JP2021032326A - トーショナルダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】弾性部材の圧縮率の変化を抑制することにより、トルク伝達の際に発生する振動を長期に亘って吸収、減衰することができる、耐久性及び信頼性の高いトーショナルダンパを提供する。【解決手段】トーショナルダンパ１は、ハブプレート２と、一対の環状をなす慣性マス部材３Ａ、３Ｂと、一対の環状をなす弾性部材４Ａ、４Ｂと、一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂの双方の外周部をそれぞれ軸方向に折曲した外側折曲部３ａ及び内側折曲部３ｂと、外側折曲部３ａ及び内側折曲部３ｂを軸方向に互いに嵌合して拘束することにより、一対の弾性部材４Ａ、４Ｂをハブプレート２の両面と対向する慣性マス部材３Ａ、３Ｂとの間で圧縮して挟持する嵌合部５とを備え、嵌合部５は、外側折曲部３ａと内側折曲部３ａとの軸方向における拘束方向と反対方向の移動を規制するストッパ６を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、トーショナルダンパに関し、特に、自動車、トラック、バス、建設機械、産業機械などの内燃機関に用いるトーショナルダンパに関する。

特許文献１には、ハブと、第１及び第２の慣性マス部材との間に、それぞれ第１及び第２の弾性部材が圧縮して挟持されたトーショナルラバーダンパが開示されている。このトーショナルラバーダンパは、第１及び第２の慣性マス部材同士が嵌合などにより固着されている。

特開２０１６−３３４１１号公報

第１及び第２からなる一対の弾性部材の圧縮率は、これらの厚みと、ハブから第１及び第２からなる一対の慣性マス部材まで距離により決定される。一対の弾性部材の圧縮反力が一対の慣性マス部材同士の接合力以上となる場合、一対の弾性部材の圧縮が解放される方向に一対の慣性マス部材が互いに離間し、つまり、一対の慣性マス部材が軸方向に互いに開くようにして移動し、一対の弾性部材の圧縮率が低下してしまう。

従って、一対の慣性マス部材の双方の外周部を軸方向に互いに拘束して接合する接合部において、一対の弾性部材の圧縮率の変化を抑制することにより、回転軸から被伝達部材にトルク伝達する際に発生する種々の振動（ねじれ振動や上下振動）を長期に亘って吸収、減衰することができる耐久性及び信頼性の高いトーショナルダンパが求められている。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、弾性部材の圧縮率の変化を抑制することにより、トルク伝達の際に発生する振動を長期に亘って吸収、減衰することができる、耐久性及び信頼性の高いトーショナルダンパを提供することにある。

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、回転軸を同芯で取り付け可能なハブプレートと、ハブプレートの径方向に延在する両面の外周部にそれぞれ配置される一対の環状をなす慣性マス部材と、ハブプレートの両面と一対の慣性マス部材との間にそれぞれ配置される一対の環状をなす弾性部材と、一対の慣性マス部材の双方の外周部を回転軸の軸方向に折曲した外側折曲部及び内側折曲部と、外側折曲部及び内側折曲部を軸方向に互いに嵌合して拘束することにより、一対の弾性部材をハブプレートの両面と対向する慣性マス部材との間で圧縮して挟持する嵌合部とを備え、嵌合部は、外側折曲部と内側折曲部との軸方向における拘束方向と反対方向の移動を規制するストッパを有する。

本発明のトーショナルダンパによれば、弾性部材の圧縮率の変化を抑制することにより、トルク伝達の際に発生する振動を長期に亘って吸収、減衰することができ、耐久性及び信頼性を高めることができる。

本発明の一実施形態に係るトーショナルダンパの平面図である。 図１のトーショナルダンパの縦断面図である。 従来のトーショナルダンパの嵌合部を拡大した断面図である。 図２のトーショナルダンパの嵌合部を形成する前の状態を拡大した断面図である。 図４のトーショナルダンパの嵌合部を形成した後の状態を拡大した断面図である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態に係るトーショナルダンパについて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るトーショナルダンパの平面図を示す。図２は、図１のトーショナルダンパの縦断面図を示す。このトーショナルダンパ（以下、省略してダンパと称することがある）１は、ハブプレート２、慣性マス部材３、弾性部材４を備えている。

ハブプレート２は、金属製であって鋳造、鍛造、板金等により円板状に形成されている。ハブプレート２の径方向中央には、エンジンのクランクシャフトなどの図示しない回転軸に回転中心を一致させ、すなわち、回転軸を同芯で取り付け可能な軸孔２ａが形成されている。軸孔２ａの周囲には複数のボルト孔２ｂが形成されており、これらのボルト孔２ｂに図示しないボルトを挿通して図示しないボスをハブプレート２にボルト締結して取り付けることができる。これにより、回転軸がボスを介してハブプレート２ひいてはダンパ１と回転中心を一致させて一体に回転可能に取り付けられる。

なお、回転軸をハブプレート２の回転中心にボルト１本で取り付ける場合もある。また、回転軸の端部がフランジ状に形成されている場合には、ボスがなくともハブプレート２に回転軸を直接にボルト締結可能である。また、以降、回転軸の軸方向、すなわちハブプレート２の軸孔２ａにおける回転軸の貫通方向を「軸方向」とし、回転軸に垂直な放射方向、すなわちハブプレート２の両面が延在する方向を「径方向」とし、回転軸の正負の回転方向、すなわちハブプレート２或いは慣性マス部材３の周方向を「周方向」とする。

慣性マス部材３は、金属製であって鋳造、鋳造、板金等により環状に形成され、一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂ（以下、慣性マス部材３と総称することがある）から構成されている。一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂは、ハブプレート２の径方向に延在する両面の外周部にそれぞれ配置され、回転軸に対して少なくとも周方向に揺動自在であり、好ましくはさらに回転軸に対して径方向（図１及び図２で見て上下方向を含む）に揺動自在である。

弾性部材４は、いわゆるダンパゴムの機能を有するゴムリングであって、例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴム材料や樹脂エラストマーにより形成されており、環状をなす一対の弾性部材４Ａ、４Ｂ（以下、弾性部材４と総称することがある）から構成されている。一対の弾性部材４Ａ、４Ｂは、ハブプレート２の両面と一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂとの間にそれぞれ配置される。

一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂの双方の外周部をそれぞれ軸方向に折曲した外側折曲部３ａと内側折曲部３ｂとが形成されている。外側折曲部３ａ及び内側折曲部３ｂを軸方向に互いに嵌合して拘束することにより嵌合部５が形成され、嵌合部５を形成することにより、一対の弾性部材４Ａ、４Ｂがハブプレート２の両面と対向する慣性マス部材３Ａ、３Ｂとの間で圧縮されて挟持される。

嵌合部５はダンパ１の周方向に環状をなす部位である。嵌合部５を形成することにより、一対の弾性部材４Ａ、４Ｂが圧縮されてハブプレート２と一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂとが弾性的に接続される。

このように構成されるダンパ１は、回転軸に装着されるハブプレート２と慣性マス部材３を弾性部材４で弾性接続する。このため、弾性部材４の粘弾性により、一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂが回転軸に対して周方向に揺動し、さらに回転軸に対して径方向に揺動する。これにより、図示しない被伝達部材にトルク伝達する際に発生する種々の変動（ねじれ振動や上下振動）がダンパ１において吸収、減衰される。

一対の弾性部材４Ａ、４Ｂとハブプレート２及び一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂとの間には、それぞれ固着液が介在される。固着液により、成形済みの一対の弾性部材４Ａ、４Ｂが、ハブプレート２及び一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂに後接着される。より具体的には、一対の弾性部材４Ａ、４Ｂをハブプレート２及び一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂに圧縮して接触させた状態で固着させることができるポストボンド法が用いられる。固着液は、公知の接着剤や加硫接着剤を使用可能である。ポストボンド法に適用できるとともに、天然ゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭなどの防振ゴムに用いられる固着液としては、シランカップリング剤が好ましい。

このように構成されるダンパ１は、回転軸に装着されるハブプレート２と慣性マス部材３を弾性部材４で弾性接続する。このため、弾性部材４の粘弾性により、回転軸から図示しない被伝達部材にトルク伝達する際に発生する種々の振動（ねじれ振動や上下振動）を吸収、減衰する。

ここで、嵌合部５は、外側折曲部３ａと内側折曲部３ｂとの軸方向における拘束方向と反対方向の移動を規制するストッパ６を有する。
図３は、従来のダンパ１の嵌合部５を拡大した断面図を示す。従来の嵌合部５は、ストッパ６が形成されていない。従って、一対の弾性部材４Ａ、４Ｂの圧縮反力が一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂの嵌合力を超えると、一対の弾性部材４Ａ、４Ｂの圧縮が解放される方向に一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂが互いに離間し、つまり、一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂが矢印で示す軸方向に互いに開くようにして移動し、一対の弾性部材４Ａ、４Ｂの圧縮率が低下する。そして、弾性部材４による振動吸収、振動減衰の機能が低下し、ダンパ１の性能が悪化する。

図４は、図２のダンパ１の嵌合部５を形成する前の状態を拡大した断面図を示す。嵌合部５に形成される本実施形態のストッパ６は、外側折曲部３ａの内周面７に突設された第１係止爪８と、内側折曲部３ｂの外周面９に突設され、嵌合部５の形成に伴い第１係止爪８に係止される第２係止爪１０とから構成されている。

第１係止爪８は、嵌合部５の全周に亘って形成され、嵌合部５の周方向に延在する第１傾斜面８ａと第１係止面８ｂとを有する。第１傾斜面８ａは、外側折曲部３ａの端面１１に連なって形成され、軸方向に向けて軸方向に対し傾斜して延在する。第１係止面８ｂは、第１傾斜面８ａから外側折曲部３ａの内周面７に連なって形成される。

第２係止爪１０は、嵌合部５の周方向の一部に亘って形成され、より具体的には、嵌合部５の径方向の対向位置を含む例えば２か所以上に形成され、嵌合部５の周方向に延在する第２傾斜面１０ａと第２係止面１０ｂとを有する。第２傾斜面１０ａは、内側折曲部３ｂの端面１２に連なって形成され、軸方向に向けて軸方向に対し傾斜して延在する。第２係止面１０ｂは、第２傾斜面１０ａから内側折曲部３ｂの外周面９に連なって形成される。

図５は、ダンパ１の嵌合部５を形成した後の状態を拡大した断面図を示す。本実施形態の場合には、第１及び第２傾斜面８ａ、１０ａは、軸方向に対する傾斜角度が実質的に同一である。このため、図４の矢印方向で示すように、慣性マス部材３Ａに対し慣性マス部材３Ｂを嵌め込んで嵌合部５を形成する際、第１及び第２傾斜面８ａ、１０ａが互いに当接し、図５の嵌合部５の形成状態に円滑に移行することができる。

また、本実施形態の場合には、第１及び第２係止面８ｂ、１０ｂも、軸方向に対する傾斜角度が実質的に同一であり、具体的には傾斜角度は実質的に９０度である。このため、嵌合部５が形成された後には、第１及び第２係止面８ｂ、１０ｂが当接して嵌合部５の径方向に延在する係止部を形成し、第１及び第２係止爪８、１０が互いに確実に係止される。

嵌合部５においては、一対の弾性部材４Ａ、４Ｂの圧縮反力が図５の矢印方向に作用し、一対の弾性部材４Ａ、４Ｂの圧縮が解放される方向に一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂが互いに離間して移動しようとしても、つまり、一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂが軸方向外側に互いに開くようにして移動しようとしても、これらの移動はストッパ６により阻止される。従って、一対の弾性部材４Ａ、４Ｂの圧縮がハブプレート２と一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂとの間で好適に行われ、一対の弾性部材４Ａ、４Ｂの圧縮率がダンパ１の製造時の状態に維持される。

以上のように、本実施形態のダンパ１によれば、嵌合部５にストッパ６を形成したことにより、嵌合部５のみを形成した場合に比して、一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂの接合をより一層強固に行うことができる。これにより、一対の弾性部材４Ａ、４Ｂの圧縮反力が嵌合部５の嵌合力を超えるような場合であっても、一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂの開放はストッパ６により阻止され、一対の弾性部材４Ａ、４Ｂの圧縮率をダンパ１の製造時の状態に維持することができる。従って、回転軸から被伝達部材にトルク伝達する際に発生する振動を長期に亘って吸収、減衰することができ、ダンパ１の耐久性及び信頼性を高めることができる。

以上で本発明の実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、第１及び第２係止面８ｂ、１０ｂの軸方向に対する傾斜角度は９０度であるのに限らず９０度より大きくしても良い。これにより、第１及び第２係止爪８、１０の断面が鉤形状となるため、第１及び第２係止爪８、１０同士の抜け止め機能が強化され、第１及び第２係止爪８、１０がより一層強固に係止される。従って、ストッパ６により一対の慣性マス部材３Ａ、３Ｂの開放をより一層確実に阻止可能である。

また、第２係止爪１０は、嵌合部５の周方向の一部に亘って形成され、より具体的には、嵌合部５の径方向の対向位置を含む例えば２か所以上に形成されるとした。しかし、これに限らず、第２係止爪１０は、嵌合部５の周方向の１か所に形成しても良い。さらに、前述した形態に限らず、第１及び第２係止爪８、１０の一方を嵌合部５の全周に亘って形成し、第１及び第２係止爪８、１０の他方を嵌合部５の周方向の一部に亘って形成すれば良い。

第１及び第２係止爪８、１０の他方を全周に亘って形成しないことにより、嵌合部５を形成するに際し、第１及び第２係止爪８，１０の互いの嵌め込みが円滑に行われるため好適である。しかし、必ずしもこの形態に限らず、第１及び第２係止爪８、１０の双方を嵌合部５の全周に亘って形成しても良い。

また、嵌合部５に外側折曲部３ａと内側折曲部３ｂとの軸方向における拘束方向と反対方向の移動を規制するストッパ６が形成されるのであれば、ストッパ６の形状や位置は前述した内容に厳密に限定されるものではない。例えば、第１係止爪８は外側折曲部３ａの内周面７に突設されていれば良く、また、第２係止爪１０は内側折曲部３ｂの外周面９に突設され、嵌合部５の形成に伴い第１係止爪８に係止されれば良く、その位置は外側折曲部３ａの内周面７、内側折曲部３ｂの外周面９において変更が可能である。

１ トーショナルダンパ
２ ハブプレート
２ａ 軸孔
２ｂ ボルト孔
３、３Ａ、３Ｂ 慣性マス部材
３ａ 外側折曲部
３ｂ 内側折曲部
４、４Ａ、４Ｂ 弾性部材
５ 嵌合部
６ ストッパ
７ 外側折曲部の内周面
８ 第１係止爪
８ａ 第１傾斜面
８ｂ 第１係止面
９ 内側折曲部の外周面
１０ 第２係止爪
１０ａ 第２傾斜面
１０ｂ 第２係止面
１１ 外側折曲部の端面
１２ 内側折曲部の端面

Claims (8)

1. 回転軸を同芯で取り付け可能なハブプレートと、
   前記ハブプレートの径方向に延在する両面の外周部にそれぞれ配置される一対の環状をなす慣性マス部材と、
   前記ハブプレートの両面と一対の前記慣性マス部材との間にそれぞれ配置される一対の環状をなす弾性部材と、
   一対の前記慣性マス部材の双方の外周部を前記回転軸の軸方向に折曲した外側折曲部及び内側折曲部と、
   前記外側折曲部及び前記内側折曲部を前記軸方向に互いに嵌合して拘束することにより、一対の前記弾性部材を前記ハブプレートの両面と対向する前記慣性マス部材との間で圧縮して挟持する嵌合部と
   を備え、
   前記嵌合部は、前記外側折曲部と前記内側折曲部との前記軸方向における拘束方向と反対方向の移動を規制するストッパを有する、トーショナルダンパ。
2. 前記ストッパは、
   前記外側折曲部の内周面に突設された第１係止爪と、
   前記内側折曲部の外周面に突設され、前記嵌合部の形成に伴い前記第１係止爪に係止される第２係止爪と
   を有する、請求項１に記載のトーショナルダンパ。
3. 前記第１係止爪は、
   前記外側折曲部の端面に連なって形成され、前記軸方向に向けて前記軸方向に対し傾斜して延在する第１傾斜面と、
   前記第１傾斜面から前記外側折曲部の内周面に連なって形成される第１係止面と
   を有する、請求項２に記載のトーショナルダンパ。
4. 前記第２係止爪は、
   前記内側折曲部の端面に連なって形成され、前記軸方向に向けて前記軸方向に対し傾斜して延在する第２傾斜面と、
   前記第２傾斜面から前記内側折曲部の外周面に連なって形成される第２係止面と
   を有する、請求項３に記載のトーショナルダンパ。
5. 前記第１及び第２傾斜面は、前記軸方向に対する傾斜角度が実質的に同一である、請求項４に記載のトーショナルダンパ。
6. 前記第１及び第２係止面は、前記軸方向に対する傾斜角度が実質的に同一である、請求項４又は５に記載のトーショナルダンパ。
7. 前記第１及び第２係止面は、前記軸方向に対する傾斜角度が９０度以上である、請求項６に記載のトーショナルダンパ。
8. 前記第１及び第２係止爪の一方は前記嵌合部の全周に亘って形成され、前記第１及び第２係止爪の他方は前記嵌合部の周方向の一部に亘って形成される、請求項１から７の何れか一項に記載のトーショナルダンパ。

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