CN104813063A - 离心振子式减振装置 - Google Patents

Abstract

离心振子式减振装置具有：支撑体(14)，其固定于旋转轴(12)上并具有成对的第1曲线轨道(22A、22B)；惯性质量体(16)，其支撑于支撑体(14)的外周部上并具有成对的第2曲线轨道(23A、23B)；以及销(24)，其以滚动自如的方式嵌合于第1曲线轨道(22A、22B)和第2曲线轨道(23A、23B)的交叉部上。使成对的第1曲线轨道(22A、22B)的形状彼此不同，并且使成对的第2曲线轨道(23A、23B)的形状彼此不同，因此惯性质量体(16)不仅在支撑体(14)的周向上进行平移运动还进行自转运动，从而使得对于低频振动的减振性能提升。另外，自转运动使得惯性质量体(16)不易从支撑体(14)的区域(S)中鼓出，能够相应地使惯性质量体(16)大型化而进一步提升减振性能。

Description

离心振子式减振装置

技术领域

本发明涉及在与旋转轴一起旋转的支撑体上支撑多个惯性质量体，根据旋转轴的旋转变动使所述惯性质量体进行振子振动以发挥减振功能的离心振子式减振装置。

背景技术

关于这种离心振子式减振装置，在下述专利文献1中提出了如下公知技术：使销以能够滚动的方式嵌合于在旋转的支撑体上设置的成对的第1曲线轨道和在惯性质量体上设置的成对的第2曲线轨道中，并且使惯性质量体沿着曲率半径变化的圆弧状的轨迹进行振子振动，使得惯性质量体的固有振动频率无论振幅如何都始终恒定，从而提升减振功能。

此外，关于这种离心振子式减振装置，在下述专利文献2中提出了如下公知技术：旋转轴的旋转被增速装置增速并传递至支撑体，将惯性质量体以能够进行振子振动的方式支撑于该支撑体上，从而将支撑体的半径和惯性质量体的质量抑制得较小，并且在旋转轴的低速旋转时使惯性质量体的固有振动频率跟随输入振动频率，以确保减振功能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3221866号公报

专利文献2：日本特开平10-184799号公报

发明内容

发明欲解决的课题

然而，近些年来的汽车用发动机基于环保观点而具有排气量减少的趋势，若发动机的气缸数随着排气量的减少而减少，则发动机的振动频率就会减少。如本说明书的“具体实施方式”一栏中说明的那样，若要通过离心振子式减振装置对低频率的振动进行减振，则支撑于支撑体上的多个惯性质量体的振幅会增加，因而为了避免惯性质量体之间相互干涉，就需要使得惯性质量体的尺寸小型化，因此存在离心振子式减振装置的减振性能降低的问题。

上述专利文献1所记载的技术使得惯性质量体的固有振动频率无论振幅如何而始终恒定，从而提升减振性能，然而未解决振幅增加导致的惯性质量体彼此的干涉问题，因此依然存在惯性质量体的尺寸变小而无法获得充分的减振性能的问题。

另外，上述专利文献2所记载的技术需要行星齿轮机构等复杂结构的增速装置，因而零部件数量会增加，成为成本上升的要因，不仅如此，还存在结构大型化不利于重量和搭载空间方面的问题。

本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提高离心振子式减振装置对于低频振动的减振性能。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明提出一种离心振子式减振装置，其具有：转速变动的旋转轴；设置于所述旋转轴上的支撑体；多个惯性质量体，它们分别被支撑于所述支撑体的外周部的在周向上分割出的多个区域中；分别设置于所述支撑体的所述多个区域中的成对的第1曲线轨道；分别设置于所述多个惯性质量体上、并且向与所述成对的第1曲线轨道相反的方向弯曲的成对的第2曲线轨道；以及多个销，它们以滚动自如的方式嵌合于所述第1曲线轨道和所述第2曲线轨道的交叉部处，所述惯性质量体相对于所述支撑体以对应于所述第1、第2曲线轨道的形状的轨迹进行振子振动，从而发挥减振作用，所述离心振子式减振装置的第1特征在于，使所述成对的第1曲线轨道的形状彼此不同，并且使所述成对的第2曲线轨道的形状彼此不同。

另外，本发明的离心振子式减振装置在所述第1特征的基础上，其第2特征在于，第1线段的长度与所述第2线段的长度不同，其中所述第1线段连结所述成对的第1曲线轨道中的一方的曲率半径的中心与所述成对的第2曲线轨道中的一方的曲率半径的中心，所述第2线段连结所述成对的第1曲线轨道中的另一方的曲率半径的中心与所述成对的第2曲线轨道中的另一方的曲率半径的中心。

另外，本发明的离心振子式减振装置在所述第1或第2特征的基础上，其第3特征在于，所述惯性质量体的外端部的质量大于中央部的质量。

此外，实施方式的主轴12对应于本发明的旋转轴，实施方式的二次飞轮14对应于本发明的支撑体。

发明的效果

根据本发明的第1特征，离心振子式减振装置具有：转速变动的旋转轴；设置于旋转轴上的支撑体；多个惯性质量体，它们分别支撑于支撑体的外周部的在周向上分割出的多个区域中；分别设置于支撑体的多个区域中的成对的第1曲线轨道；分别设置于多个惯性质量体上、并且向与成对的第1曲线轨道相反的方向弯曲的成对的第2曲线轨道；以及多个销，它们以滚动自如的方式嵌合于第1曲线轨道和第2曲线轨道的交叉部处，惯性质量体相对于支撑体而以对应于第1、第2曲线轨道的轨迹进行振子振动，从而发挥减振作用。

此时，使成对的第1曲线轨道的形状彼此不同，并且使成对的第2曲线轨道的形状彼此不同，因此惯性质量体不仅在支撑体的周向上进行平移运动还进行自转运动，能够产生基于平移运动的减振力和基于自转运动的减振力这双方，从而提升减振性能。另外，若旋转轴的旋转变动频率减少，则随之也需要减少惯性质量体的固有振动频率，因而振幅增加而容易从支撑体的区域中鼓出，但惯性质量体伴随平移运动而进行自转运动，从而不易从支撑体的区域中鼓出，能够相应地使得惯性质量体大型化，而增加质量和惯性力矩，从而进一步提升减振性能。

另外，根据本发明的第2特征，第1线段的长度与第2线段的长度不同，其中第1线段连结成对的第1曲线轨道中的一方的曲率半径的中心与成对的第2曲线轨道中的一方的曲率半径的中心，第2线段连结成对的第1曲线轨道中的另一方的曲率半径的中心与成对的第2曲线轨道中的另一方的曲率半径的中心，因此能够使惯性质量体进行平移运动和自转运动。

另外，根据本发明的第3特征，惯性质量体的外端部的质量大于中央部的质量，因此惯性力矩变大，惯性质量体自转运动时的能量吸收量增加，从而减振性能提升。

附图说明

图1是配置于发动机和变速器之间的阻尼器的示意图。(第1实施方式)

图2是沿图1中的2-2线的箭头方向视图。(第1实施方式)

图3是沿图2中的3-3线的剖视图。(第1实施方式)

图4是惯性质量体的立体图。(第1实施方式)

图5是四节连杆的作用说明图。(第1实施方式)

图6是表示惯性质量体的移动范围的图。(第1实施方式)

图7是惯性质量体的立体图。(第2实施方式)

图8是四节连杆的作用说明图。(比较例)

图9是表示惯性质量体的移动范围的图。(比较例)

标号说明

12：主轴(旋转轴)；14：二次飞轮(支撑体)；16：惯性质量体；22A：第1曲线轨道；22B：第1曲线轨道；23A：第2曲线轨道；23B：第2曲线轨道；24：销；A：第1曲线轨道中的一方的曲率半径的中心；B：第1曲线轨道中的另一方的曲率半径的中心；C：第2曲线轨道中的一方的曲率半径的中心；D：第2曲线轨道中的另一方的曲率半径的中心；S：区域。

具体实施方式

以下，根据图1～图6说明本发明的第1实施方式。

第1实施方式

如图1所示，阻尼器D配置于汽车的发动机E的曲轴11和变速器T的主轴12之间，该阻尼器D构成为具有：连接于曲轴11的一次飞轮13、连接于主轴12的二次飞轮14、连接一次飞轮13和二次飞轮14的多个弹簧15…。在构成本发明的支撑体的二次飞轮14上设有作为离心振子而发挥作用的3个惯性质量体16…，二次飞轮14和惯性质量体16…构成离心振子式减振装置。

如图2～图6所示，二次飞轮14是以主轴12为中心的圆板状的部件，在其外周部上以120°间隔支撑着3个扇状的惯性质量体16…。3个扇状的惯性质量体16…都为同一结构，并且通过3根铆钉19、19、20将第1半体17和第2半体18结合为一体而构成。第1半体17和第2半体18在被2个铆钉19、19结合起来的两端部处彼此抵接，而在除两端部之外的中央部在彼此对置的面上形成有凹部17a、18a，在中央的铆钉20上设有嵌合于所述凹部17a、18a中并作为衬垫发挥功能的垫圈21。在第1半体17和第2半体18的中央部形成凹部17a、18a，从而惯性质量体16的距离重心位置G较远的两端部的质量增加，绕重心位置G的惯性力矩增加。

成对的圆弧状的第2曲线轨道23A、23B贯通惯性质量体16的第1半体17和第2半体18的夹着重心位置G的2个位置。一个(图中左侧)第2曲线轨道23A的曲率半径的中心为C，另一个(图中右侧)第2曲线轨道23B的曲率半径的中心为D，这些中心C、D都位于惯性质量体16的径向外侧。

二次飞轮14的外周部被划分为具有120°的中心角的3个区域S…，在各区域S中支撑有1个惯性质量体16。成对的圆弧状的第1曲线轨道22A、22B贯通二次飞轮14的区域S。一个(图中左侧)第1曲线轨道22A的曲率半径的中心为A，另一个(图中右侧)第1曲线轨道22B的曲率半径的中心为B，这些中心A、B都位于惯性质量体16的径向内侧。

惯性质量体16的第1半体17和第2半体18被支撑成夹着二次飞轮14，而此时为了避免与惯性质量体16两端的铆钉19、19的干涉，在二次飞轮14的区域S的外周的两端部形成有缺口14a、14a，而为了避免与惯性质量体16中央的铆钉20的干涉，在二次飞轮14的区域S的中央部形成有缺口14b。

而且，销24以能够滚动的方式贯通一个第1曲线轨道22A和一个第2曲线轨道23A的交叉部，并且销24以能够滚动的方式贯通另一个第1曲线轨道22B和另一个第2曲线轨道23B的交叉部。在这些销24、24的两端形成有脱落防止用的凸缘24a…。

接着，说明具有上述结构的本发明实施方式的作用。

发动机E的曲轴11的旋转角速度并不恒定，在压缩行程时减少而在膨胀行程时增加，因而会产生与发动机转速成比例的频率的振动。该曲轴11的振动借助于配置在阻尼器D的一次飞轮13和二次飞轮14之间的弹簧15…的伸缩而减振，并且借助于月设置在二次飞轮14上的惯性质量体16…的振子运动而减振。

即，一般的振子由于重力而被向铅直方向下方施力而振动，而离心振子式减振装置的惯性质量体16…则由于离心力被向径向外侧施力而振动，通过使该惯性质量体16…的固有振动频率与希望减振的发动机E的振动频率一致，能够发挥作为动态阻尼器的减振功能。

图8说明比较例的离心振子式减振装置的惯性质量体16的移动轨迹。在比较例的离心振子式减振装置中，设惯性质量体16的一个第2曲线轨道23A的曲率中心为C，另一个第2曲线轨道23B的曲率中心为D，并且设二次飞轮14的一个第1曲线轨道22A的曲率中心为A，另一个第1曲线轨道22B的曲率中心为B。第1曲线轨道22A、22B和第2曲线轨道23A、23B的形状被设定为，使得即使惯性质量体16进行振子振动，四边形ACDB也始终构成平行四节连杆，亦即节AC＝节BD且节AB＝节CD始终成立。

其结果为，惯性质量体16相对于二次飞轮14不会进行自转运动，而仅进行平移运动。另外，若设主轴12的中心为O1，惯性质量体16的振子振动的中心为O2，则O2的位置不变，因此即使惯性质量体16进行振子振动，中心O1和中心O2之间的半径R也为恒定，并且中心O2和重心位置G之间的半径r也为恒定。

图9表示比较例的离心振子式减振装置的惯性质量体16的形状，图9(A)对应于六气缸发动机用的结构，图9(B)对应于四气缸发动机用的结构，图9(C)对应于三气缸发动机用的结构，图9(D)对应于二气缸发动机用的结构。四冲程发动机在曲轴每旋转2圈时爆发1次，因而为了让离心振子式减振装置发挥有效的减振功能，需要使得该惯性质量体16的固有振动频率与发动机的振动频率同步，为此需要在发动机的转速ω与惯性质量体16的固有振动频率λ之间有

的关系成立。这里，R是主轴12的中心O1和惯性质量体16的振子振动的中心O2之间的半径，r是惯性质量体16的振子振动的中心O2和惯性质量体16的重心位置G之间的半径。

在图9(A)的六气缸发动机的情况下，每当发动机旋转1圈时会产生3次振动，因而需要设定为共振次数即R＝9r。在图9(B)的四气缸发动机的情况下，每当发动机旋转1圈时会产生2次振动，因而需要设定为共振次数即R＝4r。在图9(C)的三气缸发动机的情况下，每当发动机旋转2圈时会产生3次振动，因此需要设定为共振次数即R＝(9/4)r。在图9(D)的二气缸发动机的情况下，每当发动机旋转1圈时会产生1次振动，因此需要设定为共振次数即R＝r。

另外，在二次飞轮14上支撑有多个惯性质量体16…，因而为了避免这些惯性质量体16…分别进行振子振动时彼此发生干涉，就需要使得各惯性质量体16不会从在二次飞轮14上设定的扇形区域S中鼓出。

然而，随着发动机的气缸数减少，惯性质量体16的振子振动的中心O2和惯性质量体16的重心位置G之间的半径r会相对变大，因而例如为了将惯性质量体16的重心位置G的摆动角确保为60°，惯性质量体16在周向上的移动距离会随着气缸数的减少而变大。而且比较例的惯性质量体16不进行自转运动而仅进行平移运动，因此在惯性质量体16进行振子振动时容易从区域S鼓出，而为了防止鼓出，气缸数越少，则越需要使惯性质量体16的尺寸小型化。以上情况通过比较图9(A)的六气缸发动机的情况下的惯性质量体16的尺寸与图9(D)的二气缸发动机的情况下的惯性质量体16的尺寸可以明确。

另一方面，图5用于说明实施方式的离心振子式减振装置的惯性质量体16的移动轨迹，其第1曲线轨道22A、22B和第2曲线轨道23A、23B的形状被设定为：使得在惯性质量体16移动时四边形ACDB构成非平行四节连杆、亦即节AC≠节BD且节AB≠节CD成立。其结果为，惯性质量体16在相对于二次飞轮14进行平移运动的同时，围绕重心位置G进行自转运动。

而且，若设主轴12的中心为O1，惯性质量体16的振子振动的中心为O2，则O2的位置会发生变化，因此如果惯性质量体16进行振子振动，则中心O1和中心O2之间的半径R会发生变化，并且中心O2和重心位置G之间的半径r也会发生变化。换言之，如果将连结中心O2和重心位置G的方向与连结中心O1和中心O2的方向所成的角度定义为惯性质量体16的摆动角θ，则惯性质量体16的自转角度(节AB的倾斜角)β、半径R和半径r都成为摆动角θ的函数。

图6表示实施方式的惯性质量体16的移动范围，在从实线所示的中央位置起向双点划线线所示的周向两端位置移动时，惯性质量体16除了进行平移运动之外还围绕重心位置G进行自转运动。即，惯性质量体16在向图中左侧移动时会向逆时针方向自转，而向图中右侧移动时会向顺时针方向自转，因此惯性质量体16沿着扇状区域S移动，不必使惯性质量体16小型化即可防止其从区域S鼓出。如上所述，根据本实施方式，即使在发动机E的气缸数减少而需要降低共振次数的情况下，惯性质量体16同时进行平移运动和自转运动，从而难以从区域S中鼓出，因而能够最大限度地使惯性质量体16大型化而确保质量，能够提高减振效果。

另外，比较例的惯性质量体16仅进行平移运动而不进行自转运动，因而无法获得其惯性力矩带来的减振效果，然而本实施方式的惯性质量体16除了进行平移运动之外还进行自转运动，因此能够获得基于该惯性力矩的减振效果。此时，通过增加惯性质量体16的第1、第2半体17、18的远离重心位置G的两端部的壁厚来增加惯性力矩，从而能够进一步提升基于惯性力矩的减振效果。

在本实施方式中，随着惯性质量体16的振子振动，亦即随着惯性质量体16的摆动角θ的变化，惯性质量体16的自转角度β、半径R和半径r等发生变化，因而取代上述(1)式，需要有

的关系成立。其中，G(θ)是惯性质量体16的运动方程式的离心力项，D(θ)是惯性质量体16的运动方程式的惯性项。

根据本实施方式，通过增大惯性质量体16的惯性力矩，从而式(2)的惯性项D(θ)变大而共振次数减少，因而通过降低离心振子式减振装置的惯性质量体16的固有振动频率就能够应对发动机E的气缸数的减少。

如上所述，根据本实施方式，通过使惯性质量体16进行平移运动并进行自转运动，从而能够最大限度确保惯性质量体16的尺寸(质量)而提升减振性能，并且能够发挥伴随自转运动出现的减振效果，进一步提升减振性能。

接着，根据图7说明本发明的第2实施方式。

第2实施方式

比较第1实施方式(参照图4)和第2实施方式(参照图7)可知，在第1实施方式中，通过在惯性质量体16的远离重心位置G的两端部增加第1、第2半体17、18的壁厚，从而增加惯性力矩，而在第2实施方式中，使第1、第2半体17、18的壁厚固定，并且将由钨或铅等比重大的金属构成的配重25、25支撑于远离重心位置G的两端部的铆钉19、19上，从而增加惯性力矩。配重25、25还作为用于将第1、第2半体17、18的距离保持恒定的垫圈而发挥功能。

通过该第2实施方式，也能够达成与第1实施方式同样的作用效果。

以上说明了本发明的实施方式，而本发明可以在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。

例如，在实施方式中在非平行四节连杆中设定为节AC≠节BD且节AB≠节CD的关系成立，而只要节AC≠节BD成立即可，节AB≠节CD不必一定成立。

另外，本发明的旋转轴不限于实施方式中的主轴12。

另外，本发明的支撑体不限于实施方式中的二次飞轮14。

另外，惯性质量体16…的数量不限于实施方式中的3个。

另外，实施方式的阻尼器D的一次飞轮13和二次飞轮14不必并列设置于轴向上，也可以配置于径向内外。

另外，本发明的离心振子式减振装置可以与由一次飞轮13、二次飞轮14和弹簧15…构成的阻尼器D分离配置。

Claims (3)

1.一种离心振子式减振装置，其具有：转速变动的旋转轴(12)；设置于所述旋转轴(12)上的支撑体(14)；多个惯性质量体(16)，它们分别被支撑于所述支撑体(14)的外周部的在周向上分割出的多个区域(S)中；分别设置于所述支撑体(14)的所述多个区域(S)中的成对的第1曲线轨道(22A、22B)；分别设置于所述多个惯性质量体(16)上、并且向与所述成对的第1曲线轨道(22A、22B)相反的方向弯曲的成对的第2曲线轨道(23A、23B)；以及多个销(24)，它们以滚动自如的方式嵌合于所述第1曲线轨道(22A、22B)和所述第2曲线轨道(23A、23B)的交叉部处，所述惯性质量体(16)相对于所述支撑体(14)以对应于所述第1、第2曲线轨道(22A、22B；23A、23B)的形状的轨迹进行振子振动，从而发挥减振作用，所述离心振子式减振装置的特征在于，

使所述成对的第1曲线轨道(22A、22B)的形状彼此不同，并且使所述成对的第2曲线轨道(23A、23B)的形状彼此不同。

2.根据权利要求1所述的离心振子式减振装置，其特征在于，

第1线段的长度与第2线段的长度不同，其中所述第1线段连结所述成对的第1曲线轨道(22A、22B)中的一方(22A)的曲率半径的中心(A)与所述成对的第2曲线轨道(23A、23B)中的一方(23A)的曲率半径的中心(C)，所述第2线段连结所述成对的第1曲线轨道(22A、22B)中的另一方(22B)的曲率半径的中心(B)与所述成对的第2曲线轨道(23A、23B)中的另一方(23B)的曲率半径的中心(D)。

3.根据权利要求1或2所述的离心振子式减振装置，其特征在于，

所述惯性质量体(16)的外端部的质量大于中央部的质量。