(57)【要約】【課題】トルクを伝達する弾性体の十分な耐久性を確保することが可能で、かつ安価なトルク変動吸収ダンパを提供する。【解決手段】カップリング部Ｂにおける第二弾性体５が、環状質量体２の外向き鍔部２２ｂとプーリ４の内向き鍔部４２ｃを軸方向に連結しているため、径方向のサイズを大きく取れないような場合でも、第二弾性体５の十分な連結方向肉厚を確保して、その耐久性を向上させることができ、あるいは、当該ダンパ全体の小型化及び軽量化を図ることができる。プーリ４に設けられ互いに軸方向に並んだ一対の内向き鍔部４１ｂ，４２ｃが、環状質量体２のプーリ受け部２１ｂ，２１ｃを軸方向両側からベアリング６，７を介して挟み込んでいるため、プーリ４の軸方向挙動が両側から規制されて安定し、しかも、第二弾性体５が万一破損した時のプーリ４の脱落を確実に防止することができる。【選択図】　図１
2004108528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取り付けられるハブ（１）の外周に第一弾性体（３）を介して環状質量体（２）を弾性的に連結した動的吸振部（Ａ）と、前記環状質量体（２）に相対回転可能に支持されたプーリ（４）と前記環状質量体（２）とを第二弾性体（５）を介して弾性的に連結したカップリング部（Ｂ）とを備え、前記環状質量体（２）がプーリ受け部（２１ｂ，２１ｃ）と外向き鍔部（２２ｂ）とを有し、前記プーリ（４）が互いに軸方向に並んだ一対の内向き鍔部（４１ｂ，４２ｃ）を有し、前記第二弾性体（５）が前記環状質量体（２）の一方の外向き鍔部（２２ｂ）とこれに軸方向に対向する前記プーリ（４）の一方の内向き鍔部（４２ｃ）との間に設けられ、前記環状質量体（２）のプーリ受け部（２１ｂ，２１ｃ）が、前記プーリ（４）の一対の内向き鍔部（４１ｂ，４２ｃ）で軸方向両側からベアリング（６，７）を介して挟み込まれたことを特徴とするトルク変動吸収ダンパ。
【請求項２】
プーリ受け部（２１ｂ）の一部と、プーリ（４）の内向き鍔部（４１ｂ）の一部が、円周方向に所定のクリアランスが存在する状態で互いに遊嵌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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関等における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】
車両の内燃機関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機に与えられるが、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用いられる。
【０００３】
従来の技術によるこの種のトルク変動吸収ダンパとしては、例えば特許文献１に記載されたデカップルド・ダンパープーリが知られている。すなわち、このデカップルド・ダンパープーリは、クランクシャフトの軸端に取り付けられて一体に回転するハブ部材の外周に、第一のゴム状弾性部材を介してプーリ部材を連結すると共に、ハブ部材の外周に、第二のゴム状弾性部材を介して慣性マスを連結した構造となっている。そして、第二のゴム状弾性部材と慣性マスからなる副振動系が、所定の周波数域において捩り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部材へ入力された駆動トルクを、第一のゴム状弾性部材の捩り方向剪断変形作用によってトルク変動を吸収しながら、プーリ部材へ伝達するものである。
【０００４】
【特許文献１】
実用新案登録第２６０５６６２号（第１図，０００６〜０００９）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来のトルク変動吸収ダンパによれば、ハブ部材とプーリ部材との円周方向相対変位によって、これらハブ部材とプーリ部材とを連結している第一のゴム状弾性部材が受ける歪は、
歪％＝｛（外半径×捩れ角）／径方向肉厚｝×１００
となる。したがって、ハブ部材とプーリ部材との捩れ角が同じである場合、第一のゴム状弾性部材の径方向肉厚（連結方向の肉厚）が大きく、かつ外半径が小さいほど、第一のゴム状弾性部材が受ける歪が増大するため、第一のゴム状弾性部材の耐久性を確保するには、その径方向肉厚を十分に大きくとる必要がある。しかし、第一のゴム状弾性部材は、プーリ部材の径方向寸法によって規制されるため、その寸法の自由度が小さいものであった。しかも、第一のゴム状弾性部材は、径方向肉厚を大きくすると、ハブ部材とプーリ部材の円周方向相対変位に対して外径側ほど歪が大きくなる問題もあった。
【０００６】
また、慣性マスは、主にＦＣ材で製作されるが、共振による所要の動的吸振効果を実現するために、大きな肉厚を必要としており、したがって径方向の寸法が大きく、これがゴム状弾性部材の寸法制約の一因になっていた。
【０００７】
また、ハブ部材に圧入されるスリーブとプーリ部材の間に第一のゴム状弾性部材を加硫接着した加硫成形体と、ハブ部材と慣性マスの間に第二のゴム状弾性部材を加硫接着した加硫成形体の、二つの加硫成形体が必要であり、したがって製造コストが高いものとなっていた。
【０００８】
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、径方向寸法が制約されていても、トルクを伝達する弾性体の十分な耐久性を確保することが可能で、かつ安価なトルク変動吸収ダンパを提供することにある。
【０００９】
【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、回転軸に取り付けられるハブの外周に第一弾性体を介して環状質量体を弾性的に連結した動的吸振部と、前記環状質量体に相対回転可能に支持されたプーリと前記環状質量体とを第二弾性体を介して弾性的に連結したカップリング部とを備え、前記環状質量体がプーリ受け部と外向き鍔部とを有し、前記プーリが互いに軸方向に並んだ一対の内向き鍔部を有し、前記第二弾性体が前記環状質量体の一方の外向き鍔部とこれに軸方向に対向する前記プーリの一方の内向き鍔部との間に設けられ、前記環状質量体のプーリ受け部が、前記プーリの一対の内向き鍔部で軸方向両側からベアリングを介して挟み込まれたものである。
【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、プーリ受け部の一部と、プーリの内向き鍔部の一部が、円周方向に所定のクリアランスが存在する状態で互いに遊嵌されたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るトルク変動吸収ダンパの好ましい実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。なお、以下の説明で用いられる「正面側」とは、図１における左側、すなわち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。
【００１２】
この図１に示されるように、本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と、このハブ１の外周側に設けられた動的吸振部Ａ及びカップリング部Ｂとを備える。
【００１３】
ハブ１は、金属材料で製作されたものであって、クランクシャフトに外挿固定されるボス部１ａと、その外周部から正面側へ延びる円筒部１ｂとからなる。
【００１４】
動的吸振部Ａは、ハブ１の円筒部１ｂの外周側に同心的に配置された環状質量体２と、この環状質量体２の内周面と前記円筒部１ｂの外周面との間に圧入嵌着されることによりハブ１と環状質量体２とを弾性的に連結する第一弾性体３からなり、その捩り方向固有振動数は、環状質量体２の円周方向慣性質量と、第一弾性体３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。
【００１５】
動的吸振部Ａにおける環状質量体２は、適当な肉厚の金属板のプレス成形によって製作された内側質量体２１及び外側質量体２２からなる。このうち、内側質量体２１は、内周面が第一弾性体３の外周に嵌着された内側スリーブ２１ａと、その背面側の端部から外周側へ展開した円盤状のプーリ受け部２１ｂと、その外周部を正面側へ屈曲させた円筒状のプーリ受け部２１ｃとを有する。また、外側質量体２２は、内側質量体２１の内側スリーブ２１ａの外周面に圧入嵌着された外側スリーブ２２ａと、その正面側の端部から外周側へ展開した外向き鍔部２２ｂとを有する。
【００１６】
動的吸振部Ａにおける第一弾性体３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によって環状に加硫成形された後、ハブ１の円筒部１ｂと、その外周に配置した環状質量体２の内側質量体２１における内側スリーブ２１ａとの間に、軸方向一側から圧入され、所要の径方向締め代をもって嵌着されたものである。なお、第一弾性体３の圧入の際には、ハブ１の円筒部１ｂの外周面と環状質量体２の内側質量体２１における内側スリーブ２１ａの内周面、あるいは第一弾性体３の内周面及び外周面に、滑りトルクを増大させるためのカップリング剤を塗布することが好ましい。
【００１７】
カップリング部Ｂは、プーリ４と、このプーリ４を環状質量体２に弾性的に連結する第二弾性体５と、プーリ４を環状質量体２に対して相対回転可能に支持するための一対のベアリング６，７からなる。
【００１８】
カップリング部Ｂにおけるプーリ４は、金属材料によって製作されたものであって、外周面にポリＶ溝４１ａが形成され、背面側の端部から内周側へ延びる第一の内向き鍔部４１ｂを有するプーリ本体４１と、金属板のプレス成形によって製作されプーリ本体４１に固定された内周リング４２とからなる。内周リング４２は、プーリ本体４１の正面寄りの内周面に圧入嵌着された圧入部４２ａと、その背面側の端部に段差状に屈曲形成されたベアリング保持部４２ｂと、更にその背面側の端部から内周側へ延びる第二の内向き鍔部４２ｃとを有し、プーリ本体４１における第一の内向き鍔部４１ｂと、内周リング４２における第二の内向き鍔部４２ｃは、互いに軸方向に並んでいる。
【００１９】
また、環状質量体２の内側質量体２１における円盤状のプーリ受け部２１ｂは、プーリ４における両内向き鍔部４１ｂ，４２ｃの間に位置しており、前記内側質量体２１における円筒状のプーリ受け部２１ｃは、プーリ本体４１の内周面と内周リング４２のベアリング保持部４２ｂとの間に位置している。
【００２０】
ベアリング６，７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成形されたものである。このうち、一方のベアリング６は、環状質量体２の内側質量体２１におけるプーリ受け部２１ｂの背面に形成されたベアリング保持溝２１ｄと、プーリ４のプーリ本体４１における第一の内向き鍔部４１ｂとの間に介在されている。また、他方のベアリング７は、プーリ４の内周リング４２におけるベアリング保持部４２ｂの円筒状外周面と環状質量体２の内側質量体２１における筒状プーリ受け部２１ｃの内周面との間に介在された円筒状の本体部７ａと、その正面側の端部から外周側へ屈曲して、前記ベアリング保持部４２ｂの径方向立ち上がり面と、前記筒状プーリ受け部２１ｃの先端との間に介在されたスラスト受け部７ｂからなる断面Ｌ字形を呈する。
【００２１】
したがってプーリ４は、環状質量体２に、ベアリング６，７を介して相対回転可能に支持されると共に、筒状プーリ受け部２１ｃとベアリング保持部４２ｂの円筒状外周面の間に介在されるベアリング７の本体部７ａによって、径方向への相対変位が規制され、プーリ受け部２１ｂと第一の内向き鍔部４１ｂの間に介在されるベアリング６、及びプーリ受け部２１ｃとベアリング保持部４２ｂの径方向立上り面の間に介在されたベアリング７のスラスト受け部７ｂによって、軸方向への相対変位が規制されている。
【００２２】
カップリング部Ｂにおける第二弾性体５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、その一端が、環状質量体２の外側質量体２２における外向き鍔部２２ｂに一体的に加硫接着されており、他端が、プーリ４の内周リング４２における第二の内向き鍔部４２ｃに一体的に加硫接着されている。すなわち、外側質量体２２と第二弾性体５と内周リング４２は、予め一体化された加硫成形体として製作され、外側質量体２２の外側スリーブ２２ａを内側質量体２１の内側スリーブ２１ａに圧入すると共に、内周リング４２の圧入部４２ａをプーリ本体４１に圧入することによって、組み込まれたものである。前記外向き鍔部２２ｂと第二の内向き鍔部４２ｃは、軸方向に互いに対向しており、したがって、第二弾性体５は、ほぼ軸方向へ円筒状に延びている。
【００２３】
第二弾性体５の外周面とプーリ４との間には、正面に開放された環状の空間Ｓが形成されており、すなわち、第二弾性体５は、プーリ４と環状質量体２で囲まれた空間における内周寄りに位置している。また、この第二弾性体５は、所要の径方向肉厚を有することによって、トルクを伝達するのに必要な強度が確保されると共に、外向き鍔部２２ｂと第二の内向き鍔部４２ｃとの連結方向（軸方向）に所要の肉厚を有することによって、動的吸振部Ａにおける第一弾性体３に比較して捩り方向ばね定数を十分に低くしてある。
【００２４】
環状質量体２の内側質量体２１におけるプーリ受け部２１ｂには、背面側へ突出したストッパ２１ｅが円周方向等間隔で打ち出し形成されており、それぞれプーリ４のプーリ本体４１における第一の内向き鍔部４１ｂに開設されて軸心を中心とする円弧状に延びる係合孔４１ｃに、円周方向に対する所要のクリアランスをもって遊嵌されている。すなわち、このストッパ２１ｅは、係合孔４１ｃの円周方向端部と干渉することによって、環状質量体２に対するプーリ４の円周方向相対変位量を制限し、第二弾性体５の過大な捩り変形を防止するものである。
【００２５】
以上の構成を具える本形態のトルク変動吸収ダンパは、ハブ１が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共に回転される。クランクシャフトのトルクは、ハブ１から、第一弾性体３、環状質量体２、第二弾性体５及び内周リング４２を介してプーリ本体４１へ伝達され、更に、プーリ本体４１のポリＶ溝４１ａ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。
【００２６】
プーリ４には、Ｖベルトの張力によって、軸心と垂直な方向の荷重が作用するが、プーリ４の内周リング４２におけるベアリング保持部４２ｂと、環状質量体２の内側質量体２１における筒状プーリ受け部２１ｃの間にはベアリング７の本体部７ａが介在し、しかも環状質量体２をハブ１の外周に支持している第一弾性体３は、径方向圧縮に対する剛性が大きいため、プーリ４の偏心が防止される。また、プーリ４の軸方向の挙動は、環状質量体２の円盤状プーリ受け部２１ｂと、プーリ本体４１の第一の内向き鍔部４１ｂとの間に介在されたベアリング６、及び内周リング４２のベアリング保持部４２ｂの径方向立ち上がり面と、環状質量体２の筒状プーリ受け部２１ｃの先端との間に介在されたベアリング７のスラスト受け部７ｂによって規制される。このため、プーリ４が径方向及び軸方向の双方に対して安定的に支持される。
【００２７】
内燃機関の駆動は、吸気、圧縮、爆発（膨張）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Ｂにおける第二弾性体５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、Ｖベルトへの伝達トルクが平滑化される。一方、環状質量体２及び第一弾性体３で構成される動的吸振部Ａ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。
【００２８】
なお、第二弾性体５とプーリ４は、一種の振動系を構成しているが、この振動系は、動的吸振部Ａに比較して捩り方向共振領域が十分に低周波域にあるため、動的吸振部Ａの共振自体によって生じるトルク変動も、第二弾性体５の柔軟な変形によって吸収され、プーリ４には伝達されない。
【００２９】
トルク変動の入力によって、ハブ１及び環状質量体２とプーリ４が円周方向へ相対変位すると、カップリング部Ｂにおける第二弾性体５は、互いにほぼ軸方向に対向する環状質量体２の外側質量体２２における外向き鍔部２２ｂと、プーリ４の内周リング４２における第二の内向き鍔部４２ｃとの間で、捩り方向の剪断変形を受ける。このため、環状質量体２とプーリ４との捩れ角が同じである場合に受ける第二弾性体５の歪は、外向き鍔部２２ｂと第二の内向き鍔部４２ｃとの連結方向の肉厚、すなわち軸方向の肉厚が大きいほど小さくなるから、従来のように、第二弾性体５の耐久性を確保するために、その径方向寸法を大きく取る必要がない。したがって、プーリ本体４１の外径寸法の制約等によって、当該トルク変動吸収ダンパの径方向のサイズを大きく取れないような場合でも、外向き鍔部２２ｂと第二の内向き鍔部４２ｃとの軸方向距離を十分に取ることによって、第二弾性体５の優れた耐久性を確保することができる。
【００３０】
言い換えれば、第二弾性体５の径方向寸法を大きく取る必要がないことから、ハブ１の外径寸法を小さくして、環状質量体２及びプーリ４の外径寸法も小さくすることができるので、小型・軽量化が図られる。また、環状質量体２は、金属板のプレス成形品である内側質量体２１と外側質量体２２の組み合わせで構成したため、安価に製作できると共に、外周側へ展開するプーリ受け部２１ｂ，２１ｃ及び外向き鍔部２２ｂを有することによって、動的吸振のための所要の慣性質量が確保される。
【００３１】
また、第二弾性体５は、入力されるトルク変動を、熱エネルギに変換することによって吸収しており、すなわち、繰り返し剪断変形を受けることによって、内部摩擦による熱を発生するが、この第二弾性体５は、その外周の空間Ｓへ正面側から流通する空気によって、効率良く冷却される。また、プーリ本体４１に、Ｖベルトとの摩擦によって発生する熱も、空間Ｓへ放熱されるので、第二弾性体５へは伝熱されにくいものとなる。したがって、熱による第二弾性体５の劣化が有効に防止される。
【００３２】
上述のように、第二弾性体５には十分な耐久性が確保されると共に、熱による劣化が防止されており、しかもストッパ２１ｅと係合孔４１ｃによって、第二弾性体５の過大な捩り変形が防止されているが、それでも何らかの原因によって、第二弾性体５が万一破損したような場合は、プーリ４の第一の内向き鍔部４１ｂと、第二の内向き鍔部４２ｃの間には、環状質量体２のプーリ受け部２１ｂ，２１ｃが介在しているため、プーリ４が脱落するようなことはない。しかもこのような場合、ストッパ２１ｅと係合孔４１ｃが円周方向に互いに係合すると共に、その係合状態は、環状質量体２とプーリ４の軸方向挙動が規制されていることによって確実に保持されるため、環状質量体２からプーリ４への駆動トルクの伝達が継続して行われ、補機へのトルク遮断による内燃機関の停止といった事態を回避することができる。
【００３３】
また、本形態の構造によれば、外側質量体２２と第二弾性体５と内周リング４２を一体化した加硫成形体を、内側質量体２１と、プーリ本体４１の間に圧入し、第一弾性体３を、ハブ１と内側質量体２１の間に圧入することで組み立てられるため、金属とゴムの一体成形品が一つだけであり、ストッパ２１ｅも内側質量体２１のプレス成形の際に一体に形成されたものであるため、製造コストを削減することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係るトルク変動吸収ダンパによれば、カップリング部における第二弾性体が、環状質量体とプーリを軸方向に連結したものであるため、取付スペースの制約等によって、当該トルク変動吸収ダンパの径方向のサイズを大きく取れないような場合でも、第二弾性体の十分な軸方向肉厚を確保して、第二弾性体の耐久性を向上させることができ、あるいは、当該ダンパ全体の小型化及び軽量化を図ることができる。また、プーリに設けられ互いに軸方向に並んだ一対の内向き鍔部が、環状質量体のプーリ受け部を軸方向両側からベアリングを介して挟み込んでいるため、プーリの軸方向挙動が両側から規制されて安定し、しかも、第二弾性体が万一破損した時のプーリの脱落を確実に防止することができる。
【００３５】
請求項２の発明に係るトルク変動吸収ダンパによれば、第二弾性体が万一破損しても、環状質量体とプーリが円周方向に係合し、環状質量体のプーリ受け部がプーリにおける一対の内向き鍔部の間に挟み込まれていることによって、前記係合状態が確実に維持されるので、プーリへの駆動トルクの伝達を継続して行うことができる。
【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実施の形態を、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　ハブ
１ａ　ボス部
１ｂ　円筒部
２　環状質量体
２１　内側質量体
２１ａ　内側スリーブ
２１ｂ，２１ｃ　プーリ受け部
２１ｄ　ベアリング保持溝
２１ｅ　ストッパ
２２　外側質量体
２２ａ　外側スリーブ
２２ｂ　外向き鍔部
３　第一弾性体
４　プーリ
４１　プーリ本体
４１ａ　ポリＶ溝
４１ｂ　第一の内向き鍔部
４１ｃ　係合孔
４２　内周リング
４２ａ　圧入部
４２ｂ　ベアリング保持部
４２ｃ　第二の内向き鍔部
５　第二弾性体
６，７　ベアリング
７ａ　本体部
７ｂ　スラスト受け部
Ａ　動的吸振部
Ｂ　カップリング部
Ｓ　空間
【図１】
2004108528.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月4日(2002.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004108528.tif 000004