JPH034052A - 粘性流体封入式ダンパプーリ - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は、動的吸振器（ダンパー機構）を備え、内燃機
関のクランクシャフト等の回転軸に取り付けられること
によって、かかる回転軸における振動を吸収、低減せし
めるダンパプーリに係り、特にダンパー機構における減
衰率を充分に大きく設定することができ、それによって
該ダンパー機構の防振特性の最適チューニングが容易に
且つ有利に為され得る粘性流体封入式ダンパプーリに関
するものである。

（背景技術） 内燃機関のクランクシャフトが回転する際には、トルク
変動等によって、かかるクランクシャフトおよび機関に
対して、複雑な振動、騒音が生ぜしめられ、更には該ク
ランクシャフトの折損等の問題が惹起される恐れがある
。

そこで、従来から、車両のエンジン等においては、その
クランクシャフトにおける振動を低減するために、実開
昭５５−１３５８３８号公報や実開閉６２−６６０３９
号公報、実開昭６２−６９６４６号公報等に示されてい
る如く、クランクシャフトに取り付けられて一体的に回
転せしめられるプーリ本体に対して、同心的に配設せし
めた環状のマス部材を、それらマス部材とプーリ本体と
の対向面間に介装されたゴム弾性体にて弾性支持せしめ
てなるダンパー機構を備えた、所謂ダンパプーリが好適
に用いられてきている。

ところで、かかるダンバブ−りにおいて、その制振効果
を有効に得るためには、ダンパー機構におけるマス質量
、ばね定数および減衰係数のチューニングが重要であり
、そして、それらのチューニングは、良く知られている
ように、−ａに、ダイナミックダンパの最適設計法にお
ける定点理論に従って行なわれることとなる。

より具体的には、かかるダンパプーリを装着した制振対
象たるクランクシャフトは、力学モデル上、それ自体を
主振動系とし、ダンパー機構を副振動系とする２自由度
系で表されるところ、その振幅倍率曲線は、副振動系の
減衰率に拘わらず、常に、二つの定点を通る曲線となる
ことから、かかる二つの定点の値を等しくし、且つそれ
らの定点付近に振幅倍率曲線の極大値がくるようにする
ことによって、主振動系における共振ピークが最も低く
抑えられ得ることとなるのである。そして、それ故、か
かるダンパー機構のチューニングに際しては、先ず、上
記二つの定点の高さが略等しくなるように、そのマス質
量とばね定数とを設定（最適量ＵＲ）シ、次いでそれら
の定点付近が振幅倍率の略極大値となるように、その減
衰係数を設定（最適減衰）することによって、行なわれ
ることとなる。

ところが、上述の如き、従来構造のダンパー機構にあっ
ては、そのばね定数および減衰係数が、何れもゴム弾性
体における弾性および減衰によって設定されるものであ
るところから、充分な減衰力を得ることが難しく、それ
故前記最適同調を与えるばね定数を確保しつつ、最適減
衰を与える減衰係数を設定できないために、効果的な振
動抑制効果を得ることができない場合があるといった問
題を内在していたのである。

また、そのようなダンパー機構においては、充分な減衰
係数を設定することが難しいために、その共振時におい
て、弾性部材の変形量が過大となる場合があり、そのた
めに充分な耐久性が得られ難いといった不具合をも有し
ていたのである。

（解決課Ｂ） ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として
為されたものであって、その解決課題とするところは、
ダンパー機構の減衰係数を充分に大きく設定することが
でき、そのチューニングが容易に且つ有利に為され得る
ことによって、優れた制振効果が発揮され得る粘性流体
封入式ダンバブ−りを提供することにある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明にあって
は、所定の回転軸に取り付けられるボス部と、該ボス部
の径方向外側に位置せしめられて一体的に連結された円
筒部とを有し、かかる回転軸と共に回転せしめられるプ
ーリ本体に対して、その円筒部の内部に、軸方向一端側
に開口して周方向に連続して延びる環状の凹所を設ける
と共に、該凹所の開口部に蓋体を嵌合せしめて、その開
口を閉塞せしめることにより、かかる凹所内に密閉され
たマス収容室を形成する一方、該マス収容室内に環状の
マス部材を収容配置せしめて、それらマス部材とマス収
容室内面との間に介装されたゴム弾性体にて、かかるマ
ス部材を前記プーリ本体に弾性支持せしめることによっ
て、ダンパー機構を構成すると共に、かかるマス収容室
内に、高粘性流体を充填せしめてなる粘性流体封入式ダ
ンパプーリを、その特徴とするものである。

（実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の実施例について、図面を参照しつつ、詳細に説明す
ることとする。

先ず、第１図及び第２図には、それぞれ、本発明に従う
構造とされた、多重■プーリ兼用のダンパプーリ１０が
示されている。それらの図中、１２は、鋼製のプーリ本
体であって、第３図にも示されているように、その中心
部において、内周面にキー溝１４を有する小径円筒形状
のボス部１６を備えていると共に、該ボス部１６の径方
向外方において、その外周面上に周方向に延びる複数条
の■溝１８が連続して設けられた大径円筒形状の円筒部
２０が、一体的に且つ同心的に形成されてなる構造とさ
れている。

そして、かかるプーリ本体１２にあっては、そのボス部
１６において、図示しない所定の内燃機関のクランクシ
ャフトに取り付けられて、それと一体的に回転せしめら
れる一方、その円筒部２０に設けられた■溝１８に対し
て、図示しない所定の■ベルトが巻き掛けられることに
よって、かかるクランクシャフトからの駆動力を所定の
後続部材に伝達する■ベルト駆動用プーリとして用いら
れることとなる。

また、そのようなプーリ本体１２における円筒部２０に
あっては、軸方向一端側が厚肉化されていると共に、か
かる厚肉化された部位の内部において、軸方向一端面に
開口し、周方向に連続して延びる環状凹所２２が、プー
リ本体１２と同心的に形成されている。

そして、第１図及び第２図に示されているように、この
環状凹所２２の開口部に対して、前金具２４が嵌合され
ており、該前金具２４によって、かかる環状凹所２２の
開口が閉塞せしめられている。ここにおいて、かかる前
金具２４は、第４図に示されているように、円環板形状
を呈する蓋部２６の内外周縁部において、それぞれ軸方
向一方の側に向かって円筒形状をもって延びる内側嵌合
部２８および外側嵌合部３０が、一体的に屈曲形成され
てなる構造とされている。そして、それらの内側嵌合部
２８および外側嵌合部３０が、それぞれ、前記プーリ本
体１２に設けられた環状凹所２２の開口部における内外
周面に対して圧入されることによって、かかる環状凹所
２２の開口部に対して嵌着されているのである。なお、
かかる環状凹所２２における開口部側の内外周面は、そ
れぞれ、所定寸法だけ拡径されており、その段付面３２
．３２に対する当接によって、上記前金具２４の圧大端
が規定され得るようになっている。

すなわち、かかる前金具２４の環状凹所２２に対する嵌
着によって、該環状凹所２２の開口が液密状態に閉塞さ
れているのであり、以てこの環状凹所２２の内部に、外
部空間に対して密閉されたマス収容室３４が画成されて
いるのである。

また、上述の如き前金具２４にあっては、第４図に示さ
れているように、内外嵌合部２８．３０が延びる軸方向
側に所定距離を隔てて、円環形状を呈するダンパーマス
３６が、同心的に配置されていると共に、それら前金具
２４とダンパーマス３６との軸方向対向面間には、周方
向全周に亘って、ゴム弾性体３８が介装せしめられ、そ
れらの対向面に対して加硫接着されており、このゴム弾
性体３８によって、かかるダンパーマス３６が、前金具
２４に対して弾性的に支持せしめられている。なお、本
実施例では、前金具２４に対して、クランクシャフトか
らのダンパプーリｌＯの取外し用サービスホール３９を
形成するナツト部材４０．４０が溶着固定されているた
めに、これらのナツト部材４０．４０に対するダンパー
マス３６の緩衝を避けるべく、該ダンパーマス３６に対
して切欠部４２．４２が設けられている。

そして、前金具２４の、上述の如きプーリ本体１２に対
する組付けによって、第１図に示されているように、か
かるダンパーマス３６が、マス収容室３４内に収容され
て、プーリ本体１２と同心的に位置せしめられると共に
、該プーリ本体１２に対して、ゴム弾性体３８を介して
弾性的に取り付けられることとなるのであり、以てそれ
らダンパーマス３６とゴム弾性体３８とによって、プー
リ本体１２が取り付けられるクランクシャフトにおける
振動を吸収、低減せしめ得るダンパー機構４４が構成さ
れているのである。

なお、かかるダンパー機構４４にあっては、クランクシ
ャフトに生ぜしめられる捩り方向および曲げ方向の両振
動に対して、何れも、ゴム弾性体３日の変形が剪断にて
発生させられることから、該ゴム弾性体３８のばね定数
やダンパーマス３６の質量及び慣性モーメントを調節し
て、それら捩り及び曲げの両方向の共振周波数をチュー
ニングせしめることによって、捩り及び曲げの両振動に
対して有効な吸振機能を奏し得る動的吸振器として構成
されることとなる。

更にまた、このようなダンパー機構４４が収容配置され
た、前記マス収容室３４内には、動粘度の高い高粘性流
体が封入されており、ダンパーマス３６とマス収容室３
４内面との間に充填せしめられている。なお、かかる高
粘性流体としては、後述するすり剪断応力を有効に得る
ために、５０００センチスト一クス以上の動粘度を有す
るものが望ましく、且つ広い温度範囲で粘度変化が少な
いシリコーン・オイル等が、好適に用いられることとな
る。

また、このような高粘性流体のマス収容室３４内への封
入は、差金具２４のプーリ本体１２に対する圧入を流体
中にて行なうことによっても可能であるが、かかる手法
では、外表面に付着した流体の除去が困難であることか
ら、例えば、ブー・り本体１２に対して差金具２４を組
み付ける際に、予め環状凹所２２内に所定量の流体を注
入することによって、或いはプーリ本体１２に対する差
金具２４の組付後に、プーリ本体１２に穿設した注入孔
を通じて流体を充填し、かかる充填後に該注入孔をリベ
ット等にて閉鎖ｒることなどによって、行なうことが望
ましい。

すなわち、このような構造とされたダンパブー１Ｊ１０
にあっては、クランクシャフトからの振動入力によって
、ダンパーマス３６に対して周方向或いは軸直角方向の
変位（振動）が生ぜしめられて、その外周面がマス収容
室３４内面に対して相対的に変位させられると、該マス
収容室３４内に封入された高粘性流体に対して流れが惹
起されることとなり、以てこの流れの速度勾配に略比例
したすり剪断応力が発生せしめられることとなるのであ
り、そしてかかるすり剪断応力に基づいて、ダンパーマ
ス３６の変位に対する高い減衰力が発揮され得ることと
なるのである。

なお、このような粘性流体のすり剪断応力に基づいて発
揮される減衰力は５、粘性流体の粘度や、該粘性流体の
すり剪断応力を受けることとなるダンパーマス３６の面
積、或いはかかるすり剪断応力が生ぜしめられることと
なるダンパーマス３６とマス収容室３４内面との間の間
隙の大きさなどを調節することによって、チューニング
可能である。

従って、上述の如きダンパー機構４４にあっては、減衰
力が、ゴム弾性体３８のみならず、高粘性流体のすり剪
断応力によっても発揮され得ることとなり、且つ該減衰
力の大きさは、ダンパーマス３６とマス収容室３４内面
との対向面積や対向面間距離を調節することによってチ
ューニング可能であることから、大きな減衰係数を、良
好なるチューニング性をもって容易に設定することがで
きるのである。

そして、それ故、かかるダンパー機構４４にあっては、
そのチューニングに際して、最適同調と最ａＸ衰とを、
共に有利に達成することができるのであり、それによっ
て制振対象たるクランクシャフトの振動形態に応じて、
その振動を極めて有効に抑制し得るダンパー機構が有利
に提供され１がることとなるのである。

また、このようなダンパー機構４４においては、充分な
減衰係数が設定され得ることから、共振時におけるダン
パーマス３６の変位量が低減されて、ゴム弾性体３８の
弾性変形量が有効に抑えられ得るのであり、それによっ
て該ゴム弾性体３８、延いてはダンパー機構４４の耐久
性が有利に確保され得るといった利点をも有しているの
である。

さらに、このようなダンパー機構４４にあっ°（は、封
入流体として、シリコーン・オイルを採用することによ
って、減衰係数の温度変化が効果的に防止乃至は抑制さ
れ得るのであり、それによってエンジンユニットからの
高熱に晒される場合でも、所期の振動抑制効果が安定し
て発揮され得ることとなるのである。

更にまた、上述の如きダンパプーリ１０にあっては、ダ
ンパーマス３６が、密閉されたマス収容室３４内に収容
配置されていることから、万一ゴム弾性体３８が破断し
た場合でも、かかるダンバーマス３６の飛び出しが、極
めて有効に且つ確実に防止され得るのであり、それ故、
特別なフェイルセーフ機構を付与することなく、その安
全性が有利に確保され得るといった利点をも有している
のである。

また、本実施例におけるダンパー機構４４にあっては、
クランクシャフトからの捩り方向および曲げ方向の振動
入力に際して、そのゴム弾性体３８における変形が、何
れも剪断にて発生させられることから、それら捩り及び
曲げの再振動に対する吸振効果を奏し得ることとなり、
且つ、それら両方向の振動人力時におけるダンパーマス
３６の変位に対して、上述の如き粘性流体のすり剪断応
力が何れも有効に発揮され得て、充分な減衰係数が設定
され得るところから、それら捩り及び曲げの再振動に対
して、極めて良好なる吸振性能が発揮され得るのである
。

次に、第５図及び第６図には、本発明の別の実施例たる
、多重■プーリ兼用のダンパプーリ５０が示されている
。なお、本実施例では、前記第一の実施例と略同様な構
造とされた部材について、それぞれ、図中、同一の符号
を付することによって、その詳細な説明を省略すること
とする。

すなわち、本実施例におけるダンパプーリ５０にあって
は、前記第一の実施例と同様、そのプーリ本体１２にお
ける円筒部２０が、軸方向略半分の長さに亘って厚肉化
されており、そこに形成された環状凹所２２の開口が蓋
金具２４にて閉塞されることによって、該環状凹所２２
内に、所定の高粘性流体が封入されたマス収容室３４が
形成されていると共に、該マス収容室３４内に環状のダ
ンパーマス３６が同心的に収容配置され、蓋金具２４と
の間に介装されたゴム弾性体３８にて弾性支持せしめら
れていることによって、捩り方向及び曲げ方向の再振動
に対して良好なる吸振効果を奏し得るダンパー機構４４
が構成されているのである。

さらに、本実施例のダンパプーリ５０にあっては、プー
リ本体１２の円筒部２０における厚肉化されていない方
の軸方向側に対して、第二のダンパー機構５２が装着せ
しめられている。この第二のダンパー機構５２は、薄肉
円筒形状を呈する取付筒金具５４に対して、その径方向
外方に、厚肉円筒形状を呈する第二のダンパーマス５６
が、同心的に配されると共に、それら取付筒金具５４と
第二のダンパーマス５６とが、それらの径方向対向面間
に介装された第二のゴム弾性体５８によって、一体的に
連結されてなる構造とされている。

そして、その取付筒金具５４が、プーリ本体１２の円筒
部２０の外周面に対して圧入固定されることによって、
かかる第二のダンパー機構５２が、該円筒部２０に対し
て同心的に装着されているのである。なお、かかる第二
のダンパーマス５６の外周面上には、周方向に延びる複
数条の■溝６０が形成されており、そこに図示しない所
定のＶベルトが巻き掛けられるようになっている。

そして、かかる第二のダンパー機構５２にあっては、プ
ーリ本体１２に対する装着状態下、該プーリ本体１２に
対して、第二のダンパーマス５６が、第二のゴム弾性体
５８を介して弾性的に取り付けられていることから、か
かるプーリ本体１２が取り付けられるクランクシャフト
の捩り振動に対して、有効な吸振効果を奏し得る動的吸
振器として機能せしめられることとなるのである。

従って、このような本実施例におけるダンパプーリ５０
にあっても、前記第一の実施例と同様、ダンパー機構４
４のチューニングに際して、その減衰係数が、粘性流体
のすり剪断応力に基づいて有利に確保され得るところか
ら、かかるダンパー機構４４によって、クランクシャフ
トの捩り振動及び曲げ振動に対する極めて優れた吸振機
能が発揮され得ることとなるのであり、その他、前記第
一の実施例と同様な効果が、何れも有効に奏せしめられ
得るのである。

そしてまた、特に、本実施例におけるダンパプーリ５０
にあっては、そのようなダンパー機構４４に加えて、更
に、捩り振動に対して有効な吸振機能を発揮し得る第二
のダンパー機構５２を備えていることから、クランクシ
ャフトに生ぜしめられる捩り振動が、より有効に吸収、
低減され得ることとなるのである。

以上、本発明の実施例について詳述してきたが、これら
は文字通りの例示であって、本発明は、かかる具体例に
のみ限定して解釈されるものではない。

例えば、前記実施例におけるダンパー機構４４にあって
は、そのゴム弾性体３８が差金具２４に対して加硫接着
されており、該差金具２４を介して、プーリ本体１２に
対して支持されていたが、かかるゴム弾性体３８を環状
凹所２２の内面に加硫接着することにより、プーリ本体
１２に対して直接に支持せしめるようにしても良い。

また、前記実施例におけるダンパー機構４４にあっては
、マス収容室３４内面とダンパーマス３６との軸方向対
向面間にゴム弾性体３８が介装されていたが、例えば、
かかるダンパー機構に対して、主に模り方向の吸振機能
のみを求める場合には、それらマス収容室３４内面とダ
ンパーマス３６との径方向対向面間にゴム弾性体３８を
介装するようにしても良い。

更にまた、プーリ本体１２に設けられた環状凹所２２の
開口を閉塞する差金具２４としては、例示の如きコ字型
断面形状のものに限定されるものではなく、厚肉円環板
形状のもの等も、有利に採用され得ることとなる。

その他、−々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識
に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様
において実施され得るものであり、またそのような実施
態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも本発明
の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない
ところである。

（発明の効果） 上述の説明から明らかなように、本発明に従う粘性流体
封入式ダンパプーリにあっては、そのダンパー機構にお
ける減衰力が、ゴム弾性体のみならず、マス収容室内に
封入された高粘性流体のすり剪断応力によっても得られ
ることとなり、そして、この高粘性流体のすり剪断応力
による減衰力は、流体の動粘度やマス収容室内面とマス
部材との間に形成される間隙の大きさ等を調節すること
によってチューニング可能で、且つ充分に大きな値に設
定することができるのである。

そして、それ故、このような本発明に従えば、そのダン
パー機構に対して、最適同調および最適減衰へのチュー
ニングによる最適設計が容易に且つ有効に為され得、以
て優れた振動抑制効果を発揮し得るダンパー機構を備え
たダンパプーリが有利に提供され得ることとなるのであ
り、またかかるダンパー機構における弾性部材の過大な
変形が、上記高粘性流体のずり剪断応力に基づく大きな
減衰力によって有効に抑制され得るところから、その耐
久性の向上も有利に図られ得るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従うダンバブ−りの一実施例を示す
縦断面図であって、第２図における１−１断面に相当す
る図であり、第２図は、第１図における右側面図である
。また、第３図は、第１図に示されているダンバブ−り
を構成するプーリ本体を示す縦断面説明図であり、第４
図は、第１図に示されているダンパプーリを構成する一
体加硫成形品を示す縦断面説明図である。更に、第５図
は、本発明に従うダンバブ−りの別の実施例を示す縦断
面図であって、第６図におけるｖ−■断面に相当する図
であり、第６図は、第５図における右側面図である。 １０゜ １２　： ２０　： ２４　： ３６　； ４４　： ５０：ダンパプーリ プーリ本体 円筒部 差金具 ダンパーマス ダンパー機構 ；ボス部 ＝１Ｗ状凹所 ：マス収容室 ：ゴム弾性体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の回転軸に取り付けられるボス部と、該ボス部の径
   方向外側に位置せしめられて一体的に連結された円筒部
   とを有し、かかる回転軸と共に回転せしめられるプーリ
   本体に対して、その円筒部の内部に、軸方向一端側に開
   口して周方向に連続して延びる環状の凹所を設けると共
   に、該凹所の開口部に蓋体を嵌合せしめて、その開口を
   閉塞せしめることにより、かかる凹所内に密閉されたマ
   ス収容室を形成する一方、該マス収容室内に環状のマス
   部材を収容配置せしめて、それらマス部材とマス収容室
   内面との間に介装されたゴム弾性体にて、かかるマス部
   材を前記プーリ本体に弾性支持せしめることによって、
   ダンパー機構を構成すると共に、かかるマス収容室内に
   、高粘性流体を充填せしめたことを特徴とする粘性流体
   封入式ダンパプーリ。