| 【発明の名称】 |
ダンパ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】沼尻 進
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| 【要約】 |
【課題】車両用エンジンのクランク軸等回転軸に装着されて捩り振動及び曲げ振動を低減し、耐久性及び信頼性が優れたダブルマストーショナルダンパ装置を提供する。
【解決手段】クランク軸等の回転軸に固着されて一体的に回転する円板状のダンパハブに、外側円筒部と内側円筒部と環状底板とを有する環状溝を設けると共に、外側円筒部の一端部から半径方向外方に延在する外周環状板を設ける。外側円筒部の外周面及び外周環状板の一側面にわたって、円板状ラバー部と円筒状ラバー部を有する第１環状ラバー部材を接着して、同第１環状ラバー部材に第１慣性リングを装着する。また、内側円筒部の外周面及び環状底板の一側面にわたって、円板状ラバー部と円筒状ラバー部を有する第２環状部材を装着して、同第１環状部材に第２慣性リングを装着する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 回転軸線に対し同心的に配設された内側円筒部及び外側円筒部と両円筒部の軸線方向の一端部を連結する環状底板とからなる環状溝を備え、かつ上記外側円筒部の他端部から半径方向外方に延在した外周環状板を備えたダンパハブと、同ダンパハブの外側円筒部の外周面及び上記外周環状板の一側面にわたって装着され円筒状ラバー部と円板状ラバー部とを有する第１の環状ラバー部材と、同第１環状ラバー部材の円筒状ラバー部及び円板状ラバー部に装着された第１の慣性リングと、上記ダンパハブの内側円筒部の外周面及び上記環状底板にわたって装着され円筒状ラバー部と円板状ラバー部とを有する第２の環状ラバー部材と、同第２環状ラバー部材の円筒状ラバー部及び円板状ラバー部に装着された第２の慣性リングとを具備し、上記第１慣性リングの慣性モーメントが第２慣性リングの慣性モーメントより大きく形成されていることを特徴とするダンパ装置。
【請求項２】 回転軸線に対し同心的に配設された内側円筒部及び外側円筒部と両円筒部の軸線方向の一端部を連結する環状底板とからなる環状溝を備え、かつ上記外側円筒部の他端部から半径方向外方に延在した外周環状板を備えたダンパハブと、同ダンパハブの外側円筒部の外周面及び上記外周環状板の一側面にわたって装着され円筒状ラバー部と円板状ラバー部とを有する第１の環状ラバー部材と、同第１環状ラバー部材の円筒状ラバー部及び円板状ラバー部に装着された第１の慣性リングと、上記ダンパハブの内側円筒部の外周面及び上記環状底板にわたって装着され円筒状ラバー部と円板状ラバー部とを有する第２の環状ラバー部材と、同第２環状ラバー部材の円筒状ラバー部及び円板状ラバー部に装着された第２の慣性リングとを具備し、上記第２慣性リングの慣性モーメントが第１慣性リングの慣性モーメントより大きく形成されていることを特徴とするダンパ装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用エンジンのクランク軸等の回転軸に装着されて同回転軸の捩り振動を低減するダンパ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両用エンジンのクランク軸等の回転軸に装着されて、捩り振動を低減するダンパ装置として、上記回転軸に固着されて一体的に回転する円板状のダンパハブの一側面に、夫々環状ラバー部材を介して慣性質量が異る２個の慣性リングを同心的に配置したダブルマスダンパ装置は、既に実用新案出願公告平成１年第２９３０３号公報（以下、場合により既提案のダンパ装置という）に開示されている。
【０００３】上記既提案のダンパ装置の概略構成を、図８の断面図を参照して説明する。図中、総括的に符号０１で示したダブルマスダンパ装置は、エンジンのクランク軸に同軸的に固着されて、同クランク軸と一体に軸線Ｏ−Ｏの回りに回転する円板状のダンパハブ０２を備えている。
【０００４】上記ダンパハブ０２の外周部分には、上記回転軸線Ｏ−Ｏに対し僅かに傾斜した円錐面からなる外側環状面０３が設けられ、同外側環状面０３の一側面に、第１及び第２の環状ラバー部材０４及び０５が加硫接着され、第１環状ラバー部材０４には、相対的に大きい慣性モーメントを有する第１慣性リング０６の対向する一側面が加硫接着されて第１ダンパＤ０１が形成されると共に、第２環状ラバー部材０５には、相対的に小さい慣性モーメントを有する第２慣性リング０７の対向する一側面が加硫接着されて第２ダンパＤ０２が形成されている。図示のように、第１慣性リング０６と第２慣性リング０７は、回転軸線Ｏ−Ｏに対し同心的に配設されている。
【０００５】上記第１環状ラバー部材０４のダンパハブ０２の外側環状面０３及び第１慣性リング０６に接する面の延長線は回転軸線Ｏ−Ｏ上のＰ点において交差し、その交差角はα１である。また、上記第２環状ラバー部材０７のダンパハブ０２の外側環状面０３及び第２慣性リング０７に接する面の延長線は回線軸線Ｏ−Ｏ上のＰ点で交差し、その交差角はα２である。なお、上記ダンパハブ０２の内側環状面０８には、同ダンパハブ０２を、図示を省略されているクランク軸に固着するための取付ボルトが挿通されるボルト孔０９が設けられている。
【０００６】上記既提案のダンパ装置を装着したクランク軸が、エンジンの運転中に捩り振動を起すと、第１環状ラバー部材０４及び第２環状ラバー部材０５が弾性変形して、ダンパハブ０２に対し第１慣性リング０６及び第２慣性リング０７が、回転軸線Ｏ−Ｏの回りに相対回転し、周知の態様で捩り振動が低減される。
【０００７】上記第１及び第２環状ラバー部材０４及び０５の回転軸線Ｏ−Ｏの回りの剪断弾性変形により各ラバー部材に吸収された振動エネルギは、熱に変換され、大部分、ダンパハブ０２及び第１及び第２慣性リング０６及び０７に伝達され、夫々の表面から雰囲気に放散される。
【０００８】ダンパ装置０１の耐久性及び信頼性は、実際上、第１及び第２環状ラバー部材０４及び０５の耐久性によって支配され、またこれら環状ラバー部材０４及び０５の耐久性は、夫々の歪率に関係するので、上記既提案のダンパ装置では、第１環状ラバー部材０４がダンパハブ０２及び第１慣性リング０６に接する面の交差角α１をなす延長線の交点と、第２環状ラバー部材０４がダンパハブ０２及び第２慣性リング０７に接する面の交差角α２をなす延長線の交点とを、回転軸線Ｏ−Ｏ上の一点Ｐで一致させることにより、第１及び第２環状ラバー部材０４及び０５の歪率を実質的に等しくして、両者の耐久性の均等化を図り、ひいてはダンパ装置０１全体としての耐久性及び信頼性を確保したものである。
【０００９】上記ダンパ装置０１において、半径方向外側の第１ダンパＤ０１における第１慣性リング０６の慣性モーメントは、半径方向内側の第２ダンパにおける第２慣性リング０７の慣性モーメントより大きく設定され、従って、第１ダンパＤ０１の捩り固有振動数は、第２ダンパＤ０２の捩り固有振動数より小さい。一方、この種ダンパ装置０１は、勿論、回転軸線Ｏ−Ｏの回りの捩り振動を低減するためにクランク軸に装着されたものであるが、第１及び第２慣性リング０６及び０７が、夫々回転軸線Ｏ−Ｏに対し直角方向の振幅を有する振動（以下、この振動を曲げ振動と称し、その固有振動数を曲げ固有振動数という。）を生起することがある。
【００１０】上記曲げ振動に関して、半径方向外側の第１ダンパＤ０１では第１慣性リング０６の慣性モーメントが大きいため、上記のように捩り固有振動数が小さく、また曲げ固有振動数も小さい。このため通常の車両用エンジンの場合、第１ダンパＤ０１の曲げ固有振動がクランク軸の曲げ振動と共振することがあり、この場合、第１環状ラバー部材０４には、捩り振動に基づく歪と、曲げ振動に基づく歪とが複合して生起することとなり、歪が著しく大きくなって、第１ダンパＤ０１の耐久性に問題が生じる可能性がある。又、第２ダンパＤ０２は、第１ダンパＤ０１に較べて固有振動数が高いため比較的問題は少ないが、固有振動数の設定如何、及びエンジンの種類（主として常用回転数）如何では、第２ダンパＤ０２でも、同様の問題が発生する恐れがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記既提案のダンパ装置と同様に、エンジンのクランク軸等、捩り振動が生起する回転軸に固着されて同回転軸と一体に回転する円板状のダンパハブに、第１の環状ラバー部材を介して慣性モーメントが大きい第１慣性リングを装着し第１ダンパを形成すると共に、第２の環状ラバー部材を介して慣性モーメントが小さい第２慣性リングを装着し、第２ダンパを形成したものにおいて、第１及び第２ダンパの捩り固有振動数は、上記既提案のダンパ装置と略同様にして捩り振動の低減を効率的に達成すると共に、曲げ固有振動数を、クランク軸等回転軸の曲げ振動と共振しない振動数とすることによって、上記環状ラバー部材の捩り振動及び曲げ振動に基づく複合的な歪率の増大を防止して、ダンパ装置の耐久性及び信頼性を向上することを、主たる目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明は、回転軸線に対し同心的に配設された内側円筒部及び外側円筒部と両円筒部の軸線方向の一端部を連結する環状底板とからなる環状溝を備え、かつ上記外側円筒部の他端部から半径方向外方に延在した外周環状板を備えたダンパハブと、同ダンパハブの外側円筒部の外周面及び上記外周環状板の一側面にわたって装着され円筒状ラバー部と円板状ラバー部とを有する第１の環状ラバー部材と、同第１環状ラバー部材の円筒状ラバー部及び円板状ラバー部に装着された第１の慣性リングと、上記ダンパハブの内側円筒部の外周面及び上記環状底板にわたって装着され円筒状ラバー部と円板状ラバー部とを有する第２の環状ラバー部材と、同第２環状ラバー部材の円筒状ラバー部及び円板状ラバー部に装着された第２の慣性リングとを具備し、上記第１慣性リングの慣性モーメントが第２慣性リングの慣性モーメントより大きく形成されていることを特徴とするダンパ装置（以下、場合により第１発明という）、及び回転軸線に対し同心的に配設された内側円筒部及び外側円筒部と両円筒部の軸線方向の一端部を連結する環状底板とからなる環状溝を備え、かつ上記外側円筒部の他端部から半径方向外方に延在した外周環状板を備えたダンパハブと、同ダンパハブの外側円筒部の外周面及び上記外周環状板の一側面にわたって装着され円筒状ラバー部と円板状ラバー部とを有する第１の環状ラバー部材と、同第１環状ラバー部材の円筒状ラバー部及び円板状ラバー部に装着された第１の慣性リングと、上記ダンパハブの内側円筒部の外周面及び上記環状底板にわたって装着され円筒状ラバー部と円板状ラバー部とを有する第２の環状ラバー部材と、同第２環状ラバー部材の円筒状ラバー部及び円板状ラバー部に装着された第２の慣性リングとを具備し、上記第２慣性リングの慣性モーメントが第１慣性リングの慣性モーメントより大きく形成されていることを特徴とするダンパ装置（以下、場合により第２発明という）を提案するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施形態を、図１ないし図３を参照して説明する。図中符号１０は総括的にダブルマストーショナルダンパ装置を示し、同ダンパ装置は、図示を省略されている車両用クランク軸に固着されて同クランク軸と一体に軸線Ｏ−Ｏの回りを回転する全体として略円板状のダンパハブ１２を備えている。
【００１４】上記ダンパハブ１２には、回転軸線Ｏ−Ｏに対し同心的に配設された内側円筒部１４及び外側円筒部１６と、両円筒部１４及び１６の軸線方向の一端部を連結する環状底板１８とからなる環状溝２０が設けられ、さらに、上記外側円筒部１６の軸線方向の他端部から半径方向外方に延在した外周環状板２２が設けられている。
【００１５】上記外側円筒部１６の外周面と、同外周面に連続する外周環状板２２の一側面にわたって第１環状ラバー部材２４が加硫接着され、同第１環状ラバー部材２４は回転軸線Ｏ−Ｏに対し略直角方向に配置された円板状ラバー部２４ａと、上記回転軸線に対し同心的に配置された円筒状ラバー部２４ｂとから形成されている。また、第１環状ラバー部材２４の外側面に、相対的に大きい慣性モーメントを有する第１慣性リング２６が加硫接着されて第１ダンパＤ１が形成されている。
【００１６】また、上記内側円筒部１４の外周面（即ち半径方向外方の周面であって、環状溝２０としては、半径方向内側の内周面となる）と、同外周面に連続する環状底板１８の側面にわたって第２環状ラバー部材２８が加硫接着され、同第２環状ラバー部材２８は回転軸線Ｏ−Ｏに対し略直角方向に配置された円板状ラバー部２８ａと、上記回転軸線に対し同心的に配置された円筒状ラバー部２８ｂとから形成されている。上記第２環状ラバー部材２８の外側面に、相対的に小さい慣性モーメントを有する第２慣性リング３０が加硫接着されて第２ダンパＤ２が形成されている。
【００１７】上記第２慣性リング３０及び第２環状ラバー部材２８の外周面と、外側円筒部１６の内周面との間に、冷却空気を流通させるための環状空所３２が設けられ、また第１及び第２慣性リング２６及び３０の回転軸線Ｏ−Ｏに対し直角方向の側面には、多数の半径方向に延在した冷却フィン３４及び３６が突設されている。さらに、ダンパハブ１２の内側円筒部１４より半径方向内方の部分には、ダンパハブ１２をエンジンのクランク軸等の回転軸に固着するための取付ボルトが挿通される複数個のボルト孔３８が穿設されている。なお、図１に示されているように、第１環状ラバー部材２４の円板状ラバー部２４ａと外周環状板２２及びこれに対向する第１慣性リング２６との接着面の延長線は交差角α１をなしその交点Ｐ１は回転軸線Ｏ−Ｏ上に位置することが好ましく、同様に、第２環状ラバー部材２８の円板状ラバー部２８ａと環状底板１８及びこれに対向する第２慣性リング３０との接着面の延長線は交差角α２をなしその交点Ｐ２は上記回転軸線Ｏ−Ｏ上に位置することが好ましい。上記交点Ｐ１，Ｐ２を回転軸線Ｏ−Ｏ上に位置させることによって、前記既提案のダンパ装置と略同様に、捩り振動に際して上記円板状ラバー部２４ａ及び２８ａの歪率を略等しくし得る利点がある。
【００１８】上記ダンパ装置１０において、クランク軸等の回転軸に捩り振動が起ると、第１環状ラバー部材２４及び第２環状ラバー部材２８が弾性変形することによって、第１及び第２慣性リング２６及び３０がダンパハブ１２に対して相対回転することにより捩り振動が低減される。第１及び第２環状ラバー部材２４及び２８に吸収された振動エネルギは熱に変換される。
【００１９】第１環状ラバー部材２４の発生熱は、その大部分が第１慣性リング２６及びダンパハブ１２の外側円筒部１６、外周環状板２２に伝達され、さらに雰囲気に放散されるが、環状空所３２が設けられているので、外側円筒部１６からの放熱が効果的に行なわれる。また、第２環状ラバー部材２８の発生熱は、その大部分が第２慣性リング３０及びダンパハブ１２の環状底板１８、内側円筒部１４に伝達され、雰囲気に放散されるが、上記環状空所３２を設けたことによって、第２環状ラバー部材２８の外周面及び第２慣性リング３０の半径方向外周面の冷却が効果的に行なわれる。
【００２０】図４は、縦軸に第１ダンパＤ１、第２ダンパＤ２、及びダンパ装置１０を装着したクランク軸Ｃの捩り振幅をとり、横軸に周波数をとって、Ｉ節、ＩＩ節及びＩＩＩ節の振動ピークと振動周波数との関係を示したものであり、図中一点鎖線の縦線は、この線図に例示したエンジンの常用回転数域の上限を示し、この縦線より右側の部分は、エンジンの運転中、稀にしか発生しないオーバラン領域である。
【００２１】第１ダンパＤ１に円板状ラバー部２４ａと円筒状ラバー部２４ｂとを有する第１環状ラバー部材２４を設けると共に、第２ダンパＤ２の第２環状ラバー部材２８にも、円板状ラバー部２８ａと円筒状部２８ｂとを設けたことによって、前記既提案のダンパ装置と較べ、各ダンパの円筒状ラバー部２４ｂ及び２８ｂに夫々捩りに際し剪断力が作用する分だけ捩り固有振動数が高くなり、図示のように、第１及び第２ダンパＤ１及びＤ２、並びにクランク軸ＣのＩＩＩ節振動ピークが常用回転数域より高回転側に入り、常用回転数域では、Ｉ節及びＩＩ節振動ピークのみが発生するが、何れも捩り振幅が小さく、従って第１及び第２ダンパＤ１及びＤ２の耐久性及び信頼性が優れ、またクランク軸ＣのＩ節及びＩＩ節振動ピークの振幅も十分小さいので、破損に対し極めて安全である。
【００２２】図５は、慣性モーメントが大きい第１ダンパＤ１にのみ、上記円板状ラバー部２４ａ及び円筒状ラバー部２４ｂを有する第１環状ラバー部材２４を用い、慣性モーメントが小さい第２ダンパＤ２には、既提案のダンパと同様に、円板状ラバー部２８ａのみを備え、円筒状ラバー部２８ｂを有しない通常の環状ラバー部材を用いた場合の図４同様の捩り振幅（対）周波数特性を比較のために示したものである。
【００２３】第２ダンパＤ２の第２環状ラバー部材２８が上記円筒状ラバー部２８ｂを具備しないため、第２ダンパＤ２の捩り固有振動数が低下して図中に一点鎖線で示されているようにＩＩＩ節振動ピークの捩り振幅が増大すると共に、同振動ピークが低回転数側に移動して、常用回転数域の上限付近に発生する。このため、エンジンの高回転時に第２ダンパＤ２の第２環状ラバー部材２８の歪率が大きくなり発熱量も増大するので、高温となり易く、耐久性及び信頼性に不安があり、同時に、クランク軸ＣのＩＩＩ節振動ピークにおける振幅も大きくなるので、運転騒音が増大し、また耐久性及び信頼性にも不安が生じる不具合がある。
【００２４】次に、図６は、前記曲げ振動に関して、既提案のダンパ装置０１において大きい回転モーメントの慣性リング０６を有する第１ダンパＤ０１と、上述したダンパ装置１０の大きい回転モーメントを有する慣性リング２４を備えた第１ダンパＤ１とを、縦軸に曲げ振幅をとり、横軸に周波数をとって示した線図であり、図中一点鎖線で示した縦線はクランク軸の常用回転数の上限を示しており、同縦線の右側の領域はオーバラン領域である。
【００２５】円板状ラバー部のみからなる第１環状ラバー部材０４を備えた既提案のダンパ装置０１の第１ダンパＤ０１では図中に点線の曲線で示されているように、周波数の増大に伴ない曲げ振幅が急激に増加し、常用回転数の上限付近では、第１環状ラバー部材０４の歪率が著しく大きくなり、捩り振動に基づく歪と複合した場合、耐久性及び信頼性が損なわれる恐れがある。これに対し、図中実線で示したダンパ装置１０の第１ダンパＤ１では、第１環状ラバー部材２４が円板状ラバー部２４ａと円筒状ラバー部２４ｂとを備えていて、曲げ振動に際し、円板状ラバー部２４ａに剪断方向の力が作用する場合に較べて、同一量の変形に対し遙かに大きい作用力を必要とする圧縮（引張り）方向の力が作用するので、曲げ振幅が著しく小さくなり、従って、捩り振動と複合した場合でも、第１環状ラバー部材の歪率は十分小さくなり、耐久性及び信頼性が大巾に向上する。
【００２６】また、図７は、図６と同様に、既提案のダンパ装置０１における第２ダンパＤ０２と上記ダンパ装置Ｄ２との曲げ振動に関する曲げ振幅（対）周波数特性を示したものである。円板状ラバー部のみからなる第２環状ラバー部材０５を備えた第２ダンパＤ０２の曲げ振幅は、図中に点線の曲線で示されているように、周波数の増大と共に急激に増加し、一方、円板状ラバー部２８ａと円筒状ラバー部２８ｂとを有する第２環状ラバー部材２８を備えたダンパ装置Ｄ２では、図中実線の曲線で示されているように、上記第１ダンパＤ１と実質的に同一の理由によって、曲げ振幅が著しく低減し、耐久性及び信頼性が向上する利点がある。
【００２７】なお、図１ないし図３に示したダンパ装置１０における環状溝２０を半径方向に関し拡大し、或いは同環状溝２０の深さ（回転軸線Ｏ−Ｏに対し平行な方向の寸度）を相対的に増大して、慣性モーメントが大きい第１慣性リングを有する第１ダンパＤ１を半径方向内周側に配置すると共に、相対的に小さい慣性モーメントを有する第２慣性リングを備えた第２ダンパＤ２を半径方向外周側に配置することができ、この場合にも、実質的に上記と同様の事由から、既提案のダンパ装置０１に較べ、耐久性及び信頼性を大巾に向上することができる。
【００２８】なお、本発明は、上述した特許請求の範囲内で、上記実施形態に種々の変更及び修正を加え実施することができる。
【００２９】
【発明の効果】叙上のように、本発明に係るダンパ装置は、回転軸線に対し同心的に配設された内側円筒部及び外側円筒部と両円筒部の軸線方向の一端部を連結する環状底板とからなる環状溝を備え、かつ上記外側円筒部の他端部から半径方向外方に延在した外周環状板を備えたダンパハブと、同ダンパハブの外側円筒部の外周面及び上記外周環状板の一側面にわたって装着され円筒状ラバー部と円板状ラバー部とを有する第１の環状ラバー部材と、同第１環状ラバー部材の円筒状ラバー部及び円板状ラバー部に装着された第１の慣性リングと、上記ダンパハブの内側円筒部の外周面及び上記環状底板にわたって装着され円筒状ラバー部と円板状ラバー部とを有する第２の環状ラバー部材と、同第２環状ラバー部材の円筒状ラバー部及び円板状ラバー部に装着された第２の慣性リングとを具備し、上記第１慣性リングの慣性モーメントが第２慣性リングの慣性モーメントより大きく形成されていることを特徴とする第１発明、及び回転軸線に対し同心的に配設された内側円筒部及び外側円筒部と両円筒部の軸線方向の一端部を連結する環状底板とからなる環状溝を備え、かつ上記外側円筒部の他端部から半径方向外方に延在した外周環状板を備えたダンパハブと、同ダンパハブの外側円筒部の外周面及び上記外周環状板の一側面にわたって装着され円筒状ラバー部と円板状ラバー部とを有する第１の環状ラバー部材と、同第１環状ラバー部材の円筒状ラバー部及び円板状ラバー部に装着された第１の慣性リングと、上記ダンパハブの内側円筒部の外周面及び上記環状底板にわたって装着され円筒状ラバー部と円板状ラバー部とを有する第２の環状ラバー部材と、同第２環状ラバー部材の円筒状ラバー部及び円板状ラバー部に装着された第２の慣性リングとを具備し、上記第２慣性リングの慣性モーメントが第１慣性リングの慣性モーメントより大きく形成されていることを特徴とする第２発明により、本来の捩り振動と共に曲げ振動を効果的に低減し、耐久性及び信頼性が優れたダブルマスダンパ装置を提供することができるので、産業上有益である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２８６
【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月２日（１９９８．１２．２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６５２８２
【弁理士】
【氏名又は名称】広渡 禧彰
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１７０８３９（Ｐ２０００−１７０８３９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年６月２３日（２０００．６．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３７６２３９ |
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