(57)【要約】【課題】安価に製作することの可能な構造のトルク変動吸収ダンパを提供する。【解決手段】クランクシャフトに取り付けられるハブ１０とその外周に相対回転可能に支持されたプーリ２０からハブ１０の正面側へ延びるフランジ部２２を第一弾性体５０を介して弾性的に連結したカップリング部１を備え、ハブ１０とその背面側に配置した環状質量体６０を第二弾性体７０を介して弾性的に連結した動的吸振部２を備える。第一弾性体５０は、プーリ２０のフランジ部２２の小孔２２ａを介して、ハブ１０とフランジ部２２の間に充填して加硫接着されたゴム状弾性材料からなり、第二弾性体７０は、その内径が、第一弾性体５０の内径よりも小径で、フランジ部２２の内周側でハブ１０に開設された小孔１２ｂを介して、ハブ１０と環状質量体６０の間に充填して加硫接着されたゴム状弾性材料からなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ（１０）とその外周に相対回転可能に支持されたプーリ（２０）から前記ハブ（１０）の軸方向一側へ延びるフランジ部（２２）を第一弾性体（５０）を介して弾性的に連結したカップリング部（１）と、前記ハブ（１０）とその軸方向他側に配置した環状質量体（６０）を第二弾性体（７０）を介して弾性的に連結した動的吸振部（２）とを備え、前記第一弾性体（５０）は、前記フランジ部（２２）に開設された小孔（２２ａ）を介して、前記ハブ（１０）とフランジ部（２２）の間に充填して加硫接着したゴム状弾性材料からなり、前記第二弾性体（７０）は、その内径が、前記第一弾性体（５０）の内径よりも小径であり、前記フランジ部（２２）の内周側で前記ハブ（１０）に開設された小孔（１２ｂ）を介して、前記ハブ（１０）と環状質量体（６０）の間に充填して加硫接着したゴム状弾性材料からなることを特徴とするトルク変動吸収ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、農業機械、工機、小型船舶等に用いられ、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。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンからの駆動力の一部は、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エンジン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る。
【０００３】
この種のトルク変動吸収ダンパの典型的な従来例としては、下記の特許文献１に記載されたもの（デカップルド・ダンパープーリ）が知られており、クランクシャフトの軸端に固定されて一体に回転する断面コ字形の二重筒状のハブと、このハブに取り付けられたカップリング部及び動的吸振部を備える。カップリング部は、ハブの内筒部に圧入嵌着したスリーブと、動的吸振部を囲むように断面コ字形の二重筒状をなすプーリの内筒部とを、カップリングゴムを介して連結し、プーリの内筒部を、ハブのリム部の内周にベアリングを介して回転可能にしたものであって、クランクシャフトからハブへ入力されたトルクを、カップリングゴムの捩り方向剪断変形作用によって平滑化しながら、プーリへ伝達する。また、動的吸振部は、ハブのリム部と、その外周に配置した環状質量体との間に第二弾性体を圧入したものであり、クランクシャフトの捩り振幅が大きくなる所定の振動数域において、このクランクシャフトの捩り振動と逆位相で共振することによって、捩り振動を低減する制振機能を発揮する。
【０００４】
【特許文献１】
実用新案登録第２６０５６６２号（第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された従来のトルク変動吸収ダンパによれば、スリーブとプーリの間にカップリングゴムを加硫接着してカップリング部を得る工程と、第二弾性体の加硫成形工程と、ハブのリム部と環状質量体との間に第二弾性体を圧入して動的吸振部を組み立てる工程と、前記カップリング部におけるスリーブをハブの内筒部に圧入嵌着すると共にプーリの内筒部をベアリングを介してハブのリム部の内周に組み込む工程が必要であり、したがって工数が多く、製造コストが高いものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、安価に製作することの可能な構造のトルク変動吸収ダンパを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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、ハブとその外周に相対回転可能に支持されたプーリから前記ハブの軸方向一側へ延びるフランジ部を第一弾性体を介して弾性的に連結したカップリング部と、前記ハブとその軸方向他側に配置した環状質量体を第二弾性体を介して弾性的に連結した動的吸振部とを備え、前記第一弾性体は、前記フランジ部に開設された小孔を介して、前記ハブとフランジ部の間に充填して加硫接着したゴム状弾性材料からなり、前記第二弾性体は、その内径が、前記第一弾性体の内径よりも小径であり、前記フランジ部の内周側で前記ハブに開設された小孔を介して、前記ハブと環状質量体の間に充填して加硫接着したゴム状弾性材料からなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るトルク変動吸収ダンパの実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図、図２は、図１のトルク変動吸収ダンパの組立過程を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。なお、以下の説明で用いられる「正面側」とは、図１及び図２における左側のことであって、請求項１に記載された「軸方向一側」に相当し、「背面側」とは、図１及び図２における右側の、図示されていない自動車エンジンが存在する側のことであって、請求項１に記載された「軸方向他側」に相当する。
【０００９】
これらの図において、参照符号１０は、自動車エンジンのクランクシャフト（不図示）の軸端に取り付けられるハブである。このハブ１０は、金属材料で鋳造されたものであって、クランクシャフトに固定されるボス部１１と、その正面側の端部から外周側へ延びる円盤部１２と、この円盤部１２の外周から背面側へ延びるリム部１３からなる。前記円盤部１２の正面側の表面における外周寄りの部分は、外周ほど背面側へ後退したテーパ面１２ａとなっている。なお、参照符号１１ａは、ボス部１１の内周の軸孔に形成されたキー溝である。
【００１０】
ハブ１０のリム部１３の外周にはプーリ２０が配置されており、このプーリ２０と、ハブ１０のリム部１３の外周面に圧入嵌着された環状のホルダ３０との間には、ベアリング４０が介装されている。
【００１１】
ホルダ３０は金属板を打ち抜きプレスしたものであって、ハブ１０のリム部１３の外周面に嵌着された筒状部３１と、その背面側の端部から外周へ延びる鍔部３２からなる。また、ベアリング４０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成形されたものであって、ホルダ３０における筒状部３１とプーリ２０の内周面との間に介在された円筒状のラジアル受け部４１と、ホルダ３０における鍔部３２とプーリ２０の背面側の端面との間に介在されたスラスト受け部４２からなる。そしてこのベアリング４０は、ラジアル受け部４１において、ハブ１０とプーリ２０の相対的な偏心を規制した状態で、ハブ１０に対してプーリ２０を円周方向相対変位可能に支持すると共に、スラスト受け部４２において、ハブ１０とプーリ２０の相対的な軸方向の挙動を規制している。
【００１２】
プーリ２０は、金属板のプレス成形によって製作されたものであって、その外周面にはポリＶ溝２１が形成されており、正面側の端部から内周へ延びるフランジ部２２を有する。このフランジ部２２は、ハブ１０の円盤部１２に形成されたテーパ面１２ａの正面側に位置している。
【００１３】
プーリ２０のフランジ部２２は、これと軸方向に対向するハブ１０の円盤部１２のテーパ面１２ａに、第一弾性体５０を介して弾性的に連結され、これによってカップリング部１が構成されている。カップリング部１は、クランクシャフトからハブ１０へ入力された駆動トルクを、第一弾性体５０の円周方向剪断変形作用によって平滑化しながら、プーリ２０へ伝達するものである。
【００１４】
第一弾性体５０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加硫成形されたものであって、その正面側の端部がプーリ２０のフランジ部２２における外周寄りに形成されたテーパ面１２ａに一体的に加硫接着され、背面側の端部がハブ１０の円盤部１２に一体的に加硫接着されている。そして、この第一弾性体５０は、ハブ１０とプーリ２０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、前記テーパ面１２ａによって、連結方向（軸方向）の肉厚が外周側ほど増大する形状となっている。
【００１５】
プーリ２０における背面側の端部には、背面側へ向けて突出した複数の係合突起２３が、円周方向等間隔で形成されており、この係合突起２３は、それぞれホルダ３０の鍔部３２に形成された係合切欠３２ａに、円周方向両側への適当なクリアランスをもって遊嵌されている。すなわち、係合突起２３と係合切欠３２ａは、その互いの干渉によって、ハブ１０とプーリ２０の円周方向相対変位を所定の範囲に制限するものである。
【００１６】
ハブ１０の円盤部１２の背面側、言い換えればハブ１０のリム部１３の内周側には、環状質量体６０が同心的に配置されており、この環状質量体６０と円盤部１２は、環状の第二弾性体７０を介して弾性的に連結されて、動的吸振部２を構成している。そして、その捩り方向固有振動数は、環状質量体６０の円周方向慣性質量と、第二弾性体７０の円周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。
【００１７】
環状質量体６０は、鉄系等の金属材料の鋳造等によって製作されたもので、その正面側の第二弾性体７０との接着面は、外周側ほどハブ１０の円盤部１２から後退するテーパ面６０ａとなっている。第二弾性体７０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からなるものであって、前記テーパ面６０ａと円盤部１２の背面との間に一体的に加硫接着されており、ハブ１０と環状質量体６０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、前記テーパ面６０ａによって、連結方向（軸方向）の肉厚が外周側ほど増大する形状となっている。
【００１８】
環状質量体６０の内径は、プーリ２０のフランジ部２２の内径よりも小径であり、これに対応して、第二弾性体７０は、第一弾性体５０に比較して全体的に内周側に存在する。そして、前記フランジ部２２には小孔２２ａが開設されており、第一弾性体５０を構成するゴム状弾性材料の一部５１は、この小孔２２ａ内にも充填されている。また、ハブ１０の円盤部１２には、第一弾性体５０との接着面（テーパ面１２ａ）よりも内周側となる部分に、軸方向に貫通した小孔１２ｂが開設されており、第二弾性体７０の内周部を構成するゴム状弾性材料の一部７１は、この小孔１２ｂ内にも充填されている。
【００１９】
以上の構成を具えるトルク変動吸収ダンパは、図２に示されるように、カップリング部１及び動的吸振部２が、一つの加硫成形体Ａをなしている。すなわち、この加硫成形体Ａは、図示されていない金型内に、ハブ１０と、プーリ２０と、環状質量体６０を互いに同心的にセットし、ハブ１０の円盤部１２のテーパ面１２ａと、これに軸方向に対向するプーリ２０のフランジ部２２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内に、プーリ２０のフランジ部２２に開設された小孔２２ａを介して、未加硫ゴム材料を充填することによって、第一弾性体５０を加硫成形と同時に前記テーパ面１２ａ及びフランジ部２２に加硫接着する一方、前記円盤部１２の背面と、これに軸方向に対向する環状質量体６０のテーパ面６０ａ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内に、前記円盤部１２に開設された小孔１２ｂを介して、未加硫ゴム材料を充填することによって、第二弾性体７０を加硫成形と同時に前記テーパ面６０ａ及び円盤部１２に加硫接着したものである。
【００２０】
このとき、プーリ２０のフランジ部２２の小孔２２ａを経由するゴム材料充填経路と、ハブ１０の円盤部１２の小孔１２ｂを経由するゴム材料充填経路が異なるため、第一弾性体５０を成形するためのゴム材料と、第二弾性体７０を成形するためのゴム材料には、異なる材料を用いることができる。したがって、エンジンの輻射熱を受けやすい背面側の第二弾性体７０には、例えば耐熱性に優れたゴム状弾性材料を選択し、トルクを伝達する正面側の第一弾性体５０には、例えば機械的強度に優れたゴム状弾性材料を選択するといった、それぞれの条件に最適な材料を選択することができる。
【００２１】
そして、上述した成形工程において、第二弾性体７０の未加硫ゴム材料の注入口となる小孔１２ｂは、第一弾性体５０の未加硫ゴム材料の注入口となる小孔２２ａが開設されたプーリ２０のフランジ部２２よりも、内周側に位置しており、かつ両小孔２２ａ，１２ｂは、同じ方向（正面側）に露出しているため、第一弾性体５０の加硫成形（加硫接着）と第二弾性体７０の加硫成形（加硫接着）を、同時に行うことができる。このため成形工程が一回で済み、しかも、得られた加硫成形体Ａにおけるハブ１０のリム部１３とプーリ２０との間に、背面側からホルダ３０及びベアリング４０を介装するだけで、図１に示されるトルク変動吸収ダンパを容易に組み立てることができる。
【００２２】
また、プーリ２０のフランジ部２２の小孔２２ａ及びハブ１０の円盤部１２の小孔１２ｂは、上述のように、それぞれ第一弾性体５０及び第二弾性体７０を成形する際の材料注入口であるが、その内部を埋めるように、第一弾性体５０の一部５１及び第二弾性体７０の一部７１が形成されていることによって、前記フランジ部２２と第一弾性体５０の接合強度、及び前記円盤部１２と第二弾性体７０の接合強度が高いものとなる。
【００２３】
このトルク変動吸収ダンパは、ハブ１０のボス部１１が、図示されていないエンジン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共に回転される。クランクシャフトのトルクは、カップリング部１によって、ハブ１０から第一弾性体５０を介してプーリ２０へ伝達され、更に、プーリ２０に巻き掛けられたベルト（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。
【００２４】
エンジンの駆動は、吸気、圧縮、爆発及び排気の各行程を繰り返しながら行われ、ピストンの往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換しているため、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、カップリング部１における第一弾性体５０が低ばねで捩り方向へ剪断変形されることによって、熱エネルギに変換されるので、ベルトへの伝達トルクが平滑化される。また、動的吸振部２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捩れ角のピークを有効に低減することができる。
【００２５】
Ｖベルトの張力によって、プーリ２０に作用する径方向の荷重は、ハブ１０のリム部１３に圧入されたホルダ３０の筒状部３１に、ベアリング４０のラジアル受け部４１を介して支持される。このため、ハブ１０に対するプーリ２０の偏心が防止され、カップリング部１における第一弾性体５０は径方向の剪断荷重を受けないので、その耐久性を向上することができる。
【００２６】
大きなトルク変動の入力等によって、ハブ１０とプーリ２０の円周方向相対変位量（捩れ角）が所定の大きさに達した場合は、プーリ２０に形成された係合突起２３と、ホルダ３０の鍔部３２に形成された係合切欠３２ａが円周方向に干渉するので、ハブ１０とプーリ２０の円周方向相対変位が制限され、第一弾性体５０の過大な捩り変形が防止される。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るトルク変動吸収ダンパは、カップリング部における第一弾性体と、動的吸振部における第二弾性体が、ハブの軸方向両側に加硫接着されているため、部品数が少ないものとなる。しかも、第一弾性体を成形するためのゴム材料及び第二弾性体を成形するためのゴム材料を、同一方向から充填して同時に成形できるため、安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトルク変動吸収ダンパの好ましい形態を、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のトルク変動吸収ダンパの未組立状態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【符号の説明】
１  カップリング部
２  動的吸振部
１０  ハブ
１１  ボス部
１２  円盤部
１２ｂ，２２ａ  小孔
１３  リム部
２０  プーリ
２１  ポリＶ溝
２２  フランジ部
２３  係合突起
３０  ホルダ
３１  筒状部
３２  鍔部
３２ａ  係合切欠
４０  ベアリング
４１  ラジアル受け部
４２  スラスト受け部
５０  第一弾性体
６０  環状質量体
７０  第二弾性体
Ａ  加硫成形体
【図１】
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【図２】
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