JPH03140653A - 可変ばね定数型回転軸振動ダンパー - 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〕 本発明は可変ばね定数型回転軸振動ダンパーに関する。

〔従来の技術） 例えば自動車エンジンにおいては、出力及び回転数が大
きくなると、クランクシャフトの捩り振動１曲げ振動が
増大するので、従来、クランクシャフトの軸端にラバー
ダンパーを付設することにより、その捩り振動２曲げ振
動をそれぞれ制振している。

例えば、第１２図に示すようなシングルマストーショナ
ルダンパ−により、クランクシャフトの捩り振動を制振
する場合は、その捩り振巾は、第１３図に示すように、
ばね定数の大小により大きく異なり、ばね定数が大きい
場合は破線で示すように、ばね定数が小さい場合は鎖線
で示すように分布するので、ダができるが、ばね定数が
大きい場合は高回転数域では制振効果は大きいが、低回
転数ＮＬ付近で大きく振動し、ばね定数が小さい場合は
、低回転数域では制振効果は大きいが、高回転数Ｎ、４
付近では大きく振動する。

また、第１４図に示すようなダブルマスダンパーを付設
し、外側ダンパーで捩り振動を制振するとともに内側ダ
ンパーで曲げ振動を制振するものも知られているが、外
側ダンパーによる捩り振動制振効果、内側ダンパーによ
る曲げ振動制振効果はともに、第１３図に示したような
特性を示すものであるから、それぞれ特定の回転数にお
ける捩り振動の割振。

曲げ振動の割振には効果的であるが、自動車エンジンの
ように広い回転数の範囲で回転する回転軸に適用した場
合、はぼ−様の割振効果を発揮することはできない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、低
回転数から高回転数にわたる広範囲の回転数域でほぼ一
様の涙り振動及び又は曲げ振動を制振する高性能かつ長
寿命の可変ばね定数型回転軸振動ダンパーを提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明は、回転軸に同軸的に突設されたダン
パーディスクの外周部に円環状慣性体をラバーを介して
同心的に弾性支持してなる涙り又は曲げダンパーにおい
て、上記慣性体又は上記ダンパーディスクの一方に等間
隔で一端がそれぞれ固着された複数のばねと、上記慣性
体又は上記ダンパーディスクの他方に等間隔でそれぞれ
配設され設定回転数で一斉に上記各ばねの他端を固定す
るばね端固着手段とを具えたことを特徴とする。

〔作用〕

このような構成によれば、ばね端固着手段が全回転数域
にわたって作動しないときは、小ばね定数の慣用のシン
グルマスダンパーと同様に、慣性体はラバーによりダン
パーディスクに弾性支持されているので、慣性体の質量
とラバーのばね定数とにより定まる比較的高回転数にお
ける比較的大きな振巾ピークと比較的低回転数における
比較的小さい塩１巾ビークとを有する振巾特性を発揮す
る。

また、ばね端固着手段が全回転数域にわたって作動する
ときは、慣性体はラバー及びばねの両者による比較的大
きなばね定数の合成ばねにより弾性支持されることとな
るので、本発明ダンパーは比較的低回転数における比較
的大きな振巾ピークと比較的高回転数における比較的小
さな振巾ピークとを有する振巾特性を示す。

そこで、設定回転数以下では、ばね端面着手段を作動せ
ず設定回転数以上でのみ作動すると、比較的低回転数、
比較的高回転数にそれぞれ同程度に低い振巾ピークを有
するとともに回転数の全域にわたってほぼ一様に低い振
巾の特性パターンを発揮することができ、また、慣性体
自体の振巾もほぼ同様のパターンで小さくなるので、ラ
バーの耐久性は大きく向上する。

〔実施例〕

第１図は本発明をシングルマストーショナルダンパ−に
通用した第１実施例を示す部分縦断面図で、同図（Ａ）
は低速回転時、同図（Ｂ）は高速回転時をそれぞれ示す
。第２図。

第３図はそれぞれ第１図のダンパーによるクランク軸の
捩り振巾、ダンパー自体の捩り振巾を示す線図、第４図
は本発明をダブルマストーショナルダンパ−に適用した
第２実施例を示す部分縦断面図で、同図（Ａ）は低中速
回転時、同図（Ｂ）は高速回転時を示す。第５図は第４
図の変形例を示す部分縦断面図で、同図（Ａ）は低中速
回転時、同図（Ｂ）は高速回転時をそれぞれ示す。第６
図、第７図はそれぞれ第４図のクランク軸の捩り振巾、
ダンパー自体の捩り振巾を示す線図、第８図は本発明を
捩り及び曲げダンパーに適用した一実施例を示す部分縦
断面図で、同図（Ａ）は低速回転時、同図（Ｂ）は高速
回転時、第９図は第８図の変形例を示す部分縦断面図、
第１０図、第１１図はそれぞれ第８図のクランり軸曲げ
振巾、ダンパー自体の曲げ振巾をそれぞれ示す線図であ
る。

まず、第１〜３図に示す第１実施例におし）で、１はダ
ンパーディスク２の段差外周部Ｇこ沿って加硫接着され
た環状ラバー３を介してダンパーディスク２に対し同心
的に取付けられた複数本の半径方向のコイルスプリング
で、その外端にはそれぞれウェイト５が固着されている
。

このような構造において、エンジンの低速回転時は、第
１図（Ａ）に示すように、ウェイト５に作用する遠心力
は小さいので、ウェイト５と慣性体１の凹溝とは当接す
ることなく、両者間にはすきまδが存在する。それ故、
慣性体１は小さいばね定数を有するラバー３のみにより
支持されるので、この状態におけるクランク軸の捩り振
巾は回転数の変化に応じて、第２図鎖線で示すように分
布する。

エンジンの高速回転時は、第１図（Ｂ）に示すように、
ウェイト５に作用する遠心力は大きくなるので、コイル
スプリング４は伸び、ウェイト５は慣性体１の凹溝に当
接し、これに固定される。

そうすると、慣性体１はラバー３及びコイルスプリング
４により支持されるので、ラバー３のみによる支持に比
べて大きなばね定数を有するばねでダンパーディスク２
に弾性的に支持されることとなるから、クランク軸の捩
り振巾は破線に示す曲線に沿って回転数に応じて変化す
ることになる。

その結果、クランク軸は第２図において、低回転数域で
は、鎖線ａｂｃに沿って変化し、Ｎ５以上の高回転数域
では破線ｄｅｆｇに沿って変化することとなり、そのピ
ーク値は鎖線、破線のピークのいずれよりも小さくなる
。

また、その際のダンパーすなわち慣性体自体の涙り振巾
は、第３図の実線に示すようになり、鎖線で示すラバー
のみによる小ばね定数の弾性支持の場合、破線で示すラ
バー及びコイルスプリングによる大ばね定数の弾性支持
の場合のいずれよりも小さくなる。

次に、第４〜７図に示す第２実施例においては、ダンパ
ーディスク２ａの前面に前部ラバー３ａを介して前部リ
ング状慣性体１ａを支持し、ダンパーディスク２の後面
に後部ラバー３ｂを介して後部リング状慣性体１ｂを支
持するとともに、コイルスプリング４の外端に磁性体６
を固着し、前部慣性体１ａの内周側に磁性体６を吸着す
るための励磁コイル７を埋設している。なお、ばね端固
着手段は、第５図に示すように、第１実施例と同様の遠
心クラッチによるものを採用することも可能である。

このような構造において、低中遠回Ｃ時は、第４図（Ａ
）に示すように、励磁コイル７は通電されていないので
、磁性体６に磁力は作用せず、両者間にはすきまδが存
在し、前部慣性体１ａは比較的小さいばね定数の前部ラ
バー３ａのみにより弾性支持される。

従って、この場合のクランク軸の捩り振巾。

前部慣性体の捩り振巾はそれぞれ第６図、第７図の破線
で示すようになり、比較的高速回転数Ｎ８で大きなピー
クを有する３山カーブとなる。

また、高速回転時は、第４図（Ｂ）に示すように、励磁
コイル７は図示省略の回転数センサーの作用で励磁され
るので、磁性体６は励磁コイル７に吸着されるから、前
部慣性体１ａは前部ラバー３ａ及びコイルスプリング４
よりなる大きい等価ばね定数を有する合成ばねにより弾
性支持されることとなる。

従って、この場合のクランク軸の捩り振巾。

前部慣性体の捩り振巾はそれぞれ第６図、第７図の鎖線
で示すようになり、比較的低回転数ＮＬで大きなピーク
を有する３山カーブとなる。

このような関係で、エンジンの回転数が低速回転から高
速回転に増加する際は、回転数が設定回転数ＮＳ以下の
間はほぼ第６図破線に沿ってクランク軸の捩り振巾は変
化し、Ｎ。

以上ではほぼ鎖線に沿って変化し、全回転域にわたって
見れば実線に示すように、比較的高低の少ない３山曲線
に沿って変化し、その際のピーク値は破線のピーク、鎖
線のピークのいずれよりも小さくなる。

なお、第４図に示したコイルスプリングの電磁吸着手段
は、励磁電流を要するが、その作動回転数を容易に変更
することが可能であるのに対して、第５図に示す遠心ク
ラッチによるものは、可変にはできない特長がある。

最後に、第８〜１１図に示す第３実施例において、第２
実施例と同一の符番はそれぞれ第２実施例と同一の部材
を示し、ｌｃは長方形断面を有する比較的小径の内側環
状慣性体で、環状ラバー３Ｃを介してダンパーディスク
２ｃの円板部の外周部りに弾性支持されている。１ｄは
偏平長方形断面を有する比較的大径の外側短円筒状慣性
体で、環状ラバー３ｄを介してダンパーディスクの外周
面に加硫接着されている。また、コイルスプリング４の
内端、外端はそれぞれ第２実施例と同一手段により、内
側慣性体１ｃに固着、ダンパーディスク２ｃに電磁力に
より固定され、内側ラバー３０及び内側慣性体１ｃによ
りなる内側ダンパーは曲げダンパーとして、外側ラバー
３ｄ及び外側慣性体１ｄよりなる外側ダンパーは涙りダ
ンパーとしてそれぞれ作用する。

このような構造において、第２実施例と同様に、低速回
転時は、第８図（Ａ）に示すように、励磁コイル７とコ
イルスプリング４との間には、すきまδが存在し、内側
慣性体１ｃは比較的小さいばね定数の内側ラバー３ｃに
より弾性支持されている。

それ故、この場合のクランク軸の曲げ振巾。

内側慣性体１ｃの曲げ振巾は、それぞれ第１０図、第１
１図の鎖線で示すようになり、比較的大きな回転数ＮＨ
で大きなピークを生ずる。

また、高速回転時は、第８図（Ｂ）に示すように、コイ
ルスプリング４の外端は励磁コイル７に吸着されるから
、内側慣性体ＩＣは内側ラバー３０及びコイルスプリン
グ４よりなる大きい等価ばね定数を有する合成ばねによ
り弾性支持されることとなる。

それ故、この場合のクランクシャフトの曲げ振巾、内側
慣性体の曲げ振巾はそれぞれ第１０図、第１１図の破線
で示すようになり、比較的低回転数ＮＬで大きなピーク
を生ずる。

以上の関係で、エンジンの回転数が低速回転から高速回
転にわたって増速する際は、回転数が設定回転数Ｎ５以
下の間は第１０図の鎖線に沿ってその曲げ振巾は変化し
、Ｎ５以上ではほぼ破線に沿って変化し、全回転数域に
わたって見れば、実線に沿って変化し、その際のピーク
値は破線のピーク、鎖線のピークのいずれよりも小であ
る。

なお、ばね端固着手段は、第９図に示すように、遠心ク
ラッチによるものを採用することもできる。

上記各実施例を通じて述べたように、本発明によれば、
クランク軸の振巾は全回転数域にわたって大巾に減少し
、またダンパー自体の振巾のピークは一定ばね定数型ダ
ンパーのそれに比べて大巾に減少するので、ダンパーラ
バーの耐久性は大きく向上する効果を生ずる。

〔発明の効果〕

要するに本発明によれば、回転軸に同軸的に突設された
ダンパーディスクの外周部に円環状慣性体をラバーを介
して同心的に弾性支持してなる捩り又は曲げダンパーに
おいて、上記慣性体又は上記ダンパーディスクの一方に
等間隔で一端がそれぞれ固着された複数のばねと、上記
慣性体又は上記ダンパーディスクの他方に等間隔でそれ
ぞれ配設され設定回４゜ 転数で一斉に上記各ばねの他端を固定するばね端固着手
段とを具えたことにより、低回転数から高回転数にわた
る広範囲の回転数域でほぼ一様の捩り振動及び又は曲げ
振動を制振する高性能かつ長寿命の可変ばね定数型回転
軸振動ダンパーを得るから、本発明は産業上極めて有益
なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をシングルマストーショナルダンパ−に
通用した第１実施例を示す部分縦断面図で、同図（Ａ）
は低速回転時、同図（Ｂ）は高速回転時をそれぞれ示す
。第２図。 第３図はそれぞれ第１図のダンパーによるクランク軸の
捩り振巾、ダンパー自体の捩り振巾を示す線図、第４図
は本発明をダブルマストーショナルダンパ−に通用した
第２実施例を示す部分縦断面図で、同図（Ａ）は低中速
回転時、同図（Ｂ）は高速回転時を示す。第５図は第４
図の変形例を示す部分縦断面図で延同図（Ａ）は低中速
回転時、同図（Ｂ）は高速回転時をそれぞれ示す。第６
図、第７図はそれぞれ第４図のクランク軸の捩り振巾、
ダンパー自体の捩り振巾を示す線図、第８図は本発明を
捩り及び曲げダンパーに適用した一実施例を示す部分縦
断面図で、同図（Ａ）は低速回転時、同図（Ｂ）は高速
回転時、第９図は第８図の変形例を示す部分縦断面図、
第１０図、第１１図はそれぞれ第８図のクランク軸曲げ
Ｉ膜中、ダンパー自体の曲げ振巾をそれぞれ示す線図で
ある。 第１２図は公知のシングルマストーショナルダンパ−を
示す縦断面図、第１３図は第１２図のダンパーを付設し
たクランクシャフトの振巾特性図、第１４図は公知のダ
ブルマスダンパーを示す部分縦断面図である。 １、ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、Ｌｄ−・−慣性体、２゜２ａ、
２ｂ、２ｃｍ−−ダンパーディスク、３゜３ａ、３ｂ、
３ｃ、３ｄ−・・ラバー　４・・・コイルスプリング、
５・・・ウェイト、６・・・磁性体、７・・・励磁コイ
ル。 第１図 （Ａ） （８） （Ａ） 第 ε 図 （８） 第 図 イ枦８Ｄ巨１１云時 蚤回松晴 第 図 第 ０ 図 第 ７ 図 得回か漆　　　　　　畜巨転威 ニンシ〉回転ｆ虻 ニンツン匣■宏凌（ 第 ４ 図 第 図 （Ａ） （Ｂ） （Ａ） （８） 侭回蚊訴 南回鍬助 第 図 第 図 炉１ ｇ８Ｆ回軟　　　　６回轢 工ンジ〉回倒（救

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸に同軸的に突設されたダンパーディスクの外周部
   に円環状慣性体をラバーを介して同心的に弾性支持して
   なる捩り又は曲げダンパーにおいて、上記慣性体又は上
   記ダンパーディスクの一方に等間隔で一端がそれぞれ固
   着された複数のばねと、上記慣性体又は上記ダンパーデ
   ィスクの他方に等間隔でそれぞれ配設され設定回転数で
   一斉に上記各ばねの他端を固定するばね端固着手段とを
   具えたことを特徴とする可変ばね定数型回転軸振動ダン
   パー。