(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の軸端に設けられた一対のカラ−部の間にケ−シングに設けられたつば部を挿入して、該つば部の両側面と前記各カラ−部の側面との間に区画形成された２つの油室を設けるとともに、前記２つの油室の間を絞り弁を有する連絡管によって連通し、
前記２つの油室を逆止弁を備えた給油管路を介して作動油の供給路に接続してなる振動減衰装置において、
前記作動油の供給路から分岐され前記逆止弁をバイパスして前記各油室の入口に接続されるバイパス管路を設けるとともに、
前記分岐部には前記作動油の供給路と前記逆止弁を有する給油管路との接続、あるいは前記供給路と前記バイパス管路との接続を切り換える切換弁を設けたことを特徴とする振動減衰装置の油圧回路。
【請求項２】
前記切り換え弁が三方向電磁弁からなり、機関回転数が予め設定された所定回転数以上になったとき前記三方向電磁弁を、前記供給管路とバイパス管路とが接続されるように切り換え、
前記機関回転数が前記所定回転数以下のときには前記三方向電磁弁を前記供給管路と前記逆止弁を有する給油管路とが接続されるように切り換える制御装置を備えてなる請求項１記載の振動減衰装置の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関、特に大型ディ−ゼル機関の縦振動を低減するための振動減衰装置の油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大型ディ−ゼル機関においては、機関の慣性力が大きく、全長、全高がきわめて大きいことから機関の縦振動が発生するが、かかる縦振動を減衰させるため、通常クランク軸の軸端に縦振動ダンパを装備している。
図６〜図９はかかる大型ディ−ゼル機関用の縦振動ダンパの従来の１例を示す。
【０００３】
この振動ダンパ１は、図６に示すように、クランク軸端の主軸受に隣接して装備されている。
即ち図６は、前記縦振動ダンパの装置部近傍の縦断面図（図７のＡ−Ａ断面図）、図７は正面図（図６のＢ矢視図）であり、両図において、１１はクランク軸、２０は軸端部の主軸受、１は縦振動ダンパである。
前記縦振動ダンパ１は前記クランク軸１１の主軸受２０からオ−バ−ハング部に形成された一対のカラ−部１１ａ、１１ｂの間に設けられており、１ａは上部ケ−シング、１ｂは下部ケ−シングである。この上部、下部ケ−シング１ａ、１ｂはクランク軸１１の軸心線１１ｄを通る水平面にて上下に２つ割りに設けられ、図６に示すようにボルト２１により主軸受け２０に固定されている。
【０００４】
図８は前記縦振動ダンパ１の詳細を示す。
図８において、前記上部ケ−シング１ａ及び下部ケ−シング１ｂは外周の環状部１ｆ及び１ｇと該環状部１ｆ、１ｇの中央部から内周に向けて突設されたつば部１ｃ、１ｄとより成る。
そして、前記つば部１ｃ、１ｄはクランク軸１１のカラ−部１１ａ、１１ｂの間のランド部１１ｃの方向に延設され、該つば部１ｃ及び１ｄの両側のカラ−部１１ａ及び１１ｂとの間に２つの環状の油室１４及び１５が形成されている。
【０００５】
前記上部ケ−シング１ａ及び下部ケ−シング１ｂの環状部１ｆ及び１ｇにはリング１２及びＯリング１３（又は引張ばね）を挿入するための溝１ｈ及び１ｉが設けられ、またつば部１ｃ及び１ｄにもリング１２及びＯリング１３（又は引張ばね）を挿入するためのいぞ１ｊ及び１ｋが設けられている。
また、前記上部・下部ケ−シング１ａ、１ｂの環状部１ｆ、１ｇの内周とクランク軸１１のカラ−部１１ａ、１１ｂの外周との間には微小間隙Ｃ1 が形成されるとともに前記つば部１ｃ、１ｄの内周とクランク軸１１のランド部１１ｃの外周との間にも微小間隙Ｃ2 が形成され、上・下部のケ−シング１ａ、１ｂとクランク軸１１との縦方向相対等位（振動）を許容している。
そして前記上部ケ−シング１ａ及び下部ケ−シング１ｂの各溝内に挿入された各々のリング１２はそれぞれの外側に設けられたＯリング１３（あるいは引張ばね）の弾力によりカラ−部１１ａ、１１ｂ及びランド部１１ｃの外周に当接され、油室１４、１５をシ−ルしている。
【０００６】
図９に示すように、前記油室１４、１５は逆止弁２、２を介して給油管２２に接続され、機関のシステム油あるいは別途の給油等から作動油が供給されている。
また、前記前後の油室１４、１５は連絡管２３を介して連通され、該連絡管２３には絞り弁５が設けられている。
【０００７】
かかる構成からなる従来の縦振動ダンパ１を備えたディ−ゼル機関の運転時において、前後の油室１４、１５には給油管２２を経て加圧されたシステム油が逆止弁２、２を押し開けて供給されている。
そして、クランク軸１１が縦振動により上下に振動すると、該クランク軸１１のカラ−部１１ａ、１１ｂ及びランド部１１ｃの外周と上部・下部ケ−シング１ａ、１ｂの環状部１ｆ、１ｇ及びつば部１ｃ、１ｄの内周との間に微小間隙Ｃ1 、Ｃ2 が形成されているので、クランク軸１１はかかる隙間間で上下に振動する。これにより前後の油室１４、１５間を絞り弁５を介して、システム油が従来するし、また前記リング１２によるシ−ル部からシステム油が微量流出をすることにより、前記２つの油室１４、１５に圧力差が生じ、これによって振動応答が低減され前記縦振動が減衰せしめられる。
【０００８】
尚、前記油室１４、１５内のシステム油は逆止弁２、２により、供給管２２側への逆流及び該油室１４、１５内の圧力低下を阻止されクランク軸１１の縦振動固有振動数を高い値に追い上げる。いわゆるディチュナ−効果をなさしめている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図６〜図８に示される縦振動ダンパ１を装備し、図９に示す油圧回路を備えた機関にあっては、図４に示すように、この縦振動ダンパ１を装備することによって、該ダンパ１の未装備の場合の縦振動固有振動数曲線Ａから前記ディチュナ−効果によって曲線Ｂへと移行し、共振点Ｎ1 における縦振動応答量即ちＭ1 が前記ディチュナ−効果によって追い上げられた共振点Ｎ2 における縦振動応答量即ち最大振幅Ｍ2 に低減せしめられる。
【００１０】
しかしながら、縦振動ダンパ１を装備したことによって、前記共振点においては最大振幅がＭ1 からＭ2 へと低減せしめられるにも拘らず、機関の定常使用回転数である定格回転数Ｎ0 においては前記振幅（振動応答量）が、図４に示すように、Ｍ3 （ダンパ１の未装備時）からＭ4 （ダンパ１の装備時）へと上昇することが多々ある。
これによって、かかる従来技術にあっては、縦振動ダンパ１を装備したにも拘らず、機関の定常使用回転数（定格回転数Ｎ0 ）では縦振動を低減せしめるダンパの役目を果さず、逆にかかる縦振動ダンパ１を装備したことが縦振動を拡大させ、縦振動による破壊を招くことがあるという問題点を有している。
【００１１】
本発明はかかる従来技術の問題点に鑑み、機関の縦振動固有振動数の共振点における前記最大振動幅縦振動応答量の最大値をせしめるとともに、機関の定常使用回転数である定格回転数における縦振動振幅も低減せしめ得て、さらには全ての運転域において縦振動の低減をなし得る振動減衰措置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、第１発明として、回転軸の軸端に設けられた一対のカラ−部の間にケ−シングに設けられたつば部を挿入して、該つば部の両側面と前記各カラ−部の側面との間に区画形成された２つの油室を設けるとともに、前記２つの油室の間を絞り弁を有する連絡管によって連通し、
前記２つの油室を逆止弁を備えた供給管路を介して作動油の供給路に接続してなる振動減衰装置において、
前記作動油の供給路から分岐され前記逆止弁をバイパスして前記各油室の入口に接続されるバイパス管路を設けるとともに、
前記分岐部には前記作動油の供給路と前記逆止弁を有する給油管路との接続、あるいは前記供給路と前記バイパス管路との接続を切り換える切換弁を設けたことを特徴とする振動減衰装置の油圧回路を提案する。
【００１３】
かかる発明によれば、機関の定格回転数以下の低回転域においては、切換弁を、振動減衰装置の２つの油室と作動油の供給路とが逆止弁を有する給油管路を介して接続されるように切り換えると、逆止弁による油室よる油室内の圧力保持作用によって、振動減衰装置は回転軸の振動減衰作用をなすとともに、固有振動数を高い値に追い上げるディチュナ−効果もなす。
この場合は低回転域であるので、前記ディチュナ−効果があっても振動振幅は充分に小さい。
【００１４】
機関の定格回転数付近の高回転域になると、切換弁を、前記２つの油室と作動油の供給路とがバイパス管を介して接続されるように切り換えて前記各油室と供給路とを連通し、逆止弁による油室内の圧力保持作用を無くし、振動減衰作用のみをなさしめる。
これによって、定格回転数付近の高回転域において前記ディチュナ−効果によって振動振幅が過大になるのが回避される。
従って、前記のように機関の常用回転数である定格回転数付近でのディチュナ−効果による振幅の増大を無くすことによって、機関の全回転域において、機関の振動を低減することができる。
【００１５】
また第２発明は、前記第１発明に加えて、
前記切換弁が三方向電磁弁からなり、機関回転数が予め設定された所定回転数以上になったとき前記三方向電磁弁を、前記供給管路とバイパス管路とが接続されるように切り換え、前記機関回転数が前記所定回転数以下のときには前記三方向電磁弁を前記供給管路と前記逆止弁を有する供給管路とが接続されるように切り換える制御装置を備えてなる。
【００１６】
かかる手段によれば、機関回転数を検出して電磁式三方切換弁を切り換える設定回転数に一致したとき、自制御装置により電磁式三方切換弁をバイパス管路側と供給管路とを接続されるように切り換えるので、自動的にかつ確実にディチュナ−効果の有無の調整が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１８】
図１は本発明の第１実施形態に係る縦振動ダンパの作動油系統図、図２はその作動状態説明図、図３は本発明の第２実施形態に示す作動油系統図、図５は上記第１・第２実施形態における縦振動ダンパの固有振動数曲線である。
本発明の第１実施形態を示す図１において、１は縦振動ダンパであり、該縦振動ダンパ１は従来技術と同様に図６〜図８のように構成されている。
【００１９】
即ち、図６〜図７において、前記縦振動ダンパ１は機関のクランク軸１１の主軸受２０からのオ−バ−ハング部に形成された一対のカラ−部１１ａ、１１ｂの間に設けられており、１ａは上部ケ−シング、１ｂは下部ケ−シングである。この上部、下部ケ−シング１ａ、１ｂは、クランク軸１１の軸心線１１ｄを通る水平面にて上下に２つ割りに設けられ、図６に示すようにボルト２１により主軸受２０に固定されている。
【００２０】
図８は前記縦振動ダンパ１の詳細を示す。
図８において、前記上部ケ−シング１ａ及び下部ケ−シング１ｂは外周の環状部１ｆ及び１ｇと該環状部１ｆ、１ｇの中央部から内周に向けて突設されたつば部１ｃ、１ｄとより成る。
そして、前記つば部１ｃ、１ｄはクランク軸１１のカラ−部１１ａ、１１ｂの間のランド部１１ｃ及び１ｄの両側と両側のカラ−部１１ａ及び１１ｂとの間に２つの環状の油室１４及び１５が形成される。
前記上部ケーシング１ａ及び下部ケ−シング１ｂの環状部１ｆ及び１ｇにはリング１２及びＯリング（又は引張ばね）を挿入するための溝１ｈ及び１ｉが設けられ、またつば部１ｃ及び１ｄにもリング１２及びＯリング１３（又は引張ばね）挿入するための溝１ｊ及び１ｋが設けられている。
【００２１】
また、前記上部・下部ケ−シング１ａ、１ｂの環状部１ｆ、１ｇの内周とクランク軸１１のカラ−部１１ａ、１１ｂの外周との間には微小間隙Ｃ1 が形成されるとともに、前記つば部１ｃ、１ｄの内周とクランク軸１１のランド部１１ｃの外周との間にも微小間隙Ｃ2 が形成され、上・下部ケ−シング１ａ、１ｂとクランク軸１１との縦方向相対変位（振動）を許容している。
そして前記上部ケ−シング１ａ及び下部ケ−シング１ｂの各溝内に挿入された各々のリング１２はそれぞれ外側ロータ側に設けられたＯリング１３（あるいは引張ばね）の弾力によりカラ−部１１ａ、１１ｂ及びランド部１１ｃの外周に当接され、油室１４、１５をシ−ルしている。
図１において、前記縦振動ダンパ１の前後の油室１４及び１５は、絞り弁５を有する連絡管２３によって連通されている。
２２は機関のシステム油系に接続される（あるいは別途の作動油系でもよい）給油管であり、手動の三方弁からなる切換弁３の入口に接続されている。
この切換弁３の一方の出口は給油管２５から２つに分岐された給油管２３ａ、２３ｂに接続される。そして、一方側の給油管２３ａは前記縦振動ダンパ１の前側の油室１４に、他方側の給油管２３ｂは後側の油室１５に接続されている（あるいはその逆でもよい）。
【００２２】
２は前記給油管２３ａ、及び２３ｂの夫々に設けられた逆止弁であり、前記切換弁３側から油室１４及び１５側へ向かう油の流れのみを許容する構造と成っている。
また、前記切換弁３の他方の出口はバイパス管４を介して前記給油管２３ａ及び２３ｂの前記逆止弁２、２よりも縦振動ダンパ側に接続されている。
【００２３】
かかる構成からなる縦振動ダンパ装置を備えたディ−ゼル機関の運転時において、機関の定格回転数Ｎ0 （図５参照）以下の定回転域においては、切換弁３を図２の（ａ）に示すように、給油管２２と給油管２５とが連通するように切り換える。
すると、システム油は切換弁３から給油管２５に入り、給油管２３ａ及び２３ｂに分流されて各逆止弁２、２を押し開け、前後の油室１４及び１５に供給される。
そして、クランク軸１１が縦振動により上下に振動すると、該クランク軸１１のカラ−部１１ａ、１１ｂ及びランド部１１ｃの外周と上部・外部ケ−シング１ａ、１ｂの環状部１ｆ、１ｇ及びつば部１ｃ、１ｄの内周との間に微小間隙Ｃ1 、Ｃ2 が形成されているので、クランク軸１１はかかる隙間間で上下に振動する。これにより前後の油室１４、１５間を絞り弁５を介してシステム油が往来するし、また前記リング１２によるシ−ル部からシステム油が微量流出することにより、前記２つの油室１４、１５に圧力差が生じ、これによって振動応答が低減され前記縦振動が減衰せしめられる。
【００２４】
また、前記油室１４、１５内のシステム油は、逆止弁２、２により、給油管２５及び２２側への逆流及び該油室１４、１５内の圧力低下を阻止されており、これによってクランク軸１１の縦振動固有振動数を高い値に追い上げる。いわゆるディチュナ−効果をなさしめている。
即ち、図５においてＣがかかる縦振動ダンパ１を備えない場合の固有振動数曲線（図４のＡと同様）であり、Ｄが前記縦振動ダンパ１によるダンピング作用によって縦振動応答量（縦振動振幅）が低減されるとともに、前記ディチュナ−効果によって縦振動固有振動数が高い値に追い上げられた状態を示す。
【００２５】
また、機関の定格回転数Ｎ0 付近において、前記切換弁３を図２の（ｂ）のように、給油管２２とバイパス管４とが連通するように切り換える。すると、縦振動ダンパ１の前後の油室１４及び１５はバイパス管４及び切換弁３を介して入口側の給油管２２に連通されることとなる。
これによって、油室１４及び１５は逆止弁２、２が無い状態となって給油管２２内の圧力と同一圧力となり、ダンピング作用によって縦振動応答量即ち縦振動振幅は減衰されるが、前記油室１４、１５内の圧力低下により、ディチュナ−効果が無くなり、固有振動数の高い値への追い上げの発生は無い。
よってこの場合には図５のＥのような固有振動数曲線となり、定格回転数Ｎ0 における縦振動応答量（振幅）が、上記ディチュナ−効果を奏する図２の（ａ）の場合のＭ4 からＭ6 へと低下する。
【００２６】
以上のように、本発明の実施形態においては、機関の定格回転数以下の低回転域においては、通常のダンパと同様に切換弁３を、縦振動ダンパ１の油室１４、１５と作動油供給側の給油管２２とが逆止弁２、２を介して接続されるように切り換えて、逆止弁２、２によって油室１４、１５内の圧力保持作用によって、縦振動ダンパ１を縦振動の減衰作用、及び、固有振動数を高い値に追い上げるディチュナ−効果をなさしめる。
しかしながら低回転域であるので、前記ディチュナ−効果があっても縦振動応答量（振幅）は小さい。
【００２７】
そして低格回転数付近においては、前記切換弁３を前記油室１４、１５と作動油供給側の供給管２２とが逆止弁２、２を介することなくバイパス管４を介して直接に接続されるように切り換えて、前記油室１４、１５内の圧力を供給側の圧力に開放し、前記逆止弁２、２による圧力保持弁作用を無くすことによって前記ディチュナ−効果を無くし、縦振動のダンピング作用のみをなさしめる。
これによって機関の定格回転数付近において、前記ディチュナ−効果によって縦振動応答量（振幅）が過大になるという減少が回避される。
【００２８】
図３は本発明の第２実施形態を示す。
図３において、９はフライホイ−ル１０の外周側に取付けられ機関回転数を検出する回転検出器であり、この回転検出器９で検出された機関回転数はデ−タ処理部８にて所定のデ−タに処理された後、制御装置７に入力される。
９９は後述する三方向電磁弁３１の開閉を切り替える回転数が設定された回転数設定器である。該回転数設定器９９には前記電磁弁３１を、供給管２２とバイパス管４とが接続されるように切り換える前記定格回転数Ｎ0 付近の切り換え回転数が設定されている。
【００２９】
図３に示す第２実施形態において、
回転検出器９にて検出されデ−タ処理部８を経て制御装置７に入力される機関回転数の検出値Ｎｙが回転数設定器９９に設定された前記定格回転数付近の切り換えの設定回転数Ｎｘ以下のときには、制御装置７は前記検出値Ｎｙと設定回転数Ｎｘとを突き合わせて三方向電磁弁３１を給油管２２と逆止弁２、２側の給油管２５とが接続されるように切り換えている。
これにより、縦振動ダンパ１は前記第１実施形態におけるケ−ス（ａ）と同様な縦振動のダンピング作用及びディチュナ−効果の双方をなす。
【００３０】
そして前記検出回転数Ｎｙが切り換えの設定回転数Ｎｘに達すると、前記制御装置７は、給油管２２とバイパス管４とを接続し、油室１４、１５が逆止弁２、２を介することなく作動油の供給側に接続されるように切り換える。
これにより、縦振動ダンパ１は前記第１実施形態におけるケ−ス（ｂ）と同様なディチュナ−効果が無く、縦振動ダンピング作用のみをなす。
【００３１】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、切換弁の切り換えにより、低回転域では、逆止弁による油室内の圧力保持作用をなさしめるので、振動減衰装置は回転軸の振動減衰作用をなすとともに、固有振動数を高い値に追い上げるディチュナ−効果もなされるが、低回転域であるので、前記ディチュナ−効果があっても振動振幅は充分に小さくなる。
【００３２】
一方、常用される定格回転数付近の高回転域では、前記切換弁の切り換えにより、バイパス路を介して振動減衰装置の油室と供給路とを連通し、逆止弁による油室内の圧力保持作用を無くすことによって前記ディチュナ−効果を無くし、振動減衰作用のみをなさしめ、これによって、定格回転数付近の高回転域において前記ディチュナ−効果によって振動振幅が過大になるのが回避される。
従って、機関の常用回転数である定格回転数付近でのディチュナ−効果による振幅の増大を無くすことによって、機関の全回転域において、機関の振動を低減することができる。
【００３３】
また請求項２の発明によれば、機関回転数を検出して三方向電磁弁を切り換える設定回転数に一致したとき、自制御装置により電磁式三方向電磁弁をバイパス管路側と供給管路とを接続させるので、自動的にかつ確実にディチュナ−効果の有無の調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るディ−ゼル機関用縦振動ダンパの作動油系統図である。
【図２】上記第１実施形態における切換弁の切り換え要領図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す図１に対応する図である。
【図４】通常の縦振動ダンパの固有振動数線図である。
【図５】本発明の第１・第２実施形態に係る縦振動ダンパの固有振動数線図である。
【図６】ディ−ゼル機関用縦振動ダンパの取付状態を示すクランク軸心線に沿う断面図（図７のＡ−Ａ線断面図）である。
【図７】図６のＢ矢視図である。
【図８】本発明が適用されるディ−ゼル機関用縦振動ダンパの縦断面図である。
【図９】ディ−ゼル機関用縦振動ダンパにおける従来の作動油系統図である。
【符号の説明】
１                縦振動ダンパ
１ａ              上部ケ−シング
１ｂ              下部ケ−シング
１ｃ、１ｄ        つば部
１ｇ              環状部
２                逆止弁
３                切換弁
４                バイパス管
５                絞り弁
７                制御装置
８                デ−タ処理部
９                回転検出装置
１０              フライホイ−ル
１１              クランク軸
１１ａ、１１ｂ    カラ−部
１１ｃ            ランド部
１２              リング
１３              Ｏリング
１４、１５        油室
２２              給油管
２３              連絡管
２３ａ、２３ｂ    給油管
２５              給油管
【図１】
0003716069.tif 000002
【図２】
0003716069.tif 000003
【図３】
0003716069.tif 000004
【図４】
0003716069.tif 000005
【図５】
0003716069.tif 000006
【図６】
0003716069.tif 000007
【図７】
0003716069.tif 000008
【図８】
0003716069.tif 000009
【図９】
0003716069.tif 000010