(57)【要約】【課題】製造コストを低減できる一方で、そのコンパクトな外側寸法を維持できるねじり振動ダンパを提供すること。【解決手段】本発明のダンパは、外側ハウジング１１と、外側ハウジングに対して同心の内側部品１２と、外側ハウジングと内側部品との間に形成され、制振媒体で満たされるとともに、オーバーフローチャンネル１４を通じて互いに接続される複数のチャンバ１３と、チャンバ内に配置され、外側ハウジングと内側部品とをねじりに対して可撓性を有する態様で互いに連結する複数のリーフスプリングアセンブリ１６、１７、１６’、１７’とを備える。リーフスプリングアセンブリは機械加工誘発偏向を有する。ほぼ同様の偏向を伴う２つのリーフスプリングアセンブリはそれぞれ１つのチャンバ内に配置される。リーフスプリング対は、鏡像配列で配置されてもよく、または、互いに平行に配置されてもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側ハウジング（１１）と、
前記外側ハウジング（１１）に対して同心の内側部品（１２）と、
前記外側ハウジング（１１）と前記内側部品（１２）との間に形成され、制振媒体で満たされるとともに、オーバーフローチャンネル（１４）を通じて互いに接続される複数のチャンバ（１３）と、
前記チャンバ（１３）内に配置され、前記外側ハウジング（１１）と前記内側部品（１２）とをねじりに対して可撓性を有する態様で連結する複数のリーフスプリングアセンブリ（１６、１７、１６’、１７’；１１６、１１７；２１６、２１７）と、
を備えるねじり振動ダンプにおいて、
前記リーフスプリングアセンブリ（１６、１７、１６’、１７’；１１６、１１７；２１６、２１７）が機械加工誘発偏向を有し、ほぼ同様の偏向を伴う２つのリーフスプリングアセンブリがそれぞれ１つの前記チャンバ（１３；１１３）内に配置されることを特徴とする、ねじり振動ダンパ。
【請求項２】
ほぼ同様の偏向を伴う２つのリーフスプリング（１６、１７、１６’、１７’）がそれぞれ、前記内側部品（１２）の周方向に沿って前記内側部品（１２）に形成される溝（２０）によって鏡像配列で支持されることを特徴とする、請求項１に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項３】
組み立て位置では、第１のリーフスプリング対（１６、１７）の溝（２０）が同じ溝幅で形成され、第２のリーフスプリング対（１６’、１７’）の溝（２０’）が同じ溝幅で形成されることを特徴とする、請求項２に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項４】
第１のリーフスプリング対のリーフスプリング（１６、１７）が、それらの内側部品端の方向で互いに離間するように方向付けられる偏向を有し、第２のリーフスプリング対のリーフスプリング（１６’、１７’）が、それらの内側部品端の方向で互いの方へと向けられる偏向を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項５】
前記リーフスプリング（１６、１７、１６’、１７’）がほぼ同様の大きさをもって同じ方向へ向かう偏向を有し、リーフスプリング対（１６’、１７’）がそれらの外側ハウジング端で１つ以上の挿入体（２７）により離間されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項６】
ほぼ同様の偏向を伴う２つのリーフスプリング（１１６、１１７；２１６、２１７）がそれぞれ１つのチャンバ（１１３）内に互いに平行に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項７】
ほぼ同様の偏向を伴う２つのリーフスプリング（１１６、１１７；２１６’、２１７’）がそれぞれ、前記内側部品（１１２）の周方向に沿って前記内側部品（１１２）に形成される溝（１２０；２２０）によって支持されることを特徴とする、請求項６に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項８】
前記内側部品（１１２）の全ての溝（１２０）が同じ溝幅を有することを特徴とする、請求項６または７に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項９】
全てのリーフスプリング（１１６、１１７；２１６、２１７）が等しい方向の偏向を有することを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一項に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項１０】
リーフスプリングの対のリーフスプリング（１１６、１１７）がそれらの外側ハウジング端で１つ以上の挿入体（１２７）により離間されることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか一項に記載のねじり振動ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外側ハウジングと、外側ハウジングに対して同心の内側部品と、外側ハウジングと内側部品との間に形成され、制振媒体で満たされるとともに、オーバーフローチャンネルを通じて互いに接続される複数のチャンバと、チャンバ内に配置され、外側ハウジングと内側部品とをねじりに対して可撓性を有する態様で互いに連結する複数のリーフスプリングアセンブリとを備えるねじり振動ダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
内側部品と外側ハウジングとの間のトルク伝達は、リーフスプリングアセンブリによって柔軟に行なわれる。内側部品と外側ハウジングとの間の相対的な回転においては、外側ハウジングと内側部品との間の制振媒体の変位が制振効果をもたらす。
【０００３】
そのようなねじり振動ダンパは、主に、パワートレインにおけるねじり振動を弱めるために大型の２サイクルおよび４サイクルディーゼルエンジンおよびガスエンジンで使用される。その外側寸法が最大３メートルに至ることができるねじり振動ダンパは、例えば、エンジンのクランクシャフトにフランジ状に取り付けられる。しかしながら、前述したタイプのねじり振動ダンパは、カムシャフト、中間シャフト、および、アクスル駆動シャフト、並びに、ギアボックスなどの他の回転部品で使用することもできる。そのようなねじり振動ダンパは、米国特許第３，９９６，７６７Ａ号および米国特許第６，３２８，２９４Ｂ１号から知られている。
【０００４】
実際には、リーフスプリングアセンブリの製造は難しい。これは、リーフスプリングアセンブリの曲げ性状が用途の所望の目的に適合されなければならないからである。一般に、これは、米国特許第６，３２８，２９４Ｂ１号に記載されるように、内側部品へ向かって先細るリーフスプリングの楔テーパ形状を形成するために機械加工を必要とする。材料特性に起因して、そのような機械加工は構成要素の歪みを引き起こし、この歪みは、そのセットアップ固定からの除去後に偏向の形態で現れる。この偏向は、予測するのが難しく、かなりの労力をもって除去されなければならない。これは、変形されたリーフスプリングの使用が、特に無負荷状態下のダンパの初期位置付近で特性曲線に悪影響を及ぼすからである。
【０００５】
リーフスプリングの機械加工誘発偏向は以下で説明することができる。ばね鋼、すなわち、リーフスプリングのために使用されるスチールのタイプは、圧延工程で製造され、その後、歪み矯正される。圧延工程は、ばね鋼中に圧縮応力を引き起こす。歪み矯正工程では、この圧縮応力が圧縮応力および／または引張応力と重ね合わされる。製造後、機械加工内部応力によるリーフスプリングの楔状テーパが解放され、それにより、リーフスプリングは、既に行なわれた歪み矯正に応じて予測不可能な方向へ歪む。この製造誘発歪みが高い廃棄率をもたらした。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この背景に対して、本発明は、コンパクトな外側寸法を維持しつつ前述したねじり振動ダンパの製造コストおよび製造労力を軽減するという課題に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１に係るねじり振動ダンパによって達成される。本発明によれば、ねじり振動ダンパは、外側ハウジングと、外側ハウジングに対して同心の内側部品と、外側ハウジングと内側部品との間に形成され、制振媒体で満たされるとともに、オーバーフローチャンネルを通じて互いに接続される複数のチャンバと、チャンバ内に配置され、外側ハウジングと内側部品とをねじりに対して可撓性を有する態様で互いに連結する複数のリーフスプリングアセンブリとを備える。ねじり振動ダンパは、リーフスプリングが機械加工誘発偏向を有し、ほぼ同様の偏向を伴う２つのリーフスプリングが各チャンバ内に配置されることを特徴とする。
【０００８】
驚くほど簡単な方式で、本発明は、機械加工誘発偏向の形態を成す歪みを有するリーフスプリングの使用を可能にする。したがって、高価で時間がかかるリーフスプリングの歪み矯正はもはや必要ない。また、従来の構造を成す廃棄材料のリーフスプリングであっても使用できる。したがって、ダンパの機能性に影響を及ぼすことなく、製造プロセスをかなり簡略化させることができる。本発明によれば、各リーフスプリング毎に異なることができるリーフスプリングの機械加工誘発偏向が可能である。しかしながら、リーフスプリングは、内側部品に対する外側部品の静的なねじりにおいてのみ歪みが顕在化するような方式で配置される。この静的なねじりは、ねじり振動ダンパの機能性に影響を与えない。本発明によれば、維持されるべき関連特性のみ、すなわち、全ての維持されるべきスプリング対の平均予応力だけをこの簡単な方式で維持することができる。
【０００９】
有利な実施形態において、同様の偏向を伴うリーフスプリングは、第１のチャンバ内に鏡像配列で配置されると、より大きな予応力を生み出し、一方、隣接する第２のチャンバ内のリーフスプリングの対向する鏡像配置は、リーフスプリングの小さな予応力を生み出す。ダンパ全体に関しては、偏向が無いリーフスプリングの配置のみとは対照的に、リーフスプリングの異なる予応力が１つの大きさへと互いに釣り合う。これは、内側部品と外側ハウジングとの間の相対的な回転に応じてダンパ柔軟性の非常に均一な挙動をもたらす。
【００１０】
本発明の有利な実施形態によれば、ほぼ同様の偏向を有する２つのリーフスプリングは、内側部品の周方向に沿って内側部品に形成される溝によって支持される。
【００１１】
リーフスプリングは、外側ハウジングに対する接触縁部に至るまで互いに離間され、それにより、互いに接触することなく偏向できることが好ましい。
【００１２】
最初に、リーフスプリングは、簡単な従来の方式で材料の除去により機械加工することができる。その後の偏向測定により、釣り合いのとれた等しい方向の偏向を伴う適切なリーフスプリングアセンブリを形成することができる。選択されたアセンブリは、後に、ダンパへと組み付けることができる。
【００１３】
前述した課題は、請求項６に係るねじり振動ダンパによって更に達成される。このねじり振動ダンパは、外側ハウジングと、外側ハウジングに対して同心の内側部品と、外側ハウジングと内側部品との間に形成され、制振媒体で満たされるとともに、オーバーフローチャンネルを通じて互いに接続される複数のチャンバと、チャンバ内に配置され、外側ハウジングと内側部品とをねじりに対して可撓性を有する態様で互いに連結する複数のリーフスプリングアセンブリとを備え、リーフスプリングが機械加工誘発偏向を有し、ほぼ同様の偏向を伴う２つのリーフスプリングが各チャンバ内に平行に配置されることを特徴とする。
【００１４】
先に提案された解決策の場合と同様、ここでも機械加工誘発偏向を有するリーフスプリングが使用される。ほぼ同様の偏向を有するリーフスプリングを平行に配置することにより、リーフスプリング対中の制御されない予応力が回避され、したがって、無負荷状態下でのダンパの初期位置付近のダンパの柔軟性の連続的挙動が確保される。外側ハウジングに対するリーフスプリングの固定部と内側部品との間には偏向にしたがった回転角度の特定の変位がある。しかしながら、これは、ダンパの特性曲線に対して何ら影響を与えない。
【００１５】
有利な実施形態において、ほぼ同様の偏向を有する２つのリーフスプリングは、内側部品の周方向に沿って内側部品に形成される溝によって支持される。これによりスプリングに対して繰り返し荷重を作用させることができ、したがって、交互荷重と比べて良好な材料の利用を可能にする。単一のリーフスプリングの必要とされる変位が非常に大きい場合には、リーフスプリング対のスプリング間の１つ以上のスペーサはリーフスプリングの先端の経路を延ばしてもよい。
【００１６】
前記課題は、請求項１１に係るねじり振動ダンパによって更に達成される。ここでは、リーフスプリングは、スプリングの引張利用の最適条件（パラメータｕおよびｔ）およびリーフスプリング先端の変位ｓの最適条件の両方が存在するように、リーフスプリングの外側ハウジング端の幅、リーフスプリングの内側部品端の幅、および／または、リーフスプリング対の内側部品端の間隔が調整されるべく個別に変えられる。したがって、単位体積当たりの外側ハウジングの慣性モーメントを最大にすることができる空間最適化設計が達成される。
【００１７】
更なる有利な実施形態が請求項に示されている。
【００１８】
例えば、外側ハウジングおよび／または内側部品に対する支持を個別に変えることにより、無負荷状態下のダンパにおいて、ダンパの全てのリーフスプリングに対して同様に負荷が与えられるようにすることができる。すなわち、リーフスプリングが同じ予応力を有するようにすることができ、または、少なくともリーフスプリングがクリアランスゼロの状態で溝の側面に当接するようにすることができる。
【００１９】
本発明の以下の詳細な説明は、添付図面に示される典型的な実施形態を用いて与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の典型的な実施形態に係るねじり振動ダンパの概略長手方向断面図である。
【図２】図１のねじり振動ダンパの断面図である。
【図３】３つの更なる典型的な実施形態を示すねじり振動ダンパの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１および図２は、クランクシャフトなどの回転構成要素２０に結合され得るねじり振動ダンパ１０を示している。ねじり振動ダンパ１０は、長手方向軸線Ａに沿って延びる外側ハウジング１１、および、外側ハウジング１１に対して同心の内側部品１２を含む。外側ハウジング１１および内側部品１２は、加圧油などの制振媒体で満たされる複数の別個のチャンバ１３を画定する。チャンバ１３は、周方向に順次に配列されるとともに、オーバーフローチャンネル１４を通じて互いに接続される。オーバーフローチャンネル１４は、外側ハウジング１１の内周部と内側部品１２の外周部との間の隙間によって形成される。チャンバ１３内にはトルク伝達リーフスプリングアセンブリ１５が存在し、これらのリーフスプリングアセンブリ１５は、外側ハウジング１１を内側部品１２に対して特定の角度範囲で回転させることができるように外側ハウジング１１と内側部品１２とをねじりに対して可撓性を有する態様で連結する。そのような相対的な回転により、リーフスプリングアセンブリ１５の変形およびオーバーフローチャンネル１４を通じた制振媒体の移動を生じさせることができ、それにより、制振効果がもたらされる。
【００２２】
リーフスプリングアセンブリ１５が図２に更に詳しく示されている。各リーフスプリングアセンブリ１５は、外側ハウジング１１に端部が固定されるばね鋼から構成される２つのリーフスプリング１６、１７を備える。図示の典型的な実施形態において、リーフスプリング１６、１７は、チャンバ１３を分離する中間ピース１８間に保持されて、締め付けリング１９によって固定される。各リーフスプリング１６、１７の自由端は、内側部品１２の外周上に形成されて２つの対向する側面を周方向に形成する溝２０へ向けて延びている。図２に示される負荷が無い状態にあるダンパの中央位置では、リーフスプリング１６、１７が所定の予応力をもって溝２０の側面のうちの１つに対して保持される。いかなる場合でも、中央位置において、リーフスプリング１６、１７は、クリアランスがゼロの状態で溝の側面のうちの１つに当接する。リーフスプリング１６、１７の自由端同士の間には、リーフスプリング１６、１７を非接触方式で偏向させることができるように自由空間２１が残されている。
【００２３】
リーフスプリング１６、１７はそれぞれ、歪みあるいは偏向を伴わないリーフスプリングと比べると、スプリング対１６、１７の予応力の増大または減少をもたらす機械加工誘発偏向を溝２０内で示す。これらの偏向は、必然的に、ばね鋼の製造プロセスとその後の材料除去によるリーフスプリング１６、１７の機械加工とによって生じる。本発明によれば、ほぼ等しい方向の偏向を伴う２つのリーフスプリング１６、１７がそれぞれチャンバ１３内に鏡像配列で配置される。図示の典型的な実施形態では、リーフスプリング対のリーフスプリング１６、１７のそれぞれが機械加工された楔形状面２２または２３を有しており、それにより、リーフスプリング１６、１７は、それらのそれぞれの接触縁２４および外側ハウジング１１または中間ピース１８の対応する接触縁２５、２６から内側部品１２へ向かって先細る。ここでは、楔形状面２２、２３が互いの方へと向けられる。リーフスプリング１６、１７が二重楔型として実施されてもよい。
【００２４】
第１のリーフスプリング対のリーフスプリング１６、１７は、内側部品１２の方向で互いに離間するように方向付けられる偏向を示す。図２は、リーフスプリング１６’、１７’を有する第２のリーフスプリング対を更に示しており、リーフスプリング１６’、１７’は、それらの内側部品端の方向で互いの方へと向けられる偏向を有するとともに、第１のリーフスプリング対１６、１７と交互に配置されており、それにより、ダンパ１０には、同じ数の第１および第２のリーフスプリング対１６、１７および１６’、１７’が存在する。第２のリーフスプリング対１６’、１７’において、楔形状面２２’、２３’は、互いに離れる方を向く側に位置される。リーフスプリング１６’、１７’の自由端が偏向に起因して互いに接触しないように、かつ動作中に互いに擦り付かないように、リーフスプリング１６’、１７’の外側ハウジング端が１つ以上の挿入体２７によって離間される。原理的には、対応する挿入体２７が第１のリーフスプリング対のリーフスプリング１６、１７間に設けられてもよい。
【００２５】
リーフスプリング１６、１７または１６’、１７’はそれぞれ、それらの製造誘発偏向に起因して、溝２０、２０’内で高いあるいは低い予応力を引き起こす。同様の偏向を伴うリーフスプリングは、例えばリーフスプリング１６、１７を１つのチャンバ内に鏡像配列で配置することにより大きな予応力を生み出し、一方、隣接するチャンバ内の対向鏡像配置は、リーフスプリング１６’、１７’の小さな予応力を生み出す。ダンパ全体に関しては、偏向が無いリーフスプリングを伴う配列とは対照的に、リーフスプリングの異なる予応力が同じ大きさへと互いに釣り合う。これは、内側部品と外側ハウジングとの間の相対的な回転に応じてダンパの柔軟性の非常に均一な挙動をもたらす。リーフスプリング１６、１７または１６’、１７’をそれぞれ歪み矯正する必要はない。
【００２６】
図３には、ねじり振動ダンパの３つの更なる典型的な実施形態が示されており、該ねじり振動ダンパは、外側ハウジング１１１、内側部品１１２、チャンバ１１３、および、オーバーフローチャンネル１１４、並びに、リーフスプリングアセンブリの機能性に関して、第１の典型的な実施形態のねじり振動ダンパと同じ構造を有する。ここでも、機械加工誘発偏向を有するばね鋼から構成されるリーフスプリング１１６、１１７または２１６、２１７がそれぞれ使用される。しかしながら、この更なる典型的な実施形態では、２つのリーフスプリング１１６、１１７および２１６、２１７がそれぞれ、ほぼ同じ偏向を伴ってチャンバ１１３内に平行に配置される。この場合、リーフスプリングの等しい方向の偏向傾向は、スプリング対の所望の予応力の増大または減少を溝１２０、２２０内で生み出さない。
【００２７】
図３の中央に示される典型的な実施形態において、２つのリーフスプリング１１６、１１７は、内側部品１１２の周方向で内側部品１１２に形成される溝１２０によって支持される。リーフスプリング１１６、１１７は、締め付けリング１１９によって外側ハウジング１１１に固定されており、内側部品１１２へ向けて先細っている。ここでは、機械加工された楔形状面１２２、１２３が同じ方向に面している。内側部品１１２の全ての溝１２０は同じ溝幅を有する。また、全てのリーフスプリングアセンブリのための外側ハウジング１１１の受け部は同じタイプのものである。全てのリーフスプリング１１６または１１７に対して最良の可能な方式で応力を加えることができるように、リーフスプリング１１６、１１７は、最適化され、それに対応して、図３の中央に示される寸法、すなわち、リーフスプリングの外側ハウジング端の幅ｕおよびリーフスプリングの内側部品端の幅ｔを参照して機械加工される。ここでは、外側ハウジング１１１に対する各リーフスプリング１１６、１１７の固定長さｅを伴う固定面は互いに平行であり、それにより、製造コストが低減され、単一のリーフスプリング１１６、１１７のための材料の使用が最小限に抑えられる。
【００２８】
図３の中央に示される典型的な実施形態の変形では、挿入体１２７の配置によって、リーフスプリングの外側ハウジング端の間隔に対して更に影響を及ぼすことができる（図３−右側）。また、外側ハウジング１１１に対するリーフスプリング１１６、１１７の固定長ｅにより、スプリングの最適な利用を調整できる。固定長ｅがダンパの全てのリーフスプリングアセンブリに関して同じであり、したがって、リーフスプリング１１６、１１７がそれらの偏向中に溝１２０内で互いに接触しないように挿入体１２７の幅が選択されるのが好ましい。これは、スプリングに対する繰り返し荷重をもたらし、それにより、ダンパのスプリング張力のより良い利用をもたらす。
【００２９】
更なる実施形態において（図３の左側）、パラメータｕ、ｔ、および、リーフスプリングの内側部品端同士の間の自由距離ｓは、スプリング２１６、２１７の最良の可能な張力利用が達成される一方で溝２２０の幅ｓ＋２×ｔも最小の可能なサイズまで調整されるように最適化される。したがって、最大数のリーフスプリング２１６、２１７をダンパ１０内に収容でき、単位体積当たりの外側ハウジング１１１の慣性モーメントを最大にすることができる空間最適化設計が達成される。しかしながら、このような構成要素の製造は更に費用がかかる。これは、通常、外側部品１１１に対するスプリングの固定がもはや平行ではなく、そのため、材料の使用が増大するからである。
【００３０】
有利な典型的な実施形態の詳細な説明を用いて本発明を開示してきた。しかしながら、本発明は、これらの実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲に規定される全ての実施形態を含む。
【符号の説明】
【００３１】
１０…ねじり振動ダンパ、１１…外側ハウジング、１２、１１２…内側部品、１３…チャンバ、１４…オーバーフローチャンネル、１６、１７、１６’、１７’；１１６、１１７；２１６、２１７…リーフスプリングアセンブリ、２０、１２０、２２０…溝、１２７…挿入体。
【図１】
2010159875.tif 000003
【図２】
2010159875.tif 000004
【図３】
2010159875.tif 000005
【外国語明細書】
2010159875000001.pdf