(57)【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）に動的吸振部（２）及びカップリング部（３）が設けられ、前記動的吸振部（２）が、前記ハブ（１）の外周に第一弾性体（２２）を介して環状質量体（２１）の軸方向一部（２１ａ）を弾性的に連結した構造を備え、前記カップリング部（３）が、前記環状質量体（２１）に相対回転可能に支持されたプーリ（３１）と前記ハブ（１）との間を第二弾性体（３３）を介して弾性的に連結した構造を備え、前記プーリ（３１）が、前記環状質量体（２１）の外周に位置するプーリ本体（３１１）と、該プーリ本体（３１１）の軸方向一端から延びて前記環状質量体（２１）の軸方向他部（２１ｂ）を該軸方向他部（２１ｂ）の内周側から包囲するように形成された被支持筒部（３１３）を有し、前記第二弾性体（３３）の外周部が、前記被支持筒部（３１３）の内周面に連結されたことを特徴とするトルク変動吸収ダンパ。
【請求項２】
第二弾性体（３３）が、テーパ状に形成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用いられる。
【０００３】
図２は、従来の技術によるトルク変動吸収ダンパを、軸心を通る平面で切断して示す断面図で、この図における左側が車両のフロント側となる正面側、右側が車両の内燃機関が存在する背面側である。このトルク変動吸収ダンパは、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１００と、このハブ１００に取り付けられた動的吸振部１１０及びカップリング部１２０を備える。
【０００４】
ハブ１００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固定されるボス部１０１と、その外周側へ延びる円盤部１０２と、この円盤部１０２の正面側に互いに同心的に形成された内周筒部１０３及びリム部１０４からなる。動的吸振部１１０は、ハブ１００のリム部１０４の外周に第一弾性体１１１を介して環状質量体１１２を取り付けた構造を有する。また、カップリング部１２０は、ハブ１００のリム部１０４の内周側、動的吸振部１１０の正面側及び外周側を包囲するように、軸心を通る平面で切断した断面（図示の断面）が略コ字形をなすプーリ１２１と、ハブ１００のリム部１０４とその内周に位置するプーリ１２１の被支持筒部１２１ａの間に介在された樹脂ベアリング１２２と、ハブ１００の円盤部１０２の正面側にあって、ハブ１００の内周筒部１０３とプーリ１２１の被支持筒部１２１ａとの間を連結する第二弾性体１２３とからなる。
【０００５】
すなわち、このトルク変動吸収ダンパは、クランクシャフトからハブ１００へ入力されたトルクを、カップリング部１２０において、第二弾性体１２３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１２１へ伝達し、第一弾性体１１１及び環状質量体１１２で構成される動的吸振部１１０が、クランクシャフトの捩り振幅が最大となる所定の振動数域において捩り方向へ共振することによって、捩り振動の振幅のピークを低減する制振機能を発揮するものである（例えば実用新案登録第２６０５６６２号参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のトルク変動吸収ダンパによれば、ハブ１００とプーリ１２１との捩り角が同じである場合に受ける第二弾性体１２３の歪応力は、その径方向寸法が小さいほど増大するため、カップリング部１２０における第二弾性体１２３の耐久性を確保するためには、径方向寸法を十分にとる必要がある。したがって、径方向に対する取付スペースの制約等によって、第二弾性体１２３の十分な径方向寸法をとれない場合は、その耐久性が悪化する問題があった。
【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、カップリング部における弾性体の十分な耐久性の確保と、径方向サイズの小径化の双方を実現可能なトルク変動吸収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の発明に係るトルク変動吸収ダンパは、回転軸に取り付けられるハブに動的吸振部及びカップリング部が設けられ、前記動的吸振部が、前記ハブの外周に第一弾性体を介して環状質量体の軸方向一部を弾性的に連結した構造を備え、前記カップリング部が、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ハブとの間を第二弾性体を介して弾性的に連結した構造を備え、前記プーリが、前記環状質量体の外周に位置するプーリ本体と、該プーリ本体の軸方向一端から延びて前記環状質量体の軸方向他部を該軸方向他部の内周側から包囲するように形成された被支持筒部を有し、前記第二弾性体の外周部が、前記被支持筒部の内周面に連結されたものである。
【０００９】
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、第二弾性体がテーパ状に形成されたものである。
【００１０】
【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。
【００１１】
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２及びカップリング部３とを備える。
【００１２】
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１１と、その軸方向中途位置から外周側へ延びる径方向部１２と、この径方向部１２の外周端部にボス部１１と同心的に形成されたリム部１３とからなる。径方向部１２は、内周側より外周側が正面側へ偏在するようにテーパ状に形成されている。
【００１３】
動的吸振部２は、ハブ１のリム部１３の外周側に同心的に配置された環状質量体２１と、この環状質量体２１の内周面と前記リム部１３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２１とを弾性的に連結する第一弾性体２２からなり、その捩り方向固有振動数は、環状質量体２１の円周方向慣性質量と、第一弾性体２２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。
【００１４】
動的吸振部２における環状質量体２１は、鉄系材料など、比較的比重の大きい金属材料によって製作されたもので、ハブ１のリム部１３に対して軸方向幅が相対的に大きく、前記リム部１３は、環状質量体２１の軸方向一部、すなわちこの環状質量体２１における背面寄りの部分（以下、背面側部分という）２１ａの内周に位置している。
【００１５】
動的吸振部２における第一弾性体２２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のリム部１３と、環状質量体２１における背面側部分２１ａとの間に、背面側から圧入され、所要の圧縮代をもって嵌着されたものである。また、互いに対向するリム部１３の外周面と環状質量体２１の背面側部分２１ａの内周面は、ハブ１、環状質量体２１及び第一弾性体２２の軸方向に対する滑りによる脱落を防止するために、径方向へ緩やかにうねった形状となっている。
【００１６】
カップリング部３は、プーリ３１が第二弾性体３３を介してハブ１と弾性的に連結された構造としたもので、すなわち、プーリ３１と、ハブ１における径方向部１２の正面側に配置されてこのハブ１のボス部１１の外周面に固定されたスリーブ３２と、このスリーブ３２と前記プーリ３１との間に設けた第二弾性体３３と、プーリ３１を環状質量体２１に対して同心的に保持するベアリング３４からなる。
【００１７】
カップリング部３におけるプーリ３１は、金属材料によって製作されたもので、動的吸振部２における環状質量体２１の外周側にあって外周面にポリＶ溝３１１ａが形成されたプーリ本体３１１と、その正面側の端部から内周側へ延びて、環状質量体２１の軸方向他部、すなわちこの環状質量体２１における正面側寄りの部分（以下、正面側部分という）２１ｂをその端面側から包囲するように延びる正面部３１２と、その内周端部から、前記正面側部分２１ｂを内周側から包囲するように延びる被支持筒部３１３からなる。プーリ本体３１１は、環状質量体２１の外周面全体を外周側から適当な隙間をもって包囲するように形成されているのに対し、被支持筒部３１３は、環状質量体２１の正面側部分２１ｂのみを内周側から包囲する軸方向長さに形成されており、その内側端面は、ハブ１におけるリム部１３の正面側の端部と適当な隙間をもって近接対向している。
【００１８】
カップリング部３におけるスリーブ３２は、薄肉の鋼管等からなるものであって、ハブ１のボス部１１における径方向部１２の正面側の外周面に、所要の締め代をもって圧入嵌着されている。
【００１９】
カップリング部３における第二弾性体３３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、その外周部が、プーリ３１の被支持筒部３１３の内周面に一体的に加硫接着されると共に、内周側の端部が、スリーブ３２の外周面に一体的に加硫接着されている。この第二弾性体３３は、所要の軸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ている。また、ハブ１の径方向部１２がテーパ状に形成されているので、ハブ１のリム部１３より正面側へ突出した環状質量体２１の正面側部分２１ｂは、ハブ１のボス部１１よりも正面側の位置まで延びており、したがってプーリ３１の被支持筒部３１３と、ボス部１１に嵌着されたスリーブ３２は、互いに軸方向にずれている。このため、第二弾性体３３は、前記被支持筒部３１３とスリーブ３２との間でハブ１の径方向部１２と対応するテーパ状に形成されている。
【００２０】
すなわち、第二弾性体３３によるプーリ３１の被支持筒部３１３とハブ１側のスリーブ３２との連結長さが十分に長く、このため、動的吸振部２における第一弾性体２２に比較して捩り方向ばね定数が十分に低いものとなっている。また、捩り変形を受けた時に、内周側と外周側とで剪断応力が均一になるように、この第二弾性体３３は、内周側で相対的に厚肉、外周側で相対的に薄肉となるテーパ状の断面形状に形成されている。
【００２１】
カップリング部３におけるベアリング３４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、軸心を通る平面で切断した半断面（図示の断面）が略Ｌ字形をなしている。すなわち、環状質量体２１の正面側部分２１ｂの内周面とプーリ３１の被支持筒部３１３の外周面との間に介在された円筒部３４ａと、前記正面側部分２１ｂの端面とプーリ３１の正面部３１２の内側面との間に介在されたスラスト受け部３４ｂからなり、環状質量体２１とプーリ３１との間を相対回転可能に互いに同心支持している。
【００２２】
なお、プーリ３１とハブ１又は環状質量体２１との間には、第二弾性体３３の過大な捩り変形を防止するために、ハブ１又は環状質量体２１に対するプーリ３１の円周方向相対変位量が所定の大きさに達した時点で干渉するストッパ（不図示）が設けられる。
【００２３】
以上の構成を供える本形態のトルク変動吸収ダンパの製造においては、プーリ３１の被支持筒部３１３と、その内周側に互いに同心的にかつ軸方向へ適宜ずれた位置に配置したスリーブ３２との間に、第二弾性体３３を一体的に加硫成形する。そして、このプーリ３１、スリーブ３２及び第二弾性体３３からなる加硫成形物におけるスリーブ３２を、ハブ１のボス部１１の外周面に正面側から圧入し、環状質量体２１の正面側部分２１ｂをプーリ３１の被支持筒部３１３の外周に背面側からベアリング３４と共に挿入し、ハブ１のリム部１３と、その外周側に位置する環状質量体２１の背面側部分２１ａとの間に、第一弾性体２２を背面側から圧入する。なお、第一弾性体２２の圧入の際には、ハブ１のリム部１３の外周面と環状質量体２１の背面側部分２１ａの内周面、あるいは第一弾性体２２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。
【００２４】
本形態によるトルク変動吸収ダンパは、ハブ１のボス部１１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のボス部１１から、スリーブ３２及び第二弾性体３３を介してプーリ３１へ伝達される。また、プーリ３１のプーリ本体３１１の外周面に形成されたポリＶ溝３１１ａには、オルタネータやウォーターポンプ等、補器の回転軸に回転トルクを伝達するためのＶベルト（図示省略）が巻き掛けられる。
【００２５】
プーリ３１のプーリ本体３１１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３１の被支持筒部３１３と環状質量体２１の正面側部分２１ｂとの間にはベアリング３４が介在しており、環状質量体２１をハブ１のリム部１３に支持している第一弾性体２２は径方向圧縮に対する剛性が大きいため、プーリ３１の偏心が防止される。
【００２６】
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３における低ばね定数の第二弾性体３３の捩り変形によって、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２１及び第一弾性体２２で構成される動的吸振部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、このような動的吸振作用によって、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。また、環状質量体２２は、ハブ１のリム部１３及び第一弾性体２２に比較して軸方向に長いものとなっているため、その捩り方向慣性質量を大きく設定でき、したがって、優れた動的吸振作用を得ることができる。
【００２７】
なお、第二弾性体３３とプーリ３１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２に比較して捩り方向共振領域が低周波域にあるため、動的吸振部２の共振自体によって生じるトルク変動も、第二弾性体３３の柔軟な変形によって吸収され、プーリ３１には伝達されない。
【００２８】
ところで、トルク変動の入力によって、ハブ１とプーリ３１が円周方向へ相対変位すると、カップリング部３における第二弾性体３３は、ハブ１のボス部１１に圧入嵌着したスリーブ３２と、プーリ３１の被支持筒部３１３との間で捩り方向の剪断変形を受ける。このとき、ハブ１とプーリ３１との捩り角が同じである場合に受ける第二弾性体３３の歪応力は、この第二弾性体３３によるプーリ３１の被支持筒部３１３とハブ１側のスリーブ３２との連結長さを長くするほど小さくなる。
【００２９】
ここで、本形態の構成によれば、第二弾性体３３の外周部が接合されたプーリ３１の被支持筒部３１３は、ハブ１のリム部１３環状質量体２１の正面側部分２１ｂの内周にベアリング３４を介して支持されているので、第二弾性体３３の外径は、ハブ１のリム部１３の径寸法には制約されない。しかも、第二弾性体３３は、ハブ１の径方向部１２と対応するテーパ状に形成されているので、径方向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３３によるプーリ３１の被支持筒部３１３とハブ１側のスリーブ３２との連結長さを十分長くとることができ、第二弾性体３３の優れた耐久性を維持することができる。
【００３０】
言い換えれば、第二弾性体３３によるプーリ３１とハブ１との連結長さを従来と同一にする場合は、ハブ１の外径寸法を小さくすることができ、その結果、環状質量体２１及びプーリ３１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。
【００３１】
また、ハブ１又は環状質量体２１とプーリ３１との間には、その円周方向相対変位量を制限するストッパが設けられるので、第二弾性体３３には過大な捩り変形が加わることはない。
【００３２】
なお、上述した実施の形態においては、動的吸振部２が、ハブ１のリム部１３と環状質量体２１の背面側部分２１ａとの間に第一弾性体２２を圧入嵌合した構造となっているが、例えば、環状質量体２１の背面側部分２１ａの内周側に金属スリーブを同心的に配置して、その対向周面間に、第一弾性体２２を一体的に加硫成形（加硫接着）し、この加硫成形後に前記金属スリーブをハブ１のリム部１３の外周面に圧入嵌着することによって、ハブ１と環状質量体２１とを連結したブッシュタイプとすることも可能である。
【００３３】
【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、プーリの被支持筒部の径寸法は、ハブのリム部の径寸法より小径に規制されるものではないので、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、第二弾性体によるプーリの被支持筒部とハブとの連結長さを十分に取ることができ、第二弾性体の優れた耐久性を確保することができる。またこのため、ダンパ全体としての小型化及び軽量化を図ることができる。
【００３４】
請求項２の発明に係るトルク変動吸収ダンパによれば、第二弾性体がテーパ状に形成されることによって、この第二弾性体によるプーリの被支持筒部とハブとの連結長さを一層十分に取ることができ、第二弾性体の優れた耐久性を確保することができる。
【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。
【図２】従来の技術によるトルク変動吸収ダンパを、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
１１  ボス部
１２  径方向部
１３  リム部
２  動的吸振部
２１  環状質量体
２１ａ  背面側部分（軸方向一部）
２１ｂ  正面側部分（軸方向他部）
２２  第一弾性体
３  カップリング部
３１  プーリ
３１１  プーリ本体
３１２  正面部
３１３  被支持筒部
３２  スリーブ
３３  第二弾性体
３４  ベアリング
【図１】
0004006582.tif 000002
【図２】
0004006582.tif 000003