JP2007177851A - Viscous damper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンのクランクシャフト等の回転軸に装着されて当該回転軸に生じる捩り振動を低減させるビスカスダンパーに関する。 The present invention relates to a viscous damper that is mounted on a rotating shaft such as a crankshaft of an engine and reduces torsional vibration generated on the rotating shaft.
例えば、大型のディーゼルエンジンのクランクシャフトやカムシャフトなど、大きな捩り振動を生じる回転軸においては、その捩り振動を低減させるためのトーショナルダンパーとして粘性液の振動減衰特性を利用するビスカスダンパーが多く用いられる。 For example, in the case of rotating shafts that generate large torsional vibrations such as crankshafts and camshafts of large diesel engines, viscous dampers that use the vibration damping characteristics of viscous liquids are often used as torsional dampers to reduce the torsional vibrations. It is done.
ビスカスダンパーは、回転軸に固定されて回転軸とともに回転するケースと、ケースに設けられる環状の収容室内にケースに対して相対回転自在に組み込まれる環状の慣性質量体と、ケースの内面と慣性質量体の外面とで形成されるクリアランスに充填されるシリコーンオイル等の粘性液とを有しており、回転軸の回転に応じて一定速度で回転しようとする慣性質量体と内燃機関等に生じる回転脈動によって振動する回転軸すなわちケースとの間に差動が生じ、その際に生じる粘性液の剪断抵抗により回転軸の捩り振動を低減させるものである。 The viscous damper includes a case that is fixed to the rotating shaft and rotates together with the rotating shaft, an annular inertia mass body that is incorporated in an annular accommodating chamber provided in the case so as to be relatively rotatable with respect to the case, an inner surface of the case, and an inertia mass Rotation that occurs in an inertial mass body and an internal combustion engine, etc., that tries to rotate at a constant speed according to the rotation of the rotating shaft, and has a viscous liquid such as silicone oil filled in the clearance formed by the outer surface of the body A differential is generated between the rotating shaft that vibrates due to pulsation, that is, the case, and the torsional vibration of the rotating shaft is reduced by the shearing resistance of the viscous liquid generated at that time.
慣性質量体は鋳鉄や鋼等の金属製の慣性リングにより形成されており、特許文献1に記載される慣性リングは断面がほぼ長方形となり、特許文献2に記載される慣性リングは断面が台形となっており、特許文献3に記載される慣性リングは複数枚の環状板を積層して形成されている。通常、慣性リングとケースとの直接接触を防止するために、慣性リングの内周面にはジャーナルベアリングが設けられ、軸方向両端面にはスラストベアリングが設けられており、それぞれのベアリングは樹脂により形成されている。特許文献1に記載されるスラストベアリングは慣性リングの両端面に形成された環状凹部に組み付けられ、特許文献2に記載されるスラストベアリングは端面の軸方向外側部分に樹脂をコーティングすることにより形成されており、特許文献3に記載されるスラストベアリングは外側の環状板に形成された取付孔に取り付けられている。
The inertia mass body is formed of an inertia ring made of metal such as cast iron or steel. The inertia ring described in
また、特許文献4に記載されるねじり振動防止粘性ダンプにおいては、スラストベアリングは設けられていないが、激しい相対回転時あるいは高温時による粘性油の粘性低下等の場合、すなわち異常時に環状慣性重量の外面とダンパ箱の内面が直接接触してこすれて金属粉や金属片が生じないように、環状慣性重量の外面とダンパ箱の内面、またはそのいずれかに滑らかなる合成樹脂被膜を施している。
このようなビスカスダンパーの減衰特性は、ケースの内面と慣性リングの外面との間で形成される粘性液用のクリアランスにより大きく左右されるので、所望の減衰特性を得るためにはクリアランスを1/10〜1/100mmオーダーの精度で調整する必要がある。 The damping characteristic of such a viscous damper greatly depends on the clearance for the viscous liquid formed between the inner surface of the case and the outer surface of the inertia ring. Therefore, in order to obtain a desired damping characteristic, the clearance must be 1 / It is necessary to adjust with an accuracy of the order of 10 to 1/100 mm.
例えば、慣性リングを特許文献1および2に記載されるように1つの部材により形成する場合には、金属製のケースの内面と慣性リングの外面とをそれぞれ切削加工することにより寸法精度を高めてクリアランスを所望の値に設定する必要がある。
For example, when the inertia ring is formed by one member as described in
一方、特許文献3に記載されるように、複数枚の環状板を積層して慣性リングを形成する場合には、薄板に使用される熱間圧延鋼板(SPHC)や冷間圧延鋼板(SPCC)等の板材の厚み公差が大きいため、積層後の慣性リングの厚み誤差が大きくなり、慣性リングの円周方向の位置によって厚みのばらつきが大きくなる。このため、積層型の慣性リングを製造するには、クリアランスを所望の値に設定するために厳格な厚み管理が必要である。また、積層された環状板を束ねてカシメやボルト止めにより固定するために、積層型の慣性リングは環状板を固定するための工数が大きくなる。さらに、積層された環状板相互間の隙間に粘性液が入り込むため、減衰に寄与しない無駄な減衰液が発生し製造コストを高めることになる。 On the other hand, as described in Patent Document 3, when an inertia ring is formed by laminating a plurality of annular plates, a hot rolled steel plate (SPHC) or a cold rolled steel plate (SPCC) used for a thin plate is used. Since the thickness tolerance of the plate material such as the above is large, the thickness error of the inertia ring after lamination becomes large, and the variation in the thickness increases depending on the circumferential position of the inertia ring. For this reason, in order to manufacture a laminated inertia ring, strict thickness management is required in order to set the clearance to a desired value. Further, since the laminated annular plates are bundled and fixed by caulking or bolting, the number of man-hours for fixing the annular plate is increased in the laminated inertia ring. Furthermore, since the viscous liquid enters the gap between the laminated annular plates, a useless damping liquid that does not contribute to the damping is generated and the manufacturing cost is increased.
また、特許文献4には、慣性リングの外面にケース内面への接触時の保護を目的として合成樹脂皮膜を施した記載があるが、これはクリアランスの保持に何ら寄与しないものである。 Patent Document 4 describes that a synthetic resin film is applied to the outer surface of the inertia ring for the purpose of protection when contacting the inner surface of the case, but this does not contribute to the maintenance of the clearance.
本発明の目的は、粘性液用のクリアランスを高精度に設定し得るビスカスダンパーを低コストで製造し得るようにすることにある。 An object of the present invention is to make it possible to manufacture a viscous damper capable of setting a clearance for a viscous liquid with high accuracy at a low cost.
本発明のビスカスダンパーは、回転軸に装着されて前記回転軸の捩り振動を減衰させるビスカスダンパーであって、径方向内側および径方向外側の円筒壁部と軸方向両側の端壁部とを有し、内部に環状の収容室が形成され前記回転軸に取り付けられるケースと、金属製の環状の慣性リング、および当該慣性リングの外面に設けられる樹脂材製の被覆層を有し、前記収容室に組み込まれる環状の慣性質量体と、前記慣性質量体を前記端壁部から所望のクリアランスをもって摺動可能に支持するスラストベアリングと、前記慣性質量体を前記円筒壁部から所望のクリアランスをもって回転可能に支持するジャーナルベアリングと、前記慣性質量体の外面と前記ケースの内面とにより形成されるクリアランスに充填される粘性液とを有することを特徴とする。 The viscous damper of the present invention is a viscous damper that is mounted on a rotating shaft and attenuates torsional vibration of the rotating shaft, and has a cylindrical wall portion on the radially inner side and a radially outer side, and end wall portions on both axial sides. And a case in which an annular storage chamber is formed and attached to the rotating shaft, a metal annular inertia ring, and a resin material coating layer provided on the outer surface of the inertia ring, the storage chamber An annular inertial mass incorporated in the cylinder, a thrust bearing for slidably supporting the inertial mass with a desired clearance from the end wall, and the inertial mass rotatable with a desired clearance from the cylindrical wall A journal bearing that is supported on the inner surface of the body, and a viscous liquid filled in a clearance formed by an outer surface of the inertia mass body and an inner surface of the case. To.
本発明のビスカスダンパーは、複数枚の薄板を積層して前記慣性リングを形成することを特徴とする。 The viscous damper of the present invention is characterized in that the inertia ring is formed by laminating a plurality of thin plates.
本発明のビスカスダンパーは、前記被覆層に連なる樹脂材製の結合層を前記薄板間に設けることを特徴とする。 The viscous damper according to the present invention is characterized in that a bonding layer made of a resin material connected to the coating layer is provided between the thin plates.
本発明のビスカスダンパーは、前記慣性リングに軸方向の貫通孔を形成し、当該貫通孔内に充填される樹脂材製の固定部により複数枚の前記薄板を相互に固定することを特徴とする。 The viscous damper of the present invention is characterized in that an axial through-hole is formed in the inertia ring, and a plurality of the thin plates are fixed to each other by a resin-made fixing portion filled in the through-hole. .
本発明のビスカスダンパーは、前記ケースの前記円筒壁部に接触するジャーナルベアリングおよび/または前記端壁部に接触するスラストベアリングを前記被覆層と一体に樹脂材により形成することを特徴とする。 The viscous damper of the present invention is characterized in that a journal bearing that contacts the cylindrical wall portion of the case and / or a thrust bearing that contacts the end wall portion is formed of a resin material integrally with the coating layer.
本発明のビスカスダンパーは、前記樹脂材をポリエチレンテレフタレート、ポリアミドおよびフッ素樹脂等の潤滑性樹脂とすることを特徴とする。 The viscous damper of the present invention is characterized in that the resin material is a lubricating resin such as polyethylene terephthalate, polyamide, and fluorine resin.
本発明のビスカスダンパーは、前記薄板の表面に微細な凹凸面を形成することを特徴とする。 The viscous damper of the present invention is characterized in that a fine uneven surface is formed on the surface of the thin plate.
本発明のビスカスダンパーは、前記慣性リングに周方向に所定の間隔を隔てて3つ以上の奇数個の低剛性部を形成することを特徴とする。 The viscous damper of the present invention is characterized in that three or more odd-numbered low-rigidity portions are formed in the inertia ring at predetermined intervals in the circumferential direction.
本発明のビスカスダンパーは、前記低剛性部を前記慣性リングに設けられた開口孔により形成することを特徴とする。 The viscous damper of the present invention is characterized in that the low-rigidity part is formed by an opening hole provided in the inertia ring.
本発明によれば、慣性質量体を金属製の慣性リングとこの外面に設けられる樹脂製の被覆層とにより形成するので、樹脂成形の成形精度で慣性質量体の外形寸法を設定することができ、高精度のビスカスダンパーを低コストで製造することができる。慣性質量体はスラストベアリングにより端壁部に対してクリアランスをもってケース内に支持されるとともにジャーナルベアリングにより円筒壁部に対してクリアランスをもってケース内に支持されているので、被覆層が直接ケースの内面に摺動接触することが回避される。慣性リングを鋳鉄や鋳鋼により鋳造する場合には、鋳造により形成した慣性リングに表面加工を施す必要がなく、そのままで慣性質量体を製造することができる。また、慣性リングを厚み誤差の大きい薄板の積層体により製造しても、被覆層により慣性リングの誤差を吸収することにより、慣性質量体の外形寸法を高精度に設定することができる。慣性リングの表面に微細な凹凸面を形成すると、慣性リングと被覆層との密着力を高めることができる。 According to the present invention, since the inertia mass body is formed by the metal inertia ring and the resin coating layer provided on the outer surface, the outer dimensions of the inertia mass body can be set with the molding accuracy of resin molding. A highly accurate viscous damper can be manufactured at low cost. The inertia mass body is supported in the case with a clearance with respect to the end wall portion by the thrust bearing and is supported in the case with a clearance with respect to the cylindrical wall portion by the journal bearing, so that the covering layer is directly applied to the inner surface of the case. Sliding contact is avoided. When the inertia ring is cast from cast iron or cast steel, it is not necessary to perform surface processing on the inertia ring formed by casting, and the inertia mass body can be manufactured as it is. Even if the inertia ring is manufactured from a thin laminate having a large thickness error, the outer dimension of the inertia mass body can be set with high accuracy by absorbing the error of the inertia ring by the coating layer. When a fine uneven surface is formed on the surface of the inertia ring, the adhesion between the inertia ring and the coating layer can be increased.
薄板を積層して慣性リングを製造する場合に、薄板相互間に樹脂材製の結合層を設けることにより、薄板相互の結合強度を高めることができるとともに薄板相互間の間隙を調整することができる。結合層と被覆層とを被覆層の成形時に一体に成形することができる。また、薄板を積層した慣性リングに貫通孔を形成し、貫通孔内に樹脂材料を充填して固定部を形成することにより、薄板相互を強固に固定することができる。 When an inertia ring is manufactured by laminating thin plates, by providing a resin-made bonding layer between the thin plates, the bonding strength between the thin plates can be increased and the gap between the thin plates can be adjusted. . The bonding layer and the coating layer can be integrally formed when the coating layer is formed. In addition, the thin plates can be firmly fixed to each other by forming a through hole in the inertia ring in which the thin plates are stacked and filling the through hole with a resin material to form a fixing portion.
ジャーナルベアリングとスラストベアリングとの少なくとも一方を被覆層と一体に設けることにより、一方のベアリングあるいは両方のベアリングを有する慣性質量体を被覆層の成形時に被覆層と一体に成形することができる。ベアリングと被覆層とを一体に成形する場合には、樹脂材料としては潤滑性樹脂を用いることが好ましい。 By providing at least one of the journal bearing and the thrust bearing integrally with the covering layer, an inertial mass body having one bearing or both bearings can be formed integrally with the covering layer at the time of forming the covering layer. When the bearing and the covering layer are formed integrally, it is preferable to use a lubricious resin as the resin material.
慣性リングに周方向に奇数個の低剛性部を設けると、慣性質量体の振動時の振幅を小さくすることができ、ビスカスダンパーの作動時における振動および騒音の発生を低減することができる。 When an odd number of low-rigidity portions are provided in the circumferential direction in the inertia ring, the amplitude of the inertia mass body during vibration can be reduced, and the generation of vibration and noise during the operation of the viscous damper can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態であるビスカスダンパーの外観を示す斜視図であり、図2は図1におけるA−A線拡大断面図であり、図3(A)は図2に示された慣性質量体を示す正面図であり、図3(B)は図3(A)におけるB−B線断面図であり、図4は図3(A)におけるC−C線拡大断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a viscous damper according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 (A) is shown in FIG. 3 (B) is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 3 (A), and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view taken along line CC in FIG. 3 (A). .
図1に示すように、ビスカスダンパー11は、内燃機関のクランク軸等の回転軸10における捩り振動を低減するために、回転軸10に装着されて使用される。ビスカスダンパー11は回転軸10に装着される環状のケース12を有しており、図2に示すように、ケース12は、ほぼ円筒形状の内側円筒壁部13aと、この内側円筒壁部13aよりも大径のほぼ円筒形状の外側円筒壁部13bと、これらと軸方向の一端側で一体となった端壁部13cとを備え、断面がほぼU字形状となったケース本体13を有している。
As shown in FIG. 1, the
ケース本体13にはその開口端部13dを閉塞するカバー14が取り付けられ、カバー14はケース本体13の端壁部13cに対向する端壁部を構成している。ケース本体13とカバー14とによりケース12が構成され、ケース12の内部には環状の収容室15が形成されている。ケース本体13の内側円筒壁部13aにはこれと一体にフランジ16が設けられ、フランジ16にはビスカスダンパー11を回転軸10に取り付けるためのボルトが貫通する複数の取付孔17が形成されている。ケース本体13はアルミニウム合金や鉄合金等の金属材料を用いて鋳造後に切削加工することにより形成され、カバー14はケース本体13と同種の金属材料により形成された環状板材が用いられている。
A
収容室15内には環状の慣性質量体20がケース12に対して相対的に回転自在に組み込まれており、慣性質量体20の外面とケース12の内面とにより形成されるクリアランスにはシリコーンオイル等の粘性液21が充填されている。ケース12内に粘性液21を充填するために、カバー14には図1に示すように栓部材18が取り付けられる注入口が形成されており、ケース12内に粘性液21が充填された後には注入口は栓部材18により閉塞される。
An annular
ビスカスダンパー11が装着された状態のもとで回転軸10が回転すると、ケース12は回転軸10とともに回転し、収容室15内の慣性質量体20は粘性液21の粘性によりケース12に追従して回転する。回転軸10にエンジンの捩り振動が発生すると、回転軸10の回転に応じて一定速度で回転しようとする慣性質量体20とエンジンにより生じる回転脈動によって振動する回転軸10つまりケース12との間に差動が生じ、その差動により生じる粘性液21の剪断抵抗により回転軸10の捩り振動が低減されることになる。
When the rotating
慣性質量体20は金属製の環状のコア部材つまり慣性リング22とその外面に設けられる樹脂製の被覆層24とを有しており、慣性リング22の内周面と外周面と軸方向の両端面との外面全体が被覆層24により覆われている。慣性リング22は複数枚の薄板23を積層することにより形成されており、それぞれの薄板23は熱間圧延鋼板や冷間圧延鋼板等の板材を用いてプレス加工により環状に加工される。慣性質量体20を製造するには、プレス加工された薄板23を所定の枚数積層した状態で樹脂成形金型内に配置し、樹脂成形金型内に樹脂を注入することにより、積層体からなる慣性リング22とその外面を覆う被覆層24とを有する慣性質量体20が製造される。
The
慣性リング22の外面には、予めショットピーニングやサンドブラスト等により表面処理が施され、慣性リング22の外面には微細な凹凸面が形成されており、被覆層24を樹脂成形する際の慣性リング22と被覆層24との固着力が高められている。表面処理は、積層体の軸方向最外側の薄板23の外面のみに施すようにしても良く、積層された状態の慣性リング22の外面全体に施すようにしても良い。また、先端面に凹凸が設けられたプレスポンチを慣性リングの端面に押し付けることにより表面処理を施すようにしても良く、カッターなどにより慣性リング22の表面に多数の筋跡を形成したり、溝を形成するようにしても良い。
The outer surface of the
このように、薄板23の積層体により慣性リング22を製造することにより、鋼板の厚み公差が大きく、積層後の慣性リングの厚み誤差が大きくなったとしても、その表面に覆われる被覆層24の厚みによって誤差を吸収することができるので、慣性質量体20としての外形寸法、つまり内外径寸法と軸方向の厚み寸法とを樹脂成形金型により高精度に設定することができる。したがって、慣性リング22の寸法精度を高めることなく、慣性質量体20の寸法精度を高めることができる。被覆層24としての樹脂材料は慣性リング22の材料である鉄等に比して比重が軽いため樹脂の充填量が増えても振動系にはほとんど影響がない。
As described above, by manufacturing the
図3に示すように、慣性リング22には円周方向に120度の位相で3つの貫通孔25が形成されており、それぞれの貫通孔25は慣性リング22を軸方向に貫通するとともに円周方向に延びた長円形状となっている。貫通孔25内には樹脂材製の固定部26が充填されるようになっており、固定部26により複数枚の薄板23は固着されている。固定部26は、樹脂成形金型内に慣性リング22を配置して被覆層24を成形する際に被覆層24と一体に成形される。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、慣性リング22の内周面を覆う被覆層24の一部には厚みが大きく設定されてジャーナルベアリング27が形成されており、このジャーナルベアリング27は、図2に示すように、慣性質量体20がケース12内に組み込まれた状態ではケース12の内側円筒壁部13aの内面に接触することになる。さらに、慣性リング22の図4において左右の両端面を覆う被覆層24の一部には厚みが他の部分よりも大きく設定されてスラストベアリング28,29が形成されている。スラストベアリング28は図3(A)に示すように、円周方向に120度置きに3つ被覆層24の一方面から突出して設けられており、スラストベアリング29も同様に3つ被覆層24の他方面から突出して設けられている。
As shown in FIG. 4, a part of the
図2に示すように、慣性質量体20がケース12内に組み込まれた状態では、スラストベアリング28はケース12の端壁部としてのカバー14に接触し、スラストベアリング29は、ケース本体13の端壁部13cに接触することになる。それぞれのベアリング27〜29は、樹脂成形金型内に慣性リング22を配置して被覆層24および固定部26を成形する際にこれらと一体に成形され、被覆層24と固定部26とベアリング27〜29は、相互に樹脂組織的に連なって一体となっており、樹脂成形によりベアリング27〜29を含めて慣性質量体20の寸法精度を高めることができる。なお、スラストベアリング28,29の数は図示する3つに限られず、それ以上設けるようにしても良く、スラストベアリング28を被覆層24の一方面に環状に突出させて設けるとともに、スラストベアリング29を被覆層24の他方面に環状に突出させて設けるようにしても良い。
As shown in FIG. 2, in a state where the
被覆層24と固定部26とベアリング27〜29を構成する樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミドおよびフッ素樹脂等のように潤滑性樹脂が使用されており、ケース12の内面に摺動接触するベアリング27〜29の摺動性が高められている。ただし、被覆層24と固定部26とを一体に樹脂成形し、それぞれのベアリング27〜29を別体とする場合には、ベアリング27〜29のみを潤滑性樹脂とし、被覆層24と固定部26については他の樹脂材料を使用するようにしても良い。
As a resin material constituting the
図5は本発明の他の実施の形態であるビスカスダンパーの一部を示す拡大断面図であり、図5には上述した実施の形態における図4に対応した部分が示されている。 FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a part of a viscous damper according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows a portion corresponding to FIG. 4 in the above-described embodiment.
図5に示す慣性リング22は、上述した場合と同様に複数枚の薄板23を積層して形成されているが、薄板23の相互間には樹脂製の結合層31が設けられている。それぞれの結合層31は、薄板23相互間に隙間を形成した状態で被覆層形成のための樹脂成形金型に慣性リング22を配置して樹脂成形することによって被覆層24と連なって一体に成形される。ただし、結合層31により薄板23を相互に結合した後に樹脂成形金型において被覆層24を成形するようにしても良い。
The
このように、薄板23の相互間に結合層31を介在させることによって、各薄板23の結合強度を高めることができるとともに、薄板23の相互間の隙間を調整することができ、さらには隙間を変化させることによって、同じケースを使用しながら慣性質量体20の慣性モーメントを調整してチューニングすることができる。
Thus, by interposing the
図6は本発明の他の実施の形態であるビスカスダンパーの一部を示す拡大断面図であり、図6には上述した実施の形態における図4に対応した部分が示されている。 FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a part of a viscous damper according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a portion corresponding to FIG. 4 in the above-described embodiment.
図6に示した慣性リング22は、上述した場合と同様に複数枚の薄板23を積層して形成されているが、内径が相違する複数種類の薄板23を有しており、内径が小さい薄板の径方向内側には被覆層24と同様の樹脂により埋め込まれている。このように、径が相違する複数種類の薄板23を積層して慣性リング22を構成することにより、ケース12の内面との必要なクリアランスを維持したまま、所望の慣性質量にチューニングした慣性質量体20とすることが可能である。
The
図7は本発明の他の実施の形態であるビスカスダンパーの一部を示す拡大断面図であり、図6には上述した実施の形態における図4に対応した部分が示されている。 FIG. 7 is an enlarged sectional view showing a part of a viscous damper according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a portion corresponding to FIG. 4 in the above-described embodiment.
図7に示した慣性リング22は、上述したそれぞれの慣性リング22と相違して1つの環状部材により形成されており、鋳造により慣性リング22を形成することができる。しかも、慣性質量体20の内外径寸法と軸方向の厚み寸法を樹脂成形によって高精度に設定することができるので、鋳造により形成した環状部材をそのまま表面加工することなく樹脂成形金型に投入して所定の慣性モーメントを有する慣性質量体20を製造することができる。このように、1つの環状部材により慣性リング22を製造する場合においても、ジャーナルベアリング27とスラストベアリング28,29を被覆層24と一体に形成することができる。図7に示すように慣性リング22を1つの環状部材により形成する場合には、図示するように慣性リング22の断面形状は矩形に限られず、台形としても良い。
The
図8は慣性質量体に対応した形状の環状部材に振動を加えることによりこれが共振した状態を示す模式図であり、図8(A)は環状部材の正面を示し、図(B)は環状部材の断面を示す。内周面および外周面が円形の環状部材に振動を加えると、共振により図8において+の符号を付した部分が軸方向一方側に変位するように曲げ変形することになる。 FIG. 8 is a schematic view showing a state in which the annular member having a shape corresponding to the inertial mass body is resonated by applying vibration. FIG. 8A shows the front of the annular member, and FIG. The cross section of is shown. When vibration is applied to an annular member having an inner peripheral surface and an outer peripheral surface having a circular shape, the portion indicated by + in FIG. 8 is bent and deformed by resonance so that the portion is displaced to one side in the axial direction.
図9は鋼板製の環状部材単体を用いて、これに実験モード解析を行い、共振点における曲げ変形状態を示す実験結果である。 FIG. 9 shows an experimental result of a bending deformation state at a resonance point by performing an experimental mode analysis on a single annular member made of a steel plate.
図9に示すように、環状部材においては、それぞれの共振周波数において、破線で示す部分を変形の折り曲げ部として+を付した部分が軸方向一方側に変位し、−を付した部分が軸方向他方側に変位するように環状部材は曲げ変形することがわかる。環状部材がこのように曲げ変形するのは、円形の環状部材は回転中心点に対して形状が点対称となっているだけでなく、全体的に同一の材料により形成されて強度も点対称となっているので、+方向と−方向の変位が発生し、共振時の振幅が大きくなる。これに対し、環状部材にその円周方向に等間隔に3つの貫通孔を形成すると共振時の振幅は大幅に減少することが判明した。 As shown in FIG. 9, in the annular member, at each resonance frequency, a portion indicated by a broken line is displaced as a deformed bent portion, a portion attached with + is displaced to one side in the axial direction, and a portion attached with − is indicated in the axial direction. It can be seen that the annular member is bent and deformed so as to be displaced to the other side. The circular member is bent and deformed in this way. The circular annular member is not only point-symmetric with respect to the rotation center point, but also formed of the same material as a whole, and the strength is also point-symmetric. Therefore, displacement in the + direction and − direction occurs, and the amplitude at the time of resonance increases. On the other hand, it has been found that when three through holes are formed at equal intervals in the circumferential direction of the annular member, the amplitude at the time of resonance is greatly reduced.
図3に示すように、慣性リング22に円周方向に120度の位相で3つの貫通孔25を形成し、それぞれに樹脂材を埋め込んで固定部26を形成すると、貫通孔25が形成された部位は、形成されていない部位に比して強度が弱い低剛性部つまり折り曲げ弱部となるので、上述したように慣性リング22に形成された貫通孔25に樹脂材を埋め込むと、薄板23の固定強度を高めることができるだけでなく、貫通孔25の部分が低剛性部となって前述した環状部材における試験と同様に、図3に示す慣性リング22においても貫通孔を形成しない場合に比して振動時の振幅を低減することが可能であった。
As shown in FIG. 3, when three through
低剛性部としては、慣性リング22の円周方向の各部位の強度が点対称性とならないものであれば、底付きの孔としても良く、粘性液21の充填量を減少させるために樹脂等により孔を埋め込む必要があるので、端面に開口された開口孔であれば、貫通孔としなくても良い。同様の低剛性部つまり折り曲げ弱部を、図7に示すように、慣性リング22を1つの環状部材により形成する場合にも形成することができる。
The low-rigidity part may be a bottomed hole as long as the strength of each part in the circumferential direction of the
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、このビスカスダンパー11は、エンジンのクランクシャフトのみならず、捩り振動を生じる回転軸であれば、ディーゼルエンジンのカムシャフト等の種々の回転軸に装着することができる。また、ケース12は断面U字形状のケース本体13とカバー14とにより形成されているが、それぞれ断面U字形状の2つのケース体を突き合わせることによりケース12を構成するようにしても良い。図示するケース12はボルトにより回転軸に取り付けられるフランジ16を有しているが、内側円筒壁部13aを直接回転軸に圧入するようにしても良い。また、ジャーナルベアリング27は、慣性質量体の外側に設けることとしても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the
10 回転軸
11 ビスカスダンパー
12 ケース
13 ケース本体
13a 内側円筒壁部
13b 外側円筒壁部
13c 端壁部
14 カバー(端壁部)
15 収容室
20 慣性質量体
21 粘性液
22 慣性リング
23 薄板
24 被覆層
25 貫通孔
26 固定部
27 ジャーナルベアリング
28,29 スラストベアリング
31 結合層
DESCRIPTION OF
15
Claims (9)
径方向内側および径方向外側の円筒壁部と軸方向両側の端壁部とを有し、内部に環状の収容室が形成され前記回転軸に取り付けられるケースと、
金属製の環状の慣性リング、および当該慣性リングの外面に設けられる樹脂材製の被覆層を有し、前記収容室に組み込まれる環状の慣性質量体と、
前記慣性質量体を前記端壁部から所望のクリアランスをもって摺動可能に支持するスラストベアリングと、
前記慣性質量体を前記円筒壁部から所望のクリアランスをもって回転可能に支持するジャーナルベアリングと、
前記慣性質量体の外面と前記ケースの内面とにより形成されるクリアランスに充填される粘性液とを有することを特徴とするビスカスダンパー。 A viscous damper that is mounted on a rotating shaft to attenuate torsional vibration of the rotating shaft,
A case having a cylindrical wall portion on the radially inner side and a radially outer side and end wall portions on both sides in the axial direction, in which an annular storage chamber is formed and attached to the rotating shaft;
An annular inertial ring made of metal, and a resin-made coating layer provided on the outer surface of the inertial ring;
A thrust bearing that slidably supports the inertial mass body from the end wall portion with a desired clearance;
A journal bearing that rotatably supports the inertial mass body from the cylindrical wall portion with a desired clearance;
A viscous damper having a viscous liquid filled in a clearance formed by an outer surface of the inertia mass body and an inner surface of the case.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115182965A (en) * | 2022-06-24 | 2022-10-14 | 山东交通学院 | Damping torsional vibration damper |
DE202023104702U1 (en) | 2022-10-03 | 2023-10-06 | Dayco Europe S.r.l. | Improved viscosity dampener |
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- 2005-12-27 JP JP2005375698A patent/JP2007177851A/en active Pending
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