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CN107614926A - 旋转波动吸收减震器 - Google Patents

旋转波动吸收减震器 Download PDF

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CN107614926A
CN107614926A CN201680028546.5A CN201680028546A CN107614926A CN 107614926 A CN107614926 A CN 107614926A CN 201680028546 A CN201680028546 A CN 201680028546A CN 107614926 A CN107614926 A CN 107614926A
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Abstract

本发明提供一种无需大型化就可以提高扭矩传递力以及防震性能的旋转波动吸收减震器。该旋转波动吸收减震器具备：轮轴(10)；带轮主体(31)，配置为与该轮轴(10)同心且能够相对旋转的状态；以及接合橡胶(32)，将轮轴(10)侧与带轮主体(31)侧以彼此在圆周方向上能够发生相对位移的方式连结，在轮轴(10)沿圆周方向以规定间隔设置有多个第一突起(15)，在带轮主体(31)沿圆周方向以规定间隔设置有位于多个第一突起(15)之间的多个第二突起(36)，在接合橡胶(32)形成位于第一突起(15)与第二突起(36)之间的缓冲部(321)。当轮轴(10)与带轮主体(31)在圆周方向上的相对位移量为规定值以上时，第一突起(15)与第二突起(36)从圆周方向两侧接触缓冲部(321)。

Description

旋转波动吸收减震器
技术领域
本发明涉及在经由带向旋转机器传递扭矩的带轮设置有吸收旋转波动的机构的旋转波动吸收减震器。
背景技术
在设置于汽车引擎的曲轴前端的带轮上，设置有用于吸收旋转波动从而使对辅机等的驱动力平稳化的旋转波动吸收减震器。图5示出了下面的专利文献1公开的现有技术所涉及的旋转波动吸收减震器的一个例子，即，这种旋转波动吸收减震器100具备安装在未图示的曲轴的轴端并与该曲轴一体旋转的轮轴110、安装在该轮轴110上的动态减震部120以及接合部130。
动态减震部120具有将轮轴110的外筒部111与配置在其外周的环状质量体122经由减震橡胶121弹性连结的构造。另外，接合部130由带轮主体131以及接合橡胶133构成，其中，该带轮主体131经由轴承132可旋转地被支撑在轮轴110的外筒部111上，该接合橡胶133弹性连结在嵌合于轮轴110的内筒部112的外周面的套筒113与带轮主体131的支撑筒部131a之间。在带轮主体131上卷绕未图示的驱动带，经由该驱动带向交流发电机、水泵等各种辅机传递曲轴的驱动力。
即，这种旋转波动吸收减震器100以下述方式发挥减震功能：将从曲轴向轮轴110输入的扭矩在接合部130通过接合橡胶133的扭转方向剪切变形作用吸收旋转波动并传递给带轮主体131，并且，由减震橡胶121以及环状质量体122构成的弹力-质量体系的动态减震部120在曲轴的共振频率区域内向扭转方向共振，从而动态吸收曲轴的共振。
另外，通过降低接合部130的接合橡胶133的扭转方向弹性常数，能够提高引擎的常用旋转区域内的旋转波动吸收性能，但是，在该情况下，会降低接合橡胶133的耐久性而易于破损。因此，为了以防万一，在接合橡胶133破损的情况下也能够维持经由带向辅机传递驱动力的机能而设置有止动机构134，通过朝向圆周方向的细长的孔134a以及动态嵌入其中的突起134b来限制轮轴110与带轮主体131的圆周方向上的相对位移。
因此，在现有的旋转波动吸收减震器100中，从构造上来看，止动机构134比较小，在接合橡胶133正常发挥作用的状态下，止动机构134基本上是不发挥作用的保险构造，在接合橡胶133破损的情况下，孔134a的圆周方向端部与突起134b发生金属接触或者经由较薄的橡胶层接触，从而维持驱动力传递功能(参照以下专利文献)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：实用新型登记第2605662号公报
然而，现有的汽车行驶用引擎通常是通过与曲轴的飞轮连接的启动发电机启动，但是，近年来正在普及停止行驶时停止引擎空转的空转停止车，在这种空转停止车中，经由带接受来自引擎的曲轴的旋转力进行发电的交流发电机作为启动发电机能够使曲轴开始旋转(下面称为发电机启动引擎)。
在这种发电机启动引擎的曲轴上使用上述旋转波动吸收减震器100的情况下，通过交流发电机(兼任发电机的电动机即电动发电机)经由驱动带以及旋转波动吸收减震器100启动具有较大扭矩的引擎，因此，会在旋转波动吸收减震器100的接合橡胶133上施加强大的扭矩。因此，如上所述，为了确保优异的旋转波动吸收性能，基本上会降低旋转波动吸收减震器100的接合橡胶133的扭转方向弹性常数，因此，经由驱动带从电动发电机输入的启动扭矩会使接合橡胶133较大扭转，因此，止动机构134的孔134a的圆周方向端部与突起134b发生金属接触或者经由设置在孔134a的内面等的薄橡胶层(未图示)接触，向轮轴110侧传递启动扭矩。由此，每当输出来自电动发电机的启动扭矩时就会产生撞击声，并且，经由止动机构134传递震动以及旋转波动，可能会使防震性能变差而破坏安静效果。
因此，现有技术中通常使止动机构134不发挥作用，仅在接合橡胶133破损的情况下使止动机构134发挥作用而仅用于维持驱动力传递机能的保险机能。
另外，为了防止止动机构134发挥作用时防振性能变差，考虑用厚橡胶层覆盖止动机构134，为了避免接触时应力集中考虑扩大橡胶层的接触面积，但是，在该情况下，可能会使旋转波动吸收减震器100的尺寸大型化，难以确保安装空间。
发明内容
本发明鉴于上述问题点而作出，其技术课题在于提供无需大型化就能够提高扭矩传递力以及防震性能的旋转波动吸收减震器。
本发明为了解决上述技术课题，采用以下手段。
即，本发明所涉及的旋转波动吸收减震器的特征在于，具备：轮轴；带轮主体，配置为与该轮轴同心且能够相对旋转的状态；以及接合橡胶，将所述轮轴侧与所述带轮主体侧以彼此在圆周方向上能够发生相对位移的方式连结，在所述轮轴沿圆周方向以规定间隔设置有多个第一突起，在所述带轮主体沿圆周方向以规定间隔设置有位于所述多个第一突起之间的多个第二突起，在所述接合橡胶形成有位于所述第一突起与所述第二突起之间的缓冲部，当所述轮轴与所述带轮主体的圆周方向上的相对位移量为规定值以上时，所述第一突起与所述第二突起从圆周方向两侧接触所述缓冲部。
在上述结构中，当输入传递扭矩引起的轮轴与带轮主体在圆周方向上的相对位移量小于规定值时，通过接合橡胶的圆周方向剪切变形将弹性常数保持在较低状态，当轮轴与带轮主体在圆周方向上的相对位移量为规定值以上时，接合橡胶的缓冲部通过从其圆周方向两侧接触的轮轴的第一突起以及带轮主体的第二突起而受到压缩，因此，在确保较大的扭矩传递力的同时确保所需的防振性，并且，相对于第一突起以及第二突起，接合橡胶的缓冲部的接触面积以及圆周方向的体积足够大，因此，可以减小从第一突起以及第二突起受到压缩时的应力。
根据本发明所涉及的旋转波动吸收减震器，不会导致大型化，在接合橡胶处于通常扭转变形范围内的状态下也能够抑制接合橡胶的过度变形，并且维持优异的防震性能，提高扭矩传递力。
附图说明
图1是从引擎的前侧观察本发明所涉及的旋转波动吸收减震器的优选实施方式的正视图。
图2是沿图1的II-II’线的截面图。
图3是沿图1的III-III’线的截面图。
图4是从引擎的前侧观察本发明所涉及的旋转波动吸收减震器的优选实施方式中的第一突起以及第二突起的形状变形例的正视图。
图5是从引擎的前侧观察现有旋转波动吸收减震器的一个例子的正视图。
符号说明
1 旋转波动吸收减震器
10 轮轴
15 第一突起
20 动态减震部
22 环状质量体
23 减震橡胶
30 接合部
31 带轮主体
32 接合橡胶
321 缓冲部
322 动态嵌入凹部
36 第二突起
具体实施方式
下面，参照图1～图3，对本发明所涉及的旋转波动吸收减震器的优选实施方式进行说明。此外，以下说明中所使用的“正面侧”是指图2的左侧，即车辆的前侧，“背面侧”是指图2的右侧，即存在未图示的引擎的一侧。
该旋转波动吸收减震器1具备安装在汽车引擎的曲轴(未图示)的端部的轮轴10、彼此串联安装于该轮轴10的动态减震部20以及接合部30。
轮轴10由金属构成，并且如图2以及图3所示，具备固定在曲轴的安装筒部11、从那里经由台阶部12向正面侧延伸的支撑筒部13、以及从该支撑筒部13的正面侧的端部向外径侧展开的颚部14。附图标记11a是形成在安装筒部11的内周面的键槽。
动态减震部20具有经由环状的减震橡胶23将轮轴10与配置在其外周的金属制的环状质量体22弹性连结的构造。详细地讲，环状质量体22具有支撑筒部22a、从其背面侧的端部向径向延伸的背面端壁部22b、以及从其内径端向正面侧延伸并位于轮轴10的支撑筒部13的外周侧的被支撑筒部22c，在轮轴10的支撑筒部13的外周面以适当的过盈量压入嵌合的金属制的套筒21的外周面与环状质量体22的被支撑筒部22c内周面之间一体成形有由橡胶弹性体(橡胶材料或者具有橡胶态弹性的合成树脂材料)构成的减震橡胶23。
对于动态减震部20的扭转方向(圆周方向)的固有振动数，通过环状质量体22的圆周方向惯性质量以及减震橡胶23的扭转方向剪切弹性常数进行调谐，以使得与曲轴的扭转角度最大的振动数值域、即引擎的机器振动引起的曲轴扭转方向的共振频率一致。
接合部30具有将带轮主体31与动态减震部20的环状质量体22经由接合橡胶32以彼此能够在圆周方向上发生相对位移的方式连结的构造。此外，从接合橡胶32观察，动态减震部20是轮轴10侧的部件，即，接合橡胶32将带轮主体31与轮轴10侧的环状质量体22连结。
详细地讲，带轮主体31经由滑动轴承35以能够相对旋转的方式被支撑在动态减震部20的环状质量体22的支撑筒部22a的外周面，在外周面形成有用于卷绕未图示的驱动带的多V槽31a，具有经由从正面侧的端部向径向延伸的端壁部31b而围绕插入至环状质量体22的支撑筒部22a的内周侧的被支撑筒部31c。
另外，接合橡胶32是在环状质量体22的被支撑筒部22c的外周面以适当的过盈量压入嵌合的金属制的内周套筒33与带轮主体31的被支撑筒部31c的内周面以适当的过盈量压入嵌合的金属制的外周套筒34之间由橡胶弹性体一体硫化成型的，其扭转方向剪切弹性常数充分低于减震橡胶23，并且，向扭转方向的容许变形量较大。
如图1以及图3所示，在轮轴10的颚部14上沿圆周方向以规定间隔(图1所示的例子为间隔120度)设置有从其外周端突出的多个(图1所示的例子中为3个)第一突起15，在带轮主体31上沿圆周方向以规定间隔(图示的例子为间隔120度)设置有从其端壁部31b的内周端突出的位于各第一突起15之间的多个(图1所示的例子为3个)第二突起36。因此，在自由状态下，第一突起15与第二突起36在圆周方向上以等间隔(图1所示的例子为间隔60度)存在。
如图2所示，在接合橡胶32上沿圆周方向以规定间隔(图1所示的例子为60度间隔)形成有位于内周套筒33与外周套筒34之间的沿径向延伸的多个(相当于第一突起15与第二突起36的和的数量，图1所示的例子为6个)缓冲部321，在各缓冲部321之间，如图3所示，形成从正面侧凹陷形状的动态嵌入凹部322，分别以动态嵌入的状态收纳第一突起15以及第二突起36。
而且，在自由状态下，第一突起15以及第二突起36分别位于动态嵌入凹部322的圆周方向上的中间位置，即缓冲部321位于第一突起15与第二突起36之间的圆周方向上的中间位置，当输入传递扭矩引起的轮轴10与带轮主体31在圆周方向上的相对位移量为规定值以上时，第一突起15与第二突起36从其圆周方向两侧接触缓冲部321。
在具备以上结构的实施方式的旋转波动吸收减震器1中，轮轴10的安装筒部11安装在未图示的曲轴的轴端，因此与该曲轴一起旋转。并且，曲轴的旋转从轮轴10经由动态减震部20的套筒21、减震橡胶23、环状质量体22、接合部30的套筒33以及接合橡胶32向带轮主体31传递，然后经由卷绕在带轮主体31的多V槽31a中的未图示的驱动带传递给辅机的旋转轴。
并且，动态减震部20在引擎的机器振动引起的曲轴的扭转角度最大的振动数值域在扭转方向共振，该共振产生的扭矩与输入振动的扭矩的方向相反，从而起到动态减震功能，因此，能够有效降低曲轴的扭转角度的峰值。
另外，当输入曲轴的旋转波动时，在轮轴10侧的环状质量体22与带轮主体31之间，接合部30的低弹力接合橡胶32进行扭转方向剪切变形，并且，接合橡胶32在轮轴10与带轮主体31之间与减震橡胶23串联连结，因而该旋转波动吸收减震器1相对于扭转方向具有充足的低弹力，因此，可以有效吸收旋转波动，使得向卷绕在带轮主体31的多V槽31a中的驱动带传递的旋转平稳化。
并且，当轮轴10与带轮主体31在圆周方向上的相对位移量达到规定大小时，在接合橡胶32的各缓冲部321从其圆周方向两侧压接轮轴10侧的第一突起15与带轮主体31侧的第二突起36，因此，接合橡胶32产生的扭转方向弹性常数非线性地上升，起到抑制轮轴10与带轮主体31在圆周方向上发生过大相对位移(接合橡胶32的过度扭转变形)的止动作用。
此时，第一突起15与第二突起36没有进行金属接触，在两者之间夹有接合橡胶32的各缓冲部321，因此，在起到止动作用时不会产生金属接触引发的刺耳噪音。而且，接合橡胶32的缓冲部321与第一突起15以及第二突起36接触后，随着缓冲部32的变形，允许第一突起15以及第二突起36在圆周方向上发生相对位移，即允许轮轴10以及带轮主体31在圆周方向上发生相对位移。因此，在缓冲部32与第一突起15和第二突起36接触起到止动作用的状态下还可以确保所需的防振功能。
并且，能够使第一突起15以及第二突起36与接合橡胶32的各缓冲部321的接触面积足够大，也能够使各缓冲部321在圆周方向上的体积足够大，因此，能够减小第一突起15与第二突起36的压接引起的应力，从而确保优异的耐久性。
其中，例如在经由卷绕于带轮主体31的多V槽31a的驱动带给予旋转力来发电的交流发电机作为启动引擎的启动器发挥作用的情况下，即，在为电动发电机的情况下，启动引擎时，电动发电机的启动扭矩从驱动带经由旋转波动吸收减震器1向曲轴传递。此时，接合橡胶32上施加强大的扭矩，但是，由于这种启动扭矩，与上述情况同样，对于接合橡胶32的各缓冲部321，轮轴10侧的第一突起15与带轮主体31侧的第二突起36从其圆周方向两侧压接，由此，接合橡胶32的扭转方向弹性常数非线性地上升，因此，确保了用于启动曲轴的较大的扭矩传递力。
另外，根据上述结构，接合橡胶32起到了止动机构的作用，因此，不会使旋转波动吸收减震器1的尺寸大型化。
此外，由于旋转波动的输入，在轮轴10侧的环状质量体22与带轮主体31之间接合橡胶32发生扭转方向剪切变形时，形成在接合橡胶32上的各缓冲部321承受斜向变形，因此，当轮轴10与带轮主体31在圆周方向上的相对位移量达到规定大小时，为了使第一突起15与第二突起36以较大的面积接触缓冲部321而有效压缩该缓冲部321，如图4所示，优选使第一突起15以及第二突起36形成为山形或者梯形，并将它们圆周方向两侧面15a、15b、36a、36b设置为与缓冲部321的变形形状相对应的斜面。
另外，在图示的旋转波动吸收减震器1中，接合橡胶32经由轮轴10侧的动态减震部20与轮轴10连结，但是，本发明也能够适用于接合橡胶32以图5的方式与轮轴结合的情况等。

Claims (1)

1.一种旋转波动吸收减震器，其特征在于，具备：
轮轴；
带轮主体，配置为与该轮轴同心且能够相对旋转的状态；以及
接合橡胶，将所述轮轴侧与所述带轮主体侧以彼此在圆周方向上能够发生相对位移的方式连结，
在所述轮轴沿圆周方向以规定间隔设置有多个第一突起，在所述带轮主体沿圆周方向以规定间隔设置有位于所述多个第一突起之间的多个第二突起，在所述接合橡胶形成有位于所述第一突起与所述第二突起之间的缓冲部，当所述轮轴与所述带轮主体在圆周方向上的相对位移量为规定值以上时，所述第一突起与所述第二突起从圆周方向两侧接触所述缓冲部。
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