JP2004132491A - 衝突型ロータリダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】弾性体の復元力に依存せずに回転振動を減衰させる力を発生させ、大型化や反共振の問題を生じることなく回転軸の回転振動を効果的に減衰させる。
【解決手段】回転軸１２に固定され回転軸の軸線１６に整合する支持軸としてのハブ部２４を有するハウジング１４と、ハブ部２４の周りに回転可能にハウジング内に配置された回転部材１８、２０、２２とを含み、ハウジング１４は周方向に互いに隔置された複数個の仕切り壁３２を有し、回転部材１８、２０、２２はハブ部２４に回転可能に支持された支持部材としてのボス部１８Ａ、２０Ａ、２２Ａ及びアーム部１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂと、各アーム部の両端に担持された質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃとを有し、各回転部材の重心は軸線１６上に位置し、ハウジング１４及び回転部材１８、２０、２２が互いに他に対し相対回転すると質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃが仕切り壁３２に衝突する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸の回転振動を減衰させるロータリダンパに係り、更に詳細には衝突型のロータリダンパに係る。
【０００２】
【従来の技術】
回転軸に固定され回転軸の回転振動を減衰させるロータリダンパの一つとして、例えば下記の特許文献１に記載されている如く、回転軸に固定されるハブと、該ハブを囲繞する環状の質量体と、質量体の周りに嵌合する環状のプーリ部材と、ハブと質量体との間に介装されたゴムの如き弾性体とを有するダンパプーリが従来より知られている。
【０００３】
かかるダンパプーリによれば、回転軸に回転振動が発生すると、ハブと質量体とが相対回転変位しようとするが、それらの間に介装された弾性体が弾性変形し、その弾性変形による復元力によりハブ及び質量体の相対回転を抑制するトルクが発生されるので、通常のプーリの場合に比して回転軸の回転振動の発生を低減することができる。
【特許文献１】
特開２００１−３５５６７８号公報
【特許文献２】
特開２００１−１５３１８５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の如き従来のダンパプーリに於いては、回転軸の回転振動を効果的に減衰させるためには、質量体の質量を大きくしなければならず、そのためダンパプーリを小型化することができないという問題がある。また減衰し得る回転振動の周波数の範囲が狭いため、広い周波数範囲の回転振動を減衰させることができず、更には弾性体の弾性変形による復元力が加振力となって反共振が生じ易いという問題がある。
【０００５】
本発明は、回転軸に固定されるハブと、該ハブを囲繞する環状の質量体と、質量体の周りに嵌合する環状のプーリ部材と、ハブと質量体との間に介装された弾性体とを有する従来のダンパプーリに於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、弾性体の弾性変形による復元力に依存せずに回転振動を減衰させる力を発生させることにより、大型化や反共振の問題を生じることなく回転軸の回転振動を効果的に減衰させることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち回転軸と共に回転し回転軸の回転振動を減衰させる衝突型ロータリダンパにして、前記回転軸に固定され前記回転軸の軸線に整合する支持軸を有するハウジングと、前記支持軸の周りに回転可能に前記ハウジング内に配置された回転部材とを含み、前記ハウジングは周方向に互いに隔置された複数個の仕切り壁を有し、前記回転部材は前記支持軸に回転可能に支持された支持部材と、前記回転軸より径方向外方へ隔置された位置にて前記支持部材に担持された複数個の質量体とを有し、前記回転部材の重心は前記軸線上に位置し、前記ハウジング及び前記回転部材が互いに他に対し相対回転すると前記質量体が前記仕切り壁に衝突するよう構成されていることを特徴とする衝突型ロータリダンパによって達成される。
【０００７】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、衝突型ロータリダンパは複数個の回転部材を有するよう構成される（請求項２の構成）。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１の構成によれば、衝突型ロータリダンパは、回転軸に固定され回転軸の軸線に整合する支持軸を有するハウジングと、支持軸の周りに回転可能にハウジング内に配置された回転部材とを含み、ハウジングは周方向に互いに隔置された複数個の仕切り壁を有し、回転部材は支持軸に回転可能に支持された支持部材と、回転軸より径方向外方へ隔置された位置にて支持部材に担持された複数個の質量体とを有し、回転部材の重心は軸線上に位置し、ハウジング及び回転部材が互いに他に対し相対回転すると質量体が仕切り壁に衝突するよう構成されている。
【０００９】
従って回転軸の回転振動によりハウジングが回転部材に他に対し回転方向進み側へ相対回転すると、質量体が回転方向遅れ側の仕切り壁に衝突し、これによりハウジング及び回転軸の回転方向進み側への回転が抑制され、逆に回転軸の回転振動によりハウジングが回転部材に他に対し回転方向遅れ側へ相対回転すると、質量体が回転方向進み側の仕切り壁に衝突し、これによりハウジング及び回転軸の回転方向進み側への回転が促進されるので、回転軸の回転振動を減衰させることができる。
【００１０】
また回転軸の回転振動の周波数が特定の周波数でなくても上述の作用が発揮されるので、従来のダンパプーリの場合に比して広い周波数範囲の回転振動を減衰させることができ、更にはロータリダンパを小型化する共に、反共振の問題を解消することができる。
【００１１】
また上記請求項２の構成によれば、衝突型ロータリダンパは複数個の回転部材を有するので、回転部材が一つである場合に比して減衰し得る回転振動の周波数範囲を広くすることができる。
【００１２】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、質量体は緩衝材にて被覆されるよう構成される（好ましい態様１）。
【００１３】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、支持部材は支持軸に回転可能に支持されたボス部と、回転軸より径方向外方へ延在し外端にて質量体を担持する複数個のアーム部とを有するよう構成される（好ましい態様２）。
【００１４】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様２の構成に於いて、複数個のアーム部は互いに他に対し直線的に延在する一対のアーム部であるよう構成される（好ましい態様３）。
【００１５】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、ハウジングは支持軸として機能するハブ部と、ハブ部より径方向外方へ隔置された位置にて軸線に整合して延在する円筒状のリム部と、ハブ部とリム部とを一体に接続する接続部とを有するよう構成される（好ましい態様４）。
【００１６】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様４の構成に於いて、複数個の仕切り壁はリム部及び接続部と一体をなすよう構成される（好ましい態様５）。
【００１７】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様２の構成に於いて、アーム部は周方向に弾性変形可能であるよう構成される（好ましい態様６）。
【００１８】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様２の構成に於いて、アーム部は周方向に垂直な方向に弾性変形可能であり、ハウジングは支持軸として機能するハブ部と、ハブ部より径方向外方へ隔置された位置にて軸線に整合して延在する円筒状のリム部と、軸線に沿って互いに隔置されハブ部とリム部とを一体に接続する一対の接続部とを有し、アーム部が周方向に垂直な方向に弾性変形すると質量体が接続部に衝突するよう構成される（好ましい態様７）。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態（以下単に実施形態という）について詳細に説明する。
【００２０】
図１はダンパプーリとして構成された本発明による衝突型ロータリダンパの一つの実施形態を軸線に垂直な断面にて示す断面図、図２は図１に示された実施形態を軸線に沿う断面にて示す半断面図、図３は図１に示された一つの回転部材を示す斜視図である。
【００２１】
これらの図に於いて、衝突型ロータリダンパ１０は図には示されていない内燃機関のクランクシャフトの如き回転軸１２と共に回転するようボルトの如き固定手段により回転軸１２に固定されるハウジング１４と、回転軸１２の軸線１６の周りに回転し得るようハウジング１４内に配置された第一乃至第三の三つの回転部材１８、２０、２２とを有している。回転部材１８、２０、２２は軸線１６に沿って配設され、互いに他に対し自由に相対回転可能である。
【００２２】
ハウジング１４は軸線１６に整合して回転軸１２に固定され後述の如く支持軸として機能する円筒状のハブ部２４と、ハブ部２４より径方向外方へ隔置された位置にて軸線１６に整合して延在する円筒状のリム部２６と、ハブ部２４及びリム部２６の一方の側縁を一体に接続する接続部としての円板状の側壁部２８とを有している。リム部２６は外周にベルト溝３０を有し、ベルト溝３０にて図には示されていないベルトを巻き掛け状態にて受けるようになっている。
【００２３】
回転部材１８について図３に詳細に示されている如く、回転部材１８、２０、２２はそれぞれハブ部２４に嵌合しハブ部２４により軸線１６の周りに回転可能に支持された円筒状のボス部１８Ａ、２０Ａ、２２Ａと、ボス部と一体に形成されボス部に対し径方向外方へ直線的に延在する実質的に剛固な一対のアーム部１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂと、各アーム部の外端に剛固に担持された質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃとを有している。
【００２４】
かくしてハブ部２４及びアーム部１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂは回転軸１２より径方向外方へ隔置された位置にて複数個の質量体を担持する支持部材を郭定している。尚質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃはそれぞれアーム部１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂの外端と一体に形成されていてもよく、またアーム部１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂの外端に溶接等の手段により剛固に固定されていてもよい。
【００２５】
質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃは軸線１６に沿って延在する円柱状をなし、ゴム、樹脂の如く内部摩擦により減衰効果を発揮する緩衝材１８Ｄ、２０Ｄ、２２Ｄにて被覆されている。各回転部材１８、２０、２２の重心、即ちボス部１８Ａ、２０Ａ、２２Ａ、一対のアーム部１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂ、一対の質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃ、緩衝材１８Ｄ、２０Ｄ、２２Ｄ全体の重心はそれぞれボス部１８Ａ、２０Ａ、２２Ａの中心に位置し、従って軸線１６上に位置している。
【００２６】
回転部材１８、２０、２２の径方向外端はリム部２６の内面より僅かに径方向内方へ隔置されており、リム部２６の内面及び側壁部２８の外周部の内面には仕切り壁としての複数個の衝突板３２が溶接等の手段により固定されている。各衝突板３２は質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃの間にて径方向に沿って延在し、緩衝材１８Ｄ、２０Ｄ、２２Ｄを含む質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃの外径よりも大きい距離にて周方向に互いに隔置されている。
【００２７】
かくして回転部材１８、２０、２２は各衝突板３２の間の周方向の距離と緩衝材１８Ｄ、２０Ｄ、２２Ｄを含む質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃの外径とにより決定される遊動角度範囲に亘りハウジング１４に対し相対的に軸線１６の周りに自由に回転可能であり、回転部材１８、２０、２２がハウジング１４に対し相対的に回転すると、質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃは緩衝材１８Ｄ、２０Ｄ、２２Ｄを介して衝突板３２に衝突する。
【００２８】
尚回転部材１８、２０、２２は回転軸１２の肩部又は該肩部とハウジング１４のハブ部２４との間に挾持されるプレート３４によりハブ部２４より脱落しないよう保持されるが、ハウジング１４の側壁部２８とは反対側の側縁にカバー部材が固定され、該カバー部材により脱落しないよう保持されてもよい。
【００２９】
また図示の実施形態に於いては、回転部材１８、２０、２２のアーム部１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂの長さ、質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃの質量及び重心、衝突板３２の周方向の間隔は同一であるが、これらの何れかが相互に異なるよう設定されてもよい。
【００３０】
以上の如く構成された図示の実施形態に於いて、回転軸１２に回転振動が生じ、図４に於いて破線の矢印にて示されている如くハウジング１４が回転部材１８、２０、２２に対し回転方向進み側へ相対回転すると、質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃが回転方向遅れ側の衝突板３２に衝突し、これにより質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃより衝突板３２に対し回転方向遅れ側方向への力Ｆｒが与えられ、ハウジング１４及び回転軸１２の回転方向進み側への回転が抑制される。
【００３１】
逆に図５に於いて破線の矢印にて示されている如く、回転軸１２の回転振動によりハウジング１４が回転部材１８、２０、２２に対し回転方向遅れ側へ相対回転すると、質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃが回転方向進み側の衝突板３２に衝突し、これにより質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃより衝突板３２に対し回転方向進み側方向への力Ｆａが与えられ、ハウジング１４及び回転軸１２の回転方向進み側への回転が促進される。
【００３２】
従って図示の実施形態によれば、回転軸１２の回転振動を減衰させることができ、また回転軸１２の回転振動の周波数が特定の周波数でなくても上述の作用が発揮されるので、前述の従来のダンパプーリの場合に比して広い周波数範囲の回転振動を減衰させることができ、更にはロータリダンパを小型化する共に、反共振の問題を解消することができる。
【００３３】
また図示の実施形態によれば、回転部材１８、２０、２２のアーム部１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂの長さ、質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃの大きさ、形状、質量、重心、衝突板３２の周方向の間隔、緩衝材１８Ｄ、２０Ｄ、２２Ｄの弾性（減衰性）、厚さの如きチューニングパラメータを回転軸１２の回転振動の固有振動数に適合するよう設定することにより、質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃが衝突板３２に衝突した際に質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃが衝突板３２より受ける反発力により、回転軸１２の固有振動数近傍に於けるハウジング１４の往復回転振動に同期して回転部材１８、２０、２２をハウジング１４を逆方向へ往復回転振動させ、これにより回転軸１２の固有振動数近傍に於ける回転振動を効果的に減衰させることができる。
【００３４】
特に図示の実施形態によれば、ハウジング１４のハブ部２４の周りに自由に回転可能な三つの回転部材１８、２０、２が設けられているので、回転部材１８、２０、２２のアーム部１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂの長さ、質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃの質量及び重心、衝突板３２の周方向の間隔の何れかを相互に異ならせることにより、回転部材が一つである場合に比して回転振動を効果的に減衰し得る回転振動の周波数範囲を容易に且つ確実に広くすることができる。
【００３５】
また図示の実施形態によれば、質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃはそれぞれゴム、樹脂の如き緩衝材１８Ｄ、２０Ｄ、２２Ｄにて被覆されているので、質量体が緩衝材にて被覆されていない場合に比して、質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃが衝突板３２に衝突する際の衝撃音を低減することができると共に、回転部材１８、２０、２２及びハウジング１４の耐久性を向上させることができる。
【００３６】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００３７】
例えば上述の実施形態に於いては、回転部材として三つの回転部材１８、２０、２２が設けられているが、回転部材はこれ以外の数であってもよく、また各回転部材１８、２０、２２はそれぞれ互いに他に対し直線的に延在する一対のアーム部１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂを有しているが、アーム部の数も３又は４の如く２以外の数であってもよい。
【００３８】
また上述の実施形態に於いては、質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃがそれぞれゴム、樹脂の如き緩衝材１８Ｄ、２０Ｄ、２２Ｄにて被覆されることにより質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃが衝突板３２に衝突する際の衝撃音が低減されるようになっているが、衝突板３２にゴム、樹脂の如き緩衝材が適用されてもよく、また質量体の表面及び衝突板３２の表面の両者に緩衝材が適用されてもよい。
【００３９】
また上述の実施形態に於いては、各回転部材１８、２０、２２のアーム部１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂは剛固であるが、アーム部１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂが周方向に弾性変形可能に構成され、これによりロータリダンパがダイナミックロータリダンパとして構成されてもよい。
【００４０】
また上述の実施形態に於いては、アーム部１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂが周方向に垂直な方向へ弾性変形可能に構成されると共に、質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃに対し軸線１６に沿う方向の両側に側壁部２８やカバー部材により郭定される衝突板が設定され、これにより回転軸１２に回転曲げ振動が発生した場合に質量体１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃが衝突板に衝突し、これにより回転軸１２の回転曲げ振動をも減衰させ得るよう構成されてもよい。
【００４１】
更に上述の実施形態に於いては、ロータリダンパはハウジング１４のリム部２６の外周にベルト溝３０が設けられたダンパプーリとして構成されているが、本発明のロータリダンパはハウジング１４がベルト溝を有しないよう構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダンパプーリとして構成された本発明による衝突型ロータリダンパの一つの実施形態を軸線に垂直な断面にて示す断面図である。
【図２】図１に示された実施形態を軸線に沿う断面にて示す半断面図である。
【図３】図１に示された一つの回転部材を示す斜視図である。
【図４】回転軸の回転振動によりハウジングが回転部材に対し回転方向進み側へ相対回転する状況に於ける図示の実施形態の作動を示す説明図である。
【図５】回転軸の回転振動によりハウジングが回転部材に対し回転方向遅れ側へ相対回転する状況に於ける図示の実施形態の作動を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…衝突型ロータリダンパ
１２…回転軸
１４…ハウジング
１８、２０、２２…回転部材
１８Ａ、２０Ａ、２２Ａ…ボス部
１８Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂ…アーム部
１８Ｃ、２０Ｃ、２２Ｃ…質量体
１８Ｄ、２０Ｄ、２２Ｄ…緩衝材
２４…ハブ部
２６…リム部２６
３２…衝突板

Claims (2)

1. 回転軸と共に回転し回転軸の回転振動を減衰させる衝突型ロータリダンパにして、前記回転軸に固定され前記回転軸の軸線に整合する支持軸を有するハウジングと、前記支持軸の周りに回転可能に前記ハウジング内に配置された回転部材とを含み、前記ハウジングは周方向に互いに隔置された複数個の仕切り壁を有し、前記回転部材は前記支持軸に回転可能に支持された支持部材と、前記回転軸より径方向外方へ隔置された位置にて前記支持部材に担持された複数個の質量体とを有し、前記回転部材の重心は前記軸線上に位置し、前記ハウジング及び前記回転部材が互いに他に対し相対回転すると前記質量体が前記仕切り壁に衝突するよう構成されていることを特徴とする衝突型ロータリダンパ。
2. 前記衝突型ロータリダンパは複数個の回転部材を有することを特徴とする請求項１に記載の衝突型ロータリダンパ。

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