(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸の端部に形成したねじ軸部を、第１の回転板のボス部に設けたねじ孔に螺合し、前記駆動軸と同軸に並ぶ従動軸の端部に第２の回転板を結合し、前記第１，第２の回転板の互いに対向する面に径の異なるリング歯車をそれぞれ形成し、前記第１，第２の回転板の各リング歯車にそれぞれ傾斜して噛み合う歯車を、円錐状の皿ばねからなる回転力伝達部材の端部の内外周縁部に形成し、第１の回転板と第２の回転板との間に、前記回転力伝達部材の周囲を密閉しかつ振動減衰用粘性流体を収容する可撓性のケースを結合し、前記ケースの内部に前記回転力伝達部材により、前記リング歯車と前記回転力伝達部材の端部周縁部の歯車との噛合い部の隙間で連通する内側の流体室と外側の流体室とに区画したことを特徴とする回転体のねじれ振動吸収装置。
【請求項２】
前記駆動軸のトルク変動が、駆動軸のねじ軸部に螺合する第１の回転板のボス部を軸方向に移動させて、第１，第２の回転板の相互の間隔を変化させ、前記内側の流体室と前記外側の流体室との間で振動減衰用粘性流体を流動させる、請求項１に記載の回転体のねじれ振動吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば内燃機関のクランク軸などのトルク変動が大きい回転体のねじれ振動吸収装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の内燃機関ではクランク軸のトルク変動を緩和するために、機関のフライホイールの後側またはクラツチの後側などに種々の油圧式ダンパが装着されている。しかし、従来の油圧式ダンパは２次元的なものであり、クランク軸のトルク変動に基づく回転振動を吸収するだけのものであり、軸方向振動を吸収することはできない。
【０００３】
実開昭61-57232号公報に開示される回転体のねじれ振動吸収装置では、駆動軸の中空部へ従動軸の中空部を相対螺動可能に嵌挿し、両軸の間に相対螺動を抑えるコイルばねを介装し、かつ前記中空部に絞り通路を有するピストンを嵌挿して１対の流体室を区画している。しかし、上述した回転体のねじれ振動吸収装置は、両方の軸に中空部を備える必要から、伝達トルクが制限される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は伝達トルクが特に制限されず、かつ回転振動と軸方向振動とを同時に吸収できるようにした、回転体のねじれ振動吸収装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の構成は駆動軸の端部に形成したねじ軸部を、第１の回転板のボス部に設けたねじ孔に螺合し、前記駆動軸と同軸に並ぶ従動軸の端部に第２の回転板を結合し、前記第１，第２の回転板の互いに対向する面に径の異なるリング歯車をそれぞれ形成し、前記第１，第２の回転板の各リング歯車にそれぞれ傾斜して噛み合う歯車を、円錐状の皿ばねからなる回転力伝達部材の端部の内外周縁部に形成し、第１の回転板と第２の回転板との間に、前記回転力伝達部材の周囲を密閉しかつ振動減衰用粘性流体を収容する可撓性のケースを結合し、前記ケースの内部に前記回転力伝達部材により、前記リング歯車と前記回転力伝達部材の端部周縁部の歯車との噛合い部の隙間で連通する内側の流体室と外側の流体室とに区画したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
駆動軸の回転は第１の回転板のリング歯車、回転力伝達部材、従動軸の第２の回転板のリング歯車を経て従動軸へ伝達される。駆動軸と第１の回転板のボス部との螺合部は、第１の回転板の軸方向の変位を許すが、第１の回転板と第２の回転板との間の相対回転変位を許さない。回転力伝達部材の内周縁部の歯車は第１の回転板のリング歯車と常時係合し、回転力伝達部材の外周縁部の歯車は第２の回転板のリング歯車と常時係合する。第１の回転板はリング歯車と同軸に一体化されており、リング歯車と従動軸との同心度を確保する。
【０００７】
駆動軸と従動軸が同軸に配設され、駆動軸の端部に第１の回転板が、駆動軸と一緒に回転可能かつ軸方向移動可能に支持される一方、従動軸の端部に第２の回転板が結合される。互いに対向する円形の回転板の周縁部に、断面Ｕ字形に湾曲された可撓性板からなる環状のケースが結合される。このため、ケースの端縁部が第１の回転板に重ね合され、ケースの他端縁部が第２の回転板に重ね合され、それぞれボルトなどにより締結される。ケースにより密閉された回転板と回転板の間の内空部には、振動減衰用粘性流体が充填され、かつ回転力伝達部材の内側に内側流体室が、回転力伝達部材の外側に外側流体室がそれぞれ区画される。
【０００８】
本発明では円錐状の皿ばねと粘性流体との組合せにより、回転体の回転振動と軸方向振動とを吸収する。駆動軸のトルク変動に基づく回転振動は、駆動軸と第１の回転板のボス部との螺合部により、第１の回転板の軸方向振動に変換される。第１の回転板の軸方向振動は、ケースの容積の弾性変形またはケースの一端が第１の回転板のボス部に対してシール部材を介して摺動することにより実現される。
【０００９】
第１の回転板の軸方向振動は第１の流体室の容積を変化させる。第１の流体室の粘性流体は、回転力伝達部材と第１の回転板との噛合い部の隙間と、回転力伝達部材と第２の回転板との噛合い部の隙間とを経て、第２の流体室へ出入りする。第１，第２の流体室の容積の総和は常に一定不変であるから、第１の流体室の容積増変化は第２の流体室の容積減変化、またはこの逆変化として吸収され、第１，第２の流体室の間を出入りする粘性流体の流体抵抗は、第１の回転板の軸方向振動を減衰させる。こうして、駆動軸のトルク変動に基づく従動軸の回転振動と軸方向振動が効果的に減衰される。
【００１０】
【実施例】
図１に示すように、駆動軸２２と従動軸１２が同軸に配設され、駆動軸２２の端部に第１の回転板２４が、駆動軸２２と一緒に回転可能かつ軸方向移動可能に支持される一方、従動軸１２の端部に第２の回転板１４が結合される。互いに対向する円形の回転板１４，２４の周縁部に、断面Ｕ字形に湾曲された可撓性板からなる環状のケース５が結合される。このため、ケース５の左端縁部５ａが回転板１４に重ね合され、右端縁部５ｂが回転板２４に重ね合され、それぞれボルトなどにより締結される。ケース５により密閉された回転板１４と回転板２４の間の内空部には、油などの振動減衰用粘性流体が充填され、かつ回転力伝達部材２の内側に流体室Ａが、回転力伝達部材２の外側に流体室Ｂがそれぞれ仕切られる。
【００１１】
回転板２４の軸心に結合した軸３０の左端は、従動軸１２の端部軸心に設けた軸孔１３へ嵌挿され、軸３０の右端は駆動軸２２の端部軸心に設けた軸孔２３へ嵌挿され、これにより、回転板２４と駆動軸２２との同心性が保たれる。回転板２４にボス部２６が結合され、ボス部２６のねじ孔２６ａに駆動軸２２のねじ軸部２２ａが螺合される。駆動軸２２の回転を従動軸１２へ伝達するために、回転板１４，２４の互いに対向する面の周縁部に、リング歯車１５，２５がそれぞれ形成される。回転板１４，２４の間に皿ばね（円錐状の板ばね）からなる回転力伝達部材２が配設され、回転力伝達部材２の端部外周縁部に形成した歯車２ａがリング歯車１５に傾斜して噛み合され、端部内周縁部に形成した歯車２ｂがリング歯車２５に傾斜して噛み合される。リング歯車１５は回転位置１４の平坦な板面に配設されるのに対して、歯車２ａは円錐面に配設されるので、リング歯車１５に対して歯車２ａが傾斜して噛み合い、歯車２ａの歯元には僅かな隙間が生じる。この隙間は流体室Ａと流体室Ｂとの間を連通する。
【００１２】
図２に示すように、好ましくは、回転力伝達部材２の外側の流体室Ｂと回転力伝達部材２の内側の流体室Ａとは、回転板１４の内部通路１８，１９により連通可能とされる。内部通路１８の端部に流体室Ｂから流体室Ａへの流体の流れを許す逆止弁が配設される。
【００１３】
図３，４に示すように、リング歯車１５は回転板１４の内面に、回転力伝達部材２の板厚よりも僅かに深い溝として形成され、リング歯車１５の歯底は環状溝１５ａにより互いに連通するように形成するのが好ましい。リング歯車１５は通常の歯車と同様の歯形（プロフイル）とするか、歯幅が一定（歯元から歯先までの歯幅が一定）の歯形でもよい。一方、回転力伝達部材２の歯車２ａはリング歯車１５の歯形と同様に構成される。回転板２４のリング歯車２５と回転力伝達部材２の歯車２ｂも同様に構成される。回転力伝達部材２と各回転板１４，２４との芯ずれを抑えるために、回転板１４の外周縁部には円筒部１４ａが形成され、回転板２４の内面には円板２４ｂを重ね合せて結合し、リング歯車２５の歯底の部分に段部２４ａが形成される。図４には理解を助けるために、リング歯車１５の底面に格子模様を付した。
【００１４】
次に、本発明による回転体のねじれ振動吸収装置の作動について説明する。駆動軸２２のトルクが所定値のものであり、トルク変動がない場合には、図１に示すように、回転力伝達部材２の歯車２ａが回転板１４のリング歯車１５に噛み合い（重なり）、歯車２ｂが回転板２４のリング歯車２５に噛み合い、回転板１４と回転板２４の間の隙間ｓが所定値に保たれている。この時、駆動軸２２の回転はねじ軸部２２ａとねじ孔２６ａの螺合部を経て回転板２４へ伝達され、回転板２４の回転は回転力伝達部材２、回転板１４を経て従動軸１２へ伝達される。
【００１５】
いま、駆動軸２２に急激なトルク増加が生じると、駆動軸２２が相対的にボス部２６のねじ孔２６ａから抜け出し、トルク変動が従動軸１２へ伝達されるのを抑える。つまり、ボス部２６と一緒に回転板２４が左方へ移動し、回転力伝達部材２を圧縮する。この時、流体室Ａの容積が減少し、流体室Ａの粘性流体は回転力伝達部材２と回転板１４との噛合い部の隙間を経て流体室Ｂへ流出し、同時に回転力伝達部材２と回転板２４との噛合い部の隙間を経て流体室Ｂへ流出する。流体室Ｂの容積はケース５の変形を伴つて増加する。流体室Ａから流体室Ｂへの粘性流体の流れに対する噛合い部の流体抵抗は、ねじ軸部２２ａとねじ孔２６ａの相対螺動（軸方向移動）を抑えるように働き、駆動軸２２から従動軸１２へ伝達される回転振動を抑える。逆に、駆動軸２２に急激なトルク減少が生じると、駆動軸２２が相対的にボス部２６のねじ孔２６ａへねじ込まれ、流体室Ｂの粘性流体が回転力伝達部材２と回転板１４，２４の噛合い部の隙間を経て流体室Ａへ流出し、回転振動が従動軸１２へ伝達されるのを抑える。
【００１６】
回転振動を吸収するダンピング特性は、回転力伝達部材２の歯車２ａと回転板１４のリング歯車１５の接触部および回転力伝達部材２の歯車２ｂと回転板２４のリング歯車２５の接触部に形成される動作流体の流路ないし通路の形状を変えるか、回転板１４の内部に設けた流体室Ａと流体室Ｂとを結ぶ通路１８，１９の形状を変えるか、通路１８，１９の中に弁や流体抵抗体を配設することにより調節される。
【００１７】
図５に示す変更実施例では、回転板２４のボス部２６と従動軸１２の回転板１４との間に、剛体からなる円錐状のケース３５が支持される。ケース３５は左端部に形成した円筒部３５ａを、回転板１４の外周縁に外嵌したうえボルトなどにより結合される一方、右端部に形成した小径の円筒部３５ｂを、環状のシール部材３６を介してボス部２６に外嵌される。ケース３５により回転板２４と回転板１４との間に回転力伝達部材２を覆う密閉空間が形成され、該密閉空間は回転力伝達部材２により流体室Ａと流体室Ｂとに仕切られる。
【００１８】
図５の実施例でも、駆動軸２２のトルク変動に基づく回転振動は、駆動軸２２に対するボス部２６の軸方向移動ないし軸方向振動に変換され、回転板２４が左方へ移動して回転板１４へ接近すると、流体室Ａの粘性流体がリング歯車１５，２５と歯車２ａ，２ｂとの噛合い部を経て流体室Ｂへ流れ、噛合い部の流体抵抗によりボス部２６の軸方向振動が吸収緩和される。逆に、ボス部２６が右方へ移動すると、流体室Ｂの粘性流体がリング歯車１５，２５と歯車２ａ，２ｂの噛合い部を経て流体室Ａへ流れ、噛合い部の流体抵抗によりボス部２６の軸方向振動が吸収緩和される。
【００１９】
上述の実施例において、ボス部２６と駆動軸２２との螺合部は、ねじ孔とねじ軸との関係ではなく、螺旋状のスプライン係合でもよく、またボス部２６と駆動軸２２の一方に形成した螺旋状の溝と、他方に設けた突起とが互いに係合するカム機構であつても同様の作用効果を奏する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は上述のように、駆動軸の端部に形成したねじ軸部を、第１の回転板のボス部に設けたねじ孔に螺合し、前記駆動軸と同軸に並ぶ従動軸の端部に第２の回転板を結合し、前記第１，第２の回転板の互いに対向する面に径の異なるリング歯車をそれぞれ形成し、前記第１，第２の回転板の各リング歯車にそれぞれ傾斜して噛み合う歯車を、円錐状の皿ばねからなる回転力伝達部材の端部の内外周縁部に形成し、第１の回転板と第２の回転板との間に、前記回転力伝達部材の周囲を密閉しかつ振動減衰用粘性流体を収容する可撓性のケースを結合し、前記ケースの内部に前記回転力伝達部材により、前記リング歯車と前記回転力伝達部材の端部周縁部の歯車との噛合い部の隙間で連通する内側の流体室と外側の流体室とに区画したものであるから、駆動軸のトルク変動に基づく回転振動は、駆動軸に対する第１の回転板のボス部の軸方向振動に変換され、第１の回転板が第２の回転板に対し離接すると、回転力伝達部材により仕切られた一方の流体室の粘性流体が、前記第１，第２の回転板のリング歯車と回転力伝達部材の歯車との噛合い部を経て他方の流体室へ流れる時の、噛合い部の流体抵抗により前記ボス部の軸方向振動が吸収緩和される。
【００２１】
駆動軸と従動軸に中空部を設ける必要がないから、伝達トルクが特に制限されることはなく、回転振動と軸方向振動とを同時に吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転体のねじれ振動吸収装置の側面断面図である。
【図２】同回転体のねじれ振動吸収装置の要部を拡大して示す側面断面図である。
【図３】同回転体のねじれ振動吸収装置の要部を拡大して示す斜視図である。
【図４】同回転体のねじれ振動吸収装置の要部を向きを換えて示す斜視図である。
【図５】本発明の変更実施例に係る回転体のねじれ振動吸収装置の側面断面図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ：流体室  ｓ：間隔  ２：回転力伝達部材  ２ａ：歯車  ２ｂ：歯車  ５：ケース
５ａ：端縁部  ５ｂ：端縁部  １２：従動軸  １３：軸孔  １４：第２の回転板  １４ａ：円筒部  １５：リング歯車  １５ａ：環状溝  ２２：駆動軸  ２２ａ：ねじ軸部  ２３：軸孔  ２４：第１の回転板  ２４ａ：段部  ２４ｂ：円板  ２５：リング歯車  ２６：ボス部  ２６ａ：ねじ孔  ３０：軸  ３５：ケース  ３５ａ：円筒部  ３６：シール部材  ３５ｂ：円筒部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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