JPH1054444A - エンジンのビスカス・ダンパ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビスカス・ダンパ装置の構造を簡素し、か
つ、慣性リングがハウジングとの金属接触するのを阻止
し、発熱による摺動部分の耐焼き付き性、耐摩耗性を向
上する。 【解決手段】 ビスカス・ダンパ装置の環状ハウジング
及び、慣性リングの断面を両面、傾けて台形形状にし
て、摺動面を傾斜面の両面で接触させている。慣性リン
グの摺動部には樹脂摺動材を使用し、かつ、環状ハウジ
ングの断面の傾き角度αが、慣性リングの断面の傾き角
度βより小さく（α＜β）した形状にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのビスカ
ス・ダンパ装置に係わり、特には、大型車両用の高速デ
ィーゼルエンジンに使用されるビスカス・ダンパ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用の高速ディーゼルエンジン
において、クランク軸のねじり振動を減衰するために、
ラバー・ダンパ、ビスカス・ダンパ装置等のダイナミク
・ダンパが多く使用されている。小型エンジンには構造
簡単なラバー・ダンパが使用され、中大型エンジンには
ラバー・ダンパより性能的に優れているビスカス・ダン
パ装置が使用されている。図４は、一般に多く使用され
ているビスカス・ダンパ装置の例を示し、また、図５、
図６は実開昭６１−４１４６０号公報で知られているダ
イナミク・ダンパの例を示す。先ず、図４において、ビ
スカス・ダンパ装置４０はデスク体４１と、慣性リング
体４２と、シリコンオイル４３と、環状蓋板４４とによ
り構成されている。デスク体４１は、図示しないクラン
ク軸に取り付けられる円盤状の板４１ａと、板４１ａの
外方に形成される環状ハウジング４１ｂとに構成されて
いる。環状ハウジング４１ｂは、その側面の１面に環状
蓋板４４が取着され、内方に空間を有する断面が四角形
状で形成されている。

【０００３】慣性リング体４２は、慣性リング４２ａ
と、軸受け４２ｂとにより構成されている。軸受け４２
ｂは慣性リング４２ａに圧入されている。軸受け４２ｂ
が円周方向は摺動部４５で、軸方向は摺動部４６、摺動
部４７が当接して摺動している。環状ハウジング４１ｂ
と、慣性リング体４２とは、内周、外周、および側面
で、それぞれ所定のスキマを有している。環状蓋板４４
は円環状の薄板からなり、環状ハウジング４１ｂの開口
を塞ぎ、環状ハウジング４１ｂの外側及び内側の環状リ
ップ４８、４９をかしめ、又は、電子ビーム溶接によっ
て環状ハウジング４１ｂに溶着し、密封化されている。
シリコンオイル４３は、環状ハウジング４１ｂ内と慣性
リング体４２との間に充填され、封入されている。デス
ク体４１の板４１ａは、クランク軸に嵌め合わせるたの
孔５０と、クランク軸に固定される図示しないプーリに
ねじ止めされるための複数のボルト孔５１を備えてい
る。

【０００４】次に、作動を説明する。前述のとおり、ビ
スカス・ダンパ装置４０は、環状ハウジング４１ｂ内と
慣性リング体４２との間にシリコンオイル４３が充填さ
れ封入されているシリコンオイル４３の流体の粘度を利
用して、振動を減衰する。すなわち、ビスカス・ダンパ
装置４０はエンジンのクランク軸の先端部に取着され、
エンジンの所定回転数域で発生するクランク軸のねじり
振動を前記構成のビスカス・ダンパ装置４０で、振動エ
ネルギーを熱エネルギーに変え、慣性効果及び減衰効果
をあげる。

【０００５】次に、図５、図６において、ダイナミク・
ダンパ６０について説明する。図５はダイナミク・ダン
パ６０の断面図、図６は図５のＡ−Ａ断面図を示す。図
５において、ダイナミク・ダンパ６０は、デイスク６１
と、流動体６２と、環状蓋板６３とにより構成されてい
る。デイスク６１は、図示しないクランク軸に取り付け
られる円盤状の板６１ａと、板６１ａの外方に形成され
る環状ハウジング６１ｂとに構成されている。環状ハウ
ジング６１ｂは、板６１ａの外周縁に環状に一体に形成
されるとともに、その環状の側面の１面が開口してい
る。また、環状ハウジング６１ｂの内方には、ジグザグ
通路に区画するように、円周方向に適宜の間隔で多数の
仕切り板６１ｃ，６１ｄが配設されている。仕切り板６
１ｃは環状ハウジング６１ｂの外周面に、仕切り板６１
ｄは環状ハウジング６１ｂの内周面に繋がり、その仕切
り板６１ｃおよび仕切り板６１ｄは交互に所定の間隔離
間して配置されている。

【０００６】環状ハウジング６１ｂの開口している側面
の１面には、環状蓋板６３が取着され、環状ハウジング
６１ｂはその内方に空間を有する断面が四角形状で形成
されている。環状蓋板６３の取着は、環状ハウジング６
１ｂの外側及び内側環状リップ６４、６５をかしめてい
る。また、デイスク６１は、クランク軸に嵌め合わせる
たの孔６１ｅと、クランク軸に固定される図示しないプ
ーリにねじ止めされるための複数のボルト孔６１ｆとを
備えている。流動体６２は、環状ハウジング６１ｂとそ
の１面を密封した環状蓋板６３とからなる空間に注入さ
れている。流動体６２は比重の大きい水銀、酸化バリウ
ムなどである。

【０００７】上記構成において、ジグザグ通路にされた
環状ハウジング６１ｂに充填された比重の大きい流動体
６２は、従来のダイナミック・ダンパにおける慣性リン
グを構成し、その環状ハウジング６１ｂ内における流動
体６２の相対的流れが仕切り板６１ｃおよび仕切り板６
１ｄによって妨げられ、その抵抗により、流動体６２は
ねじり振動エネルギーを熱エネルギーに効果的に変え、
慣性効果及び減衰効果をあげている。殊に、その流動体
６２の流れ特性は、仕切り板６１ｃおよび仕切り板６１
ｄの形状、寸法、配置間隔などによって変えられるの
で、仕切り板６１ｃおよび仕切り板６１ｄは機関の大き
さに応じて決定され、ダンパの減衰性能を簡単に調整す
ることが記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような、従来の技術のビスカス・ダンパ装置、及び、実
開昭６１−４１４６０号公報のダイナミック・ダンパは
次のような問題点がある。従来のビスカス・ダンパ装置
にあっては、ハウジングと慣性リングとの間にはすきま
があるとともに、シリコンオイルで潤滑され、エンジン
の一定の回転速度で運転している場合には慣性リングが
ハウジングと金属接触し、発熱による摺動部分の焼き付
き、摩耗が問題になることが無い。しかし、エンジン回
転速度が急激に変化した場合や、始動、停止の場合に
は、慣性リングがハウジングと金属接触し、発熱による
摺動部分の焼き付きや、摩耗を引き起こす。この発熱や
焼き付きや、摩耗を防止するため、環状ハウジングと、
慣性リング体とは、円周方向、及び、軸方向に軸受けを
設けて摺動させている。このため、構造が複雑になると
ともに、環状ハウジングと、慣性リング体との円周方
向、及び、軸方向の寸法管理が厳しくなり、加工工数が
増加するという問題点がある。すなわち、円周方向では
慣性リングに軸受けを圧入しているので、軸受けの内径
寸法を所定の範囲に入れるため、慣性リングの内径、及
び、軸受の外径の公差範囲を小さくして寸法管理を厳し
くしている。又、軸方向では慣性リング体の幅寸法を所
定の範囲に入れるため、２ケの軸受け幅と、慣性リング
の幅の、それぞれ幅の寸法公差範囲を小さくして、寸法
管理を厳しくしている。

【０００９】他の実施例のダイナミック・ダンパは慣性
リングとハウジングとの接触による焼き付きや、摩耗の
発生が防止され、かつ、構造の複雑化が阻止されてい
る。しかしながら、慣性体は比重の重い流動体として水
銀、酸化バリウムを使用している。水銀は産業廃棄物の
問題があり、さらに、流動体の水銀、酸化バリウムはコ
ストが高いという問題点がある。

【００１０】本発明は上記のような従来の問題点に着目
し、エンジンのビスカス・ダンパ装置の構造が簡素で、
加工を容易にし、かつ、慣性リングがハウジングとの金
属接触するのを阻止し、発熱による摺動部分の焼き付
き、摩耗の発生の少ないエンジンのビスカス・ダンパ装
置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及び作用】上記目的を達成
するために、本発明のビスカス・ダンパ装置の第１発明
では、エンジンのクランク軸に装着された環状ハウジン
グ内に、慣性リング、及び、高粘度油を収納したビスカ
ス・ダンパ装置において、慣性リングの幅、および、慣
性リングを収納する環状ハウジングの内方の幅を内周側
に向けて外周側の幅より暫時小さくしたことを特徴とす
る。上記構成により、環状ハウジングと、慣性リング体
とは、台形形状の傾斜部の両傾斜面で摺動させるように
している。これにより、エンジンの運転時は慣性リング
体が浮き上がって回転し、慣性リング体の台形形状の傾
斜部で油膜が形成される。エンジンの回転速度が急激に
変化する急加速、急減速の場合でも、慣性リング体は浮
き上がった状態にあるとともに、慣性リング体の台形形
状の傾斜部作用により、安定した姿勢を取ることがで
き、油膜の形成が保持さる。したがって、金属接触によ
る焼き付きや、摩耗を防止することが出来る。又、環状
ハウジングと、慣性リング体とは、台形形状の傾斜部の
両傾斜面で摺動し、かつ、環状ハウジングと、慣性リン
グ体との外周側のすきま、及び、内周側とのすきまを大
きくして、環状ハウジングと、慣性リング体とを接触さ
せないようにしている。これにより、構造が簡素で加工
が容易になり、その結果、環状ハウジングと、慣性リン
グとの円周方向、及び、軸方向の寸法管理を容易にする
ことができる。

【００１２】第１発明を主体とする第２発明では、慣性
リングの幅は、両側面の外周部に樹脂性摺動材がコーテ
ィングしている。上記構成により、第１発明と同様な作
用により改善できるとともに、さらに、摺動部分の耐焼
き付き性や、耐摩耗性をより向上するこができる。

【００１３】第１発明を主体とする第３発明では、環状
ハウジングの内方、及び、慣性リングは台形形状とし、
その両側面の傾きが、慣性リングβより環状ハウジング
αが小さく（α＜β）している。上記構成により、第１
発明と同様な作用により改善できるとともに、さらに、
軸方向では、環状ハウジングの内方と慣性リングとの間
のすきまが外周側より内周側で大きくなる。これによ
り、エンジンの停止時には、慣性リングの重力による下
方へ下がる量が少なくなる。エンジンの始動時には、早
く慣性リング体が浮き上がり、安定した姿勢を取ること
ができ、より油膜が形成し易くなる。また、慣性リング
が傾いても、慣性リングは外周側で環状ハウジングと接
触するので、外周側の接触面積が少なくなり発熱も低減
できるので、ハウジングとの摺動部分の焼き付きや、摩
耗をより阻止することができる。

【００１４】第１発明あるいは第３発明を主体とする第
４発明では、環状ハウジングの内方の側面と慣性リング
の側面との間に皿状のリングにした摺動材を配置してい
る。上記構成により、潤滑性の良い摺動材を用いること
ができるとともに、慣性リングと分離しているため、環
状ハウジングと慣性リングとの相対速度を低減できる。
これにより、発熱も低減できるので、ハウジングとの摺
動部分の焼き付きや、摩耗をより阻止することができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態及び実施例】以下に、図面を参照し
て、エンジンのビスカス・ダンパ装置について詳細に説
明する。図１はエンジンのビスカス・ダンパ装置の第１
実施例の正面断面図である。第１実施例は、慣性リング
の幅、および、慣性リングを収納する環状ハウジングの
内方の幅を内周側に向けて外周側の幅より暫時小さくし
たエンジンのビスカス・ダンパ装置の例である。なお、
従来技術と同じ部品には同一符号を付けて説明は省略す
る。図１において、ビスカス・ダンパ装置１は、デスク
体２と、慣性リング体３と、シリコンオイル４３と、皿
状の蓋板４とにより構成されている。デスク体２は、ク
ランク軸に取り付けられる円盤状の板２ａと、板２ａの
外方に一体に形成される環状ハウジング２ｂとに構成さ
れている。環状ハウジング２ｂは、その側面の１面に皿
状の蓋板４が取着され、内方に台形の空間を有する断面
が四角形状で形成されている。慣性リング体３は台形形
状になっており、外周側の幅が内周側よりも大きくなっ
ている。慣性リング体３の両側面の外周部には樹脂性摺
動材５としてナイロン、又は、テフロンがコーティング
されている。シリコンオイル４３は、環状ハウジング２
ｂ内と慣性リング体３との間に充填し封入されている。

【００１６】環状ハウジング２ｂと、慣性リング体３と
は、台形形状の傾斜部６、７、の両傾斜面で摺動させ
る。環状ハウジング２ｂの外径側の内面と慣性リング体
３の外周側のすきま８、及び、環状ハウジング２ｂの内
径側の内面と慣性リング体３の内周側とのすきま９は大
きくし、慣性リング体３は内径面および外径面で接触さ
せないようにしている。皿状の蓋板４は、薄板からな
り、環状ハウジング２ｂの開口を塞ぐとともに、空間部
が台形形状になるように傾斜して取着されている。蓋板
４は、環状ハウジング２ｂの外側及び内側の環状リップ
１０、１１をかしめ、又は、電子ビーム溶接によって環
状ハウジング２ｂに溶着し、環状ハウジング２ｂは密封
化されている。円盤状の板２ａには、クランク軸に嵌め
合わせるたの孔５０と、クランク軸に固定される図示し
ないプーリにねじ止めされるための複数のボルト孔５１
を備えている。

【００１７】次に、作動を説明する。エンジンの停止時
には、慣性リング体３は重力により下方に下がり、上方
の台形形状の傾斜部６、７、で環状ハウジング２ｂと、
接触している。エンジンの始動時には、始動と同時に慣
性リング体３が浮き上がつて回転し、慣性リング体３の
台形形状の傾斜部６、７、で油膜が形成される。エンジ
ンの所定回転数域で発生するクランク軸のねじり振動は
ビスカス・ダンパ装置１に封入されているシリコンオイ
ル４５の流体粘度作用で、振動が減衰される。又、エン
ジンの回転速度が急激に変化した急加速、急減速の場合
には、慣性リング体３は浮き上がった状態で環状ハウジ
ング２ｂとの相対速度が変化するとともに、慣性リング
体３の台形形状の傾斜部６、７、の作用、すなわち、す
きまが小さくなるとその間の圧力が高くなり、一定のす
きまになるように反発力が生じ、安定した姿勢を取るこ
とができ、油膜の形成が保持される。したがって、金属
接触による焼き付きや、摩耗を防止することが出来る。

【００１８】さらに、環状ハウジング２ｂと、慣性リン
グ体３とは、台形形状の傾斜部６、７、の両傾斜面で摺
動し、かつ、環状ハウジング２ｂと、慣性リング体３と
の外周側のすきま８、及び、内周側とのすきま９を大き
くして、環状ハウジング２ｂと、慣性リング体３とを接
触させないようになつている。これにより、構造が簡素
で加工が容易になり、その結果、環状ハウジング２ｂ
と、慣性リング体３との円周方向、及び、軸方向の寸法
管理を容易にすることができる。

【００１９】次に、エンジンのビスカス・ダンパ装置の
第２実施例について説明する。図２は、第２実施例の一
部の拡大図である。第２実施例では、環状ハウジング、
及び、慣性リングの台形形状の両側面の傾きに差を設
け、環状ハウジングの傾きαは慣性リング体の傾きβよ
り小さく（α＜β）した例である。なお、従来技術及び
第１実施例と同じ部品には同一符号を付けて説明は省略
する。図２において、第１実施例とは慣性リング体２１
が変更されている。すなわち、環状ハウジング２ｂの側
面のくさび角度αが慣性リング体２１の断面の傾き角度
βより小さく（α＜β）している。

【００２０】このような構成にすることにより、第１発
明と同様な作動により改善でき、さらに、環状ハウジン
グ２ｂの台形形状の両側面の傾き角度αが慣性リング体
２１の断面の傾き角度βより小さく（α＜β）なってい
るので、摺動部の内周側すきま２２が多く、外周側すき
ま２３で少なく、接触面積を少なくしている。これによ
り、エンジンの停止時には慣性リング体２１の重力によ
る下方へ下がる量が少なくなる。エンジンの始動時、早
く慣性リング体２１が浮き上がり、安定した姿勢を取る
ことができ、より油膜が形成し易くなり、その結果、環
状ハウジング２ｂとの発熱による摺動部分の焼き付き
や、摩耗をより阻止することができる。また、慣性リン
グ体２１が傾いても、慣性リング体２１は外周側で環状
ハウジング２ｂあるいは蓋板４と接触する。これによ
り、外周側の接触面積が少なくなるとともに、発熱も低
減できるので、環状ハウジング２ｂとの摺動部分の焼き
付きや、摩耗をより阻止することができる。

【００２１】次に、エンジンのビスカス・ダンパ装置の
第３実施例について説明する。図３は、第３実施例の正
面断面図である。第３実施例では、慣性リングの両側面
の外周部に樹脂性摺動材として、皿状のリングしたビス
カス・ダンパ装置３０の例である。なお、従来技術及び
第１実施例と同じ部品には同一符号を付けて説明は省略
する。図３において、ビスカス・ダンパ装置３０は慣性
リング体３１の両側面６、７の外周部に所定の溝３１ａ
が形成されている。この溝３１ａには、慣性リング体３
１、環状ハウジング２ｂおよび蓋板４に対して潤滑性の
良い摺動体３２が装着されている。この摺動体の材料と
して、樹脂性の材料としてナイロン、テフロン、あるい
は、カーボンファイバーを用いている。この摺動体３２
は、皿状のリングとして成形して製造されると良い。

【００２２】上記構成により、摺動体３２は、慣性リン
グと分離しているため、環状ハウジング２ｂと慣性リン
グ体２ｂとの相対速度を低減できる。これにより、発熱
も低減できるので、環状ハウジング２ｂとの摺動部分の
焼き付きや、摩耗をより阻止することができる。また、
第１発明と同様な作動により改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンジンのビスカス・ダンパ装置の第
１実施例の正面断面図を示す。

【図２】本発明のエンジンのビスカス・ダンパ装置の第
２実施例の一部拡大断面図を示す。

【図３】本発明のエンジンのビスカス・ダンパ装置の第
３実施例の正面断面図を示す。

【図４】従来技術のビスカス・ダンパ装置の断面図を示
す。

【図５】従来技術のダイナミック・ダンパの断面図を示
す。

【図６】図５のＡ−Ａ断面図を示す。

【符号の説明】

１、２０、３０ ビスカス・ダンパ装置 ２ｂ 環状ハウジング ３、２１、３１ 慣性リング体 ４ 皿状の蓋板 ３２ 摺動体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのクランク軸に装着された環状
   ハウジング内に、慣性リング、及び、高粘度油を収納し
   たビスカス・ダンパ装置において、 慣性リングの幅、および、慣性リングを収納する環状ハ
   ウジングの内方の幅を内周側に向けて外周側の幅より暫
   時小さくしたことを特徴とするエンジンのビスカスダン
   パ。
2. 【請求項２】 請求項１のビスカス・ダンパ装置におい
   て、 慣性リングの幅は、両側面の外周部に樹脂性摺動材がコ
   ーティングされていることを特徴とするエンジンのビス
   カス・ダンパ装置。
3. 【請求項３】 請求項１のビスカス・ダンパ装置におい
   て、 環状ハウジングの内方、及び、慣性リングは台形形状と
   し、その両側面の傾きが、慣性リングβより環状ハウジ
   ングαが小さい（α＜β）ことを特徴とするエンジンの
   ビスカス・ダンパ装置。
4. 【請求項４】 環状ハウジングの内方の側面と慣性リン
   グの側面との間に皿状のリングにした摺動材を配置した
   請求項１あるいは請求項３のエンジンのビスカス・ダン
   パ装置。