JPH11210834A - トルク変動吸収ダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワンウェイクラッチ機構を別途に設ける必要
がなく簡素な構造のトルク変動吸収ダンパを提供する。 【解決手段】 ハブ１とプーリ本体３とを弾性的に連結
してなるカップリング部５が、前記筒状部１２の外周面
に一体的に加硫接着された第二のエラストマ部材５１及
びこの第二のエラストマ部材５１に埋設されたコイルス
プリング５２からなり、コイルスプリング５２は一端が
ハブ１側に固定され、そこから第二のエラストマ部材５
１の内部を回転方向と反対側へ螺旋状に延びて他端５２
ｂがプーリ本体３側に固定される。回転方向への捩り入
力においては、カップリング部５のコイルスプリング５
２が縮径を伴う捩り変形がハブ１の筒状部１２によって
規制されるので、ハブ１からプーリ本体３への１００％
のトルク伝達が行われ、逆方向の捩り入力においては、
カップリング部５の捩り変形が許容されるので、トルク
変動が有効に吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関等におけ
る駆動軸のトルクを他の回転機器へ伝達するプーリに設
けられ、伝達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】自動車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設けられる。

【０００３】従来技術によれば、この種のトルク変動吸
収ダンパは、クランクシャフトの軸端に取り付けたハブ
とその外周にベアリングを介して円周方向相対変位可能
な状態に配置されたプーリ本体を弾性的に連結している
エラストマからなるカップリング部材と、前記ハブに、
エラストマ部材を介して環状質量体を弾性的に連結した
構造の動的吸振部を設けた構造を備える。すなわち前記
カップリング部材は、ハブとプーリ本体との間で捩り変
形を受けることによってクランクシャフトからの伝達ト
ルクの変動を吸収し、前記動的吸振部は、所定の振動数
域においてクランクシャフトの捩り振動と異なる位相で
共振することによって、クランクシャフトの捩り振動を
低減するものである。

【０００４】また、この種のトルク変動吸収ダンパに
は、ハブとプーリ本体との間に、クランクシャフトの駆
動方向にのみトルク伝達作用を有し逆方向に対しては自
由状態となるワンウェイクラッチ機構が構成されたもの
がある。すなわち、起動時や急加速等によるトルクの急
激な上昇の際には、ハブとプーリ本体がワンウェイクラ
ッチ機構を介して接続状態となってトルク伝達が行われ
るので、カップリング部のエラストマ部材がトルク上昇
による過大な捩り変形を受けて破損するのを防止するこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなトルク変動吸収ダンパは、ハブとプーリ本体がワ
ンウェイクラッチ機構を構成しているため、構造や形状
が複雑になるといった問題が指摘される。

【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、ワン
ウェイクラッチ機構を備えるトルク変動吸収ダンパの性
能を簡素な構造で実現することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題を有
効に解決するための手段として、本発明に係るトルク変
動吸収ダンパは、駆動軸に取り付けられるハブとその筒
状部の外周に円周方向相対変位可能な状態に配置された
プーリ本体とを弾性的に連結してなるカップリング部
と、前記ハブに第一のエラストマ部材を介して環状質量
体を円周方向相対変位可能な状態に連結した構造の動的
吸振部とを備え、前記カップリング部が、前記筒状部の
外周面に配置された円筒状の第二のエラストマ部材及び
この第二のエラストマ部材に埋設されたコイルスプリン
グからなり、前記コイルスプリングは一端が前記ハブ側
に固定され、この一端から前記第二のエラストマ部材の
内部を駆動軸の回転方向と反対側へ螺旋状に延び他端が
前記プーリ本体側に固定されたものとする。

【０００８】上記構成において、動的吸振部は、所定の
振動数域において駆動軸の捩り振動と所定の位相差で共
振することによって、駆動軸の捩り振動自体を低減する
ものである。

【０００９】カップリング部は、駆動軸の回転方向に対
する順方向の捩り入力、すなわちプーリ本体よりもハブ
が先行回転しようとする捩り入力の際には、コイルスプ
リングが縮径される方向に捩り変形力を受ける。これ
は、コイルスプリングが、ハブ側に固定された一端から
プーリ本体側に固定された他端へ向けて、駆動軸の回転
方向と反対側へ螺旋状に延びる形状を有するからであ
る。しかし、コイルスプリングの縮径を伴う捩り変形は
その内周に存在するハブの筒状部によって阻止されるの
で、このような捩り方向へのプーリ本体とハブの円周方
向相対変位は規制され、このコイルスプリングを介して
ハブからプーリ本体へ１００％のトルク伝達が行われ
る。またその作用は、前記筒状部外周面へのコイルスプ
リングの巻き付きによって与えられるものであるため、
干渉音は発生しない。

【００１０】これに対し、駆動軸の回転方向に対する逆
方向の捩り入力、すなわちハブよりもプーリ本体が先行
回転しようとする捩り入力の際には、コイルスプリング
は、上述の形状による特性から、拡径を伴う捩り変形を
受ける。そしてこのようなコイルスプリングの拡径を伴
う捩り変形に対しては、ハブの筒状部による直接の規制
作用がないため、カップリング部はある程度自由状態で
の捩り変形が許容され、コイルスプリングの捩り弾性に
よる振動吸収作用が発揮されると共に、このコイルスプ
リングの変形に伴って捩り変形を受ける第二のエラスト
マ部材の内部摩擦によるクーロン減衰効果が発揮され
る。

【００１１】本発明において一層好ましくは、カップリ
ング部における第二のエラストマ部材がハブの筒状部の
外周面に一体的に接着される。このようにすれば、第二
のエラストマ部材のバネ定数が前記筒状部と非接着の場
合に比較して増大するので、駆動回転方向と逆方向の捩
り力に対する強度が大きくなり、カップリング部（コイ
ルスプリング及び第二のエラストマ部材）の過大な変形
を有効に抑制することができる。

【００１２】

【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一実施形態その軸心を通る平面で
切断して示す半断面図であり、参照符号１は内燃機関の
クランクシャフト（図示省略）の軸端に取り付けられる
ハブである。このハブ１は鋼板等の金属板をプレス成形
して製作されたものであって、中央に前記クランクシャ
フトへの取付部である軸孔１１ａが開設された内周鍔部
１１と、その外周から円筒状に形成された筒状部１２
と、更にこの筒状部１２における前記内周鍔部１１と反
対側から外周側へ形成された外周鍔部１３とを有する。

【００１３】ハブ１の筒状部１２の外周には、ベアリン
グ２を介してプーリ本体３が円周方向相対変位可能な状
態に配置されている。ベアリング２は例えば低摩擦の合
成樹脂材からなるものであって、前記筒状部１２の外周
面に密接されたラジアルベアリング部２１と、ハブ１の
内周鍔部１１寄りの前記ラジアルベアリング部２１の端
部から外周側へ屈曲形成されたスラストベアリング部２
２とを有する断面略Ｌ字形を呈するものである。また、
プーリ本体３は鋼板等の金属板をプレス成形あるいは曲
げ加工して製作されたものであって、前記ラジアルベア
リング部２１の外周面に摺接支持される基筒部３１と、
この基筒部３１の、前記内周鍔部１３寄りの端部から外
周側へ形成された径方向部３２と、その外周縁に断面略
Ｖ字形に屈曲形成されたＶプーリ溝部３３とを有する。

【００１４】ハブ１の外周鍔部１３には動的吸振部４が
設けられている。この動的吸振部４は、前記ハブ１の筒
状部１２の外周側に同心的に離間配置された鋼材等から
なる環状質量体４１と、この環状質量体４１をハブ１の
外周鍔部１３に弾性的に連結している環状の第一のエラ
ストマ部材４２からなるものであって、環状質量体４１
の慣性質量と、第一のエラストマ部材４２のバネ定数に
よって所定の捩り方向固有振動数が設定されている。ま
た前記環状質量体４１は、その内周部４１ａがプーリ本
体３におけるＶプーリ溝部３３の内周側の空間内に軸方
向に突出した形状を呈しており、これによって動的吸振
部４による有効な吸振力を得るための所要の質量が確保
されている。

【００１５】プーリ本体３は、その基筒部３１がカップ
リング部５を介してハブ１に弾性的に連結されている。
このカップリング部５は、前記ハブ１の筒状部１２の外
周面に一体的に加硫接着された円筒状の第二のエラスト
マ部材５１及びこの第二のエラストマ部材５１に埋設さ
れたコイルスプリング５２からなる。そして、前記コイ
ルスプリング５２は、図２の斜視図に示す一端５２ａが
ハブ１の外周鍔部１３の内周部に溶接あるいは適当な固
定手段によって固定され、前記第二のエラストマ部材５
１の内部を、図２に示すクランクシャフトの回転方向と
反対側へ螺旋状に延び、他端５２ｂが前記プーリ本体３
の基筒部３１の端部に開設された小孔（又は切欠）３１
ａに挿入されて固定されている。また、コイルスプリン
グ５２は第二のエラストマ部材５１の内周寄りの位置に
偏在し、すなわちハブ１の筒状部１２の外周面にほぼ接
触した状態にある。

【００１６】なお、動的吸振部４における第一のエラス
トマ部材４２と、カップリング部５における第二のエラ
ストマ部材５１は、互いに連続した形状に、あるいは同
時に成形することができる。すなわち所定の金型内に、
筒状部１２の外周にコイルスプリング５２を取り付けた
ハブ１と、環状質量体４１を位置決め配置し、成形用エ
ラストマ材料を賦形することによって、前記第一のエラ
ストマ部材４２及び第二のエラストマ部材５１が図示の
形状に加硫成形・加硫接着される。

【００１７】上述の構成を備えるトルク変動吸収ダンパ
は、内燃機関のクランク室の室壁を貫通したクランクシ
ャフトの軸端にハブ１の内周鍔部１１において装着さ
れ、クランクシャフトと共に回転される。プーリ本体３
のＶプーリ溝部３３には、例えばオルタネータ等の補器
の回転軸に回転トルクを伝達するためのＶベルト（図示
省略）が掛けられる。すなわちクランクシャフトの駆動
力は、ハブ１から、カップリング部５を介してプーリ本
体３へ伝達され、さらにこのプーリ本体３からＶベルト
を介して前記補器の回転軸のプーリに与えられる。

【００１８】自動車等の内燃機関の駆動は、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で回転運
動に変換しているため、この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（捩り振動）を生じる。
そして動的吸振部４は、前記クランクシャフトと共に一
定方向へ回転しながら、ハブ１を介して入力される所定
振動数域の捩り振動によって、この捩り振動と所定の位
相差をもって捩り共振し、すなわちクランクシャフトの
捩り振動周期と同一周期で、かつハブ１の捩り変位を相
殺する方向に、このハブ１に対して環状質量体４１が捩
り方向へ相対的に反復変位し、このような動的吸振作用
によって、クランクシャフトの捩り振動を低減する。

【００１９】ベアリング２は、プーリ本体３がＶベルト
の張力によって偏心することがないように、ラジアルベ
アリング部２１において前記プーリ本体３をハブ１に対
して捩り変位自在に同心支持し、スラストベアリング部
２２においてプーリ本体３の軸方向の挙動を規制（抜け
止め）するものである。そして、ハブ１とプーリ本体３
が互いに捩り変位された場合は、ベアリング２とプーリ
本体３が摺動するのでその運動エネルギの一部が摩擦熱
に変換され、これによる振動減衰効果（クーロン減衰）
が得られる。

【００２０】カップリング部５は、クランクシャフトの
トルク変動に伴って次のような動作をする。まず、例え
ばプーリ本体３に対してハブ１がクランクシャフトの回
転方向へ相対変位する方向に捩り力が入力された場合
は、カップリング部５におけるコイルスプリング５２
は、ハブ１側に固定された一端５２ａとプーリ本体３側
に固定された他端５２ｂがそれぞれ図２に示す矢印Ａ及
びＡ’方向へ相対変位されることになり、このため縮径
を伴う方向に捩り変形を受ける。しかしながら、コイル
スプリング５２の縮径を伴う捩り変形はハブ１の筒状部
１２によって規制されているので、これによってハブ１
がプーリ本体３に対して先行回転するような相対変位が
阻止され、ハブ１からのトルクはそのままコイルスプリ
ング５２を介してプーリ本体３へ伝達される。しかもこ
のとき、ストッパ部材等の衝合動作によってハブ１とプ
ーリ本体３の相対変位を規制する場合のような干渉音が
発生しない。

【００２１】また、上記とは逆にプーリ本体３に対して
ハブ１がクランクシャフトの回転方向と反対側へ相対変
位するような捩り力が入力された場合は、カップリング
部５におけるコイルスプリング５２は、ハブ１側に固定
された一端５２ａとプーリ本体３側に固定された他端５
２ｂがそれぞれ図２に示す矢印Ｂ及びＢ’方向へ相対変
位されることになり、このため拡径を伴う方向に捩り変
形を受ける。そしてハブ１の筒状部１２は、このような
コイルスプリング５２の拡径を伴う捩り変形を直接規制
するものではなく、第二のエラストマ部材５１の弾性に
よってある程度の拡径を伴う捩り変形が許容されている
ので、コイルスプリング５２の捩り方向の弾性変形によ
ってトルク変動が有効に吸収される。一方、第二のエラ
ストマ部材５１には変形に伴う内部摩擦によって、コイ
ルスプリング５２の変形動作に対する適当な減衰力が発
生する。

【００２２】また、第二のエラストマ部材５１はハブ１
に加硫接着されていることによってバネ定数が大きなも
のとなっており、コイルスプリング５２を弾性的に拘束
してその過大な捩り変位を抑制する。

【００２３】なお、本発明は、図示の実施形態によって
限定的に解釈されるものではない。例えばカップリング
部５におけるコイルスプリング５２は、必ずしもハブ１
の筒状部１２の外周面と接触している必要はなく、すな
わち前記筒状部１２とコイルスプリング５２との間に第
二のエラストマ部材５１の一部が介在していても構わな
い。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係るトルク変動吸収ダンパで
は、ハブとプーリ本体とを弾性的に連結しているカップ
リング部が、回転方向への捩り入力時には１００％のト
ルク伝達を行い、回転方向とは逆方向の捩り入力時には
コイルスプリング及び第二のエラストマ部材の変形によ
ってトルク変動を吸収するといった機能を有するため、
ワンウェイクラッチ機構等を別途に設ける場合に比較し
て簡素な構造とすることができ、しかも、硬質部材同士
が円周方向に衝合することによってプーリ本体とハブの
円周方向相対変位を規制するストッパやワンウェイクラ
ッチを設けた場合のような干渉音が発生しないといった
優れた効果が実現される。

【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好ましい
一実施形態を軸心を通る平面で切断して示す半断面図で
ある。

【図２】上記実施形態におけるカップリング部のコイル
スプリングの動作を示す概略的な斜視図である。

【符号の説明】

１ ハブ １１ 内周鍔部 １１ａ 軸孔 １２ 筒状部 １３ 外周鍔部 ２ ベアリング ２１ ラジアルベアリング部 ２２ スラストベアリング部 ３ プーリ本体 ３１ 基筒部 ３１ａ 小孔 ３２ 径方向部 ３３ Ｖプーリ溝部 ４ 動的吸振部 ４１ 環状質量体 ４１ａ 内周部 ４２ 第一のエラストマ部材 ５ カップリング部 ５１ 第二のエラストマ部材 ５２ コイルスプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸に取り付けられるハブ（１）とそ
   の筒状部（１２）の外周に円周方向相対変位可能な状態
   に配置されたプーリ本体（３）とを弾性的に連結してな
   るカップリング部（５）と、 前記ハブ（１）に第一のエラストマ部材（４２）を介し
   て環状質量体（４１）を円周方向相対変位可能な状態に
   連結した構造の動的吸振部（４）とを備え、 前記カップリング部（５）が、前記筒状部（１２）の外
   周面に配置された円筒状の第二のエラストマ部材（５
   １）及びこの第二のエラストマ部材（５１）に埋設され
   たコイルスプリング（５２）からなり、 前記コイルスプリング（５２）は一端（５２ａ）が前記
   ハブ（１）側に固定され、この一端（５２ａ）から前記
   第二のエラストマ部材（５１）の内部を駆動軸の回転方
   向と反対側へ螺旋状に延びて他端（５２ｂ）が前記プー
   リ本体（３）側に固定されたことを特徴とするトルク変
   動吸収ダンパ。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、 第二のエラストマ部材（４２）がハブ（１）の筒状部
   （１２）の外周面に一体的に接着されたことを特徴とす
   るトルク変動吸収ダンパ。