JPH09509467A - 捩り振動ダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 環状従動部材（２）と、前記従動部材（２）と同軸で且つこれに対して制限された回転動作が可能な環状慣性部材（３）とからなる捩り振動ダンパ。前記従動（２）および慣性（３）部材に固定されて少なくとも１組の可変容量チャンバ（２２，２３）を形成する手段（１４，１５）が、前記従動（２）および慣性（３）部材の第１方向における相対動作により前記チャンバ（２２，２３）の中の１つの容積を減少すると共に別（２２，２３）の容積を増大し、一方、反対方向における相対動作により前記チャンバ（２２，２３）の容積を前記とは反対に増減せしめるよう構成されている。少なくとも１つの環状ばね（２７）が、前記部材（２，３）の１つに担持されている。手段（２８，２９，３０，３１）が前記可変容量チャンバ（２２，２３）を前記ばね手段（２７）の少なくとも一側部に接続するよう設けられ、そして前記ダンパが前記チャンバ（２２，２３）内に流体源を供給されることにより、前記部材（２，３）の相対回転動作が前記ばね手段（２７）の一側部を加圧しそしてこれを湾曲せしめる。前記チャンバ（２２，２３）の中の少なくとも１つは、入口および出口弁（１０ａ，１１ａ，２８ａ）を備え、そしてこの弁が、流体をその流体源からばね（２７）の加圧側へポンピング可能なよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 捩り振動ダンパ 本発明は、例えば、エンジンクランク軸の捩り振動をダンピングする捩り振動 ダンパに関する。 一般に、エンジンクランク軸に対しては、捩り振動ダンパー回転駆体が内側お よび外側駆体部材を連結するスチールばねと協働して所望の剛性で相対回転され る−が適用されることは公知である。ダンピングは、ダンパ構造内の異なるキャ ビティ間にエンジンオイルをポンピングすることによって達成される。しかるに 、この種のダンパは、多くの精密な機械部品からなる複雑な組立てを必要とする ため、本質的に高価なものであった。 ところで、我々の英国特許出願第９２ ２４４８９号には、下記、すなわち 環状従動部材と、 前記環状従動部材と同軸で且つこれに対して制限された回転動作が可能な環状 慣性部材と、 前記従動および慣性部材に固定されて少なくとも１組の可変容量チャンバを形 成する手段であって、前記従動および慣性部材の第１方向における相対動作が前 記両チャンバの中の１つの容積を減少すると共に別の容積を増大し、一方、反対 方向における前記相対動作が前記両チャンバの容積を前記とは反対に増減せしめ る手段と、 前記部材の中の１つに担持される少なくとも１つの環状ばねを形成する手段と 、および 前記可変容量チャンバを前記ばね手段の少なくとも一側部に接続する手段とか らなる捩り振動ダンパであって、前記ダンパが前記チャンバ内に流体源を供給さ れることにより、前記部材の前記相対回転動作が前記ばね手段の一側部を加圧し て前記ばね手段を円周方向へ湾曲せしめる捩り振動ダンパが開示されている。 しかるに、前記特許出願に係る前記提案の捩り振動ダンパにおいては、可変容 量チャンバの流体入口領域におけるダンパ流体の圧力が、流体の蒸気圧まで降下 されることがあった。しかるに、このようにして発生される蒸気は、全て、環状 ばね手段の加圧に干渉してその湾曲を妨げるため、ダンパ効果が無効とされてい た。しかも、ダンパ通路内のダンパ流体の乱流は、この流動を維持するのにダン パ通路間に大きな圧力変化を必要とし、このため前記圧力が蒸気圧以下まで降下 されて局部的な蒸気ポケットが形成されることがあった。そしてついには、ダン パ流体の、可変容量チャンバ内への流動は、前記チャンバ内の圧力が供給圧力よ り低い時のみに許容され、そしてその許容されるサイクル時間は極めて限定され るに至っていた。 そこで、本発明の１つの目的は、上記欠点を解決もしくは軽減することができ る捩り振動ダンパを提供することにある。 本発明によれば、下記のような、すなわち 環状従動部材と、 前記環状従動部材と同軸で且つこれに対して制限された回転動作が可能な環状 慣性部材と、 前記従動および慣性部材に固定されて少なくとも１組の可変容量チャンバを形 成する手段であって、前記従動および慣性部材の第１方向における相対動作が前 記両チャンバの中の１つの容積を減少すると共に別の容積を増大し、一方、反対 方向における前記相対動作が前記両チャンバの容積を前記とは反対に増減せしめ る手段と、 前記部材の中の１つに担持される少なくとも１つの環状ばねを形成する手段と 、および 前記可変容量チャンバを前記ばね手段の少なくとも一側部に接続する手段とか らなる捩り振動ダンパであって、前記ダンパが前記チャンバ内に流体源を供給さ れることにより、前記部材の前記相対回転動作が前記ばね手段の一側部を加圧し て前記ばね手段を湾曲せしめる捩り振動ダンパにおいて、 前記チャンバの中の少なくとも１つが入口および出口弁を備え、そして前記弁 が、流体をその流体源からばねの加圧側へポンピング可能なよう構成されること を特徴とする捩り振動ダンパが提供される。 好適には、ばね手段は、それぞれのポンプチャンバセットに接続される２つの 環状ばねを有し、そして前記ばねは、前記従動および慣性部材の両方向における 前記相対動作の間に交互に湾曲され、また前記ばねは、それぞれの非−ポンプチ ャンバセットにも接続されていて、前記ばねの復帰動作で発生される前記チャン バの加圧が前記相対動作を制止する。 また好適には．２つのポンプチャンバセットが直径方向対向位置に設けられ、 そして、複数の第二チャンバセットが前記第一セットの間に設けられる。 また好適には．全てのチャンバセットは、互いに等角度に配置される。 また好適には．直径方向に対向する１組の非−ポンプチャンバセットが前記２ つのポンプチャンバセットの間に対称的に配置され、そして、１組のダンパ流体 の出口オリフィスが、前記各ポンプセット組とそれぞれのばねとの間の接続部に 設けられる。 また好適には．前記従動および慣性部材に固定されて前記可変容量チャンバセ ットを形成する前記手段は、従動部材部分を形成する１つおきのセグメントと慣 性部材部分を形成する中間のセグメントからなる軸方向扇形シリンダから構成さ れる。 また好適には．ばね手段と非−ポンプチャンバとの間の接続部は、乱流を防止 するのに十分な大きさの流動断面積に設定される。 次に、本発明を、その一実施例について添付図面を参照しながら以下詳細に説 明する。ここで、 図１は、本発明に係る捩り振動ダンパの一実施例におけるその側板を取外した 状態を示す側面図で、その挿入図は図示部分の拡大図であり、 図２乃至図８は、図１の指示線に沿う断面図であり、 図９は、図１乃至図８に示す捩り振動ダンパの流体流動システムを示す略図で あり、 図１０は、図９に示すシリンダａ１における圧力の時間変動を示すグラフであ り、 図１１は、図９に示すシリンダｂ１における圧力の時間変動を示すグラフであ り、そして 図１２は、別の捩り振動ダンパの流体流動系統を示す略図である。 図１乃至図８を参照すると、例示する捩り振動ダンパは、内側ボス部材２と外 側慣性部材３とからなる平板円筒形状の回転駆体１から形成されている。部材２ ，３は、正常には、例えばエンジンクランク軸の端縁部と同調して回転されるが 、しかしながら、軸内の捩り振動によって、ボス部材２は外側慣性部材３に対し て制限された相対回転にもたらされる。ダンパ効果は、このような相対回転を制 止することによって達成される。以下の説明では、この振動ダンパは、ダンパ流 体としてエンジンオイルを使用するエンジンクランク軸の捩り振動を制止するよ う意図されたものとする。しかしながら、別のダンパ流体を含む別の適用が可能 であることは理解されるであろう。 ボス部材２は、クランク軸（図示しないが、図２乃至図８に示す断面内で右側 から延在される）の端部を収容する穴部４を有し、そしてこの穴部に、ボス部材 ２の内向き突出フランジ５が、等角度離間孔６（特に、図１および図２参照）か ら挿通されるボルト（図示せず）により固定されている。孔部４の左側端部７に 位置するカバー（図示せず）が、線８上に位置するクランク軸端部と共に、圧力 下でクランク軸中心部から供給されるエンジンオイルを保持する中央部チャンバ ９を画定する。ボス部材２は、２組の対向する半径方向流動通路１０，１１およ び１２，１３で貫通され、そして前記通路は、中央部チャンバ９内のオイル溜め を、後述するダンパ圧力回路に連通している。中央部チャンバ９内のオイルは、 このオイルの圧力および遠心力で各組通路１０，１１および１２，１３内を外向 きへ駆動されるが、これらの通路には、その外側端部にばね付勢逆流防止ボール 弁１０ａ，１１ａおよび１２ａ，１３ａ（半径方向通路１０，１１およびそのそ れぞれの弁１０ａ，１１ａを詳細に示す図４および図７の断面図を参照）が設け られている。 ボス部材２の外側部分は、軸方向に扇形シリンダ形状の１つおきのセグメント １４と、外側慣性部材３の内側部分を形成する中間セグメント１５とで形成され ている。セグメント１４は、ねじ１６またはピン１７によりボス部材２の本体に 連結され、一方セグメント１５は、外側部材３の本体と一体形成されている。外 側部材３の両側には、図示するように、側板１８，１９（図２乃至図８参照）が 適宜の締結具により固定されている。側板１８，１９はボス部材２上に重ね合わ され、そしてその接触面にはオイルシール２０，２１が備えられている。円筒形 状のセグメント１４，１５は、図１に示すように、可変容量チャンバ２２および ２３を各セグメント１４のそれぞれ左側および右側に画定する軸方向間隙を介し て分離されている。 外側部材３は、その両側部上に、図２乃至図７に示す断面で見て、横並びに配 置されているばねチャンバ２４，２５を形成する環状凹部を備える。各チャンバ ２４，２５は、好ましくは非積層の中空円筒ばねからなるばね２６，２７をそれ ぞれ収容する。横方向のシール２６ａ，ｂおよび２７ａ，ｂが、各ばね２６，２ ７用に備えられている。各ばねチャンバ２４，２５における各ばね２６，２７の 内側に対応する前記部分は、可変容量チャンバ２２，２３に連結されている。 直径方向に対向する一組のチャンバセット２２，２３−オイル供給通路１０， １１および１２，１３で横断されるセグメント１４で画定されている−が、ボン プチャンバを構成する。ボンプチャンバ２２，２３は、ポンプ機構の一部−すな わち、各セグメント１４が、その両側セグメント１５とこのセグメント１５間の 外側部材３部分とで画定される弓形シリンダ内を作動する複動ピストンに見做さ れる−を構成する。可変容量チャンバ２２，２３は、セグメント１４で画定され るピストンの対向端部に、シリンダ部分を形成する。ダンパオイルは、入口通路 １０，１１および１２，１３並びにそのそれぞれの入口弁１０ａ，１１ａおよび １２ａ，１３ａを介して、チャンバ２２．２３内へ流動される。図１の挿入図に ポンプチャンバセットの１つが示されているように、ポンプチャンバ２２，２３ からの出口通路２８，２９が、外側部材３内を半径方向へ延在してそれぞれのば ねチャンバ２５，２４へ接続されている。通路２８，２９は、ばねチャンバから の逆流を防止するようばね付勢された逆流防止ボール弁２８ａ，２９ａをそれぞ れ含む。別のポンプチャンバセットも、同様に、ばねチャンバ２４，２５へ接続 されていることは理解されるであろう。別の（非ポンピング）チャンバセットの 可変容量チャンバ２２，２３は、乱流を防止するよう十分な大きさの断面積を有 する半径方向スロット３０，３１（図１の挿入図および図５，６参照）を介して それぞれのばねチャンバ２５，２４へ接続されている。 作動に際して、クランク軸内の捩り振動が、ボス部材２の外側慣性部材３に対 する僅かな相対回転を引起す。この場合、図１において、ボス部材２が固定外側 部材３に対して時計周りへ回転されたとすると、外側部材３の一部を形成する円 筒セグメント１５は固定されているが、ボス部材２の一部を形成する次の後位セ グメント１４は時計周りへ回動される。従って、各組チャンバにおける先導チャ ンバ２３は容積を減少され後続チャンバ２２は容積を増大される。２組のポンプ チャンバ２２，２３の場合には、１つのポンプ作用によって、ダンパオイルが半 径方向通路１０および１２を通りチャンバ２２内へ吸引されると共に、同じくダ ンパオイルがチャンバ２３から出口通路、例えば２９を介してばねチャンバ２４ へ押出されそしてそのばね２６を円周方向へ湾曲させる。ばねチャンバ２４内に おけるばね２６内側への増大された圧力は、ばね復帰圧力によってスロット３１ を通り第２チャンバセットの可変容量チャンバ２３内へ伝達され、そしてこれに より、ボス２の外側部材３に対する時計周り回転動作を制止する。 なお、ボス部材２が、図１において、外側部材３に対して反−時計周りへ相対 回転されたと想定すると、この場合には、チャンバ２３が容積を増大されチャン バ２２が容積を減少される。従って、ダンパオイルは、ポンプチャンバ２３内へ 吸引されると共に、ポンプチャンバ２２から出口通路、例えば２８を通りばねチ ャンバ２４内へ押出され、そしてこれにより、ばね２７を円周方向へ湾曲させる 。そして、前記ばね２７の復帰力が、流体圧力をスロット３１から第２チャンバ セットの可変容量チャンバ２２内へ伝達し、そしてこれにより、ボス２の反−時 計周りへの回転動作が制止される。 このように、捩り振動の影響で、２組の出口弁、例えば２８ａ，２９ａの流動 システムの上流側が加圧される。直径方向に対向する組スロット３０，３１−ポ ンプセグメント１４に対し対称的に配置されている−が、隣接側板１８，１９内 の出口オリフィスＯに接続されていて、これにより、加圧システムを通るダンパ オイルの流動が制限されると共に、システム内オイルの補充オイルによる冷却が 可能とされる。 ダンピングは、流体の出口オリフィスＯを通る流動、および同じく流体のポン プチャンバ２２，２３出口弁、例えば２８ａ，２９ａを通るばねチャンバ２４， ２５内への流動によって達成される。 図９に略図的に示す作動態様において、ピストンＡは、ばねチャンバ２４，２ ５にスロット３１，３０で接続されると共にオリフィスＯにも接続されているセ グメント１４を示し、ピストンＢは、ポンプチャンバ２２，２３と協働されるセ グメント１４を示し、そしてＭは、回転慣性部材３の質量を示している。 図１０は、図９に示すシリンダａ１内の圧力を示すグラフであり、ダンパシス テムの加圧側の圧力を表している。これによれば、圧力は始動から上昇平均圧力 へと増大されることが注目されるであろう。 図１０は、図９に示すシリンダａ１内の圧力を一連の山（ピストンの加圧スト ローク）と谷（ピストンの吸入ストローク）とで表したものであるが、ここで、 影線領域は、シリンダｂ１内の圧力が供給圧力−Ｘ軸に平行な直線で示されてい る−よりも低い範囲を示している。 なお、多くの変更が、上記設計に関して本発明の範囲−添付・請求の範囲に規 定される−を逸脱することなく可能であることは理解されるであろう。例えば、 ばね２６，２７は、積層されたものであっても良く、或いは、我々の英国特許出 願第９２ ２４４８９（２２６１７１６）号に開示される種々の実施例に係る単 一ばね構造のいずれにも置換されることができる。図１２は、単一ばねＳと内側 および外側ばねチャンバ３２，３３とからなる変形された捩り振動ダンパの流体 流動システムを示す略図である。図９に示す部品に対応する部品には同一の参照 番号および符号が付されており、詳細な説明は省略するが、ばねチャンバ３２， ３３は、それぞれスロット３４，３５を介してピストンＡ（セグメント１４を表 す）の両側に接続されている。この実施例においては、出口オリフィスＯは、シ リンダｂ１の入口および出口通路に接続されると共に、好適には適宜寸法の絞り ｃを備えられていることが注目されるであろう。オリフィスＯは、図９の実施例 においても、点線で示すように同様に接続されることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】 とも１つは、入口および出口弁（１０ａ，１１ａ，２８ ａ）を備え、そしてこの弁が、流体をその流体源からば ね（２７）の加圧側へポンピング可能なよう構成されて いる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 環状従動部材と、 前記環状従動部材と同軸で且つこれに対して制限された回転動作が可能な環状 慣性部材と、 前記従動および慣性部材に固定されて少なくとも１組の可変容量チャンバを形 成する手段であって、前記従動および慣性部材の第１方向における相対動作が前 記両チャンバの中の１つの容積を減少すると共に別の容積を増大し、一方、反対 方向における前記相対動作が前記両チャンバの容積を前記とは反対に増減せしめ る手段と、 前記部材の中の１つに担持される少なくとも１つの環状ばねを形成する手段と 、および 前記可変容量チャンバを前記ばね手段の少なくとも一側部に接続する手段とか らなる捩り振動ダンパであって、前記ダンパが前記チャンバ内に流体源を供給さ れることにより、前記部材の前記相対回転動作が前記ばね手段の一側部を加圧し て前記ばね手段を湾曲せしめる捩り振動ダンパにおいて、 前記チャンバの中の少なくとも１つが入口および出口弁を備え、そして前記弁 が、流体をその流体源からばねの加圧側へポンピング可能なよう構成されること を特徴とする捩り振動ダンパ。 ２． ばね手段はそれぞれのポンプチャンバセットに接続される２つの環状 ばねを有し、そして前記ばねは、前記従動および慣性部材の両方向における前記 相対動作の間に交互に湾曲され、また前記ばねは、それぞれの非−ポンプチャン バセットにも接続されていて、前記ばねの復帰動作で発生される前記チャンバの 加圧が前記相対動作を制止する請求項１記載のダンパ。 ３． ２つのポンプチャンバセットが直径方向対向位置に設けられ、そして 、複数の第二チャンバセットが前記第一セットの間に設けられる請求項１または ２記載のダンパ。 ４． 全てのチャンバセットが互いに等角度に配置される請求項３記載のダ ンパ。 ５． 直径方向に対向する１組の非−ポンプチャンバセットが前記２つのポ ンプチャンバセットの間に対称的に配置され、そして、１組のダンパ流体の出口 オリフィスが、前記各ポンプセット組とそれぞれのばねとの間の接続部に設けら れる請求項４記載のダンパ。 ６． 前記従動および慣性部材に固定されて前記可変容量チャンバセットを 形成する前記手段は、従動部材部分を形成する１つおきのセグメントと慣性部材 部分を形成する中間のセグメントからなる軸方向扇形シリンダからなる請求項１ 乃至５のいずれかに記載のダンパ。 ７． ばね手段と非−ポンプチャンバとの間の接続部は、乱流を防止するの に十分な大きさの流動断面積を有する請求項１乃至６のいずれかに記載のダンパ 。 ８．添付図面を参照して明細書中に実質的に開示された捩り振動ダンパ。