JPS5924295B2 - ねじり振動止め - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に内燃機関のクランク軸の振動振れ並びに応
力を制限するための、粘性摩擦剤を使用するねじり振動
止めに関する。

この種のねじり振動止めは様々な構造のものが知られて
おり、基本的には軸に固着されたフランジ体とこれに回
転自在に取付けられ、または弾着されたはずみ運動体か
ら成る。

後者はフランジ体の対応する面と共に間隙を作り、この
間隙に強粘液が充填される。

ねじり振動の場合にフランジ体および慣性質量の働きを
するはずみ運動体の間に起こる相対運動は、間隙に強い
せん断力を生じ、それと共に所望の制御振効果を生じる
。

はずみ運動体の配置に従って、フランジ体かケーシング
として構成され、はずみリングを完全に取囲む回転質量
内在型振動止めと、フランジ体および間隙を取囲むはす
み運動体の間にパツキンが必要な回転質量外在型振動止
めとを区別することができる。

回転質量外在型の後者の実施形は、ケーシングが省略さ
れると共にフランジ体の固定重量が大幅に減少されるこ
ととはずみ振動体が近寄りやすいことに基づく明白な利
点があるけれども、実際にはこれまでもっばら簡単な構
造の閉鎖型が普及して来た。

Ｌころがこの型は幾つかの弱点を有し、特に負担が高い
エンジンではこの弱点がますます不快に目立って来る。

欠点は特にはずみリングの表面によって与えられるギャ
ップ面が限られていることである。

その結果、利用可能な油粘度で最適の連結を得るために
不可避のギャップがすこぶる狭く、またその結果、振動
止めの全エネルギを熱に変換すべき粘性摩擦剤の容積が
すこぶる小さいのである。

周知のように、与えられた粘度と与えられた直径で上記
の３つの量の間に次の事が成り立つ。

すなわち連結力はギャップ面に比例し、ギャップ幅に逆
比例するが、容積は２つの量の積に相当するのである。

在来の振動止めに対してギャップ面を倍にすれば２倍の
キャップ幅が可能であり、４倍の使用容積が生まれる。

こうして上述の欠点はすべて互いに関連し合っており、
高い表面回状と形状精度を必要とするばかりでなく、使
用されるシリコン油の熱的機械的過負荷を招き、振動止
めを使用不能にしやすい。

また使用中に温度上昇によって生じる内圧がケーシング
に望ましくない変形を生じ、それが制振効果の減少を招
くほか、はずみリングのケーシングへの接触や焼付きを
引き起こすことがある。

もう一つの問題をなすのは、普通のすべり支承によるは
ずみリングのすこぶる正確な案内である。

特に荷重が大きい場合や軸方向振動の場合は、使用され
るシリコン油の不良な潤滑性と、シリコン油がそのせん
断強さ以上に負担を受ける、比較的狭いキャップのため
に、すベリ支承は危険にさらされる。

回転質量外在型粘性ダンパに対して実際に有効な解決が
また見出されていないという事実は、明らかに次の事に
原因がある。

すなわちこの場合は閉鎖型の上述の欠点を回避しなけれ
ばならないばかりでなく、使用されるシリコン油の大き
なりリープ註（小さな表面張力）と発生する内圧を考え
た時、フランジ体とはずみ運動体の間に補助的に必要な
パツキンおよび上記両者の各部の間の別の密閉面から生
まれる付加的問題も解決しなければならないのである。

またこの場合、多くの部分から成る、すこぶる高価なダ
ンパ構造に対して、外法を拡大せずに競争能力のある低
廉な製造を可能にする構造を見出すという、実際の実施
にとってはなはだ重要な問題がある。

長期使用に耐えないすべりパツキンの代りに、予圧縮を
加られ、または加硫接着され、同時にはずみ運動体の正
確な案内を引受ける弾性材料製パツキンを提案した解決
案が知られている。

しかしながらこのような構造（例えば西独公告公報第１
２９５２８７号に記載されている）は、半径方向および
軸方向の剛性が十分であれば、ねじり振動が現れた時に
必要な接線方向運動はすべりまたは大きな波形によって
しか可能でなく、いずれにしても長期使用中に破壊を招
くという欠点がある。

西独公開公報第２３６２１２８号による別の提案でもこ
の問題は解決されない。

なぜなら加硫接着したゴムリングの場合は一利用可能な
場所がはなはだ少いため一同じ事が当てはまるし、同様
に提案されたすべり支承においてはＯ字形リングの耐久
性が得られないからである。

要するにフランジ体に対するはずみ運動体の支持・密閉
併用方式の公知の解決案は、半径方向と軸方向の精度、
従って剛性が十分であると共に外周方向の弾性が十分に
太きいという要求を満足することができず、しかも長期
使用中に生じる変形エネルギを吸収することかできるよ
うな容積を持たないという欠点がある訳である。

その上、ダンパの温度上昇の時の、パツキン自体に有害
な内圧上昇を防止し、またはパツキンを適当に保護する
予防策がとられていない。

組立てられるダンパの各部分の間の固定シールについて
は西独公告公報第１２９５２８７号による構造が問題な
いようであるが、しかし、この場合はキャップ面は在来
の閉じたダンパ構造より大きくない。

これに対して西独公開公報第２３６２１２８号に示され
た複数個の互いに入り組んだ円板と中間リングの配列は
全ギャップ面をやや拡大することかできるが（たたし所
定のダンパ外法では、この場合性われるはずみ部と制振
部への区分によってほとんど利用することができない）
、それは薄板／」ごとに４個の平形パツキンまたは相応
に精密に仕上げられた密閉面という不利と引換えに得ら
れるものであり、そのことは必ず割高な製造費を必要と
する。

そこで本発明の課題は、回転質量内在型の在来の粘性ダ
ンパの上記の欠点と回転質量外在型ダンパに対する、こ
れまでに公知の設計案の欠点を回避することである。

フランジ体とはずみ運動体の間に間隙が設けてあり、該
間隙が強粘液で充填されるねじり振動止めにおいて、上
記の問題は本発明により次のようにして解決される。

すなわち、作用区域でわん曲し、かつ互いに入り組んだ
薄板が、上記の間隙においてフランジ体とはずみ運動体
の各々に配設されているのである。

また、本発明のねじり振動止めにおいて、間隙は場合に
よっては弾性材料で密閉される。

薄板はわん曲によって大きな形状安定性を得るから、薄
い、耐力が小さい材料で作成することができ、このため
振動止めの寸法を増加せずに、特に経済的にギャップ面
の大幅な拡大が得られると共に、精度の要求が著しく低
減される。

特に大量の個数の製造に適合する実施形においては、薄
板は円筒形に、かつ１つの薄板と次に大きい薄板の間に
所望のギャップ幅が生まれるような段差のある様々な直
径で構成されている。

その場合これらの薄板は交互に端面側がはずみ運動体と
フランジ体の対応する面に定心され、固定される。

はずみ運動体とフランジ体の間に弾性結合を有するねじ
り振動止めにもっばら適合する別の実施形では、薄板が
真円筒面でなく、らせん状底面をもつ開いた円筒面をな
す。

一方の上記らせん状薄板体は端面側がはずみ運動体の当
該の面に固定され、第２の同様のらせん状薄板体は半回
転たけ回して、他方の端面側がフランジ体の当該の面に
固定され、真円筒形薄板の場合と同様に軸方向に互いに
入り組んでいる。

そこで、らせんのピッチ、好ましくはらせんの線輪同士
の内法間隔は、その間にある対向薄板の厚さを考慮して
所望のギャップ幅の２倍となるように定める。

いずれの実施形でも薄板は鉄板で作成し、または正確な
方法で鋳造する。

例えばダイカスト薄板の場合は端面側基点に向かって厚
さが増加するように薄板を作り、他方の薄板体も同様に
構成して薄板の全面にわたってキャップ幅が維持される
ようにするのが好都合である。

２つの界面が僅かなテーパで経過する訳である。

鉄板で作った薄板は、端面側をフランジ体またははずみ
運動体の溝に挿着し、固定するのが適当である。

この方法は円筒形薄板にもらせん状薄板にも適する。

別の固定法は、異なる直径の円筒形薄板をまずスペーサ
である細幅の中間リングと組合せ、次にこうして得た薄
板体と振動止めのはずみ運動体またはフランジ体と結合
することである。

この方式はらせん形横断面を有する薄板体の製造に特に
適合する。

この場合は薄板幅の帯板と、片側が接触する細幅の隔て
帯板から１工程で薄板体を巻いて組立て、例えはろう付
けによって固定することができる。

わん曲薄板の上記の実施形は、ケーシング状に構成され
たフランジ体によって取囲まれた、はずみ運動体内在型
ダンパにも、間隙がフランジ体に対して密閉されている
、はずみ運動体外在型ダンパにも、実現される。

前者の場合は、薄板の大きな面が支承の負担を軽減する
ことに役立つように、薄板を構成することが好ましい。

この場合、温度に原因する緩衝液の体積変化を補償する
ために、好ましくはフランジ体外被の端面体に環状膜板
を取付ける。

膜板は例えば２個の環状溶接部で溶接され、ダンパの内
室と連絡している。

はずみ運動体外在型の後者の場合のダンパでは、はずみ
運動体とフランジ体とねじり弾性的に結合し、間隙を密
閉する支持・密閉リングを軸方向に弾性をもつように構
成し、僅かな軸方向変位でダンパ内部に大きな圧力を発
生せずに間隙の容積変化が生じるようにすれば、体積補
償のための特別の措置は不要である。

そのほかすべての実施形で、本発明により大体長方形の
横断面の少くとも２個の弾性支持・密閉リングをフラン
ジ体とはずみ運動体の間に挿着することによって、はず
み運動体の無保守無摩耗の支持または案内および間隙の
密閉の問題が解決される。

このリングの比応力と発熱を低くするために、リングは
なるべく大きくし、構造上利用可能な全幅員に伸張する
。

また、外周方向の弾性を阻害せずに、特にはずみ運動体
の半径方向案内のために必要な、大きな剛性が得られる
ように、支持・密閉リングを配置する。

このことはリングを軸方向すなわち円筒面の間に配置す
ることにより、あるいはリングを半径方向面の間に配置
することにより達成される。

特に半径方向面が大きな直径にまで伸張する場合がそう
である。

リングの僅かな傾斜すなわち円錐面の間の配置は、加硫
接着しないゴムリングの場合、軸方向に組立てがすこぶ
る簡単にできるという付加的利点をもたらす。

２個のリングは原則としてダンパの中心平面に対して対
称に配置することができ、その場合、両方のリングは同
時に支持、案内、密閉に役立つ。

その際リングの内径がフランジ体の適当に構成された部
分の上にあり、外径がはずみ運動体をささえるか、ある
いはリングの外径がフランジ体の当該の面に接し、内径
がはずみ運動体の被覆キャップをささえる。

ねじり振動止めが非対称に構成されている時は、振動止
めの利用可能な全幅員に伸張する一方の支持・密閉リン
グだけが主として上記の二重機能を引受け、他方のリン
グは密閉機能だけを有するから、弾性材料から成ってい
る。

このような非対称構造は事情によってはコストが有利で
あり、特にダンパの固定フランジを別の理由から中心平
面に置かない場合に好都合である。

すべての場合に弾１’１ＥＩＪングはせん断力に対して
外周方向に柔軟に挙動するが、特に半径方向の力に対し
て支持力の吸収のために剛直に挙動するように異方性に
構成して、その支持・案内性能を改善することができる
。

このことは例えばリングが異なる硬さの層から成り、層
の境界面が中心軸を含む半径方向面にあることによって
達成される。

その場合、リングは異なる弾性のゴム品種から成ること
ができる。

上記の補剤物または挿入物は半径方向または軸方向応力
の場合にリングの弾性を減少する一方、接線方向応力に
おいては外周方向の所望の弾性が事実上阻害されない。

製造技術上有利な構成は、リングの中に埋設加硫される
、半径方向に経過する多数の補剤物が個別に挿入されな
いで、曲折模様状に経過する帯条として連続しているも
のである。

その場合、接線方向せん断力のもとて曲折部に大きな曲
げモーメントが生じないように、曲折部を弱くする。

予定破壊点として構成することもできる。

この弱い個所がなければ、接線方向応力のもとて弾性が
好ましくない減少を示すことになるであろう。

次に、第１図ないし第８図に概略図で示した幾つかの実
施例について、本発明を説明する。

第１図は軸方向に互いに入り組んだわん曲した薄板４０
の配列を示す。

薄板４０はそれぞれ端面が薄板支承４６に固定され、該
支承４６ははずみ運動体またはフランジ体の一部である
。

図上部の円筒形薄板４１の固定は隔てリング４２により
、あるいは例えは同心の固定溝４５に行われる。

図の下部には、断面図では区別できないが、らせん状薄
板４３が示されている。

この薄板４３はやはりらせん状の隔て帯条４４により、
または図の右半分のらせん溝４５により保持される。

第２図にらせん薄板４３の配置を改めて斜視図で、軸方
向に引離して示す。

第３図はキャップ３０と、この場合円錐面の間に配置さ
れた２個の弾性支持・密閉リング６１を介してフランジ
体１１の支承１３にささえられた外側はずみ運動体を有
するらせん薄板型ダンパの実施例を示す。

互いに入り組んだらせん状薄板４３は隔て帯条４４によ
りその位置に保持され、フランジ体の部分１３またはは
ずみ運動体のキャップ３０に例えは硬ろう付けにより固
定される。

第４図は両側がダンパの中心平面に対して対称に、ダイ
カストで必要な抜きしろをつけて作成され、従って中心
平面寄りに厚くなる円筒形薄板４７を有する実施形を示
す。

薄板ささえはフランジ１１寄りに内側へ拡がり、フラン
ジ１１の両側に支承１３が固定されている。

２つの円筒形支持・密閉リング６２は外径側に薄板ささ
えの円筒形縁端４６を担持し、該薄板ささえはこの場合
、やはりダイカスト製の薄板４８を担持し、はずみ運動
体２１の外径に固定されている。

薄板４８も両側に抜きしろを備えているから、薄板４８
と薄板４７の間に生じる間隙５２はすべての場所で幅が
等しい。

はずみ運動体側の薄板ささえは図の右半分に示すように
、排熱の改善のために冷却ひれ４９を備えることができ
る。

第５図にわん曲した薄板４０を有するダン′パの非対称
構成を示す。

この構成では広幅の支持・密閉リング６２がフランジ体
１１の上にあり、その外径にはずみ運動体の適宜な構造
のキャップ３０を担持する。

円形およびらせん形薄板の別の構成では、薄板は冷却の
改善のために薄板ささえを超えて外へ導き出され、環状
またはらせん形面却ひれ４９をなす。

この構造では第２のリング７０はもっばら密閉用である
。

第６図による別の非対称型ではフランジ体１１が簡単な
鉄板絞り加工品として構成され、内径の近傍でリング１
２によって補強されている。

フランジ体１１は２個の加硫接着された支持・密閉リン
グ６２．６３を担持し、この場合これらのリングは軸方
向と半径方向に構成されている。

やはり密閉リングと結合されたはずみ運動体２１はこの
実施例でわん曲した薄板４０を溝４５の中にささえる。

第７図および第８図に支持・密閉リングの異方性構造の
実施例を示す。

第７図ではこの種のリングの正面図６４に硬い材料の狭
い層６５が示してあり、この層６５はリングの横断面６
０の全幅員に伸張する。

外周方向のせん断力の作用でこの層または挿入物は幾ら
か斜めになるが６６、しかしその時接線方向の弾性は余
り影響されない。

ところが半径方向の圧縮応力−矢印で示す−の場合は、
所望のように補剤効果を示す。

軸方向せん断応力の場合も同じ効果が現れる。

最後に第８図に挿入物の別の構成を示す。

挿入物は製造の都合上、曲折模様状に折曲げた帯条６７
として連続して構成されている。

外周方向のせん断力の影響で、半径方向に経過する補剤
物が傾斜した時に弾性が阻害されることを避けるために
、曲折模様状の帯条６８の曲折部は斜視図に示すように
、若干弱く、または予定破断点として構成されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は互いに入り組んだ、わん曲した薄板の横断面図
、第２図は軸方向３こ互いに引離したらせん状薄板の斜
視図、第３図はらせん薄板と外側はずみ運動体と２個の
円錐形支持・密閉リングを有するダンパ構造の図、第４
図はダイカスト製のフランジ体側両側対称薄板を有する
変型の図、第５図は広幅の円筒形支持・密閉リングとも
っばら密閉用の別のリングを有する非対称型の図、第６
図は゛半径方向および軸方向支持・密閉リングを有する
別の非対称型の図、第７図および第８図は支持・密閉リ
ングめ・異方性構造の図を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フランジ体とはずみ運動体の間に間隙が設けてあり
   、該間隙が強粘液で充填されているねじり振動止めにお
   いて、作用区域でわん曲しかつ互いに入り組んだ薄板が
   上記の間隙においてフランジ体とはずみ運動体に各々配
   設されていることを特徴とするねじり振動止め。 ２ フランジ体きはずみ運動体との間の間隙は。 弾性材料で密閉された間隙である特許請求の範囲第１項
   に記載のねじり振動止め。 ３ 薄板が円筒形に構成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載のねじり振動止め。 ４ 薄板がコイル状に構成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載のねじり振動止め。 ５ 薄板が鉄板で成形されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のねじり振動止め。 ６ 薄板が鋳物であり、例えばダイカストより成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のねじり振動
   止め。 ７ 薄板の端面側がフランジ体またははずみ運動体の溝
   に挿着され、固定されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載のねじり振動止め。 ８ 複数個の薄板がスペーサとしての挿入物と共に組立
   てられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のねじり振動止め。 ９ はずみ運動体がケーシングのように構成されたフラ
   ンジ体の内部に配設されており、該フランジ体が内側半
   径方向面に薄板を担持することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のねじり振動止め。 １０はすみ運動体がフランジ体の外部にあって、間隙の
   密閉がはずみ運動体とフランジ体の間に設けであること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のねじり振動
   止め。 １１ 密閉または支持のために、大体長方形横断面の
   少くとも２個の弾１ｑ ＩＪソング挿着されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載のねじり振
   動止め。 １２リングが構造上利用可能な幅員全体に伸張すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載のねじり振
   動止め。 １３リングが軸方向面の間に配設されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１１項に記載のねじり振動止め
   。 １４リングが半径方向面の間に配設されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１１項に記載のねじり振動止
   め。 １５リングが円錐面の間に配設されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１１項に記載のねじり振動止め。 １６リングの配置が中心平面に対して対称であり、２個
   のリングが支持と密閉のために使用されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１１項に記載のねじり振動止め。 １７ 大体において一方のリングだけが支持力を吸収し
   、他方のリングは密閉機能だけを有し、弾性材料から成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載のね
   じり振動止め。 １８リングがせん断力に対して外周方向に柔軟に挙動す
   るが、半径方向には支持力の吸収のために剛直に挙動す
   るように、異方性に構成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１１項に記載のねじり振動止め。 １９リングが異なる硬さの層から成り、層の境界面が中
   心軸を含む半径方向平面にあることを特徴とする特許請
   求の範囲第１８項に記載のねじり振動止め。 ２０リングが異なる弾性のゴム品種から成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１８項に記載のねじり振動止め
   。 ２１リングの中に補剛物、例えば曲折部を弱くした曲折
   模様状の鉄板の帯県が埋設加硫しであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１８項に記載のねじり振動止め。 ηケーシングの端面側に好ましくは環状の膜板が設けで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載のね
   じり振動止め。