JP2006090528A - 回転軸用制振装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 回転軸における回転方向の振動を、特に低周波数域においても効果的に抑えることが出来ると共に、マス−バネ系の耐久性が有利に確保され得る、新規な構造の回転軸用制振装置を提供することにある。
【解決手段】 マス部材16を、支持部材20の回転中心軸26回りにおける周上で部分的に独立して位置せしめられるブロック状とし、支持部材20の回転中心軸26を外れた位置に配設して該支持部材20の回転に伴う遠心力がマス部材16に及ぼされるようにすると共に、マス部材16に対して回転軸の外周側に離隔して位置する当接支持部32を支持部材20に設けて、該支持部材20の回転に伴ってマス部材16に及ぼされる遠心力により、連結ゴム弾性体18の弾性変形に基づいてマス部材16が外周側に変位せしめられて当接支持部32に対して当接状態で支持されるようにした。
【選択図】 図1
【解決手段】 マス部材16を、支持部材20の回転中心軸26回りにおける周上で部分的に独立して位置せしめられるブロック状とし、支持部材20の回転中心軸26を外れた位置に配設して該支持部材20の回転に伴う遠心力がマス部材16に及ぼされるようにすると共に、マス部材16に対して回転軸の外周側に離隔して位置する当接支持部32を支持部材20に設けて、該支持部材20の回転に伴ってマス部材16に及ぼされる遠心力により、連結ゴム弾性体18の弾性変形に基づいてマス部材16が外周側に変位せしめられて当接支持部32に対して当接状態で支持されるようにした。
【選択図】 図1
Description
本発明は、内燃機関のクランクシャフト等の回転軸に装着されて、内燃機関のトルク変動等に起因する回転軸の回転方向の振動に対して制振効果を発揮し得る回転軸用制振装置に関するものである。
従来から、各種装置における回転軸では、回転方向の振動が問題となる場合がある。例えば、内燃機関を原動機として搭載する自動車では、内燃機関のトルク変動に起因するクランクシャフトの回転方向の振動が、パワーユニットの防振マウントを介して車両ボデーに伝達される結果、走行時の振動や騒音の原因となり易い。
そこで、内燃機関におけるクランクシャフトの回転方向の振動(捩り振動)を抑えるために、従来から、副振動系を備えた制振装置としてトーショナルダンパが提案されている。例えば、特開2004−144248号公報(特許文献1)に記載のものがそれであり、回転軸に取り付けられるハブの外周側に円環形状の環状ダンパマスを配設して、該環状ダンパマスをハブに対してゴム弾性体で弾性連結することにより副振動系を構成している。
そして、かかるトーショナルダンパは、一般に、その副振動系を、クランクシャフトの捩り方向の固有振動数にチューニングすることにより、クランクシャフトの捩り共振に起因する振動の発生を抑えるようになっている。ここにおいて、クランクシャフトの固有振動数は、一般に、数百Hz以上とされている。
ところが、内燃機関を動力源として搭載した自動車について本発明者が実験と検討を重ねた結果、自動車の発進時等、エンジン回転数が比較的に低い状況で発生する20〜70Hz程度の振動に関して、クランクシャフトの回転方向の振動が大きな原因となっていることが判った。なお、このような低周波数域でのクランクシャフトの振動は、内燃機関におけるトルク変動に起因するものと考えられる。
このような低周波数域におけるクランクシャフトの回転振動を低減するために、例えば、上述の如きトーショナルダンパを採用して、その副振動系の固有振動数を20〜70Hzの低周波数域にチューニングすることも考えられる。しかしながら、環状ダンパマスが大径の円環ブロック形状であることから比較的に重量が大きく、低周波数域にチューニングするためにはゴム弾性体を低動ばね化する必要があるが、目的とする低周波数域へのチューニングを実現しようとするとゴム弾性体が柔らかくなり過ぎて、到底、実用的な耐久性が確保され難いという問題があった。
なお、実開平6−73497号公報(特許文献2)には、回転軸の周上で部分的に独立位置する矩形ブロック状のマス部材を採用し、該マス部材の周方向両端部分を弾性支持せしめて構成された副振動系が開示されている。しかし、かかる副振動系は、回転軸の軸直角方向の防振を目的として提案されているに過ぎず、周方向の低周波数域の振動に対して有効な副振動系を実現し得るものでは、決してない。
蓋し、マス部材が回転軸の周上で部分的に独立位置していることから、回転軸の回転に伴ってマス部材には相当の遠心力が作用することとなる。一方、特に提案されているように、周方向の回転振動の入力に際して圧縮/引張変形する連結ゴム弾性体を採用した副振動系において、周方向の固有振動数を低周波数域にチューニングすると、連結ゴム弾性体を相当に柔らかくする必要がある。そのために、回転軸が中乃至高速で回転した場合に、マス部材に作用する遠心力によって連結ゴム弾性体の弾性変形量が相当に大きくなってしまい、要求される耐久性等を実現することが極めて困難となるからである。
また、特開2001−153185号公報(特許文献3)には、転動式マスを備えたダイナミックダンパが提案されている。しかしながら、このような転動式マスのダイナミックダンパは、質量マスとゴム弾性体からなるマス−バネ系の副振動系を用いた上述の特許文献1等に記載のダイナミックダンパとは、基本構造において別異のものである。そして、かかる転動式マスによるダイナミックダンパでは、上述の如き質量マスとゴム弾性体からなるマス−バネ系を利用したダイナミックダンパほどに、特定の周波数域で顕著な制振効果を得ることが難しい。また、マスの転動面の摩擦抵抗や表面粗度などのマスの転動条件を高精度に且つ長期間に亘って維持することが難しく、目的とする制振効果の安定性や信頼性が得られ難いという問題もあるのである。
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、内燃機関のクランクシャフト等の回転軸における回転方向の振動を、特に低周波数域においても効果的に抑えることが出来ると共に、優れた耐久性が発揮され得る、マス−バネ系を利用した新規な構造の回転軸用制振装置を提供することにある。
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載されたもの、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
(本発明の態様1)
本発明の態様1の特徴とするところは、制振対象となる回転軸に取り付けられて該回転軸と一体的に回転せしめられる支持部材に対して、マス部材を離隔配置せしめて、該マス部材を該支持部材に対して連結ゴム弾性体で連結支持せしめることにより、該回転軸の回転方向振動に対する副振動系を構成した回転軸用制振装置において、前記マス部材を、前記支持部材の回転中心軸回りにおける周上で部分的に独立して位置せしめられるブロック状とし、該支持部材の回転中心軸を外れた位置に配設して該支持部材の回転に伴う遠心力が該マス部材に及ぼされるようにすると共に、該マス部材に対して該回転軸の外周側に離隔して位置する当接支持部を該支持部材に設けて、該支持部材の回転に伴って該マス部材に及ぼされる遠心力により、前記連結ゴム弾性体の弾性変形に基づいて該マス部材が外周側に変位せしめられて該当接支持部に対して当接状態で支持されるようにした回転軸用制振装置にある。
本発明の態様1の特徴とするところは、制振対象となる回転軸に取り付けられて該回転軸と一体的に回転せしめられる支持部材に対して、マス部材を離隔配置せしめて、該マス部材を該支持部材に対して連結ゴム弾性体で連結支持せしめることにより、該回転軸の回転方向振動に対する副振動系を構成した回転軸用制振装置において、前記マス部材を、前記支持部材の回転中心軸回りにおける周上で部分的に独立して位置せしめられるブロック状とし、該支持部材の回転中心軸を外れた位置に配設して該支持部材の回転に伴う遠心力が該マス部材に及ぼされるようにすると共に、該マス部材に対して該回転軸の外周側に離隔して位置する当接支持部を該支持部材に設けて、該支持部材の回転に伴って該マス部材に及ぼされる遠心力により、前記連結ゴム弾性体の弾性変形に基づいて該マス部材が外周側に変位せしめられて該当接支持部に対して当接状態で支持されるようにした回転軸用制振装置にある。
このような本態様に従う構造とされた回転軸用制振装置においては、支持部材に回転方向の振動が入力されると、マス部材や連結ゴム弾性体がマス−バネ系を構成して、制振効果が発揮される。そこにおいて、支持部材(回転軸)の回転数が高くなって大きな遠心力がマス部材に作用した場合に、マス部材が、連結ゴム弾性体の弾性変形に基づき外周側に大きく変位せしめられると共に、当接支持部に当接せしめられて、マス部材の外方への変位量が制限される。これにより、支持部材に対してマス部材を支持せしめる連結ゴム弾性体の弾性変形量も制限されることとなる。
それ故、副振動系における連結ゴム弾性体のばねを柔らかくして低周波数域にチューニングした場合でも、マス部材の変位量が制限されることに基づいて、連結ゴム弾性体の過大な弾性変形が回避される結果、耐久性が有利に確保される。
従って、連結ゴム弾性体の耐久性を十分に確保しつつ、副振動系の固有振動数を低周波数域にチューニングして、該低周波数域の回転方向振動に対しても有効な制振効果を得ることが可能となるのである。
(本発明の態様2)
本発明の態様2の特徴とするところは、本発明の前記態様1に係る回転軸用制振装置において、前記支持部材が、前記回転軸としての内燃機関のクランクシャフトに取り付けられるようになっており、少なくとも該内燃機関のアイドリング状態での該クランクシャフトの低回転領域では該マス部材が前記当接支持部に対して内周側に離隔位置せしめられて回転方向振動に対する副振動系として機能し得るようになっていると共に、少なくとも該内燃機関の常用域を越える該クランクシャフトの高回転領域では該マス部材が該当接支持部に対して当接状態とされるようになっている一方、前記副振動系における回転方向の固有振動数が該マス部材が該当接支持部に対して内周側に離隔位置せしめられる該クランクシャフトの回転領域での該内燃機関のトルク変動の周期に対応した周波数域にチューニングされていることにある。
本発明の態様2の特徴とするところは、本発明の前記態様1に係る回転軸用制振装置において、前記支持部材が、前記回転軸としての内燃機関のクランクシャフトに取り付けられるようになっており、少なくとも該内燃機関のアイドリング状態での該クランクシャフトの低回転領域では該マス部材が前記当接支持部に対して内周側に離隔位置せしめられて回転方向振動に対する副振動系として機能し得るようになっていると共に、少なくとも該内燃機関の常用域を越える該クランクシャフトの高回転領域では該マス部材が該当接支持部に対して当接状態とされるようになっている一方、前記副振動系における回転方向の固有振動数が該マス部材が該当接支持部に対して内周側に離隔位置せしめられる該クランクシャフトの回転領域での該内燃機関のトルク変動の周期に対応した周波数域にチューニングされていることにある。
このような本態様においては、クランクシャフトの低回転領域でマス部材が回転方向振動に対する副振動系として機能し得ることにより、当該領域の振動に対する制振効果が有利に発揮される。特に本態様では、副振動系の回転方向の固有振動数が内燃機関のトルク変動の周期に対応した周波数域にチューニングされていることによって、トルク変動に起因すると考えられる低回転領域での問題となる振動がより効果的に抑えられることとなり、目的とする制振効果の更なる向上が図られ得る。
また、少なくとも内燃機関の常用域を越えるクランクシャフトの高回転領域では遠心力が大きくなることを利用して、連結ゴム弾性体が遠心力の作用により当接支持部に対して安定して当接される。その結果、連結ゴム弾性体の弾性変形量が有効に制限され、耐久性能が一層有利に発揮される。加えて、クランクシャフトの高回転領域下でマス部材が当接支持部に繰り返し当接せしめられることが回避されることによって、該繰り返し当接に起因する打音の発生が低減される。
なお、本態様において、内燃機関のトルク変動の周期とは、内燃機関の各気筒で燃焼が順次に発生することによりクランクシャフトに及ぼされる回転トルク変動の時間間隔であって、例えば4気筒エンジンであればクランクシャフトの回転2次成分に対応し、6気筒エンジンであればクランクシャフトの回転3次成分に対応した周波数をもって発生する周期のことをいう。
(本発明の態様3)
本発明の態様3の特徴とするところは、本発明の前記態様2に係る回転軸用制振装置において、前記内燃機関が自動車用内燃機関であり、自動車のアイドリング状態では前記マス部材が前記当接支持部に対して内周側に離隔位置せしめられるようになっている一方、前記クランクシャフトが少なくとも2500回転/分以上の高回転領域では該マス部材が該当接支持部に対して当接状態とされるようになっていることにある。
本発明の態様3の特徴とするところは、本発明の前記態様2に係る回転軸用制振装置において、前記内燃機関が自動車用内燃機関であり、自動車のアイドリング状態では前記マス部材が前記当接支持部に対して内周側に離隔位置せしめられるようになっている一方、前記クランクシャフトが少なくとも2500回転/分以上の高回転領域では該マス部材が該当接支持部に対して当接状態とされるようになっていることにある。
このような本態様においては、アイドリング状態下でマス部材が副振動系として機能し得ることに基づき、問題となる回転方向の振動が有利に低減される。しかも、2500回転/分以上の高回転領域では、マス部材が当接支持部に対して確実に当接されていることによって、連結ゴム弾性体の耐久性能が有利に発揮される。それ故、自動車用内燃機関のクランクシャフトに取り付けられる制振装置として、実用性が十分に発揮されるのである。
(本発明の態様4)
本発明の態様4の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至3の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記マス部材が、前記支持部材の周方向で相互に離隔位置して少なくとも3つ配設されていることにある。
本発明の態様4の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至3の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記マス部材が、前記支持部材の周方向で相互に離隔位置して少なくとも3つ配設されていることにある。
このような本態様においては、副振動系の回転バランスが良好にとり易くなり、その結果、制振効果が一層安定して得られる。
(本発明の態様5)
本発明の態様5の特徴とするところは、本発明の前記態様4に係る回転軸用制振装置において、周方向で隣接位置せしめられた前記マス部材同士を相互に周方向で連結する連結弾性体を設けたことにある。
本発明の態様5の特徴とするところは、本発明の前記態様4に係る回転軸用制振装置において、周方向で隣接位置せしめられた前記マス部材同士を相互に周方向で連結する連結弾性体を設けたことにある。
このような本態様においては、マス部材同士が連結弾性体で周方向に連結されていることによって、略同じ位相で変位せしめられる。それ故、複数のマス部材の変位方向が安定とされることに基づいて、所期の制振効果が一層安定して得られる。
(本発明の態様6)
本発明の態様6の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至5の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記回転軸に固定されるボス部と、該ボス部の外周側に離隔して周方向に連続して延びる外周環状部と、それらボス部と外周環状部の軸直角方向対向面間に跨がって延びて該ボス部と該外周環状部を周上の複数箇所で相互に連結する連結部とを、有する構造をもって前記支持部材を構成することにより、該支持部材において、周方向に隣接する該複数の連結部の間で該ボス部と該外周環状部の軸直角方向対向面間に肉抜状空所を形成して、該肉抜状空所に前記マス部材を配設すると共に、該肉抜状空所の外周壁部を構成する該外周環状部によって前記当接支持部を構成したことにある。
本発明の態様6の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至5の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記回転軸に固定されるボス部と、該ボス部の外周側に離隔して周方向に連続して延びる外周環状部と、それらボス部と外周環状部の軸直角方向対向面間に跨がって延びて該ボス部と該外周環状部を周上の複数箇所で相互に連結する連結部とを、有する構造をもって前記支持部材を構成することにより、該支持部材において、周方向に隣接する該複数の連結部の間で該ボス部と該外周環状部の軸直角方向対向面間に肉抜状空所を形成して、該肉抜状空所に前記マス部材を配設すると共に、該肉抜状空所の外周壁部を構成する該外周環状部によって前記当接支持部を構成したことにある。
このような本態様においては、当接支持部と支持部材が一体形成されることとなり、製造が容易となる。また、当接支持部が連結部を介して支持部材に支持されていることによって、当接支持部を別途支持せしめる部材が削減乃至は省略されることとなり、全体構造の簡略化および回転軸への取り付け作業の簡便化等が有効に図られ得る。
(本発明の態様7)
本発明の態様7の特徴とするところは、本発明の前記態様6に係る回転軸用制振装置において、前記支持部材の前記肉抜状空所に対して前記マス部材を収容状態で配設すると共に、該マス部材が収容された該肉抜状空所を軸方向両側から覆蓋する蓋部を、該支持部材に設けたことにある。
本発明の態様7の特徴とするところは、本発明の前記態様6に係る回転軸用制振装置において、前記支持部材の前記肉抜状空所に対して前記マス部材を収容状態で配設すると共に、該マス部材が収容された該肉抜状空所を軸方向両側から覆蓋する蓋部を、該支持部材に設けたことにある。
このような本態様においては、マス部材が肉抜状空所から外部に出ることが防止され、安全性が有利に確保される。
(本発明の態様8)
本発明の態様8の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至7の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記マス部材と前記当接支持部との少なくとも一方の当接面に緩衝ゴムが形成されていることにある。
本発明の態様8の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至7の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記マス部材と前記当接支持部との少なくとも一方の当接面に緩衝ゴムが形成されていることにある。
このような本態様においては、マス部材が当接支持部に対して緩衝ゴムを介して当接されることによって、打音の発生が軽減される。
(本発明の態様9)
本発明の態様9の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至8の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記連結ゴム弾性体を、前記マス部材の周方向両端部分からそれぞれ周方向外方に向かって略周方向に或いは周方向に対して内周側又は外周側に傾斜して延び出す一対の弾性支持脚部によって構成することにより、該マス部材の内周側において該マス部材と前記支持部材との軸直角方向対向面間を軸方向に貫通する内周側空所を形成したことにある。
本発明の態様9の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至8の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記連結ゴム弾性体を、前記マス部材の周方向両端部分からそれぞれ周方向外方に向かって略周方向に或いは周方向に対して内周側又は外周側に傾斜して延び出す一対の弾性支持脚部によって構成することにより、該マス部材の内周側において該マス部材と前記支持部材との軸直角方向対向面間を軸方向に貫通する内周側空所を形成したことにある。
このような本態様においては、マス部材と支持部材の軸直角方向対向面間に内周側空所が形成されていると共に、マス部材が略周方向に或いは周方向に傾斜して延びる一対の弾性支持脚部によって支持部材に弾性連結されていることにより、マス部材と支持部材を連結する弾性部材を当該対向面間に特別に配設する必要がない。従って、それらの対向面間に配設されるゴム弾性体が遠心力の大きさに伴い大きく引張変形されることに起因して耐久性能が低下せしめられることもないのであり、それによって、制振効果の安定性や信頼性がより有利に向上される。
なお、内周側空所は、(イ)支持部材が回転していない静的状態下において、マス部材と支持部材が当接せしめられて潰れており、回転して遠心力が所定の大きさになった場合に、マス部材が支持部材から離隔して内周側空所が発現するようになっていても良く、或いは(ロ)マス部材が静的状態下で予め支持部材から離隔位置していることで内周側空所が常に存在するようになっていても良い。
(本発明の態様10)
本発明の態様10の特徴とするところは、本発明の前記態様9に係る回転軸用制振装置において、前記内周側空所を挟んで軸直角方向に対向位置する前記マス部材と前記支持部材の少なくとも一方の対向面に当接ゴムが形成されており、該支持部材が回転していない静的状態下において、該当接ゴムを挟んで該マス部材が該支持部材に対して、前記連結ゴム弾性体の弾性に基づく所定の当接力をもって当接せしめられていることにある。
本発明の態様10の特徴とするところは、本発明の前記態様9に係る回転軸用制振装置において、前記内周側空所を挟んで軸直角方向に対向位置する前記マス部材と前記支持部材の少なくとも一方の対向面に当接ゴムが形成されており、該支持部材が回転していない静的状態下において、該当接ゴムを挟んで該マス部材が該支持部材に対して、前記連結ゴム弾性体の弾性に基づく所定の当接力をもって当接せしめられていることにある。
このような本態様においては、支持部材が回転していない静的状態下でマス部材の変位が抑えられ、それによって、マス部材の変位に伴いマス部材が支持部材に繰り返し当接せしめられること等に起因する打音の発生が有効に抑えられる。
また、支持部材の回転速度が大きくなってマス部材が遠心力の作用で支持部材の外周側に離隔位置せしめられた状態から、支持部材が回転していない静的状態、即ちマス部材が支持部材に当接せしめられる状態となる際に、マス部材が当接ゴムを介して支持部材に当接されることとなり、当接ゴムの弾性に基づき打音の低減効果がより有効に得られる。
(本発明の態様11)
本発明の態様11の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至10の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記マス部材が、前記連結ゴム弾性体が接着された一体加硫成形品として前記支持部材とは別部材とされており、該支持部材に対して該一体加硫成形品が組み付けられていることにある。
本発明の態様11の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至10の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記マス部材が、前記連結ゴム弾性体が接着された一体加硫成形品として前記支持部材とは別部材とされており、該支持部材に対して該一体加硫成形品が組み付けられていることにある。
このような本態様においては、連結ゴム弾性体の一体加硫成形品が小型化可能となり、成形用金型も小さくて済むことから、成形作業や成形設備が簡易となる。
また、本態様が採用されることによって、本発明の前記態様10に係る制振装置が有利に実現可能となり、連結ゴム弾性体の弾性に基づくマス部材の支持部材に対する当接力が容易に設定変更される。
また、本態様は、例えば本発明の前記態様6と組み合わせて有利に採用される。即ち、例えば前記態様6に係る支持部材の肉抜状空所にマス部材を備えた連結ゴム弾性体の一体加硫成形品を嵌め込んで該ゴム弾性体の弾性に基づいてマス部材を当接支持部に当接支持せしめたり、一体加硫成形品における連結ゴム弾性体の外周面に固定金具を固着して、その固定金具を支持部材に圧入や嵌着、溶接、ボルト等で固定したりすること等によって、連結ゴム弾性体と支持部材をそれぞれ別体成形した後に、連結ゴム弾性体を支持部材に後付けすることが可能となる。
(本発明の態様12)
本発明の態様12の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至11の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記回転軸に固定される前記ボス部に対して、該ボス部の外周側に離隔して周方向に連続して延びる前記外周環状部が一体的に形成されることによって、前記支持部材が構成されており、該ボス部と該外周環状部の軸直角方向対向面間に前記マス部材が配設されていると共に、該外周環状部によって前記当接支持部が構成されている一方、該外周環状部の外周側に離隔位置して円環形状の外周マス部材を、該支持部材と同一中心軸上に配設すると共に、外周連結ゴムによって該外周マス部材を該外周環状部に対して弾性的に連結することにより、トーショナルダンパとして作用する外周副振動系を構成したことにある。
本発明の態様12の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至11の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記回転軸に固定される前記ボス部に対して、該ボス部の外周側に離隔して周方向に連続して延びる前記外周環状部が一体的に形成されることによって、前記支持部材が構成されており、該ボス部と該外周環状部の軸直角方向対向面間に前記マス部材が配設されていると共に、該外周環状部によって前記当接支持部が構成されている一方、該外周環状部の外周側に離隔位置して円環形状の外周マス部材を、該支持部材と同一中心軸上に配設すると共に、外周連結ゴムによって該外周マス部材を該外周環状部に対して弾性的に連結することにより、トーショナルダンパとして作用する外周副振動系を構成したことにある。
このような本態様においては、外周副振動系と前述のマス部材と連結ゴム弾性体を含んでなる副振動系があわせて採用されることによって、複数の副振動系が構成される。それ故、それら副振動系の固有振動数を各別にチューニングすることにより、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して制振効果が有利に発揮され得る。
(本発明の態様13)
本発明の態様13の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至12の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記マス部材に対して前記回転軸の内周側に対向位置する内側当接支持部を前記支持部材に設けて、前記連結ゴム弾性体の弾性に基づいて該マス部材を該内側当接支持部に当接させて支持せしめる一方、該支持部材の回転に伴って該マス部材に及ぼされる遠心力により、該連結ゴム弾性体の弾性変形に基づいて該マス部材が外周側に変位せしめられて該内側当接支持部から離隔せしめられるようにしたことにある。
本発明の態様13の特徴とするところは、本発明の前記態様1乃至12の何れかに係る回転軸用制振装置において、前記マス部材に対して前記回転軸の内周側に対向位置する内側当接支持部を前記支持部材に設けて、前記連結ゴム弾性体の弾性に基づいて該マス部材を該内側当接支持部に当接させて支持せしめる一方、該支持部材の回転に伴って該マス部材に及ぼされる遠心力により、該連結ゴム弾性体の弾性変形に基づいて該マス部材が外周側に変位せしめられて該内側当接支持部から離隔せしめられるようにしたことにある。
このような本態様にあっては、支持部材が回転していない静的状態下、或いは連結ゴム弾性体の弾性に基づくマス部材の内側当接支持部に対する当接力が支持部材の回転に伴う遠心力よりも大きい状態下において、マス部材が内側当接支持部に当接状態で支持されている。それ故、かかる状態では、マス部材の変位量が制限されて、マス部材が支持部材に繰り返し当接されること等により発生する打音が効果的に抑えられる。
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた回転軸用制振装置においては、支持部材の回転数上昇に伴い大きな遠心力がマス部材に及ぼされた場合に、支持部材が当接支持部に当接状態で支持せしめられて、連結ゴム弾性体の弾性変形が制限される。従って、例えば、制振を目的とする振動が、回転軸の低回転状態下での低周波数域にあって、かかる振動に対する副振動系のチューニングにより連結ゴム弾性体のばねが柔らかく設定された場合にも、回転軸の回転数が高くなった場合には、ゴム弾性体の弾性変形が制限されることにより耐久性が有利に確保される。それ故、例えば自動車用内燃機関のクランクシャフト等の回転軸において問題となる低周波数域の回転方向振動に対しても、高回転時に作用する大きな遠心力に起因する耐久性の低下や損傷の危険を回避しつつ、有効な制振効果を安定して得ることが可能となるのである。
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について説明する。先ず、図1〜2には、本発明の第一の実施形態としてのクランクシャフト用ダンパ10が示されている。このダンパ10は、ハウジング12に設けた収容空所14に金属マス16を収容して、ハウジング12と金属マス16を連結ゴム弾性体18で相互に連結した構造とされており、ハウジング12を図示しない回転軸としての自動車用内燃機関のクランクシャフトに固着することによって、クランクシャフトに装着されるようになっている。
より詳細には、ハウジング12は、支持部材としてのハウジング本体20を備えている。ハウジング本体20は、厚肉の略円板形状を有しており、その中央に軸方向(図2中、左右)に延びる円形の嵌着孔22が貫設されている。特に本実施形態では、嵌着孔22に略長手円筒形状の固定スリーブ24が圧入等によって固定されている。また、固定スリーブ24の軸方向両端部が、嵌着孔22の両端から軸方向外方に所定長さで突出せしめられている。なお、ハウジング本体20は、弾性率が5×104 MPa以上の剛性材で形成されており、例えばアルミニウム合金や鉄鋼材等によって形成されたものが好適に採用される。
また、ハウジング本体20の中心軸26のまわりには、貫通孔28の複数(本実施形態では4つ)が周方向で略等間隔に貫設されている。貫通孔28は、軸直角方向外方に向かって円弧長が大きくなる略平面視扇形形状をもって軸方向に延びていると共に、ハウジング本体20の中心軸26と平行に延びている。その結果、各貫通孔28の内方には、ハウジング本体20の軸方向両端に開口せしめられた肉抜状空所としての収容空所14の4つが、それぞれ、独立して形成されている。このことからも明らかなように、本実施形態では、同一形状の収容空所14がハウジング本体20の周方向で略等間隔に形成されていることによって、ハウジング本体20の重心が中心軸26上に位置せしめられるように、回転バランスが設定されている。
また、上述の如き収容空所14の複数がハウジング本体20に形成されていることによって、ハウジング本体20の中央部分が、嵌着孔22を備えた小径の円筒形状のボス部30とされている。更に、ボス部30の軸直角方向外方には、各収容空所14を挟んで外周環状部としての大径の円筒形状を呈するアウタ筒部32が離隔位置せしめられている。これらボス部30とアウタ筒部32は、ハウジング本体20の中心軸26を略同心状に囲むように配置されていることに加え、各収容空所14の周方向間においてハウジング本体20の径方向(軸直角方向)に延びる連結部34の複数(本実施形態では4つ)によって周上の複数箇所で相互に連結されている。即ち、後述のクランクシャフトに固定されるボス部30に対して、該ボス部30の外周側に離隔して周方向に連続して延びるアウタ筒部32が一体的に形成されていることによって、ハウジング本体20が構成されている。
さらに、ハウジング本体20の軸方向両端面には、蓋部としての蓋体36が、それぞれ、配設されている。蓋体36は、薄肉の略円板形状とされていると共に、中央に円形状の挿通孔38が貫設されている。そして、ハウジング本体20から突出せしめられた固定スリーブ24の両端部が、それぞれ各蓋体36の挿通孔38に内挿されていると共に、蓋体36がハウジング本体20の軸方向端面に重ね合わされてボルトや溶接等で固着されている。これにより、一対の蓋体36,36がハウジング本体20に組み付けられていると共に、各収容空所14が軸方向(図2中、左右)の両側から覆蓋されている。なお、蓋体36は、例えば挿通孔38の縁部に突設されたリブに固定スリーブ24が圧入固定されること等によってハウジング本体20に固着されていても良い。
また、各収容空所14には、マス部材としての金属マス16が収容配置されている。金属マス16は、鉄鋼等の高比重材で形成されていると共に、中実の略平面視円弧形のブロック状とされている。金属マス16の外周面40の曲率が、アウタ筒部32の内周面42の曲率と略同じとされている。また、ハウジング12に回転が及ぼされない静的状態下では、金属マス16が、収容空所14の壁部を構成するボス部30とアウタ筒部32の軸直角方向対向面間の略中央における一対の連結部34,34の周方向離隔面間の略中央に位置せしめられていることにより、収容空所14の略中央に位置せしめられている。それによって、金属マス16の外周面40が、収容空所14の外周壁部を構成するアウタ筒部32の内周面42と軸直角方向で離隔して対向位置せしめられていると共に、金属マス16の内周面44が、収容空所14の内周壁部を構成するボス部30の外周面46と軸直角方向で離隔して対向位置せしめられている。更に、金属マス16の周方向両端部(面)が、収容空所14の側壁部を構成する各連結部34と周方向で所定距離を隔てて位置せしめられている。
また、各収容空所14に配置された金属マス16とボス部30の間には、連結ゴム弾性体18が配設されている。連結ゴム弾性体18は、天然ゴムやイソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム等の公知の各種ゴム材を用いて形成されていると共に、略平面視円弧形状を呈している。また、連結ゴム弾性体18の外周面が金属マス16の内周面44に加硫接着されていると共に、連結ゴム弾性体18の内周面がボス部30の外周面40に加硫接着されている。これにより、金属マス16とハウジング本体20におけるボス部30が、相互に弾性連結されている。特に本実施形態では、これら4つの連結ゴム弾性体18が、ハウジング本体20と4つの金属マス16を備えた一体加硫成形品として形成されている。
さらに、金属マス16の外周面40や内周面44、周方向両端面には、緩衝ゴムとしての薄肉のゴム弾性体層48が、略全体に亘って被着されている。このゴム弾性体層48は、連結ゴム弾性体18と一体形成されている。ここにおいて、ゴム弾性体層48のショアD硬さは、特に限定されるものでないが、金属マス16のハウジング12への当接打音が有効に低減されることを考慮して、望ましくは80以下に、より望ましくは20〜40に設定される。
このような構造とされたクランクシャフト用ダンパ10は、ハウジング12の固定スリーブ24に図示しない自動車用内燃機関におけるクランクシャフトが圧入固定されることによって、クランクシャフトの端部等に装着されるようになっている。また、ハウジング12の中心軸26とクランクシャフトの回転中心軸が同一線上に位置せしめられるようになっており、ハウジング12がクランクシャフトと一体的に回転されるようになっている。
従って、連結ゴム弾性体18によってハウジング12に連結支持される4つの金属マス16が、クランクシャフト(ハウジング12)の中心軸26回りの周上で各別に独立して、回転方向に略等間隔に配設されている。要するに、クランクシャフトの回転方向振動に対する副振動系50が、複数(本実施形態では4つ)構成されている。これにより、ハウジング12に捩り方向(クランクシャフトの回転方向または該方向と逆の回転方向)の振動が入力されると、金属マス16と連結ゴム弾性体18を含んで構成される副振動系50の共振作用に基づいて、主振動系であるクランクシャフトに対する制振効果が得られるようになっている。特に本実施形態では、自動車のアイドリング状態でのクランクシャフトの回転領域下にあって、金属マス16がアウタ筒部32に対して内周側に離隔位置せしめられて、回転方向振動に対する副振動系50の共振作用が発揮されるようになっている。
ところで、上述のアイドリング状態を含むエンジン回転数が比較的に低い状況、即ちクランクシャフトの低回転領域では、内燃機関のトルク変動の周期に略対応した20〜70Hz程度の低周波数域において、大きな捩り振動が惹起されることがある。そこにおいて、各副振動系50の固有振動数が、かかる20〜70Hz程度の低周波数域の振動に対して副振動系50に有効な共振現象が生ぜしめられるように、全て同じにチューニングされている。それによって、副振動系50における金属マス16の回転バランス等が考慮されつつ、金属マス16の大きさや形状、重さ等が適宜に設定変更されていると共に、連結ゴム弾性体18のばねが比較的に柔らかく設定されている。
また、各金属マス16が中心軸26を外れた位置に位置決めされていることによって、ハウジング12の回転に伴う遠心力が各金属マス16に及ぼされるようになっている。即ち、クランクシャフトと一体的にハウジング12が回転して各金属マス16に遠心力が作用せしめられると、各金属マス16が、連結ゴム弾性体18の弾性変形に基づいて軸直角方向外方に向かって変位することとなる。なお、連結ゴム弾性体18の周方向両端部にはくびれ部が形成されており、その結果、遠心力によって連結ゴム弾性体18が軸直角方向外方に引張変形されることに基づく連結ゴム弾性体18の周方向両端部の応力が軽減されるようになっている。
そして、図3にも示されているように、金属マス16の外周面40がゴム弾性体層48を介してアウタ筒部32の内周面42に当接して重ね合わせられると共に、ハウジング12が所定の回転数以上で回転し続けること、換言すれば所定の大きさ以上の遠心力が金属マス16に及ぼされ続けることに基づいて、金属マス16がアウタ筒部32に対して当接状態で支持されるようになっている。特に本実施形態では、少なくとも自動車用内燃機関の常用域を越える、2500回転/分以上のクランクシャフト(ハウジング12)の高回転領域において、金属マス16がアウタ筒部32に対して当接状態とされるようになっている。これらの説明からも明らかなように、金属マス16に対してクランクシャフトの外周側に離隔位置して金属マス16を当接状態に支持せしめる当接支持部が、収容空所14の外周壁部を構成するアウタ筒部32によって構成されている。
上述の如き構造とされたクランクシャフト用ダンパ10にあっては、例えば6気筒エンジンを搭載した車両においてクランクシャフトの回転3次成分に対応した40〜70Hz程度の低周波数域の捩り振動が入力された場合に、各金属マス16がアウタ筒部32の内周側に離隔位置せしめられて副振動系として機能されることとなり、各副振動系50の共振作用に基づいて制振効果が発揮され得る。
特に本実施形態では、金属マス16が周上で部分的にハウジング本体20から独立して設けられていることによってチューニング自由度が大きく確保されていることに加え、各副振動系50の固有振動数が20〜70Hz程度の低周波数域にチューニングされていることにより、クランクシャフトのトルク変動に起因する低周波数域の振動に対して共振作用が極めて有効に発揮されるのであり、それによって、目的とする制振効果が十分に得られるのである。
また、ハウジング12(クランクシャフト)の回転数が高くなると、一般にトルク変動が小さくなることに伴い問題となる振動が小さくなると共に、高周波数域の振動が生ぜしめられる。従って、このような高周波数域の振動は、例えば内燃機関を備えたパワーユニットを車両ボデーに対して防振支持せしめる公知のエンジンマウント等(図示せず)による減衰作用乃至は絶縁作用を利用することによって、簡単に低減され得る。
そこにおいて、ハウジング12の回転数が高くなって大きな遠心力が金属マス16に作用した場合に、各金属マス16がアウタ筒部32に当接せしめられて、金属マス16の変位量が制限される。これにより、金属マス16をハウジング本体20に支持せしめる連結ゴム弾性体18の弾性変形量も制限される。
従って、前述の如く連結ゴム弾性体18のばねを比較的に柔らかく設定して副振動系50の固有振動数を低周波数域にチューニングした場合でも、連結ゴム弾性体18の過大な弾性変形が回避されることによって、耐久性が有利に確保されるのであり、それ故、安定した制振効果が得られるのである。
また、本実施形態では、金属マス16の外周面40の曲率がアウタ筒部32の内周面42の曲率と略同じに設定されていることによって、金属マス16の外周面40がアウタ筒部32の内周面42に当接せしめられる際に、それら両面40, 42が安定して重ね合わせられる。しかも、金属マス16の外周面40にゴム弾性体層38が被着されていることによって、当接打音が軽減されることに加えて、金属マス16の滑り摩擦が大きくされることに基づき、金属マス16のアウタ筒部32に対する当接状態がより安定とされる。それ故、所期の制振効果の安定性や信頼性が更に向上されるのである。
次に、図4には、本発明の第二の実施形態としてのクランクシャフト用ダンパ60が示されている。本第二の実施形態は、前記第一の実施形態に係る連結ゴム弾性体の構造が異なる態様を示すものである。なお、以下の説明において、前記第一の実施形態と実質的に同じ構造とされた部材及び部位については、図中に同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。
詳細には、本実施形態に係る連結ゴム弾性体が、一対の弾性支持脚部62,62を含んで構成されている。この弾性支持脚部62は、ハウジング12に回転が及ぼされない静的状態下で収容空所14の略中央に位置せしめられる金属マス16の周方向端部と収容空所14の側壁部を構成する連結部34との周方向間にあって、該方向に沿って延びるように配されている。そして、弾性支持脚部62の一方の端部(面)が金属マス16の一つの端部(面)に加硫接着されていると共に、弾性支持脚部62の他方の端部(面)が一つの連結部34の内周面に加硫接着されている。これにより、金属マス16とハウジング本体20が、一対の弾性支持脚部62,62からなる連結ゴム弾性体によって、前記第一の実施形態と同様に連結支持せしめられている。また、本実施形態においても、一対の弾性支持脚部62,62が、金属マス16とハウジング本体20を備えた一体加硫成形品とされている。
また、金属マス16が一対の弾性支持脚部62,62で周方向両側から支持されていることによって、金属マス16の内周面44とボス部30の外周面46の軸直角方向対向面間には、軸方向に貫通する内周側空所64が形成されている。
このような構造とされたクランクシャフト用ダンパ60においては、ハウジング12の回転数が高くなって大きな遠心力が金属マス16に作用せしめられると、一対の弾性支持脚部62,62の弾性変形に基づき金属マス16が軸直角方向外方に変位せしめられる。そして、図5にも示されているように、金属マス16の外周面40がアウタ筒部32の内周面42に当接せしめられて、所定の遠心力が金属マス16に作用され続けることに基づき、金属マス16のアウタ筒部32に対する当接状態が支持されるようになっている。その結果、一対の弾性支持脚部62,62の弾性変形が制限されて、耐久性能が十分に確保されているのである。
特に本実施形態では、金属マス16とボス部32の軸直角方向対向面間が、ゴム弾性体によって連結されていない内周側空所64とされていることにより、遠心力による金属マス16の変位に際して、連結ゴム弾性体が大きく引張変形されることがないことから、耐久性が一層有利に発揮され得る。
次に、図6〜7には、本発明の第三の実施形態としてのクランクシャフト用ダンパ70が示されている。本実施形態は、前記第一の実施形態に係る収容空所や連結ゴム弾性体の構造等に関して異なる態様を示すものである。
詳細には、本実施形態に係るハウジング本体20のボス部30とアウタ筒部32の軸直角方向対向面間には、略平面視円環形状の環状凹所72が所定の深さ寸法で凹設せしめられている。そして、環状凹所72が開口されたハウジング本体20の軸方向一方(図7中、右)の端面に蓋体36が固着されて覆蓋せしめられることによって、外部空間に対して密閉された収容空所14が形成されている。要するに、本実施形態の収容空所14が周方向に連続して延びている。また、ボス部30とアウタ筒部32が、環状凹所72の底部側にあるハウジング本体20の軸方向他方(図7中、左)の端部によって実質的に連結されている。即ち、ボス部30とアウタ筒部34を連結する連結部34が、環状凹所72の底部側におけるハウジング本体20の軸方向他方(図7中、左)の端部を含んで構成されている。その結果、ボス部30と該ボス部30の外周側に離隔して周方向に延びるアウタ筒部32と、それらボス部30とアウタ筒部32の軸直角方向対向面間に跨って延びてボス部30とアウタ筒部32を相互に連結する連結部34(環状凹所72の底部)とを有する構造をもって、ハウジング本体20が構成されている。
また、ボス部30とアウタ筒部32の軸直角方向対向面間の略中央部分における収容空所14において、4つの金属マス16が収容配置されていると共に、収容空所14の周方向で略等間隔に位置せしめられている。
また、金属マス16とボス部30を連結する連結ゴム弾性体18の周方向中間部分には、軸方向に貫通して延びる貫通孔74が形成されている。これにより、金属マス16とボス部30が、実質的に周方向で分割せしめられた一対のゴム弾性体によって連結されている。
さらに、周方向で隣接位置せしめられた各金属マス16と金属マス16の間には、連結弾性体76が配されている。連結弾性体76は、略平面視円弧形状を呈している。そして、連結弾性体76の周方向両端部が、各金属マス16の周方向端部に加硫接着されていることによって、各金属マス16同士を相互に周方向で連結せしめている。
なお、本実施形態では、各4つの連結ゴム弾性体18と連結弾性体76が、4つの金属マス16とハウジング本体20を備えた一体加硫成形品として形成されているが、勿論、別の製造方法により実現することも可能である。例えば、各4つの連結ゴム弾性体18と連結弾性体76が、4つの金属マス16を備えた一体加硫成形品として形成されることによって、ハウジング本体20と別部材とされても良い。そして、該一体加硫成形品における各連結ゴム弾性体18の内周面にボス部30の外周面46が重ね合わされて接着剤等で相互に固着されることによって、一体加硫成形品がハウジング本体20に組み付けられるようにしても良い。
本実施形態に従う構造とされたクランクシャフト用ダンパ70においては、ハウジング12の回転数が高くなって大きな遠心力が金属マス16に及ぼされると、複数の連結ゴム弾性体18と連結弾性体76の弾性変形に基づき金属マス16が軸直角方向外方に変位せしめられる。そして、金属マス16の外周面40がアウタ筒部32の内周面42に当接せしめられて、所定の遠心力が金属マス16に作用され続けることに基づき、金属マス16のアウタ筒部32に対する当接状態が支持されるようになっている。その結果、連結ゴム弾性体18および連結弾性体76の弾性変形が制限されて、耐久性能が十分に確保されている。
特に本実施形態では、金属マス16同士が連結弾性体76で周方向に連結されていることによって、略同じ位相で変位せしめられることとなり、捩り方向振動に対して複数の金属マス16が安定して変位される。それ故、所期の制振効果が一層安定して得られるのである。
また、各金属マス16の両端が連結弾性体76によって隣接する他の金属マス16と連結されていることにより、仮に一方の連結ゴム弾性体76に亀裂や破断が生ぜしめられるような場合があった場合においても、他方の連結弾性体76によって金属マス16が連結されていることから、所謂フェイルセーフ効果が有利に発揮される。
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であり、これら実施形態における具体的な記載によって、本発明は、何等限定されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様で実施可能である。また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
例えば、金属マス16と連結ゴム弾性体18からなる副振動系50の構造は、前記実施形態に限定されるものでない。例えば図8にも示されているように、前記第一の実施形態における連結部34と金属マス16を、それぞれ、周方向に延びる第二の連結ゴム弾性体78で連結せしめることによって、副振動系50の固有振動数を更に細かくチューニングしたり、金属マス16のアウタ筒部32に対する当接打音を調整する等しても良い。
また、例えば図9に示される如きトーショナルダンパ一体型のクランクシャフト用ダンパ80が採用されても良い。即ち、かかるダンパ80においては、アウタ筒部32の外周側に離隔位置して円環形状の外周マス部材82がハウジング本体20と同一中心軸上に配設されていると共に、それらアウタ筒部32と外周マス部材82の軸直角方向対向面間に配された円環形状の外周連結ゴム84によってアウタ筒部32と外周マス部材82が相互に弾性連結されることにより、トーショナルダンパとして作用する外周副振動系86を備えた構造とされている。
その結果、外周副振動系86と副振動系50の固有振動数をそれぞれチューニングすることによって、対象とする振動方向や構造は異なるが、例えば特開平9−257118号公報や特開2000−170839号公報、特開平5−60177号公報にも示されているように、主振動系であるクランクシャフトやドライブシャフト等の回転軸に対して複数の副振動系を備えた、所謂ベンディングダンパ等と略同様に、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して制振効果が発揮されることとなる。
また、例えば前記第二の実施形態に係る内周側空所64を挟んで金属マス16の内周面44と軸直角方向で対向位置せしめられたボス部30の外周面46に当接ゴム(図示せず)を突設して、ハウジング12が回転していない静的状態下において、金属マス16の内周面44を連結ゴム弾性体(一対の弾性支持脚部62,62)の弾性に基づく所定の当接力によって当接ゴムに当接状態で支持されるようにしても良い。換言すると、該静的状態下で、金属マス16が当接ゴムを挟んでボス部30に対して所定の当接力で当接せしめられるようにしても良い。
また、図面上に明示されていないが、例えば前記第二の実施形態におけるボス部30や該ボス部30に突設した前述の当接ゴム、或いはボス部30の外周面から金属マス16に向かって突設された突出部材等で内側当接支持部を構成し、連結ゴム弾性体(一対の弾性支持脚部62,62)の弾性に基づいて金属マス16を内側当接支持部に当接させて支持せしめる一方、ハウジング12の回転に伴って金属マス16に及ぼされる遠心力により、一対の弾性支持脚部62,62の弾性変形に基づいて金属マス16を外周側に変位せしめて内側当接支持部から離隔せしめるようにしても良い。
また、前記実施形態に係る蓋体36や固定スリーブ24等は必要に応じて設けられるものであり、必須の部材でない。
また、収容空所14を覆蓋せしめる蓋体36に連通孔を形成して、該連通孔を通じて収容空所14を外部空間に連通せしめることも可能であり、それによって、収容空所14の急激な温度上昇を抑えるようにしても良い。
また、前記実施形態では、回転方向振動の副振動系50がハウジング本体20の周方向に所定距離を隔てて4つ設けられていたが、少なくとも1つ以上あれば本発明が実現されることは言うまでもない。
また、前記実施形態では、複数の副振動系50の固有振動数が全て同じにチューニングされていたが、例えば目的とする制振効果に応じて、金属マスの質量や連結ゴム弾性体のばね定数を、それぞれ異ならせることによって、各別にチューニングすることも可能である。その結果、ハウジング本体20に回転が及ぼされない静的状態下乃至はハウジング本体20の回転状態下にあって、例えば各連結ゴム弾性体の弾性変形量や各金属マスとアウタ筒部の対向面間距離が、それぞれ異ならされていても良い。
加えて、前記実施形態では、特別に用意したハウジングをクランクシャフトの端部に組み付けることによって本発明が適用されるものの具体例が示されていたが、本発明はかかる具体例に限定されるものでない。例えば、クランクシャフトに組み付けられるプーリやフライホイール等の本体に収容空所を形成して、該収容空所に金属マスを配置し、連結ゴム弾性体で本体と連結することによって、プーリやフライホイール等に一体的に組み込まれるようにすることも勿論、本発明の適用範囲となり得る。
10 クランクシャフト用ダンパ
16 金属マス
18 連結ゴム弾性体
20 ハウジング本体
26 中心軸
32 アウタ筒部
50 副振動系
16 金属マス
18 連結ゴム弾性体
20 ハウジング本体
26 中心軸
32 アウタ筒部
50 副振動系
Claims (13)
- 制振対象となる回転軸に取り付けられて該回転軸と一体的に回転せしめられる支持部材に対して、マス部材を離隔配置せしめて、該マス部材を該支持部材に対して連結ゴム弾性体で連結支持せしめることにより、該回転軸の回転方向振動に対する副振動系を構成した回転軸用制振装置において、
前記マス部材を、前記支持部材の回転中心軸回りにおける周上で部分的に独立して位置せしめられるブロック状とし、該支持部材の回転中心軸を外れた位置に配設して該支持部材の回転に伴う遠心力が該マス部材に及ぼされるようにすると共に、該マス部材に対して該回転軸の外周側に離隔して位置する当接支持部を該支持部材に設けて、該支持部材の回転に伴って該マス部材に及ぼされる遠心力により、前記連結ゴム弾性体の弾性変形に基づいて該マス部材が外周側に変位せしめられて該当接支持部に対して当接状態で支持されるようにしたことを特徴とする回転軸用制振装置。 - 前記支持部材が、前記回転軸としての内燃機関のクランクシャフトに取り付けられるようになっており、少なくとも該内燃機関のアイドリング状態での該クランクシャフトの低回転領域では該マス部材が前記当接支持部に対して内周側に離隔位置せしめられて回転方向振動に対する副振動系として機能し得るようになっていると共に、少なくとも該内燃機関の常用域を越える該クランクシャフトの高回転領域では該マス部材が該当接支持部に対して当接状態とされるようになっている一方、前記副振動系における回転方向の固有振動数が該マス部材が該当接支持部に対して内周側に離隔位置せしめられる該クランクシャフトの回転領域での該内燃機関のトルク変動の周期に対応した周波数域にチューニングされている請求項1に記載の回転軸用制振装置。
- 前記内燃機関が自動車用内燃機関であり、自動車のアイドリング状態では前記マス部材が前記当接支持部に対して内周側に離隔位置せしめられるようになっている一方、前記クランクシャフトが少なくとも2500回転/分以上の高回転領域では該マス部材が該当接支持部に対して当接状態とされるようになっている請求項2に記載の回転軸用制振装置。
- 前記マス部材が、前記支持部材の周方向で相互に離隔位置して少なくとも3つ配設されている請求項1乃至3の何れかに記載の回転軸用制振装置。
- 周方向で隣接位置せしめられた前記マス部材同士を相互に周方向で連結する連結弾性体を設けた請求項4に記載の回転軸用制振装置。
- 前記回転軸に固定されるボス部と、該ボス部の外周側に離隔して周方向に連続して延びる外周環状部と、それらボス部と外周環状部の軸直角方向対向面間に跨がって延びて該ボス部と該外周環状部を周上の複数箇所で相互に連結する連結部とを、有する構造をもって前記支持部材を構成することにより、
該支持部材において、周方向に隣接する該複数の連結部の間で該ボス部と該外周環状部の軸直角方向対向面間に肉抜状空所を形成して、該肉抜状空所に前記マス部材を配設すると共に、該肉抜状空所の外周壁部を構成する該外周環状部によって前記当接支持部を構成した請求項1乃至5の何れかに記載の回転軸用制振装置。 - 前記支持部材の前記肉抜状空所に対して前記マス部材を収容状態で配設すると共に、該マス部材が収容された該肉抜状空所を軸方向両側から覆蓋する蓋部を、該支持部材に設けた請求項6に記載の回転軸用制振装置。
- 前記マス部材と前記当接支持部との少なくとも一方の当接面に緩衝ゴムが形成されている請求項1乃至7の何れかに記載の回転軸用制振装置。
- 前記連結ゴム弾性体を、前記マス部材の周方向両端部分からそれぞれ周方向外方に向かって略周方向に或いは周方向に対して内周側又は外周側に傾斜して延び出す一対の弾性支持脚部によって構成することにより、該マス部材の内周側において該マス部材と前記支持部材との軸直角方向対向面間を軸方向に貫通する内周側空所を形成した請求項1乃至8の何れかに記載の回転軸用制振装置。
- 前記内周側空所を挟んで軸直角方向に対向位置する前記マス部材と前記支持部材の少なくとも一方の対向面に当接ゴムが形成されており、該支持部材が回転していない静的状態下において、該当接ゴムを挟んで該マス部材が該支持部材に対して、前記連結ゴム弾性体の弾性に基づく所定の当接力をもって当接せしめられている請求項9に記載の回転軸用制振装置。
- 前記マス部材が、前記連結ゴム弾性体が接着された一体加硫成形品として前記支持部材とは別部材とされており、該支持部材に対して該一体加硫成形品が組み付けられている請求項1乃至10の何れかに記載の回転軸用制振装置。
- 前記回転軸に固定される前記ボス部に対して、該ボス部の外周側に離隔して周方向に連続して延びる前記外周環状部が一体的に形成されることによって、前記支持部材が構成されており、該ボス部と該外周環状部の軸直角方向対向面間に前記マス部材が配設されていると共に、該外周環状部によって前記当接支持部が構成されている一方、該外周環状部の外周側に離隔位置して円環形状の外周マス部材を、該支持部材と同一中心軸上に配設すると共に、外周連結ゴムによって該外周マス部材を該外周環状部に対して弾性的に連結することにより、トーショナルダンパとして作用する外周副振動系を構成した請求項1乃至11の何れかに記載の回転軸用制振装置。
- 前記マス部材に対して前記回転軸の内周側に対向位置する内側当接支持部を前記支持部材に設けて、前記連結ゴム弾性体の弾性に基づいて該マス部材を該内側当接支持部に当接させて支持せしめる一方、該支持部材の回転に伴って該マス部材に及ぼされる遠心力により、該連結ゴム弾性体の弾性変形に基づいて該マス部材が外周側に変位せしめられて該内側当接支持部から離隔せしめられるようにした請求項1乃至12の何れかに記載の回転軸用制振装置。
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