(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじり振動、縦振動等の振動を伴って回転する回転軸に取付けられて、該回転軸の振動を低減する回転軸の振動低減ダンパにおいて、
前記回転軸に固着されたケーシングの内部に複数設けられた球形の減衰室と、
該各減衰室内に転動可能に収納された球体とを備え、前記回転軸のねじり振動及び縦振動の双方とともに、三次元方向の振動に対して減衰作用が生じせしめるように、前記球体と球形減衰室の内壁面との間の転がり摩擦力をもたせ且つ前記球体を硬鋼材もしくは銅合金材料で構成するとともに、
前記ケーシングが減衰室として機能する球ケースであって、該球ケースが、半球分が夫々形成されているカバーとケーシング本体との嵌合により形成されていることを特徴とする回転軸の振動低減ダンパ。
【請求項２】
前記減衰室は、その内壁面に鉛若しくはゴムからなる摩擦材を間隔をあけて複数個固着してなる請求項１記載の回転軸の振動低減ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディーゼル機関用クランク軸等のねじり振動と軸線方向の縦振動との双方が発生する回転軸の振動を低減する振動低減ダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５はディーゼル機関において、軸系のねじり振動を低減するために従来用いられている粘性摩擦ダンパの１例を示す。
【０００３】
図５において、１はディーゼル機関のクランク軸で、その軸端にはダンパケーシング２がボルト６によって固着されている。
２ａは該ダンパケーシング２内に設けられた環状のダンパ室で、該ダンパ室２ａ内には環状の慣性リング４が所定の微少な隙間５ａを存して収納されるとともにダンピングオイル５が封入されている。
３は前記ダンパ室２ａのカバーで、ボルト２０により前記ダンパケーシング２に固定される。
【０００４】
かかる粘性摩擦ダンパにおいて、クランク軸に図５のＹに示すようなねじり振動が発生すると、該クランク軸１に固着されたダンパケーシング２の円周方向の振動に対して、慣性リング４の質量によって該ダンパケーシング２と慣性リング４との間に相対変位が生じ、この相対変位でダンパ室２ａ内に封入されたダンピングオイル５の粘性摩擦によって減少させることにより、前記ねじり振動が減衰せしめられる。
図６は前記ディーゼル機関のクランク軸系の振動曲線で、Ａは振動低減ダンパを装備しない場合、Ｂは図５に示すような粘性摩擦ダンパを装備した場合を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術に係る粘性摩擦ダンパにあっては、慣性リング４は回転するダンパケーシング２に対して何ら支持されておらず、回転自由な状態にあって、その慣性力によってダンパケーシング２との間に相対変位を生じる構成であるため、機械的に支持された振動系を構成し得ず、従ってその振動減衰効果には限度がある。
【０００６】
また、前記ディーゼル機関のクランク軸、特に舶用大型ディーゼル機関のクランク軸においては、前記ねじり振動の他に、筒内圧力やプロペラ軸系の推力を起振源とする図５のＸ矢印にて示すような軸心線方向の縦振動が発生する。
このため、かかるねじり振動と縦振動とが作用するクランク軸を備えたディーゼル機関にあっては、図５に示すようなねじり振動低減ダンパの他に縦振動を減衰させるための縦振動ダンパを装備する必要があり、構造が複雑かつ大形となるとともに製造コストも高くなるという問題点がある。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、１つのダンパで以ってねじり振動と縦振動との双方の低減を可能とするとともに、これらの振動の減衰効果が向上され、小形で構造が簡単、かつ低コストの回転軸の振動低減ダンパを提供することを目的とする。
【０００８】
【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、その第１発明として、
ねじり振動、縦振動等の振動を伴って回転する回転軸に取付けられて、該回転軸の振動を低減する回転軸の振動低減ダンパにおいて、
前記回転軸に固着されたケーシングの内部に複数設けられた球形の減衰室と、
該各減衰室内に転動可能に収納された球体とを備え、前記回転軸のねじり振動及び縦振動の双方とともに、三次元方向の振動に対して減衰作用が生じせしめるように、前記球体と球形減衰室の内壁面との間の転がり摩擦力をもたせ且つ前記球体を硬鋼材もしくは銅合金材料で構成するとともに、
前記ケーシングが減衰室として機能する球ケースであって、該球ケースが、半球分が夫々形成されているカバーとケーシング本体との嵌合により形成されていることを特徴とする回転軸の振動低減ダンパを提案する。
【０００９】
かかる発明によれば、回転軸に作用する振動によってダンパケーシングを介して球体が球状の減衰室内を振動の方向に応じて任意の方向に自由に転動し移動する。かかる球体の転動により該球体が減衰室の内壁面に接触し、この接触によって球体と減衰室の内壁面との間に、ダンパケーシングの振動に対して位相９０°の転がり摩擦力が発生し、該転がり摩擦力が前記振動の減衰力として作用し、ねじり振動及び／又は縦振動を低減することができる。
【００１０】
また、第２発明は、前記第１発明において、前記減衰室は、その内壁面に鉛若しくはゴムからなる摩擦材を間隔をあけて複数個固着してなる。
【００１１】
かかる発明によれば、鉛等の摩擦係数の大きい摩擦材を減衰室の内壁面に固着したので、球体と摩擦材との接触により前記転がり摩擦力がさらに増大され、さらに大きな振動低減効果が得られる。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係るディーゼル機関の振動低減ダンパの軸心線に沿う断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は球ケースの内面図である。
【００１４】
図１〜図２において、１はディーゼル機関のクランク軸で、その軸端にはダンパケーシング２が複数のボルト６により固着されている。
３はカバーで、前記ダンパケーシング２にインロー部２１、２２を介して嵌合され複数のボルト２０によって固着されている。
７は前記ダンパケーシング２及びカバー３の内部に形成された球ケースである。該球ケース７は、図２に示すように、円周方向等間隔で複数個（この例では６個）設けられ、また図１に示すように、前記ダンパケーシング２に半球分、カバー３に半球分が夫々形成されている。
【００１５】
前記各球ケース７の内面には、複数の鉛９が埋設されている。該鉛９は図３に示すように、前記球ケース７の内面にほぼ等間隔に複数個埋め込まれ、表面を前記球ケース７の内面と同時加工にて平滑に仕上げられている。
８は前記各球ケース７内に挿入された球で、その外径を該球ケース７の内径よりも充分に小さく形成されて球ケース７内を自在に転動可能となっている。
【００１６】
前記球ケース７の内径と球８の外径との関係、該ケース７及び球８の設置数は該振動低減ダンパが適用されるディーゼル機関のねじり振動及び縦振動の状態によって適合値に設定する。
また、前記球８は硬鋼材の他、銅合金等比較的比重が大きい材料からなる。
【００１７】
かかる構成からなる振動低減ダンパを備えた舶用ディーゼル機関の運転時において、クランク軸１には図１のＹ矢印で示す機関からのねじり振動及びプロペラの推力に起因する図１のＸ矢印で示す縦振動が発生する。
【００１８】
かかるねじり振動及び縦振動により球８が球ケース７内を振動方向に応じて任意方向に自由に転動する。そして該球８の球ケース７内での転動、移動により球８が鉛９の表面を含む球ケース７の内壁面に接触し、これによって球８と球ケース７の内壁面との間に転がり摩擦力が発生する。
この転がり摩擦力は、クランク軸１、ダンパケーシング２の振動に対して位相９０°の減衰力として作用し、これによって前記ねじり振動及び／又は縦振動が減衰せしめられる。
【００１９】
ここで前記球ケース７の内面には摩擦係数の大きい鉛９が埋め込まれているので、球８が前記鉛９の表面に接触することにより、双方間の転がり摩擦力がさらに増大される。
【００２０】
以上のように、かかる実施形態によれば、球ケース７内を球８が転動し移動することによる球８と球ケース７の内壁面との間の転がり摩擦力によりクランク軸１の振動を減衰せしめるので、円周方向に働くねじり振動及び軸方向に働く縦振動の双方のみならず、三次元方向の振動に対して減衰作用をなすことが可能となる。
【００２１】
図４は前記クランク軸１における振動曲線を示す。図４においてＡは図６のＡと同様振動減衰ダンパを備えない場合、Ｃは上記実施形態における振動曲線である。
図４に示すように、Ｃで示される本発明の実施形態においては、図６のＢに示す従来の粘性摩擦ダンパよりも大きな振動低減効果が得られる。
【００２２】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、回転軸及びこれに固着されたケーシングに発生するねじり振動あるいは縦振動によって、ケーシングに設けられた減衰室内の球体が該減衰室内を任意の方向に転動して、該減衰室の内壁面と前記球体とが接触することにより発生する転がり摩擦力が前記振動の減衰力として作用し、前記ねじり振動及び縦振動を含む、あらゆる方向の振動を減衰し低減することが可能となる。
【００２３】
殊に請求項２のように構成すれば、減衰室の内壁面に摩擦係数の大なる鉛等の摩擦材を固着したので、前記転がり摩擦力がさらに大きくなり、より高い振動低減効果が得られる。
【００２４】
従って本発明によれば、ケーシング内部に設けた球状の減衰室内に球体を収納するという、きわめて簡単かつ小型コンパクトな構造で以ってねじり振動及び縦振動を同時に低減し得る振動減衰効果の大なる振動低減ダンパを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るディーゼル機関の振動低減ダンパの回転軸心線に沿う断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】上記実施形態における球ケースの内面図である。
【図４】上記実施形態における振動曲線である。
【図５】従来技術に係る振動低減ダンパの図１対応図である。
【図６】従来技術における振動曲線である。
【符号の説明】
１      クランク軸
２      ダンパケーシング
３      カバー
６      ボルト
７      球ケース
８      球
９      鉛
【図１】
0003631902.tif 000002
【図２】
0003631902.tif 000003
【図３】
0003631902.tif 000004
【図４】
0003631902.tif 000005
【図５】
0003631902.tif 000006
【図６】
0003631902.tif 000007