(57)【要約】【課題】回転軸のねじり振動を減衰させるとともにそのねじり振動のエネルギを有効に利用することのできるダンパ装置を提供する。【解決手段】ダンパ装置４０は、クランクシャフトに固定された仲介部材２０ｂの外周面に外嵌されるハブ４１と、弾性部材４３を介してハブ４１の外周に嵌着されるマス４２とを備えている。マス４２が弾性部材４３の変形に伴ってハブ４１に対してその周方向に往復回動することによりクランクシャフトのねじり振動を減衰させる。マス４２がハブ４１に対してその周方向の一方に回動することに伴うポンプ室５０の容積の増大により潤滑油の吸入が行われる一方、マス４２がハブ４１に対してその周方向の他方に回動することに伴うポンプ室５０の容積の減少により潤滑油の吐出が行われる。【選択図】図２
2009115104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸のねじり振動を減衰させるダンパ装置において、
前記回転軸のねじり振動のエネルギによりポンプとして機能する
ことを特徴とするダンパ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のダンパ装置において、
前記回転軸に装着されて同回転軸と一体に回転するハブ、同ハブに装着されるマス及び前記ハブと前記マスとの間で力の伝達を行う弾性部材を備え、前記マスが前記弾性部材の変形に伴って前記ハブに対してその周方向に往復回動することにより前記回転軸のねじり振動を減衰させるとともに、前記マスと前記ハブとの前記往復回動に伴い流体の吸入及び吐出を行う
ことを特徴とするダンパ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のダンパ装置において、
前記ハブに対する前記マスの回動に伴い容積の変化するポンプ室が前記マス及び前記ハブの少なくとも一方に設けられ、前記マスが前記ハブに対してその周方向の一方に回動することに伴う前記ポンプ室の容積の増大により流体の吸入が行われる一方、前記マスが前記ハブに対してその周方向の他方に回動することに伴う前記ポンプ室の容積の減少により流体の吐出が行われる
ことを特徴とするダンパ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のダンパ装置において、
前記ポンプ室に接続される吸入通路及び吐出通路と、前記ポンプ室から前記吸入通路に流体が流れ込むことを規制する流出規制機構と、前記吐出通路から前記ポンプ室に流体が流れ込むことを規制する流入規制機構とが設けられる
ことを特徴とするダンパ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のダンパ装置において、
前記回転軸は内燃機関の出力軸であり、前記吸入通路は同内燃機関の潤滑油供給通路に接続されるものであり、前記吐出通路は同内燃機関の潤滑部位に接続されるものである
ことを特徴とするダンパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸のねじり振動を減衰させるダンパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
こうしたダンパ装置としては、例えば特許文献１に記載されるものが知られている。具体的には、図４に示されるように、ダンパ装置１１０は、回転軸１２０に装着されるハブ１１１、ゴム等からなる弾性部材１１２、及びこの弾性部材１１２を介してハブ１１１に外嵌されるマス１１３を備えている。こうしたダンパ装置１１０により、回転軸１２０の回転状態の変化等により生じる回転軸１２０のねじり振動を減衰させることができる。すなわち、回転軸１２０のねじり振動が発生したときに、弾性部材１１２の変形に伴ってマス１１３がハブ１１１に対してその周方向に往復回動することにより回転軸１２０の振動エネルギが吸収され、同回転軸１２０のねじり振動を減衰させることができる。
【特許文献１】特開平８−２１０４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このようにダンパ装置４０により回転軸１２０のねじり振動を減衰させる場合、回転軸１２０のねじり振動のエネルギは、マス１１３の回動エネルギに変換されて、最終的には弾性部材１１２の熱エネルギ等に変換され、無駄に消耗される。
【０００４】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転軸のねじり振動を減衰させるとともにそのねじり振動のエネルギを有効に利用することのできるダンパ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、回転軸のねじり振動を減衰させるダンパ装置において、前記回転軸のねじり振動のエネルギによりポンプとして機能することをその要旨とする。
【０００６】
同構成によれば、ねじり振動のエネルギを利用して空気や潤滑油等の流体を圧送することができ、回転軸のねじり振動を減衰させるとともにそのねじり振動のエネルギを有効に利用することができるようになる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のダンパ装置において、前記回転軸に装着されて同回転軸と一体に回転するハブ、同ハブに装着されるマス及び前記ハブと前記マスとの間で力の伝達を行う弾性部材を備え、前記マスが前記弾性部材の変形に伴って前記ハブに対してその周方向に往復回動することにより前記回転軸のねじり振動を減衰させるとともに、前記マスと前記ハブとの前記往復回動に伴い流体の吸入及び吐出を行うことをその要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、ハブに対してその周方向に往復回動することにより回転軸のねじり振動を減衰させるとともに、マスとハブとの相対回動に伴い流体の吸入及び吐出を行うことにより、ダンパ装置が回転軸のねじり振動のエネルギによりポンプとして機能することができるようになる。
【０００９】
なお、こうしたダンパ装置の具体的な構成としては、例えば請求項３に記載されるように、前記ハブに対する前記マスの回動に伴い容積の変化するポンプ室が前記マス及び前記ハブの少なくとも一方に設けられ、前記マスが前記ハブに対してその周方向の一方に回動することに伴う前記ポンプ室の容積の増大により流体の吸入が行われる一方、前記マスが前記ハブに対してその周方向の他方に回動することに伴う前記ポンプ室の容積の減少により流体の吐出が行われる、といった構成を採用することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のダンパ装置において、前記ポンプ室に接続される吸入通路及び吐出通路と、前記ポンプ室から前記吸入通路に流体が流れ込むことを規制する流出規制機構と、前記吐出通路から前記ポンプ室に流体が流れ込むことを規制する流入規制機構とが設けられることをその要旨とする。
【００１１】
同構成によれば、マスがハブに対してその周方向の一方に回動することによりポンプ室の容積が増大したとき、ポンプ室の内圧が低くなることに伴い流体が吸入通路を通じてポンプ室に吸入される。またこのとき、流入規制機構により流体が吐出通路を通じてポンプ室に流入することが規制される。そして、マスがハブに対してその周方向の他方に回動することによりポンプ室の容積が減少したとき、ポンプ室の内圧が高くなることに伴いポンプ室内の流体が吐出通路を通じて吐出される。またこのとき、流出規制機構により同ポンプ室内の流体が吸入通路を通じてポンプ室内から流出することが規制される。このように、マスがハブに対して往復回動することにより、流体が吸入通路を通じてポンプ室に吸入された後に吐出通路を通じて吐出されるようになる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のダンパ装置において、前記回転軸は内燃機関の出力軸であり、前記吸入通路は同内燃機関の潤滑油供給通路に接続されるものであり、前記吐出通路は同内燃機関の潤滑部位に接続されるものであることをその要旨とする。
【００１３】
一般の内燃機関においては、機関出力軸を通じてオイルポンプを駆動し、これにより吐出された潤滑油を潤滑油通路によって同機関の各潤滑部位に供給するようにしている。このため、オイルポンプの駆動分に応じた機関出力軸の出力の低下が避けられないものとなっている。
【００１４】
上記構成によれば、吸入通路が内燃機関の潤滑油通路に接続されるとともに、吐出通路が同機関の潤滑部位に接続されることにより、内燃機関の出力軸のねじり振動のエネルギ振動を利用して潤滑油を潤滑部位に圧送し、オイルポンプによる潤滑油の供給を補助することができるようになる。これにより、オイルポンプの駆動分に応じた上記機関出力軸の出力の低下を抑制することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を車載多気筒内燃機関の出力軸のねじり振動を減衰させるダンパ装置に適用した一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。なお、図１は、クランクシャフト及びそのダンパ装置の構造を示す部分断面図であり、図２及び図３は、図１の２−２線に沿った断面構造を示す断面図である。
【００１６】
図１及び図２に示されるように、クランクシャフト２０には、同クランクシャフト２０により駆動されるオイルポンプ３０と、同シャフト２０のねじり振動を減衰させるダンパ装置４０とが設けられている。このダンパ装置４０は、クランクシャフト２０の回転をコンプレッサやオルタネータ等の補機類に伝達する補機ベルト１３について、これを巻き掛けるためのプーリにダンパとしての機能をもたせたいわゆるダンパプーリとして構成されている。
【００１７】
クランクシャフト２０において、ジャーナル２１はシリンダブロックの軸受けによって回転自在に支持され、クランクピン２２にはコネクティングロッドの大端部が取り付けられ、これらジャーナル２１及びクランクピン２２はアーム２３により連結されている。
【００１８】
オイルポンプ３０は、オイルパン１０の潤滑油を給油管１１を介して吸い上げた後、これを吐出してシリンダブロックやクランクシャフト２０に形成された潤滑油供給通路１２（図１では、その一部のみを示す）を通じて内燃機関の各潤滑部位に供給する。このため、クランクシャフト２０の出力はオイルポンプ３０の駆動分だけ低下するようになる。
【００１９】
ダンパ装置４０は、クランクシャフト２０の先端部２０ａに接続されて同シャフト２０の一部として回転する仲介部材２０ｂと、この仲介部材２０ｂの外周に嵌着される略円板状のハブ４１と、このハブ４１の外周に装着される弾性部材４３と、この弾性部材４３の外周に装着される略円環状のマス４２とを含めて構成されている。また、マス４２に先の補機ベルト１３が巻き掛けられている。
【００２０】
そして、内燃機関の運転に伴いクランクシャフト２０が回転するとき、同シャフト２０の回転力がダンパ装置４０によって補機ベルト１３に伝達され、これにより各補機類が駆動される。また、補機ベルト１３又はクランクシャフト２０の回転状態が変化することによりクランクシャフト２０においてねじり振動が発生したときには、マス４２が弾性部材４３の変形に伴ってハブ４１に対してその周方向に往復回動することにより、クランクシャフト２０の振動エネルギが吸収されてクランクシャフト２０のねじり振動が減衰するようになる。
【００２１】
ここで、本実施形態にかかるダンパ装置４０は、以下に説明する構成を採用することにより、クランクシャフト２０のねじり振動のエネルギによりポンプとして機能すべく構成されているものであり、これによってオイルポンプ３０による潤滑油の供給の補助を可能にしている。
【００２２】
すなわち、マス４２の内周面には、その周方向に延伸する２つの溝４２ａがクランクシャフト２０の軸線Ｌに関して対称となるように形成されている。またハブ４１の外周には、マス４２側に突出する２つの板状の区画部材４４が固定されている。この区画部材４４は、ハブ４１から溝４２ａの内周面まで延伸しており、ハブ４１とマス４２との相対回動に伴い区画部材４４の先端が同内周面上を摺動する。そして、溝４２ａの内周面、弾性部材４３の外周面及び区画部材４４により区画されて、２つのポンプ室５０がそれぞれ形成されている。
【００２３】
また、仲介部材２０ｂには、軸方向に延びる環状の内側油路５１と、この内側油路５１を取り囲む態様で軸方向に延びる環状の外側油路５２とが形成されている。ハブ４１及び弾性部材４３には、ポンプ室５０と内側油路５１とを連通する２つの吸入通路５３と、ポンプ室５０と外側油路５２とを連通する２つの吐出通路５４とが形成されている。これら吸入通路５３及び吐出通路５４は、クランクシャフト２０の軸方向における位置がそれぞれ異なるものであり、吐出通路５４がクランクシャフト２０の軸方向において吸入通路５３よりもオイルポンプ３０に近い側に形成されている。吸入通路５３には、ポンプ室５０から同吸入通路５３に潤滑油が流れ込むこと、すなわちポンプ室５０に吸い込まれた潤滑油が吸入通路５３に逆流することを規制する流出規制弁６１が設けられている。吐出通路５４には、吐出通路５４からポンプ室５０に潤滑油が流れ込むこと、すなわち吐出通路５４に押し出された潤滑油がポンプ室５０に逆流することを規制する流入規制弁６２が設けられている。
【００２４】
また、クランクシャフト２０には、潤滑油供給通路１２と内側油路５１とを接続する通路であって内燃機関内を流通した潤滑油をダンパ装置４０に供給する接続通路５５と、外側油路５２とクランクピン２２の外周面に形成された供油口２２ａとを接続する通路であってダンパ装置４０から吐出された潤滑油をクランクピン２２に供給する接続通路５６とが形成されている。
【００２５】
次に、こうした構成によるダンパ装置４０の動作態様について説明する。
マス４２がハブ４１に対して図２に示される周方向Ｗ１に回動したとき、溝４２ａの内壁がハブ４１に固定された区画部材４４に対して図２の破線に示される位置にまで回動し、これに伴いポンプ室５０の容積が増大してその内圧が低くなる。これにより、潤滑油供給通路１２の潤滑油は、図１及び図２の矢印Ｋで示される方向に沿って接続通路５５、内側油路５１及び吸入通路５３の順に流通してポンプ室５０に吸入される。このとき、流入規制弁６２により吐出通路５４からポンプ室５０への潤滑油の流入が規制される。
【００２６】
一方、マス４２がハブ４１に対して図３に示される周方向Ｗ２に回動したとき、溝４２ａの内壁がハブ４１に固定された区画部材４４に対して図３の破線に示される位置にまで回動し、これに伴いポンプ室５０の容積が減少してその内圧が高くなる。これにより、ポンプ室５０に吸入された潤滑油は、図１及び図３の矢印Ｔで示される方向に沿って吐出通路５４、外側油路５２，接続通路５６及び供油口２２ａの順に流通してクランクピン２２とコネクティングロッドの大端部との係合部に供給される。このとき、流出規制弁６１によりポンプ室５０から吸入通路５３への潤滑油の流出が規制される。
【００２７】
このように、マス４２がハブ４１に対して（その）周方向Ｗ１と周方向Ｗ２との間で往復回動することにより、潤滑油供給通路１２の潤滑油がクランクピン２２とコネクティングロッドの大端部との係合部に供給される。
【００２８】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）クランクシャフト２０のねじり振動のエネルギを利用して潤滑油供給通路１２内の潤滑油をクランクピン２２とコネクティングロッドの大端部との係合部に供給することとした。これにより、オイルポンプ３０による潤滑油の供給を補助することができ、クランクシャフト２０のねじり振動を減衰させるとともにそのねじり振動のエネルギを有効に利用することができる。
【００２９】
（２）また、オイルポンプ３０による潤滑油の供給を補助することにより、要求されるオイルポンプ３０の供給圧を低減することができ、オイルポンプ３０を駆動するために消耗されるクランクシャフト２０の出力を低減するとともに、オイルポンプ３０の小型化を図ることができる。
【００３０】
（変形例）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、２つのポンプ室５０が形成される構造を採用するようにしているが、これに限らず、ポンプ室を１つのみ形成した構造又はポンプ室を３つ以上形成した構造を採用することもできる。なお、ダンパ装置４０による潤滑油の供給圧及び供給量は、ポンプ室の数が多くなるにつれて増加するようになる。
【００３１】
・上記実施形態では、オイルポンプ３０による潤滑油の供給を補助するようにしているが、例えばダンパ装置４０のポンプ機能のみでも十分な潤滑油の供給量が得られる場合には、オイルポンプ３０を省略することもできる。ちなみに、ダンパ装置４０による潤滑油の供給圧及び供給量を増加させるための方法としては、例えばハブ４１の直径やマス４２の質量を増大させることが挙げられる。
【００３２】
・上記実施形態では、マス４２の内周面に溝４２ａが形成されるとともに、ハブ４１の外周面に溝４２ａに突出する区画部材４４が固定される構造を採用するようにしているが、これに対して、ハブ４１の外周面に溝が形成されるとともに、マス４２の内周面にその溝に突出する区画部材が固定される構造を採用することもできる。また、ハブ４１の外周面及びマス４２の内周面の双方において互いに対応する部分に溝が形成される構造を採用することもできる。
【００３３】
・上記実施形態では、補機ベルト１３を通じてクランクシャフト２０の回転力を内燃機関の補機に伝達するダンパ装置に本発明を適用する場合について例示したが、これに限らず、クランクシャフト２０の回転力を他の回転体に伝達しないダンパ装置においても、基本的に同様の態様をもって本発明を適用することができる。
【００３４】
・上記実施形態では、マス４２がゴムからなる弾性部材４３を介してハブ４１の外周に嵌着されるクランクシャフト２０のダンパプーリに本発明を適用する場合について例示した。これに限らず、例えばマスがスプリングを介してハブの側面に装着されるダンパ装置においても、基本的に同様の態様をもって本発明を適用することができる。また、内燃機関のクランクシャフトに限らず、電動機の出力軸等、他の回転軸に設けられるダンパ装置に本発明を適用することもできる。要するに、マスとハブとの相対回転により回転軸のねじり振動を減衰させるダンパ装置であれば、いずれのものに対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のダンパ装置にかかる一実施形態について、回転軸であるクランクシャフトの軸方向に沿う同装置の断面構造を示す断面図。
【図２】同実施形態のダンパ装置について、図１の２−２線に沿う断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態のダンパ装置について、図１の２−２線に沿う断面構造であって図２のものとはハブに対するマスの回転位相が異なる状態の断面構造を示す断面図。
【図４】従来のダンパ装置についてその断面構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１０…オイルパン、１１…給油管、１２…潤滑油供給通路、１３…補機ベルト、２０…クランクシャフト、２０ａ…先端部、２０ｂ…仲介部材、２１…ジャーナル、２２…クランクピン、２２ａ…供油口、２１…ジャーナル、２２…クランクピン、２２ａ…供油口、２３…アーム、３０…オイルポンプ、４０…ダンパ装置、４１…ハブ、４２…マス、４２ａ…溝、４３…弾性部材、４４…区画部材、５０…ポンプ室、５１…内側油路、５２…外側油路、５３…吸入通路、５４…吐出通路、５５…接続通路、５６…接続通路、６１…流出規制弁、６２…流入規制弁、１１０…ダンパ装置、１１１…ハブ、１１２…弾性部材、１１３…マス、１２０…回転軸。
【図１】
2009115104.tif 000003
【図２】
2009115104.tif 000004
【図３】
2009115104.tif 000005
【図４】
2009115104.tif 000006