(57)【要約】【課題】スラストベアリング７に優れた振動減衰機能を併有させたトルク変動吸収ダンパを提供する。【解決手段】プーリ５が第二弾性体６を介してハブに円周方向相対変位可能に連結され、軸方向に対向するハブのフランジ１２ｃとプーリ５のフランジ５ｄとの間に介在されたスラストベアリング７が、第二弾性体６から連続した弾性層６１に係止され、このスラストベアリング７とハブのフランジ１２ｃが、第二弾性体６の軸方向付勢力によって、円周方向へ延びる第一摺動面７１，１２１同士で円周方向摺動可能に互いに密接され、円周方向に対して傾斜した第二摺動面７２，１２２が、ハブ（フランジ１２ｃ）とプーリ５の所定以上の円周方向相対変位によって互いに摺動可能に密接され互いに乗り上がる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ（１）にゴム状弾性材料からなる第一弾性体（２）を介して環状質量体（３）が円周方向相対変位可能に連結され、前記ハブ（１）又は環状質量体（３）にラジアルベアリング（４）を介してプーリ（５）が支持され、このプーリ（５）がゴム状弾性材料からなる第二弾性体（６）を介して前記ハブ（１）に円周方向相対変位可能に連結され、前記ハブ（１）とプーリ（５）の互いの軸方向対向部にスラストベアリング（７）が介在され、このスラストベアリング（７）と前記ハブ（１）側又は前記プーリ（５）側が、前記第二弾性体（６）の軸方向付勢力によって、円周方向へ延びる第一摺動面（７１，１２１）同士で円周方向摺動可能に互いに密接されると共に、円周方向に対して傾斜した第二摺動面（７２，１２２）同士が、前記ハブ（１）とプーリ（５）の所定以上の円周方向相対変位によって互いに摺動可能に密接されることを特徴とするトルク変動吸収ダンパ。
【請求項２】
スラストベアリング（７）が、第二弾性体（６）から連続した弾性層（６１）に係止又は一体的に接合されたことを特徴とする請求項１に記載のトルク変動吸収ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等回転機器の駆動軸から他の回転機器へトルクを伝達すると共にそのトルクの変動を吸収するトルク変動吸収ダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の内燃機関の駆動力の一部は、クランクシャフトの先端に設けられたプーリから無端ベルトを介して例えばオルタネータやウォーターポンプ等の補器に与えられるが、クランクシャフトは内燃機関の各行程によるトルク変動を伴って回転されるので、前記プーリにはトルク変動を吸収して伝達トルクの平滑化を図るためのトルク変動吸収ダンパが設けられ、この種のトルク変動吸収ダンパの典型的な従来技術が、例えば下記の特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特許第３１５５２８０号
【０００３】
図４は、特許文献１に記載のものと同様の構造を有する従来のトルク変動吸収ダンパを、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。すなわち、このトルク変動吸収ダンパは、クランクシャフト（不図示）の軸端に取り付けられて一体に回転するハブ１００と、このハブ１００のリム部１００ａの外周に、第一弾性体１１１を介して環状質量体１１２を連結した動的吸振部１１０と、前記環状質量体１１２にラジアルベアリング１２３を介して支持されたプーリ１２１から内周側へ延びるフランジ部１２１ａを、第二弾性体１２２を介してハブ１００に連結したカップリング部１２０とを備え、ハブ１００に対するプーリ１２１の軸方向相対変位がスラストベアリング１２４により規制された構造を有する。
【０００４】
そして、このトルク変動吸収ダンパは、第一弾性体１１１と環状質量体１１２で構成される動的吸振部１１０が、所定の振動数域において円周方向へ共振することによる動的吸振効果によって、クランクシャフトの捩り振動を低減すると共に、クランクシャフトからハブ１００へ入力された駆動トルクを、カップリング部１２０における第二弾性体１２２の円周方向剪断変形作用によってトルク変動を吸収しながら、プーリ１２１へ伝達するものである。
【０００５】
また、合成樹脂からなるスラストベアリング１２４は、第二弾性体１２２の圧縮反力によって、プーリ１２１のフランジ部１２１ａとハブ１００のスラスト受け部１００ｂとの間に押し付けられており、このため、ハブ１００とプーリ１２１の円周方向相対変位を許容すると共に軸方向相対変位を規制する本来のスラストベアリング機能のほか、トルク変動に伴い円周方向へ相対変位する前記フランジ部１２１ａとスラスト受け部１００ｂの間で摺動することにより、運動エネルギの一部を熱として消費させる減衰機能を有する。一方、プーリ１２１のフランジ部１２１ａに突設したストッパ１２１ｂが、ハブ１００のスラスト受け部１００ｂに開設した孔１００ｃに遊嵌され、ハブ１００に対するプーリ１２１の円周方向相対変位を、前記ストッパ１２１ｂと孔１００ｃの干渉によって制限し、これによって、例えば内燃機関のクランキング時における共振による第二弾性体１２２の過大変形を防止している。
【０００６】
しかしながら、スラストベアリング１２４は、ハブ１００とプーリ１２１の円周方向相対変位を許容する機能上、低摩擦の合成樹脂材料が用いられるため、トルク変動の大きさ（ハブ１００とプーリ１２１の円周方向相対変位量）による減衰の差は小さく、大きな減衰を得ることは困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、スラストベアリングに優れた振動減衰機能を併有させたトルク変動吸収ダンパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るトルク変動吸収ダンパは、ハブにゴム状弾性材料からなる第一弾性体を介して環状質量体が円周方向相対変位可能に連結され、前記ハブ又は環状質量体にラジアルベアリングを介してプーリが支持され、このプーリがゴム状弾性材料からなる第二弾性体を介して前記ハブに円周方向相対変位可能に連結され、前記ハブとプーリの互いの軸方向対向部にスラストベアリングが介在され、このスラストベアリングと前記ハブ側又は前記プーリ側が、前記第二弾性体の軸方向付勢力によって、円周方向へ延びる第一摺動面同士で円周方向摺動可能に互いに密接されると共に、円周方向に対して傾斜した第二摺動面同士が、前記ハブとプーリの所定以上の円周方向相対変位によって互いに摺動可能に密接されるものである。なお、ここでいう「ハブ側」あるいは「プーリ側」とは、ハブあるいはプーリ自体のほか、ハブあるいはプーリに一体的に設けられて、実質的にハブあるいはプーリの一部をなす部材を含むものである。
【０００９】
上記構成によれば、トルク変動入力によるハブとプーリの比較的小さな円周方向相対変位においては、スラストベアリングとハブ側又はプーリ側は、第一摺動面同士で円周方向へ摺動する。また、ハブとプーリの円周方向相対変位が所定以上の大きさになると、スラストベアリングとハブ側又はプーリ側は、円周方向に対して傾斜した第二摺動面同士が接触し、第二弾性体の軸方向付勢力に抗して乗り上がるので、減衰力が増大する。
【００１０】
請求項２の発明に係るトルク変動吸収ダンパは、請求項１に記載の構成において、スラストベアリングが、第二弾性体から連続した弾性層に係止又は一体的に接合されたものである。
【００１１】
上記構成によれば、スラストベアリングが第二弾性体から連続した弾性層に係止又は一体的に接合されているので、急激な変位入力に対する衝撃が弾性層によって吸収され、スラストベアリングの耐久性が向上する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明に係るトルク変動吸収ダンパによれば、トルク変動入力によるハブとプーリの比較的小さな円周方向相対変位においては、第一摺動面同士の摺動による摩擦トルクが小さいので、第二弾性体によるトルク変動吸収機能が確保される。また、ハブとプーリの円周方向相対変位が所定以上の大きさになると、第二摺動面同士が接触し、第二弾性体の軸方向付勢力に抗して乗り上がって減衰力を増大させるので、共振等によるハブとプーリの過大変位を抑制することができる。
【００１３】
請求項２の発明に係るトルク変動吸収ダンパによれば、スラストベアリングの耐久性が向上すると共に、弾性層の変形動作による減衰も得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るトルク変動吸収ダンパについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係るトルク変動吸収ダンパの好ましい実施を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図、図２は、図１における要部拡大図、図３は、図２におけるIII−III断面図である。なお、以下の説明において、「正面側」とは図１における左側であって、車両のフロント側のことであり、「背面側」とは、図１における右側、すなわち図示されていない内燃機関が存在する側のことである。
【００１５】
この形態のトルク変動吸収ダンパは、内燃機関のクランクシャフトの軸端に取り付けられるハブ１の外周側に、ゴム状弾性材料からなる第一弾性体２を介して環状質量体３が円周方向相対変位可能に連結され、環状質量体３の外周にラジアルベアリング４を介してプーリ５が支持され、このプーリ５がゴム状弾性材料からなる第二弾性体６を介してハブ１に円周方向相対変位可能に連結され、ハブ１とプーリ５の互いの軸方向対向部にスラストベアリング７が介在された構造を備える。
【００１６】
ハブ１は、金属板を打ち抜きプレス成形した外環１１、内環１２及びリテーナ１３と、旋削等により製作されたボス１４とを組み合わせたものであって、内周に、図示されていない内燃機関のクランクシャフトが挿通される軸孔１ａ及びキー溝１ｂが形成されている。
【００１７】
ハブ１において、外環１１は、円盤部１１ａと、その外周端部から正面側へ延びるリム部１１ｂとからなる。内環１２は、外環１１の円盤部１１ａの内周部と密接状態に重合される内周鍔部１２ａと、この内周鍔部１２ａの外周から正面側へ突出した内周筒部１２ｂと、その正面側の端部から外周側へ展開したフランジ部１２ｃからなる。リテーナ１３は、内環１２の内周筒部１２ｂの外周面に圧入嵌着された嵌合筒部１３ａと、この嵌合筒部１３ａから外周側へ展開すると共に背面側へ傾斜したテーパ状のフランジ部１３ｂからなる。更にボス１４は、外環１１の円盤部１１ａ及び内環１２の内周鍔部１２ａと軸方向へ重合されている。
【００１８】
第一弾性体２は、耐熱性、耐寒性及び機械的強度に優れたゴム状弾性材料で予め環状に加硫成形されてから、ハブ１における外環１１のリム部１１ｂとその外周側に配置された環状質量体３の対向周面間に圧入嵌着されたものである。環状質量体３は、鉄系等の比重の大きい金属材料の鋳造等によって製作されたものであって、前記外環１１のリム部１１ｂ及び環状質量体３の内周面には、互いに対応する凹部及び凸部が円周方向に連続して形成されている。このため、第一弾性体２は、リム部１１ｂと環状質量体３との間で径方向にうねった形状となっており、これによって、軸方向や円周方向のスベリが起こりにくくなっている。
【００１９】
第一弾性体２と環状質量体３は動的吸振部を構成しており、その捩り方向（円周方向）固有振動数は、環状質量体３の円周方向慣性質量と、第一弾性体２の捩り方向剪断ばね定数によって、クランクシャフトの捩れ角が最大となる所定の振動数域、言い換えればクランクシャフトの捩り方向固有振動数と合致するように同調されている。
【００２０】
ラジアルベアリング４は、ＰＴＦＥ等の耐摩耗性に優れた低摩擦係数の合成樹脂材料で円筒状に成形されており、環状質量体３の外周面とプーリ５の内周面との間に摺動可能に介在され、これによって、環状質量体３の外周にプーリ５を相対回転可能に支持している。
【００２１】
プーリ５は、金属材料による鋳造あるいは金属板の打ち抜きプレス等によって製作されたものであって、環状質量体３の外周側に配置され、外周面にはポリＶ溝５ａが形成されており、図示されていない無端ベルトが巻き掛けられるようになっている。プーリ５の正面側の端部からは、環状質量体３、第一弾性体２及び外環１１のリム部１１ｂの正面側を内周側に向けて正面フランジ部５ｂが延び、更にその内周から背面側へ後退した環状段差部５ｃを介して、ハブ１における内環１２のフランジ部１２ｃとリテーナ１３の間であって前記フランジ部１２ｃ寄りの位置を内周側へ向けて、被支持フランジ部５ｄが延びている。
【００２２】
第二弾性体６は、耐熱性、耐寒性及び機械的強度に優れたゴム状弾性材料で成形されたものであって、軸方向両端が、ハブ１におけるリテーナ１３のテーパ状フランジ部１３ｂと、プーリ５における被支持フランジ部５ｄにそれぞれ一体的に加硫接着されており、かつ前記テーパ状フランジ部１３ｂと被支持フランジ部５ｄとの間で、軸方向へ適宜予圧縮を受けた状態にある。そしてこの第二弾性体６は、連結方向の肉厚、すなわち前記テーパ状フランジ部１３ｂと被支持フランジ部５ｄとの間の肉厚が大きく、このため、第一弾性体２に比較して円周方向剪断ばね定数が低いものとなっている。
【００２３】
また、この第二弾性体６は、図示されていない金型にプーリ５とリテーナ１３とを互いに同心的にセットし、前記被支持フランジ部５ｄとリテーナ１３との間に前記金型によって画成された環状のキャビティに、未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することによって、加硫成形と加硫接着とを同時に行ったもので、リテーナ１３のテーパ状フランジ部１３ｂによって、軸方向の肉厚が外周側ほど増大している。このため、ハブ１とプーリ４の間で円周方向剪断変形を受けた時に、内周側と外周側とで剪断応力がほぼ均一になるようになっている。
【００２４】
スラストベアリング７は、ＰＴＦＥ等の耐摩耗性に優れた低摩擦係数の合成樹脂材料で円盤状に成形されたものであって、ハブ１における内環１２のフランジ部１２ｃと、これに軸方向に対向したプーリ５の被支持フランジ部５ｄとの間に配置されている。前記フランジ部１２ｃと被支持フランジ部５ｄは、請求項１に記載された軸方向対向部に相当する。
【００２５】
詳しくは図２及び図３に示されるように、スラストベアリング７とプーリ５の被支持フランジ部５ｄとの間には、ゴム状弾性材料からなる弾性層６１が介在している。この弾性層６１は、プーリ５の被支持フランジ部５ｄに開設した複数の小孔５ｆを介して第二弾性体６と連続しており、すなわち、第二弾性体６の成形の際に、その成形用未加硫ゴム材料の一部が、前記小孔５ｆを介して被支持フランジ部５ｄの正面へ廻り込むことにより成形されたものである。また、スラストベアリング７と弾性層６１は、山部と谷部を円周方向交互に有する起伏面７ａ，６１ａ同士で互いに密接しており、これによって、互いに円周方向に係止（回り止め）されている。
【００２６】
ハブ１における内環１２のフランジ部１２ｃの背面には、ハブ１の軸心と垂直な平面をなして円周方向へ延びる第一摺動面１２１と、スラストベアリング７から離れるように凹んだ凹面１２３が、円周方向交互に形成されており、第一摺動面１２１と凹面１２３の間は、円周方向に対して緩やかに傾斜した第二摺動面１２２となっている。一方、スラストベアリング７におけるフランジ部１２ｃとの対向面には、その軸心と垂直な平面をなして円周方向へ延びる第一摺動面７１と、フランジ部１２ｃ側（正面側）へ突出した凸面７３が、円周方向交互にかつフランジ部１２ｃの第一摺動面１２１及び凹面１２３と対応する位相間隔で形成されており、第一摺動面７１と凸面７３の間は、円周方向に対して緩やかに傾斜した第二摺動面７２となっている。
【００２７】
スラストベアリング７とハブ１における内環１２のフランジ部１２ｃは、第二弾性体６の軸方向付勢力によって、第一摺動面７１，１２１同士で互いに円周方向摺動可能に密接されており、凸面７３と凹面１２３は隙間Ｇを介して互いに非接触となっている。また、凹面１２３は凸面７３よりも円周方向の幅が大きく、このため、第二摺動面７２，１２２は、通常は互いに非接触であって、ハブ１とプーリ５の所定以上の円周方向相対変位によって互いに摺動可能に密接されるようになっている。
【００２８】
ハブ１における内環１２のフランジ部１２ｃには、このハブ１の軸心を中心とする円弧状に延びる複数の係合孔１２ｄが等位相間隔で開設されており、プーリ５における被支持フランジ部５ｄの内周端部には、複数の係合突起５ｅが等位相間隔で正面側へ突設されており、この係合突起５ｅは、それぞれ前記係合孔１２ｄに、円周方向両側へ適当なクリアランスをもって遊嵌されている。
【００２９】
すなわち、これら係合孔１２ｄ及び係合突起５ｅは、その互いの干渉によって、環状質量体３とプーリ５の円周方向相対変位を所定の範囲に制限するストッパを構成するもので、係合突起５ｅと係合孔１２ｄとの円周方向クリアランスは、第二摺動面７２，１２２間の円周方向クリアランスよりも適宜大きく設定されている。したがって、ハブ１とプーリ５を円周方向相対変位させると、第二摺動面７２，１２２の摺動が、係合孔１２ｄと係合突起５ｅの干渉よりも先行して行われるようになっている。
【００３０】
以上の構成を備える図示の形態によるトルク変動吸収ダンパは、ハブ１の内周部、すなわち外環１１の円盤部１１ａと内環１２の内周鍔部１２ａとボス１４の重合部が、図示されていない内燃機関のクランクシャフトの軸端に装着されることによって、このクランクシャフトと一体に回転される。クランクシャフトのトルクは、ハブ１から第二弾性体６を介してプーリ５へ伝達され、更に、プーリ５に巻き掛けられたＶベルト（不図示）を介して、冷却ファンや、オルタネータ等の補機の回転軸に伝達される。
【００３１】
このとき、Ｖベルトの張力による偏心荷重を受けるプーリ５は、ラジアルベアリング４によってハブ１と略同心的に支持される。また、スラストベアリング７は、プーリ５の被支持フランジ部５ｄ及び弾性層６１を介して第二弾性体６の圧縮反力を受け、ハブ１における内環１２のフランジ部１２ｃに円周方向摺動可能に押し付けられているので、これによってハブ１とプーリ５の軸方向相対変位を規制する。
【００３２】
クランクシャフトには、回転に伴って周期的なトルク変動を生じるが、このトルク変動は、ハブ１におけるリテーナ１３のテーパ状フランジ部１３ｂから、プーリ５における被支持フランジ部５ｄへの伝達過程で、第二弾性体６が低ばねで捩り方向（円周方向）へ剪断変形されることによって、有効に吸収される。そして、前記トルク変動によってハブ１とプーリ５の円周方向相対変位を生じると、弾性層６１を介してプーリ５側に係止されたスラストベアリング７の第一摺動面７１は、ハブ１における内環１２のフランジ部１２ｃに形成された第一摺動面１２１と円周方向へ摺動するが、第一摺動面７１，１２１は、共に軸心と垂直な平面をなして円周方向へ延びるものであるため、このときの摩擦トルクは小さく抑えられる。したがって、Ｖベルトへの伝達トルクが平滑化される
【００３３】
一方、第一弾性体２及び環状質量体３からなる動的吸振部は、クランクシャフトの捩り振動による捩れ角が最大となる振動数域で円周方向に共振し、その共振によるトルクは入力振動のトルクと方向が逆になるため、クランクシャフトの共振による捩れ角のピークを有効に低減することができる。
【００３４】
また、第二弾性体６は低ばねであることから、この第二弾性体６と、これに連結されたプーリ５を含む振動系の捩り方向固有振動数が著しく低いものとなっており、このため、例えば内燃機関のクランキング（起動）時には、前記振動系が共振する。そしてこのような共振によって、ハブ１とプーリ５の円周方向相対変位量が所定よりも増大すると、これによって、スラストベアリング７における第一摺動面７１の円周方向両側にある第二摺動面７２と、ハブ１の内環１２のフランジ部１２ｃにおける第一摺動面１２１の円周方向両側にある第二摺動面１２２が互いに接触し、摺動する。
【００３５】
このとき、第二摺動面７２，１２２は、円周方向に対して傾斜していることから、第二弾性体６及び弾性層６１の軸方向付勢力に抗して互いに乗り上がるため、摩擦による減衰力が急激に増大する。そしてこのとき、第二弾性体６及び弾性層６１の軸方向変形によって、円周方向の大変位による衝撃が有効に吸収されると共に、第二弾性体６及び弾性層６１の内部摩擦による減衰も得られる。したがって、ハブ１とプーリ５の過大な円周方向相対変位が有効に抑制される。
【００３６】
また、上述のような第二摺動面７２，１２２の互いの乗り上がり後も、ハブ１とプーリ５の円周方向相対変位が継続された場合は、やがてプーリ５の被支持フランジ部５ｄに突設された係合突起５ｅと、ハブ１における内環１２のフランジ部１２ｃに開設された係合孔１２ｄが、円周方向へ互いに干渉するので、これによって、環状質量体３とプーリ５の円周方向相対変位が制限される。このため、上述した内燃機関のクランキング時の共振による第二弾性体６の過大変形や、これによる破損を有効に防止することができる。
【００３７】
なお、上述の形態においては、スラストベアリング７が起伏面７ａ，６１ａによって弾性層６１に係止されているが、接着剤等によって弾性層６１に固定しても良い。
【００３８】
また、スラストベアリング７は弾性層６１を介してプーリ５側に設けられ、ハブ１における内環１２のフランジ１２ｃと摺動するようになっているが、逆に、ハブ１側（例えば内環１２のフランジ１２ｃの背面）に固定して、プーリ５側と摺動可能に構成することもできる。そしてこの場合は、プーリ５側に、上述のような第一摺動面と第二摺動面を形成し、前記第一摺動面にスラストベアリング７の第一摺動面７１を円周方向摺動可能に密接させ、ハブ１とプーリ５の所定以上の円周方向相対変位によって、前記第二摺動面が、スラストベアリング７の第二摺動面７２に摺動可能に密接するように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るトルク変動吸収ダンパの好ましい実施を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図２】図１における要部拡大図である。
【図３】図２におけるIII−III断面図である。
【図４】従来のトルク変動吸収ダンパを、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ハブ
１１  外環
１２  内環
１２ｃ  フランジ部（軸方向対向部）
１２ｄ  係合孔
１２１，７１  第一摺動面
１２２，７２  第二摺動面
１２３  凹面
１３  リテーナ
１４  ハブ
２  第一弾性体
３  環状質量体
４  ラジアルベアリング
５  プーリ
５ｄ  被支持フランジ部（軸方向対向部）
５ｅ  係合突起
５ｆ  小孔
６  第二弾性体
６１  弾性層
６１ａ，７ａ  起伏面
７  スラストベアリング
７３  凸面
Ｇ  隙間
【図１】
2006125539.tif 000003
【図２】
2006125539.tif 000004
【図３】
2006125539.tif 000005
【図４】
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