JPH0921446A - トーショナルダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高次の捩り振動を効果的に減衰するととも
に、低次の捩り振動のピークを高回転側に移動させる。 【解決手段】 ハブ１の外周面に弾性体３を介してスリ
ーブ２を連結するとともに、スリーブ２の外周面に周方
向に所定の間隔ごとに固定マス４を連結する。隣接する
固定マス４、４間に可動マス５を位置させ、可動マス５
とそれに対向する固定マス４との間を弾性体６で連結す
る。エンジンの使用回転領域の低回転域においては、固
定マス４および可動マス５が弾性体３、６を介して慣性
質量として作用することにより高次の捩り振動が減衰さ
れ、高回転領域においては、可動マス５が遠心力によっ
て径方向外方に飛び出し、可動マス５による慣性質量が
失われ、固定マス４のみによる慣性質量が作用すること
により、低次の捩り振動のピークが高回転側に移動す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はトーショナルダン
パに関し、特に、自動車のエンジン等のクランクシャフ
トに発生する捩り振動を減衰するのに有効なトーショナ
ルダンパに関するものである。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】一般に、自動車のエンジ
ン等のクランクシャフトにあっては、エンジンの使用回
転領域内の低回転側に高次の捩り振動のピークが現れ、
高回転側に低次の捩り振動の立上がり部分が現れ（図９
参照）、高次の捩り振動は騒音の発生する原因となり、
低次の捩り振動はクランクシャフト等の耐久性を低下さ
せる原因となるため、それらの振動を効果的に減衰する
ことのできるトーショナルダンパが要求されるものであ
る。

【０００３】このようなクランクシャフトの捩り振動を
減衰するトーショナルダンパとしては、例えば、図８に
示すようなものが提案されており、このトーショナルダ
ンパは、クランクシャフトに連結されるハブ２１の外周
面に環状のスリーブ２２を嵌合するとともに、スリーブ
２２の外周面に環状のゴム等の弾性体２３を介して加硫
接着等により環状のマス２４を一体に連結して構成した
ものである。

【０００４】そして、エンジンの作動にともなってクラ
ンクシャフトが回転すると、クランクシャフトの回転に
伴ってハブ２１およびスリーブ２２が一体に回転すると
ともに、ハブ２１およびスリーブ２２の回転が弾性体２
３を介してマス２４に伝達する。そして、クランクシャ
フトに捩り振動が発生した場合には、マス２４が弾性体
２３を介して捩り振動の慣性質量として作用することに
より、クランクシャフトに発生する捩り振動を減衰する
ことができるものである（図１０参照）。

【０００５】しかしながら、上記のように構成される従
来のトーショナルダンパにあっては、エンジンの使用回
転領域内の低回転側に位置する高次の捩り振動のピーク
を下げることができるため、騒音の発生を効果的に防止
することができるが、低次の捩り振動の立上がり部分が
エンジンの使用回転領域の上限付近に位置するため、そ
の付近でのクランクシャフトの振幅レベルが悪化し、ク
ランクシャフトの耐久性を低下させる原因となる。

【０００６】この場合、トーショナルダンパの固有振動
数を低次の捩り振動に合わせることも考えられるが、そ
の場合には低次の捩り振動を効果的に減衰することがで
きても、高次の捩り振動が却って悪化する虞がある。

【０００７】この発明は前記のような従来のもののもつ
問題点を解決したものであって、使用回転領域内にピー
クが位置する高次の捩り振動を効果的に減衰することが
できるとともに、使用回転領域の上限付近にピークが位
置する低次の捩り振動のピークをさらに高回転側に移動
させることができるトーショナルダンパを提供すること
を目的とするものである。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】上記の問題点を解決す
るためにこの発明は、環状をなすハブと、該ハブの外周
側に所定の間隔をおいて位置するとともに、周方向に所
定の間隔ごとに設けられる複数の固定マスと、固定マス
と前記ハブの外周面との間を連結する弾性体と、隣接す
る固定マス間に設けられるとともに、固定マスとの間お
よびハブとの間に所定の間隙を形成する可動マスと、可
動マスとそれに対向する固定マスとの間を連結する弾性
体とを具えた手段を採用したものである。また、前記可
動マスの外周側に所定の間隔をおいて環状のストッパー
部材を設けた手段を採用したものである。さらに、前記
弾性体は、ゴム、ばね等からなる手段を採用したもので
ある。

【０００９】

【作用】この発明は前記のような手段を採用したことに
より、例えば、自動車のエンジン等のクランクシャフト
に用いた場合には、エンジンを作動させてクランクシャ
フトが回転すると、クランクシャフトと一体にハブが回
転する。そして、ハブの回転は弾性体を介して固定マス
に伝達されるとともに、固定マスから弾性体を介して可
動マスに伝達される。このような過程においてクランク
シャフトに捩り振動が発生した場合には、固定マスおよ
び可動マスが弾性体を介して捩り振動の慣性質量として
作用することにより、クランクシャフトに発生する捩り
振動を減衰することができる。また、クランクシャフト
の回転が高回転域にある場合には、可動マスが遠心力に
よって弾性体を介して径方向外方に飛び出し、固定マス
のみが弾性体を介して慣性質量として作用し、低次の捩
り振動のピークがさらに高回転側に移動することにな
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面に示すこの発明の実施例について
説明する。図１〜図４には、この発明によるトーショナ
ルダンパの第１の実施例が示されていて、図１は低回転
域における状態を示した概略図、図２は図１に示すもの
のＡ−Ａ線断面図、図３は高回転域における状態を示し
た概略図、図４はクランクシャフト捩れ角度とエンジン
の回転数との関係を示した説明図である。

【００１１】すなわち、この実施例に示すトーショナル
ダンパは、環状をなすハブ１と、このハブ１の外周側に
所定の間隔をおいて位置する環状のスリーブ２と、スリ
ーブ２の内周面とハブ１の外周面との間に設けられて両
者間を加硫接着等により一体に連結する環状の弾性体３
と、スリーブ２の外周面に周方向に向かって所定の間隔
ごとに一体に連結される略扇形状の固定マス４と、隣接
する固定マス４、４間に位置するとともに、スリーブ２
の外周面との間および対向する固定マス４の周方向側の
面との間に所定の間隙を形成する略扇形状の可動マス５
と、可動マス５の周方向側の面とそれに対向する固定マ
ス４の周方向側の面との間を加硫接着等により一体に連
結する弾性体６とを具えている。

【００１２】ハブ１は、中心部に軸線方向に貫通する孔
１ｃが穿設されている円板状の本体部１ａと、この本体
部１ａの周面に一体に設けられる筒状のフランジ部１ｂ
とからなり、フランジ部１ｂの外周面にスリーブ２が弾
性体３を介して一体に連結されるようになっている。

【００１３】ハブ１とスリーブ２との間に介在している
弾性体３は、ゴム、ばね等からなるものであるが、それ
らに限定することなく、同様の特性を有するものであれ
ばよいものである。なお、ゴム、ばね等は、ハブ１とス
リーブ２との間の全周に渡って設けてもよいが、周方向
に向かって所定の間隔ごとに設けてもよいものである。

【００１４】固定マス４とそれに対向する可動マス５と
の間を連結する弾性体６もゴム、ばね等からなるもので
あるが、それらに限定することなく、同様の特性を有す
るものであればよいものである。なお、ゴム、ばね等を
固定マス４とそれに対応する可動マス５との間に１個又
は２個以上設けてもよいものであり、用途に応じて個数
を設定すればよいものである。

【００１５】また、ハブ１の外周側にスリーブ２を設け
ずに、ハブ１の外周面に弾性体３を介して固定マス４を
直接連結してもよいものである。その場合には、環状の
弾性体３をハブ１の外周面に設けてもよいが、固定マス
４に対応する部分にのみ弾性体３を設けるようにしても
よいものである。

【００１６】次に、前記に示すものの作用について説明
する。まず、ハブ１をその中心部の孔１ｃを介して例え
ば自動車のエンジン等のクランクシャフトに連結し、エ
ンジンを作動させてクランクシャフトが回転すると、ク
ランクシャフトと一体にハブ１が回転し、ハブ１の回転
は弾性体３を介してスリーブ２および固定マス４に伝達
するとともに、固定マス４から弾性体６を介して可動マ
ス５に伝達する。

【００１７】そして、このような過程においてクランク
シャフトに捩り振動が発生した場合、エンジンの使用回
転領域内の低回転側にピークが位置する高次の捩り振動
は、固定マス４が弾性体３を介して、可動マス５が弾性
体６を介してクランクシャフトに発生する捩り振動の慣
性質量として作用することにより、減衰されるものであ
る（図４参照）。

【００１８】一方、エンジンの使用回転領域の上限付近
に立上がり部分が位置する低次の捩り振動は、その回転
域において遠心力の作用によって可動マス５が径方向外
方に飛び出し、弾性体６の円周方向のばね力が非常に小
さくなることにより、可動マス５の慣性質量としての効
力が失われ、固定マス４のみによる慣性質量が作用す
る。この結果、全体としての固有振動数が大きくなり、
高次の捩り振動のピークをさらに高回転側に移動させる
ことができ、高回転域においてクランクシャフトの振幅
レベルが悪化するのを防止できる。

【００１９】したがって、エンジンの使用回転領域内に
おける高次の捩り振動を効果的に減衰することができ、
騒音の発生を確実に防止することができるとともに、エ
ンジンの使用回転領域の上限付近に立上がり部分が位置
する低次の捩り振動のピークをさらに高回転側に移動さ
せることができるので、クランクシャフトの耐久性を大
幅に向上させることができることになる。

【００２０】図５には、この発明によるトーショナルダ
ンパの第２の実施例の高回転域における状態が示されて
いて、この実施例に示すトーショナルダンパは、隣接す
る固定マス４、４間に３つの可動マス５、５、５を設け
て、可動マス５と固定マス４との間、可動マス５と可動
マス５との間を弾性体６を介して連結したものであっ
て、その他の構成は前記第１の実施例に示すものと同様
の構成を有しているので、その構成の詳細な説明は省略
するものとする。

【００２１】そして、この実施例に示すトーショナルダ
ンパにあっても、前記第１の実施例に示すものと同様
に、クランクシャフトに捩り振動が発生した場合、エン
ジンの使用回転領域内の低回転側にピークが位置する高
次の捩り振動は、固定マス４が弾性体３を介して、可動
マス５が弾性体６を介してクランクシャフトに発生する
捩り振動の慣性質量として作用することにより、減衰さ
れるものである（図４参照）。

【００２２】一方、エンジンの使用回転領域の上限付近
に立上がり部分が位置する低次の捩り振動は、その回転
域において遠心力の作用によって可動マス５が径方向外
方に飛び出し、弾性体６の円周方向のばね力が非常に小
さくなることにより、可動マス５の慣性質量としての効
力が失われ、固定マス４のみによる慣性質量が作用す
る。この結果、全体としての固有振動数が大きくなり、
高次の捩り振動のピークをさらに高回転側に移動させる
ことができ、高回転域においてクランクシャフトの振幅
レベルが悪化するのを防止できる。

【００２３】したがって、エンジンの使用回転領域内に
おける高次の捩り振動を効果的に減衰することができ、
騒音の発生を確実に防止することができるとともに、エ
ンジンの使用回転領域の上限付近に立上がり部分が位置
する低次の捩り振動のピークをさらに高回転側に移動さ
せることができるので、クランクシャフトの耐久性を大
幅に向上させることができることになる。なお、前記の
説明においては固定マス４、４間に３個の可動マス５、
５、５を設けたが、これに限定することなく、２個又は
３個以上の可動マス５を設けてもよいのは勿論である。

【００２４】図６には、この発明によるトーショナルダ
ンパの第３の実施例の高回転域における状態が示されて
いて、この実施例に示すトーショナルダンパは、ハブ１
にストッパー部材１０を取付けて、可動マス５の径方向
および周方向への変位を制限するようにしたものであっ
て、その他の構成は前記第１の実施例に示すものと同様
の構成を有しているので、その構成の詳細な説明は省略
するものとする。

【００２５】ストッパー部材１０は、断面コ字状で環状
をなすものであって、内周側がハブのフランジ部１ｂに
一体に連結されるとともに、コ字状の部分にハブ１のフ
ランジ部１ｂ、弾性体３、スリーブ２、弾性体６、固定
マス４および可動マス５が収納され、可動マス５に対応
する部分には可動マス５の周方向への移動を制限するた
めの突起１０ａ、１０ａが設けられている。

【００２６】そして、この実施例に示すトーショナルダ
ンパにあっても、前記第１の実施例に示すものと同様
に、クランクシャフトに捩り振動が発生した場合、エン
ジンの使用回転領域内の低回転側にピークが位置する高
次の捩り振動は、固定マス４が弾性体３を介して、可動
マス５が弾性体６を介してクランクシャフトに発生する
捩り振動の慣性質量として作用することにより、減衰さ
れるものである（図４参照）。

【００２７】一方、エンジンの使用回転領域の上限付近
に立上がり部分が位置する低次の捩り振動は、その回転
域において遠心力の作用によって可動マス５が径方向外
方に飛び出し、弾性体６の円周方向のばね力が非常に小
さくなることにより、可動マス５の慣性質量としての効
力が失われ、固定マス４のみによる慣性質量が作用す
る。この結果、全体としての固有振動数が大きくなり、
高次の捩り振動のピークを更に高回転側に移動させるこ
とができ、高回転域においてクランクシャフトの振幅レ
ベルが悪化するのを防止できる。

【００２８】したがって、エンジンの使用回転領域内に
おける高次の捩り振動を効果的に減衰することができ、
騒音の発生を確実に防止することができるとともに、エ
ンジンの使用回転領域の上限付近に立上がり部分が位置
する低次の捩り振動のピークを更に高回転側に移動させ
ることができるので、クランクシャフトの耐久性を大幅
に向上させることができることになる。また、可動マス
５の径方向および周方向への変位を制限するストッパー
部材１０が設けられているので、可動マス５を固定マス
４に連結している弾性体６の変位を制限することがで
き、耐久性を向上させることができるものである。

【００２９】なお、前記第２の実施例に示すものに前述
したストッパー部材１０を設けて、可動マス５の径方向
および周方向への変位を制限してもよいのは勿論であ
る。

【００３０】

【発明の効果】この発明は前記のように構成したことに
より、以下のような効果を奏することになる。すなわ
ち、例えば、自動車のエンジン等のクランクシャフトに
発生する捩り振動の減衰に用いた場合には、エンジンの
使用回転領域内の低回転側にピークが位置する高次の捩
り振動は、固定マスが弾性体を介して、可動マスが弾性
体を介して捩り振動の慣性質量として作用することによ
り減衰され、高次の捩り振動に起因する騒音の発生を防
止できる。また、エンジンの使用回転領域の上限付近に
立上がり部分が位置する低次の捩り振動は、遠心力の作
用によって可動マスが径方向外方に飛び出し、可動マス
が慣性質量としての効力を失うことにより、固定マスの
みによる慣性質量が作用し、全体の固有振動数が大きく
なり、低次の捩り振動のピークをさらに高回転側に移動
させることができる。したがって、使用回転領域の上限
付近でクランクシャフトの振幅レベルが悪化するのを防
止でき、クランクシャフトの耐久性を大幅に高めること
ができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるトーショナルダンパの第１の実
施例を示した概略図であって、低回転域における状態を
示した説明図である。

【図２】図１に示すもののＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１に示すものの高回転域における状態を示し
た説明図である。

【図４】図１に示すもののクランクシャフトの捩れ角度
とエンジンの回転数との関係を示した説明図である。

【図５】この発明によるトーショナルダンパの第２の実
施例を示した概略図であって、高回転域における状態を
示した説明図である。

【図６】この発明によるトーショナルダンパの第３の実
施例を示した概略図であって、高回転域における状態を
示した説明図である。

【図７】図６に示すもののＢ−Ｂ線断面図である。

【図８】従来のトーショナルダンパの一例を示した概略
図である。

【図９】トーショナルダンパを装着していない状態のク
ランクシャフトの捩れ角度とエンジンの回転数との関係
を示した説明図である。

【図１０】図８に示すもののクランクシャフトの捩れ角
度とエンジンの回転数との関係を示した説明図である。

【符号の説明】

１、２１……ハブ １ａ……本体部 １ｂ……フランジ部 １ｃ……孔 ２、２２……スリーブ ３、６、２３……弾性体 ４……固定マス ５……可動マス １０……ストッパー部材 １０ａ……突起 ２４……マス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状をなすハブ（１）と、該ハブ（１）
   の外周側に所定の間隔をおいて位置するとともに、周方
   向に所定の間隔ごとに設けられる固定マス（４）と、固
   定マス（４）と前記ハブ（１）の外周面との間を連結す
   る弾性体（３）と、隣接する固定マス（４）（４）間に
   設けられるとともに、固定マス（４）との間およびハブ
   （１）との間に所定の間隙を形成する可動マス（５）
   と、可動マス（５）とそれに対向する固定マス（４）と
   の間を連結する弾性体（６）とを具えたことを特徴とす
   るトーショナルダンパ。
2. 【請求項２】 前記可動マス（５）の外周側に所定の間
   隔をおいて環状のストッパー部材（１０）を設けた請求
   項１記載のトーショナルダンパ。
3. 【請求項３】 前記弾性体（３）（６）は、ゴム、ばね
   等からなる請求項１および２記載のトーショナルダン
   パ。