特開 2024-53823 防音キャップ及び防音キャップを備えたトーショナルダンパ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024053823

(43)【公開日】2024-04-16

(54)【発明の名称】防音キャップ及び防音キャップを備えたトーショナルダンパ

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/12 20060101AFI20240409BHJP

   G10K 11/16 20060101ALI20240409BHJP

   F16F 15/126 20060101ALI20240409BHJP

   G10K 11/162 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

F16F15/12 S

G10K11/16 150

F16F15/126 B

G10K11/16 120

G10K11/162

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022160269

(22)【出願日】2022-10-04

(71)【出願人】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088616

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 一平

(74)【代理人】

【識別番号】100154829

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 成

(74)【代理人】

【識別番号】100132403

【弁理士】

【氏名又は名称】永岡 儀雄

(72)【発明者】

【氏名】成田 信彦

(72)【発明者】

【氏名】塩沼 幸己

【テーマコード（参考）】

5D061

【Ｆターム（参考）】

5D061AA06

5D061AA22

5D061BB31

(57)【要約】

【課題】防音キャップの軸線方向の変更に伴う周辺干渉物との接触による破損を有効に抑制することが可能なトーショナルダンパを提供する。
【解決手段】クランクシャフトに固定される第１円筒部２５及び第１円筒部２５よりも径方向の外側の位置で第１円筒部２５と同心的に設けられる第２円筒部２１を有するハブ２と、振動リング７及びゴム状弾性体６を有するダンパー本体８と、ハブ２の第２円筒部２１の内周面２２に保持された円盤状の防音キャップ３と、を備え、ハブ２は、第２円筒部２１の内周面２２に設けられた環状溝３１を有するとともに、防音キャップ３は、当該防音キャップ３の外周縁部に設けられた、環状溝３１に挿入される環状突起２３を有し、且つ、防音キャップ３は、トーショナルダンパ１の中心軸線Ｘを含む断面において、当該中心軸線Ｘに直交する対称軸Ｙに対して、中心軸線方向Ｘに対称な形状を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸に固定されるハブの円筒部の内周面に保持される円盤状の防音キャップであって、
前記ハブの前記円筒部は、当該円筒部の前記内周面に設けられた環状溝を有するとともに、前記防音キャップは、当該防音キャップの外周縁部に設けられた、前記環状溝に挿入される環状突起を有し、且つ、
前記ハブの中心軸線を含む断面において、当該中心軸線に直交する対称軸に対して、前記中心軸線方向に対称な形状を有する、防音キャップ。

【請求項2】

発泡ウレタン、グラスウール、ロックウール、フェルト、メラミンフォーム、及びポリエチレンテレフタレートファイバーからなる群より選択される少なくとも一種を含む材料からなる、請求項１に記載の防音キャップ。

【請求項3】

クランクシャフトに固定される第１円筒部、及び前記第１円筒部に対して軸線方向にずれ、且つ前記第１円筒部よりも径方向の外側の位置で前記第１円筒部と同心的に設けられる第２円筒部を有するハブと、
前記ハブの前記第２円筒部と同心的に径方向外側に設けられる振動リング、及び前記第２円筒部と前記振動リングとの間に設けられるゴム状弾性体を有するダンパー本体と、
前記ハブの前記第２円筒部の内周面に保持された円盤状の防音キャップと、を備えたトーショナルダンパであって、
前記ハブは、前記第２円筒部の前記内周面に設けられた環状溝を有するとともに、前記防音キャップは、当該防音キャップの外周縁部に設けられた、前記環状溝に挿入される環状突起を有し、且つ、
前記防音キャップは、前記トーショナルダンパの中心軸線を含む断面において、当該中心軸線に直交する対称軸に対して、前記中心軸線方向に対称な形状を有する、トーショナルダンパ。

【請求項4】

前記防音キャップが、発泡ウレタン、グラスウール、ロックウール、フェルト、メラミンフォーム、及びポリエチレンテレフタレートファイバーからなる群より選択される少なくとも一種を含む材料からなる、請求項３に記載のトーショナルダンパ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車や一般産業機械用のエンジン等におけるクランクシャフト（回転駆動軸）に発生する捩じり振動を低減するためのトーショナルダンパに用いられる防音キャップ及びこのような防音キャップを備えたトーショナルダンパに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車や一般産業機械用のエンジンにおけるクランクシャフトには、その捩じり振動を低減させるために、トーショナルダンパが取り付けられている。このようなトーショナルダンパにおいては、エンジン稼動時におけるシリンダ内部の燃焼圧力及びピストンの往復運動により発生するクランクシャフト振動が、クランク軸先端に取り付けられたトーショナルダンパに伝達することで、トーショナルダンパから放射音が発生するという問題が有った。

【0003】

このため、トーショナルダンパ及び背後のエンジンのチェーンケースから放射される騒音や、トーショナルダンパのハブから放射される騒音を遮音する目的で、トーショナルダンパに防音キャップを取り付ける技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

【0004】

特許文献１には、図４に示すような防音キャップ１００３を備えたトーショナルダンパが開示されている。図４は、従来のトーショナルダンパを模式的に示す断面図である。図４に示すように、防音キャップ１００３は、ハブ１００２の筒状部１０２１内周面１０２２に設けた環状突起１０２３と、防音キャップ１００３の外周縁部に設けた環状溝１０３１とを係合し、防音キャップ１００３を軸方向に固定している。また、この防音キャップ１００３は、上述した環状突起１０２３及び環状溝１０３１に円周方向の凹凸（即ち、凹凸係合部１００４）を設けることで、防音キャップ１００３の空転が防止されている。具体的には、凹凸係合部１００４は、環状突起１０２３の複数箇所に設けた係合用突起１２３１と、係合用突起１２３１に対応して環状溝１０３１に設けた係合溝１３１１とより構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８－２６７４１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、図４に示すような防音キャップ１００３を備えたトーショナルダンパは、ハブ１００２の環状突起１０２３に円周方向における凹凸形状を成型する場合、精密鋳造やフライス等による複雑な加工が必要であり、トーショナルダンパが非常に高価なものとなるという問題があった。

【0007】

また、特許文献１にて開示された防音キャップは、図４に示すように、防音キャップ１００３の略中央部にボルト１００１の頭部１０１１を受け入れるための窪み１０３２が設けられている。このような形状の防音キャップ１００３は、トーショナルダンパが回転した際、遠心力によってクランクシャフトの締結ボルト（ボルト１００１）を避けた防音キャップ１００３の中央部構造が外周側へ膨らみ、且つ、防音キャップ１００３の各所に作用する力の合成ベクトルによって防音キャップ１００３の中央部がエンジンとは反対側（例えば、図４の紙面左側）に大きく変形するおそれがあるという問題もあった。例えば、図４に示すような防音キャップ１００３の中央部が変形する方向の先に何らかの干渉物が存在した場合には、その干渉物との接触により、防音キャップ１００３が破損するおそれもある。ここで、図４において、符号１００５はサービス穴を示し、符号１００６はゴム状弾性体を示し、符号１００７はマス部材を示す。

【0008】

このような問題に対して、防音キャップの軸方向の変形が少なく、エンジンルーム内周辺の干渉物との接触が抑制されることで、破損を有効に防止することができる防音キャップの開発が切望されていた。

【0009】

上記の課題に鑑み、本発明によれば、防音キャップの軸方向の変形が抑制され、当該変形に伴う破損を有効に防止することが可能な防音キャップ、及びこのような防音キャップを備えたトーショナルダンパが提供される。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述の課題を解決するため、本発明は、以下の防音キャップ及び防音キャップを備えたトーショナルダンパを提供する。

【0011】

［１］ 回転軸に固定されるハブの円筒部の内周面に保持される円盤状の防音キャップであって、
前記ハブの前記円筒部は、当該円筒部の前記内周面に設けられた環状溝を有するとともに、前記防音キャップは、当該防音キャップの外周縁部に設けられた、前記環状溝に挿入される環状突起を有し、且つ、
前記ハブの中心軸線を含む断面において、当該中心軸線に直交する対称軸に対して、前記中心軸線方向に対称な形状を有する、防音キャップ。

【0012】

［２］ 発泡ウレタン、グラスウール、ロックウール、フェルト、メラミンフォーム、及びポリエチレンテレフタレートファイバーからなる群より選択される少なくとも一種を含む材料からなる、前記［１］に記載の防音キャップ。

【0013】

［３］ クランクシャフトに固定される第１円筒部、及び前記第１円筒部に対して軸線方向にずれ、且つ前記第１円筒部よりも径方向の外側の位置で前記第１円筒部と同心的に設けられる第２円筒部を有するハブと、
前記ハブの前記第２円筒部と同心的に径方向外側に設けられる振動リング、及び前記第２円筒部と前記振動リングとの間に設けられるゴム状弾性体を有するダンパー本体と、
前記ハブの前記第２円筒部の内周面に保持された円盤状の防音キャップと、を備えたトーショナルダンパであって、
前記ハブは、前記第２円筒部の前記内周面に設けられた環状溝を有するとともに、前記防音キャップは、当該防音キャップの外周縁部に設けられた、前記環状溝に挿入される環状突起を有し、且つ、
前記防音キャップは、前記トーショナルダンパの中心軸線を含む断面において、当該中心軸線に直交する対称軸に対して、前記中心軸線方向に対称な形状を有する、トーショナルダンパ。

【0014】

［４］ 前記防音キャップが、発泡ウレタン、グラスウール、ロックウール、フェルト、メラミンフォーム、及びポリエチレンテレフタレートファイバーからなる群より選択される少なくとも一種を含む材料からなる、前記［３］に記載のトーショナルダンパ。

【発明の効果】

【0015】

上述した防音キャップ及びその防音キャップを備えたトーショナルダンパは、防音キャップの軸方向（より具体的には、防音キャップが装着されるハブの中心軸線方向）の変形が抑制され、このような変形に伴う防音キャップの破損を有効に抑制することができる。即ち、防音キャップの遠心力による変形に伴う周辺干渉物との接触による破損を有効に抑制することができる。

【0016】

また、防音キャップは、円筒部（例えば、ハブの第２円筒部）に対する装着機構が非常に簡便であるにも関わらず、その円筒部に対し、防音キャップに作用する遠心力を利用した大きな摩擦力により堅実な装着を実現することができる。このため、従来のトーショナルダンパのように、防音キャップの外周縁部に対して防音キャップの空転を防止するため成型や加工が困難な凹凸形状を設ける必要がない。このため、上述したように構成された防音キャップ及びトーショナルダンパは、生産コストの低減にも大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】トーショナルダンパの実施形態を模式的に示す断面図である。

【図2】図１に示すトーショナルダンパにおける防音キャップの組付け状態を示す断面斜視図である。

【図3】図１に示すトーショナルダンパから防音キャップを取り外した状態を示す断面斜視図である。

【図4】従来のトーショナルダンパを模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

【0019】

以下、本実施形態の防音キャップ及びその防音キャップを備えたトーショナルダンパについて、図１～図３に示すトーショナルダンパ１を例に説明する。本実施形態のトーショナルダンパ１は、図１～図３に示すような、クランクシャフトに締結するハブ２と、振動リング７及びゴム状弾性体６を有するダンパー本体８と、防音キャップ３と、を備えたトーショナルダンパ１である。ここで、図１は、トーショナルダンパの実施形態を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示すトーショナルダンパにおける防音キャップの組付け状態を示す断面斜視図である。図３は、図１に示すトーショナルダンパから防音キャップを取り外した状態を示す断面斜視図である。なお、図１においては、トーショナルダンパ１の中心軸線Ｘを含む面で、トーショナルダンパ１を切断した断面を示している。

【0020】

ハブ２は、クランクシャフトに固定される第１円筒部２５、及び第１円筒部２５に対して軸線方向にずれ、且つ第１円筒部２５よりも径方向の外側の位置で第１円筒部２５と同心的に設けられる第２円筒部２１を有する。第１円筒部２５の内周面側にはボスなどが設けられ、例えば、ボルト（図示せず）によって、クランクシャフトに固定される。第１円筒部２５は、クランクシャフトに直接取り付けられて固定されていてもよいし、クランクシャフトの外周面側に設けられるスリーブなどの部材を介して、ハブ２がクランクシャフトに間接的に取り付けられていてもよい。図１～図３において、符号５は、ハブ２に設けたサービス穴５を示す。トーショナルダンパ１において、防音キャップ３は、ハブ２の第２円筒部２１の内周面２２に保持される。

【0021】

ダンパー本体８は、ハブ２の第２円筒部２１と同心的に径方向外側に設けられる振動リング７、及び第２円筒部２１と振動リング７との間に設けられるゴム状弾性体６を有する。環状に設けられるゴム状弾性体６は、第２円筒部２１の外周面と振動リング７の内周面との間に圧入された状態で設けられている。振動リング７は、動吸振器のマス（質量体）をなすものである。ダンパー本体８は、振動リング７が回転方向に共振することで、クランクシャフトの捩り共振を抑制（別言すれば、吸振）することができる。

【0022】

ゴム状弾性体６は、特に限定されることはないが、例えば、加硫成型により得られたものを挙げることができる。ゴム状弾性体６の材料として、耐久性，耐熱性及び振動低減効果などに優れたエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）などを好適に用いることができる。

【0023】

防音キャップ３は、ハブ２の第２円筒部２１の内周面２２に保持された円盤状のものである。クランクシャフトを締結するハブ２には、軽量化のための開口部が設けられている場合があり、この開口部を通してエンジンチェーンケースの放射音が透過し、車外へ騒音として放出されることがある。また、ハブ２自身が共振した際に、ハブ２自身から共振音が放射され、車外へ騒音として放出されることがある。本実施形態のトーショナルダンパ１は、ハブ２の第２円筒部２１の内周面２２に保持された防音キャップ３を備えているため、上述したような放射音を極めて効果的に遮断することができる。

【0024】

トーショナルダンパ１において、ハブ２は、第２円筒部２１の内周面２２に設けられた環状溝３１を有し、防音キャップ３は、その防音キャップ３の外周縁部に設けられた、環状溝３１に挿入される環状突起２３を有する。即ち、環状溝３１は、第２円筒部２１の内周面２２を周回するように環状に形成された溝（窪み）である。一方、環状突起２３は、防音キャップ３の外周縁部から径方向外側に伸びるように形成された環状の突起である。このように構成された第２円筒部２１の環状溝３１に、防音キャップ３の環状突起２３を嵌め合わせることで、防音キャップ３をトーショナルダンパ１に装着させるための防音キャップ装着部４が構成される。環状溝３１は、特に限定されることはないが、ハブ２の第２円筒部２１の内周面２２に旋盤加工を施すことにより設けることができる。

【0025】

防音キャップ３は、その形状においても特に主要な構成を有している。即ち、防音キャップ３は、図１に示すようなトーショナルダンパ１の断面において、その中心軸線Ｘに直交する対称軸Ｙに対して、中心軸線Ｘ方向に対称な形状を有する。ここで、トーショナルダンパ１の中心軸線Ｘとは、トーショナルダンパ１の回転軸における中心軸線Ｘを意味し、中心軸線Ｘ方向とは、その中心軸線Ｘと平行な方向、例えば、図１において、紙面の左右方向（即ち、対称軸Ｙに直交する方向）を意味する。以下、上述した中心軸線Ｘ方向については、単に「軸方向」ということがある。

【0026】

防音キャップ３を、上述したような対称軸Ｙに対して対称な形状とすることで、防音キャップ３に作用する遠心力によって防音キャップ３を外周方向に変形させることができる。例えば、ハブ２の中央部付近では、防音キャップ３は外周に向かって変形し、ハブ２の外周部付近では更に外周に向かって変形する。そして、ハブ２の最外周部に相当する部分では、上述した防音キャップ３の連鎖的な全ての変形が集約され、ハブ２の最外周部にて最も大きな力で第２円筒部２１の内周面２２に密着する。このような遠心力による密着効果によって、防音キャップ３と第２円筒部２１の内周面２２とに大きな摩擦力が生じ、防音キャップ３が空転することなく、第２円筒部２１の内周面２２に保持させることができる。また、例えば、図４に示す従来の防音キャップ１００３のように、防音キャップ１００３の空転を抑制するための円周方向の凹凸形状（即ち、凹凸係合部１００４）を作り込む必要がない。図４に示すような防音キャップ１００３の凹凸係合部１００４は、成型や加工が困難な形状となり製造コストの増大を招来する。一方で、図１～図３に示すようなトーショナルダンパ１は、防音キャップ３の形状及びその装着機構が非常に簡便であり、生産コストの低減にも大きく寄与する。

【0027】

また、防音キャップ３は、これまでに説明したような防音キャップ３の対称性によって軸方向における変形が極めて有効に防止される。このため、防音キャップ３と周辺干渉物（例えば、エンジンルーム内周辺の干渉物）との接触が抑制され、当該接触に伴う破損を有効に防止することができる。

【0028】

防音キャップ３は、例えば、ゴム又は樹脂状弾製材で成型されたものを挙げることができる。防音キャップ３を上述したような弾性材製とすることで、防音キャップ３の環状突起２３を第２円筒部２１の内周面２２の環状溝３１に嵌め込むこと、及び嵌めこんだ状態から防音キャップ３を取り外すこと、が容易となる。

【0029】

防音キャップ３は、特に制限されることはないが、発泡ウレタン、グラスウール、ロックウール、フェルト、メラミンフォーム、及びポリエチレンテレフタレートファイバーからなる群より選択される少なくとも一種を含む材料からなるものであることが好ましい。

【0030】

なお、これまでに説明したように、防音キャップ３は、図１に示すような断面において、対称軸Ｌに対して、中心軸線Ｘ方向に対称な形状を有するものであるが、この中心軸線方向Ｘにおける対称性は、図面公差程度の幾何公差が許容される。防音キャップ３に許容される幾何公差は、基準寸法からの差（許容差）で表すことができ、基準寸法を１００とした場合、１００±０．２～０．３程度の公差が許容される。

【0031】

以上が本実施形態の説明である。なお、本実施形態では、クランクシャフト等のシャフトの端部に取り付けられるトーショナルダンパについて説明しているが、本実施形態のトーショナルダンパはこれに限定されることはない。本実施形態のトーショナルダンパは、例えば、自動車、建設機械、船舶等のクランクシャフトのみならず、エンジンのカムシャフトや、その他の装置の種々の回転軸における捩じれ振動を低減するためのトーショナルダンパに適用することができる。また、これまでに説明した防音キャップは、トーショナルダンパ機構を有さないクランクプーリに対して適用することも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0032】

本発明の防音キャップ及びトーショナルダンパは、自動車や一般産業機械用のエンジン等におけるクランクシャフト（回転駆動軸）に発生する捩じり振動を低減するために利用することができる。

【符号の説明】

【0033】

１：トーショナルダンパ
２：ハブ
３：防音キャップ
４：防音キャップ装着部
５：サービス穴
６：ゴム状弾性体
７：振動リング
８：ダンパー本体
２１：第２円筒部
２２：内周面
２３：環状突起
２５：第１円筒部
３１：環状溝
１００１：ボルト
１００２：ハブ
１００３：防音キャップ
１００４：凹凸係合部
１００５：サービス穴
１００６：ゴム状弾性体
１００７：マス部材
１０１１：頭部
１０２１：筒状部
１０２２：内周面
１０２３：環状突起
１０３１：環状溝
１０３２：窪み
１２３１：係合用突起
１３１１：係合溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】