JPS5868531A - クランク軸の捩り振動を抑制する方法 - Google Patents

クランク軸の捩り振動を抑制する方法

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JPS5868531A
JPS5868531A JP16806781A JP16806781A JPS5868531A JP S5868531 A JPS5868531 A JP S5868531A JP 16806781 A JP16806781 A JP 16806781A JP 16806781 A JP16806781 A JP 16806781A JP S5868531 A JPS5868531 A JP S5868531A
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JP
Japan
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torsional vibration
crankshaft
natural frequency
annular
vibration
Prior art date
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Pending
Application number
JP16806781A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Matsuzono
裕志 松園
Kiminori Yasunaga
安永 公典
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP16806781A priority Critical patent/JPS5868531A/ja
Publication of JPS5868531A publication Critical patent/JPS5868531A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/131Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • F16F15/133Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/136Plastics springs, e.g. made of rubber

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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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】 本発明はエンジンに於けるクランク軸の捩り振動を抑制
する方法に係る。
エンジンのクランク軸にはエンジンの運転中にその中心
軸線に沿う一箇所に節を有する一節の捩り振動や該中心
軸線に沿う三箇所に節を有する三筒の捩り振動が発生し
、更にクランク軸の回転数が高くなるとこれら一節或は
三筒の捩り振動の二次振動或は三次振動が発生する。こ
れらの捩り振動の中にはクランク軸の設計条件と相俟っ
てクランク軸の所定の回転数領域内にて非常に大きい振
幅のピーク値を呈するものがある。従来かかるクランク
軸に生ずる捩り振動を抑制する手段として、クランク軸
に弾性物質よりなる環状弾性座を介して環状質一体を@
肴し、該環状弾性座の固有振動数と義理状質量体の質量
慣性モーメントとを適当に調節することにより、クラン
ク軸の捩り振動に対し動的回転ダンパによる動的緩僑作
用を与えることが知られている。かかる動的回転ダンパ
の設計条件としては、従来下記の条件が適当とされてい
た。
α−1/ (1+ μ )         く 1 
)α−ω1/ω拳       (2) μmJ+/Je        (3)但しここでω0
はクランク軸とそれに付随する質量を含むクランク軸系
の固有!&勤数、ω冨は環状弾性座の固有WtvJ数、
Jeは前記クランク軸系の質量慣性モーメント、Jlは
前記環状質量体のV最慣性モーメントである。
かか”る動的回転ダンパは一様それなりの捩り振動抑制
効果を有するものであるが、特にクランク軸の高回転傾
城に於て生ずる捩り振動を抑−せんとする動的回転ダン
パが設けられる場合には、駒数領域に該動的回転ダンパ
に起因するa1次的な捩り振動が生じ、それが比較的大
きい障害となるという問題がある。
本発明は、意図する−の捩り振動を抑制せんとして一つ
の動的@転ダンパを設けた場合に該動的回転ダンパによ
って生ずる副次的捩り振動が新たな障害となるという問
題に対処し、この問題を解決することにより全体として
より有効にクランク軸の捩り振動を抑制することのでき
る方法を得ることを目的としている。
かかる目的は、本発明によれば、所定の回転数領域内(
て回転されるクランク軸(発生し該回転数領域内に固有
振動数を有する−の捩り振動を抑制する方法にして、ク
ランク軸に弾性物質よりなる第一の環状弾性座を介して
第一の環状質―体を装着することにより前記−の捩り振
動を該−の捩り振動の固有f!勤数より低い固有f!動
数を有し且振暢のピーク値が前記−の捩り振動の振幅の
ピーク値より実質的に小さい第一の副次的捩りII&勤
と前記回転数傾城を越えた固有振動数を有し且談回転数
Ili坂内にては振幅が前記−の捩り振動の振幅のピー
ク値より実質的に小さい第二の副次的捩り振動とに分散
し、更にクランク軸に弾性物質よりなる第二の環状弾性
座を介して第二の環状質量体を顎看することにより前記
第一の副次的捩り振動を義弟−の副次的捩り振動の固有
振動数より低い固有振動数を有し且振暢のピーク値が義
弟−の副次的捩りri勤の振幅のピーク値より実質的に
小さい第三の副次的捩り振動と該第−の副次的捩り振動
の固有振動数より高い固有!&動数を有し且−暢のピー
ク値が該第−の副次的捩り振動の振幅のピーク値より実
質的に小さい第四の副次的捩り振動とに分散することを
特徴とする方法によって達成される。
かかる本発明の方法に於て、前記第一の環状弾性座と前
記第一の環状質量体とからなる第一の動的回転ダンパは
、前記−の捩りfr勤に対し上記の式(1)〜(3)に
基いて適合されてよいが、この場合環状弾性座の固有振
動数は上記の式によつ5− て求まるω電の値よりも10%程度島くされるのが好ま
しい。
また前記第二の環状弾性座と前記第二の環状質量体とか
らなる第二の動的回転ダンパは、前記−の、Ilり振動
が前記第一の動的回転ダンパによって分散されることに
より生じた前記第一の副次的捩り振動に対して上記の式
(1)〜(3)に基いて適合されてよいが、この場合該
第二の環状弾性座の固有tr勤数は上記の式より求まる
0重よりも約16%程度小さくされるのが好ましい。
このように環状弾性座の固有振動数を成る値より大きく
したり或は小さくすることは、そのばねl!素としての
礎さを増大したり或は低減することに相当するものであ
り、これは環状弾性座の形状或は寸法を適宜修正するこ
と或は該環状弾性座を構成する弾性物質の硬さを修正す
ることによって容易に達成される。
添付の11図は、一つのクランク軸に生ずる一つの優り
振動と、それが第一の動的回転ダンパによって第一の副
次的捩り振動と第二の副次的捩り6− 振動に分散される態様を例示するグラフである。
このグラフに於て、Aはクランク軸が770ORPM及
びその近傍にて回転されるとき振幅にピークを生ずる−
の捩り振動である。これに対し上記の式(1)〜(3)
に従って設計された第一の動的回転ダンパがクランク軸
に設けられると、捩り振動AはaSにて示す如き第一の
副次的捩り振動と800ORPMより高い回転数領域に
固有振動数を有する第二の副次的捩りri勤とに分散さ
れる。
更に第1図に於て81及びB!はそれぞれ第一の環状弾
性座の固有振動数が上記の式(1)〜(3)を満足する
値に比して16%及び10%増大された場合の第一の副
次的捩りri!Itを示す。
第2図は、第一の動的回転ダンパとして第一の副次的捩
り振動が82である場合、即ち第一の動的回転ダンパに
於ける第一の環状弾性座の固有振動数が上記の式(1)
〜(3)を満足する値に比して10%増大された場合に
ついて、第二の環状弾性座と第二の環状質量体とからな
る第二の動的回転ダンパを三種類に代えた場合について
、第一の副次的捩りf!動が第三及び第四の副次的捩り
振動に分散される状態を例示するグラフである。この第
2図に於て、鯵C1は第二の動的回転ダンパに於ける環
状弾性座の固有振動数が上記の式(1)〜(3)を満足
する−に比して7%減小されているときの第三及び第四
の副次的捩り振動を示す。
同様にして纏C!は第二の動的回転ダンパに於ける環状
弾性座の固有振動数が上記の式()〜(3)を満足する
値に比して16%減小された場合の第三及び第四の副次
的捩り振動を示す。更にml Csは第二の動的回転ダ
ンパに於ける環状弾性座の固有Ill数が上記の式(1
)〜3)を満足する値に比して19%減小された場合の
第三及び第四の副次的捩り振動を示す。
第1図及び第2図の結果から、本発明に従って−の捩り
振動が第一の動的回転ダンパによって第−及び第二の副
次的捩り振動に分散され、更にこのうちクランク軸が実
際に運転される所定の回転数領域内に生ずる第一の副次
的捩り’Illを第二の動的回転ダンパによって第三及
び第四の副次的捩り振動に分散することにより、高い振
幅ピーク値を有する−の捩り振動を低い振幅ピーク値を
有する二つの副次的捩り振動に分散することができるこ
とが理解されよう。更にこの場合、第一の動的回転ダン
パについては、その環状弾性座の固有振動数は、従来単
一の動的回転ダンパについて設計の目安とされていた式
(1)〜(3)を満足する値に比して10%程度大きく
され、更にその上で第二の動的回転ダンパを構成する環
状弾性座の固有振動数は式(1)〜(3)を満足する値
に比して約16%程度低くされるのが好ましいことが理
解されよう。
第3図は本発明の方法を実施する第−及び第二の動的@
転ダンパが、クランク軸の端部に設けられ空調用圧縮機
、発電機、パワーステアリング用オイルポンプ等の補機
をjI動するプーリを利用して構成されている一つの実
施例を示すIi面図である。第3図に於て、1はクラン
ク軸の端部であり、この実施例に於ては中空軸部として
@或されてt)る。このクランク軸の端部には7ランク
部2を軽−〇− て支持されたリム部3が設けられている。リム部3の周
りにはゴム等の弾性物質よりなる第−及び第二の環状弾
性1!14及び5が設けられており、更にこれら第−及
び第二の環状弾性座の周りには金属材料よりなり第−及
び第二の環状質量体として作動する第−及び第二の補機
駆動用プーリ6及び7が設けられている。環状弾性座4
及び5はそれぞれその内周部及び外周部にてリム部3と
プーリ6及び7とに焼付は等により強固に接続された状
態にあり、リムs3とプーリ6又は7の間に作用される
トルクを弾力的に受けるようになっている。
プーリ・6及び7にはそれぞれベルト溝8及び9が設け
られており、これらのベルト溝に@掛けられた図には示
されていない無端ベルトを経て同じく図には示されてい
ないエンジン補機を駆動するようになっている。
第4図は環状弾性11!4又は5がその内周部にてはリ
ム部3に又その外周部にてはブー96又は7に強固に接
続された状態にこれら環状弾性座及びプーリをリム部の
周りに組立てるための具体的な−1 〇− 構成の一例を示すlli面図である。この実施例に於て
は、環状脅+H!4とプーリ6又は7の間に薄い環状体
10が設けられている。この場合、リム部3の周りに環
状弾性座4又は5と環状体10とが先に設けられ、その
後環状体10の局りにプーリ6又は7を圧入することに
より補機駆動用プーリとして又動的回転ダンパとして作
動する構造が達成される。
第5図はリム部3の周りに環状弾性座とプーリとを設け
る他の一つの具体的な実施例を示す第4図と同様の図で
ある。この実施例に於ては、リム部3と環状弾性座4又
は5の間に薄い環状体11が設けられている。この場合
には、かかる環状体11と環状弾性座4又は5とプーリ
6又は7よりなる組立体が作られ、その後これをリム部
3の周りに圧入することにより補IIAMII用プーリ
として又動的回転ダンパとして作動する構造が達成され
る。
【図面の簡単な説明】
#11図は第一の動的回転ダンパによりクランク捩り振
動に分散される状態を例示するグラフ、第2図は第1@
lに於ける第二の副次的捩りr7x動の一つが第二の動
的1転ダンパによって第三及び第四の副次的捩り!’勤
に分散される状態を示すグラフ、第3図は本発明の方法
を実施すべく環状弾性座を介して執着され補徹駆W3用
プーリをも兼ねた環状質量体を有するクランク軸の一つ
の実施例を示すその端部のrt+m、第4図及び第5図
はクランク軸の端部に対する環状弾性座及びブーりの取
付構造のより具体的な実施例を示す部分断面図である。 1・・・クランク軸、2・・・7ランジ部、3・・・リ
ム部。 4.5・・・環状弾性1i!、6.7・・・プーリ、8
,9・・・ベルト溝、10.11・・・環状体 特許出願人     トヨタ自動串工業株式会社代  
理  人        弁理士   明  石  呂
  輪環 : 図 第 2 図 ■=/ l、/凹!ムσ 第4図    第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所定の回転数領域内にて回転されるクランク軸に発生し
    該回転数領域内に固有振動数を有する−の捩り振動を抑
    −1する方法にして、クランク軸に弾性物質よりなる第
    一の環状弾性座を介して第一の環状質量体を装着するこ
    とにより前記−の捩り振動を咳−の捩り振動の固有振動
    数より低い固有振動数を有し且振幅のピーク値が前記−
    の捩り振動の振幅のピーク値より実質的に小さい第一の
    副次的捩り振動と前記回転数領域を越えた固有振動数を
    有し且該回転数領域内にては振幅が前記−の捩りti動
    の振幅のピーク値より実質的に小さい第二の副次的捩り
    振動とに分散し、更にクランク軸に弾性物質よりなる第
    二の環状弾性座を介して第二の環状質量体を装着するこ
    とにより前記第一の副次的捩り振動を該第−の副次的捩
    り振動の固有振動数より低い固有振動数を有し且振帽の
    ピーク値が該第−の副次的捩りlil!lの振幅のピー
    ク値より実質的に小さい第三の副次的捩り振動と該第−
    の副次的捩り振動の固有振動数より^い固有振動数を有
    し且振暢のピーク値が該第−の副次的捩り振動の振幅の
    ピーク値より実質的に小さい第四の副次的捩り振動とに
    分散することを特徴とする方法。
JP16806781A 1981-10-21 1981-10-21 クランク軸の捩り振動を抑制する方法 Pending JPS5868531A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5140868A (en) * 1989-07-31 1992-08-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Viscous and rubber-type torsional damper
US5449322A (en) * 1990-08-16 1995-09-12 Paguag Gmbh & Co. Torsional vibration damper
US20060272446A1 (en) * 2005-04-27 2006-12-07 Cortright Randall S Torsional vibration damper

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5820749B2 (ja) * 1978-01-20 1983-04-25 日立造船株式会社 自動研削装置

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