CN110005754B - 扭振减振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吸收并降低在汽车发动机的曲轴上产生的振动的扭振减振器，其课题在于提高扭振减振器的弯曲方向上的刚性、积极降低作为减振目标的方向上的弯曲振动。通过减振橡胶连接质量阻尼器的扭振减振器的轮毂具有固定于曲轴的毂和保持减振橡胶的轮圈，将毂和轮圈通过多个轮辐进行连结。多个轮辐分别具有沿轴向倾斜的倾斜形状，在多个轮辐中的与输入的弯曲振动对应的一个方向上的轮辐上设置有加强部。

Description

扭振减振器

技术领域

本发明涉及一种吸收并降低在汽车发动机的曲轴等旋转轴上产生的振动的扭振减振器。

背景技术

已知有一种将质量阻尼器通过减振橡胶连接于轮毂的扭振减振器（例如，参照日本特开2002－357244号公报）。扭振减振器设定将减振橡胶作为弹簧且以质量阻尼器为惯性质量的共振系统而吸收并降低在旋转轴上产生的扭转振动等。

作为近年来汽车业界的动向，为了实现低耗油，发动机的精简化成为趋势。发动机的精简化是指通过更小排气量的发动机来驱动与以前相同的车身，因此，为了实现该精简化，要求发动机的高输出化和实用速度区域中的扭矩提升、及车辆重量的降低等。

发动机的高输出化例如可以通过利用涡轮增压器，或提高发动机的燃烧率而实现。为了实现实用速度区域中的扭矩提升，长冲程化是常规的方法。车辆重量的降低为各个零件轻量化的结果。为了实现零件的轻量化，存在曲轴被细轴化的趋势。

发明内容

发明要解决的技术问题

发动机将逐渐实现高输出化。存在曲轴因长冲程化、细轴化而刚性降低的趋势。围绕精简化的发动机趋势为使曲轴的弯曲力矩（弯曲振动）增加。

针对曲轴的弯曲力矩（弯曲振动）增加，作为扭振减振器可以采取的对策，可以考虑提高扭振减振器的弯曲方向上的刚性。在该情况下，也考虑利用扭振减振器的圆周上的旋转位置和各活塞的爆炸时机具有相关关系这一点。例如，如果四缸发动机第一及第四活塞爆炸时的振动大，则进一步提高针对第一及第四活塞爆炸时的振动输入方向的扭振减振器的弯曲方向的刚性。由此，弯曲方向上的固有值（固有频率）向高频侧偏移，能够积极降低第一及第四活塞爆炸时的弯曲振动。

但是，在日本特开2002－357244号公报所记载的以往的扭振减振器中，扭振减振器弯曲方向上的刚性并不充分。而且，因为没有针对扭振减振器的弯曲方向上的刚性设定圆周上的方向性，所以不能积极降低作为减振目标的方向上的弯曲振动。

本发明的技术问题在于，提高扭振减振器的弯曲方向上的刚性。

本发明的另一技术问题在于，积极降低作为减振目标的方向上的弯曲振动。

用于解决问题的技术方案

本发明提供了一种扭振减振器，其降低在曲轴上产生的振动，其中，具备：轮毂，其具有固定于所述曲轴的毂和设置于所述毂的外周侧的轮圈，通过从所述毂沿放射方向分支的多个轮辐将所述毂和所述轮圈连结；质量阻尼器，其通过减振橡胶与所述轮毂连接；倾斜形状体，其使所述多个轮辐沿轴向倾斜；加强部，其设置于所述多个轮辐中的与输入的弯曲振动对应的一个方向上的轮辐。

发明效果

根据本发明，具有使多个轮辐沿轴向倾斜的倾斜形状体，不仅在径向上在轴向也被立体化而具有三维形状，因此能够提高扭振减振器的弯曲方向上的刚性。

根据本发明，在多个轮辐中的与输入的弯曲振动对应的一个方向上的轮辐上设置有加强结构，且针对扭振减振器弯曲方向上的刚性设定圆周上的方向性，因此，可以积极降低作为减振目标的方向上的弯曲振动。

附图说明

图1（A）是表示本实施方式的扭振减振器的主视图；

图1（B）是图1（A）中的B－O－B线的剖视图；

图2是扭振减振器的立体图；

图3（A）是表示扭振减振器的另一实施方式的主视图；

图3（B）是图3（A）中的B'－O－B'线的剖视图；

图4是扭振减振器的立体图；

图5是表示参考例的扭振减振器的剖视图。

符号说明

11 扭振减振器

21 轮毂

22 毂

23 筒状部

24 键槽

25 径向立起部

26 轮辐

27 轮圈

28 环状凹部

29 凸形状

30 夹具卡合部

31 减振橡胶

41 质量阻尼器

42 传动带卡合槽

43 环状凸部

51 减振橡胶防脱结构

61 加强结构

62 加强用弯梁

62a 内周端部

62b 外周端部

具体实施方式

如图1（A）、图1（B）及图2所示，本实施方式的扭振减振器11在轮毂21的外周侧通过减振橡胶（橡胶弹性体）31连接质量阻尼器（惯性质量体）41。环状的减振橡胶31从轴向的任一方向被非粘接地压入环状的轮毂21和配置于其外周侧的环状的质量阻尼器41之间的径向间隙，并与之嵌合。扭振减振器11为曲轴用扭振减振器，其通过设定以减振橡胶31为弹簧且以质量阻尼器41为惯性质量的共振系统而吸收并降低在汽车发动机的曲轴上产生的扭转振动（圆周方向上的振动）或弯曲振动（径向上的振动、撬动方向上的振动）等。在质量阻尼器41的外周面上形成有用于卷挂架设扭矩传递用环状传动带的传动带卡合槽42。扭振减振器11也称为减振带轮。

轮毂21具有固定于曲轴（未图示）的轴端部的环状的毂22。在毂22的外周侧一体设置有轮辐26。在轮辐26的外周侧一体设置有环状的轮圈27。

毂22在内周面的圆周上的一处具有设置有键槽24的筒状部23。从筒状部23的轴向一侧的（该扭振减振器11的正面侧且图1（B）中的左方）端部朝向径向外侧一体设置有轴直角平面状的径向立起部（凸缘部）25。

轮辐26从毂22的径向立起部25的外周端部朝向径向外侧，且朝向轴向一侧倾斜设置。轮辐26的外周端部26b相对于内周端部26a向轴向一侧偏移配置，由此，轮辐26形成为沿轴向倾斜的倾斜形状。

设置有多个轮辐26。多个轮辐26在圆周上等间隔地设置。详细而言，按照发动机缸数，等间隔地设置有四个轮辐26。四个轮辐26中的一个与上述键槽24在圆周上的位置对准设置，其余三个设置于与键槽24在圆周上成90度、180度及270度的位置。

轮圈27从轮辐26的外周端部朝向轴向一侧和相反侧轴向一侧（该扭振减振器11的背面侧且图1（B）中的右方）两个方向呈圆筒状设置。轮辐26与呈圆筒状的轮圈27的轴向中央部的内周面连结成一体。

在轮圈27的内周侧一体设置有筒状的夹具夹持部30。夹具夹持部30从毂22的径向立起部25的外周端部附近朝向轴向一侧一体设置成筒状。在将扭振减振器11安装于曲轴的轴端部时，或将扭振减振器11从曲轴的轴端部拆下时，夹具夹持部30插入防止轮毂21转动的防转夹具（未图示）并在圆周方向上卡合。防转夹具的插入部为多边形状，与其对应从正面观察夹具夹持部30也形成为多边形状。详细而言，夹具夹持部30为六边形状。六边形状的六处角部30a中的一处与键槽24在圆周上的位置对准设置。六处角部30a中的其余五处设置于与键槽24在圆周上呈60度、120度、180度、240度及300度的位置。

在轮毂21具有的轮圈27外周面的轴向中央部设置有环状凹部28。在质量阻尼器41的内周面的轴向中央部上，在环状凹部28对应的位置设置有环状凸部43。这些环状凹部28和环状凸部43构成呈截面圆弧形状（截面波形形状）的具有径向上向内凸的形状的减振橡胶防脱结构（弯曲部）51。该减振橡胶防脱结构51与减振橡胶31沿轴向卡合并防止其脱落，以使以非粘接方式压入到轮毂21及质量阻尼器41间的径向间隙的减振橡胶31不从该间隙脱落。

伴随轮圈27外周面的轴向中央部设置有环状凹部28，在轮圈27内周面的轴向中央部设置有具有径向上向内凸的形状的凸部29。轮辐26的外周端部26b与凸部29连结成一体。

扭振减振器11具备加强部61。加强部61对扭振减振器11的弯曲方向的固有值（固有频率）设定高低的方向性。为了实现该目的，加强部61设置于与键槽24在圆周上的位置对准设置的轮辐26、和与其成180度对称的位置的轮辐26的这两个轮辐26。详细而言，在这两个轮辐26上分别设置有沿径向延伸的加强用弯梁62。在图1（A）所示的主视图中，上下方向的固有值设定地较大，因为左右方向未设置加强部61（加强用弯梁62），所以固有值设定地较小。

如图1（B）所示，加强用弯梁62与轮辐26的轴向一侧的端面侧一体设置。通过轮辐26、轮圈27及夹具夹持部30的角部30a形成三面包围的空间。加强用弯梁62设置于该三面包围的空间。将外周端部62b与轮圈27连结成一体，将内周端部62a与夹具夹持部30的角部30a连结成一体，通过轮辐26、轮圈27及夹具夹持部30从三面对加强用弯梁62进行保持。

准备将扭振减振器11安装于汽车用四缸发动机的曲轴。假定将扭振减振器11安装于四缸发动机中的第一及第四活塞爆炸时的振动大的曲轴。作为减振目标的方向上的弯曲振动为第一及第四活塞爆炸时产生的振动。设置于轮毂21内周面的键槽24在圆周上的位置在第一及第四活塞爆炸的同时被定位，因此，在第一及第四活塞发生爆炸时，扭振减振器11沿图1（A）中的上下方向输入弯曲力矩。

扭振减振器11发挥如下作用效果。

（弯曲方向上的刚性的提高）

图5表示参考例的扭振减振器11。该扭振减振器11具有如下结构：质量阻尼器41通过减振橡胶31连接于轮毂21，在轮毂21上一体设置有毂22、轮辐26及轮圈27。然而，连结毂22和轮圈27的多个轮辐26分别形成为从毂22朝向径向外侧延伸设置的轴直角平面状，因此，弯曲方向上的刚性并不充分。

在本实施方式的扭振减振器11中，在圆周上设置的多个（四个）轮辐26分别被设为沿轴向倾斜的倾斜形状，因此，轮辐26分别不仅在径向上占有空间，在轴向上也占有空间构成三维结构。多个轮辐26分别与呈圆筒状的轮圈27在轮圈27的轴向中央部而非轴向端部连结成一体，因此，从轮辐26向轮圈27的轴向突出的长度被设定地小，难以发生朝向轮圈27倾斜，即像点头那样的轮辐26的变形。因此，可以提高扭振减振器11的弯曲方向上的刚性。

（作为减振目标的方向上的弯曲振动的积极降低）

例如，如果四缸发动机中的第一及第四活塞爆炸时的振动大，则可以考虑利用扭振减振器11的圆周上的旋转位置和各活塞的爆炸时机具有相关关系这一点，针对第一及第四活塞爆炸时的振动输入方向，增加扭振减振器11的弯曲方向上的刚性。这种弯曲方向上的刚性的提高应该会使弯曲方向上的固有值（固有频率）向高频侧偏移，积极降低第一及第四活塞爆炸时的弯曲振动。

作为参考例示出的图5中的扭振减振器11未对弯曲方向上的刚性设定圆周上的方向性，因此不能积极降低作为减振目标的方向上的弯曲振动。

在本实施方式的扭振减振器11中，加强部61设置于在圆周上设置的多个（四个）轮辐26中的、作为减振目标的方向上的弯曲振动所对应的一个方向上的轮辐26（图1（A）中的上下两个轮辐26）。这样的加强部61的设置位置可以对扭振减振器11的弯曲方向上的刚性设定圆周上的方向性，并积极降低作为减振目标的方向上的弯曲振动。根据试作品中的测定值，在图1（A）中，左右方向上的固有值约增加6%，与此相对，上下方向上的固有值约增加19%。确认了针对扭振减振器11的弯曲方向上的刚性，圆周上的方向性得到了设定。

（轻量化）

在扭振减振器11上设置有具有径向上向内凸的形状的减振橡胶防脱结构51。与减振橡胶防脱结构51对应，在轮圈27的内周面上设置有具有径向上向内凸的形状的凸部29，轮辐26的外周端部26b与该凸部29连结成一体。轮辐26的径向长度，在凸部29所形成的径向长度量上相应地变短。与轮辐26的外周端部26b与凸部29未连结成一体的情况（凸部29和轮辐26未连结而分别形成的情况）相比，轮毂21的重量在轮辐26的径向长度的缩短量上相应地得到减轻，能够减轻扭振减振器11的重量。根据试作品中的测定值得到了如下确认：如上所述的固有值约增加6%以及约19%，与此相对，重量仅仅增加约1.6%，重量增加率小。

（强度的提高）

从正面观察，加强部61作为加强用弯梁62设置于多边形状的夹具夹持部30和轮圈27之间。加强用弯梁62形成为通过夹具夹持部30、轮辐26及轮圈27三面被保持的形状。因此可以使加强用弯梁62具有高强度。

（另一实施方式）

作为另一实施方式，轮辐26只要处于毂22径向外侧，且朝向轴向一侧倾斜设置，也可以不必须与轮圈27内周面的凸部29连结。

作为该例，在图3（A）、图3（B）及图4所示的另一实施方式的扭振减振器11中，与图1（A）、图1（B）及图2的实施方式相比，轮辐26的倾斜角度设定得更大。轮辐26与轮圈27的轴向一侧上的端部内周面连结，其结果，加强用弯梁62的外周端部62b的侧面形状形成为三角形状，而非梯形。与同侧面形状形成为梯形的情况（图1（A）、图1（B）及图2）相比，在加强用弯梁62的外周端部62b的侧面形状形成为三角形状的情况下（图3（A）、图3（B）及图4），由加强用弯梁62产生的重量增加量小，并且可以提高轮辐26的刚性。

作为再一实施方式，也可以省略减振橡胶防脱结构51。作为再一实施方式，减振橡胶防脱结构51可以为呈截面圆弧形状的径向上向外凸的形状，而非向内凸的形状。

Claims (5)

1.一种扭振减振器，其降低在曲轴上产生的振动，其特征在于，具备：

轮毂，其具有固定于所述曲轴且包括在内周面的圆周上的一处设有键槽槽的筒状部的毂和设置于所述毂的外周侧的轮圈，通过从所述毂沿放射方向分支的多个轮辐将所述毂和所述轮圈连结；

质量阻尼器，其通过减振橡胶与所述轮毂连接；

倾斜形状体，其使多个所述轮辐沿轴向倾斜；

加强部，其设置于与所述键槽在圆周上的位置对准设置的所述轮辐、和与其成180度对称的位置的所述轮辐的这两个轮辐，

所述轮毂在同心上具有用于卡合防转夹具的筒状的夹具夹持部，

所述加强部具有设于所述轮辐的轴向一侧的端面侧并与所述夹具夹持部的外周面连结，且外周侧的轴向上的长度比与所述夹具夹持部的外周面连结的内周侧的轴向上的长度短的加强用弯梁。

2.如权利要求1所述的扭振减振器，其特征在于，

所述轮辐在所述轮圈的轴向中央位置与所述轮圈连结。

3.如权利要求1所述的扭振减振器，其特征在于，

所述轮圈在内周面具有径向上向内凸的形状，

所述轮辐与所述凸形状连结。

4.如权利要求3所述的扭振减振器，其特征在于，

所述轮圈的所述凸形状与具有径向上向内凸的形状的所述减振橡胶及所述质量阻尼器一同构成呈截面圆弧形状的减振橡胶防脱结构。

5.如权利要求1所述的扭振减振器，其特征在于，

所述夹具夹持部具有多边形形状的外周面，

所述加强用弯梁与所述夹具夹持部的角连结。

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