JP2023108735A - トーショナルダンパー - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増加することなく、捩じり振動と曲げ振動の抑制を図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と、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、を備えるトーショナルダンパー１００であって、ハブ１１０は、内筒部１１１と、外筒部１１２と、内筒部１１１と外筒部１１２とを連結する複数の連結部と、を備えると共に、複数の連結部は、内筒部１１１及び外筒部１１２と同一の材料によって、内筒部１１１及び外筒部１１２と一体に設けられる一対の第１連結部１１３と、内筒部１１１及び外筒部１１２と剛性の異なる材料により構成される一対の第２連結部１１４と、から構成されることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、トーショナルダンパーに関する。

自動車のエンジンのクランクシャフトに取り付けられるトーショナルダンパーは、捩じり振動を低減する役割を担っている。近年、ＣＯ_２排出量の削減や燃費性能の向上を目的として、軽量化を図るためにクランクシャフトの細軸化が図られ、また、高圧縮化を図るためにクランクシャフトのロングストローク化が図られている。なお、ロングストローク化とは、クランクジャーナルとクランクピンとの間の距離を長くすることである。以上のような状況により、クランクシャフトの曲げ振動が増加する傾向にある。

この対策として、トーショナルダンパーに対して、曲げ振動を抑制するベンディングダンパーを別途付加する技術が知られている。しかしながら、この場合、部品点数が多くなり、重量増加及びコストアップの原因となるだけでなく、ダンパー全体の軸線方向の長さが長くなるため、ダンパーの取り付けスペースによっては、当該技術を採用できないことがある。

特許第６８１１７０２号公報 特許第６７４９９３４号公報

本発明は、部品点数を増加することなく、捩じり振動と曲げ振動の抑制を図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、
クランクシャフトに取り付けられるハブと、前記ハブの外周面側で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内筒部と、前記内筒部と同心的に設けられる外筒部と、前記内筒部と前記外筒部とを連結する複数の連結部と、を備えると共に、
前記複数の連結部は、
仮想的な第１直線上に、前記内筒部を挟んで両側に設けられ、前記内筒部及び前記外筒部と同一の材料によって、前記内筒部及び前記外筒部と一体に設けられる一対の第１連結部と、
第１直線に直交する仮想的な第２直線上に、前記内筒部を挟んで両側に設けられ、前記内筒部及び前記外筒部と剛性の異なる材料により構成される一対の第２連結部と、から構成されることを特徴とする。

本発明によれば、一対の第１連結部と一対の第２連結部の剛性を異なるように構成することができる。そのため、一対の第１連結部が配される第１直線方向と、一対の第２連結
部が配される第２直線方向（第１直線方向に直交する方向）とで曲げ方向の固有振動数に異方性を持たせることができる。これにより、所望の曲げ方向にダイナミックダンパーの効果を持たせることができる。

前記一対の第２連結部は、前記内筒部及び前記外筒部に鋳込まれているとよい。

以上説明したように、本発明によれば、部品点数を増加することなく、捩じり振動と曲げ振動の抑制を図ることができる。

図１は本発明の実施例に係るトーショナルダンパーの平面図である。 図２は本発明の実施例に係るトーショナルダンパーの断面図である。

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）
図１及び図２を参照して、本発明の実施例に係るトーショナルダンパーについて説明する。図１は本発明の実施例に係るトーショナルダンパーの平面図である。図１（ａ）と同図（ｂ）とで連結部の配置構成が異なる場合を示している。図２は本発明の実施例に係るトーショナルダンパーの断面図であり、エンジンに組み込まれた状態を示している。なお、図２（ａ）中のトーショナルダンパーは、図１（ａ）中のＡＡ断面図であり、図２（ｂ）中のトーショナルダンパーは、図１（ａ）中のＢＢ断面図である。なお、図２では、クランクシャフトについては、その外周面の位置のみを点線にて示している。

＜トーショナルダンパー＞
トーショナルダンパー１００は、ハブ１１０と、ハブ１１０の外周面側でハブ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環状のゴム状弾性体１３０とを備えている。

ハブ１１０は、クランクシャフト５３０に取り付けられる内筒部１１１と、内筒部１１１と同心的に設けられる外筒部１１２と、内筒部１１１と外筒部１１２とを連結する複数の連結部とを備えている。内筒部１１１の内周面１１１ａにクランクシャフト５３０が挿通されるように構成されている。また、内筒部１１１には、不図示のキーが差し込まれるキー溝１１１ｂが設けられている。なお、クランクシャフト５３０にもキー溝５３１が設けられている。そして、内筒部１１１のキー溝１１１ｂとクランクシャフト５３０のキー溝５３１の位置を合わせた状態でキーが差し込まれることで、クランクシャフト５３０に対するトーショナルダンパー１００の周方向の位置が決まるように構成されている。また、本実施例においては、複数の連結部は、一対の第１連結部１１３と、一対の第２連結部１１４とから構成されている。

振動リング１２０は、金属製の環状部材である。振動リング１２０の外周面には、補機を駆動するベルトを回すためのプーリー１２１が設けられている。ゴム状弾性体１３０は、加硫成形により得られるものであり、ハブ１１０の外筒部１１２と振動リング１２０に対して、それぞれ加硫接着されている。トーショナルダンパー１００においては、クランクシャフト５３０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５３０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５３０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５３０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、本実施例においては、エンジンブロックのフロントカバー５１０からクランクシャフト５３０の先端の一部が飛び出すように構成されている。そして、トーショナルダンパー１００は、クランクシャフト５３０の先端においてフロントカバー５１０から飛び出した部分に取り付けられる。フロントカバー５１０におけるクランクシャフト５３０が挿通される挿通孔の内周面と、ハブ１１０の内筒部１１１の外周面との間の環状隙間には密封装置５２０が装着されている。これにより、エンジンブロック内に異物が侵入してしまうことを抑制することができる。

＜連結部＞
一対の第１連結部１１３と一対の第２連結部１１４について、より詳細に説明する。一対の第１連結部１１３は、一般的なトーショナルダンパーと同様に、内筒部１１１及び外筒部１１２と同一の材料（一般には、ねずみ鋳鉄）によって、内筒部１１１及び外筒部１１２と一体に設けられている。これら一対の第１連結部１１３は、内筒部１１１を挟んで両側に設けられている。より具体的には、図１（ａ）に示すトーショナルダンパー１００においては、キー溝１１１ｂの位置を周方向の基準位置とすると、９０°と２７０°の位置にそれぞれ第１連結部１１３が設けられている。また、図１（ｂ）に示すトーショナルダンパー１００Ａにおいては、キー溝１１１ｂの位置を周方向の基準位置とすると、０°と１８０°の位置にそれぞれ第１連結部１１３が設けられている。このように、一対の第１連結部１１３は仮想的な直線（第１直線）上に設けられている。

これに対して、一対の第２連結部１１４は、内筒部１１１及び外筒部１１２と剛性の異なる材料により構成されており、内筒部１１１及び外筒部１１２に鋳込まれている。また、これら一対の第２連結部１１４は、内筒部１１１を挟んで両側に設けられている。より具体的には、図１（ａ）に示すトーショナルダンパー１００においては、キー溝１１１ｂの位置を周方向の基準位置とすると、０°と１８０°の位置にそれぞれ第２連結部１１４が設けられている。また、図１（ｂ）に示すトーショナルダンパー１００Ａにおいては、キー溝１１１ｂの位置を周方向の基準位置とすると、９０°と２７０°の位置にそれぞれ第２連結部１１４が設けられている。このように、一対の第２連結部１１３は仮想的な直線（第１直線に直交する第２直線）上に設けられている。

＜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１００，１００Ａによれば、一対の第１連結部１１３と一対の第２連結部１１４の剛性を異なるように構成することができる。そのため、一対の第１連結部１１３が配される第１直線方向と、一対の第２連結部１１４が配される第２直線方向（第１直線方向に直交する方向）とで曲げ方向の固有振動数に異方性を持たせることができる。これにより、所望の曲げ方向にダイナミックダンパーの効果を持たせることができる。

すなわち、クランクシャフト５３０の曲げモードに応じて、一対の第１連結部１１３と一対の第２連結部１１４の配置位置を決め、かつ、第１連結部１１３の剛性と第２連結部１１４の剛性を決めることで、所望の曲げ方向にダイナミックダンパーの効果を持たせることができる。なお、第２連結部１１４の材料は、クランクシャフト５３０の曲げモードに応じて、内筒部１１１及び外筒部１１２に用いられる材料の剛性よりも高い場合もあるし、低い場合もある。例えば、内筒部１１１、外筒部１１２及び第１連結部１１３に用いられる材料がねずみ鋳鉄の場合に、第２連結部１１４の剛性をより高くしたい場合には、
モリブデン、ステンレス鋼、純鉄などを採用するとよい。また、内筒部１１１、外筒部１１２及び第１連結部１１３に用いられる材料がねずみ鋳鉄の場合に、第２連結部１１４の剛性をより低くしたい場合には、アルミニウム合金やジュラルミンなどを採用するとよい。

以上のように、本実施例に係るトーショナルダンパー１００，１００Ａによれば、捩じり振動だけでなく、曲げ振動も低減することができる。また、曲げ振動を低減するために、ベンディングダンパーを付加する必要もないので、部品点数が増加してしまうこともない。これにより、重量の増加やコストアップも抑制することができる。また、ダンパー全体の軸線方向の長さが長くなることもないので、エンジンブロック（フロントカバー５１０）と車体６００との距離が狭くても、トーショナルダンパー１００，１００Ａを配置することができる。

１００，１００Ａ トーショナルダンパー
１１０ ハブ
１１１ 内筒部
１１１ａ 内周面
１１１ｂ キー溝
１１２ 外筒部
１１３ 第１連結部
１１４ 第２連結部
１２０ 振動リング
１２１ プーリー
１３０ ゴム状弾性体
５１０ フロントカバー
５２０ 密封装置
５３０ クランクシャフト
６００ 車体

Claims (2)

1. クランクシャフトに取り付けられるハブと、前記ハブの外周面側で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内筒部と、前記内筒部と同心的に設けられる外筒部と、前記内筒部と前記外筒部とを連結する複数の連結部と、を備えると共に、
   前記複数の連結部は、
   仮想的な第１直線上に、前記内筒部を挟んで両側に設けられ、前記内筒部及び前記外筒部と同一の材料によって、前記内筒部及び前記外筒部と一体に設けられる一対の第１連結部と、
   第１直線に直交する仮想的な第２直線上に、前記内筒部を挟んで両側に設けられ、前記内筒部及び前記外筒部と剛性の異なる材料により構成される一対の第２連結部と、から構成されることを特徴とするトーショナルダンパー。
2. 前記一対の第２連結部は、前記内筒部及び前記外筒部に鋳込まれてい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。

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