JP2008223928A - トーショナルダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】接合されたダンパマスの抜けが防止されたトーショナルダンパを提供する。
【解決手段】接合切欠２６は、リング部材５０の挿入される奥側（センタープレート１４に近い側）が、テーパー部２６Ａにより構成されている。テーパー部２６Ａは、第２マス部材２０Ｂの径が奥側に向かって大きくなるテーパー状とされている。第３マス部材４０の接合切欠２６に対応する奥側の位置には、係合溝４０Ｍが構成されている。係合溝４０Ｍは、テーパー部２６Ａと連続した溝壁４０Ｈにより構成されている。リング部材５０は、接合切欠２６及び係合溝４０Ｍに亘って挿入されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンのクランク軸等の捩り振動を低減するためのトーショナルダンパに関するものである。

クランクシャフト等の回転軸の捩じり振動を吸収するためのトーショナルダンパとしては、例えば、特許文献１に記載されたトーショナルダンパが知られている。特許文献１に記載されたトーショナルダンパは、図８に示すように、クランクシャフトに取り付けられた円盤状の取付プレート１にラバー２を介してマス３が連結されている。そして、マス３とラバー２との間にスリット４が構成され、スリット４内には、取付プレート１に固定されたフリクションプレート６が配置されると共に、シリコンオイル（粘性流体）が充填されている。

特許文献１に記載のトーショナルダンパでは、クランク軸に捩り振動が発生すると、マス３と取付プレート１との間の相対移動、マス３とフリクションプレート６との間の相対移動が生じるが、ラバー２、シリコンオイルによって振動が抑制されている。

上記のような構成のトーショナルダンパでは、マス３が分割されており、一方のマス３がスリーブ８を介してラバー２に取り付けられると共に、分割されたマス３同士は、一方のマス３の片面側の凹部に他方のマス３が圧入されるようにして接合されている。このように、分割された１のマス３を圧入により他のマス３に接合すると、圧入方向の外側に抜け出ることも考えられ、抜け防止策が必要である。
特開２００２−１８８６９０号公報

本発明の目的は、上記事実を考慮してなされたものであり、接合されたダンパマスの抜けが防止されたトーショナルダンパを提供することにある。

本発明の請求項１に係るトーショナルダンパは、円盤状とされ、回転軸に同軸的に連結されるセンタープレートと、前記センタープレートの外端面と対向して配置された環状の第３マス部材と、前記センタープレートの一方の面と対向し前記第３マス部材の径方向内側に嵌め込まれた環状の第１マス部材と、前記センタープレートの他方の面と対向し前記第３マス部材の径方向内側に嵌め込まれた環状の第２マス部材と、を含んで構成され、前記センタープレートの外縁部を覆うように前記回転軸に対して同軸的に配置されるダンパマスと、前記第３マス部材と前記第２マス部材との間に配置され、前記第３マス部材と前記第２マス部材とを接合する接合部材と、一端が前記第１マス部材の内周端に全周に亘って固着されると共に、他端が前記センタープレートの前記一方の面に全周に亘って固着された第１弾性連結体と、一端が前記第２マス部材の内周端に全周に亘って固着されると共に、他端が前記センタープレートの前記他方の面に全周に亘って固着された第２弾性連結体と、前記センタープレートに取り付けられ、前記センタープレートと前記ダンパマスとの距離を所定距離に保持すると共に、前記ダンパマスに対して摺動可能とされたベアリング部材と、前記第１弾性連結体、前記第２弾性連結体、及び前記ダンパマスによって囲まれた液体空間に封入された粘性流体と、を有し、前記第２マス部材の外端面には、前記接続部材が前記第２マス部材の前記嵌め込みと同一方向から挿入されると共にこの挿入方向の奥側で前記第２マス部材の径が奥側に向かって大きくなるテーパー状とされたテーパー部により接合切欠が構成され、前記第３マス部材の前記第２マス部材との接合面には、前記テーパー部に対応する位置に前記テーパー部と連続される溝壁により係合溝が構成され、前記接合部材は、前記テーパー部及び前記溝壁に沿って、前記接合切欠と前記係合溝とに挿入されていること、を特徴とする。

上記構成のトーショナルダンパでは、円盤状とされたセンタープレートの外縁部を覆うようにダンパマスが配置されている。ダンパマスは、センタープレートの外端面と対向して配置された第３マス部材と、センタープレートの一方の面と対向し第３マス部材の径方向内側に嵌め込まれた環状の第１マス部材と、センタープレートの他方の面と対向し前記第３マス部材の径方向内側に嵌め込まれた環状の第２マス部材と、を含んで構成されている。

第２マス部材の外端面には、第２マス部材が嵌め込まれる方向と同一方向から接続部材が挿入される接合切欠が構成されている。この接合切欠は、挿入方向の奥側で第２マス部材の径が奥側に向かって大きくなるようなテーパー状とされたテーパー部により構成されている。一方、第３マス部材の第２マス部材との接合面には、テーパー部に対応する位置にテーパー部と連続される溝壁により係合溝が構成されている。そして、接合部材は、テーパー部及び溝壁に沿って、接合切欠と係合溝とに挿入されている。

上記構成によれば、テーパー部と溝壁とが連続されているので、接合部材を接合切欠へ挿入させると、接合部材の挿入先端部分は、テーパー部に沿って第３マス部材側へ屈曲して係合溝に係合する。これにより、接合部材が挿入方向の手前側への抜け出しが防止され、接合部材によって第２マス部材の抜け出しも防止することができる。

本発明の請求項２に係るトーショナルダンパは、前記接合切欠は前記第２マス部材の全周に亘って構成されていること、を特徴とする。

上記構成によれば、切削加工などにより容易に接合切欠を構成することができる。

本発明の請求項３に係るトーショナルダンパは、前記接合部材が前記接合切欠に対応した径の無端リング状とされていることを特徴とする。

このように、接合部材を無端リング状とすることにより、全周に亘って第２マス部材と第３マス部材とを接合することができる。

本発明の請求項４に係るトーショナルダンパは、前記接合部材は、１本のリボン状板をリング状に加工した有端リング状であることを特徴とする。

このように、接合部材を有端リング状としても、全周に亘って第２マス部材と第３マス部材とを接合することができる。

本発明の請求項５に係るトーショナルダンパは、前記接合部材が、複数の板部材で構成されていることを特徴とする。

このように、複数の板部材を接合切欠と係合溝とに挿入することにより、第２マス部材と第３マス部材とを接合することができる。なお、複数の板部材は、全周に亘って配置されていてもよいし、所定の間隔をあけて配置されていてもよい。

以上説明したように本発明のトーショナルダンパによれば、液体空間に充填された粘性流体の漏れを抑制することができる。

以下、本発明の第１実施形態に係るトーショナルダンパについて図面を参照して説明する。

図１及び図２には、本発明の実施形態に係るトーショナルダンパ１０が示されている。このトーショナルダンパ１０は、エンジンのクランクシャフト等の回転軸１２の端部に連結固定されるものであり、回転軸１２に生じる捩じり振動をダンパマス２０の質量効果、内部に封入された粘性流体Ｌの粘性抵抗等により低減するためのものである。

トーショナルダンパ１０は、円盤状のセンタープレート１４を備えている。センタープレート１４は、接合部などを有さず一体的に構成され、中央側の厚みが径方向外側よりも厚くなるように段差が形成されている。センタープレート１４は、回転軸１２へボルト等により回転軸１２と共に回転するように同軸的に連結されている。なお、センタープレート１４の材料としては、鋼材、アルミ、繊維入り樹脂などを用いることができる。

センタープレート１４には、図３（Ａ）に示されるように外周縁部に内周側へ向って切り欠かれた係合凹部１４Ｋが複数個（本実施形態では、６個）形成されている。これらの係合凹部１４Ｋは、図２（Ｂ）に示されるように、センタープレート１４外周面の接線方向に沿って細長い略矩形状に形成されている。６個の係合凹部１４Ｋは、センタープレート１４の外周に等間隔で配置されている。

各々の係合凹部１４Ｋには、図３（Ｂ）に示されるように、ベアリング部材３２が取り付けられる。ベアリング部材３２は、回転軸１２方向に沿った断面形状が、内周側へ向って開いた略コ字状に形成されており、外周側にブロック状の基端部３２Ａが設けられると共に、この基端部３２Ａの軸方向両端部からそれぞれ内周側へ延出する一対の挟持片３２Ｂが一体的に形成されている。ベアリング部材３２は、図３（Ｃ）に示されるように、挟持片３２Ｂの内側を係合凹部１４Ｋへ係合させ、挟持片３２Ｂの内側でセンタープレート１４を挟持することによりセンタープレート１４へ取り付けられる。ベアリング部材３２は、十分な摺動性及び耐磨耗性を有する樹脂材料により成形されており、例えば、ＰＴＦＥ（Poly-Ｔetra-Fluoro-Ethylene）が好適に使用される。

なお、本実施形態では、ベアリング部材として上記構成のものを用いた例について説明したが、ベアリング部材としては、他の構成でもよく、例えば、センタープレート１４の外端面にテープ状のベアリング部材を全周に亘って接着し、センタープレート１４の液体空間３０に対応する平面の複数箇所に、第１対向面２４Ａ、第２対向面２４Ｂと摺動可能な部材を取り付けて構成することもできる。

トーショナルダンパ１０には、センタープレート１４の外縁部を全周に亘って覆うように環状のダンパマス２０が設けられている。ダンパマス２０は、図４にも示されるように、回転軸１２と同軸的に配置され、センタープレートの外端面と対向して配置される第３マス部材４０、センタープレート１４を挟んで一方側に配置される第１マス部材２０Ａ、及び、他方側に配置される第２マス部材２０Ｂ、により構成されている。第３マス部材４０、第１マス部材２０Ａ、第２マス部材２０Ｂは各々別体とされ、第３マス部材４０、第１マス部材２０Ａ、第２マス部材２０Ｂは、各々一体成形されている。

第３マス部材４０は、環状とされ、図５に示されるように、内側壁に２段の段差が構成されている。この段差により構成される最も小径の内壁を第１内壁４１、次に小径の内壁を第２内壁４２、最も大径の内壁を第３内壁４３とし、第１内壁４１と第２内壁の間の段差部分を第１段差部４４、第２内壁４２と第３内壁４３の間の段差部分を第２段差部４５とする。第３内壁４３には、後述する接合切欠２６と連続する係合溝４０Ｍが構成されている。

第１マス部材２０Ａは、環状とされ、第３マス部材４０の内側に嵌め込まれ、センタープレート１４の一方側の面と対向するように配置されている。第１マス部材２０Ａの径方向外側部分には、第３マス部材４０の第１内壁４１と接合される第１外端壁２１Ａ、第３マス部材４０の第１段差部４４と接合される第１係合部２２Ａ、第３マス部材４０の第２内壁４２と接合される第２外端壁２３Ａが構成されている。すなわち、第１マス部材２０Ａの外端部分には、第３マス部材４０の小径側の段差に対応した段差が構成されている。第１マス部材２０Ａの第１係合部２２Ａが第３マス部材４０の第１段差部４４と接合されことにより、第１マス部材２０Ａは、第３マス部材４０の回転軸１２方向外側へ抜け出ることが防止されている。また、第１マス部材２０Ａには、センタープレート１４に対向するとともにセンタープレート１４から所定距離離れた第１対向面２４Ａが構成されている。第１対向面２４Ａには、ベアリング部材３２に対応する位置に、段差Ｄ１が構成されている。

第１係合部２２Ａ及び第２外端壁２３Ａには、周方向に沿って各々２条の溝Ｍが構成されている。また、第１マス部材２０Ａの外面側には、径方向外側に向かう冷却用溝２０Ｍが構成されている。冷却用溝２０Ｍにより、ダンパマス２０の回転時に、周囲の空気が所定方向に攪拌されて、熱の滞留を防止することができる。

第２マス部材２０Ｂは、環状とされ、第３マス部材４０の内側に嵌め込まれ、センタープレート１４の第１マス部材２０Ｂと逆側の面と対向するように配置されている。第２マス部材２０Ｂには、センタープレート１４と対向すると共にセンタープレート１４から所定距離離れた第２対向面２４Ｂが構成されている。第２対向面２４Ｂには、ベアリング部材３２に対応する位置に、段差Ｄ２が構成されている。第２対向面２４Ｂの段差Ｄ２よりも外側は、第３マス部材４０の第２段差部４５と接合され、第２マス部材２０Ｂの外端面２１Ｂは、第３内壁４３と接合されている。

外端面２１Ｂのセンタープレート１４側には、２条の溝Ｎが構成されている。また、第２マス部材２０Ｂの外面側には、第１マス部材２０Ａと同様の、冷却用溝２０Ｍが構成されている。

第２マス部材２０Ｂの外端面２１Ｂのセンタープレート１４から遠い側には、全周に亘って接合切欠２６が構成されている。接合切欠２６には、後述するリング部材５０が外面側から挿入される。接合切欠２６は、リング部材５０の挿入される奥側（センタープレート１４に近い側）が、テーパー部２６Ａにより構成されている。テーパー部２６Ａは、第２マス部材２０Ｂの径が奥側に向かって大きくなるテーパー状とされている。

第３マス部材４０の接合切欠２６に対応する奥側の位置には、係合溝４０Ｍが構成されている。係合溝４０Ｍは、テーパー部２６Ａと連続した溝壁４０Ｈにより構成されている。

接合切欠２６及び係合溝４０Ｍには、リング部材５０が挿入されている。リング部材５０は、無端状で、接合切欠２６と略同一径の円筒状とされている。ている。リング部材５０は、第２マス部材２０Ｂの外側から挿入されている。リング部材５０は、金属、例えば自動車用鋼板ＳＰＨＣ、ＳＰＨＤを材料として構成することができる。

トーショナルダンパ１０は、ダンパマス２０とセンタープレート１４とを弾性的に連結する第１弾性連結体２６Ａ、及び、第２弾性連結体２６Ｂを備えている。第１弾性連結体２６Ａ、及び、第２弾性連結体２６Ｂは、ゴムを成形素材とし、リング状に形成されている。

第１弾性連結体２６Ａは、一端部が第１マス部材２０Ａの内側端部に固着されている。第１弾性連結体２６Ａの他端部は、センタープレート１４の第１マス部材２０Ａが対向している面に固着されている。

また、第２弾性連結体２６Ｂは、一端部が第２マス部材２０Ｂの内側端部に固着されている。第２弾性連結体２６Ｂの他端部は、センタープレート１４の第２マス部材２０Ｂが対向している面に固着されている。第１弾性連結体２６Ａ及び第２弾性連結体２６Ｂの他端部は、センタープレート１４の段差部分よりも径方向内側に固着されている。

第１弾性連結体２６Ａ、及び、第２弾性連結体２６Ｂは、図３に示すように、断面形状がセンタープレート１４の厚み方向に膨らむ形状とされている。第１弾性連結体２６Ａ、及び、第２弾性連結体２６Ｂは、ダンパマス２０及びセンタープレート１４へ、全周に亘って加硫接着されている。この加硫接着により、この接着部分からの粘性流体Ｌの漏れが防止される。

ダンパマス２０、第１弾性連結体２６Ａ、及び、第２弾性連結体２６Ｂに囲まれた内側には、センタープレート１４の外縁部が挿入され、液体空間３０が構成されている。液体空間３０は、センタープレート１４により２つに仕切られ、各々に粘性流体Ｌが封入されている。粘性流体Ｌとしては、シリコンオイルなどが好適に用いられる。

次に、本実施形態のトーショナルダンパ１０の製造方法について説明する。

まず、第１マス部材２０Ａ、第２マス部材２０Ｂ、及び、センタープレート１４へ、第１弾性連結体２６Ａ及び第２弾性連結体２６Ｂを接着する。ここでの接着は、加硫接着により行う。

次に、ベアリング部材３２を係合凹部１４Ｋへ係合させて取り付ける。

次に、第３マス部材４０の内側へ、加硫接着の完了した第１マス部材２０Ａ、第２マス部材及びセンタープレート１４を嵌め込む。嵌め込み前に、溝Ｍ及び溝Ｎへシール剤を充填しておく。嵌め込みは、図５に示すように、第１マス部材２０Ａを、第３マス部材４０の開口が大きい第３内壁４３側から進入させて、第１段差部４４へ第１マス部材２０Ａの段差を係合させ、第２段差部４５へ第２マス部材２０Ｂの角部を係合させる。

これにより、図４に示されるように、第１マス部材２０Ａ、第２マス部材２０Ｂ、第３マス部材４０、第１弾性連結体２６Ａ、及び、第２弾性連結体２６Ｂに囲まれた液体空間３０が構成される。

次に、リング部材５０を接合切欠２６へ嵌め込む。嵌め込みは、図６（Ａ）に示されるように、第２マス部材２０Ｂの外面側から、リング部材５０の軸方向の先端面を接合切欠２６へ打ち込むことにより行う。これにより、リング部材５０の先端部分は、接合切欠２６に沿って奥側へ進み、テーパー部２６Ａで屈曲されて先端部の進行方向が係合溝４０Ｍへ向かう方向となる（図６（Ｂ）参照）。そして、さらにテーパー部２６Ａに沿って進んで溝壁４０Ｈへと至り、係合溝４０Ｍへ挿入される（図６（Ｃ）参照）。リング部材５０の後端部が第２マス部材２０Ｂと略同一平面上になることにより、リング部材５０の嵌め込みが完了する。これにより、第３マス部材４０と第２マス部材２０Ｂとが接合され、ダンパマス２０が構成される。

次に、液体空間３０へ粘性流体Ｌを充填する。ダンパマス２０には、軸心を挟んで略対象の位置に一対の貫通孔（不図示）が形成されており、一方の貫通孔から粘性流体Ｌを注入すると共に、他方の貫通孔から液体空間３０内の空気を吸入することにより、粘性流体Ｌの充填が行われる。粘性流体Ｌの充填後は、貫通孔へ閉栓部材を嵌め込んで閉栓する。

このようにして、トーショナルダンパ１０が組み立てられる。

本実施形態によれば、第２マス部材２０Ｂと第３マス部材４０とを接合するリング部材５０が、接合切欠２６から屈曲して係合溝４０Ｍへ挿入されているので、接合切欠２６が抜け出ることが防止されると共に、接合切欠２６によって、第２マス部材２０Ｂの第３マス部材４０からの抜け出しも防止することができる。

また、本実施形態では、第１弾性連結体２６Ａ及び第２弾性連結体２６Ｂの両方をダンパマス２０及びセンタープレート１４へ加硫接着させているので、粘性流体Ｌの漏れを抑制することができる。

なお、本実施形態では、接合切欠２６へ嵌め込まれるリング部材５０を無端状のものとしたが、図７（Ａ）に示すように、リング部材をリボン状の板をリング状に曲げ加工した有端リング５０Ａとしてもよい。

また、接合切欠２６へ嵌め込まれる部材は、必ずしもリング状である必要はなく、、図７（Ｂ）に示すように、複数の板部材５０Ｂに分けて嵌め込んでもよい。この場合には、接合切欠２６及び係合溝４０Ｍは、必ずしも全周に亘って形成される必要はなく、例えば、周方向に所定間隔で形成したものであってもよい。

本発明の実施形態に係るトーショナルダンパの構成を示す一部に破断部分を含む斜視図である。 本発明の実施形態に係るトーショナルダンパの構成を示す径方向に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係るトーショナルダンパのセンタープレート及びベアリング部材を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るトーショナルダンパのダンパマス付近の構成を示す径方向に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係るトーショナルダンパを分解した状態の径方向に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係るトーショナルダンパの接合切欠へリング部材が嵌め込まれる状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るトーショナルダンパの接合切欠へ嵌め込まれる接合部材の変形例を示す斜視図である。 従来のトーショナルダンパを示す径方向に沿った一部断面図である。

符号の説明

１０ トーショナルダンパ
１２ 回転軸
１４ センタープレート
１４Ｋ 係合凹部
２０ ダンパマス
２０Ａ 第１マス部材
２０Ｂ 第２マス部材
２６Ａ テーパー部
２６ 接合切欠
２６Ａ 第１弾性連結体
２６Ｂ 第２弾性連結体
３０ 液体空間
３２ ベアリング部材
４０ 第３マス部材
４０Ｍ 係合溝
４０Ｈ 溝壁
５０ リング部材
Ｌ 粘性流体

Claims (5)

1. 円盤状とされ、回転軸に同軸的に連結されるセンタープレートと、
   前記センタープレートの外端面と対向して配置された環状の第３マス部材と、前記センタープレートの一方の面と対向し前記第３マス部材の径方向内側に嵌め込まれた環状の第１マス部材と、前記センタープレートの他方の面と対向し前記第３マス部材の径方向内側に嵌め込まれた環状の第２マス部材と、を含んで構成され、前記センタープレートの外縁部を覆うように前記回転軸に対して同軸的に配置されるダンパマスと、
   前記第３マス部材と前記第２マス部材との間に配置され、前記第３マス部材と前記第２マス部材とを接合する接合部材と、
   一端が前記第１マス部材の内周端に全周に亘って固着されると共に、他端が前記センタープレートの前記一方の面に全周に亘って固着された第１弾性連結体と、
   一端が前記第２マス部材の内周端に全周に亘って固着されると共に、他端が前記センタープレートの前記他方の面に全周に亘って固着された第２弾性連結体と、
   前記センタープレートに取り付けられ、前記センタープレートと前記第１マス部材との距離、及び、前記センタープレートと前記ダンパマスとの距離を所定距離に保持すると共に、前記ダンパマスに対して摺動可能とされたベアリング部材と、
   前記第１弾性連結体、前記第２弾性連結体、及び前記ダンパマスによって囲まれた液体空間に封入された粘性流体と、
   を有し、
   前記第２マス部材の外端面には、前記接続部材が前記第２マス部材の前記嵌め込みと同一方向から挿入されると共にこの挿入方向の奥側で前記第２マス部材の径が奥側に向かって大きくなるテーパー状とされたテーパー部により接合切欠が構成され、
   前記第３マス部材の前記第２マス部材との接合面には、前記テーパー部に対応する位置に前記テーパー部と連続される溝壁により係合溝が構成され、
   前記接合部材は、前記テーパー部及び前記溝壁に沿って、前記接合切欠と前記係合溝とに挿入されていること、
   を特徴とするトーショナルダンパ。
2. 前記接合切欠は前記第２マス部材の全周に亘って構成されていること、を特徴とする請求項１に記載のトーショナルダンパ。
3. 前記接合部材は、前記接合切欠に対応した径の無端リング状とされていること、を特徴とする請求項２に記載のトーショナルダンパ。
4. 前記接合部材は、１本のリボン状板をリング状に加工した有端リング状であること、を特徴とする請求項２に記載のトーショナルダンパ。
5. 前記接合部材は、複数の板部材で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトーショナルダンパ。

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