JP7142532B2 - torsional damper - Google Patents
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Description
本発明は、トーショナルダンパに関する。 The present invention relates to torsional dampers.
図6に示すようにトーショナルダンパ101は、ハブ102にバネ103を介してマス104を連結した構造を備え、バネ103およびマス104の組み合わせよりなる共振系の共振周波数をクランクシャフト等の防振対象物の捩り共振周波数と一致させることで、防振対象物の捩り共振を吸収し、振動を低減させる機能を発揮する。
As shown in FIG. 6, the
バネ103はゴム材よりなる。ゴム材は捩り方向(トーショナルダンパ円周方向)のほかに各方向全て(6自由度)に剛性を有することから、所定の質量を備えるマス104を所定の位置に保持する機能を有し、よって簡素な構造でトーショナルダンパ101を成立させることができる。また、ゴム材は粘弾性減衰特性を有することから、トーショナルダンパ101に必要とされる減衰特性が予め備わっており、よって優れた防振性能を発揮しやすい。
The
しかしながら、ゴム材は一般に耐熱性に乏しく、エンジン内部への装着に適さないことがある。また、ゴム材は一般に耐油性に乏しく、エンジン内部への装着に適さないことがある。したがってバネを含むトーショナルダンパ全体として耐熱性や耐油性等の耐久性を向上させたいとの要望がある。 However, rubber materials are generally poor in heat resistance and may not be suitable for mounting inside an engine. In addition, rubber materials generally have poor oil resistance and may not be suitable for mounting inside an engine. Therefore, there is a demand to improve durability such as heat resistance and oil resistance of the torsional damper as a whole including the spring.
本発明は、トーショナルダンパの耐熱性や耐油性等の耐久性を向上させることを課題とする。 An object of the present invention is to improve durability such as heat resistance and oil resistance of a torsional damper.
本発明のトーショナルダンパは、同軸上に第1および第2バネ受けを設けたハブと、前記第1および第2バネ受け間に配置され、前記ハブにラジアルベアリングを介して円周方向および軸方向に変位可能に保持されたマスと、前記第1バネ受けおよび前記マス間に配置され、前記マスに保持され、前記マスと共に回転する第1板バネと、前記第1板バネに対向する前記第1バネ受けの端面に設けられ、円周方向一方へ向けて前記第1板バネから離れる向きと近付く向きとにそれぞれ傾斜するテーパ面を有して谷形状に形成された第1凹部と、前記第1板バネに設けられ、前記第1バネ受けへ向けての山折り形状をなし、前記第1凹部に挿入され、前記第1凹部の内面と接触する第1突起と、前記第2バネ受けおよび前記マス間に配置され、前記マスに保持され、前記マスと共に回転する第2板バネと、前記第2板バネに対向する前記第2バネ受けの端面に設けられ、円周方向一方へ向けて前記第2板バネから離れる向きと近付く向きとにそれぞれ傾斜するテーパ面を有して谷形状に形成された第2凹部と、前記第2板バネに設けられ、前記第2バネ受けへ向けての山折り形状をなし、前記第2凹部に挿入され、前記第2凹部の内面と接触する第2突起と、を備える。 A torsional damper of the present invention is arranged between a hub provided with first and second spring bearings on the same axis, and between the first and second spring bearings, and is damped to the hub in the circumferential and axial directions via radial bearings. a mass held so as to be displaceable in a direction; a first leaf spring arranged between the first spring bearing and the mass, held by the mass and rotating together with the mass; a first concave portion formed in an end face of the first spring bearing and formed in a valley shape having a tapered surface inclined in one circumferential direction in a direction away from and in a direction approaching the first leaf spring; a first protrusion provided on the first plate spring, forming a mountain-fold shape toward the first spring receiver, inserted into the first recess, and contacting an inner surface of the first recess; and the second spring. a second leaf spring disposed between the bearing and the mass, held by the mass, and rotating together with the mass; a second concave portion formed in a valley shape having tapered surfaces that are inclined in a direction away from the second leaf spring and in a direction toward the second leaf spring; and a second projection that forms a mountain-folded shape facing toward, is inserted into the second recess, and contacts the inner surface of the second recess.
本発明では、トーショナルダンパの耐熱性や耐油性等の耐久性を向上させることができる。 In the present invention, durability such as heat resistance and oil resistance of the torsional damper can be improved.
図1ないし図5に示すように、実施の形態に係るトーショナルダンパ1は、防振対象物である車両用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を備え、このハブ11に、マス(振動リング)21、ラジアルベアリング31(図4)、第1バネ受けとしてのバネ保持具41、第1板バネ51および第2板バネ61を組み付けている。
As shown in FIGS. 1 to 5, a
各部品はいずれも環状に形成され、同軸上に配置されている。ハブ11、マス21、バネ保持具41、第1板バネ51および第2板バネ61はそれぞれ金属製の部品とされている。ラジアルベアリング31は銅など金属製の滑り軸受、またはPTFEなど高耐熱性樹脂よりなるものとされている。トーショナルダンパ1はゴム製の部品を備えていない。
Each component is formed in an annular shape and arranged coaxially. The
図4に示すように、ハブ11は、クランクシャフトの先端に固定されるボス部12を備え、このボス部12の軸方向一方(図では左方)の端部から径方向外方へ向けて端面部13を一体に設け、端面部13の外周端部から軸方向一方へ向けて筒状部14を一体に設け、端面部13の外周端部から径方向外方へ向けて第2バネ受けとしてのフランジ部15を一体に設けている。
As shown in FIG. 4, the
マス21は、径方向に長い断面長方形状に形成され、ハブ11における筒状部14の外周側であってフランジ部15の軸方向一方の側に配置されている。
The
ラジアルベアリング31は、筒状に形成され、ハブ11における筒状部14の外周面とマス21の内周面の間に介装されている。このようにハブ11の筒状部14とマス21の間にラジアルベアリング31が介装されているので、マス21はハブ11に対し径方向に変位せず、円周方向および軸方向のみに変位可能とされている。
The
バネ保持具41は、ハブ11における筒状部14の先端外周面に嵌合され固定される筒状部42を備え、この筒状部42の軸方向他方(図では右方)の端部から径方向外方へ向けてフランジ部43を一体に設けている。
The
第1板バネ51は、平板環状に形成され、マス21とバネ保持具41におけるフランジ部43の間に配置されている。第1板バネ51はリベット71をもってマス21に固定されている。
The
第2板バネ61は、平板環状に形成され、マス21とハブ11におけるフランジ部15の間に配置されている。第2板バネ61はリベット71をもってマス21に固定されている。
The
図3(A)に示すように、第1板バネ51に対向するバネ保持具41のフランジ部43の端面に第1凹部44が設けられている。
As shown in FIG. 3A, a first
第1凹部44は、円周方向一方(矢印D)へ向けて第1板バネ51から徐々に離れる向き(軸方向一方へ向けての向き)に傾斜するテーパ面(下りテーパ面)45と、同じく円周方向一方へ向けて第1板バネ51に徐々に近付く向き(軸方向他方へ向けての向き)に傾斜するテーパ面(上りテーパ面)46とが連続的に組み合わされることによりV字の谷形状をなすものとして形成されており、このような形状の第1凹部44が円周方向に複数設けられている(例えば8等配)。一対のテーパ面45,46の傾斜角度(軸直角平面に対する傾斜角度)は互いに同等に設定されている。
The first
第1凹部44に対応して、第1板バネ51に第1突起52が設けられている。
A
図3(B)に示すように、第1突起52は、円周方向一方(矢印D)へ向けてバネ保持具41のフランジ部43に徐々に近付く向き(軸方向一方へ向けての向き)に傾斜するテーパ部(上りテーパ部)53と、同じく円周方向一方へ向けてバネ保持具41のフランジ部43から徐々に離れる向き(軸方向他方へ向けての向き)に傾斜するテーパ部(下りテーパ部)54とが連続的に組み合わされることによりV字の山折り形状をなすものとして形成されており、このような形状の第1突起52が円周方向に複数設けられている(例えば8等配)。一対のテーパ部53,54の傾斜角度(軸直角平面に対する傾斜角度)は互いに同等に設定されている。
As shown in FIG. 3(B), the
第1突起52は、第1板バネ51の円周上一部に設けられており、互いに隣り合う第1突起52の間には平面部55が設けられている。したがって第1板バネ51には第1突起52と平面部55が円周上交互に設けられており、このうちの平面部55において第1板バネ51がマス21にリベット止めされている。
The
図5(B)に示すように、第1突起52は第1凹部44に挿入され、第1凹部44の内面に接触している。第1板バネ51の平面部55とバネ保持具41のフランジ部43の間には軸方向クリアランスが設定され、リベット71とバネ保持具41のフランジ部43の間にはここにも軸方向クリアランスが設定されている。したがって平面部55およびリベット71はバネ保持具41に接触しておらず、第1突起52のみがバネ保持具41に接触している。
As shown in FIG. 5B, the
マス21が軸方向一方へ向けて変位し、これに伴って第1板バネ51が軸方向一方へ向けて変位したときに第1板バネ51がバネ保持具41に押し付けられ弾性変形して軸方向のバネ性を発揮しやすいよう、第1突起52の背面側(軸方向他方の側)に位置して第1板バネ51とマス21との間に軸方向クリアランスc1が形成されている。
When the
この軸方向クリアランスc1を形成するため、マス21の軸方向一方の端面に凹部22が設けられている。凹部22は第1突起52に合わせて複数が等配状に設けられている(例えば8等配)。
In order to form this axial clearance c1, a
凹部22の円周方向幅w1は第1突起52の円周方向幅w2よりも大きく形成されている。したがって第1突起52と連続するように第1突起52の円周方向両側に位置して平面部55の端部にマス21に接触しない平面状の軸方向板バネ部(軸方向たわみ部)56が設けられている。この軸方向板バネ部56はマス21によって片持ち状に保持されているので、軸方向クリアランスc1を狭める向きに弾性変形する。したがってこの軸方向板バネ部56が第1板バネ51における軸方向のバネ性を発揮する部分とされている。
The circumferential width w 1 of the
図2および図3(C)に示すように、第2板バネ61に対向するハブ11のフランジ部15の端面に第2凹部16が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3C, a second
第2凹部16は、円周方向一方(矢印D)へ向けて第2板バネ61から徐々に離れる向き(軸方向他方へ向けての向き)に傾斜するテーパ面(下りテーパ面)17と、同じく円周方向一方へ向けて第2板バネ61に徐々に近付く向き(軸方向一方へ向けての向き)に傾斜するテーパ面(上りテーパ面)18とが連続的に組み合わされることによりV字の谷形状をなすものとして形成されており、このような形状の第2凹部16が円周方向に複数設けられている(例えば8等配)。一対のテーパ面17,18の傾斜角度(軸直角平面に対する傾斜角度)は互いに同等に設定されている。
The second
第2凹部16に対応して、第2板バネ61に第2突起62が設けられている。
A
図5に示すように、第2突起62は、円周方向一方へ向けてハブ11のフランジ部15に徐々に近付く向き(軸方向他方へ向けての向き)に傾斜するテーパ部(上りテーパ部)63と、同じく円周方向一方へ向けてハブ11のフランジ部15から徐々に離れる向き(軸方向一方へ向けての向き)に傾斜するテーパ部(下りテーパ部)64とが連続的に組み合わされることによりV字の山折り形状をなすものとして形成されており、このような形状の第2突起62が円周方向に複数設けられている(例えば8等配)。一対のテーパ部63,64の傾斜角度(軸直角平面に対する傾斜角度)は互いに同等に設定されている。
As shown in FIG. 5, the
第2突起62は、第2板バネ61の円周上一部に設けられており、互いに隣り合う第2突起62の間には平面部65が設けられている。したがって第2板バネ61には第2突起62と平面部65が円周上交互に設けられており、このうちの平面部65において第2板バネ61がマス21にリベット止めされている。
The
図5(B)に示すように、第2突起62は第2凹部16に挿入され、第2凹部16の内面に接触している。第2板バネ61の平面部65とハブ11のフランジ部15の間には軸方向クリアランスが設定され、リベット71とハブ11のフランジ部15の間にはここにも軸方向クリアランスが設定されている。したがって平面部65およびリベット71はハブ11に接触しておらず、第2突起62のみがハブ11に接触している。
As shown in FIG. 5B, the
マス21が軸方向他方へ向けて変位し、これに伴って第2板バネ61が軸方向他方へ向けて変位したときに第2板バネ61がハブ11のフランジ部15に押し付けられ弾性変形して軸方向のバネ性を発揮しやすいよう、第2突起62の背面側(軸方向一方の側)に位置して第2板バネ61とマス21との間に軸方向クリアランスc2が形成されている。
When the
この軸方向クリアランスc2を形成するため、マス21の軸方向他方の端面に凹部23が設けられている。凹部23は第2突起62に合わせて複数が等配状に設けられている(例えば8等配)。
In order to form this axial clearance c2, a
凹部23の円周方向幅w3は第2突起62の円周方向幅w4よりも大きく形成されている。したがって第2突起62と連続するように第2突起62の円周方向両側に位置して平面部65の端部にマス21に接触しない平面状の軸方向板バネ部(軸方向たわみ部)66が設けられている。この軸方向板バネ部66はマス21によって片持ち状に保持されているので、軸方向クリアランスc2を狭める向きに弾性変形する。したがってこの軸方向板バネ部66が第2板バネ61における軸方向のバネ性を発揮する部分とされている。
The circumferential width w 3 of the
軸方向一方の端面に凹部22を設けるとともに軸方向他方の端面に凹部23を設けたマス21は、その部品形状として軸方向に対称な形状の部品とされている。したがってマス21はその組付けに際して軸方向の方向性を有していない。
A
第1突起52および平面部55を円周上交互に設けた第1板バネ51と、第2突起62および平面部65を円周上交互に設けた第2板バネ61とは互いに同一仕様の部品とされている。したがって両板バネ51,61は部品の共用化を図ることが可能とされている。
The
ハブ11のフランジ部15には図示するように、重量軽減のため、肉抜き用の透孔19を設けても良い。
As shown in the figure, the
図5(A)(B)は、トーショナルダンパ1の初動姿勢を示している。この初動姿勢においてトーショナルダンパ1にクランクシャフト側の捩り振動が入力すると、シャフトに固定されたハブ11およびバネ保持具41に対しマス21ならびに第1および第2板バネ51,61が円周方向いずれか一方へ向けて変位(回転)し、第1および第2凹部44,16に対して第1および第2突起52,62が変位し、第1および第2突起52,62が円周方向へ向けて弾性変形し(突起52,62がテーパ面46,46,17,18に乗り上げるように弾性変形する)、弾性変形に伴う弾性復元力(反力)が発生し、円周方向バネ(捩りバネ)として作動する。したがって所定の慣性質量を有するマス21との組み合わせよりなる捩り方向の共振系が設定され、捩り振動を吸収低減することが可能とされている。
5A and 5B show the initial motion posture of the
上記図5(A)(B)の初動姿勢においてトーショナルダンパ1にクランクシャフト側の軸方向振動が入力すると、シャフトに固定されたハブ11およびバネ保持具41に対してマス21ならびに第1および第2板バネ51,61が軸方向いずれか一方へ向けて変位し、第1および第2凹部44,16に対して第1および第2突起52,62が変位する。そして、マス21ならびに第1および第2板バネ51,61が軸方向一方(図では左方)へ向けて変位したときには、第1板バネ51の第1突起52が第1凹部44内面に押し付けられ、第1板バネ51が軸方向クリアランスc1を狭めるよう軸方向板バネ部56にて軸方向に弾性変形し、弾性変形に伴う弾性復元力(反力)が発生し、軸方向バネとして作動する。また反対向きに、マス21ならびに第1および第2板バネ51,61が軸方向他方(図では右方)へ向けて変位したときには、第2板バネ61の第2突起62が第2凹部16内面に押し付けられ、第2板バネ61が軸方向クリアランスc2を狭めるよう軸方向板バネ部66にて軸方向に弾性変形し、弾性変形に伴う弾性復元力(反力)が発生し、軸方向バネとして作動する。したがって所定の慣性質量を有するマス21との組み合わせよりなる軸方向の共振系が設定され、軸方向振動を吸収低減することが可能とされている。これによりトーショナルダンパ1は、軸方向ダイナミックダンパとして機能を併せ持つ。
5A and 5B, when axial vibration on the crankshaft side is input to the
上記構成のトーショナルダンパ1は、従来のゴム製のバネの代わりとして金属製の第1および第2板バネ51,61を備えるものであって、金属製の第1および第2板バネ51,61は、ゴム製のバネと比較して格段に耐熱性および耐油性が優れている。上記構成のトーショナルダンパ1は、ゴム材よりなる部品を備えていない。したがってトーショナルダンパ1全体として耐熱性や耐油性等の耐久性を向上させることができ、高温雰囲気の環境やエンジンオイルに浸漬される環境などで好適に用いられるトーショナルダンパ1が提供される。
The
本発明のトーショナルダンパは例えば、自動車補機や制御装置、電子装置などの防振支持の分野で用いられる。また、本発明のトーショナルダンパは例えば、家電や電子機器などの分野で用いられる。 The torsional damper of the present invention is used, for example, in the field of anti-vibration support for automobile accessories, control devices, electronic devices, and the like. Also, the torsional damper of the present invention is used, for example, in the fields of home appliances and electronic equipment.
1 トーショナルダンパ
11 ハブ
12 ボス部
13 端面部
14,42 筒状部
15 フランジ部(第2バネ受け)
16 第2凹部
17,18,45,46 テーパ面
19 透孔
21 マス
22,23 凹部
31 ラジアルベアリング
41 バネ保持具(第1バネ受け)
43 フランジ部
44 第1凹部
51 第1板バネ
52 第1突起
53,54,63,64 テーパ部
55,65 平面部
56,66 軸方向板バネ部
61 第2板バネ
62 第2突起
71 リベット
REFERENCE SIGNS
16
43
Claims (3)
前記第1および第2バネ受け間に配置され、前記ハブにラジアルベアリングを介して円周方向および軸方向に変位可能に保持されたマスと、
前記第1バネ受けおよび前記マス間に配置され、前記マスに保持され、前記マスと共に回転する第1板バネと、
前記第1板バネに対向する前記第1バネ受けの端面に設けられ、円周方向一方へ向けて前記第1板バネから離れる向きと近付く向きとにそれぞれ傾斜するテーパ面を有して谷形状に形成された第1凹部と、
前記第1板バネに設けられ、前記第1バネ受けへ向けての山折り形状をなし、前記第1凹部に挿入され、前記第1凹部の内面と接触する第1突起と、
前記第2バネ受けおよび前記マス間に配置され、前記マスに保持され、前記マスと共に回転する第2板バネと、
前記第2板バネに対向する前記第2バネ受けの端面に設けられ、円周方向一方へ向けて前記第2板バネから離れる向きと近付く向きとにそれぞれ傾斜するテーパ面を有して谷形状に形成された第2凹部と、
前記第2板バネに設けられ、前記第2バネ受けへ向けての山折り形状をなし、前記第2凹部に挿入され、前記第2凹部の内面と接触する第2突起と、
を備えることを特徴とするトーショナルダンパ。 a hub provided with first and second spring bearings coaxially;
a mass disposed between the first and second spring bearings and held by the hub so as to be displaceable in the circumferential and axial directions via radial bearings;
a first leaf spring disposed between the first spring bearing and the mass, held by the mass, and rotating together with the mass;
Provided on the end surface of the first spring bearing facing the first leaf spring, the tapered surface is inclined in one circumferential direction in the direction away from and in the direction of approaching the first leaf spring, and has a valley shape. a first recess formed in the
a first projection provided on the first plate spring, forming a mountain-fold shape toward the first spring receiver, inserted into the first recess, and contacting an inner surface of the first recess;
a second leaf spring disposed between the second spring bearing and the mass, held by the mass, and rotating together with the mass;
Provided on the end surface of the second spring receiver facing the second leaf spring, the tapered surface is inclined in one circumferential direction in the direction away from and in the direction of approaching the second leaf spring, and has a valley shape. a second recess formed in the
a second protrusion provided on the second plate spring, forming a mountain-fold shape toward the second spring receiver, inserted into the second recess, and in contact with the inner surface of the second recess;
A torsional damper comprising:
前記第1バネ受けは、前記ハブに固定されたバネ保持具よりなり、
前記第2バネ受けは、前記ハブに一体に設けられたフランジ部よりなることを特徴とするトーショナルダンパ。 A torsional damper according to claim 1,
The first spring receiver comprises a spring retainer fixed to the hub ,
A torsional damper, wherein the second spring bearing comprises a flange integrally provided with the hub .
前記マスが軸方向一方へ変位して前記第1突起が前記第1凹部の内面に押し付けられたときに軸方向に弾性変形してその反力により前記マスを軸方向他方へ向けて付勢する軸方向バネ作用を発揮する第1軸方向板バネ部が前記第1板バネの一部として設けられ、
前記マスが軸方向他方へ変位して前記第2突起が前記第2凹部の内面に押し付けられたときに軸方向に弾性変形してその反力により前記マスを軸方向一方へ向けて付勢する軸方向バネ作用を発揮する第2軸方向板バネ部が前記第2板バネの一部として設けられていることを特徴とするトーショナルダンパ。 The torsional damper according to claim 1 or 2,
When the mass is displaced in one axial direction and the first projection is pressed against the inner surface of the first recess, the mass is elastically deformed in the axial direction, and the reaction force urges the mass in the other axial direction. A first axial leaf spring portion that exerts an axial spring action is provided as a part of the first leaf spring,
When the mass is displaced in the other axial direction and the second projection is pressed against the inner surface of the second recess, the mass is elastically deformed in the axial direction, and the reaction force urges the mass in the one axial direction. A torsional damper, wherein a second axial leaf spring portion exerting an axial spring action is provided as a part of the second leaf spring.
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