変位を所定量までに制限するストッパとして機能するように構成されている。またこの金属ばね１０は、上記縮径または拡径変形の過程でばね作用を発揮するので、トルク変動を吸収する作用を発揮する。

上記ダンパ１は、回転軸の捩り共振による振動をダンパ部３の作動によって低減させるとともに、トルク変動による振動伝達をカップリング部４の作動によって低減させるものであって、上記構成により以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。

すなわち、上記構成のダンパ１においては、カップリング部４の弾性体がコイル状の金属ばね１０とされ、この金属ばね１０は、その一端に設けた係合部１０ａを保持環５の径方向部５ｂに設けた係合部５ｅに係合することによって保持環５に連結されるとともに、その他端に設けた係合部１０ｂをプーリ７の径方向部７ｂに設けた係合部７ｆに係合することによってプーリ７に連結され、かつ保持環５およびプーリ７の円周方向相対変位に伴って弾性変形したときにプーリ７の内周筒部７ｃまたは保持環５の外周筒部５ｃに巻き付くことによって保持環５およびプーリ７の円周方向相対変位を所定量までに制限するストッパとして機能するように構成されている。したがってこの金属ばね１０によれば、専用のストッパ機構が別途設けられていなくても、自らストッパ機能を発揮することが可能とされているために、カップリング部４の構成要素から専用のストッパ機構を省略することができ、もってカップリング部４の構成を簡略化することができる。

また、ダンパ部３については、その質量体がカップリング部４の保持環５、ベアリング８，９、プーリ７および金属ばね１０によって構成され、特にゴムと比較して重量の重い金属ばね１０も質量体の一部をなしているので、慣性質量を大きく設定することが可能とされている。

また、金属ばね１０が、カップリング部４の保持環５、ベアリング８，９およびプーリ７によって囲まれる環状の密閉空間１１内に配置されているので、金属ばね１０に塵埃や泥水等の外部ダストが付着するのを防止することが可能とされている。

更にまた、プーリ７に内周筒部７ｃが設けられ、金属ばね１０がこの内周筒部７ｃの外周面に巻き付くように構成されているので、このプーリ７の内周筒部７ｃは専用の被巻き付き部として作用する。専用の被巻き付き部は設計製造時にその径寸法を調整することによって、金属ばね１０によるストッパ作動角度を任意の大きさに設定することができるものである。したがって、金属ばね１０やその他の部品の仕様を変更しなくてもプーリ７の仕様（具体的には内周筒部７ｃの径寸法）のみを変更することによって、ストッパ作動角度を所望の大きさに設定することができる。

本発明の実施例に係るトルク変動吸収ダンパの断面図 従来例に係るトルク変動吸収ダンパの断面図

符号の説明

１ トルク変動吸収ダンパ
２ ハブ
２ａ ボス部
２ｂ，５ｂ，７ｂ 径方向部
２ｃ 筒状部
３ ダンパ部
４ カップリング部
５ 保持環
５ａ，７ｃ 内周筒部
５ｃ，７ａ 外周筒部
５ｄ 径方向部（カシメ部）
５ｅ，７ｆ 孔状係合部
６ ダンパゴム
７ プーリ
７ｄ プーリ溝
７ｅ 段差部
８，９ ベアリング
１０ 金属ばね
１０ａ，１０ｂ 差し込み係合部
１１ 密閉空間

Claims (5)

1. 回転軸のトルク変動による振動伝達を低減するカップリング部（４）を有するトルク変動吸収ダンパ（１）であって、
   前記カップリング部（４）は、前記回転軸側に接続される保持環（５）と、前記保持環（５）にベアリング（８）（９）を介して円周方向相対変位可能に接続されたプーリ（７）と、前記保持環（５）およびプーリ（７）を弾性的に接続した弾性体とを有し、
   前記弾性体は、金属ばね（１０）よりなり、その一端を前記保持環（５）に連結するとともに他端を前記プーリ（７）に連結し、かつ前記保持環（５）およびプーリ（７）の円周方向相対変位に伴って弾性変形したときに前記保持環（５）またはプーリ（７）に巻き付くことによって前記保持環（５）およびプーリ（７）の円周方向相対変位を所定量までに制限するストッパとして機能することを特徴とするトルク変動吸収ダンパ。
2. 回転軸の捩り共振による振動を低減するダンパ部（３）と、トルク変動による振動伝達を低減するカップリング部（４）と、前記回転軸への取付部材であるハブ（２）とを有するトルク変動吸収ダンパ（１）であって、
   前記カップリング部（４）は、前記ハブ（２）側に接続された保持環（５）と、前記保持環（５）にベアリング（８）（９）を介して円周方向相対変位可能に接続されたプーリ（７）と、前記保持環（５）およびプーリ（７）を弾性的に接続した弾性体とを有し、
   前記弾性体は、金属ばね（１０）よりなり、その一端を前記保持環（５）に連結するとともに他端を前記プーリ（７）に連結し、かつ前記保持環（５）およびプーリ（７）の円周方向相対変位に伴って弾性変形したときに前記保持環（５）またはプーリ（７）に巻き付くことによって前記保持環（５）およびプーリ（７）の円周方向相対変位を所定量までに制限するストッパとして機能することを特徴とするトルク変動吸収ダンパ。
3. 請求項２記載のトルク変動吸収ダンパにおいて、
   ダンパ部（３）は、ハブ（２）にダンパゴム（６）を介して接続された質量体を有し、
   前記質量体は、カップリング部（４）の保持環（５）、ベアリング（８）（９）、プーリ（７）および金属ばね（１０）よりなる弾性体によって構成されていることを特徴とするトルク変動吸収ダンパ。
4. 請求項１ないし３の何れかに記載のトルク変動吸収ダンパにおいて、
   金属ばね（１０）よりなる弾性体は、カップリング部（４）の保持環（５）、ベアリング（８）（９）およびプーリ（７）によって囲まれた環状の、ダストの侵入しにくい密閉空間（１１）内に配置されていることを特徴とするトルク変動吸収ダンパ。
5. 請求項１ないし４の何れかに記載のトルク変動吸収ダンパにおいて、
   プーリ（７）は、外周面にプーリ溝（７ｄ）を設けた外周筒部（７ａ）の内周側に内周筒部（７ｃ）を一体に有し、
   金属ばね（１０）よりなる弾性体はその作動時、前記内周筒部（７ｃ）の外周面に巻き付くことを特徴とするトルク変動吸収ダンパ。

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