| 【発明の名称】 |
ダンパ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】沼尻 進
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| 【要約】 |
【課題】ダンパ装置の耐久性及び信頼性を向上する。
【解決手段】エンジンのクランク軸等、捩り振動が発生する回転軸と一体に回転するダンパハブに、環状ラバー部材を介して慣性リングを接着してトーショナルダンパを形成する。Ａｉを慣性リング側の放熱面積、αｉを慣性リング側の熱伝達率、Ａｈをダンパハブ側の放熱面積、αｈをダンパハブ側の熱伝達率としたとき、（Ａｉ×αｉ）／（Ａｈ×αｈ）＝０．７〜１．３とする。これによりダンパハブ及び慣性リングと環状ラバー部材との接着部の温度上昇量を略等しくすることができ、耐久性及び信頼性を向上することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジンのクランク軸等に取付けられた円板状のダンパハブと、同ダンパハブの一側面の外周部分に円周方向に適宜の間隔を存し、半径方向に延在して多数突設された冷却フインと、上記ダンパハブの他側面に環状ラバー部材を介して固着された慣性リングとを備え、上記環状ラバー部材が上記ダンパハブの他側面及び慣性リングの対向する側面に、夫々接着固定されたものにおいて、 Ａｉ：慣性リング側放熱面積 Ａｈ：ダンパハブ側放熱面積 αｉ：慣性リング側熱伝達率 αｈ：ダンパハブ側熱伝達率としたとき、（Ａｉ×αｉ）／（Ａｈ×αｈ）＝０．７〜１．３としたことを特徴とするダンパ装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのクランク軸等に生起する捩り振動を低減するダンパ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両用エンジンのクランク軸に、エンジン運転中発生する捩り振動を制振するために、例えば、実公平７−５２９８６号公報に開示されているようなトーショナルダンパ装置が広く採用されている。
【０００３】上記実用新案公報所載のダンパ装置の構造を、図７の断面図及び図８の部分的背面図を参照して説明する。図中、符号１０は総括的にダンパ装置を示し、同ダンパ装置１０は、エンジンのクランク軸（図示せず）に連結されて一体的に回転する円板状のダンパハブ１２と、同ダンパハブ１２の外周部分に環状ラバー部材１４を介して上記クランク軸に対し同心的に連結された慣性リング又は慣性部材１６を備えている。
【０００４】上記慣性リング１６には、図８に詳細に示されているように、円周方向に適宜の間隔を存して半径方向外方に延在した多数の凹溝１８が設けられ、隣接する凹溝１８間の半径方向に延びた隆起部によって冷却フイン２０が形成されている。また、ダンパハブ１２の環状ラバー部材１４より半径方向内方の部分に、同ダンパハブ１２をクランク軸に結合されて一体に回転するクランクプーリ等に対し固着するボルトを挿入するボルト孔２２が穿設されている。
【０００５】エンジンの運転中に、そのクランク軸系に捩り振動が生起すると、クランク軸と一体に回転するダンパハブ１２に対して、慣性リング１６が、環状ラバー部材１４に歪を発生させながら相対回転することにより振動エネルギを吸収して制振機能を生起する。このとき、上記環状ラバー部材１４は歪の発生により発熱し、発生した熱の大部分は、ダンパハブ１２及び慣性リング１６に伝達されて両者の表面から雰囲気内に放散され、残部は、環状ラバー部材１４の外周面及び内周面から直接雰囲気に伝達され放散される。
【０００６】上記環状ラバー部材１４は、ダンパハブ１２及び慣性リング１６との接着面に、先ず下塗りを施し、次にその上に上塗りを行ったのち、所要の加硫接着型を取付けて型内に予め調整されたラバー部材を注入し、加熱下に所要時間保持して加硫接着されるのであるが、ダンパ装置１０の耐久性を向上するためには、環状ラバー部材１４それ自体の高温による耐久性の劣化を防止することと、ダンパハブ１２及び慣性リング１６と環状ラバー部材１４との接着部の高温に対する耐久性を確保することが重要であり、環状ラバー部材１４とダンパハブ１２との接着部、及び環状ラバー部材１４と慣性リング１６との接着部の何れか一方が他方より早く劣化して剥離することによってダンパ装置１０としての寿命が決まることとなるので、ダンパ装置１０の耐久性確保の観点から、環状ラバー部材１４とダンパハブ１２及び慣性リング１６との接着部の耐久性が略同時に消尽するように構成することが重要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に鑑み創案されたもので、上記環状ラバー部材と、ダンパハブ及び慣性リングとの接着部の耐久性を略等しくすることによって、ダンパ装置の耐久性及び信頼性を向上することを、主たる目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明は、エンジンのクランク軸等に取付けられた円板状のダンパハブと、同ダンパハブの一側面の外周部分に円周方向に適宜の間隔を存し、半径方向に延在して多数突設された冷却フインと、上記ダンパハブの他側面に環状ラバー部材を介して固着された慣性リングとを備え、上記環状ラバー部材が上記ダンパハブの他側面及び慣性リングの対向する側面に、夫々接着固定されたものにおいて、 Ａｉ：慣性リング側放熱面積 Ａｈ：ダンパハブ側放熱面積 αｉ：慣性リング側熱伝達率 αｈ：ダンパハブ側熱伝達率としたとき、（Ａｉ×αｉ）／（Ａｈ×αｈ）＝０．７〜１．３としたことを特徴とするダンパ装置を提案するものである。
【０００９】上記本発明の構成により、環状ラバー部材とダンパハブ、及び環状ラバー部材と慣性リングの各接着部の温度上昇量を略等しくして、何れか一方の接着部が他方の接着部より著しく早期に剥離し破損する不具合を解消することにより、ダンパ装置全体としての耐久性、信頼性を向上することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施形態を、図１ないし図６を参照して説明する。（なお、図７及び図８を参照して説明した従来のダンパ装置と、実質的に同一又は対応する部材及び部分には、同一の符号を用い重複説明は省略する。）図１の断面図及び図２の正面図に示された第１の実施形態において、ダンパハブ１２の外周部分一側面には、円周方向に適宜の間隔を存して多数の冷却フイン２４が突設され、複数の冷却フイン２４間に、円周方向の幅が広い台状の冷却フイン２６が配置され、各台状冷却フイン２６には、環状ラバー部材１４を成形する上記型内に予め調製されたラバー材料を注入する注入孔２８が設けられている゜【００１１】また、慣性リング１６は、前記従来のダンパ装置１０と同様の構造を備え、多数の半径方向に延びた凹溝１８間に形成された多数の冷却フイン２０が設けられている。上記ダンパハブ１２は、多数の冷却フイン２４を形成することの容易さ、及び良好な熱伝導性、及び鋳造性等の観点からアルミニウム合金で作ることが好ましく、また、慣性リング１６は、性質上、比重が大きく、強度が優れ、かつ鋳造性が優れた球状黒鉛鋳鉄等によって作られることが好ましい。
【００１２】エンジンの運転中、クランク軸系に捩り振動が生じると、クランク軸と一体に回転するダンパハブ１２に対し慣性リング１６が相対回転し、環状ラバー部材１４が歪むことによって振動エネルギを吸収して制振作用が生起され、振動エネルギは熱に変換される。この結果、環状ラバー部材１４が発熱し、発生熱は大部分ダンパハブ１２及び慣性リング１６を介して外気に放散されると共に、残部は環状ラバー部材１４の外周面及び内周面から直接外気に放散される。
【００１３】図３は、上記ダンパ装置１０の熱発生及び熱伝達状態を示した模式図である。上述したように、振動エネルギを吸収して発熱した環状ラバー部材１４内の温度分布は、図示のように厚さ方向の中央部分で、かつ半径方向中間部分が最も高い温度ＴＡであり、ダンパハブ１２及び慣性リング１６との接着部でＴｈ，Ｔｉとなり、ダンパハブ１２及び慣性リング１６内で若干温度降下して夫々表面温度Ｔｈ′及びＴｉ′となり、さらに熱伝達率αｈ及びαｉをもって外気即ち雰囲気温度Ｔ０に達する。
【００１４】上記熱伝達率αｈ及びαｉは、主としてダンパハブ１２及び慣性リング１６の表面形状即ち冷却フイン２４，２６及び冷却フイン２０の配置、形状等によって異る。いま、ダンパハブ１２の放熱面積をＡｈとし、慣性リング１６の放熱面積をＡｉとすると、ダンパハブ１２側の放熱量は（αｈ×Ａｈ）となり、慣性リング１６側の放熱量は（αｉ×Ａｉ）となる。従って、環状ラバー部材１４とダンパハブ１２との接着部の温度Ｔｈ、及び環状ラバー部材１４と慣性リング１６との接着部の温度Ｔｉは、実質的に上記放熱量（αｈ×Ａｈ）及び（αｉ×Ａｉ）によって定まることとなる。
【００１５】一方、上記環状ラバー部材１４の発熱量をＬとし、同環状ラバー部材の体積をＶ、捩り振動の制振時における歪率をγ、環状ラバー部材のロスファクタをη環状ラバー部材の貯蔵弾性率をＧｄとすると、発熱量Ｌ∝Ｖ×γ２×η×Ｇｄとなる。また、外気即ち雰囲気温度Ｔ０に対するダンパハブ１２及び慣性リング１６との接着部の温度Ｔｈ及びＴｉの温度上昇量をΔＴ、α及びＡをダンパハブ１２及び慣性リング１６の熱伝達率及び放熱面積とすると、ΔＴ∝Ｌ／（α×Ａ）となる。
【００１６】慣性リング１６側のラバー接着部の温度上昇量ΔＴｉと、ダンパハブ１２側のラバー接着部の温度上昇量ΔＴｈとの比は、発熱量Ｌが共通であるので、ΔＴｉ／ΔＴｈ＝（αｉ×Ａｉ）／（αｈ×Ａｈ）となる。図４は、上記ダンパ装置１０のダンパハブ１２側のラバー接着部の温度上昇量及び慣性リング１６側のラバー接着部の温度上昇量の温度上昇量ΔＴを縦軸にとり、比β＝（αｉ×Ａｉ）／（αｈ×Ａｈ）を横軸にとって、夫々の温度上昇量を調べたものである。
【００１７】図中、右上りの曲線Ｘｉは、ダンパハブ１２側のラバー接着部の温度上昇量ΔＴｈを示し、右下りの曲線Ｘ２は、慣性リング１６側のラバー接着部の温度上昇量ΔＴｉを示す。図示のように、上記比β＝（αｉ×Ａｉ）／（αｈ×Ａｈ）が０．７〜１．３の領域Ｙにおいて、ダンパハブ側ラバー接着部の温度上昇量ΔＴｈと慣性リング側ラバー接着部の温度上昇量ΔＴｉとが温度差が少なくて略等しくなり、特にβ＝１近傍では温度上昇量が実質的に同一となる。
【００１８】また、上記領域Ｙ以外の部分、即ちβが０．７未満では、慣性リング側ラバー接着部の温度上昇量ΔＴｉが、ダンパハブ側と較べて著しく大きく、慣性リング１６側のラバー接着部が、ダンパハブ１２側のラバー接着部より早期に剥離し破損する。一方、βが１．３を超える部分では、逆にダンパハブ側ラバー接着部の温度上昇量ΔＴｈが、慣性リング側と較べて著しく大きく、ダンパハブ１２側のラバー接着部が、慣性リング１６側のラバー接着部より早期に剥離し破損することとなり、何れの場合も、ダンパ装置１０の耐久性が損なわれる。
【００１９】次に、図５の断面図及び図６の背面図（図５の矢印ＶＩ方向から視た）は、本発明をダブルマスダンパ装置１００に適用した実施形態を示すものである。図示のように、ダンパハブ１１２は、上記第１実施形態と実質的に同一の構成を備えており、冷却フイン等の各部分には同一符号に１００を加えて示し、詳細な説明は省略する。
【００２０】上記ダンパハブ１１２の冷却フイン１２４を設けた側とは反対側の側面に、慣性質量が相対的に大きい第１慣性リング１１６ａと、慣性質量が相対的に小さい第２慣性リング１１６ｂとが、ダンパハブ１１２の軸線Ｏ−Ｏに対し実質的に同心的に配置され、上記第１及び第２慣性リング１１６ａ及び１１６ｂは、第１及び第２の環状ラバー部材１１４ａ及び１１４ｂを介して夫々加硫接着されている。上記第１及び第２環状ラバー部材１１４ａ及び１１４ｂの接着手法は、前記第１実施形態と実質的に同一である。また、第１及び第２環状ラバー部材１１４ａ及び１１４ｂ間には、円環状の空間１３０が形成され、第１環状ラバー部材１１４ａ及び第１慣性リング１１６ａと、第２環状ラバー部材１１４ｂ及び第２慣性リング１１６ｂとは、上記環状空間１３０によって互いに離隔されている。
【００２１】図６の背面図に示されているように、第１慣性リング１１６ａの第１環状ラバー部材１１４ａとは反対側の環状側面には、円周方向に適宜の間隔を存して配置された多数の凹溝１１８ａと、隣接する凹溝１１８ａ間に形成され半径方向に延在した多数の冷却フイン１２０ａとが設けられている。同様に、第２慣性リング１１６ｂの第２環状ラバー部材１１４ｂとは反対側の環状側面には、円周方向に適宜の間隔を存して配置された多数の凹溝１１８ｂと、隣接する凹溝１１８ｂ間に形成され半径方向に延在した多数の冷却フイン１２０ｂとが設けられている。
【００２２】図５に一点鎖線で囲み符号Ｄ１で示したように、ダンパハブ１１２の上記環状空間１３０より半径方向外方の部分１１２ａと、第１環状ラバー部材１１４ａと、第１慣性リング１１６ａとによって、第１のダンパが形成され、またダンパハブ１１２の上記環状空間１３０より半径方向内方の部分１１２ｂと、第２環状ラバー部材１１４ｂと、第２慣性リング１１６ｂとによって、第２のダンパＤ２が形成されている。第１及び第２ダンパＤ１及びＤ２は、夫々の慣性質量に応じて、エンジンのクランク軸系の夫々相応した捩り振動周波数に主として応動し、良く知られているように、制振効果を生起する。
【００２３】上記第１及び第２ダンパＤ１及びＤ２においても、基本的には、前記第１実施形態で説明した単一慣性質量を有するダンパ装置１０と同様であって、第１ダンパＤ１の場合、ダンパハブ１１２ａの熱伝達率をαｈ１、放熱面積をＡｈ１とし、第１慣性リング１１６ａの熱伝達率をαｉ１、放熱面積をＡｉ１としたとき、比β１＝（αｉ１×Ａｉ１）／（αｈ１×Ａｈ１）を０．７〜１．３とすることによって、第１環状ラバー部材１１４ａとダンパハブ１１２ａとの接着部、及び第１環状ラバー部材１１４ａと第１慣性リング１１６ａとの接着部の温度上昇量を略均等にし、第１ダンパＤ１の耐久性を向上し信頼性を確保することができる。
【００２４】同様に、第２ダンパＤ２の場合、ダンパハブ１１２ｂの熱伝達率をαｈ２、放熱面積をＡｈ２とし、第２慣性リング１１６ｂの熱伝達率をαｉ２、放熱面積をＡｉ２としたとき、比β２＝（αｉ２×Ａｉ２）／（αｈ２×Ａｈ２）を０．７〜１．３とすることによって、第２環状ラバー部材１１４ｂとダンパハブ１１２ｂとの接着部、及び第２環状ラバー部材１１４ｂと第２慣性リング１１６ｂとの接着部の温度上昇量を略同等とし、第２ダンパＤ２の耐久性を向上し、信頼性を確保することができる。
【００２５】なお、上記ダブルマスダンパ装置１００の場合、第１ダンパＤ１と第２ダンパＤ２の何れか一方が、他方より早期に破損すると、ダブルマスダンパ装置１００全体としての耐久性が損なわれることとなるので、上記比β１とβ２はなるべく等しいことが好ましく、β１／β２＝０．７〜１．３程度とすることが望ましい。また同時に、第１ダンパＤ１、第２ダンパＤ２における第１及び第２環状ラバー部材１１４ａ及び１１４ｂの発熱量比を略同等とすることが生産上の観点から望ましく、既に述べたように、ラバー部材の発熱量Ｌ∝Ｖ×γ２×η×Ｇｄであるので、第１環状ラバー部材１１４ａの発熱量Ｌ１と、第２環状ラバー部材１１４ｂの発熱量Ｌ２の比が、Ｌ１／Ｌ２＝０．７〜１．３程度となるように諸元（夫々のラバーの体積、歪率、ロスファクタ、貯蔵弾性率）を設定することが望ましい。
【００２６】なお、本発明は、例示した上記第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々の変更、修正を加え実施することができる。また、本発明は、エンジンのクランク軸以外の捩り振動を生起する種々の回転軸に広く適用し得ることは明らかである。
【００２７】
【発明の効果】叙上のように、本発明に係るダンパ装置は、エンジンのクランク軸等に取付けられた円板状のダンパハブと、同ダンパハブの一側面の外周部分に円周方向に適宜の間隔を存し、半径方向に延在して多数突設された冷却フインと、上記ダンパハブの他側面に環状ラバー部材を介して固着された慣性リングとを備え、上記環状ラバー部材が上記ダンパハブの他側面及び慣性リングの対向する側面に、夫々接着固定されたものにおいて、 Ａｉ：慣性リング側放熱面積 Ａｈ：ダンパハブ側放熱面積 αｉ：慣性リング側熱伝達率 αｈ：ダンパハブ側熱伝達率としたとき、（Ａｉ×αｉ）／（Ａｈ×αｈ）＝０．７〜１．３としたことを特徴とし、ダンパハブと環状ラバー部材との接着部、及び慣性リングと環状ラバー部材との接着部の何れか一方が、他方より早期に熱害により剥離してダンパ装置の耐久性が損なわれる不具合を解消して、ダンパ装置の耐久性及び信頼性を向上し得る効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２８６
【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年７月２４日（１９９８．７．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６５２８２
【弁理士】
【氏名又は名称】広渡 禧彰
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| 【公開番号】 |
特開２０００−４６１１２（Ｐ２０００−４６１１２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月１８日（２０００．２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２４２４４７ |
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