JP2013108578A

JP2013108578A - トーショナルダンパ

Info

Publication number: JP2013108578A
Application number: JP2011254907A
Authority: JP
Inventors: Masaya Omoto; 真哉尾本
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2013-06-06

Abstract

【課題】ハブ本体１１とボス１２を結合した構造のハブ１を備えるトーショナルダンパにおいて、低コストで製造可能とし、かつ回転時における振れの低減を図る。
【解決手段】内径部が回転軸の端部に取り付けられるハブ１と、このハブ１と同心的に配置された環状の質量体２と、ハブ１と質量体２を弾性的に連結するゴム状弾性を有する弾性材料からなる弾性体３とを備えるトーショナルダンパであって、ハブ１が、ハブ本体１１と、このハブ本体１１の内径部に軸方向に重合されたボス１２からなり、ハブ本体１１とボス１２が、ハブ本体１１に形成した爪部１１ｄのカシメによって結合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車エンジンのクランクシャフト等、回転軸に取り付けられるプーリに構成されるトーショナルダンパに関する。

自動車エンジンのクランクシャフトの端部に取り付けられるプーリには、エンジンの駆動に伴ってクランクシャフトに生じる捩り振動（回転方向の振動）による不具合の発生を防止するための捩り振動低減機能を備えており、すなわちトーショナルダンパが構成されている。

図５に示されるように、トーショナルダンパ１００は、不図示のクランクシャフトの端部に取り付けられるハブ１１０と、このハブ１１０と同心的に配置された環状の質量体１２０と、これらハブ１１０と質量体１２０とを弾性的に連結するゴム状弾性を有する弾性材料からなる弾性体１３０とを備える。そしてこのトーショナルダンパ１００は、クランクシャフトの捩り振幅が最大となる所定の振動周波数域において、捩り方向に加振されることによって弾性体１３０及び質量体１２０からなるばね−質量系が共振し、その振動変位によるトルクが入力振動によるトルクと逆方向へ生じることによって、動的吸振効果を発揮するものである。

従来、この種のトーショナルダンパ１００は図示の例のように、ハブ１１０を、軽量化などの目的で金属板のプレス成形品からなるハブ本体１１１と、このハブ本体１１１の内径部に溶接又はボルト止め等によって一体に結合したボス１１２からなるものとしたものがある。なお、この例ではハブ本体１１１の外径部には、不図示の無端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部１１１ａが形成されている（例えば下記の特許文献１参照）。

特開２００７−１３９１０７号公報

しかしながら、上記従来のトーショナルダンパ１００によれば、ハブ１１０が、ハブ本体１１１とボス１１２をボルトにより結合したものである場合、複数のボルトが必要になるため部品点数が多くなるばかりでなく、ボルトの締め付け工程が必要となるため、コストが高くなってしまう問題があった。

また、ハブ１１０が、ハブ本体１１１とボス１１２を溶接により結合したものである場合、溶接工程が必要となるためコストが高くなるばかりでなく、溶接によって寸法精度が悪くなるため、回転時における振れが大きくなるおそれがあった。

本発明は以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、ハブ本体とボスを結合した構造のハブを備えるトーショナルダンパにおいて、低コストで製造可能とし、かつ回転時における振れの低減を図ることにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るトーショナルダンパは、内径部が軸方向に締め付けられた状態で回転軸に取り付けられるハブと、このハブと同心的に配置された環状の質量体と、前記ハブと質量体を弾性的に連結するゴム状弾性を有する弾性材料からなる弾性体とを備え、前記ハブが、プレス成形体であるハブ本体と、このハブ本体の内径部に軸方向に重合されたボスからなり、前記ハブ本体とボスが、前記ハブ本体に形成した爪部のカシメによって結合されたものである。

請求項２の発明に係るトーショナルダンパは、請求項１に記載の構成において、爪部が前記ハブ本体の切り起こしによって形成されたものである。

請求項１の発明に係るトーショナルダンパによれば、ハブ本体とボスがハブ本体に形成した爪部のカシメによって結合されてハブが構成され、回転軸への取付状態ではハブ本体の内径部とボスが軸方向に互いに締め付けられるためハブ本体とボスの一体性が損なわれることはなく、したがって部品点数が増大することがなく低コストで提供することができ、しかも爪部はプレス成形によるハブ本体の製作過程で形成できるため、ハブ本体と同心の仮想円周に沿って並んだものとすることでハブにおけるボスの同心性が確保され、溶接の場合のような寸法精度の悪化を来たさないため、回転時における振れを小さくすることができる。

請求項２の発明に係るトーショナルダンパによれば、ハブ本体には爪部の切り起こし痕として開口部が形成されるので、この開口部によってハブ本体の通気や放熱を促すことができ、開口部を別途に形成する必要がない。

本発明に係るトーショナルダンパの第一の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。本発明に係るトーショナルダンパの第一の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して正面側に偏在する方向から見た断面斜視図である。本発明に係るトーショナルダンパの第一の実施の形態を、軸心を通る平面で切断して背面側に偏在する方向から見た断面斜視図である。本発明に係るトーショナルダンパの第二の実施の形態を背面側に偏在する方向から見た斜視図である。従来の技術に係るトーショナルダンパの一例を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。

以下、本発明に係るトーショナルダンパの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において「正面側」とは、図１における左側であって車両のフロント側のことであり、「背面側」とは図１における右側であって不図示のエンジンが存在する側のことである。

まず図１〜図３は第一の実施の形態を示すものである。すなわちこの実施の形態のトーショナルダンパは、ハブ１と、このハブ１の外周に同心的に近接配置された環状の質量体２と、ハブ１と質量体２を弾性的に連結するゴム状弾性を有する弾性材料からなる環状の弾性体３とを備える。

ハブ１は、ハブ本体１１と、このハブ本体１１の内径部に軸方向に重合されたボス１２からなる。詳しくは、ハブ本体１１は金属板のプレス成形によって製作されたものであって、中央に軸孔である円形孔１１ｂが開設された円盤部１１ａと、その外径端部から正面側へ延在されたリム部１１ｃとを有する。一方、ボス１２は金属の鋳物等からなるものであって、エンジンのクランクシャフト（不図示）の端部に外挿される筒部１２ａと、その正面側の端部から外径側へ円盤状に展開した鍔部１２ｂとを有する。なお、参照符号１２ｃは前記クランクシャフトとの回り止めのためのキー溝である。

ハブ本体１１における円盤部１１ａには、切り起こし加工によって背面側へ突出した複数の爪部１１ｄが円周方向所定間隔で形成されており、この爪部１１ｄの先端部が、前記円盤部１１ａの内径部と軸方向に重合した状態で同心的に配置されたボス１２の鍔部１２ｂをつかむように内径側へ屈曲した形状にカシメ加工されることによって、ハブ本体１１とボス１２が互いに結合されている。

また、ハブ本体１１の円盤部１１ａには、爪部１１ｄの切り起こし痕である複数の開口部１１ｅが円周方向所定間隔で形成されている。

質量体２は金属材料の鋳造等により製作されたものであって、ハブ１のハブ本体１１におけるリム部１１ｃの外周側に同心的に配置されており、外周面には不図示の無端ベルトを巻き掛けて補機へ回転力を伝達するためのポリＶ溝２ａが形成されている。

弾性体３は、例えば耐熱性、耐寒性及び機械的強度に優れると共に内部発熱の少ないゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）によって環状に成形された後、ハブ１のハブ本体１１におけるリム部１１ｃの外周面と、これに径方向に対向する質量体２の内周面との間に正面側から圧入され、所要の圧縮代をもって嵌着されたものである。そして互いに対向する質量体２の内周面とリム部１１ｃは、弾性体３との間での軸方向への滑りによる脱落を防止するために、径方向へ緩やかにうねった形状となっている。このため、弾性体３は径方向へうねった状態でハブ本体１１のリム部１１ｃと質量体２の間に介在している。

質量体２と弾性体３によって構成される共振系の捩り方向（円周方向）共振周波数は、質量体２の円周方向慣性質量と、弾性体３の円周方向剪断ばね定数によって、クランクシャフトの捩り振動の振幅が極大となる周波数帯域に設定されている。

上述の構成を備えるトーショナルダンパは、不図示のボルトによって、ハブ本体１１の円盤部１１ａの内径部とボス１２が軸方向に締め付けられた状態で、ハブ１がエンジンのクランクシャフトの一端に固定され、前記エンジンの駆動時に、クランクシャフトと共に回転されるものである。また、質量体２の外周面のポリＶ溝２ａにはベルトが巻き掛けられ、クランクシャフトの回転力が、オルタネータや冷却水ポンプなど不図示の補機へ伝達されるようになっている。

そしてクランクシャフトからハブ１を介して入力される捩り振動の周波数が、クランクシャフトの振幅が極大となる帯域付近になると、質量体２と弾性体３によって構成されるばね−質量系が、入力振動と異なる位相角をもって共振し、その振動変位によるトルクが入力振動のトルクと逆方向に生じることによる動的吸振効果を発揮する。このため、クランクシャフトの捩り振動のピークを有効に低減することができる。

このトーショナルダンパの組み立てにおいては、まず金属板をプレス成形したハブ本体１１のリム部１１ｃの外周側に、金属材料の鋳造等により製作した質量体２を同心的に配置し、この質量体２の内周面とハブ本体１１のリム部１１ｃとの間に、ゴム状弾性材料で成形された弾性体３を、正面側から軸方向へ圧入嵌合する。なお、このときハブ本体１１の爪部１１ｄは背面側へまっすぐに延びた状態にある。

そしてこのハブ本体１１と質量体２と弾性体３の組立物の外径部（質量体２の外径部）を不図示の外径固定治具で位置決めする一方、金属材料の鋳造等により製作したボス１２を、不図示の内径固定治具によって前記組立物と同心的に位置決めすると共にハブ本体１１の内径部の背面に当接させた状態で、ハブ本体１１の爪部１１ｄを、ボス１２の鍔部１２ｂをつかむように内径側へカシメ加工することによって、ハブ本体１１とボス１２を一体化しハブ１と、質量体２と、弾性体３からなるトーショナルダンパの組み立てが完了する。

上述の組み立て作業には複数のボルトによる締め付け工程や溶接工程を含まず、また、ハブ本体１１の爪部１１ｄのカシメを、ハブ本体１１と質量体２と弾性体３の組立物の外径（質量体２の外径）とボス１２の内径を基準として治具にセットすることにより同心性を確保した状態で行うことができるため、ハブ本体１１とボス１２に高精度のインローを設定する必要がなく、しかもハブ本体１１の爪部１１ｄはハブ本体１１のプレス成形に際して切り起こし形成することができるため、製造コストを低減することができる。

また、上述の工程によってハブ１のボス１２と質量体２間の同心性が確保された状態で高精度に組み立てることができるので、回転時における振れを小さくすることができる。

さらに、爪部１１ｄはハブ本体１１の円盤部１１ａに切り起こし加工によって形成されたものであるため、前記円盤部１１ａには爪部１１ｄの切り起こし痕として複数の開口部１１ｅが形成されているので、ハブ本体１１の通気や放熱を促すための開口部を別途に形成する必要がない。

次に図４は本発明に係るトーショナルダンパの第二の実施の形態を示すものである。すなわちこの実施の形態のトーショナルダンパにおいて、上述した第一の実施の形態と異なるところは、ハブ本体１１の円盤部１１ａに開設された開口部１１ｅが、爪部１１ｄの面積よりも大きな扇形をなしていることにある。その他の部分は、第一の実施の形態と同様に構成することができる。

この構成でも、開口部１１ｅはハブ本体１１の製作過程で爪部１１ｄを切り起こし形成する際に打ち抜き加工することができ、この開口部に１１ｅによってハブ本体１１の通気や放熱を促すことができる。

１ハブ
１１ハブ本体
１１ｄ爪部
１１ｅ開口部
１２ボス
２質量体
３弾性体

Claims

内径部が軸方向に締め付けられた状態で回転軸に取り付けられるハブと、このハブと同心的に配置された環状の質量体と、前記ハブと質量体を弾性的に連結するゴム状弾性を有する弾性材料からなる弾性体とを備え、前記ハブが、プレス成形体であるハブ本体と、このハブ本体の内径部に軸方向に重合されたボスからなり、前記ハブ本体とボスが、前記ハブ本体に形成した爪部のカシメによって結合されたことを特徴とするトーショナルダンパ。
爪部が前記ハブ本体の切り起こしによって形成された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。