JP2012002240A - 回転変動吸収ダンパプーリ - Google Patents
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Abstract
【課題】ダンパプーリの軸方向の長さを短くするとともに製造を容易にする。プーリの軸方向の振動を吸収できるようにする。
【解決手段】連結ハブ部11Cの外周側に外ハブ部11Bを連結するとともに内周側に内ハブ部11Aを連結したハブ11と、連結プーリ部22の外周側に外プーリ部21を連結するとともに内周側に内プーリ部23を連結したプーリ13と、外ハブ部11Bの外周側に配置されたリング状の慣性マス12と、内ハブ部11Aの外周に内周側が連結され、内プーリ部23の内周に外周側が連結された弾性変形可能な第2のゴム状弾性部材15とからなる回転変動吸収ダンパプーリにおいて、前記内プーリ部23の内周面にこれの軸方向中間を中心にして軸方向前後対称に一方にプーリの軸線に対して傾斜した第1の傾斜面30Aを形成し、他方に第2の傾斜面31Aを形成し、第1の傾斜面30Aと第2の傾斜面31Aに第2のゴム状弾性部材15を連結した。
【選択図】図1
【解決手段】連結ハブ部11Cの外周側に外ハブ部11Bを連結するとともに内周側に内ハブ部11Aを連結したハブ11と、連結プーリ部22の外周側に外プーリ部21を連結するとともに内周側に内プーリ部23を連結したプーリ13と、外ハブ部11Bの外周側に配置されたリング状の慣性マス12と、内ハブ部11Aの外周に内周側が連結され、内プーリ部23の内周に外周側が連結された弾性変形可能な第2のゴム状弾性部材15とからなる回転変動吸収ダンパプーリにおいて、前記内プーリ部23の内周面にこれの軸方向中間を中心にして軸方向前後対称に一方にプーリの軸線に対して傾斜した第1の傾斜面30Aを形成し、他方に第2の傾斜面31Aを形成し、第1の傾斜面30Aと第2の傾斜面31Aに第2のゴム状弾性部材15を連結した。
【選択図】図1
Description
本発明は、自動車等のエンジンから伝達される回転変動を吸収して補機等に回転を伝達する回転変動吸収ダンパプーリに関する。
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軸端に取付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ポンプ等の補機に伝えられるが、クランクシャフトはエンジンによる回転変動(トルク変動)を伴って回転されるので、プーリには、回転変動を吸収するための回転変動吸収ダンパが備えられているものがある。
この種の回転変動吸収ダンパ付のプーリとしては、例えば特許文献1に記載され、図2に示すようなダンパプーリ100が知られている。このダンパプーリ100は、クランクシャフトの軸端に取り付けられて一体的に回転するハブ101の外周に、第1のゴム状弾性体102を介して慣性マス103を連結すると共に、ハブ101とプーリ104とを第2のゴム状弾性体105を介して連結した構造となっている。そして、クランクシャフトからハブ101へ入力された回転振動を第1のゴム状弾性体102によって減衰するとともに、クランクシャフトからハブ101へ入力された回転変動トルクを、第2のゴム状弾性体105の回転方向剪断変形作用によって吸収しながら、プーリ104へ回転を伝達するようになっている。ハブ101とプーリ104間にはラジアル軸受106が介挿され、ハブ101に対しプーリ104をラジアル支持する構造となっている。
また、回転変動吸収ダンパ付のプーリとして、例えば特許文献2に記載され、図3に示すようなダンパプーリ110が知られている。このダンパプーリ110は、クランクシャフトの軸端に取り付けられて一体的に回転するハブ111の外周に、第1のゴム状弾性体112を介して慣性マス113を連結すると共に、ハブ111とプーリ114とを第2のゴム状弾性体115を介して連結した構造となっている。そして、クランクシャフトからハブ111へ入力された回転振動を第1のゴム状弾性体112によって減衰するとともに、クランクシャフトからハブ111へ入力された回転変動トルクを、第2のゴム状弾性体115の回転方向剪断変形作用によって吸収しながら、プーリ114へ回転を伝達するようになっている。慣性マス113とプーリ114間にはラジアル軸受116が介挿され、ハブ111に対しプーリ114をラジアル支持する構造となっている。
上記した特許文献1に記載の回転変動吸収ダンパプーリは、第2のゴム状弾性体105がプーリ104とリング107間で半径方向に配置されているので、第2のゴム状弾性体を軸方向に配置したダンパプーリよりは、軸方向長さを短くできる。また、第2のゴム状弾性体105をプーリ104とリング107に加硫接着した後、リング107をハブ100に圧入することにより、プーリ104とハブ100を一体化できるため、製造が容易である。この反面、プーリ104の軸方向の振動を抑えることが出来ない。
上記した特許文献2に記載の回転変動吸収ダンパプーリは、第2のゴム状弾性体115がハブ110とリング117間で軸方向に配置され、第2のゴム状弾性体115の軸方向中間にプーリ114が挿入されているので、プーリ114の軸方向の振動を抑えることが出来る。この反面、第2のゴム状弾性体115が軸方向に配置されているので、第2のゴム状弾性体を半径方向に配置したダンパプーリよりは、ダンパプーリ110の軸方向長さが長くなる。第2のゴム状弾性体115の軸方向前側の部分115aをプーリ114とリング117に加硫接着させ、第2のゴム状弾性体115の軸方向後側の部分115bをプーリ114に加硫接着させ、リング117をハブ111に圧入した後、第2のゴム状弾性体115の軸方向後側の部分115bを接着剤を使ってハブ111に接着しており、このように加硫接着と接着剤による接着の2工程に分かれるため、工数がかかる。
上記の課題を解決するための請求項1に記載の発明は、円盤状の連結ハブ部の外周側に円筒状の外ハブ部を連結するとともに内周側に円筒状の内ハブ部を連結したハブと、円盤状の連結プーリ部の外周側に円筒状の外プーリ部を連結するとともに内周側に円筒状の内プーリ部を連結したプーリと、前記外ハブ部の外周側に配置されたリング状の慣性マスと、前記ハブと前記慣性マスとを連結する弾性変形可能な第1のゴム状弾性部材と、前記内ハブ部の外周に内周側が連結され、前記内プーリ部の内周に外周側が連結された弾性変形可能な第2のゴム状弾性部材と、前記ハブに対し前記プーリをラジアル支持するとともに回転を許容するラジアル軸受と、からなる回転変動吸収ダンパプーリにおいて、前記内プーリ部の内周面にこれの軸方向中間を中心にして軸方向前後対称に第1の傾斜面を形成し、他方に第2の傾斜面を形成し、第1の傾斜面と第2の傾斜面に第2のゴム状弾性部材を連結したことを特徴とするものである。
この構成によれば、第2のゴム状弾性体が半径方向に配置されているため、第2のゴム状弾性体を軸方向に配置したダンパプーリと比較して、ダンパプーリの軸方向長さを短く出来る。また、プーリを軸方向に振動しようとしたときに、第1の傾斜面に第2のゴム状弾性体の圧縮、引っ張りの反力が交互に繰り返し作用し、第2の傾斜面に第2のゴム状弾性体の引っ張り、圧縮の反力が交互に繰り返し作用するため、プーリの軸方向の振動を抑えることが出来る。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の回転変動吸収ダンパプーリおいて、前記第2のゴム状弾性部材の内周側に円筒状のリングを連結し、このリングを内ハブ部の外周に圧入固定したことを特徴とするものである。
この構成によれば、ダンパプーリの製造が容易になる。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の回転変動吸収ダンパプーリおいて、前記第2のゴム状弾性部材は、加硫接着によって前記リングの外周面と前記内プーリ部の前記第1の傾斜面と内プーリ部の前記第2の傾斜面に連結したことを特徴とするものである。
この構成によれば、ダンパプーリの製造がより容易になる。
本発明によれば、ダンパプーリの軸方向長さを短く出来るとともに製造が容易になる。プーリの軸方向の振動を抑えることが出来る。
本発明の実施形態について図1を参酌しつつ説明する。ダンパプーリ10は、例えば自動車のエンジンの図略のクランクシャフトに取付けられ、かつ外周にVベルトを懸装して使用されるもので、エンジンによるクランクシャフトの回転動力をVベルトを介して自動車に搭載されている各種の補機類、例えば、オルタネータ、ウォータポンプ、クーラコンプレッサ等に伝達して、これらの補機類を駆動すべく機能する。
ダンパプーリ10は、ハブ11と、ハブ11の外周側にハブ11と同心的に配置された慣性マス12およびプーリ13と、ハブ11と慣性マス12との間に介在された第1のゴム状用弾性体14と、ハブ11とプーリ13との間に介在された第2のゴム状弾性体15と、プーリ13と慣性マス12との間に介在されたラジアル軸受20とによって構成されている。
ハブ11は、円筒状の内ハブ部11Aと、この内ハブ部11Aの外周側に同心的に位置する円筒状の外ハブ部11Bと、これら内ハブ部11Aと外ハブ部11Bとを連結する半径方向に延びた連結ハブ部11Cとからなっている。内ハブ部11Aの外周には、円筒状のリング17が圧入固定されている。内ハブ部11Aの内周には、図示してないがクランクシャフトの軸端が嵌合固定されるようになっており、ハブ11はクランクシャフトと一体に回転される。
外ハブ部11Bの外径は慣性マス12の内径より小さく形成されており、外ハブ部11Bの外周面と慣性マス12の内周面との間にリング状の第1のゴム状弾性体14が締め代をもって圧入嵌合されている。これにより、ハブ11と慣性マス12は第1のゴム状弾性体14を介して弾性的に連結されている。第1のゴム状弾性体14は、耐熱性および機械的強度に優れたゴム状弾性材料で成形されている。慣性マス12が第1のゴム状弾性体14を介してハブ11に対して振動することによって、クランクシャフトからハブ11へ伝えられる振動を減衰するようになっている。
なお、外ハブ部11Bの外周面および慣性マス12の内周面には、互いに対応する凹凸が円周方向に連続して形成されており、外ハブ部11Bと慣性マス12との間に圧縮した状態で圧入される第1のゴム状弾性体14は軸方向の中間で半径方向外方へうねった形状とされ、外ハブ部11Bに対する慣性マス12の軸方向の滑りを起こりにくくしている。
プーリ13は、慣性マス12の外周側に配置された略円筒状の外プーリ部21と、外プーリ部21の軸方向後面側の端部から半径方向内方に延びた連結プーリ部22と、連結プーリ部22の内周側でプーリ13の軸方向前面側に向けて屈曲された円筒状の内プーリ部23とを備えている。外プーリ部21の外周面には図略のVベルトが懸装されるポリV溝21Aが形成されている。
図1の断面図で見ると、内プーリ部23は半径方向内方へヘの字に折れ曲がっている。つまり、内プーリ部23の軸方向中間を中心にして軸方向前後対称に一方にプーリ13の軸線に対して傾斜した第1の傾斜部30が形成され、他方に第2の傾斜部31が形成され、第2の傾斜部31を挟んで第1の傾斜部30と反対側にプーリ13の軸線と平行に水平部32が形成されている。第1の傾斜部30の内周面には第1の傾斜部30と平行に第1の傾斜面30Aが形成され、第2の傾斜部31の内周面には第1の傾斜部31と平行に第2の傾斜面31Aが形成されている。
第2のゴム状弾性体15の外周面が、内プーリ部23の第1の傾斜面30Aと第2の傾斜面31Aに加硫接着されている。第2のゴム状弾性体15の内周面がリング17の外周面に加硫接着されている。内プーリ部23の内周面とリング17の外周面間に配置されるように、リング状の第2のゴム状弾性体15が円周方向に連続して設けられている。第1の傾斜面30Aと第2の傾斜面31Aの繋ぎ目を挟んでプーリ13の軸方向前後に第2のゴム状弾性体15が均等に配置されているので、第2のゴム状弾性体15のプーリ13の軸方向の厚さが、第1の傾斜面30Aと第2の傾斜面31Aの繋ぎ目を挟んでプーリ13の軸方向の前側と後側とで同じとなり、プーリ13が軸方向に振動したときにセンタリングする機能が高まる。
前記第1の傾斜部30と第2の傾斜部31と水平部32は、一枚の鉄板の折り曲げによって形成したので、第2のゴム状弾性体15から受ける力によって折損する可能性が非常に少ない。
このように、互いに異なる方向に傾斜した第1の傾斜面30Aと第2の傾斜面31Aに第2のゴム状弾性体を連結したことにより、プーリ13が軸方向に振動しようとしたときに、この振動を減衰させる力として働く。すなわち、プーリ13が軸方向前側へ移動しようとすると、第1の傾斜面30Aに第2のゴム状弾性体15の引っ張り反力が作用すると同時に第2の傾斜面31Aに第2のゴム状弾性体15の圧縮反力が作用してプーリ13を軸方向後側へ戻そうとする力が働く。
逆に、プーリ13が軸方向後側へ移動しようとすると、第1の傾斜面30Aに第2のゴム状弾性体15の圧縮反力が作用すると同時に第2の傾斜面31Aに第2のゴム状弾性体15の引っ張り反力が作用してプーリ13を軸方向前側へ戻そうとする力が働く。この第2のゴム状弾性体15の圧縮反力もしくは引っ張り反力でもってプーリ13の軸方向の振動を減衰させる。これにより、プーリ13を軸方向に位置決めするスラスト軸受を設けなくても、プーリ13の軸方向の振動を抑えることが出来る。
第2のゴム状弾性体15は、耐熱性および機械的強度に優れたゴム状弾性材料からなり、この第2のゴム状弾性体15を介してハブ11とプーリ13が弾性的に連結されることにより、クランクシャフトからハブ11へ入力された駆動トルクの回転変動を、第2のゴム状弾性体15によって吸収し、ハブ11からプーリ13に滑らかに回転を伝達する。
プーリ13の外プーリ部21の内周と慣性マス12の外周との間には、ラジアル軸受20が介在され、プーリ13はラジアル軸受20によって、ハブ11に取付けられるクランクシャフトの回転中心と同心的に支持されるとともに、慣性マス12に相対回転可能にラジアル支持されている。ラジアル軸受20としてすべり軸受が使用されている。
プーリ13の連結プーリ部22には、回転方向に長い溝を有する係合孔25が形成され、この係合孔25に慣性マス12の端面より突設された係合ピン26が、円周方向両側に適当なクリアランスをもって遊嵌されている。これにより、プーリ13をハブ11に対して円周方向の相対回転角度を所定の範囲に制限するストッパ機構27を構成している。かかるストッパ機構27により、第2のゴム状弾性体15が過大に捩れて破損するのを防止するようにしている。
上記した実施の形態における回転変動吸収ダンパプーリ10は、ハブ11の内ハブ部11Aが、エンジンの図略のクランクシャフトの軸端に装着されることにより、クランクシャフトとともに回転される。クランクシャフトの回転は、ハブ11から第2のゴム状弾性体15を介してプーリ13へ伝達され、さらに、プーリ13に巻き掛けられた図略のVベルトを介して、オルタネータ等の補機に伝達される。
エンジンは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回転変動を生じるが、この回転変動は、第2のゴム状弾性体15によって吸収される。従って、プーリ13に伝わる回転変動が少なくなり、プーリ13から補機類に滑らかに回転が伝達される。慣性マス12が第1のゴム状弾性体14を介してハブ11に対して回転方向に振動できるように支持されているので、慣性マス12の回転振動がクランクシャフトからハブ11に伝わる回転振動を打ち消すように働く。
上記慣性マス12とハブ11は、鋳造と切削によって所定の形状に加工される。プーリ13は、折り曲げ加工と塑性加工と切削によって所定の形状に加工される。第2のゴム状弾性体15は、金型内にプーリ13とリング17をセットし、ゴム材料を金型内に注入し、圧力と熱をかけることによって、加硫成形される。事前にプーリ13とリング17にプライマーを塗布しておけば、プライマーが塗布されたところに第2のゴム状弾性体15が加硫接着される。この場合、リング17の外周面と内プーリ部23の第1の傾斜面30Aと内プーリ部23の第2の傾斜面31Aにプライマーを事前に塗布し、これらの面に第2のゴム状弾性体15を加硫接着させる。第2のゴム状弾性体15の材料として、EPDMゴムを使用した。
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
上述した実施形態は、図1の断面図で見ると、内プーリ部23が半径方向内方へヘの字に折れ曲がった例について述べたが、他の実施形態として内プーリ部23が半径方向外方へ逆ヘの字に折れ曲がったものでも良い。
他の実施例として、第2のゴム状弾性体15を金型を使って加硫成形し、第2のゴム状弾性体15をプーリ13とリング17に接着剤を介して固定しても良い。
また、他の実施例として、リング17を使わないで第2のゴム状弾性体15を直接ハブ11に接着剤を介して固定しても良い。
10:ダンパプーリ、11:ハブ、11A:内ハブ部、11B:外ハブ部、11C:連結ハブ部、12:慣性マス、13:プーリ、14:第1のゴム状弾性体、15:第2のゴム状弾性体、17:リング、20:ラジアル軸受、21:外プーリ部、22:連結プーリ部、23:内プーリ部、30:第1の傾斜部、30A:第1の傾斜面、31:第2の傾斜部、31A:第2の傾斜面
Claims (3)
- 円盤状の連結ハブ部の外周側に円筒状の外ハブ部を連結するとともに内周側に円筒状の内ハブ部を連結したハブと、
円盤状の連結プーリ部の外周側に円筒状の外プーリ部を連結するとともに内周側に円筒状の内プーリ部を連結したプーリと、
前記円筒状の外ハブ部の外周側に配置されたリング状の慣性マスと、
前記ハブと前記慣性マスとを連結する弾性変形可能な第1のゴム状弾性部材と、
前記円筒状の内ハブ部の外周に内周側が連結され、前記円筒状の内プーリ部の内周に外周側が連結された弾性変形可能な第2のゴム状弾性部材と、
前記ハブに対し前記プーリをラジアル支持するとともに回転を許容するラジアル軸受と、からなる回転変動吸収ダンパプーリにおいて、
前記内プーリ部の内周面にこれの軸方向中間を中心にして軸方向前後対称に一方にプーリの軸線に対して傾斜した第1の傾斜面を形成し、他方に第2の傾斜面を形成し、第1の傾斜面と第2の傾斜面に第2のゴム状弾性部材を連結したことを特徴とする回転変動吸収ダンパプーリ。 - 請求項1に記載の回転変動吸収ダンパプーリにおいて、
前記第2のゴム状弾性部材の内周側に円筒状のリングを連結し、このリングを内ハブ部の外周に圧入固定したことを特徴とする回転変動吸収ダンパプーリ。 - 請求項2に記載の回転変動吸収ダンパプーリにおいて、
前記第2のゴム状弾性部材は、加硫接着によって前記リングの外周面と前記内プーリ部の前記第1の傾斜面と前記内プーリ部の前記第2の傾斜面に連結したことを特徴とする回転変動吸収ダンパプーリ。
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