JPH11336844A - 縦振動低減ダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絞り弁の開度の調整精度を向上させることに
より、クランク軸系の最適な固有振動数を容易に得るこ
とを可能とする縦振動低減ダンパを提供する。 【解決手段】 回転軸のディスクの両側に形成された２
つのダンパ室間を絞り弁が介装された流体通路で接続し
て、該粘性流体の移動により前記縦振動を減衰するよう
にした縦振動低減ダンパにおいて、前記絞り弁は互いに
相対変位して前記粘性流体の通路幅を変化させる２つの
弁体と、該弁体の何れか一方の外周と絞り弁のケーシン
グとの間に形成されて粘性流体が流過する小隙間からな
る通路を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転軸の軸心方向に
生ずる縦振動、特にディーゼル機関のクランク軸の縦振
動を減衰させる回転軸の縦振動低減ダンパに関する。

【０００２】

【従来の技術】船用大型ディーゼル機関においては、運
転中クランク軸系に軸心線方向の振動、即ち縦振動が発
生する。この縦振動は、クランク軸系からスラスト軸受
を介して船体側に伝達され船体振動の要因となる。この
ため、かかるディーゼル機関においては、クランク軸系
の後端部に縦振動を減衰させるための縦振動ダンパを装
備している。

【０００３】図４にかかるディーゼル機関用縦振動ダン
パ１００の従来技術の一例を示す。図４において、１は
クランク軸系を構成するクランク軸、１ａは該クランク
軸１の軸端近くに形成された円盤状のディスク部であ
る。３はダンパケーシングで、複数のボルト４により台
板２に固定されている。ここで、前記クランク軸系は、
クランク軸１、中間軸、プロペラ軸、及びプロペラを含
む軸系であるが、この例ではクランク軸１の軸端部に縦
振動ダンパ１００を装備している。

【０００４】前記ダンパケーシング３内には前記ディス
ク１ａを挟んで２つの環状のダンパ室３１及び３２が形
成されている。３３、３４、３５は前記ダンパ室３１及
び３２の流体シールを行なうシールリングであり、該シ
ールリング３３、３４、３５によって、前記各ダンパ室
３１及び３２は独立した密閉室となっている。５０は絞
り弁で、ボルト９によって前記ダンパケーシング３の上
部に取り付けられており、前記各ダンパ室３１、３２に
は前記絞り弁５０及び流体通路３６及び３７を経て粘性
流体が導入されるようになっている。

【０００５】前記絞り弁５０は次のように構成されてい
る。即ち、４０は本体、６は弁棒であり、該弁棒６は本
体４０の弁孔４０ａ内に往復動可能に嵌合されている。
前記弁棒６は、端部に形成されたねじ部６ａが本体４０
のぬねじにねじ込まれており、該ねじ部６ａを進退させ
ることにより、弁孔４０ａ内を往復動可能となってい
る。８は弁棒６をロックするためのナット、７は弁棒６
の外周をシールするためのＯリングである。

【０００６】かかる縦振動ダンパ１００において、弁棒
６のねじ部６ａを回転させると弁棒６が弁孔４０ａ内を
往復動し、２つのダンパ室３１、３２を接続する流体通
路３６、３７の開度ｄを変化させ、これにより２つのダ
ンパ室３１、３２を往復する粘性流体の量を変化させ
る。この開度ｄは、前記ねじ部６ａのねじ込み深さＣに
よって測定する。

【０００７】然るに前記船用ディーゼル機関におけるク
ランク軸系の振動源は、機関の筒内圧力によるものとプ
ロペラからの推力によるものとがあり、前者はシリンダ
数によって、後者はプロペラ枚数によって夫々振動次数
が異なることから、かかるクランク軸系では共振回転数
を２つ持つことが多い。前記のような２つの振動源に対
する前記２つの共振回転数を機関の使用回転数域から回
避させるため、図４に示す縦振動ダンパ１００において
は、前記絞り弁５０を設けて固有振動数を変化させてい
る。

【０００８】即ち、かかる縦振動ダンパ１００において
は、クランク軸系に図４のＹ矢印方向に生ずる縦振動に
より発生するダンパ室３１、３２間の粘性流体の移動の
量を、前記絞り弁５０の開度ｄを調整することにより変
化させ、前記固有振動数を変化させている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図４に示す、従来技術
に係る縦振動ダンパにあっては、クランク軸系の固有振
動数を変化させる際には絞り弁５０の弁棒６の移動量を
変化させて、前記開度ｄを調整し、２つのダンパ室３
１、３２間を流動する粘性流体の移動量を変化させてい
るため、前記開度ｄの微小な変化で粘性流体移動量が大
きく変化する。

【００１０】このため、かかる従来技術においては、ダ
ンパケーシング３、台板２及び前記粘性流体を含むクラ
ンク軸系の固有振動数も大きく変化することから、前記
絞り弁５０の開度調整によって最適な固有振動数を得る
のは困難である。

【００１１】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、絞
り弁の開度の調整精度を向上させることにより、クラン
ク軸系の最適な固有振動数を容易に得ることを可能とす
る縦振動ダンパを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、その第１発明として、軸心方向の縦振動が
作用する回転軸に設けたディスクの両側に粘性流体が収
容されるダンパ室を形成し、前記２つのダンパ室間を絞
り弁が介装された流体通路で接続して、該粘性流体の移
動により前記縦振動を減衰するようにした縦振動低減ダ
ンパにおいて、前記絞り弁は、互いに相対変位して前記
粘性流体の通路幅を変化させる２つの弁体を備えるとと
もに、該弁体の何れか一方の外周と絞り弁のケーシング
との間に形成されて前記粘性流体が流過する小隙間から
なる通路を備え、前記通路幅を変化させ、あるいは前記
通路長さを変化させて、粘性流体移動量を変化させるよ
うに構成されてなることを特徴とする縦振動低減ダンパ
を提案する。

【００１３】また第２発明は、前記第１発明において、
前記２つの弁体が、前記粘性流体の通路が設けられ互い
に相対回転可能に嵌合された内側弁と外側弁とにより成
り、前記両弁の相対回転角を変化させて前記通路幅を変
化させるように構成され、前記粘性流体が流過する小隙
間からなる通路が、前記外側弁の外周とケーシングの内
側との間に形成され、該外側弁の回転角を変化させて前
記通路長さを変化させるように構成されてなる。

【００１４】かかる発明によれば、２つのダンパ室間の
粘性流体の移動量を大きく変化させる際には、絞り弁の
内側弁と外側弁とを相対回転させて、該内側弁と外側弁
との間で形成される粘性流体通路の開度を変化させ、所
定開度になったら、両弁を固定する。従ってこの場合
は、前記２つの弁による少ない調整量で粘性流体移動量
を大きく変化させることにより、固有振動数を大きく変
化させることができる。

【００１５】また前記２つのダンパ室間の流体移動量を
微小変化させる際には、外側弁を回転させて、該外側弁
とケーシングの内面との間に形成される小隙間からなる
粘性流体通路の長さ、つまり該粘性流体通路の流路抵抗
を変化させる。従って、この場合は小隙間からなる粘性
流体通路の流路抵抗を変化させるので、前記開度を変化
させる場合に較べて、粘性流体流量の変化量は大幅に小
さくなる。これにより、粘性流体流量の微調整が可能と
なり、容易に固有振動数の微調整を行なうことができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。

【００１７】図１は本発明の実施形態に係る船用ディー
ゼル機関の縦振動ダンパのクランク軸心線に沿う断面
図、図２は上記縦振動ダンパの絞り弁部の拡大断面図、
図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。

【００１８】図１において、１はクランク軸系を構成す
るクランク軸、１ａは該クランク軸１の軸端近くに形成
された円盤状のディスク部である。３はダンパケーシン
グで、複数のボルト４により台板２に固定されている。
ここで、前記クランク軸系は、クランク軸１、中間軸、
プロペラ軸、及びプロペラを含む軸系であり、この実施
形態ではクランク軸１の軸端部に縦振動ダンパ１００を
装備している。

【００１９】前記ダンパケーシング３内には前記ディス
ク１ａを挟んで２つの環状のダンパ室３１及び３２が形
成されている。３３、３４、３５は前記ダンパ室３１及
び３２の流体シールを行なうシールリングであり、該シ
ールリング３３、３４、３５によって、前記各ダンパ室
３１及び３２は独立した密閉室となっている。５０は前
記ダンパケーシング３の上部に取り付けられた絞り弁で
ある。３６、３７は流体通路で、前記２つのダンパ室３
１、３２は、該流体通路３６、３７及びこれの途中に設
けられた前記絞り弁５０を介して連通されている。

【００２０】以上の構成は図４に示す従来技術と同様で
あり、本発明においては絞り弁５０を次のように改良し
ている。即ち図２〜図３において、５は本体で、ボルト
３９によってダンパケーシング３の上面に固着されてい
る。６ａは回転式の内側弁、６ｂは回転式の外側弁で、
該内側弁６ａの外周に外側弁６ｂが、相対回転可能に嵌
合されている。１８はカバーで、複数のボルト１９によ
り前記本体５に固定されている。また３８は本体５の内
側と外側弁６ｂとの間の形成された流体室で、前記２つ
の流体通路３６、３７に連通されている。

【００２１】１０、１１は前記内側弁６ａと外側弁６ｂ
との間に介装された軸受（球軸受が好適）で、該内側弁
６ａは前記軸受１０及び１１によって外側弁６ｂに支持
されている。１３は外側弁６ｂとカバー１８との間に介
装された軸受、１２は外側弁６ｂと本体５との間に介装
された軸受（何れも球軸受が好適）で、該外側弁６ｂは
該軸受１３及び１２によってカバー１８及び本体５に支
持されている。

【００２２】１６は内側弁用の固定ナットで、前記内側
弁６ａの端部に形成されたねじ４１にねじ込まれ、該固
定ナット１６を締め付けると内側弁６ａと外側弁６ｂと
が固定されて一体となり、該固定ナット１６を弛めると
内側弁６ａと外側弁６ｂとが軸受１０、１１を介して相
対回転可能となる。

【００２３】１７は外側弁用の固定ナットで、前記外側
弁６ｂの端部に形成されたねじ４２にねじ込まれ、該固
定ナット１７を締め付けると外側弁６ｂとカバー１８及
び本体５とが固定されて一体となり、該固定ナット１７
を弛めると外側弁６ｂは本体５及びカバー１８に対して
軸受１２、１３を介して回転可能となる。

【００２４】６１は前記内側弁６ａに設けられた内側弁
孔で、図２に示すように、内側弁６ａ内を半径方向に貫
通している。

【００２５】また、前記外側弁６ｂは、図２に示すよう
に、前記内側弁６ａの外周に流体密にかつ円周方向及び
軸方向に相対摺動可能に嵌合されるとともに、外周面を
一定幅削り落として流量調整面４３、４４を形成してい
る。さらに、該外側弁６ｂの外周面の軸受よりも内側部
位と前記本体５の内面との間には半径方向に小隙間で形
成され粘性流体が通流可能な小流路５ａが設けられてい
る。６２は外側弁孔で、前記外側弁６ｂの流量調整面４
３、４４から該外側弁６ｂの内周面に貫通している。

【００２６】１４は前記内側弁６ａと外側弁６ｂとをシ
ールするＯリング、１５は外側弁６ｂとカバー１８をシ
ールするＯリングである。

【００２７】かかる構成からなる縦振動ダンパ１００に
おいて、クランク軸系には機関の筒内圧力、あるいはプ
ロペラからのスラストを起振力とする縦振動が図１のＹ
矢印方向に生ずる。この縦振動により、ディスク１ａの
前後に形成された２つのダンパ室３１、３２内の粘性流
体は流体通路３６、３７及び絞り弁５０を通って、前記
両ダンパ室３１、３２間を移動する。

【００２８】前記絞り弁５０は、前記粘性流体の移動量
を次のようにして調整することにより、クランク軸系の
固有振動数を変化させる。先ず、前記２つのダンパ室３
１、３２間の流体移動量を大きく変化させる際、つまり
前記絞り弁５０における流体通路の開度変化を大きくす
る際には、固定ナット１６を弛めて内側弁６ａと外側弁
６ｂとを相対回転させ、内側弁孔６１と外側弁孔６２と
が連通する通路の開度Ａを所定値に設定した後、固定ナ
ット１６を締め、再び内側弁６ａと外側弁６Ｂとを固定
する。

【００２９】これにより、粘性流体は前記のようにして
開度Ａにて設定された流体通路を流れて両ダンパ室３
１、３２間を移動することとなる。従って、この場合は
少ない調整量で粘性流体移動量を大きく変化させること
により、固有振動数を大きく変化させることができる。

【００３０】次に前記２つのダンパ室３１、３２間の流
体移動量を微小変化させる際には、固定ナット１６を締
めて内側弁６ａと外側弁６ｂとを締め付け固定した状態
で、固定ナット１７を弛めて、図２に示すように、外側
弁６ｂ（内側弁６ａも一体）を回転させ、外側弁６ｂの
流量調整面４３と本体５の内面５ｂの終端との距離、つ
まり外側弁６ｂの外周と本体５の内周との小隙間からな
る小流路５ａの長さＢを所定量まで変化させる。

【００３１】従って、この場合は、半径方向に小隙間の
流路長さ、つまり流路抵抗を変化させるので、粘性流体
流量の変化量は前記開度Ａを変化させる場合に較べて大
幅に少なくなる。これにより、粘性流体移動量を微調整
することが可能となる。

【００３２】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、絞り
弁を構成する内側弁と外側弁とを相対回転させて、該内
側弁と外側弁との間で形成される粘性流体通路の開度を
変化させ、所定開度に設定することにより、前記２つの
弁による少ない調整量で粘性流体移動量を大きく変化さ
せることにより、固有振動数を大きく変化させることが
できる。

【００３３】また、前記外側弁を回転させて、該外側弁
とケーシングの内面との間に形成される小隙間からなる
粘性流体通路の長さ、つまり該粘性流体通路の流路抵抗
を変化させることにより、粘性流体流量の微調整を行な
うことができ、これにより固有振動数の微調整を行なう
ことが可能となる。

【００３４】従って、本発明によれば、絞り弁を構成す
る２つの弁の相対回転量による開度を調整することによ
り固有振動数を大きく変化させるとともに、一方側の弁
（外側弁）とケーシングとの間に形成される小隙間から
なる流体流量の長さを調整することにより固有振動数の
微調整することにより、全運転域において固有振動数を
所定値に、正確にかつ容易に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る船用ディーゼル機関
の縦振動ダンパのクランク軸心線に沿う断面図である。

【図２】 上記実施形態における絞り弁部の拡大縦断面
図である。

【図３】 図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】 従来技術に係る縦振動ダンパの図１に対応す
る図である。

【符号の説明】

１ クランク軸 １ａ ディスク ３ ダンパケーシング ５ 本体 ５ａ 小流路 ６ａ 内側弁 ６ｂ 外側弁 １０、１１、１２、１３ 軸受 １４、１５ Ｏリング １６、１７ 固定ナット １８ カバー ３１、３２ ダンパ室 ３３、３４、３５ シールリング ３６、３７ 流体通路 ３８ 流体室 ４３、４４ 流量調整面 ５０ 絞り弁 ６１ 内側弁孔 ６２ 外側弁孔 １００ 縦振動ダンパ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸心方向の縦振動が作用する回転軸に設
   けたディスクの両側に粘性流体が収容されるダンパ室を
   形成し、 前記２つのダンパ室間を絞り弁が介装された流体通路で
   接続して、該粘性流体の移動により前記縦振動を減衰す
   るようにした縦振動低減ダンパにおいて、 前記絞り弁は、互いに相対変位して前記粘性流体の通路
   幅を変化させる２つの弁体を備えるとともに、 該弁体の何れか一方の外周と絞り弁のケーシングとの間
   に形成されて前記粘性流体が流過する小隙間からなる通
   路を備え、 前記通路幅を変化させ、あるいは前記通路長さを変化さ
   せて、粘性流体移動量を変化させるように構成されてな
   ることを特徴とする縦振動低減ダンパ。
2. 【請求項２】 前記２つの弁体が、前記粘性流体の通路
   が設けられ互いに相対回転可能に嵌合された内側弁と外
   側弁とにより成り、前記両弁の相対回転角を変化させて
   前記通路幅を変化させるように構成され、前記粘性流体
   が流過する小隙間からなる通路が、前記外側弁の外周と
   ケーシングの内側との間に形成され、該外側弁の回転角
   を変化させて前記通路長さを変化させるように構成され
   た請求項１記載の縦振動低減ダンパ。