JP2012177469A - トーショナルダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸の軸受部から漏出する漏出油からハブとダンパマスを弾性的に連結する弾性体を保護し、弾性体の粘性効果及びばね効果が低下するのを抑制することで、振動減衰効果を確保することができるトーショナルダンパを提供する。
【解決手段】回転軸と同軸に装着され、外周面１ｃを有するハブ１と、ハブ１の外周側に環状空間Ｓを隔てて同軸に配設され、内周面２ａを有するダンパマス２と、環状空間Ｓに配置され、ハブ１とダンパマス２とを弾性的に連結する弾性体３と、を備える。弾性体３の回転軸の軸方向のすくなくとも一方側において、環状空間Ｓの開口部を密封するシール部材４が配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車エンジンのクランクシャフト等の回転軸に取り付けられ、捩り振動を減衰するトーショナルダンパに関する。

自動車のガソリンエンジンの内燃エンジンとして、レシプロエンジンが用いられており、このエンジンはピストンの往復運動をクランクシャフトにより回転運動に変換する方式が採用されている。このエンジンのクランクシャフトの回転は、アクスルシャフトの他、オルタネータ等の補機を回転駆動するためにも用いられ、クランクシャフトの軸端に取り付けたトーショナルダンパと補機に取り付けたプーリにベルトを介して回転伝達する構造になっている。ここで、前記トーショナルダンパを用いているのは、エンジン稼動時、クランクシャフトの回転に伴って捩じり振動が生じ、この捩じり振動増大による補機の不具合発生を防止するためである。

トーショナルダンパは、エンジンのクランクシャフト等の回転軸の軸端に取り付けられたハブと、ハブの外周側に同軸に配置された環状のダンパマスと、ハブの外周面とダンパマスの内周面との間の環状空間に配置され、ハブとダンパマスを弾性的に連結する弾性体とからなる構成となっている。ダンパマスの外周面にはプーリ溝部が設けられており、プーリ溝部に巻き掛けられたベルトを介して、補機を駆動する構成となっている。弾性体は一般にゴム材が使用されており、クランクシャフトからハブに入力された回転に伴なう捩り振動を、弾性体の粘性効果によって減衰させる。また、弾性体のばね効果によって、ダンパマス及び弾性体から構成される振動系とクランクシャフトとの共振により減衰させ、粘性効果による減衰と合わせて振動減衰効果を発揮する。

ここで、エンジンのクランクシャフトは軸受により回転自在に支持されており、この軸受部の摺動部分を潤滑するために、潤滑油が供給されている。一般にゴムは油と接触することにより膨潤し、膨潤すると軟化して弾性が低下するとういう性質がある。ゴムの膨潤は、油との親和性に依存しており、親和性が高いほど膨潤が大きいことが知られている。従って、クランクシャフトの回転軸の軸受部から潤滑油が漏出（以下、この漏出する潤滑油を「漏出油」という）して、漏出油とゴム材からなる弾性体が接触すると、弾性体が膨潤し、弾性体の粘性効果及びばね効果が低下することにより、振動減衰効果が発揮されないこととなる。

このため、特許文献１のトーショナルダンパでは、ハブにおけるクランクシャフト取付部の周囲にリング溝状の補足部を備え、クランクシャフトの軸受部から漏出する漏出油を補足部で補足して、外部へ排出することにより、補足部の外周側に配置された弾性体が漏出油と接触することを防いでいる。（特許文献１の図２参照）

特開平２−１９３７９８号公報

しかしながら、クランクシャフトの軸受部からの漏出油が、回転軸の遠心力や振動等により周囲に飛散した場合には、漏出油を補足部にて補足することができない。このような、漏出油が周囲に飛散した場合には、漏出油が弾性体と接触して、弾性体が膨潤し、弾性体の粘性効果及びばね効果が低下する、という問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、回転軸の軸受部から漏出する漏出油からハブとダンパマスを弾性的に連結する弾性体を保護し、弾性体の粘性効果及びばね効果が低下するのを抑制することで、振動減衰効果を確保することができるトーショナルダンパを提供することにある。

上記問題点を解決するために提供される請求項１に記載の発明は、回転軸と同軸に装着され、外周面を有するハブと、前記ハブの外周側に環状空間を隔てて同軸に配設され、内周面を有するダンパマスと、前記環状空間に配置され、前記ハブと前記ダンパマスとを弾性的に連結する弾性体と、を備え、前記弾性体の前記回転軸の軸方向のすくなくとも一方側において、前記環状空間の開口部を密封するシール部材が配置されることを特徴とする。

本請求項のトーショナルダンパは、シール部材が開口部を密封するので、漏出油と弾性体との接触を防ぎ、弾性体の膨潤を防止することができる。

請求項２に記載の発明は、 請求項１に記載のトーショナルダンパであって、前記シール部材は、前記弾性体の前記回転軸の方向のすくなくとも一方側において、前記ハブ及び前記ダンパマスのいずれか一方に固定される固定部と、前記ハブ及び前記ダンパマスのいずれか他方に形成された環状面に接する摺接部と、を有することを特徴とする。

本請求項のトーショナルダンパは、ハブとダンパマスとの相対的な回動変位に対し、シール部材の摺接部が環状面に摺接し、環状空間を密閉するので、漏出油と弾性体との接触を確実に防ぎ、弾性体の膨潤を防止できる。

本発明によれば、回転軸の軸受部から漏出する漏出油からハブとダンパマスを弾性的に連結する弾性体を保護し、弾性体の粘性効果及びばね効果が低下するのを抑制し、振動減衰効果を維持することが可能なトーショナルダンパを提供できる。

本発明の実施例１を示すトーショナルダンパの側断面図である。 本発明の実施例１を示すトーショナルダンパの正面図である。 本発明の実施例１を示すトーショナルダンパの側断面の部分拡大図である。 本発明の実施例１のシール部材を拡大して示す側端断面図である。 本発明の実施例２のシール部材を拡大して示す側端面図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に従って説明する。

図１〜図３に示すように、この実施例１のトーショナルダンパ１００は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）の軸端に取り付けられるハブ１と、このハブ１の外周側に環状空間Ｓを隔てて同軸に配設された環状のダンパマス２と、ハブ１とダンパマス２との間を弾性的に連結する環状の弾性体３と、環状空間Ｓの開口部を密閉するオイルシールとしてのシール部材４からなる。

ハブ１は、鋳鉄等の金属材料からなり、クランクシャフトの軸端に固定するための軸孔１ｅ及びキー溝１ｄが形成されたボス部１ａと、ボス部１ａから正面側（図１中左側）へ延在され、外周面１ｃが形成されたリム部１ｂを有している。

ダンパマス２は、ハブ１と同一の鋳鉄等の金属材料からなり、外周面にはベルトを巻き掛けて補機へ回転力を伝達するためのプーリ溝部２ｂが形成されている。

弾性体３は、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）等の弾性材料からなり、環状に成形され、ハブ１のリム部１ｂの外周面１ｃに対向して配置されたダンパマス２の内周面２ａとの間の環状空間に、所定の圧縮代をもって嵌着されている。

リム部１ｂの外周面１ｃとダンパマス２の内周面２ａは、ハブ１に対するダンパマス２及の軸方向の動きを抑制するため、半径方向にうねった形状となっている。

オイルシールとしてのシール部材４は、耐油性を有するＮＢＲ（ニトリルゴム）等の弾性材料から形成されている。
図４に示すように、シール部材４は、ダンパマス２の内周面２ａに嵌合（圧入）されて固定される固定部としての円筒状の嵌合部４ａと、この嵌合部４ａの外端部からハブ１の外周面１ｃに向けて半径方向内方へ環状に形成された環状部４ｃと、この環状部４ｃの内径端からハブ１の外周面１ｃに摺接可能にかつ環状空間Ｓの開口端から内部に向けて傾斜状に延出される摺接部としてのリップ部４ｂとを一体に有している。
そして、シール部材４は、ハブ１とダンパマス２との相対的な回動変位に対し、摺接部としてのリップ部４ｂの先端部がハブ１の外周面１ｃに摺接することによって、環状空間Ｓの開口部を密閉する。

また、シール部材４のリップ部４ｂは、クランクシャフトの回転に伴なうトーショナルダンパ１００の回転による遠心力の作用を受けてハブ１の外周面１ｃから離反することがないように、設定された弾性力をもってハブ１の外周面１ｃに圧接している。
言い換えると、環状空間Ｓの開口部にシール部材４を装着する際、シール部材４の嵌合部４ａは、ダンパマス２の内周面２ａに圧入嵌合されて固定されると共に、リップ部４ｂはハブ１の外周面１ｃに押圧されて弾性変形され、この弾性変形に基づく弾発力によってリップ部４ｂの先端部がハブ１の外周面１ｃから離反することがないように圧接する。

図１に示すように、トーショナルダンパ１００は、クランクシャフトの軸端に、ハブ１のボス部１ａの軸孔１ｅ内において、キー溝１ｄと嵌合して固定されており、エンジン駆動時は、このクランクシャフトとともに回転される。

以下の構成によれば、クランクシャフトの回転に伴なう捩り振動は、弾性体３の粘性効果によって減衰させる。また、弾性体３のばね効果によって、ダンパマス２及び弾性体３から構成される振動系とクランクシャフトとの共振により減衰させる。捩り振動が減衰されたクランクシャフトの回転は、ハブ１から弾性体３を介して、ダンパマス２に伝達され、さらに、ダンパマス２の外周面のプーリ溝部２ｂに巻き掛けられたＶベルト（図示せず）を介して、オルタネータ等の補機に伝達される。

エンジンが駆動され、回転するクランクシャフトの軸受部から潤滑油が漏出すると、その漏出した漏出油はクランクシャフトを伝い、クランクシャフトの軸端に取り付けられたトーショナルダンパ１００のハブ１のボス部１ａの外周面１ｆへと流れ出る。トーショナルダンパ１００は、クランクシャフトとともに回転され、ボス部１ａの外周面１ｆ上の漏出油は、遠心力や振動等により周囲に飛散する。飛散した漏出油は、ハブ１、ダンパマス２及びシール部材４には付着するが、弾性体３は、シール部材４に密封されているため、漏出油と接触することはない。また、シール部材４は耐油性を有しているため、漏出油が付着しても密封の効果は維持される。

このように、この実施例１のトーショナルダンパ１００は、回転軸の軸受部から潤滑油の漏出があっても、弾性体３は粘性効果及びばね効果を低下させることを抑制し、振動減衰効果を発揮することができる。また、弾性体３に使用されているＥＰＤＭの振動減衰性、耐熱性、耐寒性及び機械的強度等の特性を損なうこともなく、振動減衰効果により、駆動時の振動騒音を抑制し、クランクシャフトの折損を防止することができる。さらに、プーリ溝部２ｂに巻き掛けられたベルトを介して、補機類に滑らかに回転を伝達することができるため、補機類を振動により損傷させることなく動作させることができる。

この実施例１では、シール部材４を回転軸の方向のクランクシャフト側にのみ配置しているが、回転軸方向の反対側にも同様に配置して、弾性体３の両側の開口部を密閉してもよい。これにより、漏出した漏出油が飛散して、反対側に回り込んで侵入することも防ぐことができるため、より確実に漏出油と弾性体３との接触を防ぐことができる。

次に、本発明の実施例２を図５に従って説明する。
図５に示すように、シール部材１０４は、ハブ１の外周面１ｃに圧入嵌合されて固定される固定部としての円筒状の嵌合部１０４ａと、この嵌合部１０４ａの外端部からダンパマス２の内周面２ａに向けて半径方向外方へ環状に形成された環状部１０４ｃと、この環状部１０４ｃの外径端からダンパマス２の内周面２ａに摺接可能にかつ環状空間Ｓの開口端から内部に向けて傾斜状に延出される摺接部としてのリップ部１０４ｂとを一体に有している。
そして、シール部材１０４は、ハブ１とダンパマス２との相対的な回動変位に対し、摺接部としてのリップ部１０４ｂの先端部がハブ１の外周面１ｃに摺接することによって、環状空間Ｓの開口部を密閉する。

特に、この実施例２において、シール部材１０４のリップ部１０４ｂは、これ自身の弾性力に加えて、クランクシャフトの回転に伴なうトーショナルダンパ１００の回転による遠心力の作用を受けて、ダンパマス２の内周面２ａに押し当てられる。
このため、この実施例２のシール部材１０４のリップ部１０４ｂは、実施例１のリップ部４ｂよりも小さい弾性力に設定してもシール性を良好に確保することができる。
そして、シール部材１０４のリップ部１０４ｂの弾性力を小さくした分だけ、環状空間Ｓの開口部に対しシール部材１０４を容易に装着することができる。
この実施例２のその他の構成及び作用効果は実施例１と同様である。

なお、この発明は前記実施例１及び２に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。

１：ハブ、 １ａ：ボス部、 １ｂ：リム部、 １ｃ：ハブ外周面、 １ｄ：キー溝、
１ｅ：軸孔、 １ｆ：ボス外周面
２：ダンパマス、 ２ａ：ダンパマス内周面、 ２ｂ：プーリ溝部
３：弾性体
４：シール部材、 ４ａ：嵌合部、 ４ｂ：リップ部
１００：トーショナルダンパ

Claims (2)

1. 回転軸と同軸に装着され、外周面を有するハブと、
   前記ハブの外周側に環状空間を隔てて同軸に配設され、内周面を有するダンパマスと、
   前記環状空間に配置され、前記ハブと前記ダンパマスとを弾性的に連結する弾性体と、
   を備え、
   前記弾性体の前記回転軸の軸方向のすくなくとも一方側において、
   前記環状空間の開口部を密封するシール部材が配置されることを特徴とするトーショナルダンパ。
2. 請求項１に記載のトーショナルダンパであって、
   前記シール部材は、前記弾性体の前記回転軸の軸方向のすくなくとも一方側において、前記ハブ及び前記ダンパマスのいずれか一方に固定される固定部と、
   前記ハブ及び前記ダンパマスのいずれか他方に形成された環状面に接する摺接部と、
   を有することを特徴とするトーショナルダンパ。

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