JP2577279Y2 - 燃料噴射ポンプ用のトーショナルビスカスダンパ取付構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、燃料噴射ポンプの駆動
系に介装して該駆動系のねじり振動、トルク変動等を低
減するトーショナルビスカスダンパに関し、特に、その
取付構造に係わる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、長距離輸送用小型車両のディーゼ
ルエンジンは、高出力化、低燃費化、更には長寿命化へ
の要求が増大している。特に、高出力化傾向により、平
均有効圧力は増大し、クランクシャフトへの加振トルク
を大きくすることになった。

【０００３】その結果、シリンダ内におけるガス圧力と
慣性力によって生じるクランクシャフトのねじり振動低
減を目的としてトーショナルビスカスダンパ（以下、単
にビスカスダンパと称する）の採用が有効視されてい
る。このビスカスダンパは、円盤状の慣性質量部分と、
クランクシャフトとの固定部分とからなり、その間に粘
弾性体としての高粘度のシリコーン油等を介在して構成
され、フライホイールと対向するクランクシャフトの先
端に通常取り付けられる。

【０００４】ビスカスダンパの代表的構造は、図８に示
すように、ケース１とカバー２によって円筒状の密閉さ
れた空間を形成し、この密閉空間内部にスラストベアリ
ング３及びジャーナルベアリング４によって位置決めさ
れ、回転自在な状態で支持された慣性リング５を収納す
ると共に、密閉空間内部に高粘度のシリコーン油６を満
たしてある。

【０００５】ケース１とカバー２はシール材を挟んで圧
入後にかしめることにより一体化される。ケース１はク
ランクシャフトとボルトで固定され、ケース１と慣性リ
ング５の間の連結は唯一シリコーン油６を介してなされ
ている。ねじり振動がない状況下ではケース１と慣性リ
ング５はあたかも一体のユニットの如く回転する。エン
ジン回転数がねじり振動を励振するようなポイントに変
化するに連れて、クランクシャフト即ち、クランクシャ
フトに固定されたケース１は主回転上にねじり振動が追
加されたような現象が呈する。慣性リング５はそれ自身
の慣性のために一定の回転を続けようとするため、ケー
ス１と慣性リング５の間に相対的な回転振動変化が起こ
り、従って、シリコーン油６は剪断力を受け振動エネル
ギは熱エネルギに置換され、クランクシャフトの振動が
吸収される。

【０００６】ビスカスダンパが、他のラバーダンパ等の
ダンパと著しく異なる点は、慣性リング５とケース１の
間に弾性結合部分がないことである。従って、チューニ
ングが不要なダンパであると言える。チューニングが必
要なダンパが新たに別なる共振点を発生させるのに対し
て、この種のビスカスダンパは追加の共振を起こさせな
い点で有利である。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】ところで、近年、ディ
ーゼルエンジンの排気ガス規制が強化されつつあり、Ｎ
Ｏ_X 、黒煙及びパティキュレート対策が急がれている。
この対策として、ディーゼルエンジンの燃焼効率の向上
を図るべく、燃料の微粒化を促進することが提案されて
いる。

【０００８】このため、燃料噴射ポンプにおいて噴射圧
を高め、燃料を高圧噴射させることが行われている。し
かし、このように燃料噴射ポンプにおいて噴射圧を高め
た結果、燃料噴射ポンプの駆動系のねじり振動，トルク
変動が増大し、ギヤ音の発生が顕著になる。特に、ピー
ク時のトルクは定常トルクの約２．５倍にまで達する。

【０００９】このような燃料噴射ポンプの駆動系のねじ
り振動，トルク変動の増大を抑えるためには、サポート
やベアリングの大型化、駆動系のサイズアップ等を施す
必要があるが、これでは重量の増大、大型化等を来し思
わしくない。そこで、専らクランクシャフトのねじり振
動低減を目的として設けられているビスカスダンパを、
燃料噴射ポンプの駆動系に配設することにより、燃料噴
射ポンプの駆動系のねじり振動，トルク変動の低減を図
ることが知見された。

【００１０】しかし、従来では、ビスカスダンパを具体
的にどのように効果的に燃料噴射ポンプの駆動系に配設
するかについては提案されておらず、ビスカスダンパの
燃料噴射ポンプの駆動系への取付構造の提案が嘱望され
ていた。そこで、本考案は以上のような従来の問題点に
鑑み、ビスカスダンパの効果的な燃料噴射ポンプの駆動
系への取付構造を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、本考案の燃料
噴射ポンプ用のトーショナルビスカスダンパ取付構造
は、ケースとカバーによって円筒状の密閉された空間を
形成し、この密閉空間内部にスラスト及びジャーナルベ
アリングによって位置決めされ、回転自在な状態で支持
された慣性リングを収納すると共に、密閉空間内部に高
粘度液体を満たしてなるトーショナルビスカスダンパ
を、エンジン駆動力が伝達されるドライブギヤを収納し
たギヤケース内に内蔵され、前記ドライブギヤと連結さ
れるタイマフランジと、前記燃料噴射ポンプのカムシャ
フトと連結されるフライウエイトホルダと、を有する燃
料噴射時期制御用のタイマに取り付ける構造であって、
前記トーショナルビスカスダンパのケースを前記円筒状
密閉空間を形成する内筒部と外筒部とから構成し、前記
ケースの一方の端部の内筒部内周面に連接し該内筒部の
開放部を中心部を除いて閉塞する如く設けられた環状の
連結部を設ける一方、該連結部を前記ドライブギヤと共
にタイマフランジに固定取付した構成とする。

【００１２】又、本考案の燃料噴射ポンプ用のトーショ
ナルビスカスダンパ取付構造は、ドライブギヤの端面周
部からタイマ中心軸線と平行に延びて環状をなし、トー
ショナルビスカスダンパの円筒状空間を形成するケース
部を、ドライブギヤに一体成形し、前記ケース部の円筒
状空間を密閉するカバーを設け、密閉された円筒状空間
内部にスラスト及びジャーナルベアリングによって位置
決めされ、回転自在な状態で支持された慣性リングを収
納すると共に、前記円筒状空間内部に高粘度液体を満た
した構成とする。

【００１３】

【作用】かかる構成において、ねじり振動がない状況下
ではビスカスダンパのケース（ケース部）と慣性リング
はあたかも一体のユニットの如く回転する。燃料噴射ポ
ンプの回転数がねじり振動を励振するようなポイントに
変化するに連れて、ドライブギヤ，カムシャフト、即
ち、これらに連結されたケース（ケース部）は主回転上
にねじり振動が追加されたような現象が呈する。慣性リ
ングはそれ自身の慣性のために一定の回転を続けようと
するため、ケース（ケース部）と慣性リングの間に相対
的な回転振動変化が起こり、従って、高粘度液体は剪断
力を受け振動エネルギは熱エネルギに置換され、燃料噴
射ポンプ駆動系の振動が吸収され、トルク変動が減衰さ
れ緩和される。

【００１４】

【実施例】以下、添付された図面を参照して本考案を詳
述する。第１の実施例を示す図１及び図２において、燃
料噴射ポンプ１０の駆動系には、ギヤケース１１内に収
納されてエンジン駆動力が伝達されるドライブギヤ１２
が設けられると共に、前記ギヤケース１１に一体的に設
けられたれたタイマケース部１３内に内蔵され、前記ド
ライブギヤ１２と連結されるタイマフランジ１４と、前
記燃料噴射ポンプ１０のカムシャフト１５と連結される
フライウエイトホルダ１６と、を有する燃料噴射時期制
御用のタイマ１７が設けられている。

【００１５】この駆動系のタイマ１７に、本考案の対象
とするトーショナルビスカスダンパ（以下、単にビスカ
スダンパと称する）１８が取り付けられる。ここで、タ
イマ１４の構造と作用を図１及び図３〜図５に基づいて
説明する。フライウエイトホルダ１６の取付ボス部１６
Ａには燃料噴射ポンプ１０のカムシャフト１５が連結さ
れる。

【００１６】即ち、カムシャフト１５先端部の取付ボス
部１６Ａからの突出端部外周面には図示しないおねじ部
が形成されており、このおねじ部にナット１９が嵌合さ
れ、カムシャフト１５と取付ボス部１６Ａとが締結され
る。ナット１９と取付ボス部１６Ａ端面との間にはスプ
リングワッシャ２０が介装される。このようにして燃料
噴射ポンプ１０のカムシャフト１５に直結されるフライ
ウエイトホルダ１６には２本のピン２１（Ａ部）が圧入
されており、これにフライウエイト２２が夫々組み込ま
れている。

【００１７】一方、前記フライウエイトホルダ１６の取
付ボス部１６Ａにナット１６Ｂにより締結され、ドライ
ブギヤ１２に連結されてエンジン動力が伝達されるフラ
ンジ１４が設けられており、これにも２本のピン２３
（Ｂ部）が圧入されている。このフランジ１４側のピン
２３はフライウエイト２２のカーブ面２４に添って組ま
れ、２本のタイマスプリング２５はあるセット力をもっ
てフライウエイトホルダ１６のピン２１（Ａ部）とフラ
ンジ１４のピン２３（Ｂ部）の間に夫々組み込まれてい
る。即ち、フライウエイト２２の（回転変化により発生
する）遠心力とタイマスプリング２５のセット力の釣合
い位置を利用して、ドライブギヤ１２（エンジンクラン
クシャフトと連動する）と燃料噴射ポンプ１０のカムシ
ャフト１５間に位相をずらすことを可能としている。

【００１８】図４（Ａ）は回転静止時を示しており、フ
ライウエイト２２には遠心力がなくセット力を持ったタ
イマスプリング２５によってフランジ１４のピン２３
（Ｂ部）はフライウエイト２２のカーブ面２４に押し付
けられている。一旦エンジンが始動した後も、フライウ
エイト２２の遠心力がタイマスプリング２５のセット力
に劣っているときはこの状態を続けている（図５ ０〜
Ｎ₁ 回転迄）。

【００１９】図４（Ａ）の如くタイマ１７は時計方向に
回転しており、ドライブギヤ１２に連結されるフランジ
１４のピン２３（Ｂ部）はフライウエイト２２のカーブ
面２４を押し、フライウエイトホルダ１６のピン２１
（Ａ部）を引っ張るようにして燃料噴射ポンプ１０を回
転させている。更に、回転数が上昇して遠心力とセット
力が釣り合ったとき、進角始めとなり以後の回転上昇に
従って、進角度は進んでいく。

【００２０】図４（Ｂ）最大進角時を示している。前記
遠心力とバネ力が釣り合ったＮ₁ 点（図５参照）から回
転上昇につれて遠心力はバネ力に勝って大きくなる。こ
の運動により、フライウエイト２２はタイマスプリング
２５を縮め、外側に開きながら、フライウエイトホルダ
１６のピン２１（Ａ部）を引っ張る。即ち、タイマスプ
リング２５が縮められた分だけフライウエイトホルダ１
６のピン２１はフランジ１４のピン２３（Ｂ部）を支点
として回転方向に進み、ドライブギヤ１２に対して、燃
料噴射ポンプ１０のカムシャフト１５間に位相のずれが
発生し、この進角によって噴射時期の遅れ分を補正す
る。尚、燃料噴射ポンプ１０の回転数が図５のようにＮ
₂ 回転に達したときフライウエイト２２はフランジ１４
の内壁に当たり、それ以上回転数が上昇しても進角は行
われない。

【００２１】次に、ビスカスダンパ１８の取付構造につ
いて説明する。ビスカスダンパ１８は、ケース２６とカ
バー２７によって円筒状の密閉された空間を形成し、こ
の密閉空間内部に樹脂製のスラストベアリング２８及び
ジャーナルベアリング２９によって位置決めされ、回転
自在な状態で支持された慣性リング３０を収納すると共
に、密閉空間内部に高粘度液体としてのシリコーン油３
１を満たしてなる構成である。

【００２２】そして、前記ケース２６は、前記円筒状密
閉空間を形成する内筒部２６Ａと外筒部２６Ｂとから構
成され、その一方の端部の内筒部２６Ａ内周面に連接し
該内筒部２６Ａの開放部を中心部を除いて閉塞する如く
設けられた環状の連結部２６Ｃが設けられている。そし
て、ビスカスダンパ１８の連結部２６Ｃは、前記ドライ
ブギヤ１２と共にタイマフランジ１４に固定取付され
る。

【００２３】即ち、ビスカスダンパ１８の連結部２６Ｃ
とドライブギヤ１２の取付部１２Ａにはボルト挿通孔２
６ａ，１２ａが、タイマフランジ１４にはボルト用のめ
ねじ孔１４ａが、夫々形成されており、タイマフランジ
１４の端面にビスカスダンパ１８の連結部２６Ｃを当接
し、該連結部２６Ｃにドライブギヤ１２の取付部１２Ａ
を当接した状態で、ボルト３１を前記ボルト挿通孔２６
ａ，１２ａに挿通し、めねじ孔１４ａに嵌合して、ビス
カスダンパ１８の連結部２６Ｃを、ドライブギヤ１２と
共にタイマフランジ１４に締結する。

【００２４】尚、ドライブギヤ１２は、その外周部のギ
ヤ部１２Ｂがビスカスダンパ１８から離れた位置に位置
するように、前記取付部１２Ａと連接する円錐状板部１
２Ｃを設け、該円錐状板部１２Ｃの外周部にギヤ部１２
Ｂを設けるようにしている。又、本実施例においては、
ビスカスダンパ１８のケース２６がフライウエイト２２
周りを取り囲む位置となるように、該ビスカスダンパ１
８を取り付けるようにしている。

【００２５】かかる構成において、ねじり振動がない状
況下ではビスカスダンパ１８のケース２６と慣性リング
３０はあたかも一体のユニットの如く回転する。燃料噴
射ポンプ１０の回転数がねじり振動を励振するようなポ
イントに変化するに連れて、ドライブギヤ１２とカムシ
ャフト１５、即ち、これらに固定されたケース２６は主
回転上にねじり振動が追加されたような現象が呈する。
慣性リング３０はそれ自身の慣性のために一定の回転を
続けようとするため、ケース２６と慣性リング３０の間
に相対的な回転振動変化が起こり、従って、シリコーン
油３１は剪断力を受け振動エネルギは熱エネルギに置換
され、燃料噴射ポンプ１０の駆動系の振動が吸収され、
トルク変動が減衰され緩和される。

【００２６】かかる構成によると、噴射圧を高めた燃料
噴射ポンプ１０において、駆動系のねじり振動，トルク
変動を効果的に低減でき、ギヤ音の発生を抑制でき、サ
ポートやベアリングの追加、駆動系のサイズアップ等を
施す必要がなくなるため、重量の増大、大型化等を来す
ことがない。特に、上記構成によると、ビスカスダンパ
１８を、ギヤケース１１内に内蔵し、同じくギヤケース
１１内に内蔵されたタイマ１７に取り付けようにしてお
り、ビスカスダンパ１８には、ケース２６に連結部２６
Ｃを設けるだけで良いから、ビスカスダンパ１８を取り
付けるに際して、ビスカスダンパ１８の構造の複雑化を
招かず、又、ボルト等による簡単な取付作業によりビス
カスダンパ１８を容易に取り付けることができる。

【００２７】又、ビスカスダンパ１８を、ギヤケース１
１内に内蔵した結果、ビスカスダンパ１８をギヤケース
１１の外部に設けた場合に比べて、燃料噴射ポンプ１０
の駆動系の長さが長くならず、しかも、本実施例による
と、ビスカスダンパ１８を、そのケース２６がフライウ
エイト２２周りを取り囲む位置となるように取り付けた
から、ビスカスダンパ１８をギヤケース１１内に追加し
て設けてもギヤケース１１の軸方向の寸法がさほど長く
ならず、これにより、燃料噴射ポンプ１０の駆動系を略
従来のままコンパクトに抑えることができる。

【００２８】次に、本考案の第２の実施例を図６及び図
７に基づいて説明する。尚、第２の実施例において、第
１の実施例と同一要素には同一符号を付してある。この
実施例においては、ドライブギヤ３２の端面周部からタ
イマ１７の中心軸線と平行に延びて環状をなし、ビスカ
スダンパ３３の円筒状空間を形成するケース部３４を、
ドライブギヤ３２に一体成形し、前記ケース部３４の円
筒状空間を密閉するカバー３５を設け、密閉された円筒
状空間内部にスラストベアリング３６及びジャーナルベ
アリング３７によって位置決めされ、回転自在な状態で
支持された慣性リング３８を収納すると共に、前記円筒
状空間内部にシリコーン油３９を満たした構成とする。

【００２９】この場合、ドライブギヤ３２の取付部３２
Ａをケース部３４の内筒部３４Ａ内周面に連接し該内筒
部３４Ａの開放部を中心部を除いて閉塞する如く設けら
れる環状に形成し、このドライブギヤ３２の取付部３２
Ａにボルト挿通孔３２ａを、タイマフランジ１４にボル
ト用のめねじ孔１４ａを形成し、タイマフランジ１４の
端面にドライブギヤ３２の取付部３２Ａを当接した状態
で、ボルト４０をボルト挿通孔３２ａに挿通してめねじ
孔１４ａに嵌合して、ドライブギヤ３２の取付部３２Ａ
を、タイマフランジ１４に締結する。

【００３０】尚、本実施例においては、ビスカスダンパ
３３のケース部３４がナット１６Ｂ周りを取り囲む位置
となるように、ケース部３４をドライブギヤ３２に形成
してある。かかる構成においても、燃料噴射ポンプ１０
の駆動系の振動が吸収され、トルク変動が減衰され緩和
される。

【００３１】又、ビスカスダンパ３３のケース部３４を
ドライブギヤ３２に一体成形することにより、タイマ１
７に一体化できるため、ビスカスダンパ３３をタイマ１
７やドライブギヤ３２とは別に独立して設ける必要がな
く、ビスカスダンパ３３を取り付けるための取付具等も
不要となると共に、ビスカスダンパ３３の取付作業も不
要となり、単にドライブギヤの形状を変更するだけで良
く、製作費用を安価に抑えることができる。

【００３２】又、第１の実施例と同様にビスカスダンパ
３３を、ギヤケース１１内に内蔵した結果、ビスカスダ
ンパ３３をギヤケース１１の外部に設けた場合に比べ
て、燃料噴射ポンプ１０の駆動系の長さが長くならず、
しかも、本実施例によると、ビスカスダンパ３３のケー
ス部３４がナット１６Ｂ周りを取り囲む位置となるよう
に取り付けたから、ビスカスダンパ３３をギヤケース１
１内に追加して設けてもギヤケース１１の軸方向の寸法
がさほど長くならず、これにより、燃料噴射ポンプ１０
の駆動系を略従来のままコンパクトに抑えることができ
る。

【００３３】尚、以上のように、特定の実施例を参照し
て本考案を説明したが、本考案はこれに限定されるもの
ではなく、当該技術分野における熟練者等により、本考
案に添付された実用新案登録請求の範囲から逸脱するこ
となく、種々の変更及び修正が可能であるとの点に留意
すべきである。

【００３４】

【考案の効果】以上説明したように、本考案の燃料噴射
ポンプ用のトーショナルビスカスダンパ取付構造によれ
ば、トーショナルビスカスダンパのケースを内筒部と外
筒部とから構成し、前記ケースの一方の端部の内筒部内
周面に連接し該内筒部の開放部を中心部を除いて閉塞す
る如く設けられた環状の連結部を設ける一方、該連結部
を前記ドライブギヤと共にタイマフランジに固定取付し
たから、或いは、ドライブギヤの端面周部からタイマ中
心軸線と平行に延びて環状をなし、トーショナルビスカ
スダンパの円筒状空間を形成するケース部を、ドライブ
ギヤに一体成形し、前記ケース部の円筒状空間を密閉す
るカバーを設けるようにしたから、燃料噴射ポンプにお
ける駆動系のねじり振動，トルク変動を効果的に低減で
き、ギヤ音の発生を抑制でき、ビスカスダンパをタイマ
に取り付けるに際して、部品数の低減、取付作業性の向
上を図れると共に、製作費用を安価に抑えることがで
き、駆動系をコンパクトに抑えることができるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る燃料噴射ポンプ用のトーショナ
ルビスカスダンパ取付構造の一実施例を示す断面図

【図２】 同上実施例におけるビスカスダンパの側面図

【図３】 同上実施例におけるタイマの構成を示す組立
斜視図

【図４】 同上のタイマの作用を示す内部構造図

【図５】 タイマの作用説明におけるポンプ回転数と進
角度の関係を示す特性図

【図６】 本考案に係る燃料噴射ポンプ用のトーショナ
ルビスカスダンパ取付構造の他実施例を示す断面図

【図７】 同上実施例におけるビスカスダンパの側面図

【図８】 代表的なトーショナルビスカスダンパの構造
を示す斜視図

【符号の説明】

１０ 燃料噴射ポンプ １１ ギヤケース １２ ドライブギヤ １４ タイマフランジ １５ カムシャフト １６ フライウエイトホルダ １７ タイマ １８ ビスカスダンパ ２６ ケース ２６Ａ 内筒部 ２６Ｂ 外筒部 ２６Ｃ 連結部 ２７ カバー ２８ スラストベアリング ２９ ジャーナルベアリング ３０ 慣性リング ３１ シリコーン油 ３１ ボルト ３２ ドライブギヤ ３２Ａ 取付部 ３３ ビスカスダンパ ３４ ケース部 ３４Ａ 内筒部 ３５ カバー ３６ スラストベアリング ３７ ジャーナルベアリング ３８ 慣性リング ３９ シリコーン油 ４０ ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−182678（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−185427（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−96465（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−155022（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−94849（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−8848（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−104548（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02M 39/02 F02D 1/04 F02M 59/44 F16F 15/16

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケースとカバーによって円筒状の密閉さ
   れた空間を形成し、この密閉空間内部にスラスト及びジ
   ャーナルベアリングによって位置決めされ、回転自在な
   状態で支持された慣性リングを収納すると共に、密閉空
   間内部に高粘度液体を満たしてなるトーショナルビスカ
   スダンパを、エンジン駆動力が伝達されるドライブギヤ
   を収納したギヤケース内に内蔵され、前記ドライブギヤ
   と連結されるタイマフランジと、前記燃料噴射ポンプの
   カムシャフトと連結されるフライウエイトホルダと、を
   有する燃料噴射時期制御用のタイマに取り付ける構造で
   あって、前記トーショナルビスカスダンパのケースを前
   記円筒状密閉空間を形成する内筒部と外筒部とから構成
   し、前記ケースの一方の端部の内筒部内周面に連接し該
   内筒部の開放部を中心部を除いて閉塞する如く設けられ
   た環状の連結部を設ける一方、該連結部を前記ドライブ
   ギヤと共にタイマフランジに固定取付したことを特徴と
   する燃料噴射ポンプ用のトーショナルビスカスダンパ取
   付構造。
2. 【請求項２】 トーショナルビスカスダンパを、エンジ
   ン駆動力が伝達されるドライブギヤを収納したギヤケー
   ス内に内蔵され、前記ドライブギヤと連結されるタイマ
   フランジと、前記燃料噴射ポンプのカムシャフトと連結
   されるフライウエイトホルダと、を有する燃料噴射時期
   制御用のタイマに取り付ける構造であって、ドライブギ
   ヤの端面周部からタイマ中心軸線と平行に延びて環状を
   なし、前記トーショナルビスカスダンパの円筒状空間を
   形成するケース部を、ドライブギヤに一体成形し、前記
   ケース部の円筒状空間を密閉するカバーを設け、密閉さ
   れた円筒状空間内部にスラスト及びジャーナルベアリン
   グによって位置決めされ、回転自在な状態で支持された
   慣性リングを収納すると共に、前記円筒状空間内部に高
   粘度液体を満たしたことを特徴とする燃料噴射ポンプ用
   のトーショナルビスカスダンパ取付構造。