JP2018003928A - Torsional damper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車エンジンのクランクシャフト等に取り付けられるプーリに具備されるトーショナルダンパに関する。 The present invention relates to a torsional damper provided in a pulley attached to a crankshaft or the like of an automobile engine.
自動車エンジンのクランクシャフトの端部に取り付けられるプーリは、エンジンの駆動に伴ってクランクシャフトに生じる捩り振動(回転方向の振動)を低減する機能を奏するトーショナルダンパを具備している。 A pulley attached to an end of a crankshaft of an automobile engine includes a torsional damper that has a function of reducing torsional vibration (vibration in the rotational direction) generated in the crankshaft as the engine is driven.
図3に示すトーショナルダンパ100は、不図示のクランクシャフトの端部に取り付けられるハブ110と、このハブ110の外周側に同心的に配置されたプーリ本体120と、これらハブ110とプーリ本体120との間に圧入嵌着されたゴム状弾性材料(ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料)からなる弾性体130とを備える。そしてこのトーショナルダンパ100は、プーリ本体120に巻き掛けられた不図示のベルトを介して、クランクシャフトの駆動力を補機へ伝達するためのプーリとして機能するほか、クランクシャフトの捩り振幅が最大となる所定の振動周波数域において、捩り方向に加振されることによって弾性体130とプーリ本体120を含むばね−質量系が共振し、その振動変位によるトルクが入力振動によるトルクと逆方向へ生じることによって、動的吸振機能を発揮するものである(例えば下記の先行技術文献参照)。
A
この種のトーショナルダンパ100には、エンジン周囲のレイアウト等の条件によって、図示の例のように、弾性体130の軸方向幅よりもプーリ本体120の軸方向幅のほうが大きく、かつプーリ本体120の幅方向中央が弾性体130の幅方向中央に対して背面側へずれた仕様のものがある。そしてこのように設計されたものの場合、プーリ本体120に巻き掛けられたベルトの張力が、弾性体130によるプーリ本体120の支持位置より背面側へ偏って作用することになる。このため図4に示すように、プーリ本体120がクランクシャフト(ハブ110)に対して傾斜して、ハブ110とプーリ本体120との間に嵌着された弾性体130に1回転ごとに繰り返される圧縮変形が局部的に増大し、したがって弾性体130の発熱量や摩耗が増大する懸念がある。
In this type of
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、弾性体の軸方向幅よりもプーリ本体の軸方向幅のほうが大きい仕様のトーショナルダンパの耐久性を向上させることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its technical problem is the durability of the torsional damper having a specification in which the axial width of the pulley body is larger than the axial width of the elastic body. Is to improve.
上述した技術的課題を解決するための手段として、請求項1に係るトーショナルダンパは、回転軸に取り付けられるハブと、前記ハブの外周側に配置された環状のプーリ本体と、前記ハブと前記プーリ本体との間に圧入されたゴム状弾性材料からなる弾性体と、前記ハブと前記プーリ本体の間に介装されると共に前記ハブ又は前記プーリ本体と摺動可能な滑り軸受を備え、前記滑り軸受に、軸方向へ貫通した通気溝が形成されたことを特徴とするものである。なお、ここでいうゴム状弾性材料とは、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料のことである。 As a means for solving the above-described technical problem, a torsional damper according to claim 1 includes a hub attached to a rotating shaft, an annular pulley body disposed on an outer peripheral side of the hub, the hub, and the hub. An elastic body made of a rubber-like elastic material press-fitted between the pulley body, a sliding bearing interposed between the hub and the pulley body and slidable with the hub or the pulley body, The sliding bearing is formed with a ventilation groove penetrating in the axial direction. The rubber-like elastic material here is a rubber material or a synthetic resin material having rubber-like elasticity.
また、請求項2の発明に係るトーショナルダンパは、請求項1に記載された構成において、滑り軸受が、金属の基材に固体潤滑剤層を形成した材料からなり、前記固体潤滑剤層の表面をハブ又はプーリ本体との摺動面としたことを特徴とするものである。 A torsional damper according to a second aspect of the present invention is the torsional damper according to the first aspect, wherein the sliding bearing is made of a material in which a solid lubricant layer is formed on a metal base material. The surface is a sliding surface with a hub or a pulley body.
本発明に係るトーショナルダンパによれば、ベルトの張力が作用するプーリ本体の軸方向幅が弾性体の軸方向幅より大きい仕様であっても、滑り軸受によってプーリ本体の傾斜が抑制され、このため弾性体の局部圧縮が抑制され、しかも滑り軸受の通気溝を通じて弾性体と滑り軸受の間の空間に空気の流通が促されるため、弾性体が空冷され、その耐久性を向上させることができる。 According to the torsional damper according to the present invention, even if the axial width of the pulley body on which the belt tension acts is larger than the axial width of the elastic body, the inclination of the pulley body is suppressed by the sliding bearing. Therefore, the local compression of the elastic body is suppressed, and further, air flow is promoted to the space between the elastic body and the sliding bearing through the ventilation groove of the sliding bearing, so that the elastic body is cooled by air and the durability thereof can be improved. .
以下、本発明に係るトーショナルダンパの好ましい実施の形態について、図1及び図2を参照しながら説明する。なお、以下の説明において「正面側」とは、図1における左側であって車両のフロント側のことであり、「背面側」とは図1における右側であって不図示のエンジンが存在する側のことである。 Hereinafter, preferred embodiments of the torsional damper according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the following description, the “front side” is the left side in FIG. 1 and the front side of the vehicle, and the “rear side” is the right side in FIG. 1 and the side where the engine (not shown) exists. That's it.
このトーショナルダンパは、不図示のエンジンのクランクシャフトの端部に取り付けられるハブ1と、このハブ1の外周側に同心的かつ相対変位可能な状態で配置された環状のプーリ本体2と、ハブ1とプーリ本体2との間に圧入された環状の弾性体3と、ハブ1とプーリ本体2の間に介在し、プーリ本体2の内周面に嵌着されると共にハブ1の外周面と摺動可能に接触される滑り軸受4とを備える。 The torsional damper includes a hub 1 attached to an end of an engine crankshaft (not shown), an annular pulley body 2 disposed concentrically and relatively displaceably on the outer peripheral side of the hub 1, a hub 1 and an annular elastic body 3 press-fitted between the pulley main body 2 and the hub 1 and the pulley main body 2. The elastic body 3 is fitted on the inner peripheral surface of the pulley main body 2 and the outer peripheral surface of the hub 1. And a sliding bearing 4 that is slidably contacted.
ハブ1は金属材料の鋳造等により製作されたものであって、クランクシャフトの軸端への固定部である軸孔11a及びキー溝11bが形成された内周筒部11と、この内周筒部11から外径側へ展開した径方向部12と、この径方向部12の外径端から軸方向に延びる外周筒部13とを備え、径方向部12には複数の開口部12aが円周方向等間隔で開設され、外周筒部13の外周面には、弾性体3と嵌着された嵌着面13aと、この嵌着面13aの背面側に位置し滑り軸受4を摺動可能に支持する軸受支持面13bが形成されている。
The hub 1 is manufactured by casting a metal material or the like. The hub 1 is an inner
プーリ本体2も金属材料の鋳造等により製作されたものであって、ハブ1における外周筒部13の軸方向幅と略同等の軸方向幅を有し、内周面には、弾性体3と嵌着された嵌着面2aと、この嵌着面2aの背面側に位置し滑り軸受4が圧入嵌着された軸受保持面2bが形成され、外周面には、その正面側の端部から背面側の端部にかけて、不図示のベルトを巻き掛けるためのポリV溝2c,2dが形成されている。
The pulley body 2 is also manufactured by casting a metal material or the like, and has an axial width substantially equal to the axial width of the outer peripheral
弾性体3は、ゴム状弾性材料によって環状に成形された後、ハブ1の外周筒部13の外周面のうち正面側寄りに形成された嵌着面13aと、これに径方向に対向するプーリ本体2の嵌着面2aとの間に、軸方向一側(正面側)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。このため、弾性体3は、ハブ1の外周筒部13の外周面とプーリ本体2の内周面との間のうち、正面側へ偏在する位置に介在しており、すなわちプーリ本体2の軸方向幅は弾性体3の軸方向幅よりも大きく、プーリ本体2の幅方向中央が弾性体3の幅方向中央より背面側へずれており、言い換えれば、ポリV溝2c,2dのうち背面寄りのポリV溝2dは、弾性体3の嵌着位置よりも背面側へずれた位置にある。
The elastic body 3 is formed in a ring shape by a rubber-like elastic material, and then a
また、互いに対向する外周筒部13及びプーリ本体2の嵌着面13a,2aは、軸方向への滑りによるプーリ本体2及び弾性体3の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。このため、弾性体3は径方向へうねった状態でハブ1の外周筒部13とプーリ本体2の間に介在している。
Further, the outer peripheral
滑り軸受4は、金属の基材に固体潤滑剤層を形成した材料、詳しくは、SP鋼材等の金属からなる環状の基材の内周面に青銅焼結層を介して充填剤入りフッ素樹脂層からなる固体潤滑剤層を形成した3層構造の複合材料からなるものであって、基材の外周面がプーリ本体2の軸受保持面2bに圧入嵌着され、固体潤滑剤層からなる内周面がハブ1の外周筒部13における軸受支持面13bに摺動可能に接触されるものである。
The sliding
また、滑り軸受4の内周面には、軸方向へ貫通した複数の通気溝4aが円周方向等間隔で形成されている。このため、ハブ1の外周筒部13、プーリ本体2、弾性体3、及び滑り軸受4によって囲まれた環状空間Sは、通気溝4aを介して当該トーショナルダンパの背面側の空間と連通している。
A plurality of
以上の構成を備えるトーショナルダンパは、ハブ1の内周筒部11の軸孔11aにおいて、不図示のボルト及びキーによってクランクシャフトの端部に固定され、エンジンの駆動状態においてこのクランクシャフトと共に回転されるものであって、プーリ本体2に巻き掛けられた不図示のベルトを介して、クランクシャフトの駆動力を補機へ伝達するためのプーリとして機能するほか、クランクシャフトの捩り振動を弾性体3の円周方向剪断変形によって吸収し、また、クランクシャフトの捩り振幅が極大となる周波数帯域において、プーリ本体2と弾性体3によって構成されるばね−質量系が共振し、その振動変位によるトルクが入力振動のトルクと逆方向に生じることによって、クランクシャフトの捩り振動のピークを有効に低減する動的吸振機能を発揮するものである。
The torsional damper having the above configuration is fixed to the end of the crankshaft by an unillustrated bolt and key in the
そして上記構成によれば、プーリ本体2の軸方向幅が弾性体3の軸方向幅よりも大きく、かつプーリ本体2の幅方向中央が弾性体3の幅方向中央より背面側へずれているため、プーリ本体2の背面寄りのポリV溝2dに巻き掛けられたベルトの張力が、弾性体3によるプーリ本体2の支持位置より背面側へ偏って作用するが、弾性体3の背面側には滑り軸受4が配置されており、プーリ本体2における背面側の端部近傍が、ハブ1の外周筒部13の外周面における背面側の端部近傍の軸受支持面13bに摺動可能に接触する滑り軸受4によって、ハブ1の外周筒部13と略同心に支持されることから、クランクシャフト(ハブ1)に対するプーリ本体2の傾斜、ひいては弾性体3の局部的な圧縮変形の増大が有効に防止される。
And according to the said structure, since the axial direction width | variety of the pulley main body 2 is larger than the axial direction width | variety of the elastic body 3, and the width direction center of the pulley main body 2 has shifted | deviated from the width direction center of the elastic body 3 to the back side. The tension of the belt wound around the
特に、滑り軸受4は、SP鋼材等の金属からなる環状の基材の内周面に青銅焼結層を介して充填剤入りフッ素樹脂層からなる固体潤滑剤層を形成した材料からなることによって、径方向の圧縮荷重に対する剛性が高く、したがって弾性体3の局部的な圧縮変形の増大による発熱量や摩耗の増大を防止することができる。
In particular, the sliding
また、上記構成によれば、滑り軸受4の内周面に円周方向等間隔で形成され軸方向へ貫通した複数の通気溝4aが、ハブ1の外周筒部13、プーリ本体2、弾性体3、及び滑り軸受4によって囲まれた環状空間Sを背面側の空間に開放しているため、通気溝4aを介して環状空間Sに外部の空気が流通しやすくなる。したがって、弾性体3に摩耗が発生しても、その摩耗粉を、通気溝4aを介して外部へ排出することができる。
Moreover, according to the said structure, the some ventilation groove |
ここで、弾性体3は、運動エネルギを熱エネルギに変換することによって捩り振動を吸収・減衰するものであり、言い換えれば、弾性体3は捩り振動の入力を受けて反復変形するのに伴い内部摩擦によって発熱するが、環状空間S内では、遠心力によって、相対的に低温で高比重の空気が外周側、弾性体3の熱によって相対的に高温かつ低比重となった空気が内周側となるため、弾性体3から発生した熱が効率よく排出され、熱の蓄積による弾性体3の劣化を有効に抑制できる。 Here, the elastic body 3 absorbs and dampens torsional vibration by converting kinetic energy into heat energy. In other words, the elastic body 3 receives the input of torsional vibration and repeatedly undergoes internal deformation. Although heat is generated by friction, in the annular space S, air having a relatively low temperature and high specific gravity due to centrifugal force is on the outer peripheral side, and air having a relatively high temperature and low specific gravity due to the heat of the elastic body 3 is on the inner peripheral side. Therefore, heat generated from the elastic body 3 is efficiently discharged, and deterioration of the elastic body 3 due to heat accumulation can be effectively suppressed.
また、滑り軸受4は弾性体3の背面側に位置し、滑り軸受4に形成された通気溝4aはトーショナルダンパとその背面側のエンジンとの間の狭い空間へ開口しているため、外部のダスト等が通気溝4aを通じて滑り軸受4の摺動面へ浸入するのを抑制できる。
Further, the sliding
さらに、上述のように滑り軸受4によってプーリ本体2に対する支持力を向上させて弾性体3の局部的な圧縮変形を抑制することができる結果、弾性体3の軸方向幅を減少させることができ、このためプーリ本体2と弾性体3によって構成されるばね−質量系の共振周波数を、例えばアイドル振動の周波数よりも低周波域に設定して、防振領域を低周波側へ拡大することができる。
Further, as described above, the sliding
なお、通気溝4aは、滑り軸受4の内周面と外周面に円周方向交互に形成しても良い。このようにすれば、環状空間S内の空気に作用する遠心力によって、昇温した環状空間S内の空気が外周側の通気溝から外部へ流出し、内周側の通気溝から外部の空気が環状空間S内へ流入するといった空気の流通が顕著に行われるので、放熱性の向上が期待できる。
The
1 ハブ
13 外周筒部
13b 軸受支持面
2 プーリ本体
3 弾性体
4 滑り軸受
4a 通気溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
Priority Applications (1)
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2016
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