特表 2024-502859 ねじり振動減衰器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-23

(54)【発明の名称】ねじり振動減衰器

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/16 20060101AFI20240116BHJP

【ＦＩ】

F16F15/16 A

F16F15/16 M

F16F15/16 G

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023542511

(86)(22)【出願日】2022-01-12

(85)【翻訳文提出日】2023-07-11

(86)【国際出願番号】 EP2022050536

(87)【国際公開番号】W WO2022152747

(87)【国際公開日】2022-07-21

(31)【優先権主張番号】102021100431.4

(32)【優先日】2021-01-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523263902

【氏名又は名称】ハセ・エンド・ブレーデ ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】Ｈａｓｓｅ ＆ Ｗｒｅｄｅ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｇｅｏｒｇ－Ｋｎｏｒｒ－Ｓｔｒａｓｓｅ ４， １２６８１ Ｂｅｒｌｉｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル シュタイドル

(72)【発明者】

【氏名】マンディ シュトライフラー

(72)【発明者】

【氏名】シュテファン ボーマイアー

(57)【要約】

回転可能なシャフト、例えば原動機、特に内燃機関のクランクシャフト（２）に配置された、好適には相対回動不能に取付け可能な一次質量体と、一次質量体に対して相対的に運動可能な二次質量体とを備えた回転するシステムと、一次質量体と二次質量体との間の相対運動の振動減衰および／または振動吸振のための構成群と、を備えた、ねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器が提供される。一次質量体と二次質量体との間の相対運動の振動減衰および／または振動吸振のための構成群は、少なくとも１つの圧力アキュムレータ（１５，１５’；２２，２２’）をねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器の回転するシステムの内に有する。ねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器により内燃機関のクランクシャフト（２）のねじり振動を減衰する方法が提供される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転可能なシャフトに配置され、好適には相対回動不能に取付け可能な一次質量体と、該一次質量体に対して相対的に運動可能な二次質量体とを備えた回転するシステムと、
前記一次質量体と前記二次質量体との間の相対運動の振動減衰および／または振動吸振のための構成群と
を備えた、ねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器であって、
前記一次質量体と前記二次質量体との間の前記相対運動の振動減衰および／または振動吸振のための前記構成群は、少なくとも１つの圧力アキュムレータ（１５，１５’；２２，２２’）を前記ねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器の前記回転するシステム内に有していることを特徴とする、ねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器。

【請求項2】

前記一次質量体と前記二次質量体との間の前記相対運動の振動減衰および／または振動吸振のための前記構成群は、前記回転するシステムの一部として、前記二次質量体内に加工成形された、流体が充填された１つ以上の流体チャンバ（１３，１４）を有しており、前記流体チャンバ（１３，１４）の容積は、ねじり振動、ひいては該ねじり振動に基づいて生じる、一次質量体と二次質量体との間の相対運動が生じた場合に、前記少なくとも１つの圧力アキュムレータ（１５，１５’；２２，２２’）により変更可能であり、前記流体チャンバ（１３，１４）は、前記一次質量体に結合されたハブ部分（１１）の、半径方向に延びる羽根（１２，１２’）によりそれぞれ分割されている、請求項１記載のねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器。

【請求項3】

前記少なくとも１つの圧力アキュムレータ（１５，１５’）は、ガスばねを形成し、ダイヤフラム（１８，１８’）により分離されている、少なくとも１つのガス区域（１６，１６’）と少なくとも１つの流体区域（１７，１７’）とを有しており、前記流体区域（１７，１７’）は、前記流体チャンバ（１３，１４）に流体管路（２０，２０’；２１，２１’）を介して接続されている、請求項２記載のねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器。

【請求項4】

前記少なくとも１つの圧力アキュムレータ（１５，１５’）の前記少なくとも１つのガス区域（１６，１６’）は、回転フィードスルー（３）を介して、かつ１つ以上の圧力管路（６，７）を介して制御／ガス供給ユニット（６）に接続されており、該制御／ガス供給ユニットは、前記ねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器の前記回転するシステムの外部に配置されている、請求項３記載のねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器。

【請求項5】

前記少なくとも１つの圧力アキュムレータ（２２，２２’）は、ハブ部分（１１）の羽根（１２，１２’）に配置されており、チャンバ（２２ａ，２２’ａ）およびダイヤフラム（２２ｂ，２２’ｂ）を備えたガスばねを形成し、前記ダイヤフラム（２２ｂ，２２’ｂ）は、前記チャンバ（２２ａ，２２’ａ）を流体チャンバ（１３，１４）に対して画定する、請求項１から４までのいずれか１項記載のねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器。

【請求項6】

前記少なくとも１つの圧力アキュムレータ（２２，２２’）の前記チャンバ（２２ａ，２２’ａ）は、弁を介して充填接続部に接続されている、請求項５記載のねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器。

【請求項7】

流体チャンバ（１３，１４）は、前記一次質量体に結合されたハブ部分（１１）内の管路（２３，２３’）により互いに接続されており、前記管路（２３，２３’）は、調節可能な少なくとも１つの絞り（２４）をそれぞれ有している、請求項１から６までのいずれか１項記載のねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器。

【請求項8】

流体チャンバ（１３，１４）は、前記一次質量体に結合されたハブ部分（１１）内に設けられた逆向きに配置された一方向のオーバフロー管路（２５，２６）により互いに接続されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器。

【請求項9】

それぞれ１つの羽根（１２，１２’）による流体チャンバ（１３，１４）の分割により形成されている流体チャンバ区域（１３ａ，１３ｂ；１４ａ，１４ｂ）が、それぞれ１つの羽根（１２，１２’）に設けられた、絞り（２７，２７’）を備える、または備えていない少なくとも１つの管路によって互いに接続されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器。

【請求項10】

直径方向で互いに反対側に位置するそれぞれ２つの流体チャンバ（１３，１４）が設けられている、請求項１から９までのいずれか１項記載のねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器。

【請求項11】

前記回転可能なシャフトは、ピストン機械のクランクシャフト（２）である、請求項１から１０までのいずれか１項記載のねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器。

【請求項12】

前記ピストン機械が内燃機関、圧縮空気モータ、ピストンコンプレッサ等である、請求項１１記載のねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器。

【請求項13】

請求項１から１２までのいずれか１項記載のねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器により、ピストン機械においてクランクシャフト（２）のねじり振動を減衰する方法であって、
前記クランクシャフト（２）に取り付けられた前記ねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器を提供する方法ステップ（ＶＳ１）と、
前記ねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器内に組み込まれた少なくとも１つの圧力アキュムレータ（１５，１５’；２２，２２’）を、圧力が加えられたガスまたは空気により調節する方法ステップ（ＶＳ２）と、
前記ねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器により前記ピストン機械の運転中に前記クランクシャフト（２）のねじり振動を減衰する方法ステップ（ＶＳ３）と
を有していることを特徴とする、方法。

【請求項14】

前記圧力アキュムレータ（１５，１５’）の調節を、前記第２の方法ステップ（ＶＳ２）および前記第３の方法ステップ（ＶＳ３）において、前記ねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器の回転フィードスルーを介して、かつ１つの以上の圧力管路（６，７）を介して制御／ガス供給ユニット（６）により行い、該制御／ガス供給ユニットは、前記ねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器の前記回転するシステムの外部に配置されている、請求項１３記載の方法。

【請求項15】

前記圧力アキュムレータ（１５，１５’）および別の絞り（２４，２７，２７’）の調節を前記第２の方法ステップ（ＶＳ２）において前記ねじり振動減衰器（１）が静止した状態で行い、前記第３の方法ステップ（ＶＳ３）において、前記ねじり振動の減衰を流体チャンバ（１３，１４）間の流体の往復圧送により行う、請求項１３記載の方法。

【請求項16】

前記第３の方法ステップ（ＶＳ３）において、１つの方向への前記ねじり振動減衰器（１）またはねじり振動吸振器の変位が過度に強い場合―に、前記流体チャンバ（１３，１４）間で一方向のオーバフロー管路（２５，２６）を介したオーバフローを行う、請求項１５記載の方法。

【請求項17】

前記ピストン機械は、内燃機関、圧縮空気モータ、ピストンコンプレッサ等である、請求項１３から１６までのいずれか１項記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前提部に記載のねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器に関する。本発明はさらに、内燃機関のクランクシャフトのねじり振動を減衰する方法にも関する。

【0002】

パッシブ型（受動型）のねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器は、種々の構成部分／要素から形成される。この場合、以下の原理／要素の２つまたは３つが使用される。

【0003】

要素「運動エネルギの蓄え器」：
パッシブ型のねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の基本的な構造は、常に運動エネルギ用の蓄え器を有し、この運動エネルギ用の蓄え器は、サイズモ質量体により形成されている。このサイズモ質量体は、有利には、はずみリングとして形成されていてもよく、「二次質量体」とも呼ばれる。

【0004】

要素「ポテンシャルエネルギの蓄え器」：
ポテンシャルエネルギの蓄え器は、二次質量体（特にはずみリング）と、一次質量体とも呼ばれるハウジング部分および／またはハブ部分との間のねじりばね剛性により形成されていてもよい。

【0005】

散逸要素：
散逸要素としては、構造に応じて、一次質量体（ハウジング部分および／またはハブ部分）と二次質量体との間に、つまり例えばハブ部分／ハウジングとはずみリングとの間に、減衰エレメントまたは減衰構成部分が設けられていてもよく、この減衰エレメントまたは減衰構成部分は、例えば固体摩擦、粘性減衰または液圧減衰に基づいて作用する。

【0006】

サイズモ質量体は、ねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器において常に存在する。ねじり振動減衰器では、さらに散逸構成部分が存在し、ねじり振動吸振器では、「ポテンシャルエネルギの蓄え器」が存在する。減衰付ねじり振動吸振器では、３つの全ての要素が使用される。減衰付ねじり振動吸振器は、以下において「ねじり振動吸振器」のカテゴリに含まれる。

【0007】

現在実際に使用されているパッシブ型のねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器では、全ての要素が１つの構成群内に存在しており、この構成群は、シャフトと一緒に回転するように結合されている。したがって、この構成群は、回転するシステムを形成する。

【0008】

このことは、減衰／吸振されるべきシャフトに唯一つの構成群を取り付けるだけで済むという利点を有するが、しかし実際の使用時では、ある特定の欠点をも有している。

【0009】

すなわち、前で挙げた構造のねじり振動減衰器／ねじり振動吸振器の構成スペースは、しばしば制限されるので、このような構成スペースの制限を考慮すると、所要の剛性度および減衰度を実現することが必ずしも可能であるとは限らない。さらに、減衰により生じた熱は、しばしば導出することが極めて難しい。したがって、この問題は、ねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の機能および寿命を制限している。

【0010】

国際公開第２０１９／０８６２５８号は、ねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器を記載している。回転するシステムにおいて行われる、ねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器のはずみリングとハウジングとの間の振動運動が、液圧フィードスルーを介して外部の固定されたシステムにおける並進運動に変換される構造が提供される。

【0011】

液圧フィードスルーにおける臨界的な流速が不都合であると見なされる。

【0012】

本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べた形式のねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器を改良して、上述の欠点を有しないようにすることである。

【0013】

この課題は請求項１の対象により解決される。

【0014】

課題は、請求項１１の対象としての方法によっても解決される。

【0015】

本発明の好適な構成は、従属請求項に記載されている。

【0016】

回転可能なシャフトに配置され、好適には相対回動不能に取付け可能な一次質量体と、一次質量体に対して相対的に運動可能な二次質量体とを備えた回転するシステムと、一次質量体と二次質量体との間の相対運動の振動減衰および／または振動吸振のための構成群とを備えた本発明のねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器は、一次質量体と二次質量体との間の相対運動の振動減衰および／または振動吸振のための構成群が、少なくとも１つの圧力アキュムレータを、ねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の回転するシステム内に有するように形成されている。

【0017】

圧力アキュムレータが回転側に組み付けられているので、従来技術におけるように液圧油を外部へと案内する回転フィードスルーはその全ての欠点とともに不要になるという特別な利点が生じる。このことは、液圧油の流速が制圧可能なままであるように所用の管路横断面を実現することを著しく容易に可能にする。

【0018】

上述したねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器により、ピストン機械のクランクシャフトのねじり振動を減衰する本発明による方法は、クランクシャフトに取り付けられたねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器を提供する方法ステップＶＳ１と、ねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器内に組み込まれた少なくとも１つの圧力アキュムレータを、圧力が加えられたガスまたは空気により調節する方法ステップＶＳ２と、ねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器によりピストン機械の運転中にクランクシャフトのねじり振動を減衰する方法ステップＶＳ３とを有している。

【0019】

これにより、液圧油もしくは流体が、ねじり振動減衰器内にあり、運転中に外部から供給される必要がないという利点が生じる。圧力下にあるガス、例えば空気、窒素等によって圧力アキュムレータを調節することは、運転中でも有利には簡単である。

【0020】

或る構成では、一次質量体と二次質量体との間の相対運動の振動減衰および／または振動吸振のための構成群が、回転するシステムの一部として、流体が充填された１つ以上の流体チャンバを有している。この流体チャンバは、二次質量体内に加工成形されている。流体チャンバの容積は、ねじり振動、ひいてはこのねじり振動に基づいて生じる、一次質量体と二次質量体との間の相対運動が生じた場合に、少なくとも１つの圧力アキュムレータにより変更可能であり、流体チャンバが、一次質量体に結合されたハブ部分の、半径方向に延びる羽根によりそれぞれ分割されている。このことは、有利にはコンパクトな構造を生じさせる。

【0021】

別の或る構成では、少なくとも１つの圧力アキュムレータが、ガスばねを形成し、ダイヤフラムによって分離された少なくとも１つのガス区域と少なくとも１つの流体区域とを有しており、流体区域が、流体チャンバに流体管路を介して接続されている。流体管路は、有利には、流体の発生する流速に関して、臨界的な流速が生じないように設計されてもよい。

【0022】

或る構成では、少なくとも１つの圧力アキュムレータの少なくとも１つのガス区域が、回転フィードスルーを介して、かつ１つ以上の圧力管路を介して制御／ガス供給ユニットに接続されており、制御／ガス供給ユニットが、ねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の回転するシステムの外部に配置されていることが規定されている。回転フィードスルーにより、有利には、従来技術に比べて簡単に、ばねの圧力（ひいてはばね定数）だけが、圧力下にあるガスもしくは空気により調節される。

【0023】

代替的な或る構成では、少なくとも１つの圧力アキュムレータが、ハブ部分の羽根に配置されており、チャンバおよびダイヤフラムを備えたガスばねを形成し、ダイヤフラムが、チャンバを流体チャンバに対して画定している。圧力アキュムレータがねじり振動減衰器内に直接組み込まれているので、回転フィードスルーが不要であるという利点が生じる。圧力アキュムレータの調節は、確かに運転中にはもはや不可能であるが、調節は、まだ静止している減衰器の状態において、対応する弁により完全に可能である。このためには、少なくとも１つの圧力アキュムレータのチャンバは、弁を介して充填接続部に接続されていてもよい。当然ながら、複数の弁が設けられていてもよい。

【0024】

圧力アキュムレータのチャンバ内の圧力により、システムの剛性を有利には簡単に調節することができる。

【0025】

別の或る構成では、流体チャンバが、一次質量体に結合されたハブ部分内の管路により互いに接続されており、管路は、少なくとも１つの調節可能な絞りをそれぞれ有している。これにより、有利には、オーバフローによる漏れ損失を補償し、これによりはずみ質量体を、減衰器に対するその公称の位置に保持することができる。別の利点は、はずみ質量体をセンタリングすることができ、付加的なばねにより支持する必要がないことにより生じる。

【0026】

流体チャンバが、一次質量体に結合されたハブ部分内に設けられた逆向きに配置された一方向のオーバフロー管路により互いに接続されていると有利である。なぜならば、これにより、単に１つの方向への減衰器の変位が過度に強い場合に、チャンバ間のオーバフローが可能にされるからである。これにより、はずみ質量体をセンタリングして保持することができる。

【0027】

さらに、それぞれの羽根による流体チャンバの分割により形成されている流体チャンバ区域が、それぞれ１つの羽根において絞りを備える、または備えていない少なくとも１つの管路によって互いに接続されていると、有利な減衰を達成することができる。減衰は、流体チャンバ間もしくは流体チャンバ区域間での羽根を通した液圧油の往復圧送によって実現され、減衰をそれぞれの要求に適合させるために、調節可能な絞りを使用することができる。

【0028】

別の或る構成では、有利なコンパクトな構造のために、直径方向で互いに反対の側に位置するそれぞれ２つの流体チャンバが設けられている。

【0029】

方法の有利な或る構成は、圧力アキュムレータの調節を、第２の方法ステップＶＳ２および第３の方法ステップＶＳ３において、ねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の回転フィードスルーを介して、かつ１つ以上の圧力管路を介して制御／ガス供給ユニットにより行い、この制御／ガス供給ユニットが、ねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の回転するシステムの外部に配置されていることを規定している。この場合、媒体、つまり空気または窒素のみが使用され、これにより回転フィードスルーのコンパクトな構造が生じる。

【0030】

回転フィードスルーを有しないねじり振動減衰器の構成では、方法の別の或る構成は、圧力アキュムレータおよび別の絞りの調節を、第２の方法ステップＶＳ２においてねじり振動減衰器の静止した状態で行い、第３の方法ステップＶＳ３において、ねじり振動の減衰を、流体チャンバ間の流体の往復圧送により行うことを規定している。粘性減衰器との比較においてここでも、減衰作用と剛性とを互いに無関係に調節することができるという利点が生じる。これにより一方では、最適な比率を見付けることができ、他方では、同一の減衰器ハードウェアを種々異なるエンジンのために適合させ、これによりコストを削減することが可能である。

【0031】

方法の別の構成では、第３の方法ステップＶＳ３において、１つの方向へのねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の変位が過度に強い場合に、流体チャンバ間で一方向のオーバフロー管路を介したオーバフローを行う。これにより、はずみ質量体の有利なセンタリングを達成することができる。

【0032】

通常の減衰器とは異なり、本発明では、高価な板ばねを省略することができる。粘性減衰器との比較においてここでも、減衰作用および剛性を互いに無関係に調節することができるという利点が生じる。これにより一方では、最適な比率を見付けることができ、他方では、同一の減衰器ハードウェアを種々異なるエンジンのために適合させ、これによりコストを削減することが可能である。

【0033】

ねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の別の或る構成では、回転可能なシャフトは、ピストン機械のクランクシャフトである。このようなピストン機械は、例えば内燃機関、圧縮空気モータ、ピストンコンプレッサ等であってもよい。

【0034】

上述の方法のピストン機械も、例えば内燃機関、圧縮空気モータ、ピストンコンプレッサ等であってもよい。

【0035】

以下に、本発明の実施例を添付の図面につき説明する。これらの実施例は、本発明を好適な構造につき説明するために用いられるに過ぎず、本発明はこの構造に限定されるものではない。その限りでは、各請求項の枠内で別の実施例ならびに図示の実施例の改良形および等価形が実現可能である。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明に係るねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の第１の実施例を示す概略図である。

【図2】図１に示した本発明に係るねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の第１の実施例を概略的に示す半径方向断面図である。

【図3】本発明に係るねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の実施例および変化形を示す概略的な半径方向断面図である。

【図4】本発明に係るねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の実施例および変化形を示す概略的な半径方向断面図である。

【図5】本発明に係るねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の実施例および変化形を示す概略的な半径方向断面図である。

【図6】本発明による方法の概略的なフローチャートである。

【0037】

図１は、本発明に係るねじり振動減衰器またはねじり振動吸振器の第１の実施例の概略図である。

【0038】

ねじり振動減衰器１またはねじり振動吸振器は、以下では簡単にするために、単にねじり振動減衰器１と呼ばれる。ねじり振動減衰器１は、本実施例ではクランクシャフト２、例えば図示しない内燃機関のクランクシャフト２に相対回動不能に結合されている。このような内燃機関は、例えば、船舶、農業機械、建設機械、エネルギ生成のためのいわゆる大型エンジンである。

【0039】

ねじり振動減衰器１は、回転フィードスルー３をさらに有しており、回転フィードスルー３によりねじり振動減衰器１は、供給構成群５に接続されている。

【0040】

供給構成群５は、圧力管路７，８を備えた制御／ガス供給ユニット６を含んでいる。

【0041】

回転フィードスルー３は、ねじり振動吸振器１と、供給構成群５の制御／ガス供給ユニット６との間のインタフェースを形成し、圧力管路６，７は、制御／ガス供給ユニット６と回転フィードスルー３との間の接続部を形成する。制御／ガス供給ユニット６は、圧力媒体、好適にはガス、例えば圧縮空気により、圧力管路６，７および回転フィードスルー３を介して、ねじり振動減衰器１内の制御エレメントを制御する。これらの制御エレメントは、例えば絞りおよび調節可能なばねであり、これらについては下記でさらに説明する。

【0042】

クランクシャフト２は、回転軸線４を有しており、この回転軸線４に対してねじり振動減衰器１と回転フィードスルー３とは同軸的に配置されている。

【0043】

ねじり振動減衰器の構造および機能形式の詳細な説明については、国際公開第２０１９／０８６２５８号および国際公開第２０２０／０６９９３３号が参照される。

【0044】

図２は、図１に示した本発明に係るねじり振動減衰器１の第１の実施例を半径方向断面図で示している。

【0045】

ねじり振動減衰器１は、ハウジング９と、いわゆる二次質量体としてのはずみ質量体１０と、羽根１２，１２’を備えたハブ部分１１と、流体チャンバ１３，１４と、圧力アキュムレータ１５，１５’とを含んでいる。これにより、いわゆる回転するシステムが形成される。

【0046】

ハウジング９は、いわゆる一次質量体を形成し、ハブ部分１１およびその羽根１２，１２’に固定的に結合されている。ハブ部分１１により、ねじり振動減衰器１は、クランクシャフト２に相対回動不能に結合されている。

【0047】

より良好に区別するために、羽根１２，１２’は、第１の羽根１２および第２の羽根１２’と称される。流体チャンバ１３，１４は、第１の流体チャンバ１３および第２の流体チャンバ１４である。圧力アキュムレータ１５，１５’も同様に、第１の圧力アキュムレータ１５および第２の圧力アキュムレータ１５’と称される。ただし、これらの設定は、２つより多くの羽根１２，１２’、２つより多くの流体チャンバ１３，１４および２つより多くの圧力アキュムレータ１５，１５’が設けられていてもよいことを排除するものではない。

【0048】

ハウジング１、回転フィードスルー３およびはずみ質量体１０は、回転軸線６に対して同軸的に配置されている。はずみ質量体１０は、ハウジング１に関して回転することができる。

【0049】

ハブ部分１１の羽根１２，１２’は、ハウジング１に固く結合されている。

【0050】

ハブ部分１１の羽根１２，１２’は、ハブ部分１１から、はずみ質量体１０内に加工成形されている、直径方向で反対側に位置する流体チャンバ１３，１４を通って、反対側に位置するように半径方向に延びている。各流体チャンバ１３，１４は、ハブ部分１１の対応する羽根１２，１２’により、２つの流体チャンバ区域１３ａ，１３ｂおよび１４ａ，１４ｂに分割される。

【0051】

羽根１２，１２’は、それぞれ２つの羽根面１２ａ，１２ｂ；１２’ａ，１２’ｂを有しており、これらの羽根面１２ａ，１２ｂ；１２’ａ，１２’ｂは、図２～図５に示した本実施例では、より簡単に識別するために、時計回り方向に依存して区別される。したがって、第１の羽根１２の羽根面１２ａは、第１の流体チャンバ１３の流体チャンバ区域１３ａ内の流体に接触し、第２の羽根１２’の羽根面１２’ａは、第２の流体チャンバ１４の流体チャンバ区域１４ａ内の流体に接触して、ハブ部分１１および羽根１２，１２’が時計回りに旋回した場合に、これらの流体を圧縮する。これに対して、第１の羽根１２の羽根面１２ｂは、第１の流体チャンバ１３の流体チャンバ区域１３ｂ内の流体に接触し、第２の羽根１２’の羽根面１２’ｂは、第２の流体チャンバ１４の流体チャンバ区域１４ｂ内の流体に接触し、ハブ部分１１が羽根１２，１２’と一緒に反時計回りに旋回した場合に、これらの流体を圧縮する。

【0052】

各圧力アキュムレータ１５，１５’は、ガスばねを形成しており、それぞれ１つのガス区域１６，１６’と、流体区域１７，１７’とを有している。各ガス区域１６，１６’は、対応する流体区域１７，１７’からダイヤフラム１８，１８’によって分離されている。

【0053】

圧力アキュムレータ１５，１５’は、ハウジング１に固定的に取り付けられている。

【0054】

圧力アキュムレータ１５，１５’のガス区域１６，１６’は、それぞれガス管路１９，１９’を介して、回転フィードスルー３のそれぞれ１つの接続区域３ａ，３ｂに接続されている。これにより、ガス管路１９，１９’は、それぞれ所属の圧力管路６，７を介して、供給構成群５の制御／ガス供給ユニット６に制御接続されている。

【0055】

流体チャンバ１３，１４の流体チャンバ区域１３ａ，１３ｂ；１４ａ，１４ｂは、それぞれ流体管路２０，２０’；２１，２０を介して、各圧力アキュムレータ１５，１５’の流体区域１７，１７’に接続されていて、これにより、下記のように連通もしくは接続しているチャンバ区域が生じるようになっている。

【0056】

流体管路２０，２０’；２１，２１’は、はずみ質量体１０内に組み込まれるか、取り付けられる、または／かつ加工成形されていてもよい。

【0057】

第１の流体チャンバ１３の流体チャンバ区域１３ａは、流体管路２０を介して第１の圧力アキュムレータ１５の流体区域１７に接続されており、第１の圧力アキュムレータ１５自体は、流体管路２１を介して、第２の流体チャンバ１４の羽根チャンバ区域１４ａに接続されている。同様に第１の流体チャンバ１３の流体チャンバ区域１３ｂは、流体管路２０’を介して第２の圧力アキュムレータ１５’の流体区域１７’に接続されており、第２の圧力アキュムレータ１５’自体は、流体管路２１’を介して第２の流体チャンバ１４の羽根チャンバ区域１４ｂに接続されている。

【0058】

これにより、ハブ部分１１の振動運動が、羽根１２，１２’と、圧力チャンバ１５，１５’を介した流体管路２０，２０’；２１，２１’による流体チャンバ区域１３ａ，１３ｂ；１４ａ，１４ｂの上述の連通とを介して、圧力チャンバ１５，１５’のダイヤフラム１８，１８’の並進運動に変換され、このとき標準的な構成要素が、剛性および減衰の提供のために使用され得る。

【0059】

したがって、圧力アキュムレータ１５，１５’は、回転する側において、つまりねじり振動減衰器１において実現されていて、制御／ガス供給ユニット６によって、ねじり振動減衰器１の運転中に調節／調整することができ、ダイヤフラム１８，１８’を介して、上述のチャンバ間の流れに影響を与えることができる。回転フィードスルー３は、圧力アキュムレータ１５，１５’内の圧力、ひいてはばね定数を調節するためにしか使用されない。これにより、圧力アキュムレータ１５，１５’によって形成されるガスばねのばね定数は、外部から調節可能である。

【0060】

この場合、はずみ質量体、すなわちはずみ質量体１０が、ハウジング９に関してその公称ポジションに留まるという利点も生じる。これは、上述した連通経路を介したチャンバ間での流体のオーバフローによる漏れ損失の補償により行われる。

【0061】

図３～図５には、本発明に係るねじり振動減衰器１またはねじり振動吸振器の別の実施例の概略的な半径方向断面図が図示されている。

【0062】

図３は、ねじり振動減衰器１の第２の実施例を示している。

【0063】

ねじり振動減衰器１の第２の実施例の構造は、第１の実施例とは、回転フィードスルー３が設けられていない点において相違している。なぜならば、空気ばねもしくはガスばねとしてのエネルギアキュムレータ２２，２２’が、ねじり振動減衰器１に直接組み込まれているからである。

【0064】

エネルギアキュムレータ２２，２２’は、本実施例では、膨張可能なチャンバ２２ａ，２２’ａが羽根１２，１２’の両側で、例えばエラストマーから成るダイヤフラム２２ｂ，２２’ｂによって形成されているように、羽根１２，１２’に／羽根１２，１２’内に取り付けられている。

【0065】

チャンバ２２ａ，２２’ａは、エネルギアキュムレータ１５，１５’のガス区域１６，１６’に類似している。ダイヤフラム２２ｂ，２２’ｂは、チャンバ２２ａ，２２’ａを直接に流体チャンバ区域１３ａ，１３ｂ；１４ａ，１４ｂから分離している。この流体チャンバ区域１３ａ，１３ｂ；１４ａ，１４ｂは、同様にエネルギアキュムレータ１５，１５’の流体区域１７，１７’に相当する。

【0066】

チャンバ２２ａ，２２’ａは、図示しない弁を介して、図示しない１つ以上の充填接続部に接続されている。この充填接続部により、チャンバ２２ａ，２２’ａに、ガス、例えば空気または／および窒素が充填される。チャンバ２２ａ，２２’ａ内の圧力により、システムの剛性が調節される。

【0067】

減衰は、流体チャンバ１３，１４同士の間での流体の往復圧送によって実現される。このためには、ハブ部分１１内に流体チャンバ１３，１４の間で管路２３，２３’が設けられている。流体の往復圧送は、はずみ質量体１０に関する羽根１２，１２’の相対運動により行われる。

【0068】

管路２３は、開口２３ａを介して流体チャンバ１３の流体チャンバ区域１３ａに接続されており、他方の端部で絞り２４を介して管路２３’に接続されている。管路２３’自体は、開口２３’ａを介して、流体チャンバ１４の、同じ羽根側に位置する流体チャンバ区域１４ｂに接続されている。鏡像対称的な構造において、別の管路２３，２３’が、開口２３ａ，２３’ａおよび絞り２４により、流体チャンバ１３の流体チャンバ区域１３ｂを、流体チャンバ１４の流体チャンバ区域１４ａに接続する。

【0069】

絞り２４は、減衰をそれぞれの要求に適合させることができるようにするために調節可能である。

【0070】

エネルギアキュムレータ２２，２２’および絞り２４の調節は、ねじり振動減衰器１の運転中に実施することはできない。このことは、静止状態において、図示されていないが、容易に想像可能である適切な弁を用いて行われる。

【0071】

図４には、図３に示した第２の実施例の変形形が図示されている。

【0072】

図４には、ねじり振動減衰器１の変向された位置が示されている。

【0073】

第２の実施例とは異なり、この変化形では、２つのオーバフロー管路２５，２６がハブ部分１１に加工成形されており、これらのオーバフロー管路２５，２６は、それぞれ管路２３，２３’および絞り２４に対して並列に延びている。

【0074】

オーバフロー管路２５は、流体チャンバ１３の流体チャンバ区域１３ａから、流体チャンバ１４の、同一の羽根側に位置する流体チャンバ区域１４ｂへの一方向のオーバフローを形成する。流体チャンバ１４の流体チャンバ区域１４ａから流体チャンバ１３の流体チャンバ区域１３ｂへの一方向のオーバフローは、他方のオーバフロー管路２６により可能にされている。

【0075】

オーバフロー管路２５，２６は、逆向きに配置されており、つまりオーバフロー管路２５を通って流れる流れの方向は、オーバフロー管路２６を通って流れる流れの方向とは逆方向である。

【0076】

オーバフロー管路２５，２６は、調節可能な絞り（図示せず）を有していてもよい。

【0077】

これにより、回動方向減衰器１が一方向に著しく強く変位した場合に、オーバフロー管路２５，２６により、流体チャンバ１３，１４間のオーバフローが他方の流体チャンバへの逆流によって可能となり、これにより、はずみ質量体１０は、センタリングされて保持される。

【0078】

図５は、図４に示した変化形の別の変化形を示している。

【0079】

図５には、ねじり振動減衰器１の変位した位置が示されている。

【0080】

ハブ部分１１に設けられた管路２３，２３’の代わりに、この変化形では、管路が、各羽根１２，１２’に設けられた絞り２７，２７’として設けられている。

【0081】

羽根１２に設けられた絞り２７は、開口２７ａにより流体チャンバ１３の流体チャンバ区域１３ａに接続されており、反対側に位置する開口２７ｂが、流体チャンバ１３の他方の流体チャンバ区域１３ｂへの接続を形成している。

【0082】

他方の羽根１２’に設けられた同様に絞り２７’は、開口２７’ａにより流体チャンバ１４の流体チャンバ区域１４ｂに接続されており、絞り２７’の、反対側に位置する開口２７’ｂが、この絞り２７’を流体チャンバ１４の他方の流体チャンバ区域１４ａに接続する。

【0083】

この変化形では、減衰は、流体チャンバ１３の流体区域１３ａ，１３ｂ間ならびに他方の流体チャンバ１４の流体区域１４ａ，１４ｂ間での流体の往復圧送によって行われる。

【0084】

図６は、内燃機関のクランクシャフト２のねじり振動を減衰する本発明による方法の概略的なフローチャートを示している。

【0085】

第１の方法ステップＶＳ１では、クランクシャフト２においてねじり振動減衰器１またはねじり振動吸振器を準備する。

【0086】

圧力アキュムレータ１５，１５’が、第２の方法ステップＶＳ２において、加圧されたガスまたは空気によって調節される。

【0087】

クランクシャフト２のねじり振動は、第３の方法ステップＶＳ３において、内燃機関の運転中に、ねじり振動減衰器１またはねじり振動吸振器によって減衰される。

【0088】

圧力アキュムレータ１５，１５’の調節は、第２の方法ステップＶＳ２および第３の方法ステップＶＳ３において、ねじり振動減衰器１の回転フィードスルー３を介した外部の供給構成群によって行われる。

【0089】

或る変化形では、ねじり振動減衰器１は、回転フィードスルー３を有していない。したがって、圧力アキュムレータ１５，１５’および別の絞り２４，２７，２７’が、ねじり振動減衰器１の静止した状態において、第２の方法ステップＶＳ２において調節される。この場合、第３の方法ステップＶＳ３において、ねじり振動の減衰が流体チャンバ１３，１４間の流体の往復圧送によって行われる。

【0090】

さらに第３の方法ステップＶＳ３では、一方向へのねじり振動減衰器１の変位が過度に強い場合、一方向のオーバフロー管路２５，２６によって流体チャンバ１３，１４間のオーバフローが可能にされる。

【符号の説明】

【0091】

１ ねじり振動減衰器
２ クランクシャフト
３ 回転フィードスルー
３ａ，３ｂ 接続区域
４ 回転軸線
５ 供給構成群
６ 制御／ガス供給ユニット
７，８ 圧力管路
９ ハウジング
１０ はずみ質量体
１１ ハブ部分
１２，１２’ 羽根
１２ａ，１２ｂ；１２’ａ，１２’ｂ 羽根面
１３，１４ 流体チャンバ
１３ａ，１３ｂ；１４ａ，１４ｂ 流体チャンバ区域
１５，１５’ 圧力アキュムレータ
１６，１６’ ガス区域
１７，１７’ 流体区域
１８，１８’ ダイヤフラム
１９，１９’ ガス管路
２０，２０’；２１，２１’ 流体管路
２２，２２’ 圧力アキュムレータ
２２ａ，２２’ａ チャンバ
２２ｂ，２２’ｂ ダイヤフラム
２３，２３’ 管路
２３ａ，２３’ａ；２３ｂ，２３’ｂ 開口
２４ 絞り
２５，２６ オーバフロー管路
２５ａ，２５ｂ；２６ａ，２６ｂ 開口
２７，２７’ 絞り
２７ａ，２７’ａ；２７ｂ，２７’ｂ 開口
ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３ 方法ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】