JP7390966B2

JP7390966B2 - 曲げダンパ付きトーショナルダンパ

Info

Publication number: JP7390966B2
Application number: JP2020078088A
Authority: JP
Inventors: 慧沢津橋
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2020-04-27
Publication date: 2023-12-04
Anticipated expiration: 2040-04-27
Also published as: JP2021173345A

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。

従来から、図３に示すようなトーショナルダンパ１００が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。ここで、図３は、従来の曲げダンパ付きトーショナルダンパの断面図である。図３に示すトーショナルダンパ１００は、ハブ１１１と、トーショナルダンパ部１２１と、曲げダンパ部１３１と、を備えた曲げダンパ付きトーショナルダンパ１００である。ハブ１１１は、ボス部１１２、ステー部１１３及びリム部１１４を有する。そして、ハブ１１１は、ボス部１１２に挿通するプーリボルトによってシャフト１７１の端部に取り付けられるように構成されている。トーショナルダンパ部１２１は、リム部１１４の外周側にダンパゴム１２２を介してダンパマス１２３を連結したものである。曲げダンパ部１３１は、プレート１３２及び曲げダンパゴム１３３を介して曲げダンパマス１３４を連結したものである。

図３に示すようなトーショナルダンパ１００において、曲げダンパ部１３１の曲げダンパマス１３４は、曲げダンパゴム１３３によって支持されており、曲げダンパゴム１３３とプレート１３２が接着されている。曲げダンパマス１３４は、製造上の理由により、回転軸と重心軸がズレることがある。以下、回転軸と重心軸がズレた状態において、回転軸から重心軸に向かうズレの方向を、「重心ズレ方向」ということがある。上述したように、曲げダンパマス１３４の回転軸と重心軸がズレた状態であると、曲げダンパマス１３４の回転によって重心ズレ方向に遠心力が発生する。

図３に示すようなトーショナルダンパ１００の曲げダンパマス１３４は、曲げダンパゴム１３３のみによって支持されているために、曲げダンパマス１３４に遠心力が加わると、曲げダンパゴム１３３が重心ズレ方向に変位し、初期の重心軸のズレよりも重心軸のズレが更に悪化する。そして、重心軸のズレが更に悪化すると、重心ズレ方向の遠心力が更に増大し、重心軸のズレをより悪化させ、最終的には曲げダンパ部１３１の破損に至ることがある。

このため、図３に示すような従来のトーショナルダンパ１００では、樹脂ストッパ１５０を曲げダンパマス１３４の外周部に設け、曲げダンパマス１３４の径方向における動きを規制し、曲げダンパ部１３１の大変形を抑制している。また、上述したように樹脂ストッパ１５０を設けることにより、曲げダンパマス１３４とハブ１１１の内周面との接触による異音を抑制したり、曲げダンパマス１３４の摩耗を抑制したりすることもできるとされている。

特開２０１９－１９９７６号公報特開２０１９－１０８９１１号公報

しかしながら、図３に示すような従来のトーショナルダンパ１００は、樹脂ストッパ１５０の脱落防止のために、キャップ部材１５１が必要となる。キャップ部材１５１は、樹脂ストッパ１５０の脱落を防止するストッパとして機能する部材である。このため、従来のトーショナルダンパ１００は、部品点数が増加し製造コストが増大するという問題があった。また、従来のトーショナルダンパ１００は、ハブ１１１の内周部に曲げダンパ部１３１を設置しているため、設計空間が狭く、充分なマスＩｐを設定し難いため、曲げ振動低減効果が十分に発揮できないという問題もあった。

上記の課題に鑑み、本発明によれば、曲げ振動低減効果に優れた曲げダンパ付きトーショナルダンパが提供される。

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］ボス部、ステー部及びリム部を有するハブと、前記リム部の外周側にダンパゴムを介してダンパマスを連結したトーショナルダンパ部と、前記ハブの外周側に取付部材及び曲げダンパゴムを介して曲げダンパマスを連結した曲げダンパ部と、を備え、
前記ハブの外周面と前記曲げダンパマスの内周面との間に、前記曲げダンパマスの径方向の変位量を規制する環状の径方向ストッパ部材が配設されている、曲げダンパ付きトーショナルダンパ。

［２］前記径方向ストッパ部材が、樹脂製の環状部材である、前記［１］に記載の曲げダンパ付きトーショナルダンパ。

［３］前記径方向ストッパ部材は、常用回転域において前記曲げダンパマスの内周面側から離間するように配設され、前記曲げダンパマスが前記ハブに対し径方向に変位したときに前記曲げダンパマスの内周面側と当接する、前記［１］又は［２］に記載の曲げダンパ付きトーショナルダンパ。

本発明の曲げダンパ付きトーショナルダンパは、従来の曲げダンパ付きトーショナルダンパに比して部品点数の増加を抑制しつつ、曲げ振動低減効果に優れるという顕著な効果を奏する。即ち、ハブの外周面と曲げダンパマスの内周面との間に、上述したような径方向ストッパ部材を設けることにより、曲げダンパゴムを加硫接着などによって固定する曲げダンパ部の取付部材（例えば、スリーブ）が、径方向ストッパ部材の脱落防止機能を有する。このため、樹脂ストッパの脱落を防止するためのキャップ部材等のストッパを別途必要とせず、部品点数の増加を有効に抑制することができ、例えば、製造コストの低減を実現することができる。

また、従来の曲げダンパ付きトーショナルダンパように、ハブの内周部に曲げダンパ部を設けた場合は、サービスタップやセンターボルトを考慮した配置が必要となる。このため、曲げダンパマスの配置に制約が多くなり、曲げダンパマスの形状が複雑化する。一方で、ハブの外周側に曲げダンパ部を設けることにより、曲げダンパマスの配置に関する制約が大幅に減少し、曲げダンパマスの形状を簡素化し、マスＩｐ（Ｉｎｅｒｔｉａｌｍａｓｓ：慣性質量）の確保が可能となる。このため、製造コストの更なる低減を実現することができる。

更に、上述したように構成された曲げダンパ付きトーショナルダンパは、Ｉｐ（慣性質量）を確保し易く、また、軸方向長さを短くすることができるためこじり変形を小さくすることができる。また、曲げダンパ部に異物が蓄積し難いため、異物に対する耐ダスト性にも優れている。

第一実施形態の曲げダンパ付きトーショナルダンパの断面図である。第二実施形態の曲げダンパ付きトーショナルダンパの断面図である。従来の曲げダンパ付きトーショナルダンパの断面図である。

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。

（１）曲げダンパ付きトーショナルダンパ（第一実施形態）
第一実施形態の曲げダンパ付きトーショナルダンパは、図１に示すような曲げダンパ付きトーショナルダンパ１である。図１は、第一実施形態の曲げダンパ付きトーショナルダンパの断面図である。

図１に示す曲げダンパ付きトーショナルダンパ１は、ハブ１１と、トーショナルダンパ部２１と、曲げダンパ部３１と、を備えたトーショナルダンパ１である。以下、図１に示す曲げダンパ付きトーショナルダンパ１を、単に「トーショナルダンパ１」ともいう。

ハブ１１は、ボス部１２、ステー部１３及びリム部１４を有し、これらが一体的に構成された環状の部材である。ハブ１１は、例えば、ボス部１２の内周に挿通するプーリボルト（図示せず）によって車両用クランクシャフト等のシャフト（図示せず）の端部に取り付けられる。

トーショナルダンパ部２１は、ダンパゴム２２及びダンパマス２３を有し、リム部１４の外周側にダンパゴム２２を介してダンパマス２３を連結している。トーショナルダンパ部２１は、回転駆動系に生起される捩り振動（円周方向の振動）を共振作動によって吸収するためのものである。

例えば、トーショナルダンパ部２１としては、リム部１４及びダンパマス２３間に軸方向一方からダンパゴム２２を圧入嵌合したゴム嵌合タイプのトーショナルダンパ部２１を挙げることができる。また、例えば、図２に示すトーショナルダンパ１Ａのように、スリーブ及びダンパマス２３間にダンパゴム２２を加硫接着し、スリーブをリム部１４に嵌合するブッシュタイプのトーショナルダンパ部２１であってもよい。ここで、図２は、第二実施形態の曲げダンパ付きトーショナルダンパの断面図である。図１に示すトーショナルダンパ１及び図２に示すトーショナルダンパ１Ａのダンパマス２３の外周面には、トルク伝達に係る無端ベルト（図示せず）を巻回するためのプーリ溝２４が設けられることがある。

曲げダンパ部３１は、取付部材３２、曲げダンパゴム３３及び曲げダンパマス３４を有し、回転駆動系に生起される曲げ振動（径方向の振動）を共振作動によって吸収するためのものである。

図１に示すトーショナルダンパ１では、曲げダンパ部３１が、ハブ１１の外周側に設けられている。すなわち、曲げダンパ部３１は、ハブ１１の外周側にて、取付部材３２及び曲げダンパゴム３３を介して曲げダンパマス３４がハブ１１に連結されている。例えば、曲げダンパ部３１としては、取付部材３２、曲げダンパゴム３３及び曲げダンパマス３４が軸方向に並べられ、取付部材３２及び曲げダンパマス３４間に曲げダンパゴム３３が加硫接着されたものを挙げることができる。ハブ１１の外周側において、曲げダンパ部３１の配置箇所については特に制限はなく、例えば、回転駆動系に生起される曲げ振動を共振作動によって吸収可能な箇所に対して適切に設けることができる。

図１に示すトーショナルダンパ１は、ハブ１１の外周面１１ａと曲げダンパマス３４の内周面３４ａとの間に、曲げダンパマス３４の径方向の変位量を規制する環状の径方向ストッパ部材５０が配設されている。

上記構成を備えたトーショナルダンパ１によれば、以下の作用効果が発揮される。

図１に示すトーショナルダンパ１は、図３に示すような従来の曲げダンパ付きトーショナルダンパ１００に比して部品点数の増加を抑制しつつ、曲げ振動低減効果に優れるという顕著な効果を奏する。より具体的には、図１に示すように、ハブ１１の外周面１１ａと曲げダンパマス３４の内周面３４ａとの間に径方向ストッパ部材５０を設けることにより、曲げダンパゴム３３を加硫接着などによって固定する取付部材３２（例えば、スリーブ）が、径方向ストッパ部材５０の脱落防止機能を有する。このため、樹脂ストッパ１５０（図３参照）の脱落を防止するためのキャップ部材１５１（図３参照）等のストッパを別途必要とせず、部品点数の増加を有効に抑制することができ、例えば、製造コストの低減を実現することができる。

また、図３に示すような従来の曲げダンパ付きトーショナルダンパ１００のように、ハブ１１１の内周部に曲げダンパ部１３１を設けた場合は、サービスタップやセンターボルトを考慮した配置が必要となる。このため、曲げダンパマス１３４の配置に制約が多くなり、曲げダンパマス１３４の形状が複雑化することがある。一方で、図１に示すトーショナルダンパ１は、ハブ１１の外周側に曲げダンパ部３１を設けることにより、曲げダンパマス３４の配置に関する制約が大幅に減少し、曲げダンパマス３４の形状を簡素化し、マスＩｐ（慣性質量）の確保が可能となる。このため、製造コストの更なる低減を実現することもできる。

また、図１に示すトーショナルダンパ１は、Ｉｐ（慣性質量）を確保し易く、また、軸方向長さを短くすることができるためこじり変形を小さくすることができる。また、曲げダンパ部３１に異物が蓄積し難いため、異物に対する耐ダスト性にも優れている。

なお、図１に示すトーショナルダンパ１は、回転駆動系に生起される捩り振動をトーショナルダンパ部２１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を曲げダンパ部３１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。

径方向ストッパ部材５０は、曲げダンパマス３４が作動時に径方向へ変位したときに、当該曲げダンパマス３４の内周面３４ａ側に当接することにより、その径方向変位量を一定量までに規制するための部材である。このような径方向ストッパ部材５０を設けることにより、曲げダンパマス３４との当接時に大きな異音（金属衝接音）が発生したりするのを抑制することができる。

径方向ストッパ部材５０は、ハブ１１の外周面１１ａと曲げダンパマス３４の内周面３４ａとの間に配置されていればよく、例えば、径方向ストッパ部材５０が、ハブ１１の外周面１１ａ側に取り付けられていることが好ましい。そして、径方向ストッパ部材５０は、常用回転域において曲げダンパマス３４の内周面３４ａ側から離間するように、ハブ１１の外周面１１ａと曲げダンパマス３４の内周面３４ａとの間に配置されることが好ましい。このように構成することによって、曲げダンパマス３４がハブ１１に対し径方向に変位し、径方向ストッパ部材５０が曲げダンパマス３４の内周面３４ａ側と当接した際に、双方の接触面の摩擦減衰により、曲げダンパマス３４の振動を有効に低減することができるとともに、曲げダンパゴム３３への過度の負担を軽減することができる。これにより、曲げダンパゴム３３の耐久性向上も期待することができる。

径方向ストッパ部材５０は、摺動特性や耐摩耗性に優れた樹脂などの材料によって環状に形成されていることが好ましい。例えば、ハブ１１の外周部に対して、樹脂製の環状の径方向ストッパ部材５０を外挿することによって、ハブ１１の外周面１１ａ側に取り付けることができる。

径方向ストッパ部材５０は、軸方向の一方の端部において、曲げダンパ部３１の取付部材３２の一部に当接するように配置されていることが好ましい。このように構成することによって、曲げダンパ部３１の取付部材３２によって、径方向ストッパ部材５０の軸方向における脱落や位置ズレを極めて有効に抑制することができる。

以上が本実施形態の説明である。なお、本実施形態では、車両用クランクシャフト等のシャフトの端部に取り付けられるトーショナルダンパについて説明しているが、本実施形態のトーショナルダンパはこれに限定されることはない。本実施形態のトーショナルダンパは、例えば、自動車、建設機械、船舶等のクランクシャフトのみならず、エンジンのカムシャフトや、その他の装置の種々の回転軸における捩じれ振動を低減するためのトーショナルダンパに適用することができる。

本発明の曲げダンパ付きトーショナルダンパは、例えば、自動車補機や制御装置、電子装置等を防振支持するために用いられる。また、本発明の曲げダンパ付きトーショナルダンパは例えば、家電や電子機器等の分野で用いられる。

１：トーショナルダンパ（曲げダンパ付きトーショナルダンパ）
１Ａ：トーショナルダンパ（曲げダンパ付きトーショナルダンパ）
１１：ハブ
１１ａ：外周面
１２：ボス部
１３：ステー部
１４：リム部
２１：トーショナルダンパ部
２２：ダンパゴム
２３：ダンパマス
２４：プーリ溝
３１：曲げダンパ部
３２：取付部材
３３：曲げダンパゴム
３４：曲げダンパマス
３４ａ：内周面
５０：径方向ストッパ部材

Claims

ボス部、ステー部及びリム部を有するハブと、前記リム部の外周側にダンパゴムを介してダンパマスを連結したトーショナルダンパ部と、前記ハブの外周側に取付部材及び曲げダンパゴムを介して曲げダンパマスを連結した曲げダンパ部と、を備え、
前記ハブの外周面と前記曲げダンパマスの内周面との間に、前記曲げダンパマスの径方向の変位量を規制する環状の径方向ストッパ部材が配設されている、曲げダンパ付きトーショナルダンパ。
前記径方向ストッパ部材が、樹脂製の環状部材である、請求項１に記載の曲げダンパ付きトーショナルダンパ。
前記径方向ストッパ部材は、常用回転域において前記曲げダンパマスの内周面側から離間するように配設され、前記曲げダンパマスが前記ハブに対し径方向に変位したときに前記曲げダンパマスの内周面側と当接する、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。