JP2000314449A

JP2000314449A - ダンパ装置

Info

Publication number: JP2000314449A
Application number: JP16144399A
Authority: JP
Inventors: Susumu Numajiri; 進沼尻
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】耐久性及び信頼性が優れた捩り振動低減用の
ダンパ装置を提供する。【解決手段】エンジンのクランク軸等、捩り振動が生
起する回転軸に装着されるダンパ装置であって、断面形
状がコ字状をなすケーシングと、同ケーシングの開口端
に液密に装着される環状カバーと、上記ケーシング及び
環状カバー内部の閉空間内に収容された環状慣性体と、
上記閉空間内に封入されたシリコンオイルとからなるビ
スカスダンパにおいて、ケーシングの外側面に、夫々半
径方向に延在した多数の冷却フィンと溝とを交互に配設
する。冷却フィン及び溝の側縁が回転軸線を通るように
形成し、夫々半径方向内方から外方に向って漸増する幅
を有する形状とする。溝の中心角α_１と冷却フィンの中
心角α_２との比、α_１／α_２＝１．４〜２．０に設定す
る。

Description

【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、捩り振動を生起する回軸に装着されて捩
り振動を低減するダンパ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンのクランク軸に装着され
て捩り振動を低減するダンパ装置として、回転軸に固着
されて同回転軸と一体に回転すると共に外周部に環状溝
を備えたケーシングと、同ケーシングの環状溝の開口端
に装着され同環状溝と協働して環状の閉空間を形成する
環状カバーと、上記環状閉空間内にその内壁面との間に
小間隙を存し挿入された環状の慣性リングとを備え、上
記環状閉空間と慣性リングとの間に高粘度液体、通常は
シリコンオイルを封入した所謂ビスカスダンパにおい
て、上記ケーシングの外側面に半径方向に延在した多数
の冷却フィンを設けて、封入されたシリコンオイルの高
温による早期劣化を防止することを意図したダンパ装置
が、例えば、特開平６−２６４９７３号公報に開示され
ている。（以下、場合により上記公報所載の装置を、既
提案のダンパ装置という）

【０００３】上記既提案のダンパ装置の構造の概略を、
図７の断面図及び図８の部分的正面図について説明する
と、総括的に符号１０で示したダンパ装置は、断面形状
がコ字状をなす環状のケーシング１２を備え、同ケーシ
ングの半径方向内方の周壁には、同ケーシング１２をエ
ンジンのクランク軸に同軸的に固着する取付ボルトを挿
通させる複数のボルト孔１４を備えたフランジ部１６が
一体的に形成されている。ケーシング１２の環状開口端
には、環状のカバー１８が、かしめ、溶接等の固着手段
によって液密に固着される。ケーシング１２と上記環状
カバー１８とによって、断面形状が略長方形をなす環状
の閉空間２０が限界され、同環状閉空間２０内に、ケー
シング１２及び環状カバー１８の内壁面に対し小間隙を
存して、鋳鉄等鉄系材料で作られた環状の慣性体２２が
自在に相対回転し得るように挿入されている。

【０００４】上記慣性体２２は、適宜の樹脂材料で作ら
れたベアリング部材２４を介して環状の閉空間２０内に
支持されており、ケーシング１２及び環状カバー１８の
内壁面と、慣性体２２の外周面との間の小間隙内には、
高粘度液体、通常はシリコンオイルが封入され充填され
ている。上記ケーシング１２の外側面に、図８に良く示
されているように、半径方向に延在する複数の冷却フィ
ン２６が設けられ、同冷却フィンの半径方向の外側端又
は内側端（図では前者が示されている）は環状のボス部
２８に連結され、また冷却フィン２６相互間には、冷却
空気が半径方向外方に流れる溝３０が設けられている。
さらに、上記環状ボス部には、回転体としてのケーシン
グ１２の静的バランスをとるためのバランス孔３２が、
必要に応じて、円周上の適宜位置に適数個穿設されてい
る。

【０００５】上記既提案のダンパ装置では、冷却フィン
２６の個数が少なく、中心角にして２２．５度の間隔を
存して配置されている全周で１６個に過ぎず、また冷却
フィン２６は半径方向全長にわたり略等しくかつ相対的
に小さい幅Ｗ_１を有し、一方、溝３０の平均幅、即ち冷
却フィン２６の半径方向中央部分における溝３０の幅Ｗ
_２は相対的に極めて大きく、比Ｗ_２／Ｗ_１が略４〜５に
も達するため、冷却フィン２６及び溝３０の合計熱交換
表面積が小さいこと、及びダンパ装置の稼働時、即ちケ
ーシング１２の回転時に、冷却フィン２６の個数が余り
にも少ないので、遠心力に基づくポンプ作用が小さく、
結局溝３０内を流れる空気流量が少ないこと等の理由か
ら、ケーシング１２の放熱能力が小さく、封入されたシ
リコンオイルの特性が比較的早期に劣化して、ダンパ装
置１０の耐久性及び信頼性が不十分である。また、冷却
フィン２６の外側端又は内側端が環状のボス部２８によ
って連結されているため、不平衡重量を除去するために
バランス孔３２をドリル切削により低コストで実施し得
る利点はあるが、バランス孔３２を設けた部分以外の環
状ボス部２８が無駄な重量となるので、特に冷却フィン
外側端の環状ボス部２８の場合、タンパ装置１０全体
としての重量が増大し、かつ上記無駄重量の増大のため
制振機能が劣る不具合がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記既提案
のダンパ装置の上述した種々の問題点を改善して、放熱
性能が優れ、従って封入されたシリコンオイル等高粘度
液体の早期劣化を効果的に防止して耐久性及び信頼性を
向上することができ、しかも軽量で高速回転体として必
要なバランス取り作業を低コストで容易に行なうことが
でき、さらに無駄な重量が少なくて制振機能が優れたビ
スカスダンパ装置を提供することを、主たる目的とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために創案されたもので、回転軸に固着されて同
回転軸と一体に回転し外周部分に環状溝を備えたケーシ
ングと、同ケーシングの環状溝の開口端に装着され同環
状溝と協働して環状の閉空間を形成する環状カバーと、
上記環状空間内にその内壁面との間に小間隙を存し挿入
された環状の慣性体と、上記環状閉空間と慣性体との隙
間に封入された高粘度液体と、上記ケーシングの外側面
に夫々半径方向に延在して円周方向に交互に配設された
多数の冷却フィン及び溝とを備え、上記冷却フィン及び
溝が、各々全周にわたり実質的に同一の正面形状を有す
ると共に、半径方向内方から外方に向って漸増する幅を
有するように形成されたことを特徴とするダンパ装置を
提案するものである。

【０００８】本発明においては、上記溝及び冷却フィン
が、上記回転軸の軸線を中心とする扇形状に夫々形成さ
れ、上記溝の中心角をα_１、冷却フィンの中心角をα_２
としたとき、α_１／α_２＝１．４〜２．０となるように
構成されることが好ましい。

【０００９】

【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６について具体的に説明する。（なお、図
７及び図８に示した既提案のダンパ装置と実質的に同一
又は対応する部材及び部分には、同一の符号を用い
る。）先ず、図１の断面図及び図２の部分的正面図に示された
第１の実施形態においては、環状カバー１８と協働して
慣性体２２を収容すべき環状の閉空間２０を形成するケ
ーシング１２の外側面に、半径方向に延在する多数の冷
却フィン２６が設けられ、冷却フィン２６相互間には半
径方向の内端部及び外端部が夫々開口し半径方向に連続
した溝３０が設けられている。上記多数の冷却フィン２
６は、全周にわたり夫々実質的に同一の扇形状の正面形
状（本明細書において、正面形状とは回転軸線Ｏ−Ｏに
直角な平面内に投影した形状を意味する）を有し、夫々
の高さＨは実質的に同一である。同様に、上記多数の溝
３０も、全周にわたり夫々実質的に同一の扇形状の正面
形状を備えている。また、冷却フィン２６及び溝３０の
側縁は、この実施形態の場合、ダンパ装置１０の回転軸
線Ｏ−Ｏを指向するように形成され、溝３０の中心角α
_１に対する冷却フィン２６の中心角α_２の比α_１／α_２
は１．４〜２．０の範囲に設定され、図示の場合、α_１
は６゜、α_２は４゜であって、α_１／α_２＝１．５であ
る。

【００１０】図３及び図４は、本発明の第２の実施形態
を示し、ダンパ装置１０におけるケーシング１２の外側
面に、夫々正面形状が扇形をなす冷却フィン２６及び溝
３０が円周方向に交互に夫々多数配設されており、冷却
フィン２６及び溝３０の側縁は夫々回転軸線Ｏ−Ｏを指
向するように形成され、溝３０の中心角α_１に対する冷
却フィン２６の中心角α_２の比α_１／α_２は、第１実施
形態と同様に、１．４〜２．０の範囲に設定され、図示
の場合、α_１は６゜、α_２は４゜であって、α_１／α_２
＝１．５である。上記第１実施形態との差異は、冷却フ
ィン２６の半径方向内側端が円環状のボス部２８に連結
されている点のみで、その他の構成は実質的に同一であ
る。

【００１１】上記第１及び第２実施形態の双方に共通
に、ケーシング１２は、重量を軽減することができ、か
つ熱伝導率が良好なアルミニウム合金の鋳造品とするこ
とが好ましい。ケーシング１２の重量を軽減することに
よって、エンジンのクランク軸等回転軸に固着されて回
転軸系の慣性質量を増加させ、捩り振動の抑制効果を低
減するように作用するケーシング１２の無駄な重量を減
少して制振機能の増大を達成することができる。また回
転軸に捩り振動が発生したとき、慣性体２２がシリコン
オイルの剪断変形を伴ないながらケーシング１２及び環
状カバー１８に対し相対回転することによって捩り振動
が低減され、この際シリコンオイルに吸収された振動エ
ネルギは熱に変換されて、主としてケーシング１２の
冷却フィン２６、溝３０並びに環状カバー１８の表面か
ら外気に放散されるのであるが、熱伝導率が良好なアル
ミニウム合金製のケーシング１２は、シリコンオイルの
発生熱を効果的に外気に伝達して、シリコンオイルの温
度上昇に起因する早期劣化を防止し、ダンパ装置１０の
耐久性及び信頼性を向上することができる。

【００１２】また、第１及び第２実施形態に係るダンパ
装置１０では、前記既提案のダンパ装置と較べ、冷却フ
ィン２６が全周にわたり密に配設されており、かつ半径
方向内方から外方に向って漸増する幅を有する扇形状に
形成されているので、ケーシング１２の完成後に、回転
体として必要な静的バランスをとる場合、不平衡重量が
存在する円周上の適宜位置にある冷却フィン２６の拡大
した外側部分にドリル加工を行なうことによって、低コ
ストでバランス孔３２を穿設し得る利点があり、既提案
のダンパ装置のように、バランスとりに必要なバランス
孔３２を穿設することが可能な十分大きい半径方向の幅
を有する外周又は内周の環状ボス部２８を設ける必要が
なく（第１実施形態では、環状ボス部２８が設けられ
ず、また第２実施形態では、内周側に環状ボス部２８が
設けられてはいるが、バランス孔３２を穿設し得る程の
大きい幅とする必要がなく、主としてケーシング１２の
剛性向上の観点から図示のように幅が小さいもので足
る）、このため回転軸系に含まれるケーシング１２の無
駄な重量を低減して制振機能の向上を達成することがで
きる。さらに、冷却フィン２６が、小さな中心角α_１の
溝３０を隔てて多数配置されているので、ケーシング１
２の外側面の剛性を直接的に向上することができると共
に、特に冷却フィン２６の半径方向外方の大きい幅の部
分に接続されるケーシング１２の外周環状壁１２ａの剛
性を向上し、結局、ケーシング１２全体としての剛性を
向上し得る効果がある。

【００１３】さらに、第１及び第２実施形態に係るダン
パ装置１０では、前記既提案のダンパ装置と較べて、
冷却フィン２６が全周にわたり密に多数配設されてい
て、閉空間２０内に封入されたシリコンオイルの発熱を
放散する放熱面積が大幅に増大することと、溝３０の幅
を半径方向内方から外方に向って漸増させたことによ
り、溝３０の半径方向各部分の周速（半径に比例する）
に応じ、半径方向内方から外方に向かい漸増する量の冷
却空気が溝３０内に流入することとによって、シリコン
オイルの放熱が効果的に行なわれ、ダンパ装置１０の温
度上昇量を低減することができる。

【００１４】図５は、上記第１及び第２実施形態におい
て、冷却フィン２６の個数とダンパ装置の温度上昇量Δ
Ｔとの関係を、トラック用ディーゼルエンジンのクラン
ク軸に装着されるダンパ装置について調べた結果を示す
ものである。図中の曲線Ｘで示すように、冷却フィン２
６の個数が少なく放熱面積が小さいときに温度上昇量が
大きく、フィン数が２８〜４８個の範囲で十分に低い温
度上昇量となり、４８個以上では温度上昇量が略サチュ
レートとしてフィン数増加の放熱効果が略一定となるの
で、ケーシング１２の鋳造用型の複雑化、鋳造品質の低
下等も考慮すると冷却フィン数は２８〜４８個の範囲が
有利であることが確認された。上記のように、２８個な
いし４８個の冷却フィン２６を備えた第１及び第２実施
形態に係るダンパ装置の温度上昇量ΔＴは１６個の冷却
フィン２６を有するに過ぎない既提案のダンパ装置に較
べ略３０％減の温度上昇量となり、相応して第１及び第
２実施形態ではシリコンオイルの早期劣化が防止され
て、ダンパ装置の耐久性及び信頼性が向上する。

【００１５】図６は、上記冷却フィン２６の個数、従っ
て溝３０の個数の範囲内で、溝３０の中心角α_１と冷却
フィン２６の中心角α_２との比α_１／α_２と、ケーシン
グ１２の剛性との関係、及びケーシング１２の前記無駄
重量Ｍ_０との関係を示した線図である。図中曲線Ｙ_１で
示されているように、α_１／α_２が１．４未満の領域で
は、ケーシング剛性の向上効果は、殆んどサチュレート
してさほどの向上効果が得られないのに対し、直線Ｙ_２
で示されているように無駄重量Ｍ_０のみが徒らに増大す
る。一方、α_１／α_２が２．０を超えると、ケーシング
の剛性が急激に低下するので、α_１／α_２＝１．４〜
２．０の範囲とするのが最も好適である。

【００１６】

【発明の効果】叙上のように、本発明に係るダンパ装置
は、回転軸に固着されて同回転軸と一体に回転し外周部
分に環状溝を備えたケーシングと、同ケーシングの環状
溝の開口端に装着され同環状溝と協働して環状の閉空間
を形成する環状カバーと、上記環状空間内にその内壁面
との間に小間隙を存し挿入された環状の慣性体と、上記
環状閉空間と慣性体との隙間に封入された高粘度液体
と、上記ケーシングの外側面に夫々半径方向に延在して
形成され円周方向に交互に配設された多数の冷却フィン
及び溝とを備え、上記冷却フィン及び溝が、各々全周に
わたり実質的に同一の正面形状を有すると共に、半径方
向内方から外方に向って漸増する幅を有するように形成
されたことを特徴とし、放熱性能が優れ、従って封入さ
れたシリコンオイル等高粘度液体の早期劣化を効果的に
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
ができ、しかも軽量でケーシングのバランスとりを容易
かつ低コストで行なうことができ、さらに無駄な重量が
小さく、従って制振機能が優れたダンパ装置を提供し得
る利点がある。また、本発明において、上記溝及び冷却
フィンが、上記回転軸の軸線を中心とする扇形状に夫々
形成され、上記溝の中心角をα_１、冷却フィンの中心角
をα_２としたとき、α_１／α_２＝１．４〜２．０となる
ように構成することによって、ケーシングの剛性を確保
しながら無駄重量を小さくし、かつ放熱性能を一層向上
し得る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。

【図２】図１の矢印ＩＩ方向から視た部分的正面図であ
る。

【図３】本発明の第２実施形態を示す断面図である。

【図４】図３の矢印ＩＶ方向から視た部分的正面図であ
る。

【図５】本発明における冷却フィン数とダンパ温度上昇
量との関係を示した線図である。

【図６】本発明においてケーシングに設けられる冷却フ
ィン間の溝の中心角α_１と冷却フィンの中心角α_２の比
α_１／α_２と、ケーシングの剛性、無駄重量との関係を
示した線図である。

【図７】既提案ダンパ装置を示す断面図である。

【図８】図７の矢印ＶＩＩＩ方向から視た部分的正面図
である。

【符号の説明】

１０…ダンパ装置、１２…ケーシング、１４…ボルト
孔、１６…フランジ部、１８…環状カバー、２０…環状
の閉空間、２２…慣性体、２６…冷却フィン、３０…
溝、３２…バランス孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸に固着されて同回転軸と一体に回
転し外周部分に環状溝を備えたケーシングと、同ケーシ
ングの環状溝の開口端に装着され同環状溝と協働して環
状の閉空間を形成する環状カバーと、上記環状空間内に
その内壁面との間に小間隙を存し挿入された環状の慣性
体と、上記環状閉空間と慣性体との隙間に封入された高
粘度液体と、上記ケーシングの外側面に夫々半径方向に
延在して円周方向に交互に配設された多数の冷却フィン
及び溝とを備え、上記冷却フィン及び溝が、各々全周に
わたり実質的に同一の正面形状を有すると共に、半径方
向内方から外方に向って漸増する幅を有するように形成
されたことを特徴とするダンパ装置。
【請求項２】上記溝及び冷却フィンが、上記回転軸の
軸線を中心とする扇形状に夫々形成され、上記溝の中心
角をα_１、冷却フィンの中心角をα_２としたとき、α_１
／α_２＝１．４〜２．０となるように構成されたことを
特徴とする請求項１記載のダンパ装置。