JP2021014902A - トーショナルダンパー - Google Patents

Abstract

【課題】品質性を維持させつつ、フロントカバー内に備えさせることのできるトーショナルダンパーを提供する。【解決手段】ハブ１１０は、クランクシャフトに取り付けられる筒状の被取付部１１１と、被取付部１１１の端部に設けられる外向きフランジ部１１３と、外向きフランジ部１１３の径方向外側の先端に設けられ、かつゴム状弾性体１３０を介して振動リング１２０が固定される筒状の被固定部１１２と、を有し、被固定部１１２の内周面にゴム状弾性体１３０が設けられて、ゴム状弾性体１３０の内周面に振動リング１２０が固定されると共に、被固定部１１２の外周面側に嵌合固定される蓋本体１４１と、蓋本体１４１に一体的に設けられ、被固定部１１２の端面と外向きフランジ部１１３に対してそれぞれ密着する弾性体製の第１環状シール部１４２ａ及び第２環状シール部１４２ｂと、を有する蓋体１４１を備えることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車エンジンのクランクシャフト（回転駆動軸）に発生する捩じり振動を低減するために用いられるトーショナルダンパーに関する。

エンジンのクランクシャフトには、その捩じり振動を低減させるために、トーショナルダンパーが取り付けられている。従来例に係るエンジンについて、図４を参照して説明する。図４は従来例に係るエンジンにおけるトーショナルダンパー付近を示す模式的断面図である。

エンジンのフロントカバー５１０の内部に備えられるクランクシャフト５２０には、スプロケット５３０（またはローター）やトーショナルダンパー５５０などが取り付けられている。また、フロントカバー５１０とトーショナルダンパー５５０との間には、これらの間の環状隙間を封止するオイルシール５６０が設けられている。クランクシャフト５２０の内周面にネジ締結される軸部５４１と、トーショナルダンパー５５０の端面に当接される頭部５４２とを有するボルト５４０によって、トーショナルダンパー５５０はクランクシャフト５２０に固定される。

トーショナルダンパー５５０には、その外周面側にベルトを回すためのプーリー（不図示）が設けられており、補機を駆動する役割も担っている。そのため、トーショナルダンパー５５０は、フロントカバー５１０よりも外側に飛び出るように構成されている。しかしながら、近年、燃費向上のため、エンジンのハイブリット化が進んでおり、補機を駆動させるためのベルトが不要になってきている。一方、トーショナルダンパーが、フロントカバーよりも外側に飛び出る構造自体は従来と変わっていない。

ここで、クランクシャフトは、長ければ長い程、振動し易くなってしまうため、極力短いのが望ましい。そこで、トーショナルダンパーをフロントカバー内に備えさせる構造を採用することができればクランクシャフトを短くでき振動自体を低減できると考えられ得る。しかしながら、トーショナルダンパーに適用される弾性体の材料としては、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）などが広く用いられているが、このような材料は耐油性に劣るという欠点を有している。そのため、従来のトーショナルダンパーの構造では、フロントカバー内に備えさせる構成を採用することができないといった課題がある。

実開平１−８２３５２号公報

本発明の目的は、品質性を維持させつつ、フロントカバー内に備えさせることのできるトーショナルダンパーを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のトーショナルダンパーは、
フロントカバー内において、クランクシャフトに取り付けられるハブと、前記ハブと同
心的に設けられる振動リングと、前記ハブと前記振動リングとの間に設けられるゴム状弾性体と、を備えるトーショナルダンパーであって、
前記ハブは、前記クランクシャフトに取り付けられる筒状の被取付部と、前記被取付部の端部に設けられる外向きフランジ部と、前記外向きフランジ部の径方向外側の先端に設けられ、かつ前記ゴム状弾性体を介して前記振動リングが固定される筒状の被固定部と、を有し、
前記被固定部の内周面に前記ゴム状弾性体が設けられて、該ゴム状弾性体の内周面に前記振動リングが固定されると共に、
前記被固定部の外周面側に嵌合固定される蓋本体と、前記蓋本体に一体的に設けられ、前記被固定部の端面と前記外向きフランジ部に対してそれぞれ密着する弾性体製の第１環状シール部及び第２環状シール部と、を有する蓋体を備えることを特徴とする。

本発明によれば、蓋体を、ハブに設けられた被固定部に嵌合することによって、第１環状シール部が被固定部の端面に密着し、第２環状シール部がハブに設けられた外向きフランジ部に密着することで、振動リング及びゴム状弾性体を密閉空間内に閉じ込めることができる。そのため、トーショナルダンパーがフロントカバー内に設けられていても、ゴム状弾性体が油に曝されることを防止することができる。従って、このゴム状弾性体の材料として、例えば、耐油性には劣るものの、ダンパー材料として優れたＥＰＤＭなどを採用することができる。また、本発明においては、第１環状シール部及び第２環状シール部は蓋本体に一体的に設けられているので、蓋本体と第１環状シール部及び第２環状シール部とを備える蓋体を１部品として取り扱うことができる。これにより、蓋体をハブに嵌合する作業だけで、トーショナルダンパーを組み立てることができる。

前記蓋本体は、前記被固定部の外周面に嵌合固定される外筒部と、前記外筒部の端部に設けられる内向きフランジ部と、前記内向きフランジ部の径方向内側の先端に設けられ、かつ前記振動リングの内周面との間に間隔を空けて設けられる内筒部と、を有すると共に、
前記内向きフランジ部に第１環状シール部が一体的に設けられ、かつ前記内筒部の先端に第２環状シール部が一体的に設けられるとよい。

また、前記内向きフランジ部の内側の面及び前記内筒部の外周面のうちの少なくともいずれか一方に対して一体的に弾性体製の制振部が設けられているとよい。

これにより、蓋体自体の振動を抑制することができる。

更に、第１環状シール部と第２環状シール部とを一体に繋ぐように、前記内向きフランジ部の内側の面及び前記内筒部の外周面に対して一体的に弾性体製の制振部が設けられていることも好適である。

これにより、蓋体自体の振動を抑制することができ、かつ、第１環状シール部，第２環状シール部及び制振部を一体に成形できるため、成形金型の構造を簡易にすることができる。

第１環状シール部及び第２環状シール部は、前記ゴム状弾性体よりも耐油性に優れた弾性材料により構成されるとよい。

これにより、第１環状シール部及び第２環状シール部が油に曝されても、これらの劣化を抑制することができる。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、トーショナルダンパーの品質性を維持させつつ、フロントカバー内にトーショナルダンパーを備えさせることができる。

図１は本発明の実施例１に係るエンジンにおけるトーショナルダンパー付近を示す模式的断面図である。 図２は本発明の実施例１に係るトーショナルダンパーの模式的断面図である。 図３は本発明の実施例２に係るトーショナルダンパーの模式的断面図である。 図４は従来例に係るエンジンにおけるトーショナルダンパー付近を示す模式的断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
図１及び図２を参照して、本発明の実施例１に係るトーショナルダンパーについて説明する。図１は本発明の実施例１に係るエンジンにおけるトーショナルダンパー付近を示す模式的断面図である。なお、図１においては、クランクシャフトの回転中心を含む面で各種部材を切断した断面を示している。また、図１においては、トーショナルダンパーについては、その一部のみを示している。図２は本発明の実施例１に係るトーショナルダンパーの模式的断面図である。なお、トーショナルダンパーは回転対称形状であり、図２においては、トーショナルダンパーの中心軸線を含む面でトーショナルダンパーを切断した断面を示している。

＜エンジン＞
図１を参照して、本実施例に係るトーショナルダンパーが適用されたエンジンについて説明する。本実施例においては、エンジンのフロントカバー１０の内部に備えられるクランクシャフト２０には、スプロケット３０（またはローター）やトーショナルダンパー１００などが取り付けられている。クランクシャフト２０の内周面にネジ締結される軸部４１と、トーショナルダンパー１００の端面に当接される頭部４２とを有するボルト４０によって、トーショナルダンパー１００はクランクシャフト２０に固定される。そして、本実施例の場合には、トーショナルダンパー１００は、（その全体が）フロントカバー１０内に設けられている。

＜トーショナルダンパー＞
図２を参照して、本実施例に係るトーショナルダンパー１００について説明する。本実施例に係るトーショナルダンパー１００は、クランクシャフト２０に取り付けられるハブ１１０と、ハブ１１０と同心的に設けられる振動リング１２０と、ハブ１１０と振動リング１２０との間に設けられるゴム状弾性体１３０とを備えている。これらは、いずれもフロントカバー１０内に設けられている。

ハブ１１０は、金属製の環状部材である。本実施例に係るハブ１１０は、クランクシャフト２０に取り付けられる筒状（円筒状）の被取付部１１１を備えている。本実施例にお
いては、ハブ１１０の被取付部１１１はクランクシャフト２０に直接取り付けられている。しかしながら、本発明においては、例えば、クランクシャフトの外周面側に設けられるスリーブなどの部材を介して、ハブがクランクシャフトに間接的に取り付けられる場合も含まれる。また、ハブ１１０は、被取付部１１１の端部に設けられる外向きフランジ部１１３と、外向きフランジ部１１３の径方向外側の先端に設けられる筒状（円筒状）の被固定部１１２とを備えている。被固定部１１２に、ゴム状弾性体１３０を介して振動リング１２０が固定される。

振動リング１２０は、金属製の環状部材である。本実施例に係る振動リング１２０においては、図示のように、断面が矩形の環状部材により構成されているが、本発明における振動リングにおいては、必ずしも図示のような形状である必要はない。

ゴム状弾性体１３０は、ハブ１１０における被固定部１１２の内周面と振動リング１２０の外周面との間に圧入された状態で設けられている。このゴム状弾性体１３０は、加硫成形により得られるものである。本実施例に係るゴム状弾性体１３０の材料として、耐油性には劣るものの、耐久性，耐熱性及び振動低減効果などに優れたエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）などを好適に用いることができる。

トーショナルダンパー１００においては、クランクシャフト２０が共振する周波数の振動が伝わると、振動リング１２０が振動することによって、クランクシャフト２０の共振を抑制する機能を発揮する。本実施例に係るトーショナルダンパー１００においては、クランクシャフト２０における回転方向（捩じれ方向）の振動に対して、クランクシャフト２０の共振を抑制するように、振動リング１２０は設計されている。

そして、本実施例に係るトーショナルダンパー１００においては、振動リング１２０及びゴム状弾性体１３０を密閉空間内に閉じ込めるために、蓋体１４０が設けられている。この蓋体１４０は、金属などにより構成される蓋本体１４１と、蓋本体１４１に一体的に設けられる弾性体製の第１環状シール部１４２ａ及び第２環状シール部１４２ｂとから構成される。

蓋本体１４１は、ハブ１１０における被固定部１１２の外周面に嵌合固定される外筒部１４１ａと、外筒部１４１ａの端部に設けられる内向きフランジ部１４１ｂと、内向きフランジ部１４１ｂの径方向内側の先端に設けられる内筒部１４１ｃとから構成されている。内筒部１４１ｃは、振動リング１２０の内周面との間に間隔を空けて設けられるように構成されている。

第１環状シール部１４２ａ及び第２環状シール部１４２ｂは、蓋本体１４１に対して加硫成形により接着されることによって、蓋本体１４１に一体的に設けられている。より具体的には、第１環状シール部１４２ａは、蓋本体１４１における内向きフランジ部１４１ｂに一体的に設けられており、ハブ１１０における被固定部１１２の端面に対して密着するように構成されている。また、第２環状シール部１４２ｂは、蓋本体１４１における内筒部１４１ｃの先端に一体的に設けられており、ハブ１１０における外向きフランジ部１１３に対して密着するように構成されている。そして、第１環状シール部１４２ａ及び第２環状シール部１４２ｂは、いずれもゴム状弾性体１３０よりも耐油性に優れた弾性材料により構成される。これら第１環状シール部１４２ａ及び第２環状シール部１４２ｂの材料としては、例えば、ＮＢＲ，ＨＮＢＲ，ＡＣＭ，ＦＫＭ，シリコーンゴムなどを好適に採用し得る。

＜本実施例に係るトーショナルダンパーの優れた点＞
本実施例に係るトーショナルダンパー１００によれば、蓋体１４０を、ハブ１１０に設
けられた被固定部１１２に嵌合することによって、第１環状シール部１４２ａが被固定部１１２の端面に密着し、第２環状シール部１４２ｂがハブ１１０に設けられた外向きフランジ部１１３に密着することで、振動リング１２０及びゴム状弾性体１３０を密閉空間内に閉じ込めることができる。そのため、トーショナルダンパー１００がフロントカバー１０内に設けられていても、ゴム状弾性体１３０が油に曝されることを防止することができる。従って、このゴム状弾性体の材料として、例えば、耐油性には劣るものの、ダンパー材料として優れたＥＰＤＭなどを採用することができる。

このように、本実施例によれば、トーショナルダンパー１００の品質性を維持させつつ、フロントカバー１０内にトーショナルダンパー１００を備えさせることができる。これにより、フロントカバー１０の外側にトーショナルダンパーが飛び出る構造の場合に比べて、クランクシャフト２０を短くすることが可能であり、また、トーショナルダンパー自体もオイルシール摺動部が不要となりハブのボス部幅をカットでき軽量化が図れる。すなわち、背景技術の中で説明した図４中の範囲Ｌに相当する部分をカットすることができる。これらにより、クランクシャフト２０の振動自体を低減することができる。

また、本実施例に係るトーショナルダンパーにおいては、第１環状シール部１４２ａ及び第２環状シール部１４２ｂは蓋本体１４１に一体的に設けられているので、これらを備える蓋体１４０を１部品として取り扱うことができる。これにより、蓋体１４０をハブ１１０に嵌合する作業だけで、トーショナルダンパー１００を組み立てることができる。

（実施例２）
図３には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、蓋体において、蓋本体に一体的に設けられるシール部に関する構成が、上記実施例１の場合とは異なる構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

図３は本発明の実施例２に係るトーショナルダンパーの模式的断面図である。なお、図３においては、図２と同様に、トーショナルダンパーの中心軸線を含む面でトーショナルダンパーを切断した断面を示している。また、トーショナルダンパーが適用されたエンジンについては、実施例１で説明した通りであるので、その説明は省略する。

本実施例に係るトーショナルダンパー１００ａにおいても、上記実施例１の場合と同様に、クランクシャフト２０に取り付けられるハブ１１０と、ハブ１１０と同心的に設けられる振動リング１２０と、ハブ１１０と振動リング１２０との間に設けられるゴム状弾性体１３０とを備えている。これらハブ１１０と振動リング１２０とゴム状弾性体１３０の構成については、上記実施例１で示した構成と同一であるので、その説明は省略する。

そして、本実施例に係るトーショナルダンパー１００ａにおいても、振動リング１２０及びゴム状弾性体１３０を密閉空間内に閉じ込めるために、蓋体１４０ａが設けられている。この蓋体１４０ａは、金属などにより構成される蓋本体１４１と、蓋本体１４１に一体的に設けられる弾性体製の第１環状シール部１４２ａ，第２環状シール部１４２ｂ及び制振部１４２ｃとから構成される。蓋本体１４１の構成については、上記実施例１で示した構成と同一であるので、その説明は省略する。

第１環状シール部１４２ａ，第２環状シール部１４２ｂ及び制振部１４２ｃは、蓋本体１４１に対して加硫成形により接着されることによって、蓋本体１４１に一体的に設けられている。より具体的には、第１環状シール部１４２ａは、蓋本体１４１における内向きフランジ部１４１ｂに一体的に設けられており、ハブ１１０における被固定部１１２の端面に対して密着するように構成されている。また、第２環状シール部１４２ｂは、蓋本体
１４１における内筒部１４１ｃの先端に一体的に設けられており、ハブ１１０における外向きフランジ部１１３に対して密着するように構成されている。更に、制振部１４２ｃは、第１環状シール部１４２ａと第２環状シール部１４２ｂとを一体に繋ぐように、蓋本体１４１における内向きフランジ部１４１ｂの内側の面及び内筒部１４１ｃの外周面に対して一体的に設けられている。これら一体に構成される第１環状シール部１４２ａ，第２環状シール部１４２ｂ及び制振部１４２ｃが、ゴム状弾性体１３０よりも耐油性に優れた弾性材料により構成される点については、上記実施例１で説明した通りである。また、材料の好適な例についても、上記実施例１で説明した通りである。

以上のように構成される本実施例に係るトーショナルダンパー１００ａにおいても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例においては、蓋本体１４１における内向きフランジ部１４１ｂの内側（振動リング１２０及びゴム状弾性体１３０が配される側）の面及び内筒部１４１ｃの外周面に対して一体的に弾性体製の制振部１４２ｃが設けられているので、蓋体１４０ａ自体の振動を抑制することができる。

なお、この蓋体１４０ａによれば、第１環状シール部１４２ａ，第２環状シール部１４２ｂ及び制振部１４２ｃを一体に成形できるため、成形金型の構造を簡易にすることができる。しかしながら、必ずしも、これらを一体に設ける必要はない。例えば、図３中の丸で囲った部分に示す蓋体１４０ｂに示すように、制振部を、第１環状シール部１４２ａ及び第２環状シール部１４２ｂとは離れた位置に設ける構成を採用することもできる。図示の蓋体１４０ｂの場合には、内向きフランジ部１４１ｂの内側の面と、内筒部１４１ｃの外周面に対して、それぞれ一体的に制振部１４２ｃ１，１４２ｃ２が設けられている。ただし、制振部１４２ｃ１と制振部１４２ｃとが繋がる構成を採用することもできる。また、制振部１４２ｃ１と制振部１４２ｃのうちのいずれか一方のみを設ける構成を採用することもできる。上記のうち、いずれの構成を採用するかは、蓋自体の振動特性に応じて適宜選択すればよい。

１０ フロントカバー
２０ クランクシャフト
３０ スプロケット
４０ ボルト
４１ 軸部
４２ 頭部
１００，１００ａ トーショナルダンパー
１１０ ハブ
１１１ 被取付部
１１２ 被固定部
１１３ 外向きフランジ部
１２０ 振動リング
１３０ ゴム状弾性体
１４０，１４０ａ 蓋体
１４１ 蓋本体
１４１ａ 外筒部
１４１ｂ 内向きフランジ部
１４１ｃ 内筒部
１４２ａ 第１環状シール部
１４２ｂ 第２環状シール部
１４２ｃ 制振部

Claims (5)

1. フロントカバー内において、クランクシャフトに取り付けられるハブと、前記ハブと同心的に設けられる振動リングと、前記ハブと前記振動リングとの間に設けられるゴム状弾性体と、を備えるトーショナルダンパーであって、
   前記ハブは、前記クランクシャフトに取り付けられる筒状の被取付部と、前記被取付部の端部に設けられる外向きフランジ部と、前記外向きフランジ部の径方向外側の先端に設けられ、かつ前記ゴム状弾性体を介して前記振動リングが固定される筒状の被固定部と、を有し、
   前記被固定部の内周面に前記ゴム状弾性体が設けられて、該ゴム状弾性体の内周面に前記振動リングが固定されると共に、
   前記被固定部の外周面側に嵌合固定される蓋本体と、前記蓋本体に一体的に設けられ、前記被固定部の端面と前記外向きフランジ部に対してそれぞれ密着する弾性体製の第１環状シール部及び第２環状シール部と、を有する蓋体を備えることを特徴とするトーショナルダンパー。
2. 前記蓋本体は、前記被固定部の外周面に嵌合固定される外筒部と、前記外筒部の端部に設けられる内向きフランジ部と、前記内向きフランジ部の径方向内側の先端に設けられ、かつ前記振動リングの内周面との間に間隔を空けて設けられる内筒部と、を有すると共に、
   前記内向きフランジ部に第１環状シール部が一体的に設けられ、かつ前記内筒部の先端に第２環状シール部が一体的に設けられ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ー。
3. 前記内向きフランジ部の内側の面及び前記内筒部の外周面のうちの少なくともいずれか一方に対して一体的に弾性体製の制振部が設けら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ー。
4. 第１環状シール部と第２環状シール部とを一体に繋ぐように、前記内向きフランジ部の内側の面及び前記内筒部の外周面に対して一体的に弾性体製の制振部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のトーショナルダンパー。
5. 第１環状シール部及び第２環状シール部は、前記ゴム状弾性体よりも耐油性に優れた弾性材料により構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のトーショナルダンパー。

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