JP3582536B2 - トルク変動吸収ダンパ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンのクランクシャフトの動力を各種補器へ伝達する際に、エンジンの各行程による前記クランクシャフトの伝達トルクの変動を吸収絶縁するトルク変動吸収ダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のトルク変動吸収ダンパは、基本的には図２に示すように、エンジンのクランクシャフトの先端に取り付けられるハブ１０１の外周に、ベアリング１０２ａを介して捩り変位（軸周り方向の変位）自在に同心配置されたプーリ１０２ｂを、エラストマ部材１０２ｃを介して連結した構造のカップリング部１０２を有する（例えば実開昭６３−６８５４０号公報参照）。すなわちクランクシャフトの動力の一部は、プーリ１０２ｂに巻架された図示されていない無端ベルトを介して例えばオルタネータやコンプレッサ等の各種補器に与えられるが、クランクシャフトはエンジンの各行程によるトルク変動を伴って回転されるため、カップリング部１０２は、このトルク変動をプーリとの間でエラストマ部材１０２ｃの捩り変形作用によって吸収絶縁し、プーリ１０２ｂからの伝達トルクの平滑化を図るものである。
【０００３】
また、前記ハブ１０１の外周には、別のエラストマ部材１０３ａを介して環状質量体１０３ｂを弾性的に連結した構造のトーショナルダンパ部１０３が並設されている。このトーショナルダンパ部１０３は、所定の振動数域においてクランクシャフトの捩り振動を打ち消すように共振し、クランクシャフトの捩り振動自体を低減する制振機能を発揮するものである。
【０００４】
ところで、カップリング部１０２における捩り方向固有振動数は、プーリ１０２ｂの慣性質量が大きいこと及びエラストマ部材１０２ｃがトーショナルダンパ部１０３のエラストマ部材１０３ａよりばね定数が低いことなどから、トーショナルダンパ部１０３の捩り方向固有振動数に比較してかなり低いものとなっており、例えばアイドル回転時におけるクランクシャフトのトルク変動の周波数以下の領域にあるため、エンジン始動時に、アイドリングに至る過程で、クランクシャフトのトルク変動の周波数がカップリング部１０２の捩り方向固有振動数域を通過することになる。そして、このときのカップリング部１０２の共振によって、ハブ１０１に対してプーリ１０２ｂが捩り方向へ大きく振動変位されると、エラストマ部材１０２ｃが過大変形を受けて破損を来す恐れがあることから、通常、ハブ１０１とプーリ１０２ｂの捩り方向相対変位量を制限するストッパ１０４が設けられている。このストッパ１０４は、図３にも示すように、ハブ１０１側に固定されて外周に凹凸を有する金属リング１０４ａと、プーリ１０２ｂ側に固定されて内周に前記凹凸と遊嵌される凹凸を有する金属リング１０４ｂとからなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のトルク変動吸収ダンパによれば、カップリング部１０２の共振によるプーリ１０２ｂの振動変位量、言い換えればエラストマ部材１０２ｃの捩り変形量を、ストッパ１０４における金属リング１０４ａ，１０４ｂの凹凸同士の干渉によって所定範囲に制限しているため、共振時に金属による打音を発生する問題が指摘される。
【０００６】
本発明は、上記のような事情のもとになされたもので、その主な技術的課題とするところは、カップリング部の共振時に打音を発生することなくエラストマ部材の過大変形を有効に防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。
すなわち本発明に係るトルク変動吸収ダンパは、エンジンのクランクシャフトに取り付けられるハブの外周に第一のエラストマ部材を介してプーリを捩り変位自在に連結したカップリング部と、前記プーリの内周に配置した環状質量体を前記ハブの外周に前記第一のエラストマ部材と軸方向に並んだ第二のエラストマ部材を介して捩り変位自在に連結した構造であって前記カップリング部と異なる固有振動数を有するトーショナルダンパ部と、前記第一のエラストマ部材とトーショナルダンパ部との間であって前記プーリ側とトーショナルダンパ部との間に形成された隙間に封入された粘性流体とを備える。
本発明において一層好ましくは、前記隙間が、プーリの内周面に密接嵌着されトーショナルダンパ部の側面に沿って径方向に延在された仕切板と、この仕切板の内径とハブとの間に摺動自在に介在されたシール部材とによって形成される。また、前記隙間が、プーリの内周面と環状質量体の外周面との間の滑りベアリングの介在部分に連通される。
【０００８】
【作用】
カップリング部が捩り方向に共振した時のプーリの振動変位量の増大は、反復的に捩り変位されるプーリ側と、前記カップリング部の共振振動数では共振しないトーショナルダンパ部との間の隙間内で剪断を受ける粘性流体の粘性抵抗によるダンピング作用によって抑えられる。特に、プーリの内周面に密接嵌合されトーショナルダンパ部の側面に沿ってハブ側へ径方向に延在された仕切板と、この仕切板の内径とハブとの間に摺動自在に介在されたシール部材とによって、前記隙間の両側で捩り方向へ相対変位される面間の距離を小さくすると共に、粘性流体との摩擦面積を大きくし、粘性ダンピングによる制動作用を高めることができる。また、プーリをトーショナルダンパ部の環状質量体の外周に同心的に支持する滑りベアリングの介在部分に、前記隙間を連通させることによって、この滑りベアリングが潤滑される。
【０００９】
また、トーショナルダンパ部の共振時はカップリング部は共振しないから、トーショナルダンパ部の共振によるクランクシャフトの捩り振動減衰においても、このトーショナルダンパ部における第二のエラストマ部材の内部摩擦によるダンピングに加えて、カップリング部のプーリ側とこれに対して相対的に捩り変位されるトーショナルダンパ部との間で粘性流体が剪断を受けることによって発生する粘性抵抗によるダンピングが得られる。
【００１０】
【実施例】
図１は、本発明に係るトルク変動吸収ダンパの一実施例を、その軸心を通る平面で切断して示すもので、参照符号１はエンジンのクランクシャフトの軸端に取り付けられるハブである。このハブ１の外周には、第一のエラストマ部材２１を介してプーリ２２を捩り変位自在に連結したカップリング部２と、第二のエラストマ部材３１を介して環状質量体３２を捩り変位自在に連結した構造のトーショナルダンパ部３が設けられている。
【００１１】
ハブ１は、クランクシャフトへの取付部である径方向部１１及びその外径から延在された外径筒状部１２を有する断面略Ｌ字形を呈する。プーリ２２の外周面には大径のＶプーリ溝２２ａ及び小径のＶプーリ溝２２ｂが形成されており、プーリ２２の内周面もこれに対応して、Ｖプーリ溝２２ａ側が大径、他方のＶプーリ溝２２ｂ側が小径となる段差状に形成されている。第一のエラストマ部材２１は、ハブ１の外径筒状部１２における径方向部１１寄りの外周面に嵌着されたスリーブ２３と、プーリ２２のＶプーリ溝２２ａ側の大径内周面に嵌着されたスリーブ２４との間に一体に加硫成形されている。環状質量体３２は、プーリ２２の小径のＶプーリ溝２２ｂ側の内周に配置されており、第二のエラストマ部材３１は、ハブ１の外径筒状部１２における径方向部１１と反対側の端部寄りの外周面に嵌着されたスリーブ３３と、環状質量体３２との間に一体に加硫成形されている。また、環状質量体３２とプーリ２２との対向周面間には、合成樹脂材からなる滑りベアリング４が摺動自在に介在されている。
【００１２】
ハブ１とプーリ２２の間であって第一のエラストマ部材２１とトーショナルダンパ部３の間には、このトーショナルダンパ部３における環状質量体３２及び第二のエラストマ部材３１の内側面（第一のエラストマ部材２１側の面）に近接して径方向に延びる仕切板５が配置され、その外径端部がプーリ２２の内周面に密接嵌着されている。この仕切板５の内径端部とハブ１の外径筒状部１２との間には円周方向摺動自在なシール部材６が介在されている。前記環状質量体３２の外径部には、プーリ２２の内周面に形成された径方向段差面２２ｃと前記仕切板５との間を外径側へ延びる鍔部３２ａが形成されている。
【００１３】
プーリ２２側とトーショナルダンパ部３との間、更に詳しくはプーリ２２の内周面における径方向段差面２２ｃ、プーリ２２の大径側内周面に密接嵌着された仕切板５及びその内径端とハブ１との間を密封するシール部材６と、鍔部３２ａを含む環状質量体３２及び第二のエラストマ部材３１との間には、粘性流体８が封入された狭い隙間７が形成されている。この隙間７の一端は、滑りベアリング４の介在部分に連通しており、この滑りベアリング４の外側は、プーリ２２の小径内周面に嵌着されて環状質量体３２の外周面に摺動自在に密接したオイルシール９で密封されている。
【００１４】
なお、図中参照符号３２ｂは隙間７への粘性流体８の注入孔であり、３２ｃは粘性流体８の注入後に前記注入孔３２ｂを密栓してなる球体である。
【００１５】
この実施例によるトルク変動吸収ダンパにおいて、カップリング部２の捩り方向固有振動数は、先に述べたように、エンジンのアイドル回転時におけるクランクシャフトのトルク変動の周波数以下の領域にあるのに対し、トーショナルダンパ部３は、比較的高速回転域でのクランクシャフトの捩り振動を共振吸収するものであるため、その捩り方向固有振動数がカップリング部２に比較して高いものとなっている。したがって、エンジン始動時に、クランキングからアイドリングに至る過程で、カップリング部２がクランクシャフトの低周波数のトルク変動と共振し、ハブ１に対してプーリ２２が捩り方向へ大きく振動変位されることによって第一のエラストマ部材２１の捩り変位量が増大するが、トーショナルダンパ部３は共振していないから、プーリ２２及びこれと一体的に捩り方向へ反復変位される仕切板５との間で、隙間７内の粘性流体８が剪断を受けることになり、この時の粘性抵抗によって、プーリ２２の捩り変位の振幅が抑えられ、第一のエラストマ部材２１の捩り変位量が制限される。また、トーショナルダンパ部３がクランクシャフトの捩り振動を共振吸収する高速回転域では、カップリング部２は共振しないから、この場合も隙間７内の粘性流体８が剪断を受けることになり、トーショナルダンパ部３の第二のエラストマ部材３１の内部摩擦によるダンピングに加えて、前記粘性流体８の粘性抵抗によるダンピングが得られる。
【００１６】
粘性流体８が封入された隙間７はその両側の対向面間の幅が狭く、環状質量体３２に形成された鍔部３２ａと、その軸方向両側にある仕切板５及びプーリ２２の径方向段差面２２ｃによって、径方向へ大きく折り返された形状であるため、粘性流体８との摩擦面が大きくなっている。したがって、プーリ２２の捩り変位の振幅を抑えるのに有効な大きな減衰力が得られる。
【００１７】
合成樹脂からなる滑りベアリング４は、プーリ２２をトーショナルダンパ部３の環状質量体３２の外周に同心的かつ捩り変位自在に支持するものであるが、通常、この種の滑りベアリング４は摺動によって摩耗が大きくなりやすい。しかしこの実施例では、滑りベアリング４が隙間７に封入された粘性流体８によって潤滑されるので、摩耗を受けにくく、その耐久性が向上される。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によると、次のような効果が実現される。
（１） カップリング部が捩り方向に共振した時に粘性流体の粘性ダンピング作用によってプーリの振動変位量の増大が抑えられるので、ストッパを設けた場合のような干渉音を発生することなくカップリング部の第一のエラストマ部材の大変形が有効に防止される。
（２） プーリをトーショナルダンパ部の環状質量体の外周に同心的に支持する滑りベアリングが粘性流体で潤滑されるので、その耐久性が向上する。
（３） 前記粘性流体の粘性ダンピングによって、トーショナルダンパ部による制振力が向上する。
【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一実施例を、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【図２】従来のトルク変動吸収ダンパの一例を、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【図３】上記従来例を、図２におけるＩＩＩ −ＩＩＩ 線位置で切断して示す部分的な断面図である。
【符号の説明】
１ ハブ
１１ 径方向部
１２ 外径筒状部
２ カップリング部
２１ 第一のエラストマ部材
２２ プーリ
２２ａ，２２ｂ Ｖプーリ溝
２３，２４，３３ スリーブ
３ トーショナルダンパ部
３１ 第二のエラストマ部材
３２ 環状質量体
４ ベアリング
５ 仕切板
６ シール部材
７ 隙間
８ 粘性流体
９ オイルシール

Claims (3)

1. エンジンのクランクシャフトに取り付けられるハブ（１）の外周に第一のエラストマ部材（２１）を介してプーリ（２２）を捩り変位自在に連結したカップリング部（２）と、
   前記プーリ（２２）の内周に配置した環状質量体（３２）を前記ハブ（１）の外周に前記第一のエラストマ部材（２１）と軸方向に並んだ第二のエラストマ部材（３１）を介して捩り変位自在に連結した構造であって前記カップリング部（２）と異なる固有振動数を有するトーショナルダンパ部（３）と、
   前記第一のエラストマ部材（２１）とトーショナルダンパ部（３）との間であって前記プーリ（２２）側とトーショナルダンパ部（３）との間に形成された隙間（７）に封入された粘性流体（８）と、
   を備えることを特徴とするトルク変動吸収ダンパ。
2. 粘性流体（８）を封入した隙間（７）が、
   プーリ（２２）の内周面に密接嵌着されトーショナルダンパ部（３）の側面に沿って径方向に延在された仕切板（５）と、
   この仕切板（５）の内径とハブ（１）との間に摺動自在に介在されたシール部材（６）との間に延在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。
3. プーリ（２２）の内周面と環状質量体（３２）の外周面との間に滑りベアリング（４）が介在され、
   粘性流体（８）を封入した隙間（７）が前記滑りベアリング（４）の介在部分に連通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。

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