JP2008164154A - ダンパプーリ - Google Patents

Abstract

【課題】弾性部材の損傷に起因してリングとハブとが相対的に空転することを抑制することのできるダンパプーリを提供する。
【解決手段】ダンパプーリ１０は、出力軸２０に装着されるハブ１１と、補機ベルト２１に巻き掛けられるとともに弾性部材１２を介してハブ１１に嵌着されるリング１３とを備えている。出力軸２０の回転力が弾性部材１２を介して補機ベルト２１に伝達されるとともに、リング１３が弾性部材１２の変形に伴ってハブ１１に対してその周方向に相対変位することにより出力軸２０のねじり振動を減衰させることができる。ハブ１１に係止部材１４が固定されるとともに、リング１３において係止部材１４に対応した位置にその周方向において所定の余裕代Ｄを有して同係止部材１４に係合可能な凹部４１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減衰するダンパプーリに関する。

こうしたダンパプーリとしては、例えば特許文献１に記載されるものが知られている。具体的には、図６に示されるように、ダンパプーリ１１０は、回転軸１２０に装着されるハブ１１１、駆動ベルト１２１が巻き掛けられるリング１１３、並びにゴム等からなる弾性部材１１２を備えている。ここで、弾性部材１１２は、ハブ１１１とリング１１３との間に圧入されるとともに、リング１１３は、この弾性部材１１２を介してハブ１１１の外周に嵌着されている。こうしたダンパプーリ１１０により、回転軸１２０及び駆動ベルト１２１の一方の回転力が他方に伝達されるとともに、例えば駆動ベルト１２１又は回転軸１２０の回転状態が変化することにより生じる回転軸１２０のねじり振動を減衰させることができる。すなわち、このように回転軸１２０のねじり振動が発生したときに、弾性部材１１２が変形し、その変形によって振動エネルギを吸収することにより、回転軸１２０のねじり振動を減衰させることができる。
特開平８−２１０４６７号公報

このようなダンパプーリ１１０を採用することにより、回転軸１２０のねじり振動を減衰させることができるようにはなる。しかし、例えば経年劣化等により弾性部材１１２が脆化した場合には、例えば回転軸１２０において過大なねじり振動が生じるときに弾性部材１１２が損傷することも否定できない。そしてこのように弾性部材１１２が損傷すると、リング１１３とハブ１１１とが相対的に空転するようになり、ダンパプーリ１１０により回転軸１２０及び駆動ベルト１２１の一方の回転力を弾性部材１１２を介して他方に伝達することができなくなるおそれがある。

本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、弾性部材の損傷に起因してリングとハブとが相対的に空転することを抑制することのできるダンパプーリを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、回転軸に装着されるハブと、ベルトに巻き掛けられるとともに弾性部材を介して前記ハブの外周に嵌着されるリングとを備え、前記回転軸及び前記ベルトの一方の回転力を前記弾性部材を介して他方に伝達するとともに、前記リングが前記弾性部材の変形に伴って前記ハブに対してその周方向に相対変位することにより前記回転軸のねじり振動を減衰するダンパプーリにおいて、前記ハブ及び前記リングの一方に係止部材が固定されるとともに、他方において前記係止部材に対応した位置にその周方向において所定の余裕代を有して同係止部材に係合可能な凹部が形成されることをその要旨とする。

同構成によれば、ハブ及びリングの一方には係止部材が形成されるとともに、他方にはその周方向において所定の余裕代を有して係止部材に係合される凹部が形成されているため、その周方向におけるハブとリングとの所定の余裕代以下の相対変位が許容される一方、所定の余裕代以上の相対変位についてはこれが規制される。そのため、ダンパプーリが正常状態である場合には、リングがその周方向においてリングハブに対して所定の余裕代以下に相対変位することにより、回転軸のねじり振動を減衰することができる。一方、弾性部材が損傷する等して回転軸及びベルトの一方の回転力をその弾性部材を介して他方に伝達することができない場合には、係止部材と凹部とが係合することにより、その周方向におけるハブとリングとの所定の余裕代以上の相対変位を規制し、こうした弾性部材の損傷に起因してハブとリングとが相対的に空転することを防止することができるようになる。

なお、請求項２に記載されるように、所定の余裕代はハブとリングとの周方向における相対変位の設計最大値よりも大きくなるように設定されてなる、といった構造を採用することが望ましい。こうした構成によれば、ダンパプーリの正常状態下で、例えば回転軸において相対的に大きなねじり振動が発生してハブとリングとの相対変位がその設計最大値になった場合であっても、係止部材と凹部の内壁との衝突を回避することができる。したがって、ダンパプーリの減衰効果を好適に維持することができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のダンパプーリにおいて、前記凹部は、前記係止部材に当接することによりその回転軸方向における前記凹部と前記係止部材との相対変位を規制する規制部分を有してなることをその要旨とする。

上記のように弾性部材が損傷した場合には、リングがハブに対してその回転軸方向に相対変位し、ひいてはハブから脱落するおそれもある。
この点、上記構成によれば、その回転軸方向におけるそれらハブとリングとの相対変位を抑制することができ、弾性部材が損傷した場合であっても、リングがその回転軸方向に沿って脱落することを抑制することができるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３に記載のダンパプーリにおいて、前記回転軸は、車両に搭載される内燃機関の出力軸であり、前記ベルトは、前記出力軸の回転力を前記内燃機関の補機に伝達する補機駆動用ベルトであることをその要旨とする。

例えば、エアコンのコンプレッサや車載バッテリーに充電するためのオルタネータ等、内燃機関の補機類は補機駆動用のベルトを介して内燃機関の出力軸に連結されその回転力が伝達されることによって駆動される。上述のように出力軸と補機ベルトとの間にダンパプーリを設けることにより、機関運転状態の変化により生じる出力軸のねじり振動を減衰することができる。ただし、例えば、内燃機関の異常燃焼等により出力軸の回転速度が急激に変化し、これによりダンパプーリの弾性部材に過度の負荷が作用してこれが損傷することがあると、出力軸に装着されたハブの回転力を弾性部材を介してリングに伝達させることができず、ハブが出力軸とともに空転するようになる。その結果、出力軸により補機を駆動することができなくなり、車両の退避走行すらおぼつかなくなる懸念がある。

この点、上記構成によれば、ダンパプーリが正常状態であるときには、リングがハブに対して周方向に相対変位することにより出力軸のねじり振動を減衰させることができる一方、弾性部材が損傷したときには、ハブとリングとの空転を防止することができるようになる。そのため、弾性部材が損傷した場合であっても、オルタネータ等の補機を駆動することができ、車両の退避走行が可能となる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかるダンパプーリを車載内燃機関の出力軸に取り付けられるダンパプーリに適用した第１の実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。ここで、図１は、本実施形態にかかるダンパプーリについてその断面構造を示す断面図であり、図２は、図１の２−２線に沿った断面構造を示す断面図である。

図１及び図２に示されるように、本実施形態にかかるダンパプーリ１０では、出力軸２０の先端部に装着されるハブ１１の外周に、リング１３がゴム等からなる弾性部材１２を介して嵌着されている。また、エアコンのコンプレッサや車載バッテリーに充電するためのオルタネータ等、補機類の出力軸にはプーリが取り付けられており、これら補機類のプーリとダンパプーリ１０のリング１３とには補機ベルト２１が巻き掛けられている。

このような構成により、内燃機関の運転中に、出力軸２０の回転力がダンパプーリ１０によって補機ベルト２１に伝達され、内燃機関の補機類がその補機ベルト２１によって駆動される。また、例えば補機ベルト２１又は出力軸２０の回転状態が変化することにより出力軸２０においてねじり振動が発生したときには、リング１３が弾性部材１２の変形に伴ってハブ１１に対してその周方向に相対変位することにより、振動エネルギが吸収されて出力軸２０のねじり振動を減衰させることができる。

ところで、上述したように、経年劣化等により弾性部材１２が脆化した場合には、例えば内燃機関の異常燃焼等により出力軸２０の回転速度が急激に変化し、これにより弾性部材１２に過度の負荷が作用してこれが損傷することがある。そしてこのように弾性部材１２が損傷すると、リング１３とハブ１１とが相対的に空転するようになり、ダンパプーリ１０により出力軸２０の回転力を補機ベルト２１に伝達することができなくなるおそれがある。その結果、オルタネータ等の補機を駆動することができなくなり、車両の退避走行すらおぼつかなくなる懸念がある。

そこで、本実施形態では、以下の構成を採用することにより、こうした不都合を好適に回避するようにしている。
すなわち、図１及び図２に示されるように、ハブ１１の外周面には、同ハブ１１の一方の側面から他方の側面までその回転軸方向に延伸する溝３１が形成されるとともに、この溝３１には、板状の係止部材１４が圧入されている。一方、リング１３の内周面には、係止部材１４に対応した位置にその周方向において所定の余裕代Ｄを有して同係止部材１４に係合可能な凹部４１が形成されている。なお、この所定の余裕代Ｄは、リング１３の回転方向におけるハブ１１とリング１３との相対変位の設計最大値よりも大きくなるように設定されている。すなわち、通常の機関運転状態において、出力軸２０から補機ベルト２１に伝達されるトルクがその最大値に達した場合や、出力軸２０の捩り振動によってリング１３がハブ１１に対して相対回転した場合であっても、係止部材１４が凹部４１の内壁に接触しないように上記余裕代Ｄは設定されている。また、弾性部材１２においてその凹部４１に対応する部分は切り欠かれており、係止部材１４と弾性部材１２との間には、その幅が所定の余裕代Ｄに相当する隙間が形成されている。

こうした構成により、ダンパプーリ１０が正常状態である場合には、弾性部材１２の変形に伴ってリング１３がその周方向においてハブ１１に対して所定の余裕代Ｄの範囲内で相対変位することにより、出力軸２０に生じるねじり振動を減衰させることができる。一方、弾性部材１２が損傷する等して出力軸２０の回転力を弾性部材１２を介して補機ベルト２１に伝達することができない場合には、係止部材１４が凹部４１においてリング１３の回転方向Ｗと垂直な内周部４１ａに当接する、すなわち係止部材１４と凹部４１とが係合するようになる。これにより、その周方向におけるハブ１１とリング１３との所定の余裕代Ｄ以上の相対変位が規制され、出力軸２０の回転力がその係止部材１４を介して補機ベルト２１に伝達されるようになる。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）ハブ１１には係止部材１４が形成されるとともに、リング１３にはその周方向において所定の余裕代Ｄを有して係止部材１４に係合される凹部が形成されることとした。これにより、ダンパプーリ１０が正常状態である場合には、出力軸２０のねじり振動を抑制することができるとともに、弾性部材１２が損傷する等して出力軸２０の回転力を弾性部材１２を介してリング１３に伝達することができない場合には、ハブ１１とリング１３とが相対的に空転することを防止することができる。そのため、弾性部材１２が損傷した場合であっても、オルタネータ等の補機を駆動することができ、車両の退避走行が可能となる。

（２）所定の余裕代Ｄをハブ１１とリング１３との周方向における相対変位の設計最大値よりも大きくなるように設定することとした。こうした構成によれば、ダンパプーリ１０の正常状態下で、例えば出力軸２０において相対的に大きなねじり振動が発生してハブ１１とリング１３との相対変位がその設計最大値になった場合であっても、係止部材１４と凹部４１においてリング１３の回転方向Ｗと垂直な内周部４１ａ，４１ｂとの衝突を回避することができる。したがって、ダンパプーリ１０の減衰効果を好適に維持することができるようになる。
（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図３及び図４を参照して説明する。図３は、本実施形態にかかるダンパプーリについてその断面構造を示す断面図であり、図４は、図３の４−４線に沿った断面構造を示す断面図である。なお、この第２の実施形態にかかるダンパプーリも、車載内燃機関の出力軸に取り付けられるダンパプーリであり、その基本的な構造は先に説明した第１の実施形態のダンパプーリと同様である。

図３及び図４に示されるように、本実施形態にかかるダンパプーリ５０にあっても、出力軸２０の先端部に装着されるハブ１１の外周に、リング１３がゴム等からなる弾性部材１２を介して嵌着されている。そのハブ１１の外周面には、同ハブ１１の両側面から中心部に向けてその回転軸方向に延伸する溝３２，３３が形成されるとともに、これら溝３２，３３には、板状の係止部材１４，１５がそれぞれ圧入されている。一方、リング１３の内周面には、これら係止部材１５，１６に対応した位置にその周方向において所定の余裕代Ｄを有して同係止部材１５，１６に係合可能な凹部４２，４３がそれぞれ形成されており、これら凹部４２，４３においてリング１３の回転軸方向と垂直な内周部４２ａ，４３ａは、係止部材１５，１６の底部１５ａ，１６ａとそれぞれ当接している。なお、所定の余裕代Ｄは、リング１３の回転方向におけるハブ１１とリング１３との相対変位の設計最大値よりも大きくなるように設定されている。すなわち、通常の機関運転状態において、出力軸２０から補機ベルト２１に伝達されるトルクがその最大値に達した場合や、出力軸２０の捩り振動によってリング１３がハブ１１に対して相対回転した場合であっても、係止部材１５，１６が凹部４２，４３の内壁に接触しないように上記余裕代Ｄは設定されている。また、弾性部材１２においてその凹部４２，４３に対応する部分は切欠され、係止部材１５，１６と弾性部材１２との間には、その幅が所定の余裕代Ｄに相当する隙間が形成されている。

こうした構成により、ダンパプーリ５０が正常状態である場合には、弾性部材１２の変形に伴ってリング１３がその周方向においてハブ１１に対して所定の余裕代Ｄの範囲内で相対変位することにより、出力軸２０に生じるねじり振動を減衰させることができる。一方、弾性部材１２が損傷する等して出力軸２０の回転力を弾性部材１２を介して補機ベルト２１に伝達することができない場合には、係止部材１５，１６が凹部４２，４３においてリング１３の回転方向Ｗと垂直な内周部４２ｂ，４３ｂに当接する、すなわち係止部材１５，１５と凹部４２，４３とがそれぞれ係合するようになる。これにより、その周方向におけるハブ１１とリング１３との所定の余裕代Ｄ以上の相対変位が規制され、出力軸２０の回転力がその係止部材１５，１６を介して補機ベルト２１に伝達されるようになる。また、凹部４２，４３の内周部４２ａ，４３ａと係止部材１５，１６の底部１５ａ，１６ａとがそれぞれ当接することにより、回転方向における凹部４２，４３と係止部材１５，１６との相対変位、すなわちハブ１１とリング１３との相対変位が規制されるようになる。

以上説明した第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態の効果（１）、（２）に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。
（３）凹部４２，４３の内周部４２ａ，４３ａと係止部材１５，１６の底部１５ａ，１６ａとがそれぞれ当接することにより、それらの回転軸方向におけるハブ１１とリング１３との相対変位を規制することとした。そのため、弾性部材１２が損傷した場合であっても、リング１３がその回転軸方向に沿ってハブ１１から脱落することを防止することができるようになる。

尚、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・第１の実施形態では、ハブ１１に係止部材１４を固定するとともに、リング１３において係止部材１４に対応した位置に凹部４１を形成するようにしている。これに限らず、例えば図５に示されるように、リング１３に形成された溝３４に係止部材１４を圧入するとともに、ハブ１１において係止部材１４に対応した位置にその周方向において所定の余裕代Ｄを有して係止部材１４に係合可能な凹部４４を形成してもよい。また、第２の実施形態において、２つの係止部材１５，１６をハブ１１に固定するとともに、リング１３において係止部材１５，１６に対応した位置に２つの凹部をそれぞれ形成する構造を採用することもできる。

・上記実施形態では、所定の余裕代Ｄをハブ１１とリング１３との周方向における相対変位の設計最大値よりも大きくなるように設定するようにしているが、例えば部材の強度上の設計制限により、その凹部の幅を相対的に大きく設定できない場合には、その余裕代Ｄをハブ１１とリング１３との相対変位の設計最大値以下に設定することもできる。

・上記実施形態では、車載内燃機関の出力軸２０に取り付けられるダンパプーリに本発明を適用する場合について例示したが、これに限らず、例えば各補機の入力軸に設けられるダンパプーリ等、他のダンパプーリであっても、基本的に同様の態様をもって本発明を適用することができる。

第１の実施形態にかかるダンパプーリについてその断面構造を示す断面図。 図１の２−２線に沿った断面構造を示す断面図。 第２の実施形態にかかるダンパプーリについてその断面構造を示す断面図。 図３の４−４線に沿った断面構造を示す断面図。 第１に実施形態のダンパプーリの変形例についてその断面構造を示す断面図。 従来のダンパプーリについてその断面構造を示す断面図。

符号の説明

Ｄ…余裕代、１０…ダンパプーリ、１１…ハブ、１２…弾性部材、１３…リング、１４，１５，１６…係止部材、１５ａ，１６ａ…底部、２０…出力軸、２１…補機ベルト、３１〜３４…溝、４１…凹部、４１ａ，４１ｂ…内周部、４２…凹部、４２ａ，４２ｂ…内周部、４３…凹部、４３ａ，４３ｂ…内周部、４４…凹部、５０…ダンパプーリ、１１０…ダンパプーリ、１１１…ハブ、１１２…弾性部材、１１３…リング、１２０…回動軸、１２１…駆動ベルト。

Claims (4)

1. 回転軸に装着されるハブと、ベルトに巻き掛けられるとともに弾性部材を介して前記ハブの外周に嵌着されるリングとを備え、前記回転軸及び前記ベルトの一方の回転力を前記弾性部材を介して他方に伝達するとともに、前記リングが前記弾性部材の変形に伴って前記ハブに対してその周方向に相対変位することにより前記回転軸のねじり振動を減衰するダンパプーリにおいて、
   前記ハブ及び前記リングの一方に係止部材が固定されるとともに、他方において前記係止部材に対応した位置にその周方向において所定の余裕代を有して同係止部材に係合可能な凹部が形成される
   ことを特徴とするダンパプーリ。
2. 請求項１に記載のダンパプーリにおいて、
   前記所定の余裕代は、その周方向における前記ハブと前記リングとの相対変位の設計最大値よりも大きくなるように設定されてなる
   ことを特徴とするダンパプーリ。
3. 請求項１又は２に記載のダンパプーリにおいて、
   前記凹部は、前記係止部材に当接することによりその回転軸方向における前記凹部と前記係止部材との相対変位を規制する規制部分を有してなる
   ことを特徴とするダンパプーリ。
4. 請求項１〜３に記載のダンパプーリにおいて、
   前記回転軸は、車両に搭載される内燃機関の出力軸であり、前記ベルトは、前記出力軸の回転力を前記内燃機関の補機に伝達する補機駆動用ベルトである
   ことを特徴とするダンパプーリ。

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