JP3913354B2 - Damper device for fuel injection pump power transmission system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料噴射ポンプへの動力伝達系に発生する捩り振動を低減するためのダンパ装置に関する。
【0002】
【関連する背景技術】
例えば、実開平6−73374号公報には、この種のダンパ装置を備えた燃料噴射ポンプ駆動装置が開示されている。この公知の燃料噴射ポンプ駆動装置は、駆動軸とポンプ軸との間に撓み継手からなるカップリングを挿着し、そして、この撓み継手とポンプ軸との間に動的吸振能力を有したダンパ装置を取り付けたものとしている。具体的には、このダンパ装置は、互いに分割された複数の慣性体を有し、このうち1つの慣性体がポンプ軸とカップリングとの間を連結する慣性体継手であり、その他(1つ又は2つ)の慣性体は、慣性体継手に弾性部材を介して連結されたものとなっている。従って、このダンパ装置によれば、燃料噴射ポンプ駆動系に発生する捩り振動に対して、弾性体継手に連結された個々の慣性体を動的吸振ダンパとして働かせることができると考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、燃料噴射ポンプは内燃機関のシリンダブロックに隣接して配置されることが多い。例えば、自動車に搭載される内燃機関の場合、燃料噴射ポンプはシリンダブロックの外面にブラケットを介してマウントされている。この場合、慣性体の外径はシリンダブロックに干渉しない範囲内での大きさに制限されるので、その分、慣性体に確保できる慣性モーメントの大きさは制限されてしまう。
【0004】
上述した公知のダンパ装置は、個々の慣性体に付与される慣性モーメントの大きさを所定の相対関係式が成立するべく設定することで所望の動的吸振性能を発揮させるものと認められる。しかしながら、上述したように慣性体の外径に制限がある場合、慣性モーメントの設定はその制限範囲内でしかできない。
この発明は上述した事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、慣性体の外径に制限されることなく、必要な大きさの慣性モーメントを確保することができる燃料噴射ポンプ動力伝達系のダンパ装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項1の燃料噴射ポンプ動力伝達系のダンパ装置は、燃料噴射ポンプのポンプ軸にダンパハブを取り付け、このダンパハブにはその一端部に、ポンプ軸と駆動軸とを繋ぐカップリングに連結するためのフランジが径方向外側に突出して形成されている。そして、ダンパハブの外周にラバー部材を介してリング形状の慣性体が連結され、この慣性体はフランジの外径よりも小径の内径を有し、且つ、フランジの外径よりも大きな外径を有する。更に、慣性体の外周部からはポンプ軸の軸方向に燃焼噴射ポンプに向けて突出する延長部が設けられ、この延長部は燃料噴射ポンプのハウジングから突出したポンプ軸をシールするシール部をその内部に位置付けた状態で外側から覆う環状をなしている。
【0006】
請求項1の燃料噴射ポンプ動力伝達系のダンパ装置によれば、慣性体の慣性モーメントは上述した延長部にて増大されるので、慣性体に許容される外径が燃料噴射ポンプとシリンダブロックとの相対的な位置関係に基づいて制限されていても、慣性体の慣性モーメントを大きく設定することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1を参照すると、実施例のダンパ装置が適用された燃料噴射ポンプへの動力伝達系の構成が概略的に示されている。
図1に示される燃料噴射ポンプ1は、例えばV型のシリンダレイアウトを有する自動車用ディーゼルエンジンのためのものであり、この燃料噴射ポンプ1はシリンダブロック2におけるVバンクの内側に配置されている。また、この実施例に係るエンジンの燃料噴射系では、いわゆるコモンレールシステムが採用されており、それ故、この燃料噴射ポンプ1は、図示しない畜圧器(コモンレール)に燃料を供給するサプライポンプとなっている。
【0008】
公知のようにポンプ軸4は、燃料噴射ポンプ1のハウジング6から水平に突出する一方、ハウジング6内に臨む部位には、その外周にカムが形成されている。また、ポンプ軸4は、ハウジング6内にて図示しないベアリングを介して回転自在に支持されている。ハウジング6の外面には、ポンプ軸4をシールするシール部としてのベアリングカバー8がボルト締結により装着されている。
【0009】
駆動軸10は、ポンプ軸4と直列に配置されて同軸に延び、一端部の外周に嵌合されたギヤ12及び図示しないアイドラギヤを介してエンジンのクランク軸に接続されている。
上述したポンプ軸4と駆動軸10とは、ラミネートカップリング14を介して相互に連結されており、駆動軸10の回転動力はラミネートカップリング14を介してポンプ軸4に伝達されるようになっている。
【0010】
ここで、ポンプ軸4には、その外周に円筒形状のダンパハブ16が嵌合されており、ポンプ軸4とラミネートカップリング14とは、このダンパハブ16を介して連結されるようになっている。
ダンパハブ16についてより詳細には、このダンパハブ16には、燃料噴射ポンプ1に向かう一端側に開口し、ポンプ軸4の外周面に合致して延びるテーパ穴部18が形成されている。そして、ダンパハブ16は、このテーパ穴部18にてポンプ軸4に嵌合されている。
【0011】
一方、図示のようにポンプ軸4の先端にはナット20が螺合されるようになっている。それ故、ダンパハブ16の他端側からは、ナット20の座面となる段付き穴部22が形成されており、ナット20は図示の締め付け状態で、ダンパハブ16をポンプ軸4に対して締結している。なお、ダンパハブ16とポンプ軸4との間には、キー21が介装されている。
【0012】
また、ダンパハブ16は、その半径方向に突出した一対のフランジ24を有している。図2には、ポンプ軸4の軸線方向からみたダンパハブ16の正面図が示されており、同図からも明らかなように、これらフランジ24は互いに、ポンプ軸4の軸線を通る同一直線上に配置されている。また、これらフランジ24にはそれぞれ、ボルト穴26が形成されており、ダンパハブ16とラミネートカップリング14とは、これらフランジ24にてボルト接合されている。
【0013】
そして、ダンパハブ16の外周には、慣性体リング30がラバー部材32を介して連結されている。なお、この実施例では、ラバー部材32とダンパハブ16との間にスリーブ34が介装されており、慣性体リング30は、このスリーブ34にてダンパハブ16の外周に嵌合されているが、ラバー部材32はダンパハブ16に接着されていてもよい。
【0014】
図1に示されるように、慣性体リング30の外周部には、燃料噴射ポンプ1のベアリングカバー8を覆う延長部36が形成されている。すなわち、慣性体リング30において、燃料噴射ポンプ1に向かう一端面には延長部36の内側に円形の凹部が形成されており、図示の組み付け状態で、ベアリングカバー8はこの凹部内に位置付けられている。
【0015】
ここで注目すべきは、図2に示されるように、慣性体リング30に確保できる外径の大きさは、燃料噴射ポンプ1とシリンダブロック2との相対的な位置関係に基づき制限されている点である。具体的には、慣性体リング30の外周面とシリンダブロック2の上面との間には、これら相互の干渉を避けるために適切なクリアランスが必要である。また、この実施例のようにV型エンジンの場合、燃料噴射ポンプ1への動力伝達系とVバンクとの間にて、良好な作業性が得られるだけのツールスペースをも必要とする。それ故、慣性体リング30に許容される外径の大きさは、これら必要なクリアランス及びツールスペース等を確保できる範囲内に制限される。
【0016】
上述した実施例のダンパ装置にあっては、延長部36の分だけ慣性体リング30の慣性モーメントが増大されている。すなわち、慣性体リング30に許容される外径の範囲内で、その慣性モーメントを増大することができる。従って、慣性リング30には、ダンパ装置として要求される制振性能を発揮するのに充分な大きさの慣性モーメントを確保することができる。
【0017】
なお、図3は、慣性体リング30にダンパハブ16のフランジ24を覆う延長部38を設けた参考例を示す。この参考例は、ベアリングカバー8を覆う延長部36とは異なり、本発明に含まれるのものではないが、この延長部38の分だけ延長部36と同様に慣性体リング30の慣性モーメントを増大することができる。それ故、慣性体リング30に延長部36に加えて、延長部38が更に形成されていれば、更に慣性モーメントを増大することができる(この例は図示されていない)。
【0018】
図4を参照すると、ポンプ軸4、ラミネートカップリング14及び駆動軸10からなる動力伝達系の固有振動数feに対するダンパ装置の固有振動数fdの比と、動力伝達系に発生する捩り振動の共振回転数との関係が示されている。
図4でみて、動力伝達系の常用回転数は所定回転数N1よりも小さい領域にある。上述の固有振動数比が0.9のとき、動力伝達系の共振回転数は所定回転数N1であり、固有振動数比を0.9以上に設定していれば、常用回転数域で動力伝達系に捩り振動のピークが発生しないことが理解される。
【0019】
なお、図4に示されるように、固有振動数比が1.3を超える領域では、共振回転数は所定回転数N2より増加するが、その増加率は略一定しており、それ故、本発明の発明者等は、上述した固有振動数比の設定範囲として、0.9〜1.3(0.9≦fd/fe≦1.3)を最適範囲としている。
更に、発明者等によれば、ダンパ装置のラバー部材32としては、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)又はNBRに水素を添加したもの(H−NBR)を使用し、そのロスファクタを0.25〜0.35の範囲内に設定することで、良好な振動減衰特性が得られることが確認されている。
【0020】
図5を参照すると、動力伝達系の回転数と、そのときの駆動トルクとの関係を表す曲線が示されている。同図中実線で示されるように、ダンパ装置を使用しない場合、常用回転数域で動力伝達系の駆動トルクにピークが発生している。このような駆動トルクのピーク時、動力伝達系に接続されるギヤ列に過大な騒音(歯打ち音)やギヤピッチングが発生することがある。しかしながら、この発明のダンパ装置を使用することで、図中破線で示されるように、駆動トルクのピークが発生する回転数は常用域よりも高回転側へ移行されている。更に、上述したラバー部材32に高減衰特性を与えることで、駆動トルクのレベルは全体的に低減されている。
【0021】
このようなダンパ装置としての制振性能は、慣性体リング30に延長部36を形成することで、より効果的に発揮される。すなわち、慣性体リング30に許容される外径の大きさに制限があっても、その制限範囲内で更に慣性モーメントを増大することができるので、その分、ダンパ装置としての特性を所望に調整するためのキャパシティが拡大される。また、このような延長部36は、慣性体リング30の外周部に設けられているので、単位質量あたりの慣性モーメントが内周部よりも大きく、この点でも更に有効である。
【0022】
しかも、延長部36を形成することによる動力伝達系の構成部材(ポンプ軸4、ラミネートカップリング14、駆動軸10及びベアリングカバー8)への影響はないので、例えばポンプ軸4を延長したり、駆動軸10を短縮する必要がない。従って、従来の部材をそのまま使用することができ、汎用性に優れたダンパ装置が得られる。
【0023】
また、上述した実施例のように、ラバー部材32にNBR材又はH−NBR材が使用されていれば、ラバー部材32に高い耐油性を確保することができる。この場合、燃料噴射ポンプ1をエンジンに組み込んで使用する際の耐油性はもとより、燃料噴射ポンプ1を単独製品として完成する際の気密検査においても有利である。すなわち、燃料噴射ポンプ1の製品としての気密検査は、組み上げられた燃料噴射ポンプ1を油中に没入させて行われるが、このとき、ラバー部材32に高耐油性が保証されていれば、ポンプ軸4にダンパ装置を装着した状態で検査が可能である。従って、検査後に改めてダンパ装置を取り付ける必要がなく、その分、ダンパ装置全体としての製作工程を短縮することができ、自動車用のエンジンに適用されるダンパ装置として非常に好適である。
【0024】
この発明は上述した図1,2の実施例に制約されることなく、更に変形して実施することができる。実施例では、ダンパハブ16に一対のフランジ24が形成されているが、このようなフランジは円板状に形成されていてもよい。この場合、フランジには、カップリングプレートとクロスカップリングとを接合するボルトとのクリアランス穴が更に設けられる。
【0025】
その他、この発明は、列型ポンプや分配型ポンプにも適用可能であるし、また、エンジンのシリンダレイアウトはV型に限定されるものではない。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の燃料噴射ポンプ動力伝達系のダンパ装置によれば、動力伝達系を延長したり、その構成部材を変形することなく、慣性体に許容される外径の範囲内で更に慣性モーメントを増大することができる。従って、動力伝達系の捩り振動をより効果的に低減でき、汎用性にも優れたダンパ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施例のダンパ装置が適用された燃料噴射ポンプ動力伝達系を示した構成概略図である。
【図2】 図1中、ポンプ軸の軸線方向からみたダンパハブ及び慣性体リングの正面図である。
【図3】 参考例としての慣性体リングを示した図である。
【図4】 固有振動数比と共振回転数との関係を説明するためのグラフである。
【図5】 実施例のダンパ装置による制振効果を説明するためのグラフである。
【符号の発明】
1 燃料噴射ポンプ
4 ポンプ軸
6 ハウジング
8 ベアリングカバー(シール部)
10 駆動軸
14 ラミネートカップリング
16 ダンパハブ
24 フランジ
30 慣性体リング
32 ラバー部材
36 延長部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a damper device for reducing torsional vibration generated in a power transmission system to a fuel injection pump.
[0002]
[Related background]
For example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-73374 discloses a fuel injection pump driving device provided with this type of damper device. In this known fuel injection pump drive device, a coupling consisting of a flexible joint is inserted between the drive shaft and the pump shaft, and a damper having a dynamic vibration absorbing capacity is provided between the flexible joint and the pump shaft. It is assumed that the device is installed. Specifically, this damper device has a plurality of inertial bodies divided from each other, and one of these inertial bodies is an inertial body joint that connects the pump shaft and the coupling, and the other (one Alternatively, the two inertia bodies are connected to the inertia body joint via an elastic member. Therefore, according to this damper device, it is considered that each inertial body connected to the elastic joint can work as a dynamic vibration damper against torsional vibration generated in the fuel injection pump drive system.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In general, a fuel injection pump is often disposed adjacent to a cylinder block of an internal combustion engine. For example, in the case of an internal combustion engine mounted on an automobile, the fuel injection pump is mounted on the outer surface of the cylinder block via a bracket. In this case, the outer diameter of the inertial body is limited to a size that does not interfere with the cylinder block, and accordingly, the magnitude of the inertia moment that can be secured in the inertial body is limited accordingly.
[0004]
It is recognized that the above-described known damper device exhibits desired dynamic vibration damping performance by setting the magnitude of the moment of inertia applied to each inertial body so that a predetermined relative relational expression is established. However, when the outer diameter of the inertial body is limited as described above, the moment of inertia can be set only within the limited range.
The present invention has been made based on the above-described circumstances, and its object is to provide a fuel injection pump power capable of ensuring a required moment of inertia without being limited to the outer diameter of the inertial body. An object of the present invention is to provide a transmission damper device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a damper device for a fuel injection pump power transmission system according to
[0006]
According to the damper device of the fuel injection pump power transmission system of the first aspect, since the inertia moment of the inertial body is increased by the above-described extension portion, the outer diameter allowed for the inertial body is reduced between the fuel injection pump, the cylinder block, The inertia moment of the inertial body can be set large even if it is limited based on the relative positional relationship between
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Referring to FIG. 1, the configuration of a power transmission system to a fuel injection pump to which the damper device of the embodiment is applied is schematically shown.
A
[0008]
As is well known, the pump shaft 4 protrudes horizontally from the housing 6 of the
[0009]
The
The pump shaft 4 and the
[0010]
Here, a
More specifically, the
[0011]
On the other hand, a
[0012]
The
[0013]
An
[0014]
As shown in FIG. 1, an
[0015]
It should be noted here that, as shown in FIG. 2, the size of the outer diameter that can be secured in the
[0016]
In the damper device of the above-described embodiment, the inertia moment of the
[0017]
Incidentally, FIG. 3 shows a reference example in which the extending
[0018]
Referring to FIG. 4, the ratio of the natural frequency fd of the damper device to the natural frequency fe of the power transmission system comprising the pump shaft 4, the
In FIG. 4, the normal rotation speed of the power transmission system is in a region smaller than the predetermined rotation speed N 1 . When the above natural frequency ratio is 0.9, the resonance speed of the power transmission system is a predetermined speed N 1. If the natural frequency ratio is set to 0.9 or more, the normal speed range is It is understood that no torsional vibration peak occurs in the power transmission system.
[0019]
As shown in FIG. 4, in the region where the natural frequency ratio exceeds 1.3, the resonance rotational speed increases from the predetermined rotational speed N 2 , but the increase rate is substantially constant. The inventors of the present invention set 0.9 to 1.3 (0.9 ≦ fd / fe ≦ 1.3) as the optimum range as the setting range of the natural frequency ratio described above.
Furthermore, according to the inventors, as the
[0020]
Referring to FIG. 5, a curve representing the relationship between the rotational speed of the power transmission system and the driving torque at that time is shown. As shown by the solid line in the figure, when the damper device is not used, a peak occurs in the drive torque of the power transmission system in the normal rotation speed range. At the peak of such driving torque, excessive noise (gap noise) and gear pitching may occur in the gear train connected to the power transmission system. However, by using the damper device of the present invention, as indicated by a broken line in the figure, the rotational speed at which the peak of the driving torque occurs is shifted to a higher rotational side than the normal range. Furthermore, by providing the
[0021]
Damping performance as such damper device, by forming an extension 3 6
[0022]
Moreover, the extension 3 power transmission system components due to the formation of the 6 (pump shaft 4 and
[0023]
Moreover, if the NBR material or the H-NBR material is used for the
[0024]
The present invention is not limited to the above-described embodiment shown in FIGS . In the embodiment, a pair of
[0025]
In addition , the present invention can be applied to a row type pump and a distribution type pump, and the cylinder layout of the engine is not limited to the V type.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the damper device of the fuel injection pump power transmission system of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fuel injection pump power transmission system to which a damper device of one embodiment is applied.
FIG. 2 is a front view of a damper hub and an inertia body ring as seen from the axial direction of the pump shaft in FIG.
FIG. 3 is a view showing an inertial body ring as a reference example .
FIG. 4 is a graph for explaining a relationship between a natural frequency ratio and a resonance rotational speed.
FIG. 5 is a graph for explaining a vibration damping effect by the damper device of the embodiment.
[Invention of code]
1 Fuel injection pump 4 Pump shaft 6
10
Claims (1)
前記ポンプ軸に取り付けられる一方、前記カップリング側の端部にその外周から径方向外側に突出して前記カップリングに連結されるフランジを有したダンパハブと、
前記ダンパハブの前記外周にラバー部材を介して連結され、前記フランジの外径よりも小さな内径を有するリング形状の慣性体とを備え、
前記慣性体は、前記シール部及び前記フランジの外径よりも大きな外径を有するとともに、前記シール部側の一端の外周部から前記ポンプ軸の軸線方向に前記シール部に向けて突出し、前記シール部をその内部に位置付けた状態で外側から覆う環状の延長部を有することを特徴とする燃料噴射ポンプ動力伝達系のダンパ装置。A coupling for mutually connecting a pump shaft protruding from the housing of the fuel injection pump and a drive shaft rotating in conjunction with the crankshaft of the internal combustion engine, and a seal portion mounted on the outer surface of the housing to seal the pump shaft Including a fuel injection pump power transmission system for transmitting rotational power from the drive shaft to the pump shaft,
A damper hub having a flange that is attached to the pump shaft and has a flange that projects radially outward from an outer periphery of the pump shaft and is coupled to the coupling;
A ring-shaped inertial body connected to the outer periphery of the damper hub via a rubber member and having an inner diameter smaller than the outer diameter of the flange;
The inertia body has an outer diameter larger than the outer diameters of the seal portion and the flange, and protrudes from the outer peripheral portion at one end on the seal portion side toward the seal portion in the axial direction of the pump shaft. A damper device for a fuel injection pump power transmission system, comprising an annular extension portion that covers the portion from the outside in a state in which the portion is positioned inside .
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