JP6837858B2

JP6837858B2 - トーショナルダンパ

Info

Publication number: JP6837858B2
Application number: JP2017024821A
Authority: JP
Inventors: 中島　徹; 徹中島
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2021-03-03
Anticipated expiration: 2037-02-14
Also published as: JP2018132089A

Description

本発明は、自動車エンジン等の回転駆動系において、クランクシャフト等の回転軸に生起される捩り振動を吸収減衰するために用いられるトーショナルダンパに関する。

従来から図５に示すように、自動車エンジンのクランクシャフト（図示せず）に取り付けられる環状のハブ５２を有し、このハブ５２の外周側に環状のダンパゴム５３を介して振動リング５４を連結した構造のトーショナルダンパ５１が知られている。

ダンパゴム５３は、一定の径方向厚みｔ_４を備える環状（円筒状）の部品として成形され、一定の径方向幅ｔ_５を備えるハブ５２および振動リング５４間の環状空隙５５に対し軸方向一方から圧入嵌合されている（ゴム嵌合タイプトーショナルダンパ）。

ダンパゴム５３の径方向厚みｔ_４とこれを圧入する環状空隙５５の径方向幅ｔ_５は、
ｔ_４＞ｔ_５の関係とされ、ダンパゴム５３は圧入後、径方向に圧縮された状態とされ、すなわち径方向に予圧縮された状態とされている。

また、振動リング５４の内周面に環状凸部５７が形成されるとともにこの環状凸部５７に対応してハブ５２の外周面に環状凹部５８が形成されることにより、環状空隙５５の断面形状を一部で波打ち状に湾曲させるコンボリューション部５６が設けられている。

特開２０１３−１９４８７５号公報

上記トーショナルダンパ５１には、以下の点で改良の余地がある。

すなわち上記トーショナルダンパ５１では、耐久性向上や滑りトルク確保のため、上記したようにダンパゴム５３をハブ５２および振動リング５４間の環状空隙５５に予圧縮をかけて圧入するが、耐久性を考慮すると、この圧縮によるゴム応力はできるだけ均等（等応力）になることが望ましい（一部に応力集中すると亀裂発生の要因となり兼ねない）。

そこで、ゴム応力を均等にするには、環状空隙５５の径方向幅ｔ_５をほぼ等間隔にするのが一般的である。

しかしながら近年では、低燃費化やダウンサイジング化による高圧縮率化、高熱効率化、油温上昇などより、トーショナルダンパ５１も高温雰囲気にさらされる傾向にある。したがってこの場合、ダンパゴム５３はその軸方向中央部に近い程、ゴム温度が高くなり（ゴム発熱分が放熱されにくい）、また、熱膨張による変形分の逃げ場がないことから、等間隔では中央部付近のゴム応力が非常に高くなり、ダンパゴム５３に亀裂が発生する可能性がある。

また、ダンパゴム５３の軸方向中央部付近のゴム応力を低減すべくコンボリューション部５６を構成する環状凸部５７の高さを小さくしたり環状凹部５８の深さを大きくしたりすることにより、この部分において環状空隙５５の径方向幅ｔ_５を拡大することが考えられる。

しかしながらこの場合は、環状凸部５７の高さが小さくなるのに伴って、または環状凹部５８の深さを大きくなるのに伴って、ハブ５２および振動リング５４を軸方向に位置決めする、或いはダンパゴム５３の抜け荷重を保持する等と云ったコンボリューション部５６の機能が低下する可能性がある。

本発明は以上の点に鑑みて、ダンパゴムの軸方向中央部付近に発生するゴム応力の大きさを低減し、もってダンパゴムの耐久性を向上することができるトーショナルダンパを提供することを目的とする。

ハブと振動リングの間にダンパゴムを径方向に圧縮した状態で装着したトーショナルダンパにおいて、前記ハブの外周面および前記振動リングの内周面の何れか一方に形成した環状凸部、および前記環状凸部に対応して他方に形成した環状凹部の組み合わせによるコンボリューション部を有し、前記ダンパゴムは、前記ハブと前記振動リングとの間に装着される前の形状として、軸方向両端の厚肉部の中間位置に、径方向厚みが前記厚肉部の径方向厚みよりも小さい薄肉部を一体に備える形状とされており、前記ダンパゴムのうちの、前記コンボリューション部によって保持される部分が前記薄肉部とされている。

薄肉部では径方向の圧縮度合いが小さく、発生するゴム応力の大きさが低減される。したがってダンパゴムの軸方向中央部付近に発生するゴム応力の大きさを低減することができ、ダンパゴムの耐久性を向上することができる。

実施例に係るトーショナルダンパの半裁断面図同トーショナルダンパを組み立てる前（ダンパゴム圧入前）の状態を示す半裁断面図ダンパゴムの単品状態を示す断面斜視図（Ａ）および（Ｂ）ともダンパゴムの他の例を示す単品状態の断面斜視図従来例に係るトーショナルダンパの半裁断面図

以下の実施形態が含まれる。
（１）ゴム（ダンパゴム）の内部中心（軸方向中央部）に近い部分のゴム厚を小さくし、常態で中央部ほど、ゴム応力が緩和された状態にする。
（２）この際、基本ゴム厚ｔ_２から中央部ゴム厚ｔ_３への厚み変化は徐変とし、急激なゴム応力変化がないようにする。
（３）ゴム応力緩和度合いは、使用される高温雰囲気下でゴム嵌合部全体（両端部除く）でほぼ等応力となるように調整する。
上記（１）〜（３）の構成を特徴とする高温雰囲気下でゴム等応力構造となるトーショナルダンパ。

実施例を図面にしたがって説明する。

図１に示すように、当該実施例に係るトーショナルダンパ１は、自動車エンジンのクランクシャフト（図示せず）に取り付けられる環状のハブ１１を有し、このハブ１１の外周側に環状のダンパゴム２１を介して振動リング３１が連結されている。振動リング３１の外周面には、無端ベルト（図示せず）を巻架するための環状のプーリ溝３２が設けられ、このプーリ溝３２に巻架する無端ベルトを介して補機類（図示せず）へ回転トルクを伝達する。ハブ１１および振動リング３１はそれぞれ所定の金属材によって成形されている。

また、図２に示すようにトーショナルダンパ１は、ハブ１１およびその外周側に配置された振動リング３１の間の環状空隙４１にその軸方向一方からダンパゴム２１を圧入嵌合することにより組み立てられるゴム嵌合タイプのトーショナルダンパとされている。ダンパゴム２１は圧入後、径方向に圧縮された状態とされ、すなわち径方向に予圧縮された状態とされる。

ハブ１１の外周面の軸方向中央部に環状凸部４３が形成されるとともにこの環状凸部４３に対応して振動リング３１の内周面の軸方向中央部に環状凹部４４が形成され、この環状凸部４３および環状凹部４４の組み合わせにより、環状空隙４１の断面形状を一部で波打ち状に湾曲させるコンボリューション部４２が環状空隙４１の軸方向中央部に位置して設けられている。

ハブ１１および振動リング３１間の環状空隙４１の径方向幅ｔ_１は、軸方向両端に設けた面取りによるテーパー状の幅拡大部４５を除き、軸方向全長に亙って一定ないしほぼ一定とされている。

これに対し、ダンパゴム２１は、径方向厚みｔ_２が比較的大きい軸方向両端の厚肉部２２の中間位置であって軸方向中央部に、径方向厚みｔ_３が比較的小さい薄肉部２３が一体に設けられた形状とされている。

ハブ１１および振動リング３１間の環状空隙４１の径方向幅ｔ_１、ダンパゴム２１の厚肉部２２の径方向厚みｔ_２、薄肉部２３の径方向厚みｔ_３は、
ｔ_１＜ｔ_３＜ｔ_２・・・・（ａ）式、または
ｔ_１≦ｔ_３＜ｔ_２・・・・（ａ’）式
の関係を充足するように設定されている。

厚肉部２２と薄肉部２３は、径方向厚みがｔ_２からｔ_３へと徐々に変化する徐変形状２４を介して連続して形成されている。

薄肉部２３は、図３に示すようにダンパゴム２１の内周面および外周面の双方に互いに対応して環状溝部２５を設けることにより形成されているが、図４（Ａ）に示すようにダンパゴム２１の内周面のみに環状溝部２５を設けることにより形成されても良く、また図４（Ｂ）に示すようにダンパゴム２１の外周面のみに環状溝部２５を設けることにより形成されても良い。そして何れにしても、環状溝部２５の側面部が斜面状に形成されることにより、上記徐変形状２４が設けられている。

上記構成を備えるトーショナルダンパ１においては、ダンパゴム２１における径方向厚みｔ_２が比較的大きい軸方向両端の厚肉部２２の中間位置に径方向厚みｔ_３が比較的小さい薄肉部２３が一体に設けられているため、この薄肉部２３では径方向の圧縮度合いが小さく、発生するゴム応力の大きさが低減される。薄肉部２３はダンパゴム２１の軸方向中央部に設けられ、コンボリューション部４２は環状空隙４１の同じく軸方向中央部に設けられているため、薄肉部２３はダンパゴム２１のうちのコンボリューション部４２によって保持される部分に設けられている。したがってダンパゴム２１の軸方向中央部付近であってコンボリューション部４２によって保持される部分に発生するゴム応力の大きさを低減し、発熱・蓄熱を抑制し、ダンパゴム２１の耐久性を向上することができる。

また、ハブ１１および振動リング３１間の環状空隙４１の径方向幅ｔ_１が軸方向全長に亙って一定ないしほぼ一定とされているため、コンボリューション部４２を構成する環状凸部４３の高さを小さくしたり環状凹部４４の深さを大きくしたりすることはなされていない。したがってハブ１１および振動リング３１を軸方向に位置決めする、或いはダンパゴム２１の抜け荷重を保持する等と云ったコンボリューション部４２の機能が低下するのを防止することができる。

尚、このコンボリューション部４２の構成について、上記実施例では、ハブ１１の外周面の軸方向中央部に設けた環状凸部４３と、振動リング３１の内周面の軸方向中央部に設けた環状凹部４４との組み合わせとしたが、環状凸部４３と環状凹部４４の配置は反対であっても良く、すなわち図５に示したように、振動リング３１の内周面の軸方向中央部に設けた環状凸部４３と、ハブ１１の外周面の軸方向中央部に設けた環状凹部４４との組み合わせよりなるものとしても良い。

１トーショナルダンパ
１１ハブ
２１ダンパゴム
２２厚肉部
２３薄肉部
２４徐変形状
２５環状溝部
３１振動リング
３２プーリ溝
４１環状空隙
４２コンボリューション部
４３環状凸部
４４環状凹部
４５幅拡大部
ｔ_１環状空隙の径方向幅
ｔ_２厚肉部の径方向厚み
ｔ_３薄肉部の径方向厚み

Claims

ハブと振動リングの間にダンパゴムを径方向に圧縮した状態で装着したトーショナルダンパにおいて、
前記ハブの外周面および前記振動リングの内周面の何れか一方に形成した環状凸部、および前記環状凸部に対応して他方に形成した環状凹部の組み合わせによるコンボリューション部を有し、
前記ダンパゴムは、前記ハブと前記振動リングとの間に装着される前の形状として、軸方向両端の厚肉部の中間位置に、径方向厚みが前記厚肉部の径方向厚みよりも小さい薄肉部を一体に備える形状とされており、
前記ダンパゴムのうちの、前記コンボリューション部によって保持される部分が前記薄肉部とされている
ことを特徴とするトーショナルダンパ。
請求項１記載のトーショナルダンパにおいて、
前記厚肉部と前記薄肉部は、径方向厚みが徐々に変化する徐変形状を介して連続している
ことを特徴とするトーショナルダンパ。
請求項１または２記載のトーショナルダンパにおいて、
前記薄肉部は、前記ダンパゴムの内周面および外周面の双方または何れか一方に環状溝部を設けることにより形成されている
ことを特徴とするトーショナルダンパ。