JPH0429149Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、自動車エンジンのクランク軸などに
取付けて回転の振動を減衰ないし防止するトーシ
ヨナルダンパーに関する。

〔従来の技術〕

従来から、自動車エンジンのクランク軸などの
振動防止の為に、例えば実公昭50−145991号公報
により知られているように、中心に回転軸を取付
けるリング状の内筒金具と、内筒金具の外周に固
着したゴム弾性体と、ゴム弾性体の外周に固着し
たマス金具とを具えたトーシヨナルダンパーがク
ランク軸などの回転軸に取付けられている。

かかるトーシヨナルダンパーにおいては、周知
の如く、回転軸の回転に対する共振周波数に同調
するように設計することにより、回転軸の捩れ角
を抑えることができる。そこで、従来のトーシヨ
ナルダンパーは、マス金具の慣性モーメントとゴ
ム弾性体のばね定数を変化させて調整するが、こ
れにより定まる共振周波数は１つのみである。

然るに、自動車エンジンのクランク軸などにお
いては、第３図の曲線ａに示すようにエンジンの
回転数に応じて例えば4000rpm及び6000rpm以上
に次数成分の異なる共振現象が複数現われるのが
普通である。

その為、共振周波数の定まつている従来のトー
シヨナルダンパーをクランク軸に取付けても、第
３図の曲線ｂで示すようにエンジンの回転数に応
じて現われる複数の共振現象のうちの１つ、例え
ば4000rpm付近のクランク軸捩れ角を減衰しうる
のみであり、逆にこの例のように四気筒エンジン
ではクランク軸の捩り共振の二次成分によりエン
ジン回転数が6000rpm以上の領域に急激なクラン
ク軸捩れ角の増大が現われていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

この様に、従来のトーシヨナルダンパーではク
ランク軸の捩り共振によるクランク軸捩れ角の急
増があり、この捩れ角が大きいとクランクシヤフ
トやトーシヨナルダンパーが破損する恐れがある
ので、エンジンの最高回転数が限定されることに
なり、エンジン性能仕様に制限を受けるという問
題があつた。

本考案はかかる従来の事情に鑑み、１つのトー
シヨナルダンパーでエンジンの回転数に応じて現
われる複数の共振現象についてクランク軸捩れ角
の増大を抑制でき、従つてエンジン回転数の全域
に亘り捩り振動の低減を図ると共に、エンジンの
最高回転数をより高く保証しうるトーシヨナルダ
ンパーを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案のトーシヨナルダンパーは、中心に回転
軸を取付けるリング状の内筒金具と、内筒金具の
外周に固着したリング状のゴム弾性体と、ゴム弾
性体の外周に固着したリング状のマス金具とを具
え、該ゴム弾性体に回転軸と同心円周上において
回転軸と直交する方向にゴム弾性体を貫通し内筒
金具及びマス金具と電気的に絶縁して形成された
１つの又は回転軸に対称な２つ以上の流体室と、
この流体室内に封入した電気粘性流体と、電気粘
性流体中に対向させ互いに電気的に絶縁して支持
した２つの電極板とを有している。

流体室は、リング状のゴム弾性体内を一周する
ように１つの連続した溝としてもよいし、２つ以
上に分離した溝として形成してもよいが、後者の
場合には回転の中心である回転軸に対して対称に
配置することにより回転のバランスをとる必要が
ある。

本考案で使用する電気粘性流体は、例えば米国
特許第3047507号明細書に記載された公知のもの
であつて、その中に浸漬した２枚の電極板に電圧
を印加することにより、印加電圧に応じて粘度が
増加する流体である。

〔作用〕

本考案のトーシヨナルダンパーに封入された電
気粘性流体は、２枚の電極板間に電圧を印加する
ことによつて増粘し、固化に近い状態にまで剛性
を増加する。従つて、エンジン回転数に応じて電
圧を制御することによりダンパーの共振周波数を
変化させてクランク軸の複数の捩り共振のピーク
を低下させることができ、更にはクランク軸捩れ
角が急増するエンジンの高速回転領域で電圧を漸
次増加させて印加することにより、内筒金具とマ
ス金具の間にある電気粘性流体を固化状態まで増
粘させて両者の間の摩擦抵抗ないし剪断力を増加
させることにより、クランク軸捩れ角を抑制する
ことができる。

〔実施例〕

第１図及び第２図は本考案のトーシヨナルダン
パーの一具体例であつて、中心に回転軸１を取付
けるフランジ２を一体に形成した鋼製でリング状
の内筒金具３と、内筒金具３の外周に固着した
NBR製のリング状のゴム弾性体４と、ゴム弾性
体４の外周に固着した鋼製でリング状のマス金具
５とを具えている。

このリング状のゴム弾性体４には、流体室６と
なるべき２つの溝が回転軸に直交する方向にゴム
弾性体４を貫通し、回転軸１と同心円周上で且つ
回転軸１に対称に形成してある。この溝の内周側
を閉鎖する内筒金具３の表面部分には電気的絶縁
のためにゴム弾性体４の一部が薄膜状に残してあ
り、溝の外周側をマス金具５の周壁で閉鎖して流
体室６を構成する部分にはテフロン等の電極支持
体７ｂが電気的絶縁とシールを兼ねて夫々埋設し
てある。この電極支持体７ｂと内筒金具３側に残
したゴム弾性体４の一部に埋設した電極支持体７
ａに各１個の電極板８ｂ，８ａが夫々対向して固
定してある。電極板８ａ，８ｂは鉄、鋼又はアル
ミニウム等の金属からなる。電極板８ａ，８ｂに
はリード線１１が接続され、電極支持体７ｂから
金具５を貫通して外部に導出され、回転軸１に設
けたスリツプリング１２を経て図示しない電源に
接続してある。

この流体室６の内部には有機溶媒に微粉化した
シリカゲル、ノニオン系界面活性剤及び水を混合
した電気粘性流体１０が封入されている。

尚、ゴム弾性体４は電気粘性流体に接するため
NBRの他水添NBR、ACM、CHC、FKM等の
耐油性ゴムが好ましく、ゴムの表面にナイロン等
の樹脂薄膜を接着したものも使用できる。又、マ
ス金具５の流体室６を構成する溝壁にもテフロン
等の薄い絶縁膜９を形成してある。

更に、電極支持体７ａ，７ｂはテフロンや電気
絶縁性ゴム等の体積固有抵抗が10¹⁵Ωcm以上であ
る耐有機溶媒性の材料が好ましい。

第１図及び第２図に示した上記実施例で説明し
た本考案のトーシヨナルダンパーを自動車エンジ
ンのクランク軸に取付け、エンジン回転数に応じ
たクランク軸捩れ角を測定して結果を第３図の曲
線ｃに示した。この第３図から判るように、曲線
ａで示すクランク軸本来の共振による２個所のク
ランク軸捩れ角の急増のうち、エンジン回転数が
4000rpm付近のものはマス金具の慣性モーメント
を調整したことで従来のトーシヨナルダンパー
（曲線ｂ）と同様に低減され、エンジン回転数
6000rpm以上での二次共振によるクランク軸捩れ
角は最大20KVの電圧を電気粘性流体に漸次印加
することによつて曲線ｃの如く顕著に抑制するこ
とができ、約6500rpmまでエンジンの回転数を上
げることができるようになつた。

〔考案の効果〕

本考案によれば、トーシヨナルダンパー内部の
電気粘性流体に電圧を印加することによつて、電
気粘性流体を固化状態まで増粘して内筒金具とマ
ス金具の間の摩擦抵抗ないし剪断力を任意に増加
させることができるので、１つのトーシヨナルダ
ンパーでエンジンの回転数に応じて現われる複数
の共振現象の全てを減衰させることができる。

その結果、従来のトーシヨナルダンパーで特に
問題となつていた高回転数領域でのクランク軸捩
れ角の急激な増大を問題とならないレベルにまで
低減することができるので、エンジンの限界回転
数を従来より高く保証できるようになり、自動車
の加速性能の大幅な向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案のトーシヨナルダン
パーを示し、第１図は第２図の−線での断面
図であり、第２図は回転軸と反対側からみた平面
図であつて、一部を流体室の回転軸と最も反対側
で切り欠いた図である。第３図はエンジン回転数
とクランク軸捩れ角の関係を夫々示すグラフであ
つて、曲線ａはトーシヨナルダンパーを取付けな
いクランク軸本来の捩れ角を、曲線ｂは従来のト
ーシヨナルダンパーを取付けた場合のクランク軸
捩れ角を、及び曲線ｃは本考案のトーシヨナルダ
ンパーを取付けた場合のクランク軸捩れ角を夫々
表わす。 １……回転軸、３……内筒金具、４……ゴム弾
性体、５……マス金具、６……流体室、７ａ，７
ｂ……電極支持体、８ａ，８ｂ……電極板、９…
…絶縁膜、１０……電気粘性流体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中心に回転軸を取付けるリング状の内筒金具
   と、内筒金具の外周に固着したリング状のゴム弾
   性体と、ゴム弾性体の外周に固着したリング状の
   マス金具とを具え、該ゴム弾性体に回転軸と同心
   円周上において回転軸と直交する方向にゴム弾性
   体を貫通し内筒金具及びマス金具と電気的に絶縁
   して形成された１つの又は回転軸に対称な２つ以
   上の流体室と、この流体室内に封入した電気粘性
   流体と、電気粘性流体中に対向させ互いに電気的
   に絶縁して支持した２つの電極板とを有すること
   を特徴とするトーシヨナルダンパー。