CN118009000A - 动态减震器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在抑制扭转振动的同时抑制噪音，并且即使在高速旋转的环境下也能够合适地利用的动态减震器。其特征在于，在暂时在曲轴(50)没有安装动态减震器(10)的情况下的扭转振动的预振动峰值通过安装动态减震器(10)而降低，且在将在比所述预振动峰值靠低频率侧产生的扭转振动的振动峰值设为第一振动峰值，将在比所述预振动峰值靠高频率侧产生的扭转振动的振动峰值设为第二振动峰值的情况下，第二振动环(400)的轴向共振频率被设定为产生第一振动峰值的频率的2/3以下。

Description

动态减震器

技术领域

本发明涉及一种动态减震器。

背景技术

在设于机动车的发动机等的曲轴处，为了降低扭转振动，一般安装有动态减震器(扭转阻尼器)。在这样的动态减震器中，在曲轴中的扭转振动的共振频率下，使振动环等质量体共振从而抑制曲轴的共振的方式设定质量体的固有振动频率。另外，在专利文件1中公开了一种不仅抑制扭转振动还兼具抑制噪音的功能的技术。根据该技术，通过提供具有质量部和波纹结构的隔音罩，可以在抑制扭转振动的同时抑制噪声。

但是，在该技术的情况下，在动态减震器与曲轴一起高速旋转的环境下，质量部因离心力会大幅振动转动。在这种情况下，与机动车的各种振动、冲击相结合，担心具有质量部的隔音罩会脱落。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4952922号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明提供一种在抑制扭转振动的同时抑制噪音，并且即使在高速旋转的环境下也可以适当利用的动态减震器。

用于解决技术问题的方案

本发明为了解决上述课题而采用以下方法。

本发明的动态减震器包括：

轮毂，所述轮毂具有内筒部、设于所述内筒部的端部的向外凸缘部和设于所述向外凸缘部的径向外侧的端部的外筒部，所述内筒部固定于曲轴；

第一振动环，设于所述外筒部的径向外侧；

第二振动环，设于所述外筒部的径向内侧；

第一环状弹性体，设于所述外筒部与第一振动环之间；和

第二环状弹性体，设于所述外筒部与第二振动环之间，

所述动态减震器的特征在于，

在暂时没有安装所述动态减震器的情况下的所述曲轴的扭转振动的预振动峰值通过安装所述动态减震器而降低，且在将在比所述预振动峰值靠低频率侧产生的扭转振动的振动峰值设为第一振动峰值，将在比所述预振动峰值靠高频率侧产生的扭转振动的振动峰值设为第二振动峰值的情况下，

第一振动环和第二振动环中的一者的轴向共振频率被设定为所述曲轴的扭转方向共振频率的0.8倍以上且1.2倍以下，另一者的轴向共振频率被设定为产生第一振动峰值的频率的2/3以下。

根据本发明，可以通过第一振动环和第二振动环来抑制曲轴的扭转振动。另外，第一振动环和第二振动环中的一者的轴向共振频率被设定为曲轴的扭转方向共振频率的0.8倍以上且1.2倍以下。因此，伴随着曲轴的扭转振动而连带的曲轴的轴向振动也变小，振动环的轴向共振也变小。因此，可以降低振动环的放射声音。另外，通过将第一振动环和第二振动环中的另一者的轴向共振频率设定为产生第一振动峰值的频率的2/3以下，从而曲轴的扭转振动也减小，能够更进一步抑制噪音。进一步，第一振动环采用在轮毂的外筒部的径向外侧经由第一环状弹性体设置的结构，第二振动环采用在轮毂的外筒部的径向内侧经由第二环状弹性体设置的结构。因此，即使曲轴高速旋转，也不会像现有技术那样经由波纹结构部设置质量部的情况那样，第一振动环和第二振动环大幅振动转动。

第二振动环可以采用相对于所述向外凸缘部配设于发动机内部侧的结构，也可以采用相对于所述向外凸缘部配设于与发动机内部相反的一侧的结构。

另外，本发明的动态减震器包括：

轮毂，所述轮毂具有内筒部、设于所述内筒部的端部的向外凸缘部和设于所述向外凸缘部的径向外侧的端部的外筒部，所述内筒部固定于曲轴；

振动环，设于所述外筒部的径向内侧；和

环状弹性体，设于所述外筒部与所述振动环之间，

所述动态减震器的特征在于，

所述振动环的轴向共振频率被设定为所述曲轴的扭转方向共振频率的0.8倍以上且1.2倍以下。

根据本发明，可以通过振动环来抑制曲轴的扭转振动。另外，振动环的轴向共振频率被设定为曲轴的扭曲方向共振频率的0.8倍以上且1.2倍以下，因此伴随着曲轴的扭转振动而连带的曲轴的轴向振动也变小。因此，振动环的轴向共振也减小，能够降低振动环的放射声音。

发明效果

如上所述，根据本发明，在抑制扭转振动的同时抑制噪音，并且即使在高速旋转的环境下也能够适当地利用。

附图说明

图1是本发明的实施例一的动态减震器的外观图。

图2是本发明的实施例一的动态减震器的示意性剖视图。

图3是示出与扭转振动有关的频率和振动传递率的关系的曲线。

图4是示出与轴向振动有关的频率和振动传递率的关系的曲线。

图5是示出与轴向振动有关的频率和振动传递率的关系的曲线。

图6是示出与轴向振动有关的频率和振动传递率的关系的曲线。

图7是本发明的实施例二的动态减震器的示意性剖视图。

图8是本发明的实施例三的动态减震器的示意性剖视图。

附图标记说明

10、10A、10B：动态减震器

50：曲轴

51：键槽

60：键

70：螺栓

100、100A：轮毂

110、110A：内筒部

111、111A：键槽

120、120A：向外凸缘部

130、130A：外筒部

200、200A：第一振动环

200B：振动环

210、210A：凹凸

300、300A：第一环状弹性体

400、400A：第二振动环

500、500A：第二环状弹性体

500B：环状弹性体

具体实施方式

以下，参照附图，基于实施例来例示性地对用于实施该发明的方式进行详细说明。但是，该实施例所记载的结构部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等，除非另有特定的记载，否则并非旨在将本发明的范围仅限于那些。

(实施例一)

参照图1～图6，对本发明的实施例一的动态减震器进行说明。图1是本发明的实施例一的动态减震器的外观图，图1的(a)是主视图，图1的(b)是后视图。图2是本发明的实施例一的动态减震器的示意性剖视图，与图1的(a)中的AA剖视图、图1的(b)中的BB剖视图相当。图3是示出与扭转振动有关的频率和振动传递率的关系的曲线，示出使用了本实施例的动态减震器的情况下的曲线。图4～图6是示出与轴向振动有关的频率和振动传递率的关系的曲线，图4是应用本实施例的动态减震器的情况的曲线，图5和图6是比较例的曲线。

＜动态减震器(扭转阻尼器)的结构＞

参照图1和图2，对本实施例的动态减震器的结构进行说明。本实施例的动态减震器10包括：轮毂100，安装于曲轴50；第一振动环200和第二振动环400，与轮毂100呈同心设置。这些轮毂100、第一振动环200和第二振动环400由金属构成。需要说明的是，在本实施例中，在第一振动环200的外周面，在卷绕用于驱动辅机等的带(未图示)的位置形成有多个环状的凹凸210。

轮毂100一体地包括：内筒部110；向外凸缘部120，设于内筒部110的端部；和外筒部130，设于向外凸缘部120的径向外侧的端部。通过使得内筒部110相对于曲轴50被螺栓70固定，从而将动态减震器10安装于曲轴50。需要说明的是，通过将键60插入分别设于曲轴50的外周面和内筒部110的内周面的键槽51、111，从而防止动态减震器10相对于曲轴50相对旋转。需要说明的是，在图2中，关于曲轴50、键60和螺栓70，用虚线示出它们的外形的位置。

另外，在动态减震器10中，在轮毂100的外筒部130与第一振动环200之间，与轮毂100同心地设有第一环状弹性体300。该第一环状弹性体300可以适当地应用优异的EPDM等橡胶材料作为阻尼器材料。另外，第一环状弹性体300例如可以通过硫化粘合从而固定在外筒部130和第一振动环200。另外，在动态减震器10中，在轮毂100的外筒部130与第二振动环400之间，与轮毂100同心地设有第二环状弹性体500。该第二环状弹性体500可以适当地应用优异的EPDM等橡胶材料作为阻尼器材料。另外，第二环状弹性体500例如可以通过硫化粘合从而固定在外筒部130和第一振动环400。

在本实施例中，第二振动环400相对于向外凸缘部120配设于发动机内部侧(图2中、右侧)。

＜固有频率(共振频率)的设定＞

在本实施例的动态减震器10中，当传递曲轴50沿扭转方向(旋转方向)共振的频率的振动时，通过振动第一振动环200和第二振动环400来抑制曲轴50的共振。即，在本实施例的动态减震器10中，以相对于曲轴50中的扭转方向的振动抑制曲轴50的共振的方式设计第一振动环200和第二振动环400(设定固有频率)。

图3中的用虚线所示的曲线示出在没有安装动态减震器10的情况下的曲轴50的扭转方向的振动特性(频率(Hz)与振动传递率的关系)。在本例中，可知在频率为300Hz的附近，因共振而产生振动的峰值。这样，将暂时没有安装动态减震器10的情况下的曲轴50的扭转振动的振动峰值称为预振动峰值。

并且，通过将如上所述构成的动态减震器10安装于曲轴50，从而可以抑制曲轴50的共振。在图3中的用实线所示的曲线示出安装有动态减震器10的情况下的曲轴50的扭转方向的振动特性。一般而言，在产生预振动峰值的频率X0(在本例中，约300Hz)处，通过安装动态减震器10，能够将振动传递率降低至1/10以下。

由该曲线可知，在安装有动态减震器10的情况下，在比预振动峰值靠低频率侧和高频率侧分别产生振动峰值。以下，将在比预振动峰值靠低频率侧产生的扭转振动的振动峰值称为第一振动峰值，将在比预振动峰值靠高频率侧产生的扭转振动的振动峰值称为第二振动峰值。在本例的情况下，产生第一振动峰值的频率X1为约190Hz，产生第二振动峰值的频率X2为约360Hz。需要说明的是，一般而言，这些第一振动峰值和第二振动峰值的振动传递率可以为预振动峰值的振动传递率的1/3以下。

此处，在曲轴50中，因曲轴部的形状，曲轴50的整体扭转，由此产生沿轴向收缩的举动。因此，当在曲轴50产生扭转振动时，生成对轴向的振动连带。因此，在曲轴50在扭转方向共振的情况下，也同时产生轴向振动，在曲轴50的前端产生大的轴向振动。但是，通过如上所述安装动态减震器10，在产生预振动峰值的频率X0处，即使在轴向上，也可以将振动传递率降低至1/10以下。

在动态减震器10所配备的第一环状弹性体300和第二环状弹性体500使用的橡胶材料中，一般共振倍率(振动环等阻尼器共振时的振动传递率)为5倍(1的振动输入被放大为5倍的振动)以下。因此，例如，在将第二振动环400的轴向的共振频率(固有频率)设定为产生预振动峰值的频率X0的情况下，该频率处的第二振动环400的轴向的振动为(1/10)×5＝0.5(倍)。也就是说，通过安装动态减震器10，与没有安装动态减震器10的情况相比，能够降低到一半左右。与此相对，在将第二振动环400的轴向的共振频率设定为产生第一振动峰值、第二振动峰值的频率X1、X2的情况下，这些频率中的第二振动环400的轴向的振动为(1/3)×5＝1.6666……(倍)。也就是说，第二振动环400的振动变得更大。在将第一振动环200的轴向的共振频率(固有频率)设定为上述那样的情况下，也为同样。

因此，在本实施例中，采用将第一振动环200和第二振动环400中的一者的轴向共振频率设定为曲轴50的扭转方向共振频率的0.8倍以上且1.2倍以下的结构。由此，伴随着曲轴50的扭转而连带的曲轴50的轴向振动也变小，振动环的轴向共振也必然变小。因此，振动环的放射声音也变小。

另外，在本实施例中，采用将第一振动环200和第二振动环400中的另一者的轴向共振频率设定为产生第一振动峰值的频率的2/3以下的结构。由此，可以抑制噪音。以下，对其理由进行说明。以下，将第一振动环200和第二振动环400中的轴向共振频率设定为产生第一振动峰值的频率的2/3以下的振动环简称为“振动环”。

例如，本实施例的情况下，产生第一振动峰值的频率X1为约190Hz，为190×(2/3)＝126.666……。在图4中，示出将振动环中的轴向共振频率设定为产生第一振动峰值的频率的2/3以下即120Hz的情况的轴向的振动特性(频率(Hz)与振动传递率的关系)。由该曲线可知，在170Hz以上的频率区域中，相对于输入振动，振动环的轴向的振动传递率低于1。另外，可知在产生第一振动峰值的频率X1(约190Hz)时的振动环的轴向的振动传递率为约0.67。

也就是说，即使产生第一振动峰值，振动环接近静止状态，因此可以通过振动环有效地隔音来自发动机内部的放射音。另外，在频率为120Hz附近处，振动环沿轴向振动，但是在低频区域处，从人的听感的观点来看难以察觉，因此作为噪音不成问题。并且，在从人的听感的观点来看成为噪音的高频区域中，振动环几乎静止，因此充分发挥隔音效果。

在图5中，示出将振动环中的轴向共振频率设定为产生第一振动峰值的频率X1的3/4(142.5)以下、且2/3以上即140Hz的情况下的轴向的振动特性。

在该情况下，可知在产生第一振动峰值的频率X1(约190Hz)时的振动环的轴向的振动传递率为约1.2，沿轴向振动，不能适当发挥隔音效果。

在图6中，示出将振动环处的轴向共振频率设定为产生第一振动峰值的频率X1附近的190Hz的情况下的轴向的振动特性。

在该情况下，可知在产生第一振动峰值的频率X1(约190Hz)时的振动环的轴向的振动传递率为约5，沿轴向大幅振动，不能发挥隔音效果。

＜本实施例的动态减震器的优点＞

根据本实施例的动态减震器10，可以通过第一振动环200和第二振动环400来抑制曲轴50的扭转振动。另外，在本实施例中，第一振动环200和第二振动环400中的一者的轴向共振频率被设定为曲轴50的扭转方向共振频率的0.8倍以上且1.2倍以下。因此，伴随着曲轴50的扭转振动而连带的曲轴50的轴向振动也变小，振动环的轴向共振也变小。因此，可以降低振动环的放射声音。另外，在本实施例中，第一振动环200和第二振动环400中的另一者的轴向共振频率被设定为产生第一振动峰值的频率X1的2/3以下。因此，曲轴50的扭转振动也变小，能够更进一步抑制噪音。进一步，第一振动环200隔着第一环状弹性体300设置在轮毂100的外筒部130的径向外侧。另外，第二振动环400隔着第二环状弹性体500设置在轮毂100的外筒部130的径方向内侧。因此，即使曲轴50高速旋转，也不会像现有技术那样隔着波纹结构部设置质量部的情况那样，第一振动环200和第二振动环400大幅振动转动。因此，第一振动环200、第二振动环400脱落或破损的可能性也小。即使暂时在第二振动环400产生某种破损，外周侧被轮毂100的外筒部130覆盖，因此也不会因高速旋转中的离心力向径向飞散。

如上所述，通过采用本实施例的动态减震器10，在抑制曲轴50的扭转振动的同时抑制噪音，并且即使在高速旋转的环境下也可以适当利用。

(实施例二)

在图7中示出本发明的实施例二。在本实施例中，示出轮毂和第二振动环等的配置结构与实施例一不同的情况的结构。图7是本发明的实施例二的动态减震器的示意性剖视图，是在与实施例一中的图2所示的剖视图同样的位置处剖切动态减震器而成的剖视图。

本实施例的动态减震器10A与实施例一同样，包括：轮毂100A，安装于曲轴；第一振动环200A和第二振动环400A，与轮毂100A呈同心设置。这些轮毂100A、第一振动环200A和第二振动环400A由金属构成。需要说明的是，在本实施例中，在第一振动环200A的外周面，在卷绕用于驱动辅机等的带(未图示)的位置形成有多个环状的凹凸210A。

轮毂100A一体地包括：内筒部110A；向外凸缘部120A，设于内筒部110A的端部；和外筒部130A，设于向外凸缘部120A的径向外侧的端部。通过使得内筒部110A相对于曲轴被螺栓固定，从而将动态减震器10A安装于曲轴。需要说明的是，在内筒部110A的内周面与实施例一同样设有键槽111A。

另外，在动态减震器10A中，在轮毂100A的外筒部130A与第一振动环200A之间，与轮毂100A同心地设有第一环状弹性体300A。该第一环状弹性体300A可以适当地应用优异的EPDM等橡胶材料作为阻尼器材料。另外，第一环状弹性体300A例如可以通过硫化粘合从而固定在外筒部130A和第一振动环200A。另外，在动态减震器10A中，在轮毂100A的外筒部130A与第二振动环400A之间，与轮毂100A同心地设有第二环状弹性体500A。该第二环状弹性体500A可以适当地应用优异的EPDM等橡胶材料作为阻尼器材料。另外，第二环状弹性体500A例如可以通过硫化粘合从而固定在外筒部130A和第二振动环400A。

在本实施例中，第二振动环400A相对于向外凸缘部120A配设于与发动机内部相反的一侧(图7中、左侧)。

＜固有频率(共振频率)的设定＞

关于固有频率(共振频率)的设定，与实施例一同样。即，在本实施例的动态减震器10A中，也以相对于曲轴的扭转方向的振动抑制曲轴的共振的方式设计第一振动环200A和第二振动环400A(设定固有频率)。另外，第一振动环200A和第二振动环400A中的一者的轴向共振频率被设定为曲轴的扭转方向共振频率的0.8倍以上且1.2倍以下，另一者的轴向共振频率被设定为产生第一振动峰值的频率的2/3以下。

在如上那样构成的本实施例的动态减震器10A中，也可以得到与上述实施例一同样的效果。另外，在本实施例的情况下，第二振动环400A相对于向外凸缘部120A配设于与发动机内部相反的一侧，因此，能够有效地隔音来自轮毂100A的放射声音。

(实施例三)

在图8中示出本发明的实施例三。在本实施例中，示出不包括第一振动环和第一环状弹性体这一方面与实施例一不同的情况下的结构。图8是本发明的实施例三的动态减震器的示意性剖视图，是在与实施例一中的图2所示的剖视图同样的位置剖切动态减震器而成的剖视图。

本实施例的动态减震器10B与实施例一同样，包括：轮毂100，安装于曲轴；和振动环400B，与轮毂100呈同心设置。这些轮毂100和振动环400B由金属构成。需要说明的是，振动环400B与实施例一中的第二振动环400相当，在本实施例中，不包括第一振动环200。

轮毂100如实施例一所说明的那样，包括：内筒部110；向外凸缘部120，设于内筒部110的端部；和外筒部130，设于向外凸缘部120的径向外侧的端部。并且，通过使得内筒部110相对于曲轴50被螺栓70固定，从而将动态减震器10B安装于曲轴50。需要说明的是，通过将键60插入分别设于曲轴50的外周面和内筒部110的内周面的键槽51、111，从而防止动态减震器10B相对于曲轴50相对旋转。

另外，在动态减震器10B中，在轮毂100的外筒部130与振动环400B之间，与轮毂100同心地设有环状弹性体500B。该环状弹性体500B可以适当地应用优异的EPDM等橡胶材料作为阻尼器材料。另外，环状弹性体500B例如可以通过硫化粘合从而固定在外筒部130A和第二振动环400A。环状弹性体500B与实施例一中的第二环状弹性体500相当，在本实施例中，不包括第一环状弹性体300。

＜固有频率(共振频率)的设定＞

在本实施例的动态减震器10B中，也以相对于曲轴的扭转方向的振动抑制曲轴的共振的方式设计振动环400B(设定固有频率)。另外，在本实施例中，振动环400B的轴向共振频率被设定为曲轴的扭转方向共振频率的0.8倍以上且1.2倍以下。

根据如上那样构成的本实施例的动态减震器10B，可以通过振动环400B来抑制曲轴50的扭转振动。另外，在本实施例中，振动环400B的轴向共振频率被设定为曲轴50的扭转方向共振频率的0.8倍以上且1.2倍以下。因此，伴随着曲轴50的扭转振动而连带的曲轴50的轴向振动也变小，振动环的轴向共振也变小。因此，可以降低振动环的放射声音。

需要说明的是，在上述实施例二中，也可以与本实施例同样，采用不包括第一振动环200A和第一环状弹性体300A的结构。

(其他)

在上述实施例一之中，参照图4～图6，对通过将振动环中的轴向共振频率设定为产生第一振动峰值的频率的2/3以下来有效地抑制噪音的情况进行了说明。在实施例之中，以在曲轴50没有安装动态减震器10的情况下产生振动峰值的频率为300Hz(也就是说，共振频率为300Hz)且产生第一振动峰值的频率X1为约190Hz的情况为例进行了说明。

但是，与没有安装动态减震器的情况下的曲轴的共振频率无关，通过将振动环的轴向共振频率设定为产生第一振动峰值的频率的2/3以下，能够有效地抑制噪音。即，在图3～图6中，横轴示出了频率[Hz]的曲线，但是即使在将横轴设为振动频率比(＝加振频率[Hz]÷曲轴的共振频率[Hz])的情况下，在机械力学上也是同样的曲线。需要说明的是，在图3中，横轴为振动频率比的情况下的数值也作为参考示出。因此，例如，在没有安装动态减震器的情况下的曲轴的共振频率为600Hz的情况下，产生第一振动峰值的频率为约380Hz，因此只要以使其为上述频率的2/3的约253Hz以下的方式设定振动环的轴向共振频率即可。

Claims (4)

1.一种动态减震器，包括：

轮毂，所述轮毂具有内筒部、设于所述内筒部的端部的向外凸缘部和设于所述向外凸缘部的径向外侧的端部的外筒部，所述内筒部固定于曲轴；

第一振动环，设于所述外筒部的径向外侧；

第二振动环，设于所述外筒部的径向内侧；

第一环状弹性体，设于所述外筒部与第一振动环之间；和

第二环状弹性体，设于所述外筒部与第二振动环之间，

所述动态减震器的特征在于，

在暂时没有安装所述动态减震器的情况下的所述曲轴的扭转振动的预振动峰值通过安装所述动态减震器而降低，且将在比所述预振动峰值靠低频率侧产生的扭转振动的振动峰值设为第一振动峰值，将在比所述预振动峰值靠高频率侧产生的扭转振动的振动峰值设为第二振动峰值的情况下，

第一振动环和第二振动环中的一者的轴向共振频率被设定为所述曲轴的扭转方向共振频率的0.8倍以上且1.2倍以下，另一者的轴向共振频率被设定为产生第一振动峰值的频率的2/3以下。

2.根据权利要求1所述的动态减震器，其特征在于，

第二振动环相对于所述向外凸缘部配设于发动机内部侧。

3.根据权利要求1所述的动态减震器，其特征在于，

第二振动环相对于所述向外凸缘部配设于与发动机内部相反的一侧。

4.一种动态减震器，包括：

轮毂，所述轮毂具有内筒部、设于所述内筒部的端部的向外凸缘部和设于所述向外凸缘部的径向外侧的端部的外筒部，所述内筒部固定于曲轴；

振动环，设于所述外筒部的径向内侧；和

环状弹性体，设于所述外筒部与所述振动环之间，

所述动态减震器的特征在于，

所述振动环的轴向共振频率被设定为所述曲轴的扭转方向共振频率的0.8倍以上且1.2倍以下。