JP2009115104A - Damper device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転軸のねじり振動を減衰させるダンパ装置に関する。 The present invention relates to a damper device that attenuates torsional vibration of a rotating shaft.
こうしたダンパ装置としては、例えば特許文献1に記載されるものが知られている。具体的には、図4に示されるように、ダンパ装置110は、回転軸120に装着されるハブ111、ゴム等からなる弾性部材112、及びこの弾性部材112を介してハブ111に外嵌されるマス113を備えている。こうしたダンパ装置110により、回転軸120の回転状態の変化等により生じる回転軸120のねじり振動を減衰させることができる。すなわち、回転軸120のねじり振動が発生したときに、弾性部材112の変形に伴ってマス113がハブ111に対してその周方向に往復回動することにより回転軸120の振動エネルギが吸収され、同回転軸120のねじり振動を減衰させることができる。
ところで、このようにダンパ装置40により回転軸120のねじり振動を減衰させる場合、回転軸120のねじり振動のエネルギは、マス113の回動エネルギに変換されて、最終的には弾性部材112の熱エネルギ等に変換され、無駄に消耗される。
By the way, when the torsional vibration of the rotating
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転軸のねじり振動を減衰させるとともにそのねじり振動のエネルギを有効に利用することのできるダンパ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a damper device that can attenuate torsional vibration of a rotating shaft and effectively use energy of the torsional vibration.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、回転軸のねじり振動を減衰させるダンパ装置において、前記回転軸のねじり振動のエネルギによりポンプとして機能することをその要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
The gist of the invention described in claim 1 is that the damper device that attenuates the torsional vibration of the rotating shaft functions as a pump by the energy of the torsional vibration of the rotating shaft.
同構成によれば、ねじり振動のエネルギを利用して空気や潤滑油等の流体を圧送することができ、回転軸のねじり振動を減衰させるとともにそのねじり振動のエネルギを有効に利用することができるようになる。 According to this configuration, fluid such as air and lubricating oil can be pumped using the energy of torsional vibration, and the torsional vibration energy can be effectively utilized while the torsional vibration of the rotating shaft is attenuated. It becomes like this.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のダンパ装置において、前記回転軸に装着されて同回転軸と一体に回転するハブ、同ハブに装着されるマス及び前記ハブと前記マスとの間で力の伝達を行う弾性部材を備え、前記マスが前記弾性部材の変形に伴って前記ハブに対してその周方向に往復回動することにより前記回転軸のねじり振動を減衰させるとともに、前記マスと前記ハブとの前記往復回動に伴い流体の吸入及び吐出を行うことをその要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the damper device according to the first aspect, a hub that is attached to the rotary shaft and rotates integrally with the rotary shaft, a mass attached to the hub, the hub and the mass, An elastic member that transmits force between the mass, and the mass reciprocally rotates in the circumferential direction with respect to the hub as the elastic member is deformed, to attenuate the torsional vibration of the rotating shaft, The gist is to perform suction and discharge of fluid in association with the reciprocating rotation of the mass and the hub.
同構成によれば、ハブに対してその周方向に往復回動することにより回転軸のねじり振動を減衰させるとともに、マスとハブとの相対回動に伴い流体の吸入及び吐出を行うことにより、ダンパ装置が回転軸のねじり振動のエネルギによりポンプとして機能することができるようになる。 According to the same configuration, the torsional vibration of the rotating shaft is attenuated by reciprocatingly rotating in the circumferential direction with respect to the hub, and the fluid is sucked and discharged along with the relative rotation of the mass and the hub. The damper device can function as a pump by the energy of torsional vibration of the rotating shaft.
なお、こうしたダンパ装置の具体的な構成としては、例えば請求項3に記載されるように、前記ハブに対する前記マスの回動に伴い容積の変化するポンプ室が前記マス及び前記ハブの少なくとも一方に設けられ、前記マスが前記ハブに対してその周方向の一方に回動することに伴う前記ポンプ室の容積の増大により流体の吸入が行われる一方、前記マスが前記ハブに対してその周方向の他方に回動することに伴う前記ポンプ室の容積の減少により流体の吐出が行われる、といった構成を採用することができる。 In addition, as a specific configuration of such a damper device, for example, as described in claim 3, a pump chamber whose volume changes as the mass rotates with respect to the hub is provided in at least one of the mass and the hub. The fluid is sucked in by increasing the volume of the pump chamber as the mass rotates in one circumferential direction with respect to the hub, while the mass is circumferential with respect to the hub. It is possible to adopt a configuration in which fluid is discharged by reducing the volume of the pump chamber as it rotates to the other side.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のダンパ装置において、前記ポンプ室に接続される吸入通路及び吐出通路と、前記ポンプ室から前記吸入通路に流体が流れ込むことを規制する流出規制機構と、前記吐出通路から前記ポンプ室に流体が流れ込むことを規制する流入規制機構とが設けられることをその要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the damper device according to the third aspect, an outflow restriction that restricts the flow of fluid from the pump chamber into the suction passage and the suction passage and the discharge passage connected to the pump chamber. The gist of the invention is that a mechanism and an inflow restricting mechanism for restricting the flow of fluid from the discharge passage into the pump chamber are provided.
同構成によれば、マスがハブに対してその周方向の一方に回動することによりポンプ室の容積が増大したとき、ポンプ室の内圧が低くなることに伴い流体が吸入通路を通じてポンプ室に吸入される。またこのとき、流入規制機構により流体が吐出通路を通じてポンプ室に流入することが規制される。そして、マスがハブに対してその周方向の他方に回動することによりポンプ室の容積が減少したとき、ポンプ室の内圧が高くなることに伴いポンプ室内の流体が吐出通路を通じて吐出される。またこのとき、流出規制機構により同ポンプ室内の流体が吸入通路を通じてポンプ室内から流出することが規制される。このように、マスがハブに対して往復回動することにより、流体が吸入通路を通じてポンプ室に吸入された後に吐出通路を通じて吐出されるようになる。 According to this configuration, when the volume of the pump chamber increases due to the mass turning in one of the circumferential directions with respect to the hub, the fluid flows into the pump chamber through the suction passage as the internal pressure of the pump chamber decreases. Inhaled. At this time, the inflow restricting mechanism restricts the fluid from flowing into the pump chamber through the discharge passage. Then, when the volume of the pump chamber decreases due to the mass turning to the other of the circumferential direction with respect to the hub, the fluid in the pump chamber is discharged through the discharge passage as the internal pressure of the pump chamber increases. At this time, the outflow restriction mechanism restricts the fluid in the pump chamber from flowing out of the pump chamber through the suction passage. In this way, when the mass reciprocates with respect to the hub, the fluid is sucked into the pump chamber through the suction passage and then discharged through the discharge passage.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のダンパ装置において、前記回転軸は内燃機関の出力軸であり、前記吸入通路は同内燃機関の潤滑油供給通路に接続されるものであり、前記吐出通路は同内燃機関の潤滑部位に接続されるものであることをその要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the damper device according to the fourth aspect, the rotating shaft is an output shaft of an internal combustion engine, and the suction passage is connected to a lubricating oil supply passage of the internal combustion engine. The gist is that the discharge passage is connected to a lubricating portion of the internal combustion engine.
一般の内燃機関においては、機関出力軸を通じてオイルポンプを駆動し、これにより吐出された潤滑油を潤滑油通路によって同機関の各潤滑部位に供給するようにしている。このため、オイルポンプの駆動分に応じた機関出力軸の出力の低下が避けられないものとなっている。 In a general internal combustion engine, an oil pump is driven through an engine output shaft, and the lubricating oil discharged thereby is supplied to each lubricating part of the engine through a lubricating oil passage. For this reason, a decrease in the output of the engine output shaft according to the drive of the oil pump is inevitable.
上記構成によれば、吸入通路が内燃機関の潤滑油通路に接続されるとともに、吐出通路が同機関の潤滑部位に接続されることにより、内燃機関の出力軸のねじり振動のエネルギ振動を利用して潤滑油を潤滑部位に圧送し、オイルポンプによる潤滑油の供給を補助することができるようになる。これにより、オイルポンプの駆動分に応じた上記機関出力軸の出力の低下を抑制することができるようになる。 According to the above configuration, the intake passage is connected to the lubricating oil passage of the internal combustion engine, and the discharge passage is connected to the lubricating portion of the engine, thereby utilizing the energy vibration of the torsional vibration of the output shaft of the internal combustion engine. Thus, the lubricating oil can be pumped to the lubricating portion, and the supply of the lubricating oil by the oil pump can be assisted. As a result, it is possible to suppress a decrease in the output of the engine output shaft corresponding to the drive amount of the oil pump.
以下、本発明を車載多気筒内燃機関の出力軸のねじり振動を減衰させるダンパ装置に適用した一実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。なお、図1は、クランクシャフト及びそのダンパ装置の構造を示す部分断面図であり、図2及び図3は、図1の2−2線に沿った断面構造を示す断面図である。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a damper device that attenuates torsional vibration of an output shaft of an in-vehicle multi-cylinder internal combustion engine will be described with reference to FIGS. 1 is a partial cross-sectional view showing the structure of the crankshaft and its damper device, and FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing the cross-sectional structure taken along line 2-2 of FIG.
図1及び図2に示されるように、クランクシャフト20には、同クランクシャフト20により駆動されるオイルポンプ30と、同シャフト20のねじり振動を減衰させるダンパ装置40とが設けられている。このダンパ装置40は、クランクシャフト20の回転をコンプレッサやオルタネータ等の補機類に伝達する補機ベルト13について、これを巻き掛けるためのプーリにダンパとしての機能をもたせたいわゆるダンパプーリとして構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
クランクシャフト20において、ジャーナル21はシリンダブロックの軸受けによって回転自在に支持され、クランクピン22にはコネクティングロッドの大端部が取り付けられ、これらジャーナル21及びクランクピン22はアーム23により連結されている。
In the
オイルポンプ30は、オイルパン10の潤滑油を給油管11を介して吸い上げた後、これを吐出してシリンダブロックやクランクシャフト20に形成された潤滑油供給通路12(図1では、その一部のみを示す)を通じて内燃機関の各潤滑部位に供給する。このため、クランクシャフト20の出力はオイルポンプ30の駆動分だけ低下するようになる。
The
ダンパ装置40は、クランクシャフト20の先端部20aに接続されて同シャフト20の一部として回転する仲介部材20bと、この仲介部材20bの外周に嵌着される略円板状のハブ41と、このハブ41の外周に装着される弾性部材43と、この弾性部材43の外周に装着される略円環状のマス42とを含めて構成されている。また、マス42に先の補機ベルト13が巻き掛けられている。
The
そして、内燃機関の運転に伴いクランクシャフト20が回転するとき、同シャフト20の回転力がダンパ装置40によって補機ベルト13に伝達され、これにより各補機類が駆動される。また、補機ベルト13又はクランクシャフト20の回転状態が変化することによりクランクシャフト20においてねじり振動が発生したときには、マス42が弾性部材43の変形に伴ってハブ41に対してその周方向に往復回動することにより、クランクシャフト20の振動エネルギが吸収されてクランクシャフト20のねじり振動が減衰するようになる。
When the
ここで、本実施形態にかかるダンパ装置40は、以下に説明する構成を採用することにより、クランクシャフト20のねじり振動のエネルギによりポンプとして機能すべく構成されているものであり、これによってオイルポンプ30による潤滑油の供給の補助を可能にしている。
Here, the
すなわち、マス42の内周面には、その周方向に延伸する2つの溝42aがクランクシャフト20の軸線Lに関して対称となるように形成されている。またハブ41の外周には、マス42側に突出する2つの板状の区画部材44が固定されている。この区画部材44は、ハブ41から溝42aの内周面まで延伸しており、ハブ41とマス42との相対回動に伴い区画部材44の先端が同内周面上を摺動する。そして、溝42aの内周面、弾性部材43の外周面及び区画部材44により区画されて、2つのポンプ室50がそれぞれ形成されている。
That is, two
また、仲介部材20bには、軸方向に延びる環状の内側油路51と、この内側油路51を取り囲む態様で軸方向に延びる環状の外側油路52とが形成されている。ハブ41及び弾性部材43には、ポンプ室50と内側油路51とを連通する2つの吸入通路53と、ポンプ室50と外側油路52とを連通する2つの吐出通路54とが形成されている。これら吸入通路53及び吐出通路54は、クランクシャフト20の軸方向における位置がそれぞれ異なるものであり、吐出通路54がクランクシャフト20の軸方向において吸入通路53よりもオイルポンプ30に近い側に形成されている。吸入通路53には、ポンプ室50から同吸入通路53に潤滑油が流れ込むこと、すなわちポンプ室50に吸い込まれた潤滑油が吸入通路53に逆流することを規制する流出規制弁61が設けられている。吐出通路54には、吐出通路54からポンプ室50に潤滑油が流れ込むこと、すなわち吐出通路54に押し出された潤滑油がポンプ室50に逆流することを規制する流入規制弁62が設けられている。
In addition, an annular
また、クランクシャフト20には、潤滑油供給通路12と内側油路51とを接続する通路であって内燃機関内を流通した潤滑油をダンパ装置40に供給する接続通路55と、外側油路52とクランクピン22の外周面に形成された供油口22aとを接続する通路であってダンパ装置40から吐出された潤滑油をクランクピン22に供給する接続通路56とが形成されている。
Further, the
次に、こうした構成によるダンパ装置40の動作態様について説明する。
マス42がハブ41に対して図2に示される周方向W1に回動したとき、溝42aの内壁がハブ41に固定された区画部材44に対して図2の破線に示される位置にまで回動し、これに伴いポンプ室50の容積が増大してその内圧が低くなる。これにより、潤滑油供給通路12の潤滑油は、図1及び図2の矢印Kで示される方向に沿って接続通路55、内側油路51及び吸入通路53の順に流通してポンプ室50に吸入される。このとき、流入規制弁62により吐出通路54からポンプ室50への潤滑油の流入が規制される。
Next, the operation | movement aspect of the
When the
一方、マス42がハブ41に対して図3に示される周方向W2に回動したとき、溝42aの内壁がハブ41に固定された区画部材44に対して図3の破線に示される位置にまで回動し、これに伴いポンプ室50の容積が減少してその内圧が高くなる。これにより、ポンプ室50に吸入された潤滑油は、図1及び図3の矢印Tで示される方向に沿って吐出通路54、外側油路52,接続通路56及び供油口22aの順に流通してクランクピン22とコネクティングロッドの大端部との係合部に供給される。このとき、流出規制弁61によりポンプ室50から吸入通路53への潤滑油の流出が規制される。
On the other hand, when the
このように、マス42がハブ41に対して(その)周方向W1と周方向W2との間で往復回動することにより、潤滑油供給通路12の潤滑油がクランクピン22とコネクティングロッドの大端部との係合部に供給される。
In this manner, the
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
(1)クランクシャフト20のねじり振動のエネルギを利用して潤滑油供給通路12内の潤滑油をクランクピン22とコネクティングロッドの大端部との係合部に供給することとした。これにより、オイルポンプ30による潤滑油の供給を補助することができ、クランクシャフト20のねじり振動を減衰させるとともにそのねじり振動のエネルギを有効に利用することができる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) Using the energy of torsional vibration of the
(2)また、オイルポンプ30による潤滑油の供給を補助することにより、要求されるオイルポンプ30の供給圧を低減することができ、オイルポンプ30を駆動するために消耗されるクランクシャフト20の出力を低減するとともに、オイルポンプ30の小型化を図ることができる。
(2) Further, by assisting the supply of the lubricating oil by the
(変形例)
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、2つのポンプ室50が形成される構造を採用するようにしているが、これに限らず、ポンプ室を1つのみ形成した構造又はポンプ室を3つ以上形成した構造を採用することもできる。なお、ダンパ装置40による潤滑油の供給圧及び供給量は、ポンプ室の数が多くなるにつれて増加するようになる。
(Modification)
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
In the above-described embodiment, a structure in which two
・上記実施形態では、オイルポンプ30による潤滑油の供給を補助するようにしているが、例えばダンパ装置40のポンプ機能のみでも十分な潤滑油の供給量が得られる場合には、オイルポンプ30を省略することもできる。ちなみに、ダンパ装置40による潤滑油の供給圧及び供給量を増加させるための方法としては、例えばハブ41の直径やマス42の質量を増大させることが挙げられる。
In the above embodiment, the supply of lubricating oil by the
・上記実施形態では、マス42の内周面に溝42aが形成されるとともに、ハブ41の外周面に溝42aに突出する区画部材44が固定される構造を採用するようにしているが、これに対して、ハブ41の外周面に溝が形成されるとともに、マス42の内周面にその溝に突出する区画部材が固定される構造を採用することもできる。また、ハブ41の外周面及びマス42の内周面の双方において互いに対応する部分に溝が形成される構造を採用することもできる。
In the above embodiment, a structure is adopted in which the
・上記実施形態では、補機ベルト13を通じてクランクシャフト20の回転力を内燃機関の補機に伝達するダンパ装置に本発明を適用する場合について例示したが、これに限らず、クランクシャフト20の回転力を他の回転体に伝達しないダンパ装置においても、基本的に同様の態様をもって本発明を適用することができる。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the damper device that transmits the rotational force of the
・上記実施形態では、マス42がゴムからなる弾性部材43を介してハブ41の外周に嵌着されるクランクシャフト20のダンパプーリに本発明を適用する場合について例示した。これに限らず、例えばマスがスプリングを介してハブの側面に装着されるダンパ装置においても、基本的に同様の態様をもって本発明を適用することができる。また、内燃機関のクランクシャフトに限らず、電動機の出力軸等、他の回転軸に設けられるダンパ装置に本発明を適用することもできる。要するに、マスとハブとの相対回転により回転軸のねじり振動を減衰させるダンパ装置であれば、いずれのものに対しても本発明を適用することができる。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the damper pulley of the
10…オイルパン、11…給油管、12…潤滑油供給通路、13…補機ベルト、20…クランクシャフト、20a…先端部、20b…仲介部材、21…ジャーナル、22…クランクピン、22a…供油口、21…ジャーナル、22…クランクピン、22a…供油口、23…アーム、30…オイルポンプ、40…ダンパ装置、41…ハブ、42…マス、42a…溝、43…弾性部材、44…区画部材、50…ポンプ室、51…内側油路、52…外側油路、53…吸入通路、54…吐出通路、55…接続通路、56…接続通路、61…流出規制弁、62…流入規制弁、110…ダンパ装置、111…ハブ、112…弾性部材、113…マス、120…回転軸。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記回転軸のねじり振動のエネルギによりポンプとして機能する
ことを特徴とするダンパ装置。 In the damper device that attenuates the torsional vibration of the rotating shaft,
The damper device functions as a pump by the energy of torsional vibration of the rotating shaft.
前記回転軸に装着されて同回転軸と一体に回転するハブ、同ハブに装着されるマス及び前記ハブと前記マスとの間で力の伝達を行う弾性部材を備え、前記マスが前記弾性部材の変形に伴って前記ハブに対してその周方向に往復回動することにより前記回転軸のねじり振動を減衰させるとともに、前記マスと前記ハブとの前記往復回動に伴い流体の吸入及び吐出を行う
ことを特徴とするダンパ装置。 The damper device according to claim 1,
A hub mounted on the rotating shaft and rotating integrally with the rotating shaft; a mass mounted on the hub; and an elastic member that transmits force between the hub and the mass, the mass being the elastic member Attenuating torsional vibration of the rotating shaft by reciprocatingly rotating in the circumferential direction with respect to the hub in accordance with deformation of the hub, and sucking and discharging fluid with the reciprocating rotation of the mass and the hub. A damper device characterized by performing.
前記ハブに対する前記マスの回動に伴い容積の変化するポンプ室が前記マス及び前記ハブの少なくとも一方に設けられ、前記マスが前記ハブに対してその周方向の一方に回動することに伴う前記ポンプ室の容積の増大により流体の吸入が行われる一方、前記マスが前記ハブに対してその周方向の他方に回動することに伴う前記ポンプ室の容積の減少により流体の吐出が行われる
ことを特徴とするダンパ装置。 The damper device according to claim 2, wherein
A pump chamber whose volume changes with the rotation of the mass with respect to the hub is provided in at least one of the mass and the hub, and the mass is rotated in one of the circumferential directions with respect to the hub. Fluid is sucked in by increasing the volume of the pump chamber, while fluid is discharged by decreasing the volume of the pump chamber as the mass rotates in the other circumferential direction with respect to the hub. A damper device.
前記ポンプ室に接続される吸入通路及び吐出通路と、前記ポンプ室から前記吸入通路に流体が流れ込むことを規制する流出規制機構と、前記吐出通路から前記ポンプ室に流体が流れ込むことを規制する流入規制機構とが設けられる
ことを特徴とするダンパ装置。 The damper device according to claim 3, wherein
An intake passage and a discharge passage connected to the pump chamber; an outflow restricting mechanism that restricts fluid from flowing from the pump chamber into the suction passage; and an inflow that restricts fluid from flowing from the discharge passage into the pump chamber. A damper device comprising a restriction mechanism.
前記回転軸は内燃機関の出力軸であり、前記吸入通路は同内燃機関の潤滑油供給通路に接続されるものであり、前記吐出通路は同内燃機関の潤滑部位に接続されるものである
ことを特徴とするダンパ装置。 The damper device according to claim 4, wherein
The rotating shaft is an output shaft of the internal combustion engine, the suction passage is connected to a lubricating oil supply passage of the internal combustion engine, and the discharge passage is connected to a lubricating portion of the internal combustion engine. A damper device.
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- 2007-11-01 JP JP2007285072A patent/JP2009115104A/en active Pending
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