JPS5828455B2 - ネジリシンドウダンパ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はねじり振動ダンパに関するものである。

この種のダンプはねじり振動を軽減するのに使用され且
つ自動車工業において広範囲に利用されている。

ねじり振動は内燃機関内のピストンに作用する爆発ガス
の力から生ずる。

これ等の力はクランク軸に断続的に送達される。

クランク軸の固有ねじり振動周波数次第で、かなりの大
きさの角振動がある自動車速度で生じ且つ金属製のクラ
ンク軸の安全弾性限度を超過し、その結果クランク軸を
破断させることにもなる。

内燃機関のためのクランク軸内のねじり振動の問題は長
い間この技術の分野における技術者の注意を引きつけ且
つ各種のねじり振動ダンパが知られている。

この種のダンパの中の普通の形式のものはクランク軸と
ともに回転するようにクランク軸に取付けられたバブに
より提供される。

上記バブの周囲はエラストマ部材を担持することができ
る。

渣た上記エラストマ部材は最外方の慣性部材に結合され
ている。

機関の作動中に、上記慣性部材は、この部材を取付けら
れているクランク軸の角振動の入きさを軽減しあるいは
減衰するのに役立っている。

直接クランク軸（結合されているのテ、クランク軸の降
伏点に起因したクランク軸の破断の釦それが軽減する。

高粘性の液体を使用したねじシ振動ダンパも！た周知さ
れている。

この種の配列は閉じた環状空洞を内部に有しているハブ
部材により提供される。

上記環状空洞は高粘性を有する液体と、環状慣性部材と
を充填される。

前記慣性部材と、クランク軸に連結されたハブとの間の
唯一のカップリングは粘性液体である。

粘性ダンパとエラストマダンパとの両方を使用したねじ
り振動ダンパもまた先行技術で知られている。

全部をもうらする積りはないが、この種の先行技術の構
造の例ハ下記の米国特許の明細書に記載されている。

米国特許第１２３０２０５号、第２５８５３８２号、第
２６３６３９９号、第２９３９３３８号、第３３７３６
３３号、第３４１０３６９号、第３４４０８９９号、第
３４９５４７５号、第３６７８７８３号、第３６４０１
４９号、第３６４１８３９号、第３７７１３８０号、お
よび第３８２３６１９号。

粘性ダンパとエラストマダンパとの両方が単一の回転要
素に組込１れている先行技術の構造の１つの欠点は各の
ダンパが自身の共振周波数を保持していることである。

該周波数かまたはそれのある種の調波周波数において、
危険な程に高い振動の振幅が経験される。

ダンパ装置の設計者は常にこの種のことの発生の可能性
をできるたけ少くしようとしている。

本発明の実施により、エラストマと粘性慣性要素とは、
先行技術で周知されているものに類似した仕方で、・・
ブ部材に結合される。

このハブ部材は次で内燃機関のクランク軸または駆動軸
に回転するように結合されている。

その構造は上記粘性液体で支持される慣性部材とニジス
トマーで支持される慣性部材との間にフィルムまたは界
面が存在し、上記界面が上記粘性液体のフィルム筐たは
層を有するような構造である。

この構造によれば、３つの明白な相対的回転が実得され
る。

その第１に釦いて、前記エラストマで支持された慣性部
材とハブとの間に（ねじり振動中に）相対的回転が存在
する。

第２に粘性液体で支持された慣性部材と・・ブとの間に
相対的回転運動が存在している。

第３に、これ等の２つの部材の相互間の粘性カップリン
グに起因して前記ニジストマーで支持された慣性部材と
粘性液体で支持された慣性部材との間に相対的回転が存
在する。

この種の構造は前記２つの慣性部材構体のいずれかによ
る共振周波数の達成を禁止する。

前記のとおり、クランク軸、慣性部材および相互間のカ
ップリング（エラストマ型にせよ粘性型にせよ）により
画定される各の３要素構体が１つの共振周波数を有する
であろう。

たとえば、ある１組の作動条件の下において、エラスト
マで支持された慣性部材の共振振動周波数が接近された
場合に、上記２つの慣性部材の相互間の粘性カップリン
グはこの種の状態の最終達成を禁止するであろう。

どうしても必要であるわけではないが本発明を実施する
好捷しい１つのやり方は上記２つの慣性部材が、それぞ
れの構体内で、著しく異った共振周波数を禁止するよう
に、２つの慣性部材を構成することである。

第１図において、本発明にしたがった粘−弾性式ダンパ
が全体を符号１０で示されている。

この断面図は本装置の上半分の断面図であるが全体の装
置が符号１２で示されている軸線の周りにおける回転環
状体の形をなしていることが理解されるであろう。

代表的には上記軸線はクランクｔｍ回転軸線と一致する
。

表示されている形状に曲げられて、多数の互いに角度的
に離隔された鋲１７により半径方向内方の部分で互いに
一体に保持された薄板金が符号１４および１６で示され
ている。

このダンパの最外方の半径方向の壁が符号１８および２
０で示され捷た頂部カバー２２が、たとえば溶接により
、壁部分１８釦よび２０の頂部端縁に固定されている。

シール要２２４．２６−ｈ−ｘび２８が表示されている
場所にシール要素２４゜２６および２８が配備され、且
つカバー２２および壁１８．２０により画定されている
連続した環状空洞から比較的に高粘性の液体が逸出しな
いことを確実にする働きをなしている。

比較的に高粘性の液体を導入するため開ロブラグ３０が
カバー２２に設けられ壁１８．２０の下方部分にむける
同様なプラグが符号３２むよび３３で示されている。

連続した環状の第１の慣性部材が符号３４で示され且つ
エラストマ要素３６と３８との間に保持され、また上記
エラストマ要素はそれぞれ壁部分２０および１８に適当
に固定されている。

エラストマ要素３６および３８は角度的に連続してもよ
いしあるいは断続してもよい。

第１の慣性部材３４／／′ｉ通常エラストマ要素３６ち
・よび３８を軸線方向すなわち回転の軸線に平行な方向
に圧縮した状態にする。

さらにその上に、上記エラストマは慣性部材３４−！た
は側壁１８．２０の一方またば両方に粘着的に接合され
てもよい。

同様に連続した環形状の第２の慣性要素が符号４０で示
されている。

また第２の慣性部材４０を取囲んだ比較的に高粘性の液
体が符号４２で示されている。

同様に、第２の所定量の比較的に高粘性の液体が符号４
４で示されている。

液体４４がシール要素２６および２８により、またカバ
ー２．２と慣性部材３４の上方（半径方向最外方）部分
とともにエラストマ要素３６および３８により環状室内
に維持されていることが判るであろう。

同様に、液体４２が、シール２４と、壁１８および２０
の下方部分と、エラストマ部材３６卦よび３８の下方部
分と、第１の慣性部材３４の半径方向層内方部分とによ
り環状空洞内に維持される。

第１図のねじり振動ダンパの作動は下記のとおりである
。

このダンパは軸線１２と合致する回転軸線を有する軸に
適当に結合され且つねじり振動にさらされている。

前記のと釦りに、この軸は内燃機関のクランク軸の端部
かまたはその一部分であってもよい。

このダンパを結合されている軸が回転すると、第２の慣
性部材４０を除いた全ての要素が直ちに実質上同じ速度
で回転を開始する。

上記第２の慣性部材が回転慣性を有しているので、剪断
力により回転エネルギを壁１８および２０により画定さ
れている環状空洞の内部から液体４２に、次で第２の慣
性部材４０に伝達する目的である時間が経過する。

たが、ある時間後には、第１図に図示されている全ての
要素が実質上同一の角速度で軸線１２の周りを回転して
いるであろう。

このダンパを結合されている軸内にねじり振動が生じた
場合には、これ等のねじり振動は周知のとおりに慣性部
材３４と慣性部材４０との両方により減衰されるであろ
う。

その減衰作用はこの技術の分野における技術者に十分に
理解されているので、簡単な説明のみ与えられるであろ
う。

一般に、回転速度の変化で、慣性部材３４とクランク軸
との間に相対的回転が生成されるであろう。

加速力はエラストマ３６および３８を通して上記慣性部
材に伝達される。

理想的に上記エラストマ要素は上記振動の機械的エネル
ギを内部摩擦に起因した熱に変換する。

同様に第２の慣性部材４０の場合には、上記軸内のねじ
り振動の機械的エネルギは理想的に液体４２内の剪断力
により熱に変換される。

上記剪断は慣性部材４０の外側と、上記慣性部材４０が
位置決めされている前記空洞の内側との間に生ずる。

だが、先行技術のねじり振動ダンパの作用は異なり、第
１図のダンパは慣性部材相互間の特定の協同を発揮する
。

先行技術の場合のごとく、慣性部材３４と、壁１８．２
０との間には相対的角運動が存在する。

同様に、第２の慣性体４０と壁１８．２０との間に相対
的角運動が存在する。

前に説明されたとおり、各の慣性部材３４．４０は自身
の特定の共振動周波数を有している。

慣性部材により共振周波数の達成を回避することがこの
技術の分野に釦ける技術者の望みである。

慣性部材４００頂部と慣性部材３４の底部との間の流体
継手により、この技術の分野に釦いて今昔でに知られて
いない第３の相対的角回転も存在している。

かくして上記慣性部材は液体剪断力の作用により相互に
直接の力を加え合う。

この作用は上記の２つの慣性部材のいずれか一方による
共振の達成を禁止する。

添付図面の第２図には本発明の第２の実施例が例示され
ている。

この第２の同調振動ダンパは全体を符号５０で示され且
つこの場合も上方の半分のみが図示されている。

このダンパは、ダンパを結合されている軸（図示されて
いない）の回転軸線と合致する軸線５２の周りを回転す
るようにされたほぼ環状体の形をなしている。

第１図の実施例にむけるように、上記軸はたとえば内燃
機関のごとき、ねじり振動を加えられる任意の原動機に
結合されている。

軸線方向に厚くされた半径方向最外方の部分５６を有し
ている環状の・・ブ要素が符号５４で示されている。

それぞれ符号５８および６０で示されて、半径方向最外
方の部分にむいて、互いに角度的に離隔された細長い鋲
６２により互いに固定された２つの非対称半休が第１の
慣性部材を画定している。

粘性液体の漏洩を防止する目的の環状シールが符号６４
で示されている。

符号６６で示されている通路または開口はたとえばプラ
グにより閉鎖可能であり且つ慣性部材の部分５８，６０
の内部により画定されている連続した環状室内へ比較的
に高い粘性を有する液体を導入する目的を有している。

２つの半休５８．６０により画定されている環状空洞内
の第２の環状慣性部材が符号６８で示され且つ比較的に
高い粘性の液体７０により取囲捷れるように位置決めさ
れている。

できれば圧縮されているを可とし且つノ・ブ要素５４を
第１の慣性要素５８．６０に結合する連続したエラスト
マ部材が符号γ２および１４で示されている。

さらにその上に、粘着接合剤が上記エラストマに被着さ
れてよい。

本実施例の作動は第１図の実施例の場合と実質上同じで
ある。

・・プ要素５４はねじり振動を加えられる軸に適当に固
定されている。

この種のねじり振動の場合にこれ等のねじり振動はノ・
プ５４からエラストマ要素７２および７４を通して慣性
部材５８．６０に伝達される。

理想的に、この種のねじり振動のエネルギは該エラスト
マ自在内にて熱に変換される。

さらにその上に、上記ねじり振動は第２の慣性部材６８
によりなお一層減衰され、そのエネルギは、理想的には
前記剪断液体により消散される。

第１図の実施例の場合のごとく、第１と第２の慣性部材
の相互間に剪断液体フィルムカップリングが存在してい
る。

このカップリングはこれ等の慣性部材の隣接表面の相互
間に存在する液体７０により画定される。

かくして、ねじり振動の場合には、３つの明白な相対的
回転あるいは運動が存在する。

その第１のものは・・ブ５４と第１の慣性部材５８．６
０との間である。

第２のものは・・ブ５４と第２の慣性部材の相互間であ
る。

第３のものは第１と第２の慣性部材の相互間である。

粘性液体を前記空洞に詰込むのに役立つ凹所Ｔ１が配設
されてもよい。

上記・・ブと第２の慣性部材６８との間の金属対金属の
接触を防止する目的で、ベアリングと作用するように薄
いテフロン（登録商標）製ストリップ６７が図示されて
いるように位置決めされてもよい。

またこの種のストリップが前記２つの慣性部材の相互間
に位置決めされることができる。

添付図面の第３図には他のダンパの実施例が図示され且
つ符号１００を与えられている。

このダンパはほぼ環状体の形をなし且つ軸線１１２の周
りに回転する軸に取付けられるようにされている。

符号１１４で示されている・・プ要素は半径方向外方に
厚くされた部分１１６を有し、また上記ノ・ブ要素は環
状体である。

上記ハブは環状のフランジ１１７を担持している。

環状の要素筐たはセクション１１８，１２０が半径方向
最外方の部分にて互いに角度的に離隔された多数の鋲１
２２により結合され且つそれにより第１の慣性部材を画
定している。

粘性液体を前記セクションにより画定されている空洞内
に保持する目的のシール１２６がセクション１１８と１
２０との間の界面を完全に囲って延びている。

比較的に高い粘性を有する液体の浴１３２内に浸漬され
た第２と第３の慣性部材が符号１２８むよび１３０を与
えられている。

直立したフランジ１１７が環状慣性部材１２８と１３０
とを相互に分離して相互間に延びている。

第１の慣性部材を画定している１対の要素１１８，１２
０とノ・ブ要素１１４との間に位置を選定された連続し
た環状エラストマ部材が符号１３４釦よび１３６を与え
られている。

上記エラストマはこれ等の要素の相互間に圧縮され、且
つさらにその上に上記要素に接着されてもよい。

第３図の実施例の作動モードはその他の実施例の作動モ
ードと実質上同じである。

ねじり振動を加えられる軸に取付けられたノ・ブ要素１
１４は上記振動を前記エラストマを通して第１の慣性部
材１１８．１２０に伝達する。

同様に液体１３２を介して伝達された剪断力はねじり振
動をそれぞれ第２と第３の慣性部材に伝達する。

この場合も、ねじり振動の場合に、３つの明白な種類の
相対的な回転または運動が経験される。

その第１は・・プ部材と第１の慣性部材１１８，１２０
との間である。

第２はハブ部材と第２および第３の慣性部材１２８．１
３０との間である。

第３は第２および第３の慣性部材１２８，１３０および
第１の慣性部材１１８，１２０との相互間である。

第２＄−よび第３の慣性部材および部材１１７（）・プ
と一体をなしている）および第１の慣性部材１１８゜１
２０の相互間の相対運動に付随して、粘性液体１３２を
介し且つ該液体により力が伝達される。

ある応用に釦いては、金属対金属の（摩擦）接触の防止
のためテフロン（登録商標）製の環状のベアリング部材
が付加されてもよい。

粘性液体を空洞に注ぎ込むのに役立つ、互いに角度的に
離隔された環状凹所１１９が付加されてもよい。

本実施例の作動の仕方は他の２つの作動の仕方と実質上
同じであり且つ繰返えされないであろう。

たが設計者が第３図の実施例を処理するにあたりさらに
他のパラメータが加えられる。

該パラメータは質量と（あるいは）形状との差異であり
、したがって第２の慣性要素１２８と第３の慣性要素１
３０との間に可能である共振周波数である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第」の実施例を示した部分的横断面図
、第２図は本発明の第２の実施例を示した第１図と同様
な図、第３図は本発明の第３の実施例を示した第１図と
同様な図である。 １０・・・・・・本発明にしたがった粘弾性式ダンパ３
４・・・・・・第１の慣性部材、３６，３８・・・・・
・エラストマ要素、４０・・・・・・第２の慣性部材、
４２・・・・・・高粘性の液体、４４・・・・・・第２
の高粘性液体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ねしり振動を受けせしめられる回転軸に連結される
   ようにされた環状バブ部材と、該バブ部材にエラストマ
   を介して弾力的に連結された第１の慣性部材と、前記・
   ・ブ部材の半径方向最外方部分の所に位置され且つ該半
   径方向最外方部分に隣接せしめられた閉じた空洞と、該
   空洞内に位置せしめられ且つ比較的高い粘性の液体によ
   って囲続された第２の慣性部材と、前記第１の慣性部材
   と前記第２の慣性部材との間及び前記第２の慣性部材と
   前記バブ部材との間に卦いて前記液体により形成された
   液体シャーカップリングとを有してかり、前記第１及び
   第２の慣性部材及び前記空洞は環状をなしていることを
   特徴とするねじり振動ダンパ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のねじり振動ダンパにお
   いて、前記第１の慣性部材は互いに締着された２つの環
   状部材により形成されてむす、前記第１の慣性部材は前
   記空洞を有しても一す、該空洞は前記第２の慣性部材を
   受入れており、前記空洞は前記バブ部材の半径方向最外
   方部分も受入れており、前記エラストマは前記第１の慣
   性部材を形成している前記２つの環状部材と前記バブ部
   材との間に挾持されたエラストマ要素によって形成され
   ていることを特徴とするねじり振動ダンパ。 ３ 特許請求の範囲第２項記載のねじり振動ダンパにし
   て、更に、前記第２の慣性部材の表面部分と、その表面
   部分に隣接したダンパの部分との間に配備されたプラス
   チック製ベアリングを有していることを特徴とするねじ
   り振動ダンパ。