JP7013314B2

JP7013314B2 - 回転変動吸収ダンパ

Info

Publication number: JP7013314B2
Application number: JP2018081139A
Authority: JP
Inventors: 信彦成田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2022-01-31
Anticipated expiration: 2038-04-20
Also published as: JP2019190508A

Description

本発明は、回転変動吸収ダンパに関する。本発明の回転変動吸収ダンパは例えば、自動車補機や制御装置、電子装置等を防振支持するために用いられる。また、本発明の回転変動吸収ダンパは例えば、家電や電子機器等の分野で用いられる。

本願出願人は先に、図５に示す回転変動吸収ダンパ５１を提案しており、この回転変動吸収ダンパ５１は、回転軸に取り付けられるハブ５２にダンパゴム５４を介してダンパマス５５を連結したダンパ部５３を備えることから、回転軸の捩り共振による振動を低減することが可能とされ、また、ハブ５２にカップリングゴム５７を介してプーリ５８を連結したカップリング部５６を備えることから、回転軸の回転変動による振動伝達を低減することが可能とされている。

特開２００７－１０７６３７公報

上記回転変動吸収ダンパ５１を車両用エンジンのクランクシャフトに装着する場合、カップリング部５６は、エンジンのアイドリング以上の常用回転域で回転変動吸収作用を発揮するように防振特性が設定される。したがってアイドリングより低い回転数域にカップリング共振系の共振点が設定されることから、エンジン起動時、共振点を通過する際に大きく振動し、カップリングゴム５７に大きな歪みが発生する。

このカップリングゴム５７に発生する歪みは、カップリングゴム５７の耐久性に大きく影響する。したがってエンジン起動時にカップリングゴム５７に大きな歪みが発生するのを抑制する目的で、歪みに対する減衰（ブレーキ）を付与する必要がある。

このため、上記先行技術に係る回転変動吸収ダンパ５１では、軸方向に予圧縮したカップリングゴム５７の反力でスラストベアリング５９を圧縮し摺動時にフリクションを発生させることで減衰を付与している。

しかしながらこのような構造では、減衰が不要な常用回転域でもフリクションによる減衰が発生することから、この不要な減衰がダンパ本来の防振性能に影響を及ぼす可能性がある。

以上より、車両用エンジンのクランクシャフトに装着される回転変動吸収ダンパ５１では、アイドリング未満の共振点通過時に大きな減衰を発揮しカップリングゴム５７の歪みを小さく抑え、その一方で、常用回転域では極力小さい減衰として防振性能に影響を及ぼすことのない特性とすることが望ましい。

本発明は、上記特性を実現することを課題とし、すなわちアイドリング未満の共振点通過時に大きな減衰を発揮しカップリングゴムの歪みを小さく抑えることができ、常用回転域では極力小さい減衰として防振性能に影響を及ぼすことのない特性を実現することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の回転変動吸収ダンパは、ハブに円筒状のカップリングゴムを介してプーリを連結した回転変動吸収ダンパであって、前記カップリングゴムの内周側に位置して前記ハブ側に固定された環状の摺動部材を備え、前記カップリングゴムは、軸方向両端部を固定され、回転時捩り変形したときに軸方向中央部が縮径することにより前記摺動部材に接触することを特徴とする。

また、実施の態様として、上記記載の回転変動吸収ダンパにおいて、前記摺動部材は、樹脂リング、金属リングまたは外周面に樹脂コーティングを施した金属リングよりなるよりなることを特徴とする。

本発明では、カップリングゴムの内周側に環状の摺動部材が設けられ、カップリングゴムが回転時捩り変形したときに摺動部材に接触するものとされているため、カップリングゴムが摺動部材に接触したとき、摺動によるフリクションが発生し、減衰効果が発揮される。カップリングゴムは大きく捩られるほど摺動部材との接触圧が高まるため、フリクションが増大し、減衰効果も増大する。したがってエンジン起動時、カップリングゴムの歪みを摺動部材で抑制し、カップリングゴムの耐久性を向上させることができる。また、微小回転変動である常用回転域では、カップリングゴムが摺動部材に接触しないため、フリクションが発生せず、減衰力が発生しない。したがって減衰力が発生して防振性能に影響を及ぼすと云う事態が発生するのを防止することができる。

実施の形態に係る回転変動吸収ダンパの断面斜視図（Ａ）は同回転変動吸収ダンパの要部断面図、（Ｂ）は同回転変動吸収ダンパの作動状態を示す要部断面図（Ａ）は同回転変動吸収ダンパに備えられる摺動部材の断面図、（Ｂ）は摺動部材の他の例を示す断面図カップリングゴムの変形原理を示す説明図で、（Ａ）は変形前の状態を示す説明図、（Ｂ）は変形中・変形後の状態を示す説明図先行技術に係る回転変動吸収ダンパの断面斜視図

図１に示すように、実施の形態に係る回転変動吸収ダンパ１は、車両用エンジンのクランクシャフト等の回転軸（図示せず）に取り付けられるハブ２を備え、このハブ２にダンパゴム１３を介してダンパマス１４が連結されることによりダンパ部（トーショナルダンパ部）１１が設けられるとともに、ハブ２にカップリングゴム（アイソレーションゴム）２３を介してプーリ２４が連結されることによりカップリング部（アイソレーション部）２１が設けられている。

また、回転変動吸収ダンパ１は、車両用エンジンのクランクシャフト等の回転軸に取り付けられるハブ２を備え、このハブ２にダンパステー１２およびダンパゴム１３を介してダンパマス１４が連結されることによりダンパ部１１が設けられるとともに、ハブ２にダンパステー１２およびカップリングアングル２２ならびにカップリングゴム２３を介してプーリ２４が連結されることによりカップリング部２１が設けられている。

各部品は、以下のように構成されている。

ハブ２は、回転軸に固定される内周筒部２ａを備え、この内周筒部２ａの軸方向一方（図では左方、車両前方側）の端部から径方向外方へ向けて端面部２ｂが一体成形され、端面部２ｂの外周端部から軸方向一方へ向けて外周筒部２ｃが一体成形され、外周筒部２ｃの軸方向一方の端部から径方向外方であってかつ斜めの向きにフランジ部２ｄが一体成形されている。

ダンパステー１２は、ハブ２の外周筒部２ｃの外周側に嵌合される内周筒部１２ａを備え、内周筒部１２ａの軸方向他方（図では右方、車両後方側））の端部から径方向外方へ向けて端面部１２ｂが一体成形され、端面部１２ｂの外周端部から軸方向一方へ向けて外周筒部１２ｃが一体成形されている。

ダンパゴム１３は、円筒状に成形され、ダンパステー１２の外周筒部１２ｃの外周側であってダンパステー１２の外周筒部１２ｃとダンパマス１４との間に圧入嵌合されている。

ダンパマス１４は、ダンパゴム１３の外周側に嵌合される内周筒部１４ａを備え、内周筒部１４ａの軸方向他方の端部から軸方向他方へ向けて外周筒部１４ｂが段違い状に一体成形され、外周筒部１４ｂの外周面に無端ベルトを巻架するためのプーリ溝１４ｃが設けられている。

カップリングアングル２２は、ダンパステー１２の内周筒部１２ａの外周側に嵌合される筒状部２２ａを備え、筒状部２２ａの軸方向他方の端部から径方向外方へ向けてフランジ部２２ｂが一体成形されている。

カップリングゴム２３は、円筒状に成形され、その軸方向一方の端部２３ａをもってプーリ２４に接着（加硫接着）されるとともにその軸方向他方の端部２３ｂをもってカップリングアングル２２のフランジ部２２ｂに接着（加硫接着）されている。またカップリングゴム２３は、その一部のゴム材料がカップリングアングル２２の筒状部２２ａの外周面およびフランジ部２２ｂの軸方向他方の端面に回り込んで成形されることによりそれぞれこれらに被着した被膜部２３ｄ，２３ｅとされている。

プーリ２４は、ダンパマス１４の内周筒部１４ａの外周側に配置される筒状部２４ａを備え、筒状部２４ａの外周面に無端ベルトを巻架するためのプーリ溝２４ｂが設けられている。また、筒状部２４ａの軸方向一方の端部から径方向内方へ向けて端面部２４ｃが一体成形されるとともに端面部２４ｃの内周端部から径方向内方であってかつ斜めの向きに内向きフランジ部２４ｄが一体成形され、内向きフランジ部２４ｄの軸方向他方の端面に上記カップリングゴム２３が接着されている。

また、プーリ２４の内向きフランジ部２４ｄとハブ２のフランジ部２ｄとの間にスラストベアリング３１が介装され、ダンパマス１４の内周筒部１４ａとプーリ２４の筒状部２４ａとの間にラジアルベアリング３２が介装されている。

更にまた、カップリングゴム２３の内周側に位置してハブ２の外周側に環状の摺動部材（フリクションリングまたはフリクションダンパとも称する）３３が固定されており、一層詳細には図２（Ａ）に示すように、ハブ２の筒状部２ｃの外周側にダンパステー１２の内周筒部１２ａ、カップリングアングル２２の筒状部２２ａおよびカップリングゴム２３の被膜部２３ｄを介して環状の摺動部材３３が固定（嵌合）されている。

摺動部材３３は、樹脂リング、金属リングまたは、テフロン（登録商標）コーティング等の、外周面に樹脂コーティングを施した金属リングよりなり、円筒形に成形されている。樹脂は例えばＰＴＦＥやＰＯＭなどとされる。摺動部材３３とその外周側に位置するカップリングゴム２３との間には径方向クリアランスｃが設定されている。そして、カップリングゴム２３が回転時に捩り変形してその軸方向中央部２３ｃが縮径すると図２（Ｂ）に示すように、カップリングゴム２３の軸方向中央部２３ｃが摺動部材３３に接触し、摺動に伴ってフリクションを発生する。摺動部材３３はその外周面を図３（Ａ）に示すように断面円弧状の湾曲面として形成されているが、図３（Ｂ）に示すように円筒面（軸方向端部は面取りされている）として形成されても良い。摺動部材３３の外周面を断面円弧状の湾曲面とする場合には湾曲の度合い如何によって、接触開始のタイミング（フリクション発生のタイミング）や接触圧の大きさ（フリクションの大きさ）を微妙に調整することが可能とされる。

尚、カップリングゴム２３は図４（Ａ）に示すように、当初、円筒形であるところ、その軸方向端部２３ａ，２３ｂがそれぞれプーリ２４およびカップリングアングル２２に固定されるとともに軸方向中央部２３ｃが径方向にフリーとされるため、回転時、捩り変形すると図４（Ｂ）に示すように、軸方向中央部２３ｃが縮径し（矢印ｘ）、その内径が縮小する。したがってカップリングゴム２３が摺動部材３３に接触することになる。図４（Ａ）（Ｂ）はカップリングゴム２３の変形を分かりやすくするため、カップリングゴム２３の構造を模式的に描いている。

上記構成の回転変動吸収ダンパ１においては、回転軸に取り付けられるハブ２にダンパゴム１３を介してダンパマス１４が連結されることによりダンパ部１１が構成されているため、回転軸の捩り共振による振動を低減することができる。また、ハブ２にカップリングゴム２３を介してプーリ２４が連結されることによりカップリング部２１が構成されているため、回転軸の回転変動（トルク変動）による振動伝達を低減することができる。したがって、捩り振動および回転変動の双方を有効に低減することが可能とされている。

また、上記構成の回転変動吸収ダンパ１においては特に、カップリングゴム２３の内周側に環状の摺動部材３３が設けられ、カップリングゴム２３が回転時捩り変形したときに摺動部材３３に接触するものとされているため、カップリングゴム２３が摺動部材３３に接触したとき、摺動によるフリクションが発生し、フリクションによる減衰効果（ブレーキ効果）が発揮される。カップリングゴム２３は大きく捩られるほど摺動部材３３との接触圧が高まるため、フリクションが増大し、減衰効果も増大する。したがってエンジン起動時、カップリングゴム２３に生じる歪みを摺動部材３３によって抑制することができ、カップリングゴム２３の耐久性を向上させることができる。

また、微小な回転変動である常用回転域では、カップリングゴム２３が摺動部材３３に接触しないため、フリクションが発生せず、減衰力も発生しない。したがって減衰力が発生してダンパ１の防振性能に影響を及ぼすと云う事態が発生するのを未然に防止することができる。

尚、上記先行技術（図４）で減衰付与の機能を担ってきたスラストベアリング３１についてはその機能負担が低減されるため、発生する減衰力を小さく設定することが可能とされる。

１回転変動吸収ダンパ
２ハブ
２ａ，１２ａ，１４ａ内周筒部
２ｂ，１２ｂ，２４ｃ端面部
２ｃ，１２ｃ，１４ｂ外周筒部
２ｄ，２２ｂ，２４ｄフランジ部
１１ダンパ部
１２ダンパステー
１３ダンパゴム
１４ダンパマス
１４ｃ，２４ｂプーリ溝
２１カップリング部
２２カップリングアングル
２２ａ，２４ａ筒状部
２３カップリングゴム
２３ａ，２３ｂ端部
２３ｃ中央部
２３ｄ，２３ｅ被膜部
２４プーリ
３１スラストベアリング
３２ラジアルベアリング
３３摺動部材
ｃ径方向クリアランス

Claims

ハブに円筒状のカップリングゴムを介してプーリを連結した回転変動吸収ダンパであって、
前記カップリングゴムの内周側に位置して前記ハブ側に固定された環状の摺動部材を備え、
前記カップリングゴムは、軸方向両端部を固定され、回転時捩り変形したときに軸方向中央部が縮径することにより前記摺動部材に接触することを特徴とする回転変動吸収ダンパ。
請求項１記載の回転変動吸収ダンパにおいて、
前記摺動部材は、樹脂リング、金属リングまたは外周面に樹脂コーティングを施した金属リングよりなることを特徴とする回転変動吸収ダンパ。