JPH10227333A - ダイナミックダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機器の回転部分の捩り振動を低減し、ダイナ
ミックダンパ５のハブ１０自体からの騒音の発生を抑制
する。 【解決手段】 ハブ１０の外周筒状部１２に、環状段差
部１２３を境にして、第一の取付部１２１と、それより
も大径であってテーパ状の第二の取付部１２２が形成さ
れている。第一の取付部１２１の外周には第一の質量体
２１と第一のエラストマ部材２２を備える第一のダンパ
ユニット２０が設けられ、第二の取付部３０の外周には
第二の質量体３１と第二のエラストマ部材３２を備える
第二のダンパユニット３０が設けられ、第一のダンパユ
ニット２０の捩り方向固有振動数よりも第二のダンパユ
ニット３０の捩り方向固有振動数のほうが高く設定され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スプロケットや各
種回転軸等、機器の回転部分に生じる捩り振動を捩り方
向の共振動作によって動的に吸収するダイナミックダン
パに関する。

【０００２】

【従来の技術】機器の回転部分には、種々の原因によっ
て、回転に伴い捩り振動（回転方向への振動）を生じ
る。例えば、自動車等の内燃機関におけるカムシャフト
やインジェクションポンプは、カムによるリフティング
動作や、ポンプの内圧変化に起因して、スプロケットを
含む回転体は、その慣性質量と、前記スプロケットに掛
けられて動力の授受を行うベルトの張力によるバネ定数
とによる共振系を構成するため、一定の回転数域におい
て捩り共振現象を発生し、内燃機関の燃焼行程等の動作
に悪影響を及ぼしたり、前記ベルトの荷重変動が大きく
なるといった問題がある。そこで従来、このようなスプ
ロケット等の捩り振動を低減するために、ハブ及びその
外周に配置した環状の質量体を弾性体で連結した構造の
ダイナミックダンパを装着することが知られている。こ
のダイナミックダンパは、所定の振動数領域の捩り振動
の入力によって、質量体及び弾性体からなる共振系が入
力振動とは異なる位相角で捩り方向に共振運動し、これ
によって動的吸振作用を発揮するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この種のダイ
ナミックダンパは、次のような問題が指摘される。 (1) 有効に吸振し得る振動数域が狭い。 (2) ハブが金属板で成形されたものは、回転軸の軸方向
の振動等が伝達されることによって拡声器のように作用
し、放射音を発生することがある。

【０００４】本発明は、このような事情のもとになされ
たもので、その主な技術的課題は、機器の回転部分の捩
り振動を有効に抑えると共に、騒音の発生を有効に抑制
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記従来の技術的課題
は、本発明によって有効に解決することができる。すな
わち本発明に係るダイナミックダンパは、外周筒状部の
基端側に形成された第一の取付部及びこの第一の取付部
よりも大径であって前記外周筒状部の開放端側に形成さ
れた第二の取付部を有するカップ状のハブと、前記第一
の取付部の外周に同心的に配置された環状の第一の質量
体及びこの第一の質量体を前記第一の取付部に弾性的に
連結する第一のエラストマ部材からなる第一のダンパユ
ニットと、前記第二の取付部の外周に同心的に配置され
た環状の第二の質量体及びこの第二の質量体を前記第二
の取付部に弾性的に連結する第二のエラストマ部材から
なり前記第一のダンパユニットと固有振動数の異なる第
二のダンパユニットとを備える。この構成によれば、固
有振動数が互いに異なる第一及び第二のダンパユニット
によって、広い振動数域で捩り振動を吸振することがで
きる。

【０００６】本発明において一層好ましい構成として
は、第一の質量体と第二の質量体との互いの対向端面間
に、この対向端面のうちの一方又は双方と摺動される摺
動部材が介在される。先に述べたように、第一のダンパ
ユニットと第二のダンパユニットは固有振動数が互いに
異なるため、第一のダンパユニットの捩り方向共振時あ
るいは第二のダンパユニットの捩り方向共振時に、第一
の質量体と第二の質量体が円周方向に対して互いに相対
変位し、これに伴って摺動部材との摺動を生じる。この
ため第一のエラストマ部材あるいは第二のエラストマ部
材の内部摩擦による減衰作用に加えて摺動抵抗による減
衰作用が発現され、振動に対する減衰力が高められる。

【０００７】本発明において一層好ましい他の構成とし
ては、ハブの外周筒状部の第二の取付部側が外周側かつ
第一の質量体側への折り返し形状を呈し、この折り返し
部分と第一のダンパユニットとで囲まれた環状の空間が
小孔を介して前記ハブの外部に開放されてなる。このよ
うな構成は、ハブからの放射音や他の音源からの騒音を
吸収するのに有効であり、かつ第一及び第二のエラスト
マ部材からの放熱性の向上にも有効である。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るダイナミッ
クダンパの第一の実施形態として、内燃機関のスプロケ
ットの捩り振動低減手段として用いた例を示すものであ
る。この図１において、参照符号１は内周部１ａが内燃
機関のカムシャフト２の軸端にボルト３により固定され
たスプロケットで、前記内燃機関のクランクシャフトか
らの回転駆動力がチェーン又はベルト４を介して伝達さ
れることにより、カムシャフト２を回転させるものであ
る。本実施形態のダイナミックダンパ５は、金属板から
なるハブ１０と、このハブ１０の外周に軸方向に並んで
設けられた第一及び第二のダンパユニット２０，３０と
を有し、ハブ１０の内周径方向部１１が、ボルト３によ
ってカムシャフト２の軸端にスプロケット１の内周部１
ａと共に固定されている。

【０００９】ハブ１０は、内周径方向部１１及びその外
周端から延在された外周筒状部１２を有するカップ状を
呈するものであって、前記外周筒状部１２の軸方向中間
部分には環状段差部１２３が形成されており、この環状
段差部１２３を境にして、基端１２ａ側（内周径方向部
１１側）の第一の取付部１２１と、それよりも大径であ
って開放端１２ｂ側（正面側）の第二の取付部１２２が
形成されている。

【００１０】第一のダンパユニット２０は、前記第一の
取付部１２１の外周面に嵌着された金属製のスリーブ２
３と、その外周側に同心的に配置された環状の第一の質
量体２１との互いの対向周面間に、環状の第一のエラス
トマ部材２２が一体的に加硫成形された構造を有する。
また、第二のダンパユニット３０は、前記第二の取付部
１２２と、その外周に同心的に配置された環状の第二の
質量体３１との対向周面間に、環状の第二のエラストマ
部材３２を一体的に加硫成形してなる構造を有する。

【００１１】ハブ１０の外周筒状部１２における第二の
取付部１２２は外周筒状部１２の開放端１２ｂへ向けて
漸次大径になるテーパ状を呈し、その外周側に設けられ
た第二のダンパユニット３０における第二の質量体３１
の内周面は前記第二の取付部１２２とほぼ対応するテー
パ状を呈するため、その間に介在する第二のエラストマ
部材３２もテーパ状を呈する。この第二のエラストマ部
材３２は、第一のエラストマ部材２２よりも全体として
外周側にあることや、形状の相違等によって、捩り方向
に対する剪断バネ定数が第一のエラストマ部材２２より
も高く、前記第二の質量体３１は第一の質量体２１より
も質量が小さいものとなっている。このため、第一のダ
ンパユニット２０の捩り方向固有振動数よりも第二のダ
ンパユニット３０の捩り方向固有振動数のほうが高く設
定されている。また、これらの固有振動数は、振動低減
対象であるスプロケット１及びカムシャフト２を含む回
転体に捩り共振を発生する振動数域に合わせて設定され
る。

【００１２】上記第一の実施形態によれば、第一のダン
パユニット２０と第二のダンパユニット３０に互いに異
なる固有振動数を与えたことによって、スプロケット１
及びカムシャフト２を含む回転体の捩り方向共振を広い
回転数域で吸振する。したがって、内燃機関の燃焼行程
等の動作への悪影響や、チェーン又はベルト４の荷重変
動を抑えることができる。

【００１３】また、第一のダンパユニット２０における
第一のエラストマ部材２２が過大変形や熱負荷等によっ
て万一破損しても、ハブ１０の外周筒状部１２における
テーパ状の第二の取付部１２２及び第二のダンパユニッ
ト３０が第一のダンパユニット２０に対する抜け止めと
して機能しているため、第一の質量体３１が脱落してし
まうことはない。更に、第二のダンパユニット３０にお
ける第二のエラストマ部材２２が過大変形等によって万
一破損しても、ハブ１０の外周筒状部１２における第二
の取付部１２２と第二の質量体３１の対向周面が開放端
１２ｂ側へ向けて大径になるテーパ状を呈するため、第
二の質量体３１が図中左側へ脱落してしまうようなこと
はない。

【００１４】次に図２は、本発明に係るダイナミックダ
ンパ５の第二の実施形態を示すものであり、上述の第一
の実施形態と同様の構成に加えて、第一のダンパユニッ
ト２０と第二のダンパユニット３０の間に摺動部材４０
を介在させた構成を備えるものである。前記摺動部材４
０は、硬質のエラストマ、合成樹脂あるいは金属からな
る円盤状を呈するものであって、その外周部４１の厚さ
方向（軸方向）両面がそれぞれ第一のダンパユニット２
０の第一の質量体２１及び第二のダンパユニット３０の
第二の質量体３１の互いの対向端面２１ａ，３１ａと摺
動自在に接触しており、薄肉に形成された内周部４２は
ハブ１０の外周筒状部１２の環状段差部１２３と第一の
ダンパユニット２０におけるスリーブ２３との間に適当
な隙間をもって保持されている。

【００１５】上記構成によれば、所定の振動数域の捩り
振動が入力されると、第一のダンパユニット２０又は第
二のダンパユニット３０が入力振動とは異なる位相角で
捩り方向に共振運動することによって前記捩り振動に対
する動的吸振が行われ、第一のエラストマ部材２２又は
第二のエラストマ部材３３が繰り返し変形されることに
よる内部摩擦によって振動エネルギを減衰させる。また
同時に、摺動部材４０の外周部４１が、前記共振運動に
よる第一のダンパユニット２０と第二のダンパユニット
３０の円周方向相対変位に伴って、第一及び第二の質量
体２１，３１の対向端面２１ａ，３１ａの一方又は双方
と円周方向に摺動するので、第一のエラストマ部材２２
又は第二のエラストマ部材３３の内部減衰作用に加えて
摺動による減衰作用が与えられ、優れた振動減衰性が実
現される。

【００１６】次に図３は、本発明に係るダイナミックダ
ンパ５の第三の実施形態を示すものであり、すなわち上
述の第二の実施形態における円盤状の摺動部材４０に代
えて、軸心Ｏを中心とする同心円状に延びる複数のリッ
プ５２を備えるエラストマ製の摺動部材５０を設けてな
る構成としたものである。前記摺動部材５０は、円盤状
の基盤部５１が第二のダンパユニット３０における第二
の質量体３１の第一のダンパユニット２０側の端面３１
ａに定着されており、この基盤部５１から突出された複
数のリップ５２が、第一のダンパユニット２０における
第一の質量体２１の第二のダンパユニット３０側の端面
２１ａと円周方向摺動自在に接触されている。また、各
リップ５２，５２の間にはグリース５３が介在されてい
る。

【００１７】上記構成によれば、第一のダンパユニット
２０又は第二のダンパユニット３０による動的吸振が行
われるのと同時に、摺動部材５０の各リップ５１が、前
記共振運動による第一のダンパユニット２０と第二のダ
ンパユニット３０の円周方向相対変位に伴って、第一の
ダンパユニット２０における第一の質量体２１の端面２
１ａと円周方向に摺動し、捩り振動が減衰される。

【００１８】なお、図３では摺動部材５０の基盤部５１
が第二の質量体３１側に定着され、リップ５２が第一の
質量体２１に摺接しているが、これとは逆に、前記基盤
部５１を第一の質量体２１側に定着し、リップ５２を第
二の質量体３１に摺接させるようにしても、同等の効果
が得られる。

【００１９】次に図４は、本発明に係るダイナミックダ
ンパ５の第四の実施形態を示すものである。この実施形
態においては、ハブ１０の外周筒状部１２における第二
の取付部１２２が、前記外周筒状部１２の開放端１２ｂ
から外周側へ展開された外周径方向部１２４を介して、
第一の質量体２１側へ折り返すように形成されており、
第一乃至第三の実施形態と同様、正面側へ向けて漸次大
径になるテーパ状を呈する。そして、この第二の取付部
１２２及び外周径方向部１２４を含む折り返し部分と、
第一のダンパユニット２０とで囲まれた環状の空間Ｓ
が、前記外周径方向部１２４に円周方向所定間隔で開設
された複数の小孔１２４ａを介して前記ハブ１０の正面
側に開放されている。

【００２０】第一及び第二のダンパユニット２０，３０
は、先に述べた第一乃至第三の実施形態と同様の構成を
有する。すなわち、第一のダンパユニット２０は、その
スリーブ２３がハブ１０の外周筒状部１２における基端
１２ａ側の第一の取付部１２１の外周面に嵌着されてお
り、また第二のダンパユニット３０は、その第二の質量
体３１の内周面がハブ１０の第二の取付部１２２とほぼ
対応するテーパ状を呈し、第二のエラストマ部材３２が
前記第二の取付部１２２の外周面と前記第二の質量体３
１の内周面に一体的に加硫接着されている。

【００２１】第一のダンパユニット２０と第二のダンパ
ユニット３０には互いに異なる固有振動数が与えられて
おり、このためスプロケット１及びカムシャフト２を含
む回転体の捩り方向共振を広い回転数域で吸振すること
ができる。また、第一のダンパユニット２０における第
一のエラストマ部材２２が万一破損しても、ハブ１０の
第二の取付部１２２及び第二のダンパユニット３０が第
一のダンパユニット２０に対する抜け止めとして機能し
ているため、第一の質量体３１が脱落してしまうことは
なく、第二のダンパユニット３０における第二のエラス
トマ部材２２が万一破損しても、ハブ１０の外周筒状部
１２における第二の取付部１２２と第二の質量体３１の
対向周面が開放端１２ｂ側へ向けて大径になるテーパ状
を呈するため、第二の質量体３１が脱落してしまうよう
なことはない。

【００２２】そしてこの第四の実施形態によれば、ハブ
１０における第二の取付部１２２及び外周径方向部１２
４を含む折り返し部分と、第一のダンパユニット２０と
で囲まれた環状の空間Ｓが、前記外周径方向部１２４に
円周方向所定間隔で開設された複数の小孔１２４ａを介
して前記ハブ１０の正面側に開放されていることによっ
て、ハブ１０からの放射音や他の音源からの騒音を有効
に吸収することができる。これは、複数の小孔１２４ａ
の開設によって、ハブ１０が軸方向に振動した場合の音
の放射量が減少することや、前記空間Ｓと小孔１２４ａ
とが一種のヘルムホルツ共鳴器を構成してヘルムホルツ
の共鳴理論による吸音機能を奏し得るからである。

【００２３】また、先に説明したように、第一のエラス
トマ部材２２及び第二のエラストマ部材３２は、内部摩
擦によって運動エネルギの一部を熱に変換し、すなわち
第一及び第二のダンパユニット２０，３０の共振運動に
よる繰り返し変形を受けて発熱するが、ハブ１０の外周
径方向部１２４に開設した小孔１２４ａは、第一及び第
二のダンパユニット２０，３０間への空気の流通を促す
ので、前記熱が外部へ効率良く放出される。このため、
熱による第一及び第二のエラストマ部材２２，３２の劣
化が有効に防止される。

【００２４】なお、ハブ１０の外周径方向部１２４の小
孔１２４ａは、図５に第五の実施形態を示すように、半
径方向に互いに異なる位置に複数列開設しても良い。

【００２５】また図６に示す第六の実施形態は、第二の
取付部１２２を図４及び図５とは傾斜方向が逆のテーパ
状、すなわち正面側へ向けて漸次小径になるテーパ状と
したものであり、上述の原理による音の低減作用に加
え、外周径方向部１２４自体の面積を小さくすることに
よって放射音の音圧の減少を図っている。

【００２６】更に図７に示す第七の実施形態は、図４に
示す実施形態と、図２に示す実施形態の双方の特徴を有
するものである。すなわち、外周径方向部１２４及び第
二の取付部１２２を含むハブ１０の折り返し部分と第一
のダンパユニット２０とで囲まれた環状の空間Ｓが、外
周径方向部１２４に円周方向所定間隔で開設された複数
の小孔１２４ａを介して前記ハブ１０の正面側に開放さ
れており、第一のダンパユニット２０と第二のダンパユ
ニット３０の間に介在させた円盤状の摺動部材４０の外
周部４１の厚さ方向両面が、第一のダンパユニット２０
の第一の質量体２１及び第二のダンパユニット３０の第
二の質量体３１の互いの対向端面２１ａ，３１ａと摺動
自在に接触されている。

【００２７】したがって、この実施形態においては、固
有振動数の異なる第一及び第二のダンパユニット２０，
３０を有することによる吸振領域の拡大と、摺動部材４
０による振動減衰の向上と、小孔１２４ａによる騒音低
減効果や放熱効果が実現される。この場合の摺動部材４
０は、図３に示すようなリップ状の摺動部材５０に代え
ても良い。

【００２８】なお、図示の各実施形態によるダイナミッ
クダンパ５は、典型的には図１に示すようにスプロケッ
ト１に装着されるが、これは限定されるものではなく、
例えばプーリなど、捩り振動を発生する種々の回転体の
振動低減手段として適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係るダイナミックダンパよる
と、次のような効果が実現される。 (1) 有効に吸振し得る振動数域が広くなり、吸振性能が
向上する。 (2) 回転軸の軸方向の振動等が伝達されることによるハ
ブからの放射音を、ハブに開設した小孔により低減する
ことができる。 (3) 摺動部材によって、振動に対する減衰力が向上す
る。 (4) ハブに開設した小孔によりエラストマ部材からの放
熱性が良く、エラストマ部材の劣化が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るダイナミックダンパの第一の実施
形態を、内燃機関のスプロケット及びカムシャフトと共
に軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図２】本発明に係るダイナミックダンパの第二の実施
形態を軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図３】本発明に係るダイナミックダンパの第三の実施
形態を軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図４】本発明に係るダイナミックダンパの第四の実施
形態を軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図５】本発明に係るダイナミックダンパの第五の実施
形態を軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図６】本発明に係るダイナミックダンパの第六の実施
形態を軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【図７】本発明に係るダイナミックダンパの第七の実施
形態を軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

【符号の説明】

１ スプロケット ２ カムシャフト ３ ボルト ４ チェーン又はベルト ５ ダイナミックダンパ １０ ハブ １１ 内周径方向部 １２ 外周筒状部 １２１ 第一の取付部 １２２ 第二の取付部 １２３ 環状段差部 １２４ 外周径方向部 １２４ａ 小孔 ２０ 第一のダンパユニット ２１ 第一の質量体 ２１ａ，３１ａ 対向端面 ２２ 第一のエラストマ部材 ２３ スリーブ ３０ 第二のダンパユニット ３１ 第二の質量体 ３２ 第二のエラストマ部材 ４０，５０ 摺動部材 ４１ 外周部 ５１ 基盤部 ５２ リップ ５３ グリース Ｓ 空間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周筒状部（１２）の基端（１２ａ）側
   に形成された第一の取付部（１２１）及びこの第一の取
   付部（１２１）よりも大径であって前記外周筒状部（１
   ２）の開放端（１２ｂ）側に形成された第二の取付部
   （１２２）を有するカップ状のハブ（１０）と、 前記第一の取付部（１２１）の外周に同心的に配置され
   た環状の第一の質量体（２１）及びこの第一の質量体
   （２１）を前記第一の取付部（１２１）に弾性的に連結
   する第一のエラストマ部材（２２）からなる第一のダン
   パユニット（２０）と、 前記第二の取付部（１２２）の外周に同心的に配置され
   た環状の第二の質量体（３１）及びこの第二の質量体
   （３１）を前記第二の取付部（１２２）に弾性的に連結
   する第二のエラストマ部材（３２）からなり前記第一の
   ダンパユニット（２０）とは固有振動数の異なる第二の
   ダンパユニット（３０）とを備えることを特徴とするダ
   イナミックダンパ。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、 第一の質量体（２１）と第二の質量体（３１）との互い
   の対向端面（２１ａ，３１ａ）間に、この対向端面（２
   １ａ，３１ａ）のうちの一方又は双方と摺動される摺動
   部材（４０，５０）が介在されてなることを特徴とする
   ダイナミックダンパ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の記載において、 ハブ（１０）の外周筒状部（１２）の第二の取付部（１
   ２２）側が外周側かつ第一の質量体（２１）側への折り
   返し形状を呈し、この折り返し部分と第一のダンパユニ
   ット（２０）とで囲まれた環状の空間（Ｓ）が小孔（１
   ２４ａ）を介して前記ハブ（１０）の外部に開放されて
   なることを特徴とするダイナミックダンパ。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかの記載におい
   て、 ハブ（１０）がスプロケット（１）に同心的に取り付け
   られたことを特徴とするダイナミックダンパ。