JP2004144253A

JP2004144253A - トルク変動吸収ダンパ

Info

Publication number: JP2004144253A
Application number: JP2002312122A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Shinshiyu; 森種　恭浩; Tsutomu Kano; 鹿野　努; Shinya Kinoshita; 木下　慎也; Masami Hasegawa; 長谷川　雅己
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】優れた動的吸振効果を発揮することができ、かつ耐久性に優れたトルク変動吸収ダンパを提供する。
【解決手段】第一弾性体２２が、環状質量体２１とハブ１の軸方向対向面間に接着され、プーリ３１が、第一ベアリング４を介して環状質量体２１に支持されると共に、ハブ１に第二ベアリング５を介して支持されているので、共振によって第一弾性体２２に円周方向のスベリを生じることがなく、第一弾性体２２のバネ定数を低くして動的吸振部２の捩り方向固有振動数を低く設定できると共に、プーリ３１の同心性が保たれる。プーリ３１と環状質量体２１との間の隙間が、第一ベアリング４の介装位置の外側で屈曲した断面形状をなすラビリンスシールＳを形成しているので、第一ベアリング４をダストから保護することができる。
【選択図】　図１

Description

【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あるいは特許文献２に記載されたものが知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３１５５２８０号（第１図）
【特許文献２】
実用新案登録第２６０５６６２号（第１図）
【０００５】
このうち、特許文献１に記載された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の外周に、第一弾性体を介して環状質量体が連結され、前記ハブに、前記環状質量体に支持されたプーリから内周側へ延びる鍔部が、前記第一弾性体の内周側に位置する第二弾性体を介して軸方向に連結された構造を有する。
【０００６】
また、特許文献２に記載されたトルク変動吸収ダンパは、鉄系材料で鋳造されたハブのリム部の外周に第一弾性体を介して環状質量体が連結され、ハブのリム部の内周から環状質量体の外周を正面側から覆うように断面コ字形の二重筒状に形成されたプーリの内周筒部が、ハブの内筒部の外周に第二弾性体を介して弾性的に連結されると共にベアリングを介してハブのリム部内周に回転可能に保持されたものである。
【０００７】
そして、この種のトルク変動吸収ダンパは、第一弾性体と環状質量体で構成される副振動系が、所定の振動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へ入力された駆動トルクを、第二弾性体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、プーリへ伝達するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１及び特許文献２に記載された従来のトルク変動吸収ダンパによれば、第一弾性体が、ハブのリム部と環状質量体との径方向対向面間に圧入嵌合されたものであるため、共振による動的吸振動作時に、ハブと第一弾性体との圧接面、あるいは第一弾性体と環状質量体との圧接面において円周方向のスベリを発生して、所要の動的吸振効果が得られなくなるおそれがある。また、環状質量体とプーリとの間に介装されたベアリングの耐久性が、ダストの侵入によって低下するおそれが指摘される。
【０００９】
また、第一弾性体は、圧入によって径方向に大きな予圧縮を受けているので、そのバネ定数が高く、その結果、第一弾性体と環状質量体で構成される副振動系の捩り方向共振周波数を比較的低周波域に設定するには、環状質量体の質量を大きくする必要があった。
【００１０】
次に、特許文献２に記載された従来のトルク変動吸収ダンパによれば、第二弾性体がハブとプーリの間を径方向に連結しており、その耐久性を確保するには、径方向のゴム厚を大きくする必要があるが、第二弾性体の外径はプーリの寸法によって制約を受けるため、十分な径方向ゴム厚の確保が難しいといった問題が指摘される。しかも次式に示されるように、同じ変位角であれば外径側ほど歪が大きくなるため、結局、耐久性の向上が困難であった。
ゴム歪（％）＝｛（外半径×捩れ角）／径方向肉厚｝×１００
【００１１】
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、優れた動的吸振効果を発揮することができ、かつ耐久性に優れたトルク変動吸収ダンパを提供することにある。
【００１２】
【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、前記ハブに前記第二弾性体を介してプーリを弾性的に連結したカップリング部とを備え、前記第一弾性体が、前記環状質量体と前記ハブの軸方向対向面間に接着され、前記プーリが、第一ベアリングを介して前記環状質量体に支持されると共に、前記ハブに第二ベアリングを介して支持されたものである。
【００１３】
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、ハブが、第一弾性体を介して環状質量体に弾性的に連結された外環と、第二弾性体を介してプーリに弾性的に連結された内環との結合体となっている。
【００１４】
請求項３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、プーリとハブ又は環状質量体との間の隙間が、第一ベアリングの介装位置の外側で屈曲した断面形状をなしてラビリンスシールを形成しているものである。
【００１５】
請求項４の発明に係るトルク変動吸収ダンパは、請求項３に記載の構成において、ラビリンスシールが、プーリとハブ又は環状質量体との相対的な軸方向変位を制限する環状ストッパにより形成されたものである。
【００１６】
【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第一の形態を、その軸心Ｏ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を分解して軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。なお、この形態の説明において用いられる「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。
【００１７】
図１に示されるように、第一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。
【００１８】
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が開設され、その外周に円周方向所定間隔でボルト挿通孔１ｂが開設されている。
【００１９】
ハブ１を構成する外環１１、内環１２及びリテーナ１３のうち、最も背面側の外環１１は、内周の円盤部１１ａと、その外周から展開して、外周側ほど背面側へ偏在した緩やかな円錐面をなす内周テーパ部１１ｂと、この内周テーパ部１１ｂの外周端部から正面側へ延びる円筒部１１ｃと、更にこの円筒部１１ｃの正面側の端部から外周側へ延び、外周側ほど正面側へ偏在した緩やかな円錐面をなすテーパ状鍔部１１ｄからなる。中間の内環１２は、外環１１の円盤部１１ａ及び内周テーパ部１１ｂと密接状態に積層され、すなわち外環１１の円盤部１１ａ及び内周テーパ部１１ｂと対応する円盤部１２ａ及びテーパ状鍔部１２ｂからなる。最も正面側のリテーナ１３は、内環１２の円盤部１２ａに密接状態に積層される円盤部１３ａと、その外周から正面側へ延びる円筒部１３ｂと、更にこの円筒部１３ｂにおける正面側の端部から外周側へ延び、外周側ほど正面側へ偏在した緩やかな円錐面をなすテーパ状鍔部１３ｃからなる。
【００２０】
動的吸振部２は、ハブ１における外環１１の円盤部１１ａの外周側、言い換えれば外環１１のテーパ状鍔部１１ｄの背面側に配置された環状質量体２１と、この環状質量体２１と前記外環１１のテーパ状鍔部１１ｄとの軸方向対向面間を弾性的に連結している第一弾性体２２とからなる。動的吸振部２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。
【００２１】
動的吸振部２における環状質量体２１は、ＦＣなど、比重の大きい金属材料で製作されたものであって、その背面側の外周に、円周方向へ連続した鍔状の外周凸条２１ａが形成されている。
【００２２】
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からなるものであって、所定の金型内に、ハブ１の外環１１と環状質量体２１とを同心的にセットして、外環１１のテーパ状鍔部１１ｄと環状質量体２１との軸方向対向面間に形成された環状のキャビティ内に、成形用未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することにより、環状に加硫成形されると同時に加硫接着されたものである。すなわち、図２に示されるように、動的吸振部２を構成する環状質量体２１及び第一弾性体２２は、外環１１と互いに一体の第一成形体２０Ａをなしている。
【００２３】
また、第一弾性体２２は、外環１１のテーパ状鍔部１１ｄが、外周側ほど正面側へ偏在した緩やかな円錐面をなしていることによって、外周側で軸方向肉厚が大きくなる形状となっており、このため、捩り方向へ剪断変形を受けた時の歪が、内周側と外周側とでほぼ均一となる。
【００２４】
カップリング部３は、プーリ３１と、このプーリ３１をハブ１の内環１２に弾性的に連結している第二弾性体３２とからなる。
【００２５】
カップリング部３におけるプーリ３１は、ＦＣなどの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３１ｂが形成されたプーリ本体３１ａと、その正面側の端部から内周側へ延びる円盤部３１ｃと、更にその内周側に段付き形成され外周側ほど正面側へ偏在した緩やかな円錐面をなすテーパ状内向き鍔部３１ｄを有する。このテーパ状内向き鍔部３１ｄは、ハブ１における内環１２のテーパ状鍔部１２ｂの軸方向正面側に位置している。また、プーリ本体３１ａは、動的吸振部２の外周側に位置しており、このプーリ本体３１ａと、動的吸振部２における環状質量体２１との間には、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第一ベアリング４が介在されている。プーリ３１は、この第一ベアリング４によって、環状質量体２１の外周に円周方向相対変位可能に支持されている。
【００２６】
カップリング部３における第二弾性体３２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、その背面側の端部が、内環１２のテーパ状鍔部１２ｂに一体的に加硫接着されており、正面側の端部が、前記プーリ３１のテーパ状内向き鍔部３１ｄに一体的に加硫接着されている。すなわち、第二弾性体３２は、所定の金型内に、内環１２とプーリ３１とを同心的にセットして、互いに軸方向に対向したテーパ状鍔部１２ｂとテーパ状内向き鍔部３１ｄとの間に形成された環状のキャビティ内に、成形用未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することにより、環状に加硫成形されると同時に加硫接着されたもので、図２に示されるように、カップリング部３を構成するプーリ３１及び第二弾性体３２は、内環１２と互いに一体の第二成形体３０Ａをなしている。
【００２７】
第二弾性体３２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、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２における第一弾性体２２に比較して捩り方向ばね定数を十分に低くしてある。また、この第二弾性体３２は、互いに逆向きの円錐面をなすテーパ状鍔部１２ｂとテーパ状内向き鍔部３１ｄとの間に形成されたことによって、外周側で軸方向肉厚が大きくなる形状となっており、このため、捩り方向へ剪断変形を受けた時の歪が、内周側と外周側とでほぼ均一となる。
【００２８】
ハブ１におけるリテーナ１３のテーパ状鍔部１３ｃは、プーリ３１のテーパ状内向き鍔部３１ｄの正面側に位置しており、互いに対応する円錐面をなす両鍔部１３ｃ，３１ｄ間には、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第二ベアリング５が介在されている。プーリ３１は、そのテーパ状内向き鍔部３１ｄが、第二ベアリング５と、第二弾性体３２との間に挟まれることによって、軸方向の挙動が規制されている。
【００２９】
プーリ３１におけるプーリ本体３１ａの内周面の背面側部分には、環状質量体２１の外周凸条２１ａと対応するように拡径した環状段差部３１ｅが形成されており、このため、環状質量体２１とプーリ３１との間の隙間は、第一ベアリング４の介装位置よりも外側で、環状段差部３１ｅと外周凸条２１ａによってジグザグに屈曲した断面形状をなし、外部からのダストの侵入を困難にするラビリンスシールＳを構成している。
【００３０】
以上の構成を具える第一の形態のトルク変動吸収ダンパは、図２に示されるように、外環１１、環状質量体２１及び第一弾性体２２からなる第一成形体２０Ａと、第一ベアリング４と、内環１２、プーリ３１及び第二弾性体３２からなる第二成形体３０Ａと、第二ベアリング５と、リテーナ１３とを、互いに同心的に配置して、外環１１、内環１２及びリテーナ１３の円盤部１１ａ，１２ａ，１３ａ同士を重合して積層することによって容易に組み立てられ、しかもハブ１が、いずれも金属板のプレス成形品である外環１１、内環１２及びリテーナ１３からなるため、安価に提供することができる。
【００３１】
また、ハブ１とプーリ３１との捩れ角が同じである場合に受ける第二弾性体３２の歪は、ハブ１とプーリ３１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、第二弾性体３２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３１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、ハブ１の内環１２とプーリ３１のテーパ状内向き鍔部３１ｄとの軸方向距離を十分に取ることによって、第二弾性体３２の優れた耐久性を確保することができる。言い換えれば、第二弾性体３２の径方向寸法を大きく取る必要がないことから、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、ハブ１を金属板のプレス成形品である外環１１、内環１２及びリテーナ１３で構成したことと相俟って、小型・軽量化が図られる。
【００３２】
こ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、カップリング部３によって、ハブ１から第二弾性体３２を介してプーリ３１へ伝達され、更に、プーリ３１のポリＶ溝３１ｂ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。
【００３３】
そしてクランクシャフトへの取付状態では、動的吸振部２における第一弾性体２２は、環状質量体２１の正面側に位置するので、この環状質量体２１によって内燃機関の輻射熱から保護され、カップリング部３における第二弾性体３２は、ハブ１における第一及び内環１１，１２の正面側に位置するので、この第一及び内環１１，１２によって、内燃機関の輻射熱から保護される。
【００３４】
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における第二弾性体３２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。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、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。
【００３５】
ここで、動的吸振部２における第一弾性体２２は、環状質量体２１とハブ１における外環１１のテーパ状鍔部１１ｄとの軸方向対向面間に加硫接着されているので、動的吸振部２の共振時に、第一弾性体２２がハブ１又は環状質量体２１に対するスベリを生じるようなことはない。また、動的吸振部２の捩り方向固有振動数は、クランクシャフトの捩れ角のピークとなる比較的低い振動数域に同調されるが、第一弾性体２２は、圧入によるもののような予圧縮を受けないので、その捩り方向剪断バネ定数を低くすることができ、したがって、環状質量体２１の断面積を大きくしなくても、捩り方向固有振動数を、比較的低い振動数域に同調することができる。
【００３６】
また、プーリ３１は、そのプーリ本体３１ａが、第一ベアリング４、環状質量体２１及び第一弾性体２２を介して外環１１に支持される一方、テーパ状内向き鍔部３１ｄが、第二弾性体３２を介して内環１２に支持されており、第一弾性体２２及び第二弾性体３２は、双方とも径方向に対して剪断であるため、径方向のバネ定数が低いものとなっているが、プーリ３１は、そのテーパ状内向き鍔部３１ｄが、テーパ状の第二ベアリング５を介してリテーナ１２のテーパ状鍔部１３ｃに重合状態に支持されているので、ハブ１に対する同心性が確保され、安定的に回転される。
【００３７】
プーリ３１の軸方向の挙動は、このプーリ３１におけるテーパ状内向き鍔部３１ｄが、第二弾性体３２の軸方向圧縮弾性によって、ハブ１におけるリテーナ１３の鍔部１３ｃの背面に第二ベアリング５を介して押し付けられることによって規制され、しかもその反力として、第二弾性体３２に軸方向に適当な圧縮応力が加わっており、第二弾性体３２自体の軸方向伸縮変位が規制されるので、耐久性に優れたものとなっている。
【００３８】
更に、第一ベアリング４の摺動部には、その外側（背面側）に形成されたラビリンスシールＳによって、外部のダストから保護されているので、第一ベアリング４の耐久性が確保され、プーリ３１を安定的に支持することができる。しかも、ラビリンスシールＳは、環状質量体２１の外周凸条２１ａと、プーリ３１の環状段差部３１ｅとによって形成され、何らかの部品を取り付けることによって設けたものではないため、部品数の増大や製造工程の増大を来さない。
【００３９】
なお、好ましくは、ハブ１（例えばリテーナ１３）と、プーリ３１には、後述する第二の形態又は第三の形態と同様、ハブ１とプーリ３１の互いの捩り角が所定の大きさになった時に干渉して、その捩り変位を制限するストッパ機構を設けることができる。このようにすれば、カップリング部３における第二弾性体３２の過大な捩り変形を防止でき、しかも、万一第二弾性体３２が破損するようなことがあっても、プーリ３１に掛けられたベルトへのトルク伝達が遮断されるのを防止することができる。
【００４０】
次に図３は、本発明に係るトルク変動吸収ダンパの好ましい第二の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図、図４は、図３のトルク変動吸収ダンパを分解して軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。なお、本形態の説明でも、「正面側」とは、図３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３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。
【００４１】
この第二の形態においては、図３に示されるように、ハブ１は、金属板を打ち抜きプレス成形した外環１４及び内環１５を互いに圧入嵌合することにより一体化したものである。このうち、外環１４は、内周嵌合筒部１４ａと、そこから外周へテーパ状に延びるテーパ状接合部１４ｂと、更にその外周側へ延びる鍔部１４ｃとからなる。また、内環１５は、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が開設された取付部１５ａと、その外周から段差部１５ｃを介して正面側へ偏在して形成された円盤状接合部１５ｂと、更にその外周に形成された外周嵌合筒部１５ｄとからなる。そして、外環１４の内周嵌合筒部１４ａの内周面と、内環１５の外周嵌合筒部１５ｄの外周面が、互いに径方向の適当な締め代をもって圧入嵌合されている。
【００４２】
動的吸振部２は、ハブ１における外環１４のテーパ状接合部１４ｂの軸方向正面側に配置された環状質量体２１と、この環状質量体２１と前記テーパ状接合部１４ｂとの間を弾性的に連結している第一弾性体２２とからなる。環状質量体２１は、ＦＣなど、比重の大きい金属材料で製作されたものであって、第一弾性体２２との接合面（背面）は、ハブ１の外環１４のテーパ状接合部１４ｂと対応したテーパ状をなしており、したがって、その間に介在する第一弾性体２２もテーパ状に形成されている。そして動的吸振部２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。
【００４３】
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からなるものであって、所定の金型内に、ハブ１の外環１４と環状質量体２１とを軸方向に同心的にセットして、外環１４のテーパ状接合部１４ｂと環状質量体２１との対向面間に形成された環状のキャビティ内に、成形用未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することにより、環状に加硫成形されると同時に加硫接着されたものである。すなわち、図４に示されるように、動的吸振部２を構成する環状質量体２１及び第一弾性体２２は、外環１４と互いに一体の第一成形体２０Ｂをなしている。
【００４４】
カップリング部３は、プーリ３１と、このプーリ３１をハブ１の内環１５に弾性的に連結している第二弾性体３２とからなる。
【００４５】
カップリング部３におけるプーリ３１は、ＦＣなどの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３１ｂが形成されたプーリ本体３１ａと、その正面側の端部から内周側へ延びる円盤部３１ｃと、前記プーリ本体３１ａの背面側から外周側へ立上る環状段差部３１ｅを介して形成された円筒部３１ｆとを有する。プーリ本体３１ａ、環状段差部３１ｅ及び円筒部３１ｆは、動的吸振部２の外周側に位置しており、プーリ本体３１ａの内周面と、動的吸振部２における環状質量体２１の外周面との間には、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第一ベアリング４が介在されている。
【００４６】
また、環状質量体２１には、軸方向正面側へ突出した複数の係合突起部２１ｂが、円周方向等間隔で形成されており、これに対応する位相間隔で、プーリ３１における円盤部３１ｃには、その軸心Ｏを中心とする円弧状に延びる複数の係合孔３１ｇが開設されており、両者２１ｂ，３１ｇは、円周方向に対して適当な自由度をもって互いに遊嵌されている。
【００４７】
カップリング部３における第二弾性体３２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、その背面側の端部が、ハブ１における内環１５の円盤状接合部１５ｂに一体的に加硫接着されており、正面側の端部が、プーリ３１の円盤部３１ｃに一体的に加硫接着されている。すなわち、第二弾性体３２は、所定の金型内に、内環１５とプーリ３１とを同心的にセットして、互いに軸方向に対向した内環１５の円盤状接合部１５ｂとプーリ３１の円盤部３１ｃとの間に形成された環状のキャビティ内に、成形用未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することにより、環状に加硫成形されると同時に加硫接着されたもので、図４に示されるように、カップリング部３を構成する内環１５、第二弾性体３２及びプーリ３１は、互いに一体の第二成形体３０Ｂをなしている。
【００４８】
第二弾性体３２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、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２における第一弾性体２２に比較して捩り方向ばね定数を十分に低くしてある。
【００４９】
プーリ３１は、そのプーリ本体３１ａが、第一ベアリング４を介して環状質量体２１の外周に円周方向相対変位可能に支持される一方、円盤部３１ｃが、第二弾性体３２を介して内環１５に支持されており、プーリ本体３１ａを支持している環状質量体２１が、第一弾性体２２を介してハブ１の外環１４に支持されている。
【００５０】
ハブ１における外環１４の鍔部１４ｃは、プーリ３１の環状段差部３１ｅの背面側に位置しており、その互いの対向面間には、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第二ベアリング５が介在されており、これによって、第二弾性体３２を圧縮する方向へのハブ１とプーリ３１の軸方向相対変位が規制されている。
【００５１】
プーリ３１における円筒部３１ｆの内周面には、ハブ１における外環１４の鍔部１４ｃの背面側に位置して、環状ストッパ３３が嵌着されている。この環状ストッパ３３は、第二弾性体３２に引張を与える方向へのハブ１とプーリ３１の軸方向相対変位を制限するものである。そして、この環状ストッパ３３の嵌着によって、外環１４の鍔部１４ｃとプーリ３１の円筒部３１ｆとの間の隙間は、第二ベアリング５の介装位置よりも外側で、Ｌ字形に屈曲した断面形状をなし、外部からのダストの侵入を困難にするラビリンスシールＳを構成している。
【００５２】
以上の構成を具える第二の形態のトルク変動吸収ダンパは、図４に示されるように、外環１４、環状質量体２１及び第一弾性体２２からなる第一成形体２０Ｂと、内環１５、プーリ３１及び第二弾性体３２からなり第一ベアリング４及び第二ベアリング５を予め保持した第二成形体３０Ｂを、互いに同心的に配置して、環状質量体２１に形成された係合突起部２１ｂと、プーリ３１の円盤部３１ｃに開設された係合孔３１ｇの位相を合わせながら、環状質量体２１をプーリ３１のプーリ本体３１ａと第二弾性体３２の間の環状空間へ挿入するようにして、外環１４の内周嵌合筒部１４ａと内環１５の外周嵌合筒部１５ｄを互いに圧入嵌合してから、プーリ３１の円筒部３１ｆの内周に環状ストッパ３３を嵌着することによって、容易に組み立てることができる。しかもハブ１が、金属板のプレス成形品である外環１４及び内環１５からなるため、安価に提供することができる。
【００５３】
このトルク変動吸収ダンパも、基本的には図１に示される第一の形態と同様、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、プーリ３１のポリＶ溝３１ｂ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駆動トルクを伝達する。また、カップリング部３は、第一の形態と同様、第二弾性体３２によってベルトへの伝達トルクを平滑化するものであり、動的吸振部２は、捩り方向の共振による動的吸振効果によって、クランクシャフトの捩れ角のピークを有効に低減するものである。
【００５４】
そして、動的吸振部２における第一弾性体２２は、ハブ１の外環１４の正面側に位置するので、この外環１４によって内燃機関の輻射熱から保護され、カップリング部３における第二弾性体３２は、ハブ１における内環１５の正面側に位置するので、この内環１５によって、内燃機関の輻射熱から保護される。
【００５５】
この形態においても、第一弾性体２２は、環状質量体２１と外環１４の対向面間に加硫接着されているので、動的吸振部２の共振時に、第一弾性体２２がハブ１又は環状質量体２１に対するスベリを生じるようなことはない。また、動的吸振部２の捩り方向固有振動数は、クランクシャフトの捩れ角のピークとなる比較的低い振動数域に同調されるが、第一弾性体２２は、圧入によるもののような予圧縮を受けないので、その捩り方向剪断バネ定数を低くすることができ、したがって、環状質量体２１の断面積を大きくしなくても、捩り方向固有振動数を、比較的低い振動数域に同調することができる。
【００５６】
また、第二弾性体３２は、第一の形態と同様、ハブ１とプーリ３１を軸方向に連結しているものであるため、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く、言い換えれば、当該トルク変動吸収ダンパの径方向サイズが小型であっても、十分な耐久性が確保可能である。
【００５７】
プーリ３１の軸方向の挙動は、その環状段差部３１ｅに保持された第二ベアリング５と、円筒部３１ｆに嵌着された環状ストッパ３３が、外環１４の鍔部１４ｃの軸方向両側にあることによって規制されている。そして、環状ストッパ３３によってラビリンスシールＳが形成されているため、第二ベアリング５及び第一ベアリングの摺動部が、外部のダストから保護され、その耐久性が確保されて、プーリ３１を安定的に支持することができる。
【００５８】
大きなトルク変動の入力によって、ハブ１とプーリ３１の円周方向相対変位量が所定の大きさに達した場合は、環状質量体２１に設けられた係合突起部２１ｂと、プーリ３１の円盤部３１ｃに開設された係合孔３１ｇが円周方向に干渉するので、ハブ１とプーリ３１の円周方向相対変位が制限され、第二弾性体３２の過大な捩り変形が防止される。
【００５９】
なお、係合突起部２１ｂは、鋳造等による環状質量体２１の成形に際して一体的に形成されたものであるため、部品数を増加させるものではなく、製作の際の組立工数を増加させるものでもない。
【００６０】
また、何らかの原因によって、第二弾性体３２が万一破損するようなことがあっても、プーリ３１の環状段差部３１ｅに設けられた第二ベアリング５と、このプーリ３１の円筒部３１ｆに嵌着された環状ストッパ３３との間に、ハブ１の外環１４の鍔部１４ｃが介在することによって、プーリ３１の脱落が確実に防止される。しかもこの場合、環状質量体２１の係合突起部２１ｂとプーリ３１の係合孔３１ｇが円周方向に互いに係合すると共に、その係合状態が、プーリ３１の軸方向変位が前記第二ベアリング５と環状ストッパ３３で規制されていることによって保持されるため、第二弾性体３２が破損しても、ハブ１から第一弾性体２２及び環状質量体２１を介して、プーリ３１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。
【００６１】
次に図５は、本発明に係るトルク変動吸収ダンパの好ましい第三の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図、図６は、図５のトルク変動吸収ダンパを分解して軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。なお、本形態の説明でも、「正面側」とは、図５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５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。
【００６２】
この第三の形態は、先の図３に示される第二の形態と、ハブ１の外環１４及び動的吸振部２の形状が相違するもので、その他の構成は、基本的に第二の形態と同様である。すなわち、ハブ１の外環１４は、金属板を打ち抜きプレス成形したもので、内環１５の外周嵌合筒部１５ｄの外周面に適当な径方向締め代をもって圧入嵌合される内周嵌合筒部１４ｄと、そこからカップリング部３の第二弾性体３２の外周側を覆うように延びる延長部１４ｅと、更にその正面側の端部からプーリ３１の円盤部３１ｃの背面側を外周側へ延びる鍔部１４ｆとからなる。
【００６３】
動的吸振部２は、ハブ１における外環１４における内周嵌合筒部１４ｄ及び延長部１４ｅの外周側、言い換えれば鍔部１４ｆの軸方向背面側に配置された環状質量体２１と、この環状質量体２１と前記鍔部１４ｆとの間を弾性的に連結している第一弾性体２２とからなる。環状質量体２１は、ＦＣなど、比重の大きい金属材料で製作されたものであって、外周部が、プーリ３１におけるプーリ本体３１ａから円筒部３１ｆにかけての内面と対応する断付き形状に形成されている。そして動的吸振部２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。
【００６４】
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からなるものであって、所定の金型内に、ハブ１の外環１４と環状質量体２１とを軸方向に同心的にセットして、外環１４の鍔部１４ｆと環状質量体２１の正面端部との対向面間に形成された環状のキャビティ内に、成形用未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することにより、環状に加硫成形されると同時に加硫接着されたものである。すなわち、図６に示されるように、動的吸振部２を構成する環状質量体２１及び第一弾性体２２は、外環１４と互いに一体の第一成形体２０Ｃをなしている。
【００６５】
ハブ１における外環１４の鍔部１４ｆには、その一部を打ち抜き屈曲させることによって、軸方向正面側へ突出した複数の係合突起部１４ｇが、円周方向等間隔で形成されており、それぞれ、プーリ３１における円盤部３１ｃにその軸心Ｏを中心とする円弧状に開設された係合孔３１ｇに、円周方向に対して適当な自由度をもって遊嵌されている。
【００６６】
環状質量体２１の背面外周部には、円周方向に連続した段差状溝２１ｃが形成されており、第二弾性体３２に引張を与える方向へのハブ１とプーリ３１の軸方向相対変位を制限する環状ストッパ３３が、前記段差状溝２１ｃに遊嵌された状態で、プーリ３１における円筒部３１ｆの内周面に嵌着されている。そして、この環状ストッパ３３と段差状溝２１ｃによって、環状質量体２１とプーリ３１の円筒部３１ｆとの間の隙間は、第二ベアリング５の介装位置よりも外側で、ジグザグに屈曲した断面形状のラビリンスシールＳを構成しており、外部からのダストの侵入を困難にしている。
【００６７】
第一ベアリング４は、プーリ３１におけるプーリ本体３１ａの内周面と、環状質量体２１における正面寄りの外周面２１ｄ（図６参照）との間に介在されている。また、第二ベアリング５は、プーリ３１における環状段差部３１ｅと、これに軸方向に対向する環状質量体２１の立上り面２１ｅ（図６参照）との間に介在されている。
【００６８】
なお、カップリング部３の構成は、先に説明した第二の形態と同様である。
【００６９】
以上の構成を具える第二の形態のトルク変動吸収ダンパは、図６に示されるように、外環１４、環状質量体２１及び第一弾性体２２からなる第一成形体２０Ｃと、内環１５、プーリ３１及び第二弾性体３２からなり第一ベアリング４及び第二ベアリング５を予め保持した第二成形体３０Ｂを、互いに同心的に配置して、外環１４に形成された係合突起部１４ｇと、プーリ３１の円盤部３１ｃに開設された係合孔３１ｇの位相を合わせながら、内環１４の鍔部１４ｆをプーリ３１のプーリ本体３１ａと第二弾性体３２の間の環状空間へ挿入するように、外環１４の内周嵌合筒部１４ｄと内環１５の外周嵌合筒部１５ｄを互いに圧入嵌合してから、環状ストッパ３３を、環状質量体２１の段差状溝２１ｃの外周に遊嵌するように、プーリ３１の円筒部３１ｆの内周に嵌着することによって、容易に組み立てることができる。しかもハブ１が、金属板のプレス成形品である外環１４及び内環１５からなるため、安価に提供することができる。
【００７０】
また、環状質量体２１がプーリ３１の内周における背面側へ開放された空間に配置されているので、環状質量体２１の寸法の自由度が大きく、言い換えればその慣性質量を大きく設定して、動的吸振部２による動的吸振効果を高めることができる。
【００７１】
このトルク変動吸収ダンパも、動的吸振部２及びカップリング部３の機能は、基本的には図３に示される第二の形態と同様である。
【００７２】
プーリ３１の軸方向の挙動は、その環状段差部３１ｅに保持された第二ベアリング５と、円筒部３１ｆに嵌着された環状ストッパ３３が、環状質量体２１の外周部の軸方向両側にあることによって規制されている。また、プーリ３１の円筒部３１ｆと、環状質量体２１と、環状ストッパ３３によって形成されたラビリンスシールＳは、図３に示される第二の形態と比較して一層複雑なラビリンス形状となっているため、外部からのダスト侵入をより有効に防止する。
【００７３】
大きなトルク変動の入力によって、ハブ１とプーリ３１の円周方向相対変位量が所定の大きさに達した場合は、ハブ１の外環１４に形成された係合突起部１４ｇと、プーリ３１の円盤部３１ｃに開設された係合孔３１ｇが円周方向に干渉するので、ハブ１とプーリ３１の円周方向相対変位が制限され、第二弾性体３２の過大な捩り変形が防止される。
【００７４】
なお、係合突起部１４ｇは、金属板の打ち抜きプレス成形による外環１４の製作に際して一体的に形成されたものであるため、部品数を増加させるものではなく、製作の際の工数を増加させるものでもない。
【００７５】
また、何らかの原因によって、第二弾性体３２が万一破損するようなことがあっても、プーリ３１の環状段差部３１ｅに設けられた第二ベアリング５と、円筒部３１ｆに嵌着された環状ストッパ３３が、環状質量体２１の外周部の軸方向両側に位置していることによって、プーリ３１の脱落が確実に防止されると共に、ハブ１の係合突起部１４ｇとプーリ３１の係合孔３１ｇが円周方向に互いに係合して、その係合状態が、前記第二ベアリング５と環状ストッパ３３でプーリ３１の軸方向変位が規制されていることによって保持されるため、第二弾性体３２が破損しても、ハブ１からプーリ３１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。
【００７６】
【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、動的吸振部における第一弾性体が、環状質量体とハブの軸方向対向面に接着され、プーリが、第一ベアリングを介して環状質量体に支持されると共に、ハブに第二ベアリングを介して支持されているので、動的吸振部の共振によって第一弾性体に円周方向のスベリを生じることがなく、しかも第一弾性体の捩り方向剪断バネ定数を低くすることができるので、環状質量体の慣性質量を増大させなくても、捩り方向固有振動数を比較的低周波域に設定でき、その結果、サイズ及び重量の低減を図ることができる。
【００７７】
請求項２の発明に係るトルク変動吸収ダンパによれば、請求項１による効果に加え、ハブが、第一弾性体を介して環状質量体に弾性的に連結された外環と、第二弾性体を介してプーリに弾性的に連結された内環との結合体からなるため、組立が容易で、しかも部品数が少なく、安価な製品を提供することができる。
【００７８】
請求項３の発明に係るトルク変動吸収ダンパによれば、請求項１による効果に加え、プーリを環状質量体の外周に支持する第一ベアリングの摺動部が、ラビリンスシールによって保護されるので、その耐久性を高めることができる。
【００７９】
請求項４の発明に係るトルク変動吸収ダンパによれば、請求項３による効果に加え、ラビリンスシールが、プーリとハブ又は環状質量体との相対的な軸方向変位を制限する環状ストッパにより形成されたものであるため、ダストシール効果を一層高めることができ、しかも第二弾性体が万一破損したときの安全性を高めることができる。
【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第一の形態を、その軸心Ｏ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を分解して軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。
【図３】本発明に係るトルク変動吸収ダンパの第二の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。
【図４】図３のトルク変動吸収ダンパを分解して軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。
【図５】本発明に係るトルク変動吸収ダンパの第三の形態を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。
【図６】図５のトルク変動吸収ダンパを分解して軸心Ｏ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　軸孔
１１　外環
１１ａ，１２ａ，１３ａ，３１ｃ　円盤部
１１ｂ　内周テーパ部
１１ｃ，１３ｂ，３１ｆ　円筒部
１１ｄ，１３ｃ　テーパ状鍔部
１２　内環
１２ｂ　テーパ状鍔部
１３　リテーナ
１４　外環
１４ａ，１４ｄ　内周嵌合筒部
１４ｂ　テーパ状接合部
１４ｃ，１４ｆ　鍔部
１４ｅ　延長部
１４ｇ，２１ｂ　係合突起部
１５　内環
１５ａ　取付部
１５ｂ　円盤状接合部
１５ｃ　段差部
１５ｄ　外周嵌合筒部
２　動的吸振部
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ　第一成形体
２１　環状質量体
２１ａ　外周凸条
２１ｃ　段差状溝
２１ｄ　外周面
２１ｅ　立上り面
２２　第一弾性体
３　カップリング部
３０Ａ，３１Ｂ　第二成形体
３１　プーリ
３１ａ　プーリ本体
３１ｂ　ポリＶ溝
３１ｄ　テーパ状内向き鍔部
３１ｅ　環状段差部
３１ｇ　係合孔
３２　第二弾性体
３３　環状ストッパ
４　第一ベアリング
５　第二ベアリング
Ｓ　ラビリンスシール

Claims

ハブ（１）に第一弾性体（２２）を介して環状質量体（２１）を弾性的に連結した動的吸振部（２）と、前記ハブ（１）に第二弾性体（３２）を介してプーリ（３１）を弾性的に連結したカップリング部（３）とを備え、前記第一弾性体（２２）が、前記環状質量体（２１）と前記ハブ（１）の軸方向対向面間に接着され、前記プーリ（３１）が、第一ベアリング（４）を介して前記環状質量体（２１）に支持されると共に、前記ハブ（１）に第二ベアリング（５）を介して支持されたことを特徴とするトルク変動吸収ダンパ。
ハブ（１）が、第一弾性体（２２）を介して環状質量体（２１）に弾性的に連結された外環（１４）と、第二弾性体（３２）を介してプーリ（３１）に弾性的に連結された内環（１５）との結合体である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。
プーリ（３１）とハブ（１）又は環状質量体（２１）との間の隙間が、第一ベアリング（４）の介装位置の外側で屈曲した断面形状をなしてラビリンスシール（Ｓ）を形成している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。
ラビリンスシール（Ｓ）が、プーリ（３１）とハブ（１）又は環状質量体（２１）との相対的な軸方向変位を制限する環状ストッパ（３３）により形成されたことを特徴とする請求項３に記載のトルク変動吸収ダンパ。