JP2019032006A

JP2019032006A - トーショナルダンパ

Info

Publication number: JP2019032006A
Application number: JP2017152143A
Authority: JP
Inventors: 植草　裕之; Hiroyuki Uekusa; 裕之植草
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2017-08-07
Filing date: 2017-08-07
Publication date: 2019-02-28
Anticipated expiration: 2037-08-07
Also published as: JP6906395B2

Abstract

【課題】ダンパマスにベルトテンションによる傾きが発生しにくく、ダンパゴムの耐久性を向上させ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】回転軸に取り付けられるハブ２１と、ハブ２１の外周側に接続されたダンパゴム３１と、ダンパゴム３１の外周側に接続されたダンパマス４１と、ダンパマス４１の外周面に設けられたプーリ溝４３とを有し、プーリ溝４３は軸方向に複数が並べて設けられている。各プーリ溝４３に無端ベルトを巻架したときに発生するベルトテンションの大きさにプーリ溝４３ごとの大小差が生じるので、比較的小さなベルトテンションを発生するプーリ溝４３Ｂの内周側に位置するダンパゴム３１のゴム硬度よりも比較的大きなベルトテンションを発生するプーリ溝４３Ａの内周側に位置するダンパゴム３１のゴム硬度のほうを高く設定したことを特徴とする。【選択図】図１

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。

従来から図２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２１を有し、このハブ２１の外周側に環状のダンパゴム３１を介して同じく環状のダンパマス４１を連結した構造のトーショナルダンパ１１が知られている。

ダンパゴム３１は、一定の径方向厚みを備える環状（円筒状）の部品として成形され、一定の径方向幅を備えるハブ２１およびダンパマス４１間の環状空隙５１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）。

また、ダンパマス４１の内周面に環状凸部４２が形成されるとともにこの環状凸部４２に対応してハブ２１の外周面に環状凹部２２が形成され、これによりダンパゴム３１を抜け止めすべく環状空隙５１の断面形状を一部で波打ち状に湾曲させたコンボリューション部５２が設けられている。

また、各種の補機類や周辺機器へ回転トルクを伝達すべく無端ベルト（図示せず）を巻架するための環状のプーリ溝４３がダンパマス４１の外周面に設けられている。

特開２０１３−１９４８７５号公報

ところで、近年、従来のＡＬＴからＩＳＧへ変更される車種が増加し、それに伴い動力伝達トルクが増加するため、プーリ溝４３の溝幅が拡げられ、溝底面に設けるベルト滑止め用の凹凸数が増え、ベルトテンションも上がってきている。一方、比較的伝達トルクの低いＷ／Ｐ用の補機についてプーリ溝４３の溝幅は狭くて良く、溝底面に設ける凹凸数は少なくて良い。

したがって、クランクプーリとして２段ベルトの仕様とすることが行なわれ、すなわち図３の比較例に示すように、ダンパマス４１の外周面に、プーリ溝４３Ａ，４３Ｂを複数軸方向に並べて設けることが行なわれる。

しかしながらこの図３の比較例には、以下の点で改良の余地がある。

すなわち図３の比較例では、図における右側のプーリ溝４３Ａの溝幅ｗ_１が広く、溝底面に設ける凹凸数が多いため、このプーリ溝４３Ａに無端ベルトを巻架したときに発生するベルトテンションが比較的大きいものとされる。一方、図における左側のプーリ溝４３Ｂは溝幅ｗ_２が狭く、溝底面に設ける凹凸数が少ないため、このプーリ溝４３Ｂに無端ベルトを巻架したときに発生するベルトテンションが比較的小さいものとされる。また、ダンパゴム３１の幅方向中央線に対し各プーリ溝４３Ａ，４３Ｂの幅方向中央線が幅方向にずれた位置に配置されているため、ダンパマス４１にはベルトテンションによるモーメントが作用しやすい。

したがって以上の事情により、各プーリ溝４３Ａ，４３Ｂに無端ベルトを巻架したときに発生するベルトテンションの大きさにプーリ溝４３Ａ，４３Ｂごとの大小差が生じるため、ベルトテンションの大きいほうへダンパマス４１が傾くことがあり（矢印Ａ）、このようにダンパマス４１に傾きが発生すると、ダンパゴム３１が局所的に圧縮され、ダンパゴム３１に極端な摩耗が発生して、ダンパゴム３１の耐久性が低下することが懸念される。

本発明は以上の点に鑑みて、ダンパマスにベルトテンションによる傾きが発生しにくく、ダンパゴムの耐久性を向上させることができるトーショナルダンパを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明のトーショナルダンパは、回転軸に取り付けられるハブと、前記ハブの外周側に接続されたダンパゴムと、前記ダンパゴムの外周側に接続されたダンパマスと、前記ダンパマスの外周面に設けられたプーリ溝とを有し、前記プーリ溝を軸方向に複数並べて設けたトーショナルダンパであって、前記各プーリ溝に無端ベルトを巻架したときに発生するベルトテンションの大きさにプーリ溝ごとの大小差が生じるトーショナルダンパにおいて、比較的小さなベルトテンションを発生するプーリ溝の内周側に位置するダンパゴムのゴム硬度よりも比較的大きなベルトテンションを発生するプーリ溝の内周側に位置するダンパゴムのゴム硬度のほうを高く設定したことを特徴とする。

また、実施の態様として、上記記載のトーショナルダンパにおいて、前記ダンパゴムは、ゴム幅方向の中央に配置された中硬度ゴム部と、前記中硬度ゴム部の軸方向一方に並んで設けられた高硬度ゴム部と、前記中硬度ゴム部の軸方向他方に並んで設けられた低硬度ゴム部との組み合わせよりなることを特徴とする。

本発明では、比較的小さなベルトテンションを発生するプーリ溝の内周側に位置するダンパゴムのゴム硬度よりも比較的大きなベルトテンションを発生するプーリ溝の内周側に位置するダンパゴムのゴム硬度のほうを高く設定したので、ベルトテンションの大小差によってダンパマスが傾こうとしてもこれを高硬度ゴム部がその硬さによって妨げることが可能とされ、ダンパマスの傾きを抑制することにより、ダンパゴムに極端な摩耗や発熱が発生するのを抑制することが可能とされる。したがってダンパマスにベルトテンションによる傾きが発生しにくく、よってダンパゴムの耐久性を向上させることができるトーショナルダンパを提供することができる。

実施の形態に係るトーショナルダンパの断面図従来例に係るトーショナルダンパの断面図比較例に係るトーショナルダンパの断面図

図１に示すように、実施の形態に係るトーショナルダンパ１１は、回転軸であるクランクシャフト（図示せず）の端部に取り付けられる環状のハブ２１と、ハブ２１の外周側に接続された環状のダンパゴム（弾性体）３１と、ダンパゴム３１のさらに外周側に接続された環状のダンパマス（振動リング）４１とを備え、ダンパマス４１の外周面に、プーリ溝４３が複数、軸方向に並んで設けられている。

ダンパゴム３１の径方向厚みｔ_１とこれを圧入する環状空隙５１の径方向幅ｔ_２は、
ｔ_１＞ｔ_２の関係とされ、ダンパゴム３１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。

また、各種の補機類や周辺機器へ回転トルクを伝達すべく無端ベルト（図示せず）を巻架するための環状のプーリ溝４３Ａ，４３Ｂがダンパマス４１の外周面に設けられ、上記したようにプーリ溝４３Ａ，４３Ｂは複数が軸方向に並んで設けられている。

複数のプーリ溝４３Ａ，４３Ｂのうち、図における右側のプーリ溝４３Ａは、溝幅ｗ_１が広く、溝底面に設けるベルト滑止め用の凹凸数が多いため、このプーリ溝４３Ａに無端ベルトを巻架したときに発生するベルトテンションが比較的大きいものとされている。一方、図における左側のプーリ溝４３Ｂは、溝幅ｗ_２が狭く、溝底面に設ける凹凸数が少ないため、このプーリ溝４３Ｂに無端ベルトを巻架したときに発生するベルトテンションが比較的小さいものとされる。また、ダンパゴム３１の幅方向中央線に対し各プーリ溝４３Ａ，４３Ｂの幅方向中央線が幅方向にずれた位置に配置されているため、ダンパマス４１にはベルトテンションによるモーメントが作用しやすい。また、当該実施の形態では図示するようにダンパマス４１の軸方向一方の端部（図では右端部）４１ａがハブ２１のリム部およびダンパゴム３１よりも軸方向一方へ突出しているため、これによってもダンパマス４１にはベルトテンションによるモーメントが作用しやすくなっている。

ダンパゴム３１は、上記図３の比較例では、その全周全幅に亙って一体ものとされているが、この一体構造によると上記したように、各プーリ溝４３Ａ，４３Ｂに無端ベルトを巻架したときに発生するベルトテンションの大きさにプーリ溝４３Ａ，４３Ｂごとの大小差が生じることにより、ダンパマス４１に傾きが発生しやすい。

そこで、当該実施の形態では、比較的小さなベルトテンションを発生するプーリ溝４３Ｂの内周側に位置するダンパゴム３１のゴム硬度よりも比較的大きなベルトテンションを発生するプーリ溝４３Ａの内周側に位置するダンパゴム３１のゴム硬度のほうが高く設定されている。

また、一層具体的には、ダンパゴム３１は、幅方向中央に配置されたゴム硬度の基準となる中硬度ゴム部３１Ｃと、中硬度ゴム部３１Ｃの軸方向一方（図では右方）に並んで設けられた高硬度ゴム部３１Ａと、中硬度ゴム部３１Ｃの軸方向他方（図では左方）に並んで設けられた低硬度ゴム部３１Ｂとに３分割されて、これらのゴム部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが一体に組み合わされたものとされている。

中硬度ゴム部３１Ｃは、ハブ２１およびダンパマス４１間の環状空隙５１において幅方向中央部に配置され、上記コンボリューション部５２と重なる位置に配置されている。中硬度ゴム部３１Ｃのゴム硬度は、ダンパゴム３１として一般的なゴム硬度に設定されている。

高硬度ゴム部３１Ａは、発生するベルトテンションが比較的大きい図における右側のプーリ溝４３Ａの内周側に配置されている。高硬度ゴム部３１Ａのゴム硬度は、低硬度ゴム部３１Ｂのゴム硬度よりも高いゴム硬度に設定され、さらに中硬度ゴム部３１Ｃのゴム硬度よりも高いゴム硬度に設定されている。

低硬度ゴム部３１Ｂは、発生するベルトテンションが比較的小さい図における左側のプーリ溝４３Ｂの内周側に配置されている。低硬度ゴム部３１Ｂのゴム硬度は、高硬度ゴム部３１Ａのゴム硬度よりも低く設定され、さらに中硬度ゴム部３１Ｃのゴム硬度よりも低いゴム硬度に設定されている。

上記構成のトーショナルダンパ１１では、比較的小さなベルトテンションを発生するプーリ溝４３Ｂの内周側に位置するダンパゴム３１（低硬度ゴム部３１Ｂ）のゴム硬度よりも比較的大きなベルトテンションを発生するプーリ溝４３Ａの内周側に位置するダンパゴム３１（高硬度ゴム部３１Ａ）のゴム硬度のほうが高く設定されているため、ベルトテンションの大小によってダンパマス４１が傾こうとしてもこれを高硬度ゴム部３１Ａがその硬さによって妨げることが可能とされ、傾きを抑制することによりダンパゴム３１に極端な摩耗や発熱が発生するのを抑制することが可能とされる。したがってダンパマス４１にベルトテンションによる傾きが発生しにくく、よってダンパゴム３１の耐久性を向上させることが可能なトーショナルダンパ１１を提供することができる。

尚、ゴム硬度の高低差は、ゴムこじり方向のばね定数の高低差としても現れるので、比較的小さなベルトテンションを発生するプーリ溝４３Ｂの内周側に位置するダンパゴム３１（低硬度ゴム部３１Ｂ）のこじり方向ばね定数よりも比較的大きなベルトテンションを発生するプーリ溝４３Ａの内周側に位置するダンパゴム３１（高硬度ゴム部３１Ａ）のこじり方向ばね定数のほうを高く設定する、と表現することもできる。

また、ダンパゴム３１が、中硬度ゴム部３１Ｃ、高硬度ゴム部３１Ａおよび低硬度ゴム部３１Ｂの組み合わせよりなるものとされているため、ゴム硬度が３段階に亙って順々に切替え配置されたものとされている。したがって中硬度ゴム部３１Ｃが省略される場合のようにゴム硬度が高低２段階で極端に切り替えられることがないため、共振系におけるダンパゴム３１のバネとしての作動の安定性を確保することができる。

高硬度ゴム部３１Ａのゴム幅（軸方向幅）および低硬度ゴム部３１Ｂのゴム幅は、同じ寸法であっても良い。高硬度ゴム部３１Ａのゴム幅（軸方向幅）、低硬度ゴム部３１Ｂのゴム幅および中硬度ゴム部３１Ｃのゴム幅は、同じ寸法であっても良い。また、高硬度ゴム部３１Ａの径方向厚みおよび低硬度ゴム部３１Ｂの径方向厚みは、同じ寸法であっても良い。高硬度ゴム部３１Ａの径方向厚み、低硬度ゴム部３１Ｂの径方向厚みおよび中硬度ゴム部３１Ｃの径方向厚みは、同じ寸法であっても良い。

１１トーショナルダンパ
２１ハブ
２２環状凹部
３１ダンパゴム
３１Ａ高硬度ゴム部
３１Ｂ低硬度ゴム部
３１Ｃ中硬度ゴム部
４１ダンパマス
４２環状凸部
４３，４３Ａ，４３Ｂプーリ溝
５１環状空隙
５２コンボリューション部

Claims

回転軸に取り付けられるハブと、前記ハブの外周側に接続されたダンパゴムと、前記ダンパゴムの外周側に接続されたダンパマスと、前記ダンパマスの外周面に設けられたプーリ溝とを有し、前記プーリ溝を軸方向に複数並べて設けたトーショナルダンパであって、
前記各プーリ溝に無端ベルトを巻架したときに発生するベルトテンションの大きさにプーリ溝ごとの大小差が生じるトーショナルダンパにおいて、
比較的小さなベルトテンションを発生するプーリ溝の内周側に位置するダンパゴムのゴム硬度よりも比較的大きなベルトテンションを発生するプーリ溝の内周側に位置するダンパゴムのゴム硬度のほうを高く設定したことを特徴とするトーショナルダンパ。
請求項１記載のトーショナルダンパにおいて、
前記ダンパゴムは、ゴム幅方向の中央に配置された中硬度ゴム部と、前記中硬度ゴム部の軸方向一方に並んで設けられた高硬度ゴム部と、前記中硬度ゴム部の軸方向他方に並んで設けられた低硬度ゴム部との組み合わせよりなることを特徴とするトーショナルダンパ。