(57)【要約】【課題】共振周波数の異なる曲げ方向の振動を低減可能なダンパを提供する。【解決手段】ハブ１が、ハブ本体１０と、そのリム部１３に圧入嵌着されたスリーブ１４からなる。スリーブ１４の外周に捩り方向弾性体３を介して環状質量体２が連結され、ハブ１に軸方向に対向して円周方向所定間隔で配置された複数の曲げ方向質量体４が、スリーブ１４に形成された内向きフランジ１４ｄにそれぞれ曲げ方向弾性体５を介して軸方向に連結され、曲げ方向質量体４の外周側に径方向の隙間Ｇを介して配置された副弾性体６が、内向きフランジ１４ｄの外周側の中間筒部１４ｃに設けられ、曲げ方向質量体４を、回転時の遠心力によって副弾性体６に接触可能としたものである。【選択図】  図２
2004340170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ（１）と、このハブ（１）に軸方向に対向して円周方向所定間隔で配置された複数の曲げ方向質量体（４）が、それぞれ曲げ方向弾性体（５）を介して軸方向に連結され、前記曲げ方向質量体（４）の外周側に径方向の隙間（Ｇ）を介して配置された副弾性体（６）が前記ハブ（１）に取り付けられ、前記曲げ方向質量体（４）が、回転時の遠心力によって前記副弾性体（６）に接触可能であることを特徴とするダンパ。
【請求項２】
ハブ（１）の外周側に配置された環状質量体（２）が、捩り方向弾性体（３）を介して前記ハブ（１）に連結されたことを特徴とする請求項１に記載のダンパ。
【請求項３】
ハブ（１）が、そのリム部（１３）に圧入嵌着されたスリーブ（１４）を有し、捩り方向弾性体（３）が、このスリーブ（１４）の外周に設けられ、曲げ方向弾性体（５）及び副弾性体（６）が、前記スリーブ（１４）に形成された内向きフランジ（１４ｄ）及びその外周側の中間筒部（１４ｃ）にそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項２に記載のダンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエンジンのクランクシャフト等、回転軸に発生する振動を吸収するダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのクランクシャフトの振動を吸収するダンパは、基本的には、クランクシャフトに取り付けられるハブに弾性体を介して環状質量体を同心的かつ弾性的に連結した構造を有するものであって、前記弾性体のばね定数と、環状質量体の慣性質量とによって決まる一定の共振周波数を有する副振動系が構成され、その共振による動的吸振効果によって、特定の回転数域における振動を低減するものである。また、この種のダンパには、例えば下記の特許文献１に記載されているように、捩り方向（回転方向）の振動を吸収するための第一の副振動系と、曲げ方向（軸心と直交する方向）の振動を吸収するための第二の副振動系を備えるダブルマス型としたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１５２０４６（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５は、クランクシャフトに発生する曲げ方向の振動を説明するための概略図である。この図５に示されるように、エンジンの駆動においては、気筒ａ内でのピストンｂの往復運動を、コネクティングロッドｃを介してクランクシャフトｄの回転運動に変換しているため、クランクシャフトｄには、回転に伴って曲げ方向の振動と捩り方向の振動を生じる。そして、図示のような４気筒エンジンの場合、曲げ方向の振動は、共振周波数の異なる面内曲げと面外曲げの二つのモードを持つため、クランクシャフトｄに取り付けられるダンパｅにも、曲げ方向に対して面内曲げ及び面外曲げに対応する二つの固有振動数を設定することが望ましい。
【０００５】
なお、「面内曲げ」とは、図５におけるｘ−ｚ面内の曲げ、すなわちｚ方向の曲げのことであり、「面外曲げ」とは、ｘ−ｚ面と直交する方向の曲げ、すなわちｙ方向の曲げのことである。また、面内曲げの共振周波数は、相対的に低回転域（低周波域）にあり、面外曲げの共振周波数は、相対的に高回転域（高周波域）にある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示されるような従来の技術によるダブルマス型のダンパにおいては、第二の副振動系における曲げ方向の固有振動数は一つであるため、共振周波数の異なる面内曲げのモードの曲げ方向振動と面外曲げのモードの曲げ方向振動を、双方共低減することができなかった。
【０００７】
本発明は上述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、共振周波数の異なる曲げ方向の振動を低減可能なダンパを提供することにある。
【０００８】
【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の発明に係るダンパは、ハブと、このハブに軸方向に対向して円周方向所定間隔で配置された複数の曲げ方向質量体が、それぞれ曲げ方向弾性体を介して軸方向に連結され、前記曲げ方向質量体の外周側に径方向の隙間を介して配置された副弾性体が前記ハブに取り付けられ、前記曲げ方向質量体が、回転時の遠心力によって前記副弾性体に接触可能となっているもので、曲げ方向質量体が副弾性体と非接触状態にある低速回転時は、曲げ方向質量体と曲げ方向弾性体のみで副振動系が構成されるので、その径方向固有振動数が低く、曲げ方向質量体が遠心力によって副弾性体と接触する高速回転時は、曲げ方向質量体と曲げ方向弾性体及び副弾性体とで副振動系が構成されるので、径方向固有振動数が高くなる。
【０００９】
また、請求項２の発明に係るダンパは、請求項１に記載された構成において、ハブの外周側に環状質量体が配置され、捩り方向弾性体を介して前記ハブ側に連結されたものである。そして、前記環状質量体と捩り方向弾性体で構成される副振動系は、捩り方向への共振によって、捩り方向の振動を低減するものである。
【００１０】
また、請求項３の発明に係るダンパは、請求項２に記載された構成において、ハブが、そのリム部に圧入嵌着されたスリーブを有し、捩り方向弾性体が、このスリーブの外周に設けられ、曲げ方向弾性体及び副弾性体が、前記スリーブに形成された内向きフランジ及びその外周側の中間筒部にそれぞれ設けられたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るダンパの好適な実施の形態を示す半裁背面図、図２は、図１におけるＩＩ−Ｏ−ＩＩ’断面図である。なお、以下の説明において、正面側とは図２における左側、背面側とは図２における右側すなわち図示されていないエンジンが存在する側のことである。
【００１２】
この形態におけるダンパは、図２に示されるように、ハブ１と、スリーブ１４の外周側に配置された環状質量体２と、前記スリーブ１４と環状質量体２を連結している捩り方向弾性体３と、スリーブ１４に形成された内向きフランジ１４ｄに軸方向に対向し円周方向等間隔で配置された複数（図２に示される例では４個）の曲げ方向質量体４と、各曲げ方向質量体４を互いに独立して内向きフランジ１４ｄに連結している曲げ方向弾性体５と、スリーブ１４の中間筒部１４ｃに設けられ曲げ方向質量体４の外周側に径方向の隙間Ｇを介して配置された副弾性体６とを備える。
【００１３】
詳しくは、ハブ１は、鉄系金属又はアルミニウム等の鋳物からなるハブ本体１０と、鋼板などの金属板を打ち抜きプレス成形したスリーブ１４を備える。ハブ本体１０は、軸孔１１ａを有するボス部１１と、その正面側の端部から展開した径方向部１２と、その外周に形成された円筒状のリム部１３とを有し、ボス部１１の軸孔１１ａにおいて、先に説明した図５のようなエンジンのクランクシャフトｄの軸端に外挿固定される。また、リム部１３は径方向部１２の外周部から正面側及び背面側の双方へ張り出している。
【００１４】
スリーブ１４は、ハブ本体１０のリム部１３の外周面に嵌着されたスリーブ本体部１４ａと、リム部１３の背面側で内周側へ屈曲した位置決め端部１４ｂと、この位置決め端部１４ｂからリム部１３の内周を正面側へ延びる中間筒部１４ｃと、更にこの中間筒部１４ｃの端部から、ハブ本体１０の径方向部１２の背面側に沿って内周側へ向けて延びる内向きフランジ１４ｄとを有する。
【００１５】
環状質量体２は鉄系金属の鋳物等からなるものであって、その外周面には、動力伝達用のＶベルトが巻き掛けられるポリＶ溝２ａが形成されている。また、捩り方向弾性体３は、ゴム状弾性材料によって環状に加硫成形されたものであって、環状質量体２の内周面及びスリーブ本体部１４ａの外周面に一体的に加硫接着されている。そして、この環状質量体２と捩り方向弾性体３で構成される捩り方向の副振動系は、環状質量体２の円周方向の慣性質量と、捩り方向弾性体３の円周方向剪断ばね定数によって、例えばクランクシャフトの捩り方向の共振点と対応する捩り方向固有振動数に同調されている。
【００１６】
曲げ方向質量体４は、鉄系金属の鋳物等からなるものであって、図１に示されるように、金属環を円周方向に四分割した円弧状をなしており、スリーブ１４における内向きフランジ１４ｄの背面側に円周方向等間隔で配置されている。また、各曲げ方向質量体４を前記内向きフランジ１４ｄに弾性的に連結している曲げ方向弾性体５は、ゴム状弾性材料によって各曲げ方向質量体４，４，…の間に対応する部分Ｐで、スリット５ａにより円周方向に分割された形状に加硫成形されたものであって、前記内向きフランジ１４ｄの背面と曲げ方向質量体４に一体的に加硫接着されている。
【００１７】
副弾性体６は、ゴム状弾性材料によって環状に成形されたものであって、スリーブ１４の中間筒部１４ｃの内周面に一体的に加硫接着されており、所定の径方向肉厚を有する。曲げ方向質量体４の外周面との隙間Ｇは、クランクシャフトの回転数が所定値まで上昇した時に、その遠心力によって曲げ方向弾性体５の弾性体に抗して外周側へ変位する曲げ方向質量体４が、副弾性体６の内周面と接触可能となるように、適切な大きさに設定されている。
【００１８】
上述の構成を備える本形態のダンパの製造においては、まず、ハブ本体１０、環状質量体２及び曲げ方向質量体４が、鋳造や機械加工等によって製作され、スリーブ１４が金属板の打ち抜きプレス等によって製作される。スリーブ１４におけるスリーブ本体部１４ａは、その内径が、ハブ本体１０におけるリム部１３の外径よりも僅かに小径となるように形成される。
【００１９】
次に、所定のゴム加硫成形用金型内に、スリーブ１４と、環状質量体２と、曲げ方向質量体４を同心的に位置決め固定して型締めし、スリーブ１４のスリーブ本体部１４ａと環状質量体２との径方向対向面間、スリーブ１４の内向きフランジ１４ｄと曲げ方向質量体４との軸方向対向面間、及びスリーブ１４の中間筒部１４ｃの内周面に、前記金型によってそれぞれ画成された成形用キャビティ内に、未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、捩り方向弾性体３、曲げ方向弾性体５及び副弾性体６の加硫成形（加硫接着）を同時に行う。これによって、スリーブ１４と、環状質量体２、捩り方向弾性体３、曲げ方向質量体４、曲げ方向弾性体５及び副弾性体６が一体化された成形物が得られる。
【００２０】
次に、上記工程によって得られた成形物におけるスリーブ１４のスリーブ本体部１４ａを、ハブ本体１０のリム部１３の外周面に圧入する。この圧入過程では、スリーブ本体部１４ａがリム部１３によって拡径変形されるので、捩り方向弾性体３は径方向へ僅かに予圧縮されることになり、加硫成形後の収縮によって生じる残留引張応力が解消される。そして、位置決め端部１４ｂがリム部１３の背面側の端部と当接する位置まで、スリーブ本体部１４ａを圧入することによって、スリーブ１４、環状質量体２、捩り方向弾性体３、曲げ方向質量体４、曲げ方向弾性体５及び副弾性体６が一度にハブ本体１０に取り付けられ、ダンパの組立が完了する。
【００２１】
したがって、本形態のダンパによれば、捩り方向弾性体３、曲げ方向弾性体５及び副弾性体６の加硫成形工程（加硫接着工程）が一回で済み、かつ一回の圧入工程で組立を行うことができるので、安価に製作可能である。
【００２２】
本形態のダンパは、自動車のエンジンのクランクシャフトと共に回転しながら、ハブ１を介して入力されるクランクシャフトの捩り方向の振動の振幅が共振によって極大となる周波数域で、環状質量体２と捩り方向弾性体３で構成される捩り方向の副振動系が共振し、その共振によるトルクが、入力される捩り方向の振動によるトルクを相殺する方向へ生じることによって、クランクシャフトの捩り捩り方向の振動のピークを有効に低減する。
【００２３】
また、ハブ１を介して入力されるクランクシャフトの曲げ振動に対しては、次のような作用を奏する。図３は、クランクシャフトの回転数と本発明によるダンパの径方向ばね定数との関係を示す線図、図４は、クランクシャフトの回転数と本発明によるダンパの径方向固有振動数との関係を示す線図である。
【００２４】
まず、クランクシャフトが比較的低速で回転している状態では、各曲げ方向質量体４に作用する遠心力が小さいため、これらの曲げ方向質量体４は、曲げ方向弾性体５の弾性によって副弾性体６と非接触状態に保持される。このため、曲げ方向の副振動系は、曲げ方向質量体４と曲げ方向弾性体５で構成され、言い換えれば、この副振動系のばねは、曲げ方向弾性体５のみからなるため、図３に示されるように、低回転数域では径方向ばね定数が低く、図４に示されるように、低回転数域では径方向固有振動数も低いものとなっている。
【００２５】
したがって、各曲げ方向質量体４と曲げ方向弾性体５で構成される曲げ方向の副振動系の径方向固有振動数を、曲げ方向質量体４の径方向慣性質量と、曲げ方向弾性体５の径方向剪断ばね定数によって、低回転数域に存在する面内曲げ（図５におけるｘ−ｚ面内の曲げ）の振動モードの共振点ｆ１に同調させて設定しておけば、前記副振動系は、この面内曲げ方向の振動が極大となる回転数域で共振し、その振動波形の位相が、入力される面内曲げ振動の位相と逆になるため、面内曲げ振動のピークを有効に低減することができる。
【００２６】
また、クランクシャフトの回転速度が上昇すると、各曲げ方向質量体４に作用する遠心力が増大するため、これらの曲げ方向質量体４は、曲げ方向弾性体５の弾性に抗して外周側へ変位し、その外周面が副弾性体６の内周面と接触する。このため、曲げ方向の副振動系は、各曲げ方向質量体４と曲げ方向弾性体５及び副弾性体６で構成され、言い換えれば、この副振動系のばねは、曲げ方向弾性体５及び副弾性体６で担うため、図３に示されるように、曲げ方向質量体４が副弾性体６の内周面と接触する回転数Ｒ（ｒｐｍ）よりも高回転数域では径方向ばね定数が高くなり、このため図４に示されるように、回転数Ｒ（ｒｐｍ）よりも高回転数域では径方向固有振動数も高くなる。
【００２７】
したがって、副弾性体６への接触により構成される曲げ方向の副振動系の径方向固有振動数を、曲げ方向質量体４の径方向慣性質量と、曲げ方向弾性体５の径方向剪断ばね定数及び副弾性体６の径方向圧縮ばね定数によって、回転数Ｒ（ｒｐｍ）よりも高回転数域に存在する面外曲げ（図５におけるｘ−ｚ面と直交する方向の曲げ）の振動モードの共振点ｆ２に同調させて設定しておけば、前記副振動系は、面外曲げ方向の振動が極大となる回転数域で共振し、その振動波形の位相が、入力される面外曲げ方向の振動の位相と逆になるため、面外曲げ振動のピークを有効に低減することができる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るダンパによると、低速回転では曲げ方向質量体と曲げ方向弾性体とで曲げ方向の副振動系が構成され、この副振動系に、曲げ方向の振動における低周波数側の共振周波数と一致する固有振動数を設定することができると共に、回転数が上昇すると、曲げ方向質量体が遠心力により副弾性体と接触することにより、曲げ方向質量体と曲げ方向弾性体及び副弾性体とで曲げ方向の副振動系が構成され、この副振動系に、曲げ方向の振動における高周波数側の共振周波数と一致する固有振動数を設定することができるので、共振周波数の異なる面内曲げのモードの曲げ方向振動と面外曲げのモードの曲げ方向振動を、双方共低減することができる。
【００２９】
請求項２の発明に係るダンパによると、ハブに、捩り方向弾性体を介して環状質量体を連結したことによって、曲げ方向の振動と捩り方向の振動の双方を低減することができる。
【００３０】
請求項３の発明に係るダンパによると、請求項２の発明に係るダンパを安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダンパの好適な実施の形態を示す半裁背面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−Ｏ−ＩＩ’断面図である。
【図３】クランクシャフトの回転数と本発明によるダンパの径方向ばね定数との関係を示す線図である。
【図４】クランクシャフトの回転数と本発明によるダンパの径方向固有振動数との関係を示す線図である。
【図５】クランクシャフトに発生する曲げ振動を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１  ハブ
１０  ハブ本体
１１  ボス部
１１ａ  軸孔
１２  径方向部
１３  リム部
１４  スリーブ
１４ａ  スリーブ本体部
１４ｂ  位置決め端部
１４ｃ  中間筒部
１４ｄ  内向きフランジ
２  環状質量体
３  捩り方向弾性体
４  曲げ方向質量体
５  曲げ方向弾性体
５ａ  スリット
６  副弾性体
Ｇ  隙間
【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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