JP7453127B2 - torsional damper - Google Patents
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Description
本発明は、自動車エンジンのクランクシャフト（回転駆動軸）に発生する捩じり振動を低減するために用いられるトーショナルダンパーに関する。 The present invention relates to a torsional damper used to reduce torsional vibrations generated in a crankshaft (rotary drive shaft) of an automobile engine.
エンジンのクランクシャフトには、その捩じり振動を低減させるために、トーショナルダンパーが取り付けられている。従来例に係るトーショナルダンパーについて、図３を参照して説明する。図３は従来例に係るトーショナルダンパーがクランクシャフトに取り付けられた状態を示す断面図である。 A torsional damper is attached to the engine crankshaft to reduce torsional vibration. A conventional torsional damper will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a sectional view showing a state in which a conventional torsion damper is attached to a crankshaft.
トーショナルダンパー５００は、クランクシャフト２０に対してボルト３０により固定されるハブ５１０と、振動リング５３０と、ハブ５１０と振動リング５３０との間に設けられるゴム状弾性体５２０とを一体に備えている。また、ハブ５１０の外周面には第１プーリー５１１が設けられ、振動リング５３０の外周面には第２プーリー５３１が設けられている。 The torsional damper 500 integrally includes a hub 510 fixed to the crankshaft 20 by bolts 30, a vibration ring 530, and a rubber-like elastic body 520 provided between the hub 510 and the vibration ring 530. There is. Further, a first pulley 511 is provided on the outer peripheral surface of the hub 510, and a second pulley 531 is provided on the outer peripheral surface of the vibration ring 530.
ここで、自動車の車体には、車体が衝撃を受けた際に衝撃を緩衝するために、クラッシャブルゾーンと呼ばれる空間が設けられている。そのため、車体内の各種部材は、衝撃を受けた際に、所定の領域内に収まる必要がある。近年、エンジンルームの過密化などの影響により、トーショナルダンパーの設置スペースが狭くなる傾向にある。例えば、図３に示す従来例において、少なくともトーショナルダンパー５００が衝撃を受けた場合に、太い点線Ｌ１，Ｌ２よりも矢印側に、トーショナルダンパー５００を収めることが要求される場合がある。しかしながら、トーショナルダンパー５００を小型にすると、振動リング５３０の慣性モーメントも小さくなるため、設計自由度も狭くなり、振動吸収効果を十分に発揮させるのが難しくなる。また、トーショナルダンパー５００は剛性が高いため、ある程度の衝撃を受けても、変形したり破損したりすることはなく、トーショナルダンパー５００を所定の領域内に収めることができない。 Here, a space called a crushable zone is provided in the body of an automobile in order to buffer the impact when the vehicle body receives an impact. Therefore, various members within the vehicle body need to fall within a predetermined area when subjected to an impact. In recent years, the installation space for torsional dampers has become smaller due to the overcrowding of engine rooms. For example, in the conventional example shown in FIG. 3, at least when the torsional damper 500 receives an impact, there are cases where the torsional damper 500 is required to be housed on the arrow side of the thick dotted lines L1 and L2. However, when the torsional damper 500 is made smaller, the moment of inertia of the vibration ring 530 also becomes smaller, which reduces the degree of freedom in design and makes it difficult to fully exhibit the vibration absorption effect. Further, since the torsional damper 500 has high rigidity, it will not be deformed or damaged even if it receives a certain amount of impact, and the torsional damper 500 cannot be contained within a predetermined area.
本発明の目的は、設計自由度を高く維持させつつ、衝撃を受けた際に、より狭い範囲内に収めることを可能とするトーショナルダンパーを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a torsional damper that allows impact to be contained within a narrower range while maintaining a high degree of freedom in design.
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。 The present invention employs the following means to solve the above problems.
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、前記ハブと同心的に設けられるダンパー本体と、を備えるトーショナルダンパーであって、
前記ハブは、クランクシャフトに固定される第１円筒部と、第１円筒部に対して軸線方向にずれ、かつ第１円筒部よりも径方向の外側の位置で第１円筒部と同心的に設けられる第２円筒部とを有し、
前記ダンパー本体は、スリーブと、前記スリーブと同心的に径方向外側に設けられる振動リングと、前記スリー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一体的に有し、
前記ダンパー本体は、前記スリーブの内周面が第２円筒部の外周面に圧入されることで前記ハブに固定されると共に、
前記ダンパー本体は、第２円筒部に対して、軸線方向において第１円筒部とは反対側にはみ出した状態、かつ前記ダンパー本体が軸線方向において第２円筒部側から第１円筒部側に向かって衝撃を受けた際に、第１円筒部側に向かってスライドし得る状態で、前記ハブに固定されていることを特徴とする。
The torsional damper of the present invention is
A torsional damper comprising a hub attached to a crankshaft and a damper body provided concentrically with the hub,
The hub includes a first cylindrical part fixed to the crankshaft, and a hub that is axially offset from the first cylindrical part and concentrically with the first cylindrical part at a position radially outside of the first cylindrical part. a second cylindrical portion provided;
The damper main body integrally includes a sleeve, a vibration ring provided concentrically on the outside in the radial direction with the sleeve, and a rubber-like elastic body provided between the sleeve and the vibration ring,
The damper main body is fixed to the hub by press-fitting the inner peripheral surface of the sleeve into the outer peripheral surface of the second cylindrical part, and
The damper body is in a state in which it protrudes from the second cylindrical part on the opposite side of the first cylindrical part in the axial direction, and the damper main body extends in the axial direction from the second cylindrical part side to the first cylindrical part side. It is characterized in that it is fixed to the hub in such a manner that it can slide toward the first cylindrical portion when it receives an impact.
本発明によれば、ダンパー本体が衝撃を受けると、第１円筒部側にスライドすることで、衝撃を受けた場合には、トーショナルダンパー全体をより狭い領域内に収めることが可能となる。その一方で、衝撃を受ける前の状態では、ダンパー本体は第２円筒部に対して、軸線方向において第１円筒部とは反対側にはみ出した状態で、ハブに固定されている。従って、ダンパー本体の慣性モーメントをより高くすることが可能となり、設計自由度を高くすることができる。これにより、振動吸収効果も十分に発揮させることができる。 According to the present invention, when the damper main body receives an impact, it slides toward the first cylindrical portion, so that when the damper main body receives an impact, the entire torsional damper can be contained within a narrower area. On the other hand, before receiving an impact, the damper main body is fixed to the hub in a state in which it protrudes from the second cylindrical portion on the opposite side of the first cylindrical portion in the axial direction. Therefore, it is possible to further increase the moment of inertia of the damper body, and the degree of freedom in design can be increased. Thereby, the vibration absorption effect can also be fully exhibited.
前記ハブは、第１円筒部における軸線方向において第２円筒部側の端部に設けられる外向きフランジ部と、前記外向きフランジ部の径方向外側先端に設けられる第１プーリーとを有しており、
第２円筒部は、第１プーリーよりも径方向外側に設けられているとよい。
The hub includes an outward flange portion provided at an end on the second cylindrical portion side in the axial direction of the first cylindrical portion, and a first pulley provided at a radially outer tip of the outward flange portion. Ori,
The second cylindrical portion is preferably provided radially outward from the first pulley.
また、前記振動リングの外周面は第２プーリーにより構成されているとよい。 Further, the outer circumferential surface of the vibrating ring is preferably configured by a second pulley.
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。 Note that each of the above configurations may be employed in combination as much as possible.
以上説明したように、本発明によれば、トーショナルダンパーの設計自由度を高く維持させつつ、衝撃を受けた際に、より狭い範囲内にトーショナルダンパーを収めることができる。 As described above, according to the present invention, while maintaining a high degree of freedom in designing the torsional damper, it is possible to fit the torsional damper within a narrower range when receiving an impact.
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。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, with reference to drawings, the form for implementing this invention is illustratively described in detail based on an Example. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in this example are not intended to limit the scope of this invention to only those, unless otherwise specified. .
（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及び図２は本実施例に係るトーショナルダンパーがクランクシャフトに固定された状態を示す断面図であり、図１は通常時の状態、図２はトーショナルダンパーが衝撃を受けた状態を示している。なお、トーショナルダンパーは略回転対称形状であり、図１，
２においては、トーショナルダンパーの中心軸線を含む面で、トーショナルダンパーを切断した断面を示している。
(Example)
A torsional damper according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 and 2 are cross-sectional views showing the state in which the torsional damper according to this embodiment is fixed to the crankshaft. FIG. 1 shows the normal state, and FIG. 2 shows the state in which the torsional damper is subjected to impact. It shows. Note that the torsional damper has a substantially rotationally symmetrical shape, as shown in Figs.
2 shows a cross section of the torsional damper taken along a plane including the central axis of the torsional damper.
＜トーショナルダンパー＞
本実施例に係るトーショナルダンパー１０は、クランクシャフト２０に取り付けられるハブ１００と、ハブ１００と同心的に設けられるダンパー本体２００とから構成される。
<Torsional damper>
The torsional damper 10 according to this embodiment includes a hub 100 attached to a crankshaft 20 and a damper body 200 provided concentrically with the hub 100.
ハブ１００は、金属製の環状部材である。このハブ１００は、クランクシャフト２０に固定される第１円筒部１１０と、第１円筒部１１０の一端側に設けられる外向きフランジ部１２０と、外向きフランジ部１２０の径方向外側先端に設けられる第１プーリー１３０と、第２円筒部１４０とを備えている。 The hub 100 is a metal annular member. The hub 100 includes a first cylindrical section 110 fixed to the crankshaft 20, an outward flange section 120 provided at one end of the first cylindrical section 110, and a radially outer tip of the outward flange section 120. It includes a first pulley 130 and a second cylindrical portion 140.
第１円筒部１１０の内周面側にはボスなどが設けられ、ボルト３０によって、クランクシャフト２０に固定される。なお、本実施例においては、第１円筒部１１０が、クランクシャフト２０に直接取り付けられている。しかしながら、本発明においては、例えば、クランクシャフトの外周面側に設けられるスリーブなどの部材を介して、ハブがクランクシャフトに間接的に取り付けられる場合も含まれる。第２円筒部１４０は、第１円筒部１１０に対して軸線方向にずれ、かつ第１円筒部１１０及び第１プーリー１３０よりも径方向の外側の位置で第１円筒部１１０と同心的に設けられるように構成されている。なお、外向きフランジ部１２０は、第１円筒部１１０における軸線方向において第２円筒部１４０側の端部に設けられている。 A boss or the like is provided on the inner peripheral surface of the first cylindrical portion 110 and is fixed to the crankshaft 20 with a bolt 30. Note that in this embodiment, the first cylindrical portion 110 is directly attached to the crankshaft 20. However, the present invention also includes a case where the hub is indirectly attached to the crankshaft, for example, via a member such as a sleeve provided on the outer peripheral surface of the crankshaft. The second cylindrical portion 140 is axially shifted from the first cylindrical portion 110 and is provided concentrically with the first cylindrical portion 110 at a position radially outer than the first cylindrical portion 110 and the first pulley 130. It is configured so that Note that the outward flange portion 120 is provided at the end of the first cylindrical portion 110 on the second cylindrical portion 140 side in the axial direction.
ダンパー本体２００は、金属製のスリーブ２１０と、スリーブ２１０と同心的に径方向外側に設けられる金属製の振動リング２３０と、スリーブ２１０と振動リング２３０との間に設けられるゴム状弾性体２２０とを一体的に有している。スリーブ２１０は円筒状の部材により構成される。振動リング２３０の外周面は第２プーリー２３１により構成されている。環状に設けられるゴム状弾性体２２０は、スリーブ２１０の外周面と振動リング２３０の内周面との間に圧入された状態で設けられている。このゴム状弾性体２２０は、加硫成形により得られるものである。ゴム状弾性体２２０の材料として、耐久性，耐熱性及び振動低減効果などに優れたエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）などを好適に用いることができる。 The damper main body 200 includes a metal sleeve 210, a metal vibration ring 230 provided concentrically with the sleeve 210 on the outside in the radial direction, and a rubber-like elastic body 220 provided between the sleeve 210 and the vibration ring 230. It has integrally. Sleeve 210 is composed of a cylindrical member. The outer peripheral surface of the vibration ring 230 is constituted by a second pulley 231. The annular rubber-like elastic body 220 is press-fitted between the outer peripheral surface of the sleeve 210 and the inner peripheral surface of the vibration ring 230. This rubber-like elastic body 220 is obtained by vulcanization molding. As a material for the rubber-like elastic body 220, ethylene propylene rubber (EPDM), which is excellent in durability, heat resistance, vibration reduction effect, etc., can be suitably used.
以上のように構成されるダンパー本体２００は、スリーブ２１０の内周面が第２円筒部１４０の外周面に圧入されることでハブ１００に固定される。そして、ダンパー本体２００は、第２円筒部１４０に対して、軸線方向において第１円筒部１１０とは反対側にはみ出した状態でハブ１００に固定される。また、ダンパー本体２００は、ダンパー本体２００が軸線方向において第２円筒部１４０側から第１円筒部１１０側に向かって衝撃を受けた際に、第１円筒部１１０側にスライドし得る状態で、ハブ１００に固定される。すなわち、図１に示す通常状態から、ダンパー本体２００が図２中矢印Ｘ方向に所定以上の衝撃（軸荷重）を受けると、ダンパー本体２００は第１円筒部１１０側に向かってスライドする。 The damper main body 200 configured as described above is fixed to the hub 100 by press-fitting the inner circumferential surface of the sleeve 210 into the outer circumferential surface of the second cylindrical portion 140. The damper main body 200 is fixed to the hub 100 in a state in which it protrudes from the second cylindrical portion 140 on the side opposite to the first cylindrical portion 110 in the axial direction. Further, the damper main body 200 is in a state where it can slide toward the first cylindrical section 110 when the damper main body 200 receives an impact from the second cylindrical section 140 side toward the first cylindrical section 110 side in the axial direction. It is fixed to the hub 100. That is, when the damper main body 200 receives a predetermined or more impact (axial load) in the direction of the arrow X in FIG. 2 from the normal state shown in FIG. 1, the damper main body 200 slides toward the first cylindrical portion 110 side.
ここで、トーショナルダンパー１０としての機能を満たすために、各部材の寸法や材料、及び、圧入量（スリーブ２１０と第２円筒部１４０とが接する領域における軸線方向の寸法）等については、次のように設定するのが望ましい。すなわち、自動車の通常の運転時に、ダンパー本体２００に作用する負荷の範囲内においては、スリーブ２１０と第２円筒部１４０との間で摺動しないように設定されるのが望ましい。その一方で、ダンパー本体２００に所定以上（例えば、軸線方向の荷重が２０ｋＮ以上）の衝撃を受けた場合には、スリーブ２１０と第２円筒部１４０との間で摺動し、ダンパー本体２００が第１円筒部１１０側に向かってスライドするように設定するのが望ましい。 Here, in order to fulfill the function of the torsional damper 10, the dimensions and materials of each member, the amount of press-fitting (the axial dimension in the area where the sleeve 210 and the second cylindrical part 140 contact), etc. are as follows. It is desirable to set it as follows. That is, it is desirable that the sleeve 210 and the second cylindrical portion 140 not slide within the range of the load that is applied to the damper body 200 during normal operation of the automobile. On the other hand, when the damper main body 200 receives an impact of a predetermined value or more (for example, the axial load is 20 kN or more), the sleeve 210 and the second cylindrical part 140 slide, and the damper main body 200 It is desirable to set it so that it slides toward the first cylindrical portion 110 side.
＜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１０によれば、ダンパー本体２００が所定以上の衝撃を受けると、第１円筒部１１０側に向かってスライドする。これにより、衝撃を受けた場合には、トーショナルダンパー１０全体を、より狭い領域内に収めることが可能となる。これにより、背景技術で説明したように、クラッシャブルゾーンを設ける必要性などの関係で、衝撃を受けた際に、トーショナルダンパー１０を、図２中太い点線Ｌ１，Ｌ２よりも矢印側に収めることが要求される場合でも、この要求に応えることができる。また、クランクシャフトが備えられるエンジン本体への衝撃を抑制することができる。
<Excellent points of the torsional damper according to this embodiment>
According to the torsional damper 10 according to the present embodiment, when the damper main body 200 receives an impact of a predetermined value or more, it slides toward the first cylindrical portion 110 side. Thereby, in the event of an impact, the entire torsional damper 10 can be contained within a narrower area. As a result, as explained in the background art, due to the necessity of providing a crushable zone, the torsional damper 10 is housed on the arrow side of the thick dotted lines L1 and L2 in FIG. 2 when an impact is received. If this is required, we can meet this requirement. Further, it is possible to suppress impact on the engine body provided with the crankshaft.
その一方で、衝撃を受ける前の状態（通常状態）では、ダンパー本体２００は第２円筒部１４０に対して、軸線方向において第１円筒部１１０とは反対側にはみ出した状態で、ハブ１００に固定されている。これにより、ダンパー本体２００は、太い点線Ｌ１の外側に飛び出している（図１参照）。このような構成により、ダンパー本体２００は、トーショナルダンパー１０のクランクシャフト２０に対する固定部分（第１円筒部１１０による固定部分）から、より離れた位置に配することができる。これにより、慣性モーメントをより高くすることが可能となる。従って、使用状態において、点線Ｌ１，Ｌ２よりも矢印側にトーショナルダンパー１０全体を配置させる場合に比べて、設計自由度を高くすることができる。これにより、振動吸収効果も十分に発揮させることができる。なお、トーショナルダンパー１０においては、クランクシャフト２０が共振する周波数の振動が伝わると、振動リング２３０が振動することによって、クランクシャフト２０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１０においては、クランクシャフト２０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２０の共振を抑制するように、ダンパー本体２００は設計されている。 On the other hand, in the state before receiving an impact (normal state), the damper main body 200 protrudes from the second cylindrical part 140 on the opposite side of the first cylindrical part 110 in the axial direction, and is attached to the hub 100. Fixed. As a result, the damper main body 200 protrudes outside the thick dotted line L1 (see FIG. 1). With such a configuration, the damper main body 200 can be placed further away from the portion of the torsional damper 10 that is fixed to the crankshaft 20 (the portion that is fixed by the first cylindrical portion 110). This makes it possible to increase the moment of inertia. Therefore, in use, the degree of freedom in design can be increased compared to the case where the entire torsional damper 10 is arranged on the arrow side of the dotted lines L1 and L2. Thereby, the vibration absorption effect can also be fully exhibited. In addition, in the torsional damper 10, when the vibration of the frequency at which the crankshaft 20 resonates is transmitted, the vibration ring 230 vibrates, thereby exhibiting a function of suppressing the resonance of the crankshaft 20. In the torsional damper 10 according to the present embodiment, the damper main body 200 is designed to suppress resonance of the crankshaft 20 with respect to vibrations in the rotational direction (torsional direction) of the crankshaft 20.
１０ トーショナルダンパー
２０ クランクシャフト
３０ ボルト
１００ ハブ
１１０ 第１円筒部
１２０ 外向きフランジ部
１３０ 第１プーリー
１４０ 第２円筒部
２００ ダンパー本体
２１０ スリーブ
２２０ ゴム状弾性体
２３０ 振動リング
２３１ 第２プーリー
10 torsional damper 20 crankshaft 30 bolt 100 hub 110 first cylindrical part 120 outward flange part 130 first pulley 140 second cylindrical part 200 damper body 210 sleeve 220 rubber-like elastic body 230 vibration ring 231 second pulley
Claims (3)
前記ハブは、クランクシャフトに固定される第１円筒部と、第１円筒部に対して軸線方向にずれ、かつ第１円筒部よりも径方向の外側の位置で第１円筒部と同心的に設けられる第２円筒部とを有し、
前記ダンパー本体は、スリーブと、前記スリーブと同心的に径方向外側に設けられる振動リングと、前記スリー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一体的に有し、
前記ダンパー本体は、前記スリーブの内周面が第２円筒部の外周面に圧入されることで前記ハブに固定されると共に、
前記ダンパー本体は、第２円筒部に対して、軸線方向において第１円筒部とは反対側にはみ出した状態、かつ前記ダンパー本体が軸線方向において第２円筒部側から第１円筒部側に向かって衝撃を受けた際に、第１円筒部側に向かってスライドし得る状態で、前記ハブに固定されていることを特徴とするトーショナルダンパー。 A torsional damper comprising a hub attached to a crankshaft and a damper body provided concentrically with the hub,
The hub includes a first cylindrical part fixed to the crankshaft, and a hub that is axially offset from the first cylindrical part and concentrically with the first cylindrical part at a position radially outside of the first cylindrical part. a second cylindrical portion provided;
The damper main body integrally includes a sleeve, a vibration ring provided concentrically on the outside in the radial direction with the sleeve, and a rubber-like elastic body provided between the sleeve and the vibration ring,
The damper main body is fixed to the hub by press-fitting the inner peripheral surface of the sleeve into the outer peripheral surface of the second cylindrical part, and
The damper body is in a state in which it protrudes from the second cylindrical part on the opposite side of the first cylindrical part in the axial direction, and the damper main body extends in the axial direction from the second cylindrical part side to the first cylindrical part side. The torsional damper is fixed to the hub in such a manner that it can slide toward the first cylindrical portion when subjected to an impact.
第２円筒部は、第１プーリーよりも径方向外側に設けら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。 The hub includes an outward flange portion provided at an end on the second cylindrical portion side in the axial direction of the first cylindrical portion, and a first pulley provided at a radially outer tip of the outward flange portion. Ori,
The torsional damper according to claim 1, wherein the second cylindrical portion is provided radially outward from the first pulley.
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