JPH0212036A - 粘性を有する捩り振動ダンパの性能を試験する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はたとλば西ドイツ公開公報第 ２７０１３１９号から公知のように本出願の試験法請求
の範囲の請求項１の従来技術部分の地震回転振動ダンパ
の機能能力を試験する方法に関する。

地震回転振動ダンパとはここでは次のようなダンパを指
ｔ０それは回転はするが振動する傾向のある系にはずみ
車のようにフランジ付けすることができ、限定された回
転運動をすることができる物体を周囲に持っているダン
パである。この物体は回転の間回転振動できる系の励起
振動と反対位相でいくぶん強く振動することができてこ
の振動励起を減衰させる。

［従来の技術］ 上記の西ドイツ公開公報においてはこの回転振動ダンパ
は慣性リングとして構成された回転振動可能な物体がゴ
ム弾性中間層を介して回転振動ダンパの取付フランジに
結合されている。このような痘回転振動ダンパは通常は
内燃機関のクランク軸、しかも前側のクランク軸にフラ
ンジ付けされる。したがって内燃機関の出力となる軸の
端にではない。回転振動ダンパは一定の回転数範囲を超
えたときに起こる振動励起を減衰させるようになってい
る。

上記の西ドイツ公開公報によって回転振動ダンパな試験
（検査）するためにはダンパを内燃機関のクランク軸に
フランジ付けして機関を運転する。しかしながらまず回
転振動ダンパの自由前面に周期的な、境界の明確な白黒
の印（マーク）をつける、この印しは直接クランク軸に
フランジ付けされた部分に対しても回転振動できる慣性
リングに対しても同じ周囲にある。エンジンの運転の間
光学センサによって中心の、クランク軸にフランジ付け
された回転振動ダンパの部分と慣性リングとの位相位置
が走査される。電子評価によってクランク軸の回転振動
ベクトル、地震回転振動ダンパの慣性リングの回転振動
ベクトル、およびそれらの相互の位相位置が決定される
。回転振動ベクトルの大汚さと相互の位相位置とは機能
能力に関する回転振動ダンパの試験に対する上記の西ド
イツ公開公報による規準である。一定の回転数のときに
これらの値があらかじめ健全な回転振動ダンパについて
決定された値の範囲外にあると、これは試験された回転
振動ダンパがもはや適正に働かないことを示す。

［発明が解決しようとする課題１ この公知の試験法の欠点は、それぞれに対する内燃機関
が必要なこと、および費用をかけである回転数状態を導
入しなければならないこと、このためにはエンジン試験
台が成る時間占拠されて費用がかさむことである。さら
に他の欠点は、クランク軸にフランジ付けされた回転振
動ダンパの部分も回転振動可能に結合された慣性リング
も外から到達（アクセス）できるときだけこの方法は行
うことができることである。

本発明の課題は、必要な試験装置が簡単になるように、
試験が迅速に行なえるように、および回転振動ダンパな
慣性リングに外から到達できなくても試験できるように
試験法を変えることである。

［課題を解決するための手段］ この課題は本発明によれば本願の試験法請求の範囲第１
項の特徴部分に記載の事項によって解決される。しっか
りとクランプされたねじればね軸は比較的簡単な試験装
置である。それは振巾決定用センサと従来技術でも必要
であった電子評価装置とだけによって補われる。本発明
の規準形成の特殊性は振巾から振１】への減衰の程度で
はなく、その下落（減衰）の急峻さを決定し、「健全な
」回転振動ダンパと比較することである。したがって意
外にも、一定の、したがって振巾に無関係の減衰率を持
つ振動ダンパの通常の特性と反対に、回転振動粘性ダン
パの減衰率は振ｒｌに依存する下降特性を持つ。この下
降する特性は粘性ダンパ媒質の劣化状態によって変る。

このことによって、決定された減衰率列が数値的に下降
し、その上、下降する、巾を持ったバンド内にはいるか
ぎり、粘性ダンパ媒質はなお長寿命が期待されるという
ことができる。このような回転振動粘性ダンパは試験に
そのまま再び用いることができる。

［実施例］ 第１図の試験台図には回転振動粘性ダンパ（１）も断面
図で示しである。ダンパは、通常のように固定フランジ
（５）によって回転しないように内燃機関のクランク軸
にフランジ付けされた中心部を含む。この中心部に回転
軸受（３）によって環状体（２）が回転できるように支
持されている。

環状体はｔ＆密的におよび狭い一定のシャギャップ（６
）を形成してハウジング（４）に囲まれている。このシ
ャギャップは粘性流体シリコーンオイルで満たされてい
る。シリコーンオイルは環状体（２）の一定の回転運動
結合をハ・クジング（４）または回転フランジ（５）に
対して行わせる。ハウジング（４）はコストの節約のた
めに、および場所と重さの点から分解できないように構
成され固定される。そねによって損傷の場合には回転振
動粘性ダンパ（１）は使い捨て部品になる。エンジンが
運転されると粘性ダンパ媒質（媒体）は成る程度劣化し
、粘性が変化する。もっと詳しく言えば、エンジンが運
転されると機械的摩耗によってまずシリコーンオイルが
薄くなる。それから軸受（３）の摩滅粒子との化学反応
によってオイルがだんだん濃（なり、最後に硬化してダ
ンパが完全に故障する。この老化過程は内燃機関の運転
時間または車両の走行距離だけによって決定されるので
はなく、まず第一に限界的な、制動されるべきエンジン
の回転数での運転時間によって決定されるので、回転振
動ダンパの老化状態は内燃機関の老化状態と全く異なる
。その上、しばしば内燃機関の老化状態または車両の走
行距離は知られないので、その限りでは手がかりがない
。しかしながら交換エンジンの場合には比較的高価な回
転振動ダンパをできるだけ再使用できることが望ましい
ので、回転振動ダンパの機能能力は確実に決定されなけ
ればならない。

これに対して本発明の試験法が解答を与える。

回転振動粘性ダンパ（１）は回転振動可能な系に簡単に
組み込まれる。一定のねじればね剛性を持つねじればね
軸（７）がフランジ（９）によって静止した大質量体（
１０）に固定して減衰なしに取り付けられている。ねじ
ればね軸（７）の同じくフランジ（８）が設けられた自
由上端に試験すべき回転振動粘性ダンパ（１）が同じく
固定して減衰なしに一時的にフランジ付けされる。

軸（７）の不定のたわみ振動を防止するためにその自由
端を回転運動はできるが放射方向には運動できないよう
に支持する。この放射方向の支持を特に摩擦のないよう
に行うために３本の放射方向のスポーク（１９）の形の
たわみばねホルダを設ける。これは軸側か軸方向に特に
強くつくられた上側フランジ（８）に、外側が安定した
シリンダ状の鉢（２０）の縁に取り付けられている。鉢
（２０）はねじればね軸（７）の下側フランジ（９）と
ともに静止体（１０）、たとえば大きいコンクリート台
に固定されている。スポーク（１９）には両端にねじを
切った膨張部（２１，２２）がありそれによってスポー
クの端をフランジ（８）と鉢（２０）の縁に固定するこ
とができる。これらの膨張部はスポーク（１９）ととも
に単一体の素材からつ（ることができるので、固体から
工作するか、または図示のように膨張部は別の中空部品
として製作してスポークをはめてハンダ付けすることが
できる。締め付け（クランプ）を避けることにより締め
付けのヒステリシスが避けられ、回転振動が可能な差し
込み（デッド・エンド）保持が特に摩擦なく行われる。

ねじればね軸（７）の回転振動が起こるとスポーク（１
９）は図面に垂直な面内でたわみ振動をする。

接戦方向の突き（スラスト）によって、回転振動できる
ようにつくられた系には第２図に示すようにだんだん減
衰する固有振動が起こる。この応答振動から一定の規準
を解析し、定量的に決定することを可能にするために、
ねじればね軸（７）の被試験体のフランジ（８）に放射
方向に突き出た止め（１１）を設ける。その自由端にデ
ジタル変位ピックアップ（］２）が作用する。このピッ
クアップは慣性にほとんど影響されずに応答し、継続的
に振巾を取り上げる。それによってねじればね軸の上端
の回転振動の振巾を継続的にデジタル的に検出し、電子
評価装置に送ることができる。この手段によって個々の
順次の振巾Ａ、、Ａ　１４１　％　Ａ　Ｉｎｘ　、・・
・・・・が決定され、これらの振巾は一時的に記憶され
る。これらの電子的に記憶された値から順次野回転振動
の振巾は引続き減衰率を決定する。この減衰率は無次元
の数で、時間的に直接前後した２つの振巾値の比を示す
０通常この減衰率は定数で、振巾の大きさと無関係であ
るウ一定の減衰率によって振動は指数関数的に減衰する
。しかしながら回転振動粘性ダンパにおいては減衰率ｄ
、は一定ではなく、振巾に大きく依存する。振巾が大き
いときには減衰率も太き（、振動がだんだん小さくなる
と同じ（小さくなる。

比較的小さい振巾のときだけ回転振動粘性ダンパの減衰
率は近似的に−・定である。回転振動因子の振巾に依存
する性向は別としてもこれはさらに粘性ダンパ媒体の劣
化状態によっても変る。このことは今の場合回転振動粘
性ダンパの試験に用いられる。

新し２い回転振動粘性ダンパの減衰率ｄ、の振巾に依存
する性向は第３図に線（１５）で示しである。減衰率は
初めは急激に低下し、振巾の小さい領域になってようや
（近似的に一定になる。多数の新しい、構造の類似の回
転振動粘性ダンパの試験から、それによって決定される
減衰率は成る一定の低下する、巾を持ったバンド（１４
）内にあることがわかった。したがって減衰率が比較的
振巾に依存して変る未知の劣化状態の被試験体はそのま
ま再使用することができる。

第３図には新しい被試験体用の巾を持ったバンド（１４
）および一定の新しい回転振動粘性ダンパの線（１５）
以外に劣化した回転振動粘性ダンパの減衰率のグラフが
示されている。グラフ（１６）は粘性ダンパ媒質が最初
は濃い回転振動粘性ダンパに対して決定されたものであ
る。減衰率は振巾が大きい時はかなり高く、それから振
巾に依存してかなりの急傾斜で低下し、最後に振巾が小
さい領域で巾を持ったバンド（１４）内に入る。この回
転振動粘性ダンパは最後まで満足すべき減衰特性を示す
、この濃（なったダンパ媒質はなお流動性で、ダンパの
以後の運転に対しても十分な寿命が期待される。したが
ってとのダンパは再利用することができる。これに対し
てグラフ（１７）が得られた回転振動粘性ダンパのとき
には粘性ダンパ媒質の劣化過程ははるかに進行する。こ
の場合にはシリコーンオイルはゼラチン状に濃くなるの
で、ダンパ特性は質的に変る。この劣化した回転振動ダ
ンパは振巾に無関係の、したかって一定の減衰率を示す
ので、ダンパ特性の点において回転振動粘性ダンパから
根本的にはずれる。たしかにこの劣化したダンパにおい
ても性能特性は最後まで十分満足すべきものである。し
かしながらダンパ媒質の変化の進行のために十分な寿命
はもはや期待できない。したがってこのダンパはスクラ
ップにしなければならない。最後に、グラフ（１８）が
決定された回転振動ダンパにおいてはダンパ媒質はさら
に濃くなり、だいたい完全に硬化するので、環状体（２
）はハウジング（４）内で動（ことができず、フランジ
（５）に固定される。この回転振動ダンパはダンパ特性
が完全に失われるであろう。被試験体はコンパクトなは
ずみ車体としてだけ作用する。

完全性のために、変位ピックアップ（］２）で決定され
るねじればね軸の回転角振巾の代りにねじればね軸の上
側フランジ（８）の領域内の加速度振巾も決定すること
ができることを述べておく。これは基本的に同じ結果を
与えるであろう。

突きのような回転振動の励起は決める必要はない。した
がって振動の励起は手動、例えば母指球で被試験体の周
囲に対して接戦方向に突きを与えて起こすことができる
。しかしながらなじればね軸（７）および被試験体から
構成される回転振動できる系は各場合に母指球による突
きによって強（励起されなければならないので、励起さ
れた固有振動の最初の周期は巾を持つバンド（１４）の
急速に低下する部分内にある。得られた測定結果をブロ
ックを用いてグラフに画（今日では通常の電子的評価に
よ・って励起の突きが小さいかどうか、決定された減衰
率が巾を持ったバンドの平らな部分内にあるか、または
傾斜で低下する部分内にあるかどうかは容易に確定する
ことができる。

必要な場合には検査過程はいくぶん強い母指球の突きで
繰り返されなければならない。ねじればね軸（７）と被
試験体とで構成される回転振動できる系の固有振動数は
およそｌＯヘルツと２５ヘルツとの間、好ましくはおよ
そ１５ヘルツが適当である。必要な場合にはより小さい
回転振動ダンパの検査のときにはいくぶん弱いねじれば
ね軸な用いなけらばならないか、または対応して弱いね
じればね軸を持つ別の試験台を設ける。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転振動粘性ダンパ用の試験装置の図、第２図
はだんだん減衰する応答振動の時間図、第３図は異なる
劣化状態の種々の回転振動粘性ダンパの減衰率の時間経
過の図である。 １・・・回転振動粘性ダンパ、２・・・地！（環状）体
、４・・・ハウジング、７・・・ねじればね軸、（１、
７）・・・回転振動できる系、８・・・フランジ、９・
・・フランジ、ｌＯ・・・静止している物体、１２・・
・変位ピックアップ、１３・・・応答振動、１４・・・
巾を持ったバンド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被試験体（回転振動ダンパ）が同軸に、固定して
   、減衰なしに、振動が励起される、回転振動できる系に
   組み込まれ、回転振動できる系の応答振動が評価され、
   この応答振動からの単一の基準が解析され、数値的に決
   定され、対応した、同じ構造の「健全な」回転振動ダン
   パで得られた価と比較される、地震回転振動ダンパの機
   能能力を試験する方法であって、 被試験体を、地震体（２）が完全に液密的にカプセルに
   入れられた（ハウジング（４））回転振動粘性ダンパ（
   １）として設計するとき、被試験体は回転振動できる系
   （１、７）を構成するためにたわみ振動に対して支持さ
   れたねじればね軸（７）の自由端（フランジ（８））に
   一定のねじればね剛性で一時的に取り付けられ、ねじれ
   ばね軸（７）の他端（フランジ（９））は固定して減衰
   なしに、回転振動できる系（１、７）の振動が励起され
   たときにも静止している物体（１０）に取り付けられて
   おり、この回転振動できる系（１、７）は突きによって
   応答振動（１３）のような自由な、だんだん減衰する固
   有振動に励起され、突きによる振動励起の後の少なくと
   も最初の３周期の間にねじればね軸（７）の被試験体側
   の端（フランジ（８））における振巾がそれぞれ別々に
   測定され（変位ピックアップ（１２））、それから振巾
   （Ａ＿ｉ）から振巾（Ａ＿ｉ＿＋＿１）までそれぞれ減
   衰率（ｄ’＿ｉ）が式ｄ＿ｉ＝（Ａ＿ｉ−Ａ＿ｉ＿＋＿
   １）／Ａ＿ｉで決定され、被試験体は決定された減衰率
   （ｄ＿ｉ）列の値が低下して、同様にして同じ構造の「
   健全な」回転振動粘性ダンパ（１）に対して決定された
   、低下する、巾を持ったバンド（１４）内にあるときだ
   け機能能力的に合格させることを特徴とする試験法
2. （２）減衰率（ｄ＿ｉ）は応答振動（１３）の順次の振
   動周期の回転角振巾（Ａ＿ｉ、Ａ＿ｉ＿＋＿１）から決
   定されることを特徴とする請求項１記載の試験法
3. （３）だんだん低下する固有振動の振動数はおよそ１０
   〜２５ヘルツ、好ましくはおよそ１５ヘルツであること
   を特徴とする請求項１または２記載の試験法
4. （４）回転振動できる系（１、７）の突きによる励起は
   母指球による被試験体の周囲の接戦方向の突きによって
   行われることを特徴とする請求項１、２または３記載の
   試験法