JP2018132089A - Torsion damper - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve durability of damper rubber by reducing magnitude of rubber stress generated near an axial center portion of the damper rubber, in a torsion damper in which the damper rubber is mounted between a hub and a vibration ring in a radially compressed state.SOLUTION: In damper rubber, a thin portion having a comparatively small radial thickness is integrally formed on an intermediate position of thick portions having a comparatively large radial thickness at axial both ends. A torsion damper has a convolution portion composed of combination of an annular projecting portion and an annular recessed portion, and a part held by the convolution portion, of the damper rubber is the thin portion. Accordingly, magnitude of the rubber stress generated near an axial central portion of the damper rubber is reduced, and durability of the damper rubber can be improved.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、自動車エンジン等の回転駆動系において、クランクシャフト等の回転軸に生起される捩り振動を吸収減衰するために用いられるトーショナルダンパに関する。   The present invention relates to a torsional damper that is used to absorb and attenuate torsional vibration generated in a rotating shaft such as a crankshaft in a rotary drive system such as an automobile engine.

従来から図５に示すように、自動車エンジンのクランクシャフト（図示せず）に取り付けられる環状のハブ５２を有し、このハブ５２の外周側に環状のダンパゴム５３を介して振動リング５４を連結した構造のトーショナルダンパ５１が知られている。   Conventionally, as shown in FIG. 5, an annular hub 52 attached to a crankshaft (not shown) of an automobile engine is provided, and a vibration ring 54 is connected to the outer peripheral side of the hub 52 via an annular damper rubber 53. A torsional damper 51 having a structure is known.

ダンパゴム５３は、一定の径方向厚みｔ４を備える環状（円筒状）の部品として成形され、一定の径方向幅ｔ５を備えるハブ５２および振動リング５４間の環状空隙５５に対し軸方向一方から圧入嵌合されている（ゴム嵌合タイプトーショナルダンパ）。 The damper rubber 53 is molded as an annular (cylindrical) part having a constant radial thickness t 4 , and from one axial direction with respect to the annular gap 55 between the hub 52 and the vibration ring 54 having a constant radial width t 5. It is press-fitted (rubber fitting type torsional damper).

ダンパゴム５３の径方向厚みｔ４とこれを圧入する環状空隙５５の径方向幅ｔ５は、
ｔ４＞ｔ５の関係とされ、ダンパゴム５３は圧入後、径方向に圧縮された状態とされ、すなわち径方向に予圧縮された状態とされている。 The radial thickness t 4 of the damper rubber 53 and the radial width t 5 of the annular gap 55 into which the damper rubber 53 is press-fitted are:
The relation of t 4 > t 5 is established, and the damper rubber 53 is in a state of being compressed in the radial direction after being press-fitted, that is, in a state of being pre-compressed in the radial direction.

また、振動リング５４の内周面に環状凸部５７が形成されるとともにこの環状凸部５７に対応してハブ５２の外周面に環状凹部５８が形成されることにより、環状空隙５５の断面形状を一部で波打ち状に湾曲させるコンボリューション部５６が設けられている。   In addition, an annular convex portion 57 is formed on the inner peripheral surface of the vibration ring 54 and an annular concave portion 58 is formed on the outer peripheral surface of the hub 52 corresponding to the annular convex portion 57, whereby the cross-sectional shape of the annular gap 55 is formed. Is provided with a convolution section 56 that partially curves in a wavy shape.

特開２０１３−１９４８７５号公報JP 2013-194875 A

上記トーショナルダンパ５１には、以下の点で改良の余地がある。   The torsional damper 51 has room for improvement in the following points.

すなわち上記トーショナルダンパ５１では、耐久性向上や滑りトルク確保のため、上記したようにダンパゴム５３をハブ５２および振動リング５４間の環状空隙５５に予圧縮をかけて圧入するが、耐久性を考慮すると、この圧縮によるゴム応力はできるだけ均等（等応力）になることが望ましい（一部に応力集中すると亀裂発生の要因となり兼ねない）。   That is, in the torsional damper 51, in order to improve durability and secure sliding torque, the damper rubber 53 is pre-compressed into the annular gap 55 between the hub 52 and the vibration ring 54 as described above. Then, it is desirable that the rubber stress due to this compression be as uniform as possible (equal stress) (concentration of stress in a part may cause cracking).

そこで、ゴム応力を均等にするには、環状空隙５５の径方向幅ｔ５をほぼ等間隔にするのが一般的である。 Therefore, to equalize the rubber stress, to a substantially equal intervals in the radial direction width t 5 of the annular gap 55 is common.

しかしながら近年では、低燃費化やダウンサイジング化による高圧縮率化、高熱効率化、油温上昇などより、トーショナルダンパ５１も高温雰囲気にさらされる傾向にある。したがってこの場合、ダンパゴム５３はその軸方向中央部に近い程、ゴム温度が高くなり（ゴム発熱分が放熱されにくい）、また、熱膨張による変形分の逃げ場がないことから、等間隔では中央部付近のゴム応力が非常に高くなり、ダンパゴム５３に亀裂が発生する可能性がある。   However, in recent years, the torsional damper 51 tends to be exposed to a high temperature atmosphere due to higher fuel efficiency and downsizing, higher compression ratio, higher thermal efficiency, and higher oil temperature. Accordingly, in this case, the closer the damper rubber 53 is to the central portion in the axial direction, the higher the rubber temperature becomes (the heat generated by the rubber is less likely to be dissipated), and there is no escape from deformation due to thermal expansion. The rubber stress in the vicinity becomes very high, and the damper rubber 53 may crack.

また、ダンパゴム５３の軸方向中央部付近のゴム応力を低減すべくコンボリューション部５６を構成する環状凸部５７の高さを小さくしたり環状凹部５８の深さを大きくしたりすることにより、この部分において環状空隙５５の径方向幅ｔ５を拡大することが考えられる。 Further, by reducing the height of the annular convex portion 57 constituting the convolution portion 56 or increasing the depth of the annular concave portion 58 in order to reduce the rubber stress in the vicinity of the central portion in the axial direction of the damper rubber 53, it is conceivable to increase the radial width t 5 of the annular gap 55 in the portion.

しかしながらこの場合は、環状凸部５７の高さが小さくなるのに伴って、または環状凹部５８の深さを大きくなるのに伴って、ハブ５２および振動リング５４を軸方向に位置決めする、或いはダンパゴム５３の抜け荷重を保持する等と云ったコンボリューション部５６の機能が低下する可能性がある。   However, in this case, the hub 52 and the vibration ring 54 are positioned in the axial direction as the height of the annular convex portion 57 decreases or the depth of the annular concave portion 58 increases, or the damper rubber. There is a possibility that the function of the convolution unit 56, such as holding 53 unloading load, may be deteriorated.

本発明は以上の点に鑑みて、ダンパゴムの軸方向中央部付近に発生するゴム応力の大きさを低減し、もってダンパゴムの耐久性を向上することができるトーショナルダンパを提供することを目的とする。   In view of the above points, the present invention has an object to provide a torsional damper capable of reducing the magnitude of rubber stress generated in the vicinity of the central portion in the axial direction of the damper rubber and thereby improving the durability of the damper rubber. To do.

上記目的を達成するため、本発明のトーショナルダンパは、ハブと振動リングの間にダンパゴムを径方向に圧縮した状態で装着したトーショナルダンパにおいて、前記ダンパゴムは、径方向厚みが比較的大きい軸方向両端の厚肉部の中間位置に径方向厚みが比較的小さい薄肉部を一体に備える形状とされていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a torsional damper according to the present invention is a torsional damper in which a damper rubber is mounted in a radially compressed state between a hub and a vibration ring, and the damper rubber is a shaft having a relatively large radial thickness. It is characterized by having a thin portion integrally with a relatively small thickness in the radial direction at an intermediate position between the thick portions at both ends in the direction.

また、上記構成のトーショナルダンパにおいて、前記ハブの外周面および前記振動リングの内周面の何れか一方に形成した環状凸部、および前記環状凸部に対応して他方に形成した環状凹部の組み合わせによるコンボリューション部を有し、前記ダンパゴムのうちの、前記コンボリューション部によって保持される部分が前記薄肉部とされていることを特徴とする。   Further, in the torsional damper having the above-described configuration, an annular protrusion formed on one of the outer peripheral surface of the hub and the inner peripheral surface of the vibration ring, and an annular recess formed on the other corresponding to the annular protrusion It has a convolution part by combination, and the portion held by the convolution part of the damper rubber is the thin part.

また、上記構成のトーショナルダンパにおいて、前記厚肉部と前記薄肉部は、径方向厚みが徐々に変化する徐変形状を介して連続していることを特徴とする。   In the torsional damper having the above-described configuration, the thick part and the thin part are continuous through a gradually deforming shape in which the radial thickness gradually changes.

また、上記構成のトーショナルダンパにおいて、前記薄肉部は、前記ダンパゴムの内周面および外周面の双方または何れか一方に環状溝部を設けることにより形成されていることを特徴とする。   Further, in the torsional damper having the above-described configuration, the thin portion is formed by providing an annular groove portion on both or one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the damper rubber.

本発明においては、ダンパゴムにおける径方向厚みが比較的大きい軸方向両端の厚肉部の中間位置に径方向厚みが比較的小さい薄肉部が設けられているため、この薄肉部では径方向の圧縮度合いが小さく、発生するゴム応力の大きさが低減される。したがってダンパゴムの軸方向中央部付近に発生するゴム応力の大きさを低減することができ、ダンパゴムの耐久性を向上することができる。   In the present invention, since a thin portion having a relatively small radial thickness is provided at a middle position between the thick portions at both axial ends where the radial thickness of the damper rubber is relatively large, the degree of compression in the radial direction at the thin portion. And the magnitude of the generated rubber stress is reduced. Therefore, the magnitude of the rubber stress generated in the vicinity of the central portion in the axial direction of the damper rubber can be reduced, and the durability of the damper rubber can be improved.

本発明の実施例に係るトーショナルダンパの半裁断面図Sectional drawing of the torsional damper according to the embodiment of the present invention 同トーショナルダンパを組み立てる前（ダンパゴム圧入前）の状態を示す半裁断面図Half cut sectional view showing the state before assembling the torsional damper (before pressing the damper rubber) ダンパゴムの単品状態を示す断面斜視図Cross-sectional perspective view showing the state of a single damper rubber （Ａ）および（Ｂ）ともダンパゴムの他の例を示す単品状態の断面斜視図(A) And (B) is a sectional perspective view of a single product state showing another example of a damper rubber 従来例に係るトーショナルダンパの半裁断面図Half-sectional view of a torsional damper according to a conventional example

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）ゴム（ダンパゴム）の内部中心（軸方向中央部）に近い部分のゴム厚を小さくし、常態で中央部ほど、ゴム応力が緩和された状態にする。
（２）この際、基本ゴム厚ｔ２から中央部ゴム厚ｔ３への厚み変化は徐変とし、急激なゴム応力変化がないようにする。
（３）ゴム応力緩和度合いは、使用される高温雰囲気下でゴム嵌合部全体（両端部除く）でほぼ等応力となるように調整する。
上記（１）〜（３）の構成を特徴とする高温雰囲気下でゴム等応力構造となるトーショナルダンパ。 The present invention includes the following embodiments.
(1) The rubber thickness of the portion near the inner center (axial center portion) of the rubber (damper rubber) is reduced, and the rubber stress is reduced in the normal portion in the normal state.
(2) At this time, the thickness changes from the base rubber thickness t 2 to the central rubber thickness t 3 is a gradual change, so that no sharp rubber stress change.
(3) The degree of relaxation of the rubber stress is adjusted so that the entire rubber fitting portion (excluding both ends) has almost the same stress in the high temperature atmosphere to be used.
A torsional damper having a stress structure such as rubber under a high temperature atmosphere characterized by the constitutions (1) to (3) above.

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１に示すように、当該実施例に係るトーショナルダンパ１は、自動車エンジンのクランクシャフト（図示せず）に取り付けられる環状のハブ１１を有し、このハブ１１の外周側に環状のダンパゴム２１を介して振動リング３１が連結されている。振動リング３１の外周面には、無端ベルト（図示せず）を巻架するための環状のプーリ溝３２が設けられ、このプーリ溝３２に巻架する無端ベルトを介して補機類（図示せず）へ回転トルクを伝達する。ハブ１１および振動リング３１はそれぞれ所定の金属材によって成形されている。   As shown in FIG. 1, the torsional damper 1 according to this embodiment has an annular hub 11 attached to a crankshaft (not shown) of an automobile engine, and an annular damper rubber 21 on the outer peripheral side of the hub 11. The vibration ring 31 is connected via An annular pulley groove 32 for winding an endless belt (not shown) is provided on the outer peripheral surface of the vibration ring 31, and accessories (not shown) are interposed via the endless belt wound around the pulley groove 32. )) Rotating torque The hub 11 and the vibration ring 31 are each formed of a predetermined metal material.

また、図２に示すようにトーショナルダンパ１は、ハブ１１およびその外周側に配置された振動リング３１の間の環状空隙４１にその軸方向一方からダンパゴム２１を圧入嵌合することにより組み立てられるゴム嵌合タイプのトーショナルダンパとされている。ダンパゴム２１は圧入後、径方向に圧縮された状態とされ、すなわち径方向に予圧縮された状態とされる。   As shown in FIG. 2, the torsional damper 1 is assembled by press-fitting the damper rubber 21 from one axial direction into the annular gap 41 between the hub 11 and the vibration ring 31 disposed on the outer peripheral side thereof. It is a rubber fitting type torsional damper. The damper rubber 21 is compressed in the radial direction after being press-fitted, that is, in a state pre-compressed in the radial direction.

ハブ１１の外周面の軸方向中央部に環状凸部４３が形成されるとともにこの環状凸部４３に対応して振動リング３１の内周面の軸方向中央部に環状凹部４４が形成され、この環状凸部４３および環状凹部４４の組み合わせにより、環状空隙４１の断面形状を一部で波打ち状に湾曲させるコンボリューション部４２が環状空隙４１の軸方向中央部に位置して設けられている。   An annular convex portion 43 is formed at the axial central portion of the outer peripheral surface of the hub 11 and an annular concave portion 44 is formed at the axial central portion of the inner peripheral surface of the vibration ring 31 corresponding to the annular convex portion 43. Due to the combination of the annular convex portion 43 and the annular concave portion 44, a convolution portion 42 that partially curves the cross-sectional shape of the annular gap 41 in a wavy shape is provided at the central portion in the axial direction of the annular gap 41.

ハブ１１および振動リング３１間の環状空隙４１の径方向幅ｔ１は、軸方向両端に設けた面取りによるテーパー状の幅拡大部４５を除き、軸方向全長に亙って一定ないしほぼ一定とされている。 The radial width t 1 of the annular gap 41 between the hub 11 and the vibration ring 31 is constant or substantially constant over the entire length in the axial direction except for the taper-shaped widened portion 45 by chamfering provided at both ends in the axial direction. ing.

これに対し、ダンパゴム２１は、径方向厚みｔ２が比較的大きい軸方向両端の厚肉部２２の中間位置であって軸方向中央部に、径方向厚みｔ３が比較的小さい薄肉部２３が一体に設けられた形状とされている。 In contrast, damper rubber 21, in the axial central portion an intermediate position in the radial direction thickness t 2 is relatively large axial end thick-walled portion 22, the radial thickness t 3 is relatively small thin portion 23 The shape is integrally provided.

ハブ１１および振動リング３１間の環状空隙４１の径方向幅ｔ１、ダンパゴム２１の厚肉部２２の径方向厚みｔ２、薄肉部２３の径方向厚みｔ３は、
ｔ１＜ｔ３＜ｔ２・・・・（ａ）式、または
ｔ１≦ｔ３＜ｔ２・・・・（ａ’）式
の関係を充足するように設定されている。 The radial width t 1 of the annular gap 41 between the hub 11 and the vibration ring 31, the radial thickness t 2 of the thick portion 22 of the damper rubber 21, and the radial thickness t 3 of the thin portion 23 are:
t 1 <t 3 <t 2 ... (a), or t 1 ≦ t 3 <t 2 ... (a ′).

厚肉部２２と薄肉部２３は、径方向厚みがｔ２からｔ３へと徐々に変化する徐変形状２４を介して連続して形成されている。 The thick part 22 and the thin part 23 are continuously formed through a gradually deformed shape 24 in which the radial thickness gradually changes from t 2 to t 3 .

薄肉部２３は、図３に示すようにダンパゴム２１の内周面および外周面の双方に互いに対応して環状溝部２５を設けることにより形成されているが、図４（Ａ）に示すようにダンパゴム２１の内周面のみに環状溝部２５を設けることにより形成されても良く、また図４（Ｂ）に示すようにダンパゴム２１の外周面のみに環状溝部２５を設けることにより形成されても良い。そして何れにしても、環状溝部２５の側面部が斜面状に形成されることにより、上記徐変形状２４が設けられている。   The thin-walled portion 23 is formed by providing annular groove portions 25 corresponding to each other on both the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the damper rubber 21 as shown in FIG. 3, but as shown in FIG. It may be formed by providing the annular groove 25 only on the inner peripheral surface of 21, or may be formed by providing the annular groove 25 only on the outer peripheral surface of the damper rubber 21 as shown in FIG. In any case, the gradually deformed shape 24 is provided by forming the side surface portion of the annular groove portion 25 into a slope shape.

上記構成を備えるトーショナルダンパ１においては、ダンパゴム２１における径方向厚みｔ２が比較的大きい軸方向両端の厚肉部２２の中間位置に径方向厚みｔ３が比較的小さい薄肉部２３が一体に設けられているため、この薄肉部２３では径方向の圧縮度合いが小さく、発生するゴム応力の大きさが低減される。薄肉部２３はダンパゴム２１の軸方向中央部に設けられ、コンボリューション部４２は環状空隙４１の同じく軸方向中央部に設けられているため、薄肉部２３はダンパゴム２１のうちのコンボリューション部４２によって保持される部分に設けられている。したがってダンパゴム２１の軸方向中央部付近であってコンボリューション部４２によって保持される部分に発生するゴム応力の大きさを低減し、発熱・蓄熱を抑制し、ダンパゴム２１の耐久性を向上することができる。 In the torsional damper 1 having the above structure, the radial thickness t 2 is relatively large axial radially intermediate position the ends of the thick portion 22 the thickness t 3 is relatively small thin portion 23 is integrally in the damper rubber 21 Since the thin wall portion 23 is provided, the degree of compression in the radial direction is small and the magnitude of the generated rubber stress is reduced. Since the thin portion 23 is provided at the axial center portion of the damper rubber 21 and the convolution portion 42 is provided at the same axial center portion of the annular gap 41, the thin portion 23 is formed by the convolution portion 42 of the damper rubber 21. It is provided in the part to be held. Therefore, it is possible to reduce the magnitude of the rubber stress generated in the portion near the axial center of the damper rubber 21 and to be held by the convolution portion 42, suppress heat generation and heat storage, and improve the durability of the damper rubber 21. it can.

また、ハブ１１および振動リング３１間の環状空隙４１の径方向幅ｔ１が軸方向全長に亙って一定ないしほぼ一定とされているため、コンボリューション部４２を構成する環状凸部４３の高さを小さくしたり環状凹部４４の深さを大きくしたりすることはなされていない。したがってハブ１１および振動リング３１を軸方向に位置決めする、或いはダンパゴム２１の抜け荷重を保持する等と云ったコンボリューション部４２の機能が低下するのを防止することができる。 Further, since the radial width t 1 of the annular gap 41 between the hub 11 and the vibration ring 31 is constant or substantially constant over the entire length in the axial direction, the height of the annular convex portion 43 constituting the convolution portion 42 is increased. Neither the thickness is reduced nor the depth of the annular recess 44 is increased. Therefore, it is possible to prevent the function of the convolution part 42 such as positioning the hub 11 and the vibration ring 31 in the axial direction or maintaining the load of the damper rubber 21 from being lowered.

尚、このコンボリューション部４２の構成について、上記実施例では、ハブ１１の外周面の軸方向中央部に設けた環状凸部４３と、振動リング３１の内周面の軸方向中央部に設けた環状凹部４４との組み合わせとしたが、環状凸部４３と環状凹部４４の配置は反対であっても良く、すなわち図５に示したように、振動リング３１の内周面の軸方向中央部に設けた環状凸部４３と、ハブ１１の外周面の軸方向中央部に設けた環状凹部４４との組み合わせよりなるものとしても良い。   In addition, about the structure of this convolution part 42, in the said Example, it provided in the axial direction center part of the cyclic | annular convex part 43 provided in the axial direction center part of the outer peripheral surface of the hub 11, and the internal peripheral surface of the vibration ring 31. Although the combination with the annular recess 44 is provided, the arrangement of the annular projection 43 and the annular recess 44 may be reversed, that is, as shown in FIG. 5, at the axially central portion of the inner peripheral surface of the vibration ring 31. It is good also as what consists of a combination of the provided annular convex part 43 and the annular recessed part 44 provided in the axial direction center part of the outer peripheral surface of the hub 11. FIG.

１ トーショナルダンパ
１１ ハブ
２１ ダンパゴム
２２ 厚肉部
２３ 薄肉部
２４ 徐変形状
２５ 環状溝部
３１ 振動リング
３２ プーリ溝
４１ 環状空隙
４２ コンボリューション部
４３ 環状凸部
４４ 環状凹部
４５ 幅拡大部
ｔ１ 環状空隙の径方向幅
ｔ２ 厚肉部の径方向厚み
ｔ３ 薄肉部の径方向厚み DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Torsional damper 11 Hub 21 Damper rubber 22 Thick part 23 Thin part 24 Gradual deformation 25 Annular groove part 31 Oscillating ring 32 Pulley groove 41 Annular gap 42 Convolution part 43 Annular convex part 44 Annular recessed part 45 Wide width part t 1 Annular gap Radial width of t 2 radial thickness of thick part t 3 radial thickness of thin part

Claims (4)

ハブと振動リングの間にダンパゴムを径方向に圧縮した状態で装着したトーショナルダンパにおいて、
前記ダンパゴムは、径方向厚みが比較的大きい軸方向両端の厚肉部の中間位置に径方向厚みが比較的小さい薄肉部を一体に備える形状とされていることを特徴とするトーショナルダンパ。 In the torsional damper mounted with the damper rubber compressed in the radial direction between the hub and the vibration ring,
The torsional damper is characterized in that the damper rubber is integrally formed with a thin portion having a relatively small radial thickness at an intermediate position between thick portions at both axial ends having a relatively large radial thickness. 請求項１記載のトーショナルダンパにおいて、
前記ハブの外周面および前記振動リングの内周面の何れか一方に形成した環状凸部、および前記環状凸部に対応して他方に形成した環状凹部の組み合わせによるコンボリューション部を有し、
前記ダンパゴムのうちの、前記コンボリューション部によって保持される部分が前記薄肉部とされていることを特徴とするトーショナルダンパ。 The torsional damper according to claim 1,
An annular convex portion formed on one of the outer peripheral surface of the hub and the inner peripheral surface of the vibration ring, and a convolution portion formed by a combination of an annular concave portion formed on the other corresponding to the annular convex portion,
A torsional damper, wherein a portion of the damper rubber held by the convolution part is the thin part. 請求項１または２記載のトーショナルダンパにおいて、
前記厚肉部と前記薄肉部は、径方向厚みが徐々に変化する徐変形状を介して連続していることを特徴とするトーショナルダンパ。 The torsional damper according to claim 1 or 2,
The torsional damper, wherein the thick portion and the thin portion are continuous through a gradually deformed shape in which the radial thickness gradually changes. 請求項１、２または３記載のトーショナルダンパにおいて、
前記薄肉部は、前記ダンパゴムの内周面および外周面の双方または何れか一方に環状溝部を設けることにより形成されていることを特徴とするトーショナルダンパ。 The torsional damper according to claim 1, 2, or 3,
The torsional damper is characterized in that the thin-walled portion is formed by providing an annular groove on both or one of the inner and outer peripheral surfaces of the damper rubber.
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