JPH10299835A - 機械式ねじり振動減衰装置 - Google Patents

機械式ねじり振動減衰装置

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JPH10299835A
JPH10299835A JP10049844A JP4984498A JPH10299835A JP H10299835 A JPH10299835 A JP H10299835A JP 10049844 A JP10049844 A JP 10049844A JP 4984498 A JP4984498 A JP 4984498A JP H10299835 A JPH10299835 A JP H10299835A
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torsional vibration
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vibration damping
damping device
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Ulrich Rohs
ウルリッヒ・ロース
Hans Rohs
ハンス・ロース
Dietmar Heidingsfeld
デイートマール・ハイデイングスフエルト
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Rohs Voigt Patentverwertungs GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな周方向力の場合に対向するスラストピ
ストンの衝突を回避するために、および一次部品と二次
部品の間の周方向の力に、減衰作用を適切に適合させる
ために、全負荷範囲にわたって適切な減衰作用を生じる
機械式ねじり振動減衰装置を提供する。 【解決手段】 一次部品１と二次部品２は、一次部品と
二次部品の接触面に作用する接線方向の圧縮ばね７とス
ラストピストン６とからなる弾性および減衰機構を介し
て連結されている。一次部品と二次部品の間に、付加的
な減衰手段１４が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械式ねじり振動
減衰装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両エンジン構造において、点火順序に
従ってエンジンによって生じるねじり振動が被駆動トレ
ーンに伝達されるという問題がある。このねじり振動は
特に、振動数が装置の固有振動数に追随するときに起こ
る。これは特に、空転時、しかも負荷切換え状況のとき
に不快に感じられる。
【０００３】これを回避するために、いわゆる機械式ね
じり振動減衰装置のいろいろな構造が知られている。こ
のねじり振動減衰装置の場合、エンジンのクランク軸に
連結された一次部品と、クラッチに連結された二次部品
との間に、ばねまたは液圧部品の形をした弾性的な減衰
手段が設けられている。しかし、公知の装置は、駆動装
置の作動スペクトルの一部だけしか含まず、残りの負荷
範囲において働かないという問題がある。この問題は、
この負荷範囲のために、伝達される回転モーメントと回
転数に対応する大きなばね力と減衰作用が必要であり、
空転時には空転連結解除を達成するために小さなばね力
だけが存在すればよく、減衰作用は不要であるというこ
とにある。しかし、臨界的な回転数範囲、すなわち、固
有振動数の範囲の回転数では、非常に大きな減衰作用が
必要である。なぜなら、そうしないと、一次側に対する
回転加速度が過剰に高まるからである。この回転数範囲
は特に、エンジンの始動の際、しかも負荷切換え状況で
発生する。共振する場合、定格モーメントの何倍にも達
する動的モーメントが生じる。
【０００４】まだ考慮していない技術水準として、ドイ
ツ連邦共和国特許第１９５４４８３２号公報がある。こ
の公報から、一次部品と二次部品を備えた機械式ねじり
振動減衰装置が知られている。この一次部品と二次部品
は、力を伝達する弾性および減衰機構を介して連結さ
れ、この減衰機構は一次部品と二次部品の接触面に作用
する接線方向の圧縮ばねとスラストピストンからなって
いる。この継手は回転する駆動ディスクと、この駆動デ
ィスクに対して同軸である同じ方向に回転する被駆動デ
ィスクとからなり、この被駆動ディスクは弾性的に力を
伝達するための手段を備えている。この場合、駆動ディ
スクは被駆動ディスクに部分的にかぶさり、かぶさった
部分の内面に周囲にわたって分配配置された半径方向の
ポケットを備えている。このポケットの外周面は外周端
部に向かってややくさび状に駆動ディスクの方に先細に
なっている。被駆動ディスクの外周面は横断面が多角形
である。ポケット内には対をなすくさび状のスラストピ
ストンが設けられている。このスラストピストンは少な
くとも１個の圧縮ばねによって互いに離れるように保持
されている。スラストピストンは被駆動ディスクの外周
面寄りのその側が平らにまたはやや湾曲するように形成
され、駆動ディスクまたはスラストピストンに圧縮ばね
が設けられている。この圧縮ばねは被駆動ディスクに作
用し、空転時に駆動ディスクから被駆動ディスクに戻し
モーメントだけを作用させ、摩擦力は加えない。
【０００５】この公報を内容的に完全に引き合いに出
す。なぜなら、本願がこの先行出願を発展継続したもの
であるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】大きな周方向力の場合
に対向するスラストピストンの衝突を回避するために、
および一次部品と二次部品の間の周方向の力に、減衰作
用を適切に適合させるために、本発明の根底をなす課題
は、全負荷範囲にわたって適切な減衰作用を生じる機械
式ねじり振動減衰装置を開発することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従
い、一次部品と二次部品が、一次部品と二次部品の接触
面に作用する接線方向の圧縮ばねとスラストピストンか
らなる弾性および減衰機構を介して連結され、一次部品
と二次部品の間に付加的な減衰手段が設けられているこ
とによって解決される。
【０００８】普通の負荷状態では、ドイツ連邦共和国特
許第１９５４４８３２号公報によって知られている、接
線方向の圧縮ばねとスラストピストンからなる、一次部
品と二次部品の間に設けられた弾性および減衰機構だけ
が作用する。これに対して、補正すべき大きな回転モー
メントひいては一次部品と二次部品の間の大きな回転角
度が減衰機構に発生すると、すなわち一次部品と二次部
品の間の予め定めた相対回転角度（遊びなし）を超える
と、加わったエネルギーがそのとき作用し始める付加的
な減衰手段によって摩擦により熱に変換され、減衰機構
から除去されるので、一次側よりも高くならない。
【０００９】本発明の有利な実施形は従属請求項の対象
である。減衰手段が一次部品と二次部品の溝内に特に遊
びなしに挿入された引きずり摩擦リングを備え、この引
きずり摩擦リングが溝と反対側に駆動カムを備え、この
駆動カムが二次部品または一次部品に形成された凹部に
遊びをもって係合していると、特に有利である。
【００１０】摩擦作業は半径方向に見て、引きずり摩擦
リングの外面と内面と、この内面と外面に接触する溝の
側で行われる。この実施形は特にコンパクトで低価格で
あり、既存の機械式ねじり振動減衰装置に容易に統合す
ることができる。引きずり摩擦リングが軸シールリング
のように開放した中空プロフィルを有し、この中空プロ
フィル内に、巻いた金属ばね、ゴム製Ｏリング等が収容
されていると有利である。ゴムリングとして特にＯリン
グが提案される。その際、巻いた金属ばね、ゴム製Ｏリ
ング等は、引きずり摩擦リングを半径方向に予備付勢す
るための手段として作用する。この構成により、溝の壁
に対する引きずり摩擦リングの単位面積あたりの押圧
力、ひいては引きずり摩擦リングの減衰特性を、挿入さ
れる要素を変えることによって特別な用途（エンジンの
種類、出力および定格モーメント）に適合させることが
できる。
【００１１】しかし、ゴム製Ｏリングによって軸方向の
力を一次部品または二次部品に伝達することも可能であ
る。引きずり摩擦リングの上記の実施形は、角度に左右
されない摩擦を有する。しかし、所定の用途の場合に
は、引きずり摩擦リングとこの引きずり摩擦リングを収
容する溝が周方向において不均一な幅を有することが重
要である。
【００１２】有利な実施形では、引きずり摩擦リングが
互いに係合する少なくとも２つの部分を備え、この部分
の間にグリース充填物（油脂充填物）が設けられてい
る。この構成により、クーロンの摩擦の代わりに、所定
の用途にとって重要である、速度に比例する剪断摩擦が
グリース充填物内に発生する。減衰手段が周方向に中断
された締付けリングを備えていることにより、有利な構
造が得られる。
【００１３】引きずり摩擦リングと相対的に一次部品が
回転する際に定められる所定の摩擦上昇を得るために、
引きずり摩擦リングの駆動カムと一次部品の凹部および
または引きずり摩擦リングと二次部品の接触面を、乗り
上げ面、傾斜面または湾曲面によって形成することが提
案される。それによって、周方向の力に正確に依存する
摩擦が得られる。というのは、協働作用する２対の面
が、相対角度の増大時に軸方向に互いに押し合い、それ
によって角度に依存する摩擦を生じるからである。
【００１４】更に、引きずり摩擦リングを収容する溝が
軸方向にテーパー状（円錐形）に形成されていると有利
である。このようなテーパー状の形状は上記の傾斜面と
関連して、実際にきわめて良好な減衰結果をもたらす。
引きずり摩擦リングに対する要求の観点から、合成樹脂
が好ましい材料であることが判った。
【００１５】
【発明の実施の形態】複数の実施の形態が図に示してあ
る。次に、この実施の形態を詳しく説明する。図１にお
いて、参照数字１によって一次部品が示してある。この
一次部品はここでは駆動ディスクとして形成されてい
る。この一次部品に対して同軸に、被駆動ディスクまた
は二次部品２が設けられている。被駆動ディスク２の後
側には、クラッチ等の他のクラッチ要素を備えた図示し
ていないドライブトレーンが作用している。
【００１６】被駆動ディスク２はセンタリングボス３上
に装着されている。このセンタリングボスは軸方向にお
いてＺ字状のプロフィルを有し、駆動ディスク１に連結
されている。図２に示すように、駆動ディスク１は環状
部分４を備えている。この環状部分は被駆動ディスク２
の前側部分にかぶさり、その内面に、周囲に分配配置さ
れた半径方向のポケット５を備えている。このポケット
は両端の方へくさび状に先細になっている。
【００１７】各々のポケット５には、１対のスラストピ
ストン６が設けられている。このピストンは少なくとも
１個の圧縮ばね７によって離れる方向に押圧されてい
る。空転時に、スラストピストン６はポケット５の端部
に接触している。被駆動ディスク２の外周面８は横断面
が多角形に形成されている。これに応じて、被駆動ディ
スク２寄りのスラストピストン６の側９は、平らにまた
はやや湾曲するように形成されている。
【００１８】各々のポケット５の外周面１０は部分円筒
を形成している。この部分円筒の湾曲の中心はクラッチ
の回転軸線とほぼ一致しているかあるいはポケット５と
クラッチの回転軸線の間においてポケット５を通る半径
方向中心平面上にある。半径方向中心平面は回転軸線Ｄ
と、この回転軸線に対して垂直である、ポケットと交叉
する半径方向線とを含んでいる。
【００１９】スラストピストン６内には半径方向の穴１
１が設けられている。この穴内には小さな圧縮ばね１２
が設けられている。この圧縮ばねは伝達球１３によって
被駆動ディスク２の外周面８を押圧している。それによ
って、空転中戻しモーメントが駆動ディスクから被駆動
ディスクに加えられ、しかも摩擦力がないほど良好に加
えられる。
【００２０】駆動ディスク１が回転し、回転モーメント
が被駆動トレーン（ドライブトレーン）に伝達されると
きに、駆動ディスクは被駆動ディスク２と相対的に動
き、そしてその都度ポケット５内にある両スラストピス
トンの一方６を他方のスラストピストン６′の方へ動か
し、その際駆動ディスク１に摩擦力が加わる。この摩擦
力はねじり振動を減衰するために役立つ。
【００２１】しかし、例えば始動の瞬間に臨界回転数で
回転する場合のように、駆動ディスク１と被駆動ディス
ク２の間に発生する回転モーメントが大きすぎると、こ
の減衰機構だけでは充分ではなく、スラストピストン６
は互いに近接するかあるいは互いに衝突し得るであろ
う。これは不快な騒音をもたらし、長く続けばスラスト
ピストン６を破壊するであろう。
【００２２】従って、そのために、次に説明する本発明
による引きずり摩擦リング（ドラグ摩擦リング）１４が
設けられている。この引きずり摩擦リング１４は合成樹
脂製の環状部分として形成され、開放した中空プロフィ
ルを有する。この中空プロフィルは図１においてＵ字形
プロフィルとしてあるいは周方向に延びる溝１５として
示してある。この溝１５内には、図１の実施の形態では
巻いた金属ばね１６が設けられ、図５の実施の形態では
ゴム製Ｏリング１７が設けられている。この弾性的な要
素１６または１７は、所定の拡開力を引きずり摩擦リン
グ１４の側面１８に加える働きをする。
【００２３】周方向に延びる溝１５の開放側と反対の側
１９において、引きずり摩擦リング１４は周囲に分配配
置された駆動カム２０を備えている。引きずり摩擦リン
グ１４は周方向に延びる溝１５の開放側が、軸方向にほ
ぼテーパー状（円錐形）に形成された環状の溝２１内に
遊びなく挿入されている。このテーパー状の溝２１は被
駆動ディスク２内に形成され、引きずり摩擦リング１４
に形成された周方向に延びる溝１５の開放部の方へ先細
になっている。
【００２４】図３の展開図に示すように、引きずり摩擦
リング１４の駆動カム２０は周方向に遊びをもって、駆
動ディスク１の凹部２２に係合している。この遊びによ
り、接線方向の圧縮ばね７とスラストピストン６からな
る上記の弾性および減衰機構は、小さな振幅の際に自由
に作動することができる。一次部品１と引きずり摩擦リ
ング１３の間の接触力によって生じる小さな残留摩擦モ
ーメントだけが残る。
【００２５】振幅が大きくなりすぎると初めて、駆動カ
ム２０は駆動ディスク１の凹部２２の一方の側または他
方の側に当接する。それによって、引きずり摩擦リング
１４は摩擦作業を行いながら溝２１内で回転する。この
新しい位置で、小さな振幅が更に発生すると、上記の弾
性および減衰機構が作動する。図４に示した他の展開図
の場合には、引きずり摩擦リング１４の駆動カム２０′
と凹部２２′の縁部が丸められている。この丸め部は傾
斜面または湾曲線として形成することも可能である。丸
め部は当接範囲において一次部品１と引きずり摩擦リン
グ１４′を軸方向に離れるように押圧する働きをし、そ
れによって発生する摩擦を高めることができる。
【００２６】図５，６は引きずり摩擦リングの他の実施
の形態を示している。この場合、図５にはゴム製Ｏリン
グ１７が示してある。このＯリングは、溝２１内で引き
ずり摩擦リング１４を回転させるために必要な回転モー
メントを調節する。図６には二分割されて形成された引
きずり摩擦リング２３，２４が示してある。この場合、
第１の部分２３と第２の部分２４の間に、グリース充填
物（油脂充填物）２５が挿入されている。引きずり摩擦
リング２３，２４の部分２３，２４の相対運動により、
クーロン（Coulomb)の摩擦が発生しないで、グリース充
填物２２内で速度に比例する剪断摩擦が発生する。
【００２７】図７は、巻いた金属ばね１６′を有する引
きずり摩擦リング２６の他の実施の形態を示している。
引きずり摩擦リング２６は周方向において同じ内径およ
び同じ外径を有しておらず、比較的に幅の広い複数の範
囲２７と、比較的に狭い複数の範囲２８を備えている。
この範囲は被駆動ディスク２の溝３１内の対応して形成
された範囲２９，３０と協働する。これにより、加えら
れる摩擦モーメントが角度に依存する。すなわち、引き
ずり摩擦リング２６の幅の広い範囲２７が溝３１の狭く
なった範囲３０内に移動すると、摩擦モーメントが大き
くなる。これは所定の用途にとって有利である。
【００２８】図８には、駆動ディスク１および被駆動デ
ィスク２と協働作用する引きずり摩擦リング１４″が展
開して示してある。この場合、引きずり摩擦リング１
４″の駆動カム３２と駆動ディスク１の凹部３３は軸方
向において傾斜面３４，３５として形成されている。こ
れにより、大きな回転モーメントひいては回転角度のと
きに、引きずり摩擦リング１４″が軸方向に駆動ディス
ク２に押し付けられる。この駆動ディスク２の接触面に
は同様に傾斜面３６，３７が形成されている。この傾斜
面は角度に依存したクーロンの摩擦を生じる。
【００２９】図９は引きずり摩擦リング１４″′の他の
実施の形態を示している。この引きずり摩擦リングの場
合、弾性的な要素は薄板リング３８によって形成されて
いる。この薄板リングは圧縮ばね３９によって拡開され
る。薄板リング３８と圧縮ばね３９は、引きずり摩擦リ
ングとして作用する合成樹脂リング４０の内溝に設けら
れている。
【００３０】図１０には、特性曲線の重ね合わせに基づ
いて、引きずり摩擦リングを備えた本発明によるねじり
振動減衰装置の作用が示してある。グラフＡは従来の弾
性および減衰機構の通常の角度回転モーメント特性曲線
が示してある。グラフＢは引きずり摩擦リングの対応す
る特性曲線を示している。この場合、小さな摩擦モーメ
ントが自由角度４１内で発生し、比較的に大きな摩擦モ
ーメントが駆動４２，４３の範囲内で発生する。
【００３１】それぞれのループ４４，４５，４６によっ
て囲まれた面積は減衰エネルギーに一致している。この
減衰エネルギーは大きな角度振幅の際に機構から除去さ
れる。グラフＣはグラフＡとグラフＢの作用の重ね合わ
せであり、グラフＡに対して大幅に大きくなった減衰成
分を示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】巻いた金属ばねを備えた本発明による引きずり
摩擦リングの第１の実施の形態の軸方向部分断面図であ
る。
【図２】図１に示した本発明によるクラッチの横断面図
である。
【図３】図１の引きずり摩擦リングと一次部品の展開図
である。
【図４】他の引きずり摩擦リングと一次部品の展開図で
ある。
【図５】ゴム製Ｏリングを備えた本発明による引きずり
摩擦リングの第２の実施の形態の軸方向部分断面図であ
る。
【図６】グリース充填物を備えた本発明による引きずり
摩擦リングの第３の実施の形態の軸方向部分断面図であ
る。
【図７】半径方向に作用する摩擦を角度に依存して高め
る、本発明による引きずり摩擦リングの第４の実施の形
態の底面図である。
【図８】軸方向に作用する摩擦を角度に依存して高め
る、引きずり摩擦リングと一次部品と二次部品の展開図
である。
【図９】周方向において中断された締付けリングとして
の引きずり摩擦リングを示す図である。
【図１０】引きずり摩擦リングを備えた本発明によるね
じり振動減衰装置の作用を、特性曲線の重ね合わせとし
て示す概略的なグラフである。
【符号の説明】
１ 一次部品 ２ 二次部品 ６ スラストピストン ７ 圧縮ばね １４，１４′，１４″，１４″′，２３，２４，２６
引きずり摩擦リング １６ 金属ばね １７ ゴム製Ｏリング ２０ 駆動カム ２１ 溝 ２２，２２′ 凹部 ２５ グリース充填物 ３１ 溝 ３２ 駆動カム ３３ 凹部 ３４，３５，３６，３７ 傾斜面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイートマール・ハイデイングスフエルト ドイツ連邦共和国、52078 アーヒエン、 ボーデルシユウイングストラーセ、36

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一次部品（１）と二次部品（２）が、一
    次部品（１）と二次部品（２）の接触面に作用する接線
    方向の圧縮ばね（７）とスラストピストン（６）とから
    なる弾性および減衰機構を介して連結され、一次部品
    （１）と二次部品（２）の間に付加的な減衰手段（１
    ４，１４′；２３，２４；２６；１４″，１４″′）が
    設けられていることを特徴とする機械式ねじり振動減衰
    装置。
  2. 【請求項２】 付加的な減衰手段（１４，１４′；２
    ３，２４；２６；１４″，１４″′）が半径方向に作用
    することを特徴とする請求項１記載の機械式ねじり振動
    減衰装置。
  3. 【請求項３】 付加的な減衰手段（１４，１４′；２
    ３，２４；２６；１４″，１４″′）が環状であること
    を特徴とする請求項１または２記載の機械式ねじり振動
    減衰装置。
  4. 【請求項４】 減衰手段（１４，１４′；２３，２４；
    ２６；１４″，１４″′）が一次部品（１）と二次部品
    （２）の溝（２１）内に特に遊びなしに挿入された引き
    ずり摩擦リング（１４，１４′；２３，２４；２６；１
    ４″，１４″′）であり、この引きずり摩擦リングが溝
    （２１）と反対側に駆動カム（２０）を備え、この駆動
    カムが二次部品（２）または一次部品（１）に形成され
    た凹部（２２，２２′）に遊びをもって係合しているこ
    とを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の機
    械式ねじり振動減衰装置。
  5. 【請求項５】 引きずり摩擦リング（１４，１４′；２
    ３，２４；２６；１４″，１４″′）が軸シールリング
    のように開放した中空プロフィルを有し、この中空プロ
    フィル内に、巻いた金属ばね（１６）、ゴム製Ｏリング
    （１７）等が収容されていることを特徴とする請求項４
    記載の機械式ねじり振動減衰装置。
  6. 【請求項６】 引きずり摩擦リング（２６）とこの引き
    ずり摩擦リングを収容する溝（３１）が周方向におい
    て、均一でない幅を有することを特徴とする請求項４ま
    たは５記載の機械式ねじり振動減衰装置。
  7. 【請求項７】 引きずり摩擦リング（２３，２４）が互
    いに係合する少なくとも２個の部分（２３，２４）を備
    え、この部分の間にグリース充填物が設けられているこ
    とを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の機
    械式ねじり振動減衰装置。
  8. 【請求項８】 減衰手段（１４，１４′；２３，２４；
    ２６；１４″，１４″′）が周方向において中断された
    締付けリング（１４，１４′；２３，２４；２６；１
    ４″，１４″′）を備えていることを特徴とする請求項
    １〜７のいずれか一つに記載の７記載の機械式ねじり振
    動減衰装置。
  9. 【請求項９】 引きずり摩擦リング（１４″）の駆動カ
    ム（３２）と、一次部品（１）の凹部（３３）およびま
    たは引きずり摩擦リング（１４″）および二次部品
    （２）の接触面が、乗り上げ面、傾斜面（３４，３５，
    ３６，３７）または湾曲面を備えていることを特徴とす
    る請求項２〜８のいずれか一つに記載の機械式ねじり振
    動減衰装置。
  10. 【請求項１０】 引きずり摩擦リング（１４，１４′；
    ２３，２４；２６；１４″，１４″′）を収容する溝
    （２１）が軸方向にテーパー状に形成されていることを
    特徴とする請求項２〜９のいずれか一つに記載の機械式
    ねじり振動減衰装置。
  11. 【請求項１１】 引きずり摩擦リングが合成樹脂で作ら
    れていることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか一
    つに記載の機械式ねじり振動減衰装置。
JP10049844A 1997-03-03 1998-03-02 機械式ねじり振動減衰装置 Pending JPH10299835A (ja)

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