JP2022034324A - 曲げダンパ付きトーショナルダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低減に適した曲げダンパ付きトーショナルダンパを実現する。【解決手段】回転軸１０の周りに回転する軸部材の端部が挿入される中空のハブ２とハブ２の内側に配置されハブ２と同心のマス円筒部３１を有するダンパマス３とハブ２の内側においてダンパマス３とハブ２の内周面との間に配置されるとともにダンパマス３の端面上に配置されてダンパマス３を支持するダンパゴム４とマス円筒部３１の周囲を取り囲む環形状の一部が欠けてなるＣ字形状を有する樹脂製のＣ字形状リング５とを備え、ハブ２の内周面にはＣ字形状リング５と対向する位置においてハブ２の内周面を周回する溝部２３ａが形成されておりＣ字形状リング５は、回転軸１０の方向に直線的に広がるマス円筒部３１の外周面３１ｃに対しＣ字形状リング５の少なくとも一部が離間した状態で外周面３１ｃを取り囲むとともにハブ２の内周面に形成された溝部２３ａ内に嵌り込んでいる。【選択図】図１

Description

本発明は、回転駆動系の防振技術に係る曲げダンパ付きトーショナルダンパに関する。

回転軸の周りに回転する軸部材の端部に取り付けられて、該軸部材の振動を吸収する曲げダンパ付きトーショナルダンパが従来から知られている。こうした曲げダンパ付きトーショナルダンパは、自動車等の回転駆動系の軸部材に生起される捩り振動（軸部材の円周方向の振動）をトーショナルダンパ部の共振作動によって吸収するとともに、回転駆動系に生起される曲げ振動（軸部材の径方向の振動）を曲げダンパ部の共振作動によって吸収するため、１つのダンパ装置で２種類の振動を吸収低減することができる（たとえば特許文献１参照）。ここで、自動車の回転駆動系における軸部材であるクランクシャフトの振動を抑える従来の曲げダンパ付きトーショナルダンパについて、特許文献１に記載の曲げダンパ付きトーショナルダンパを例にとって説明する。

図４は、従来の曲げダンパ付きトーショナルダンパ１’の構成を表す断面図である。

曲げダンパ付きトーショナルダンパ１’は、ハブ２’、ダンパマス３’、ダンパゴム４’、樹脂ストッパ５’、およびキャップ部材６’を備えている。ハブ２’は、クランクシャフト１００の端部が挿入される中空の筐体である。ダンパマス３’は、ハブ２’の内側に配置され、ハブ２’に挿入されたクランクシャフト１００とほぼ同心の円柱状の内部空間を有する中空の部材である。ダンパゴム４’は、ハブ２’の内側において、ダンパマス３’の一方の端部に接着された、ゴム部材からなる部材である。樹脂ストッパ５’は、上記の一方の端部以外のダンパマス３’の残りの部分の外周面とハブ２’の内周面との間に配置されている環状の部材である。キャップ部材６’は、ダンパマス３’の上記の一方の端部とは反対側の端部付近に配置されている部材である。また、曲げダンパ付きトーショナルダンパ１’は、ハブ２’にボルト結合されるプレート７’を備えており、ダンパゴム４’は、このプレート７’に接着されてダンパマス３’を支持している。曲げダンパ付きトーショナルダンパ１’では、このような構成により、回転軸の周りのクランクシャフト１００の回転とともに各部も回転する。

エンジン等の内燃機関からの動力を受けてクランクシャフト１００が回転軸の周りで回転する際には、クランクシャフト１００の曲げ方向（径方向）についての振動が発生しやすい。曲げダンパ付きトーショナルダンパ１’では、ダンパゴム４’に支持されたダンパマス３’が、こうした曲げ方向の振動を緩和する役割を果たしており、このダンパマス３’の存在により、クランクシャフト１００の曲げ方向の振動が抑えられる。なお、クランクシャフト１００の振動には、曲げ方向の振動以外に、クランクシャフト１００の回転軸のねじれ方向についての振動も存在し、曲げダンパ付きトーショナルダンパ１’には、こうしたねじれ方向の振動を緩和する構成も備えられているが（特許文献１参照）、ここでは、その説明は省略する。

上述したように、ダンパマス３’は円柱状の内部空間を有する中空の部材であるが、製造上の理由により、その重心軸はクランクシャフト１００の回転軸とは多少ずれている。このため、クランクシャフト１００が回転軸の周りで回転すると、ダンパマス３’に対し、クランクシャフト１００の回転軸からのダンパマス３’の重心軸のずれ方向に遠心力が作用する。この遠心力により、ダンパマス３’を支持するダンパゴム４’も上記のずれ方向に変形する。このダンパゴム４’の変形により、クランクシャフト１００の回転軸からのダンパマス３’の重心軸のずれがさらに拡大し、この結果、ダンパマス３’に対する遠心力が増加する。仮に、このような重心軸のずれの拡大と遠心力の増加とが繰り返されて、遠心力がダンパゴム４’の耐久性の許容量を超えてしまうと、ダンパゴム４’の破損が起きるおそれがある。ここで、曲げダンパ付きトーショナルダンパ１’には、上述の樹脂ストッパ５’がダンパマス３’の外周側に設けられており、この樹脂ストッパ５’の存在により、ダンパマス３’が回転軸から離れる方向（遠心力の方向すなわち径方向）に大きく変位することが妨げられている。この結果、ダンパゴム４’の大きな変形が抑制され、ダンパゴム４’の破損が回避される。さらには、ダンパマス３’とハブ２’の内周面との接触による異音の発生やダンパマス３’の摩耗も抑制される。

特開２０１９－１０８９１１号公報

樹脂ストッパ５’は、ダンパゴム４’の破損を回避する重要な役割を果たす部材であるが、ダンパマス３’からの衝撃を受けて脱落する可能性があるため、曲げダンパ付きトーショナルダンパ１’では、キャップ部材６’により、樹脂ストッパ５’の脱落を防いでいる。

しかしながら、樹脂ストッパ５’の脱落防止用にキャップ部材６’を別途設けるとなると、部品点数が増加し、製造コストが上昇する懸念がある。

上記の事情を鑑み、本発明では、製造コストの低減に適した曲げダンパ付きトーショナルダンパを実現する。

上述の課題を解決するため、本発明は、以下の曲げダンパ付きトーショナルダンパを提供する。

［１］ 回転軸の周りに回転する軸部材の端部が挿入される第１円筒部と、前記第１円筒部と同心の円筒形状を有し前記第１円筒部よりも内径が大きい第２円筒部と、前記第１円筒部と前記第２円筒部とを連結する連結部とを有する中空の筐体であるハブと、前記ハブの内側に配置されるダンパマスであって、前記ハブの前記第１円筒部および前記第２円筒部と同心のマス円筒部と、前記ハブの前記第１円筒部から遠い方の前記マス円筒部の端部において前記マス円筒部の外周面から突き出した突起部とを有するダンパマスと、前記ハブの内側において、前記ダンパマスの前記突起部を取り巻く態様で前記ダンパマスと前記ハブの前記第２円筒部の内周面との間に配置されるとともに、前記ハブの前記第１円筒部から遠い方の前記ダンパマスの端面上に配置されて前記ダンパマスを支持する、ゴム部材からなるダンパゴムと、前記ハブの前記第１円筒部に近い方の前記ダンパマスの前記マス円筒部の端部において該マス円筒部の周囲を取り囲む、環形状の一部が欠けてなるＣ字形状を有する樹脂製のＣ字形状リングと、を備え、前記ハブの内周面には、前記ダンパマスの前記マス円筒部を取り囲む前記Ｃ字形状リングと対向する位置において、前記ハブの前記内周面を周回する溝部が形成されており、前記Ｃ字形状リングは、前記回転軸の方向に直線的に広がる前記ダンパマスの前記マス円筒部の外周面に対し前記Ｃ字形状リングの少なくとも一部が離間した状態で前記外周面を取り囲むとともに、前記ハブの前記内周面に形成された前記溝部内に嵌り込んだものである曲げダンパ付きトーショナルダンパ。

［２］ 前記ハブの前記第２円筒部の内側に嵌合する円筒形状の側面部を有するスリーブを備え、硬化前の前記ダンパゴムの材料によって前記ダンパマスを前記スリーブの内側に加硫接着したものを前記ハブの前記第２円筒部の内側に圧入嵌合することによって前記ダンパマスおよび前記ダンパゴムが前記ハブの内側に配置されたものである［１］に記載の曲げダンパ付きトーショナルダンパ。

［３］ 前記ハブの外周面上に配置されて前記ハブを取り囲む、ゴム部材からなる第２のダンパゴムと、前記第２のダンパゴム上に配置されて該第２のダンパゴムを介して前記ハブを取り囲むベルト状の第２のダンパマスと、をさらに備えた［１］又は［２］に記載の曲げダンパ付きトーショナルダンパ。

本発明では、Ｃ字形状リングが、回転軸の方向に直線的に広がるダンパマスのマス円筒部の外周面に対しＣ字形状リングの少なくとも一部が離間した状態でその外周面を取り囲むとともに、ハブの内周面に形成された溝部内に嵌り込んでいる。この溝部への嵌り込みにより、Ｃ字形状リングは、回転軸の方向について位置決めされる。この位置にＣ字形状リングが存在することにより、回転軸からのダンパマスの位置ずれ（回転軸から離れる方向（遠心力の方向）についてのダンパマスの位置ずれ）が規制される。

このように本発明では、回転軸の方向について位置決めされたＣ字形状リング単体により回転軸からのダンパマスの位置ずれが規制されるため、本発明の曲げダンパ付きトーショナルダンパでは、図４の従来の曲げダンパ付きトーショナルダンパ１’のキャップ部材６’のような脱落防止用の部材は不要である。この結果、本発明では、部品点数を増やすことなく、回転軸から離れる方向（遠心力の方向）にダンパマスが大きく変位することが妨げられダンパゴムの破損が回避される。特に、Ｃ字形状リングは、環形状の一部が欠けている樹脂製の部材であるため、変形により径を変化させることが可能であり、溝部内に配置するのが容易である。

以上より、本発明では、製造コストの低減に適した曲げダンパ付きトーショナルダンパが実現している。

本実施形態の曲げダンパ付きトーショナルダンパの構成を表す断面図である。 図１のＣ字形状リングの外観図である。 図１のＣ字形状リングの周囲の拡大図である。 従来の曲げダンパ付きトーショナルダンパの構成を表す断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の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、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

図１は、本実施形態の曲げダンパ付きトーショナルダンパ１の構成を表す断面図である。

曲げダンパ付きトーショナルダンパ１は、回転軸１０の周りに回転する軸部材（不図示）の端部に取り付けられて、その軸部材の振動を吸収する機構であり、ハブ２、ダンパマス３、ダンパゴム４、およびＣ字形状リング５を備えている。回転軸１０の周りの軸部材の回転とともにこれらの各部も回転する。

ハブ２は、回転軸１０の周りに回転する軸部材（不図示）の端部が挿入される中空の筐体であり、第１円筒部２１と、第２円筒部２２と、連結部２３とを備えている。第１円筒部２１は、軸部材の端部の挿入を受ける部位である。第２円筒部２２は、第１円筒部２１と同心の円筒形状を有し第１円筒部２１よりも内径が大きい部位である。連結部２３は、第１円筒部２１と第２円筒部２２とを連結する部位である。なお、ハブ２の内側には、第１円筒部２１に挿入された軸部材の端部をハブ２と結合するためのボルト等の結合部材が存在するが、図１ではその図示は省略されている。ここで、軸部材としては、たとえば、自動車において、エンジン等の動力源から得られる動力を車輪に伝達するクランクシャフトを挙げることができる。

ダンパマス３は、ハブ２の内側に配置される部材であり、マス円筒部３１と突起部３２とを有している。マス円筒部３１は、ハブ２の第１円筒部２１および第２円筒部２２の双方と同心のほぼ円筒形状の部位である。一方、突起部３２は、ハブ２の第１円筒部２１から遠い方のマス円筒部３１の端部３１ａにおいてマス円筒部３１の外周面から突き出した部位である。

ダンパゴム４は、ダンパマス３を支持する、ゴム部材からなる部材である。ダンパゴム４は、ハブ２の内側において、ダンパマス３の突起部３２を取り巻く態様でダンパマス３とハブ２の第２円筒部２２の内周面との間に配置されるとともに、ハブ２の第１円筒部２１から遠い方のダンパマス３の端面上にも配置されている。

内燃機関等の外部動力源からの動力を受けて軸部材（図１では不図示）が回転軸１０の周りで回転する際には、軸部材の曲げ方向（回転軸１０に垂直な方向）についての振動が発生しやすい。曲げダンパ付きトーショナルダンパ１では、ダンパゴム４に支持されたダンパマス３が、こうした曲げ方向の振動を緩和する錘としての役割を果たしており、このダンパマス３の存在により、軸部材の曲げ方向の振動が抑えられる。なお、軸部材の振動には、曲げ方向の振動以外に、軸部材の回転軸１０のねじれ方向についての振動も存在し、曲げダンパ付きトーショナルダンパ１には、こうしたねじれ方向の振動を緩和する構成も備えられているが、その構成については後述する。

次に、Ｃ字形状リング５について説明する。

図２は、図１のＣ字形状リング５の外観図である。

図２に示すように、Ｃ字形状リング５は、環形状の一部が欠けてなるＣ字形状を有する樹脂製の部材である。図１に示すように、Ｃ字形状リング５は、ハブ２の第１円筒部２１に近い方のダンパマス３のマス円筒部３１の端部３１ｂにおいてマス円筒部３１の周囲を取り囲んでいる。ここで、マス円筒部３１の外周面３１ｃは、回転軸１０の方向に直線的に広がっており、Ｃ字形状リング５は、この直線的に広がる外周面３１ｃに対しＣ字形状リング５の少なくとも一部が離間した状態で外周面３１ｃを取り囲んでいる。図１の断面図では、図の水平方向に延びる直線として外周面３１ｃが示されており、この外周面３１ｃに対して、Ｃ字形状リング５の断面が離間している様子も示されている。

図３は、図１のＣ字形状リング５の周囲の拡大図である。

図３に示すように、ハブ２の内周面には、ダンパマス３のマス円筒部３１を取り囲むＣ字形状リング５と対向する位置において、ハブ２の内周面を周回する溝部２３ａが形成されている（なお、図１も合わせて参照）。Ｃ字形状リング５は、回転軸１０の方向に直線的に広がるマス円筒部３１の外周面３１ｃを取り囲むとともに、図３に示すように、ハブ２の内周面に形成された溝部２３ａ内に嵌り込んでいる。

このようなハブ２の内周面の溝部２３ａへの嵌り込みにより、Ｃ字形状リング５は、図１の回転軸１０の方向について位置決めされる。この位置にＣ字形状リング５が存在することにより、回転軸１０からのダンパマス３の位置ずれ（回転軸１０から離れる方向（遠心力の方向）についてのダンパマス３の位置ずれ）が規制される。

このように本実施形態では、回転軸１０の方向について位置決めされたＣ字形状リング５単体により回転軸１０からのダンパマス３の位置ずれが規制されるため、図１の曲げダンパ付きトーショナルダンパ１では、図４の従来の曲げダンパ付きトーショナルダンパ１’のキャップ部材６’のような脱落防止用の部材は不要である。この結果、本実施形態では、部品点数を増やすことなく、回転軸から離れる方向（遠心力の方向）にダンパマス３が大きく変位することが妨げられダンパゴム４の破損が回避される。特に、Ｃ字形状リング５は、環形状の一部が欠けている樹脂製の部材であるため、変形により径を変化させることが可能であり、溝部２３ａ内に配置するのが容易である。

以上より、本実施形態では、製造コストの低減に適した曲げダンパ付きトーショナルダンパが実現している。

ここで、本発明では、図１に示すように、ハブ２の第２円筒部２２の内側に嵌合する円筒形状の側面部６１を有するスリーブ６を備え、硬化前のダンパゴム４の材料によってダンパマス３をスリーブ６の内側に加硫接着したものをハブ２の第２円筒部２２の内側に圧入嵌合することによってダンパマス３およびダンパゴム４がハブ２の内側に配置された形態が好ましい。

このような形態によれば、ハブ２の内側にダンパマス３やダンパゴム４を配置するのが容易に行われる。

また、本発明では、図１に示すように、ハブ２の外周面上に配置されてハブ２を取り囲む、ゴム部材からなる第２のダンパゴム７と、第２のダンパゴム７上に配置されて第２のダンパゴム７を介してハブ２を取り囲むベルト状の第２のダンパマス８と、をさらに備えた形態が好ましい。

このような形態によれば、軸部材（図１では不図示）の回転軸１０の曲げ方向の振動を緩和することに加え、軸部材の回転軸１０のねじれ方向についての振動も緩和することができる。

以上が本実施形態の説明である。

図１の断面図では、ダンパマス３の断面の両側に位置するＣ字形状リング５の２つの断面は、いずれもダンパマス３のマス円筒部３１の外周面３１ｃから離間しているが、本発明では、Ｃ字形状リング５の少なくとも一部が離間していればよく、Ｃ字形状リング５の一部がマス円筒部３１の外周面３１ｃに接触していてもよい。

本発明は、曲げダンパ付きトーショナルダンパの製造コストの低減に有用である。

１：曲げダンパ付きトーショナルダンパ、
１’：曲げダンパ付きトーショナルダンパ、
２：ハブ、
２’：ハブ、
３：ダンパマス、
３’：ダンパマス、
４：ダンパゴム、
４’：ダンパゴム、
５：Ｃ字形状リング、
５’：樹脂ストッパ、
６：スリーブ、
６’：キャップ部材、
７：第２のダンパゴム、
８：第２のダンパマス、
１０：回転軸、
２１：第１円筒部、
２２：第２円筒部、
２３：連結部、
２３ａ：溝部、
３１：マス円筒部、
３１ａ：端部、
３１ｂ：端部、
３１ｃ：外周面、
３２：突起部、
６１：側面部、
１００：クランクシャフト。

Claims (3)

1. 回転軸の周りに回転する軸部材の端部が挿入される第１円筒部と、前記第１円筒部と同心の円筒形状を有し前記第１円筒部よりも内径が大きい第２円筒部と、前記第１円筒部と前記第２円筒部とを連結する連結部とを有する中空の筐体であるハブと、
   前記ハブの内側に配置されるダンパマスであって、前記ハブの前記第１円筒部および前記第２円筒部と同心のマス円筒部と、前記ハブの前記第１円筒部から遠い方の前記マス円筒部の端部において前記マス円筒部の外周面から突き出した突起部とを有するダンパマスと、
   前記ハブの内側において、前記ダンパマスの前記突起部を取り巻く態様で前記ダンパマスと前記ハブの前記第２円筒部の内周面との間に配置されるとともに、前記ハブの前記第１円筒部から遠い方の前記ダンパマスの端面上に配置されて前記ダンパマスを支持する、ゴム部材からなるダンパゴムと、
   前記ハブの前記第１円筒部に近い方の前記ダンパマスの前記マス円筒部の端部において該マス円筒部の周囲を取り囲む、環形状の一部が欠けてなるＣ字形状を有する樹脂製のＣ字形状リングと、を備え、
   前記ハブの内周面には、前記ダンパマスの前記マス円筒部を取り囲む前記Ｃ字形状リングと対向する位置において、前記ハブの前記内周面を周回する溝部が形成されており、
   前記Ｃ字形状リングは、前記回転軸の方向に直線的に広がる前記ダンパマスの前記マス円筒部の外周面に対し前記Ｃ字形状リングの少なくとも一部が離間した状態で前記外周面を取り囲むとともに、前記ハブの前記内周面に形成された前記溝部内に嵌り込んだものである曲げダンパ付きトーショナルダンパ。
2. 前記ハブの前記第２円筒部の内側に嵌合する円筒形状の側面部を有するスリーブを備え、
   硬化前の前記ダンパゴムの材料によって前記ダンパマスを前記スリーブの内側に加硫接着したものを前記ハブの前記第２円筒部の内側に圧入嵌合することによって前記ダンパマスおよび前記ダンパゴムが前記ハブの内側に配置されたものである請求項１に記載の曲げダンパ付きトーショナルダンパ。
3. 前記ハブの外周面上に配置されて前記ハブを取り囲む、ゴム部材からなる第２のダンパゴムと、
   前記第２のダンパゴム上に配置されて該第２のダンパゴムを介して前記ハブを取り囲むベルト状の第２のダンパマスと、をさらに備えた請求項１又は２に記載の曲げダンパ付きトーショナルダンパ。

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