CN105987123A - 离心振子式减振装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种离心振子式减振装置，在不增加惯性质量体的质量和摆动半径的情况下提高减振性能，其具有：输入部件(15)，其被输入来自发动机(E)的旋转；第1惯性质量体(16)，其通过第1连杆部件(22)以能够进行振子运动的方式支承于输入部件；以及第2惯性质量体(17)，其通过第2连杆部件(23)以能够进行振子运动的方式支承于第1惯性质量体，输入部件和第2惯性质量体被相对旋转自如地配置于同一轴线(L)上，因此在输入部件发生旋转变动时，第1惯性质量体利用离心力而相对于输入部件进行振子运动，而第2惯性质量体利用离心力相对于第1惯性质量体进行振子运动，从而第2惯性质量体的振子运动的摆动角(θ′)变得大于第1惯性质量体的振子运动的摆动角(θ)。由此，无需增加第2惯性质量体的质量和摆动半径而能够增加减振力。

Description

离心振子式减振装置

技术领域

本发明涉及离心振子式减振装置，其被配置于发动机和变速器之间，用于减少因所述发动机的旋转变动而发生的振动。

背景技术

关于这种离心振子式减振装置，通过下述专利文献1已知这样的结构：在支承部件的外周分别通过2根臂部件来支承4个惯性质量体，并且通过支承部件、惯性质量体和2根臂部件构成四节平行连杆，从而使惯性质量体相对于支承部件沿着圆弧状的轨迹平行移动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-141018号公报

另外，在离心振子式减振装置中，抑制支承部件的旋转变动的减振扭矩的大小与惯性质量体的质量和惯性质量体的摆动半径成比例，并且在设惯性质量体的摆动角为θ时，减振扭矩的大小与sinθ成比例。因此，为了增大减振扭矩而增加惯性质量体的质量和摆动半径即可，然而，如果增加惯性质量体的质量和摆动半径，则会造成设置有离心振子式减振装置的阻尼器本身的重量和尺寸的增加，因此存在阻尼器自身的惯性质量增加而使得车辆的加速性能降低的问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于在不增加惯性质量体的质量和摆动半径的情况下，提高离心振子式减振装置的减振性能。

为了达成上述目的，本发明第1方面提供一种离心振子式减振装置，其被配置于发动机和变速器之间，用于减少因所述发动机的旋转变动而发生的振动，其特征在于，具有：输入部件，其被输入来自所述发动机的旋转；第1惯性质量体，其通过第1连杆部件而以能够进行振子运动的方式支承于所述输入部件；以及第2惯性质量体，其通过第2连杆部件而以能够进行振子运动的方式支承于所述第1惯性质量体，所述输入部件和所述第2惯性质量体以相对旋转自如的方式同轴地配置。

另外，本发明第2方面提供一种离心振子式减振装置，其基于本发明第1方面的结构，所述第1连杆部件是以旋转自如的方式与在所述第1惯性质量体上形成的第1圆形孔嵌合的圆板状的部件，所述第1连杆部件在相对于其中心偏心的位置处借助于第1销而枢轴支承于所述输入部件上，所述第2连杆部件是以旋转自如的方式与在所述第1惯性质量体上形成的第2圆形孔嵌合的圆板状的部件，所述第2连杆部件在相对于其中心偏心的位置处借助于第2销而枢轴支承于所述第2惯性质量体上。

此外，实施方式的毂部15对应于本发明的输入部件。

发明的效果

根据本发明第1方面的结构，离心振子式减振装置具有：被输入来自发动机的旋转的输入部件；通过第1连杆部件而以能够进行振子运动的方式支承于输入部件上的第1惯性质量体；以及通过第2连杆部件而以能够进行振子运动的方式支承于第1惯性质量体上的第2惯性质量体，输入部件和第2惯性质量体以相对旋转自如的方式同轴地配置，因此在输入部件发生了旋转变动时，第1惯性质量体借助于离心力而相对于输入部件进行振子运动，而第2惯性质量体借助于离心力相对于第1惯性质量体进行振子运动，从而能够产生抑制所述旋转变动的减振力。

此时，第2惯性质量体相对于进行振子运动的第1惯性质量体而进一步进行振子运动，因此第2惯性质量体的振子运动的摆动角大于第1惯性质量体的振子运动的摆动角，从而能够在不增加第2惯性质量体的质量和摆动半径的情况下增加减振力。另外，摆动角较大的第2惯性质量体相比摆动角较小的第1惯性质量体而言能够更为高效地产生减振力，因此如果削减第1惯性质量体的质量并附加给第2惯性质量体，则能够在不会招致质量增加的情况下增加减振力。

另外，根据本发明第2方面的结构，第1连杆部件是以旋转自如的方式与在第1惯性质量体上形成的第1圆形孔嵌合的圆板状的部件，且在相对于其中心偏心的位置处借助于第1销而枢轴支承于输入部件上，第2连杆部件是以旋转自如的方式与在第1惯性质量体上形成的第2圆形孔嵌合的圆板状的部件，且在相对于其中心偏心的位置处借助于第2销而枢轴支承于第2惯性质量体上，因此不同于两端被一对销枢轴支承的一般的棒状连杆部件，由第1、第2连杆部件本身发挥一对销中的一方的功能，从而能够使销的数量减半而削减部件。而且，第1、第2连杆部件被收纳于第1惯性质量体的第1、第2圆形孔的内部，因此相比将一般的棒状的连杆部件沿着第1惯性质量体的侧面配置的情况，能够降低离心振子式减振装置的轴向厚度而实现小型化。

附图说明

图1是被配置于发动机和变速器之间的阻尼器的示意图。

图2是离心振子式减振装置的分解立体图。

图3是沿图1中的3-3线的箭头方向视图(中立状态)。

图4是表示图3中第2惯性质量体相对于毂部而向顺时针方向旋转了θ＝2°的状态的图。

图5是表示图3中第2惯性质量体相对于毂部而向顺时针方向旋转了θ＝4°的状态的图。

图6中，(A)、(B)是离心振子式减振装置的毂部、第1惯性质量体和第2惯性质量体的动作的说明图，其中，(A)表示中立状态，(B)表示旋转了θ＝4°的状态。

图7中，(A)、(B)、(C)、(D)是表示离心振子式减振装置的概念的示意图。

标号说明

E：发动机，T：变速器，15：毂部(输入部件)，16：第1惯性质量体，16a：第1圆形孔，16b：第2圆形孔，17：第2惯性质量体，18：第1销，21：第2销，22：第1连杆部件，23：第2连杆部件。

具体实施方式

以下，根据图1～图7说明本发明的实施方式。

如图1所示，阻尼器D被配置于汽车的发动机E的曲轴11和变速器T的主轴12之间，该阻尼器D具有：连接于曲轴11上的一次飞轮13；通过多个弹簧14…而连接于一次飞轮13上的毂部15；以在圆周方向上相对旋转自如的方式连接于毂部15上的3个第1惯性质量体16…；以及构成与一次飞轮13协作的二次飞轮、且以在圆周方向上相对旋转自如的方式连接于3个第1惯性质量体16…上的环状的第2惯性质量体17。

如图2～图5所示，毂部15是对金属板材进行冲压加工而形成的，其具有环状的支承部15a、以及从支承部15a以120°间隔向径向外侧突出的3个臂部15b…，3个臂部15b…上分别植入设置有第1销18。第2惯性质量体17由通过较厚的金属而形成为环状的重量部件19、以及对金属板材进行冲压加工而得到的支承部件20构成，支承部件20具有环状的支承部20a、以及从支承部20a以120°间隔向径向外侧突出的3个臂部20b…，3个臂部20b…通过焊接等而被固定于重量部件19的一个侧面上。在3个臂部20b…的周向两端植入设置有2根第2销21、21。

通过较厚的金属形成为大致圆弧状的第1惯性质量体16具有在圆周方向中央部贯通的第1圆形孔16a、以及在圆周方向两端部贯通的2个第2圆形孔16b、16b。圆板状的第1连杆部件22以旋转自如的方式而与第1惯性质量体16的第1圆形孔16a嵌合，在相对于第1连杆部件22的中心偏心的位置处形成有第1销孔22a，毂部15的第1销18以旋转自如的方式与第1销孔22a嵌合。圆板状的第2连杆部件23、23分别以旋转自如的方式与第1惯性质量体16的2个第2圆形孔16b、16b嵌合，在相对于第2连杆部件23、23的中心偏心的位置处形成有第2销孔23a、23a，第2惯性质量体17的2个第2销21、21分别以旋转自如的方式与第2销孔23a、23a嵌合。

第1连杆部件22和2个第2连杆部件23、23是能够互换的同一部件，在3个第1惯性质量体16…处于图3所示的中立状态时，在各个第1惯性质量体16上，第1销18和2个第2销21、21相对于这些第1连杆部件22和2个第2连杆部件23、33中心的相位是对齐的。

图6是示意性表示本实施方式的离心振子式减振装置的结构的图。圆板状的第1连杆部件22与1根假想的棒状的连杆部件22′是等效的，连杆部件22′的中心被假想的销24枢轴支承于第1惯性质量体16上，而连杆部件22′的外周部被第1销18枢轴支承于毂部15上。同样地，圆板状的第2连杆部件23、23与2根假想的棒状的连杆部件23′、23′是等效的，连杆部件23′、23′的中心被假想的销25、25枢轴支承于第1惯性质量体16上，连杆部件23′、23′的外周部被第2销21、21枢轴支承于第2惯性质量体17上。

另外，第1惯性质量体16与在中央部呈“へ”字状弯曲的1根棒状的连杆部件是等效的，毂部15与能够绕轴线L独立旋转的1根棒状的连杆部件是等效的，第2惯性质量体17与能够绕轴线L独立旋转的1根“V”字状的连杆部件是等效的。

2根假想的棒状的连杆部件23′、23′、连结2根假想的销25、25的第1惯性质量体16以及连结2根第2销21、21的第2惯性质量体17构成平行四节连杆。

图6的(A)表示第1惯性质量体16和第2惯性质量体17处于中立位置的状态。在从这种状态起对第1惯性质量体16施加了伴随旋转变动的朝图中右方向的荷重时，如图6的(B)所示，第1连杆部件22以第1销18为支点向顺时针方向转动，从而第1惯性质量体16向图中右侧摆动。在第1惯性质量体16向图中右侧摆动时，由于对第2惯性质量体17也会施加伴随旋转变动的朝图中右方向的荷重，因此通过2个第2连杆部件23而连接于第1惯性质量体16上的第2惯性质量体17也相对于毂部15绕轴L向图中右侧转动，但此时2个第2连杆部件23、23以第2销21、21为支点向逆时针方向转动。反之，在对第1惯性质量体16和第2惯性质量体17施加了伴随旋转变动的朝向图中左方向的荷重时，第1惯性质量体16和第2惯性质量体17会与上述情况对称地向图中左侧移动。

这样，在第1惯性质量体16相对于毂部15摆动了角度θ时，第2惯性质量体17会相对于第1惯性质量体16向相同方向摆动角度θ，因此第2惯性质量体17相对于毂部15的摆动角θ′会被放大为θ的2倍即2θ。图6的(B)示出了θ＝4°、θ′＝2θ＝8°的状态。

图3对应于图6的(A)，示出了第1惯性质量体16…和第2惯性质量体17处于中立位置处的状态(θ＝θ′＝0°)，另外，图5对应于图6的(B)，示出了第1惯性质量体16…相对于毂部15向顺时针方向旋转了4°(θ＝4°)、第2惯性质量体17相对于毂部15向顺时针方向旋转了8°的状态(θ′＝2θ＝8°)。图4表示处于图3和图5的中间状态(θ＝2°、θ′＝2θ＝4°)时的状态。

接着，说明具有上述结构的本发明的实施方式的作用。

发动机E的曲轴11的旋转角速度并非恒定的，是在压缩行程中减少而在膨胀行程中增加的，因此会产生与发动机转速成比例的频率的振动。该曲轴11的振动会通过配置于阻尼器D的一次飞轮13和作为二次飞轮的第2惯性质量体17之间的弹簧14…的伸缩而被减振，并且通过第1惯性质量体16…和第2惯性质量体17的振子运动而被减振。

一般的振子借助于重力被向铅直方向下方施力而进行振动，而离心振子式减振装置的第1惯性质量体16…和第2惯性质量体17则借助于离心力而被向径向外侧施力而进行振动，通过使该第1惯性质量体16…和第2惯性质量体17的固有振动频率与希望减振的发动机E的振动频率一致，能够发挥作为动态阻尼器的减振功能。

图7的(B)是将图7的(A)所示的单振子置换为由弹簧和重量体构成的一自由度振动系统的结构。如果设弹簧的弹簧常数为k，设重量体的质量为m，则m和k之比根据振子的长度而确定，因此振子的固有振动频率通过振子的长度而确定。

图7的(C)是将本实施方式的二重振子进行了模型化的图，在被臂26悬吊而振动的第1惯性质量体16上利用臂27悬挂第2惯性质量体17，使第2惯性质量体17沿着导向件28进行振动。图7的(D)是将图7的(C)所示的二重振子置换为由弹簧和2个重量体构成的一自由度振动系统的结构。第2惯性质量体17的振幅A2通过滑轮29和绳30而放大到第1惯性质量体16的振幅A1的2倍。这种情况下，通过调整第2惯性质量体17的质量m′，就能够任意调整振子的固有振动频率。

从固定于毂部15的坐标系来考虑，关于毂部15的简易的(忽视了速度衰减项的)角运动方程式，在设毂部15的惯性质量为I，设毂部15的旋转角速度为ω，设第1惯性质量体16的质量为M，设从轴线L到第1惯性质量体16的安装点(第1销18)为止的半径为R，设从轴线L到第2惯性质量体17的安装点(第2销21、21)为止的半径为R′，设通过第1惯性质量体16的摆动而产生的离心力为F，设通过第2惯性质量体17的摆动而产生的离心力为F′，设第1惯性质量体16相对于毂部15的摆动角为θ，设第2惯性质量体17相对于毂部15的摆动角为θ′，设从发动机E输入到毂部15中的扭矩为τ时，满足I·dω/dt＝τ-R·F·sinθ-R′·F′·sinθ′。

上述式子的右边第2项相当于通过第1惯性质量体16而发产生的减振力矩，右边第3项相当于通过第2惯性质量体17而产生的减振力矩。

在上述式子中，离心力F与第1惯性质量体16的质量M成比例，离心力F′与第2惯性质量体17的质量M′成比例，因此能够通过增加第1惯性质量体16和第2惯性质量体17的质量M、M′来增加减振力矩，从而实现减振性能的提升。另外，能够通过增加第1惯性质量体16的安装点距离轴线L的半径R和第2惯性质量体17的安装点距离轴线L的半径R′来增加减振力矩，从而实现减振性能的提升。然而，如果要通过上述方法增加减振力矩，则会存在招致离心振子式减振装置的重量增加和尺寸变大的问题。

根据本实施方式，在毂部15上以能够进行振子运动的方式支承第1惯性质量体16，并在该第1惯性质量体16上以能够进行振子运动的方式支承第2惯性质量体17，从而使得第2惯性质量体17的摆动角θ′相对于第1惯性质量体16的摆动角θ而放大为θ的2倍即2θ。摆动角θ和摆动角2θ都为不足10゜的锐角，因此sin2θ的值约为sinθ的值的2倍，能够在不增加第2惯性质量体17的质量M′且不增加第2惯性质量体17的安装点的半径R′的情况下，使第2惯性质量体17的振子运动带来的减振力矩增加至大致2倍。

另外，关于基于相同质量而产生的减振力矩，第2惯性质量体17的减振力矩大于第1惯性质量体16的减振力矩，因此通过削减第1惯性质量体16的质量，并相应地将该部分附加给第2惯性质量体17，能够在不增加第1惯性质量体16和第2惯性质量体17的总质量的情况下增加减振力矩。

另外，第1连杆部件22不同于两端被一对销枢轴支承的一般的棒状的连杆部件，而是以旋转自如的方式与在第1惯性质量体16上形成的第1圆形孔16a嵌合的圆板状的部件，且在相对于其中心偏心的位置处借助于第1销18而被枢轴支承于毂部15上，即第1连杆部件22本身发挥一对销中的一方的功能，从而能够使销的数量减半而削减部件数量。而且，第1连杆部件22被收纳于第1惯性质量体16的第1圆形孔16a的内部，因此相比将一般的棒状的连杆部件沿着第1惯性质量体16的侧面配置的情况，能够减少离心振子式减振装置的轴向厚度以实现小型化。

同样地，第2连杆部件23、23用以旋转自如的方式与在第1惯性质量体16上形成的第2圆形孔16b、16b嵌合的圆板状的部件构成，因此基于与第1连杆部件22同样的理由，既能够削减部件数量，又能够减少离心振子式减振装置的轴向厚度，可实现小型化。

以上，说明了本发明的实施方式，然而本发明可以在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。

例如，在实施方式中将阻尼器D的二次飞轮用作第2惯性质量体17，也可以设置专用的第2惯性质量体17。

另外，本发明的离心振子式减振装置并非必须设置于阻尼器D上，也可以与阻尼器D分离配置。

另外，本发明的输入部件不限于实施方式的毂部15。

另外，第1连杆部件22和第2连杆部件23无需一定是圆板状的部件，也可以是一般的棒状的连杆部件。

另外，在实施方式中将第1销18与毂部15一体设置，并将第2销21与第2惯性质量体17一体设置，然而也可以将第1销18与第1连杆部件22一体设置，并将第2销21与第2连杆部件23一体设置。

另外，在实施方式中，第1连杆部件22和第2连杆部件23为能够互换的同一形状的部件，然而两者无需一定为同一形状。

Claims (2)

1.一种离心振子式减振装置，其被配置于发动机(E)和变速器(T)之间，用于减少因所述发动机(E)的旋转变动而发生的振动，其特征在于，具有：

输入部件(15)，其被输入来自所述发动机(E)的旋转；

第1惯性质量体(16)，其通过第1连杆部件(22)而以能够进行振子运动的方式支承于所述输入部件(15)；以及

第2惯性质量体(17)，其通过第2连杆部件(23)而以能够进行振子运动的方式支承于所述第1惯性质量体(16)，

所述输入部件(15)和所述第2惯性质量体(17)以相对旋转自如的方式同轴地配置。

2.根据权利要求1所述的离心振子式减振装置，其特征在于，

所述第1连杆部件(22)是以旋转自如的方式与在所述第1惯性质量体(16)上形成的第1圆形孔(16a)嵌合的圆板状的部件，所述第1连杆部件(22)在相对于其中心偏心的位置处借助于第1销(18)而枢轴支承于所述输入部件(15)上，

所述第2连杆部件(23)是以旋转自如的方式与在所述第1惯性质量体(16)上形成的第2圆形孔(16b)嵌合的圆板状的部件，所述第2连杆部件(23)在相对于其中心偏心的位置处借助于第2销(21)而枢轴支承于所述第2惯性质量体(17)上。