JP4006582B2 - Torque fluctuation absorbing damper - Google Patents
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- F16H55/36—Pulleys
- F16H2055/366—Pulleys with means providing resilience or vibration damping
Landscapes
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関等における駆動軸から他の回転機器へトルクを伝達すると共にそのトルクの変動を吸収するトルク変動吸収ダンパに関する。
【0002】
【従来の技術】
車両の内燃機関からの駆動力の一部は、クランクシャフトの先端に設けられたプーリから無端ベルトを介して例えばオルタネータやウォーターポンプ等の補器に与えられるが、クランクシャフトは内燃機関の各行程によるトルク変動を伴って回転されるので、前記プーリにはトルク変動を吸収して伝達トルクの平滑化を図るためのトルク変動吸収ダンパが用いられる。
【0003】
図2は、従来の技術によるトルク変動吸収ダンパを、軸心を通る平面で切断して示す断面図で、この図における左側が車両のフロント側となる正面側、右側が車両の内燃機関が存在する背面側である。このトルク変動吸収ダンパは、クランクシャフトの軸端に取り付けられて一体に回転するハブ100と、このハブ100に取り付けられた動的吸振部110及びカップリング部120を備える。
【0004】
ハブ100は金属材料で製作されたものであって、クランクシャフトに固定されるボス部101と、その外周側へ延びる円盤部102と、この円盤部102の正面側に互いに同心的に形成された内周筒部103及びリム部104からなる。動的吸振部110は、ハブ100のリム部104の外周に第一弾性体111を介して環状質量体112を取り付けた構造を有する。また、カップリング部120は、ハブ100のリム部104の内周側、動的吸振部110の正面側及び外周側を包囲するように、軸心を通る平面で切断した断面(図示の断面)が略コ字形をなすプーリ121と、ハブ100のリム部104とその内周に位置するプーリ121の被支持筒部121aの間に介在された樹脂ベアリング122と、ハブ100の円盤部102の正面側にあって、ハブ100の内周筒部103とプーリ121の被支持筒部121aとの間を連結する第二弾性体123とからなる。
【0005】
すなわち、このトルク変動吸収ダンパは、クランクシャフトからハブ100へ入力されたトルクを、カップリング部120において、第二弾性体123の捩り方向剪断変形作用によってトルク変動を吸収しながら、プーリ121へ伝達し、第一弾性体111及び環状質量体112で構成される動的吸振部110が、クランクシャフトの捩り振幅が最大となる所定の振動数域において捩り方向へ共振することによって、捩り振動の振幅のピークを低減する制振機能を発揮するものである(例えば実用新案登録第2605662号参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のトルク変動吸収ダンパによれば、ハブ100とプーリ121との捩り角が同じである場合に受ける第二弾性体123の歪応力は、その径方向寸法が小さいほど増大するため、カップリング部120における第二弾性体123の耐久性を確保するためには、径方向寸法を十分にとる必要がある。したがって、径方向に対する取付スペースの制約等によって、第二弾性体123の十分な径方向寸法をとれない場合は、その耐久性が悪化する問題があった。
【0007】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、カップリング部における弾性体の十分な耐久性の確保と、径方向サイズの小径化の双方を実現可能なトルク変動吸収ダンパを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項1の発明に係るトルク変動吸収ダンパは、回転軸に取り付けられるハブに動的吸振部及びカップリング部が設けられ、前記動的吸振部が、前記ハブの外周に第一弾性体を介して環状質量体の軸方向一部を弾性的に連結した構造を備え、前記カップリング部が、前記環状質量体に相対回転可能に支持されたプーリと前記ハブとの間を第二弾性体を介して弾性的に連結した構造を備え、前記プーリが、前記環状質量体の外周に位置するプーリ本体と、該プーリ本体の軸方向一端から延びて前記環状質量体の軸方向他部を該軸方向他部の内周側から包囲するように形成された被支持筒部を有し、前記第二弾性体の外周部が、前記被支持筒部の内周面に連結されたものである。
【0009】
請求項2の発明に係るトルク変動吸収ダンパは、請求項1に記載の構成において、第二弾性体がテーパ状に形成されたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係るトルク変動吸収ダンパの好ましい実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。なお、以下の説明で用いられる「正面側」とは、図1における左側、すなわち車両のフロント側のことであり、「背面側」とは、図1における右側、すなわち図示されていない内燃機関が存在する側のことである。
【0011】
図1に示されるように、本形態のトルク変動吸収ダンパは、内燃機関のクランクシャフトの軸端に取り付けられるハブ1と、このハブ1の外周側に設けられた動的吸振部2及びカップリング部3とを備える。
【0012】
ハブ1は、金属材料で製作されたものであって、クランクシャフトに外挿固定されるボス部11と、その軸方向中途位置から外周側へ延びる径方向部12と、この径方向部12の外周端部にボス部11と同心的に形成されたリム部13とからなる。径方向部12は、内周側より外周側が正面側へ偏在するようにテーパ状に形成されている。
【0013】
動的吸振部2は、ハブ1のリム部13の外周側に同心的に配置された環状質量体21と、この環状質量体21の内周面と前記リム部13の外周面との間に圧入嵌着されることによりハブ1と環状質量体21とを弾性的に連結する第一弾性体22からなり、その捩り方向固有振動数は、環状質量体21の円周方向慣性質量と、第一弾性体22の捩り方向剪断ばね定数によって、クランクシャフトの捩れ角が最大となる所定の振動数域、言い換えればクランクシャフトの捩り方向固有振動数と合致するように同調されている。
【0014】
動的吸振部2における環状質量体21は、鉄系材料など、比較的比重の大きい金属材料によって製作されたもので、ハブ1のリム部13に対して軸方向幅が相対的に大きく、前記リム部13は、環状質量体21の軸方向一部、すなわちこの環状質量体21における背面寄りの部分(以下、背面側部分という)21aの内周に位置している。
【0015】
動的吸振部2における第一弾性体22は、耐熱性、耐寒性及び機械的強度に優れたゴム状弾性材料によって環状に加硫成形された後、ハブ1のリム部13と、環状質量体21における背面側部分21aとの間に、背面側から圧入され、所要の圧縮代をもって嵌着されたものである。また、互いに対向するリム部13の外周面と環状質量体21の背面側部分21aの内周面は、ハブ1、環状質量体21及び第一弾性体22の軸方向に対する滑りによる脱落を防止するために、径方向へ緩やかにうねった形状となっている。
【0016】
カップリング部3は、プーリ31が第二弾性体33を介してハブ1と弾性的に連結された構造としたもので、すなわち、プーリ31と、ハブ1における径方向部12の正面側に配置されてこのハブ1のボス部11の外周面に固定されたスリーブ32と、このスリーブ32と前記プーリ31との間に設けた第二弾性体33と、プーリ31を環状質量体21に対して同心的に保持するベアリング34からなる。
【0017】
カップリング部3におけるプーリ31は、金属材料によって製作されたもので、動的吸振部2における環状質量体21の外周側にあって外周面にポリV溝311aが形成されたプーリ本体311と、その正面側の端部から内周側へ延びて、環状質量体21の軸方向他部、すなわちこの環状質量体21における正面側寄りの部分(以下、正面側部分という)21bをその端面側から包囲するように延びる正面部312と、その内周端部から、前記正面側部分21bを内周側から包囲するように延びる被支持筒部313からなる。プーリ本体311は、環状質量体21の外周面全体を外周側から適当な隙間をもって包囲するように形成されているのに対し、被支持筒部313は、環状質量体21の正面側部分21bのみを内周側から包囲する軸方向長さに形成されており、その内側端面は、ハブ1におけるリム部13の正面側の端部と適当な隙間をもって近接対向している。
【0018】
カップリング部3におけるスリーブ32は、薄肉の鋼管等からなるものであって、ハブ1のボス部11における径方向部12の正面側の外周面に、所要の締め代をもって圧入嵌着されている。
【0019】
カップリング部3における第二弾性体33は、耐熱性、耐寒性及び機械的強度に優れたゴム状弾性材料からなるものであって、その外周部が、プーリ31の被支持筒部313の内周面に一体的に加硫接着されると共に、内周側の端部が、スリーブ32の外周面に一体的に加硫接着されている。この第二弾性体33は、所要の軸方向肉厚を有することによって、トルクを伝達するのに必要な強度が確保されている。また、ハブ1の径方向部12がテーパ状に形成されているので、ハブ1のリム部13より正面側へ突出した環状質量体21の正面側部分21bは、ハブ1のボス部11よりも正面側の位置まで延びており、したがってプーリ31の被支持筒部313と、ボス部11に嵌着されたスリーブ32は、互いに軸方向にずれている。このため、第二弾性体33は、前記被支持筒部313とスリーブ32との間でハブ1の径方向部12と対応するテーパ状に形成されている。
【0020】
すなわち、第二弾性体33によるプーリ31の被支持筒部313とハブ1側のスリーブ32との連結長さが十分に長く、このため、動的吸振部2における第一弾性体22に比較して捩り方向ばね定数が十分に低いものとなっている。また、捩り変形を受けた時に、内周側と外周側とで剪断応力が均一になるように、この第二弾性体33は、内周側で相対的に厚肉、外周側で相対的に薄肉となるテーパ状の断面形状に形成されている。
【0021】
カップリング部3におけるベアリング34は、PTFE等の耐摩耗性に優れた低摩擦係数の合成樹脂材料で成形されたものであって、軸心を通る平面で切断した半断面(図示の断面)が略L字形をなしている。すなわち、環状質量体21の正面側部分21bの内周面とプーリ31の被支持筒部313の外周面との間に介在された円筒部34aと、前記正面側部分21bの端面とプーリ31の正面部312の内側面との間に介在されたスラスト受け部34bからなり、環状質量体21とプーリ31との間を相対回転可能に互いに同心支持している。
【0022】
なお、プーリ31とハブ1又は環状質量体21との間には、第二弾性体33の過大な捩り変形を防止するために、ハブ1又は環状質量体21に対するプーリ31の円周方向相対変位量が所定の大きさに達した時点で干渉するストッパ(不図示)が設けられる。
【0023】
以上の構成を供える本形態のトルク変動吸収ダンパの製造においては、プーリ31の被支持筒部313と、その内周側に互いに同心的にかつ軸方向へ適宜ずれた位置に配置したスリーブ32との間に、第二弾性体33を一体的に加硫成形する。そして、このプーリ31、スリーブ32及び第二弾性体33からなる加硫成形物におけるスリーブ32を、ハブ1のボス部11の外周面に正面側から圧入し、環状質量体21の正面側部分21bをプーリ31の被支持筒部313の外周に背面側からベアリング34と共に挿入し、ハブ1のリム部13と、その外周側に位置する環状質量体21の背面側部分21aとの間に、第一弾性体22を背面側から圧入する。なお、第一弾性体22の圧入の際には、ハブ1のリム部13の外周面と環状質量体21の背面側部分21aの内周面、あるいは第一弾性体22の内周面及び外周面に、滑りトルクを増大させるためのカップリング剤を塗布することが好ましい。
【0024】
本形態によるトルク変動吸収ダンパは、ハブ1のボス部11が内燃機関のクランクシャフトの軸端に装着されることによって、このクランクシャフトと共に回転される。クランクシャフトのトルクは、ハブ1のボス部11から、スリーブ32及び第二弾性体33を介してプーリ31へ伝達される。また、プーリ31のプーリ本体311の外周面に形成されたポリV溝311aには、オルタネータやウォーターポンプ等、補器の回転軸に回転トルクを伝達するためのVベルト(図示省略)が巻き掛けられる。
【0025】
プーリ31のプーリ本体311には、Vベルトの張力によって、軸心と垂直な方向の荷重が作用するが、プーリ31の被支持筒部313と環状質量体21の正面側部分21bとの間にはベアリング34が介在しており、環状質量体21をハブ1のリム部13に支持している第一弾性体22は径方向圧縮に対する剛性が大きいため、プーリ31の偏心が防止される。
【0026】
内燃機関の駆動は、吸気、圧縮、爆発(膨張)及び排気の各行程を繰り返しながら行われ、ピストンの往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換しているため、クランクシャフトには、回転に伴って周期的なトルク変動を生じるが、このトルク変動は、カップリング部3における低ばね定数の第二弾性体33の捩り変形によって、熱エネルギに変換されるので、Vベルトへの伝達トルクが平滑化される。一方、環状質量体21及び第一弾性体22で構成される動的吸振部2は、クランクシャフトの捩り振動による捩れ角が最大となる振動数域で円周方向に共振し、その共振によるトルクは入力振動のトルクと方向が逆になるため、このような動的吸振作用によって、クランクシャフトの捩れ角のピークを有効に低減することができる。また、環状質量体22は、ハブ1のリム部13及び第一弾性体22に比較して軸方向に長いものとなっているため、その捩り方向慣性質量を大きく設定でき、したがって、優れた動的吸振作用を得ることができる。
【0027】
なお、第二弾性体33とプーリ31は、一種の振動系を構成しているが、この振動系は、動的吸振部2に比較して捩り方向共振領域が低周波域にあるため、動的吸振部2の共振自体によって生じるトルク変動も、第二弾性体33の柔軟な変形によって吸収され、プーリ31には伝達されない。
【0028】
ところで、トルク変動の入力によって、ハブ1とプーリ31が円周方向へ相対変位すると、カップリング部3における第二弾性体33は、ハブ1のボス部11に圧入嵌着したスリーブ32と、プーリ31の被支持筒部313との間で捩り方向の剪断変形を受ける。このとき、ハブ1とプーリ31との捩り角が同じである場合に受ける第二弾性体33の歪応力は、この第二弾性体33によるプーリ31の被支持筒部313とハブ1側のスリーブ32との連結長さを長くするほど小さくなる。
【0029】
ここで、本形態の構成によれば、第二弾性体33の外周部が接合されたプーリ31の被支持筒部313は、ハブ1のリム部13環状質量体21の正面側部分21bの内周にベアリング34を介して支持されているので、第二弾性体33の外径は、ハブ1のリム部13の径寸法には制約されない。しかも、第二弾性体33は、ハブ1の径方向部12と対応するテーパ状に形成されているので、径方向取付スペースの制約等によって、当該トルク変動吸収ダンパの径方向のサイズを大きく取れないような場合でも、第二弾性体33によるプーリ31の被支持筒部313とハブ1側のスリーブ32との連結長さを十分長くとることができ、第二弾性体33の優れた耐久性を維持することができる。
【0030】
言い換えれば、第二弾性体33によるプーリ31とハブ1との連結長さを従来と同一にする場合は、ハブ1の外径寸法を小さくすることができ、その結果、環状質量体21及びプーリ31の外径寸法も小さくすることができるので、小型・軽量化が図られる。
【0031】
また、ハブ1又は環状質量体21とプーリ31との間には、その円周方向相対変位量を制限するストッパが設けられるので、第二弾性体33には過大な捩り変形が加わることはない。
【0032】
なお、上述した実施の形態においては、動的吸振部2が、ハブ1のリム部13と環状質量体21の背面側部分21aとの間に第一弾性体22を圧入嵌合した構造となっているが、例えば、環状質量体21の背面側部分21aの内周側に金属スリーブを同心的に配置して、その対向周面間に、第一弾性体22を一体的に加硫成形(加硫接着)し、この加硫成形後に前記金属スリーブをハブ1のリム部13の外周面に圧入嵌着することによって、ハブ1と環状質量体21とを連結したブッシュタイプとすることも可能である。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明に係るトルク変動吸収ダンパによれば、プーリの被支持筒部の径寸法は、ハブのリム部の径寸法より小径に規制されるものではないので、取付スペースの制約等によって、当該トルク変動吸収ダンパの径方向のサイズを大きく取れないような場合でも、第二弾性体によるプーリの被支持筒部とハブとの連結長さを十分に取ることができ、第二弾性体の優れた耐久性を確保することができる。またこのため、ダンパ全体としての小型化及び軽量化を図ることができる。
【0034】
請求項2の発明に係るトルク変動吸収ダンパによれば、第二弾性体がテーパ状に形成されることによって、この第二弾性体によるプーリの被支持筒部とハブとの連結長さを一層十分に取ることができ、第二弾性体の優れた耐久性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るトルク変動吸収ダンパの実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図2】従来の技術によるトルク変動吸収ダンパを、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【符号の説明】
1 ハブ
11 ボス部
12 径方向部
13 リム部
2 動的吸振部
21 環状質量体
21a 背面側部分(軸方向一部)
21b 正面側部分(軸方向他部)
22 第一弾性体
3 カップリング部
31 プーリ
311 プーリ本体
312 正面部
313 被支持筒部
32 スリーブ
33 第二弾性体
34 ベアリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a torque fluctuation absorbing damper that transmits torque from a drive shaft in an internal combustion engine or the like to another rotating device and absorbs fluctuations in the torque.
[0002]
[Prior art]
A part of the driving force from the internal combustion engine of the vehicle is given to an auxiliary device such as an alternator or a water pump via an endless belt from a pulley provided at the tip of the crankshaft. Therefore, the pulley uses a torque fluctuation absorbing damper for absorbing torque fluctuation and smoothing transmission torque.
[0003]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional torque fluctuation absorbing damper cut along a plane passing through an axis, in which the left side is the front side, which is the front side of the vehicle, and the right side is the internal combustion engine of the vehicle. On the back side. The torque fluctuation absorbing damper includes a
[0004]
The
[0005]
In other words, the torque fluctuation absorbing damper transmits torque input from the crankshaft to the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional torque fluctuation absorbing damper, the strain stress of the second
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the technical problem thereof is that it is possible to achieve both ensuring sufficient durability of the elastic body in the coupling portion and reducing the radial size. The object is to provide a torque fluctuation absorbing damper.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a means for effectively solving the above technical problem, a torque fluctuation absorbing damper according to the invention of claim 1 is provided with a dynamic vibration absorbing portion and a coupling portion on a hub attached to a rotating shaft, The vibration absorbing portion has a structure in which a part of the annular mass body in the axial direction is elastically connected to the outer periphery of the hub via a first elastic body, and the coupling portion is supported by the annular mass body so as to be relatively rotatable. A pulley body that is elastically coupled between the pulley and the hub via a second elastic body, the pulley being located on an outer periphery of the annular mass body, and one axial end of the pulley body And a supported cylinder part formed so as to surround the other axial part of the annular mass body from the inner peripheral side of the other axial part, and the outer peripheral part of the second elastic body It is connected to the inner peripheral surface of the support cylinder part.
[0009]
A torque fluctuation absorbing damper according to a second aspect of the present invention is the configuration according to the first aspect, wherein the second elastic body is formed in a tapered shape.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of a torque fluctuation absorbing damper according to the present invention by cutting along a plane passing through its axis. The “front side” used in the following description refers to the left side in FIG. 1, that is, the front side of the vehicle, and the “rear side” refers to the right side in FIG. It is the side that exists.
[0011]
As shown in FIG. 1, the torque fluctuation absorbing damper according to the present embodiment includes a hub 1 attached to a shaft end of a crankshaft of an internal combustion engine, a dynamic vibration absorber 2 and a coupling provided on the outer peripheral side of the hub 1. Part 3.
[0012]
The hub 1 is made of a metal material, and includes a
[0013]
The dynamic vibration absorbing portion 2 includes an annular mass body 21 disposed concentrically on the outer peripheral side of the
[0014]
The annular mass body 21 in the dynamic vibration absorber 2 is made of a metal material having a relatively large specific gravity, such as an iron-based material, and has a relatively large axial width with respect to the
[0015]
The first elastic body 22 in the dynamic vibration absorbing portion 2 is annularly vulcanized with a rubber-like elastic material having excellent heat resistance, cold resistance and mechanical strength, and then the
[0016]
The coupling portion 3 has a structure in which the
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The second elastic body 33 in the coupling portion 3 is made of a rubber-like elastic material having excellent heat resistance, cold resistance and mechanical strength, and the outer peripheral portion thereof is an inner portion of the supported cylindrical portion 313 of the
[0020]
That is, the connection length between the supported cylindrical portion 313 of the
[0021]
The bearing 34 in the coupling part 3 is formed of a synthetic resin material having a low friction coefficient, such as PTFE, which has excellent wear resistance, and has a half cross section (the cross section shown in the figure) cut along a plane passing through the axis. It is substantially L-shaped. That is, the
[0022]
In addition, in order to prevent excessive torsional deformation of the second elastic body 33 between the
[0023]
In the manufacture of the torque fluctuation absorbing damper of the present embodiment having the above-described configuration, the supported cylindrical portion 313 of the
[0024]
The torque fluctuation absorbing damper according to the present embodiment is rotated together with the crankshaft by mounting the
[0025]
A load in a direction perpendicular to the axis acts on the pulley body 311 of the
[0026]
The internal combustion engine is driven by repeating the steps of intake, compression, explosion (expansion), and exhaust, and the reciprocating motion of the piston is converted into the rotational motion of the crankshaft. However, since this torque fluctuation is converted into thermal energy by the torsional deformation of the second elastic body 33 having a low spring constant in the coupling portion 3, the torque transmitted to the V-belt is smooth. It becomes. On the other hand, the dynamic vibration absorber 2 composed of the annular mass body 21 and the first elastic body 22 resonates in the circumferential direction in the frequency range where the torsional angle due to the torsional vibration of the crankshaft becomes maximum, and the torque generated by the resonance. Since the input vibration torque and the direction are reversed, the dynamic vibration absorbing action can effectively reduce the peak of the crankshaft torsion angle. Further, since the annular mass body 22 is longer in the axial direction than the
[0027]
The second elastic body 33 and the
[0028]
By the way, when the hub 1 and the
[0029]
Here, according to the configuration of the present embodiment, the supported cylindrical portion 313 of the
[0030]
In other words, when the connecting length between the
[0031]
In addition, since a stopper for limiting the circumferential relative displacement is provided between the hub 1 or the annular mass body 21 and the
[0032]
In the above-described embodiment, the dynamic vibration absorbing portion 2 has a structure in which the first elastic body 22 is press-fitted and fitted between the
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the torque fluctuation absorbing damper according to the first aspect of the present invention, the diameter of the supported cylindrical portion of the pulley is not restricted to be smaller than the diameter of the rim portion of the hub. Even if the size of the torque fluctuation absorbing damper in the radial direction cannot be increased due to restrictions on the installation space, etc., the coupling length between the supported cylindrical portion of the pulley and the hub by the second elastic body can be sufficiently taken. The durability of the second elastic body can be ensured. For this reason, the damper as a whole can be reduced in size and weight.
[0034]
According to the torque fluctuation absorbing damper of the second aspect of the invention, the second elastic body is formed in a tapered shape, so that the connection length between the supported cylindrical portion of the pulley and the hub by the second elastic body is further increased. It can be taken sufficiently, and the excellent durability of the second elastic body can be secured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a torque fluctuation absorbing damper according to the present invention by cutting along a plane passing through an axis.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional torque fluctuation absorbing damper cut along a plane passing through an axis.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
21b Front side part (other part in the axial direction)
22 First elastic body 3
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002148637A JP4006582B2 (en) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | Torque fluctuation absorbing damper |
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