Демпфер крутильных колебаний
Изобретение относится к области машиностроения. Демпфер крутильных колебаний содержит вращательный элемент. Отверстие выполнено во вращательном элементе. Масса качения колеблется вдоль поверхности дорожки качения. Масса качения содержит трубку, проходящую сквозь отверстие. Первый угол образован на осевом конце трубки, на котором внешний диаметр трубки постепенно увеличивается в направлении осевого конца. Фланцевая часть образована на внешней по оси стороне первого угла, внешний диаметр которой превышает ширину проема отверстия. Второй угол содержит радиально внешний угол, на котором толщина вращательного элемента является максимальной толщиной. Осевая длина между начальной точкой первого угла и противолежащей точкой в массе качения превышает осевую длину второго угла во вращательном элементе. 13 з.п. ф-лы, 10 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к области устройства для демпфирования крутильных колебаний, используя возвратно-поступательное движение или колеблющееся движение инерционной массы.
Уровень техники
Вращательный элемент, такой как приводной вал, предназначенный для передачи вращающего момента, созданного первичным движителем, вибрирует под воздействием пульсаций входного вращающего момента или вращающего момента нагрузки, обусловленного подсоединенным к вращательному элементу приводным элементом. Таким образом, посредством такой моментной пульсации вызываются крутильные колебания вращательного элемента. Публикация патента Японии № 5928515 описывает один пример устройства для уменьшения крутильных колебаний этого вида. В устройстве для уменьшения крутильных колебаний по патенту Японии № 5928515 тело качения под воздействием вращательного импульса колеблется вдоль внутренней поверхности некоей камеры, чтобы демпфировать действующие на вращающееся тело крутильные колебания. Согласно теории по патенту Японии № 5928515 это тело качения имеет H-образное поперечное сечение, а первый участок фланца и второй участок фланца тела качения имеют различные конфигурации.
В частности, в соответствии с теорией по патенту Японии № 5928515 угловая кривизна между внешней окружной поверхностью участка вала и внутренней поверхностью первого участка фланца и угловая кривизна между внешней окружной поверхности участка вала и внутренней поверхностью второго участка фланца отличаются друг от друга. Поэтому при колебаниях тела качения осевая сила, действующая на угол между участком вала и первым участком фланца, и осевая сила, действующая на угол между участком вала и вторым участком фланца, отличаются одна от другой. По этой причине, даже тогда, когда тело качения совершает обусловленное вышеописанной осевой силой возвратно-поступательное движение в осевом направлении вращающегося тела, менее вероятно, что это возвратно-поступательное движение будет повторяться в постоянном цикле, и таким образом может быть подавлено вхождение тела качения в резонанс.
В устройстве для уменьшения крутильных колебаний по патенту Японии № 5928515 отделение тела качения от камеры может быть предотвращено расположением вращающегося тела между фланцевыми участками. Однако, когда фланцевый участок посредством осевой силы приводится в контакт с вращающимся телом, возвратно-поступательному движению тела качения может препятствовать сопротивление трения скольжения, действующего между фланцевыми участками и вращающимся телом. Поэтому эффективность демпфирования вибрации этим устройством снижения вибрации при кручении может быть уменьшена.
Сущность изобретения
Имея в виду вышеуказанные технические проблемы, были определены объекты предпочтительных вариантов осуществления настоящей патентной заявки, а потому задачей настоящего изобретения является - обеспечить демпфер крутильных колебаний, в котором характеристика демпфирования крутильных колебаний обеспечивается предотвращением контакта между массой качения и вращательным элементом.
Вариант осуществления настоящего изобретения относится к демпферу крутильных колебаний, содержащему вращательный элемент, который вращается приложенным крутящим моментом, отверстие, которое образовано во вращательном элементе, и массу качения, которая колеблется вдоль поверхности дорожки качения отверстия в результате вращения вращательного элемента. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения масса качения включает в себя трубку, проходящую сквозь отверстие, первый угол, образованный на любом из осевых концов трубки, в котором внешний диаметр трубки в направлении осевого конца постепенно увеличивается, и фланцевую часть, образованную на внешней осевой стороне первого угла, внешний диаметр которой больше, чем ширина проема отверстия. Вращательный элемент содержит второй угол, образованный в отверстии, в котором ширина проема отверстия постепенно увеличивается в направлении радиально внешней стороны. Второй угол содержит радиально внешний угол, на котором толщина вращательного элемента является максимальной толщиной. Первый угол содержит противолежащую точку, которая должна быть противоположна радиально внешнему углу вращательного элемента в осевом направлении, когда масса качения колеблется вдоль поверхности дорожки качения отверстия. Осевая длина между начальной точкой первого угла и противолежащей точкой в массе качения больше, чем осевая длина второго угла во вращательном элементе.
В неограничивающем варианте осуществления первый угол может включать в себя первую криволинейную поверхность, а второй угол может включать в себя скошенный участок и вторую криволинейную поверхность.
В неограничивающем варианте осуществления первый угол может включать в себя наклонную угловую поверхность, которая наклонена на заданный угол относительно центральной оси вращения вращательного элемента, а второй угол может включать в себя скошенный участок и вторую криволинейную поверхность.
В неограничивающем варианте осуществления фланцевая часть может включать в себя внутреннюю поверхность, соединенную с первым углом, а внутренняя поверхность может включать в себя наклонную поверхность, которая наклонена на заданный угол относительно центральной оси вращения вращательного элемента.
В неограничивающем варианте осуществления радиус кривизны первой криволинейной поверхности может быть установлен внутри диапазона от 0,2 мм до 2,0 мм.
В неограничивающем варианте осуществления угол наклона наклонной угловой поверхности относительно центральной оси вращения вращательного элемента и угол наклона наклонной поверхности относительно центральной оси вращения вращательного элемента могут быть отличны один от другого.
В неограничивающем варианте осуществления угол наклона наклонной угловой поверхности меньше, чем угол наклона наклонной поверхности.
В неограничивающем варианте осуществления угол наклона наклонной угловой поверхности может быть назначен внутри диапазона от 45 градусов до 85 градусов.
В неограничивающем варианте осуществления угол наклона наклонной угловой поверхности может быть назначен внутри диапазона от 1 градуса до 84 градусов.
В неограничивающем варианте осуществления угол наклона наклонной угловой поверхности может быть назначен внутри диапазона от 10 градуса до 50 градусов.
В неограничивающем варианте осуществления угол наклона наклонной угловой поверхности может быть установлен на 45 градусов.
В неограничивающем варианте осуществления фланцевая часть и первый угол могут быть образованы на обеих осевых сторонах трубки. Масса качения может дополнительно содержать первую часть, имеющую цилиндрический трубчатый участок, который служит в качестве трубки, вводное отверстие, образованное в цилиндрическом трубчатом участке, и фланцевую часть, образованную за одно целое с цилиндрическим трубчатым участком, а также вторую часть, имеющую фланцевую часть и трубчатый участок, выступающий из фланцевой части и предназначенный для ввода во вводное отверстие первой части.
В неограничивающем варианте осуществления конфигурация первого угла одного из осевых концов трубки и конфигурация первого угла другого одного из осевых концов трубки могут быть отличны одна от другой.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, когда масса качения под воздействием вибрации или чего-либо подобного смещается в осевом направлении в сторону вращательного элемента, фланцевая часть остается изолированной от вращательного элемента силой осевого воздействия, возникающей в результате контакта между вторым углом и первым углом. То есть контактирование массы качения с вращательным элементом при вращении этого вращательного элемента 18 может быть предотвращено. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения трение скольжения между фланцевой частью массы качения и вращательным элементом таким образом может быть исключено. По этой причине массы качения имеет возможность колебаться "мягко".
Далее, поскольку масса качения имеет возможность "мягко" колебаться, то может быть обеспечена заложенная при конструировании характеристика демпфирования крутильных колебаний демпфера крутильных колебаний при одновременном ограничении повреждений вращательного элемента и массы качения. Кроме того, при этом можно предотвратить возникновение ударного шума, а также абразивной пыли.
Краткое описание чертежей
Признаки, объекты и преимущества приведенных в качестве примеров вариантов осуществления настоящего изобретения будут лучше понятны при обращении к нижеследующему описанию и сопроводительным чертежам, которые никоим образом не должны ограничивать данное изобретение. На чертежах:
Фиг. 1 представляет собой схематичную иллюстрацию, показывающую преобразователь крутящего момента, включающий в себя устройство демпфирования крутильных колебаний в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет собой вид спереди, показывающий один пример демпфера колебаний.
Фиг. 3 представляет собой вид поперечного сечения по линии III-III с фиг. 2, показывающий поперечное сечение демпфера крутильных колебаний в соответствии с вариантом осуществления.
Фиг. 4 представляет собой частичный вид сечения, показывающий вращательный элемент и массу качения в соответствии с первым примером.
Фиг. 5 представляет собой частичный вид сечения, показывающий вращательный элемент и массу качения в соответствии со вторым примером.
Фиг. 6 представляет собой частичный вид сечения, показывающий вращательный элемент и массу качения в соответствии с третьим примером.
Фиг. 7 представляет собой частичный вид сечения, показывающий вращательный элемент и массу качения в соответствии с четвертым примером.
Фиг. 8 представляет собой частичный вид сечения, показывающий вращательный элемент и массу качения в соответствии с пятым примером;
Фиг. 9 представляет собой частичный вид сечения, показывающий вращательный элемент и массу качения в соответствии с шестым примером; и
Фиг. 10 представляет собой вид поперечного сечения, показывающий поперечное сечение демпфера крутильных колебаний в соответствии с другим вариантом осуществления.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Предпочтительные варианты настоящего изобретения теперь будут пояснены со ссылкой на прилагаемые чертежи. На фиг. 1 схематично показан преобразователь 2 крутящего момента, имеющий демпфер 1 крутильных колебаний в соответствии с вариантом осуществления. Идущая от двигателя 3 передняя крышка 4 соединена с кожухом 5 насоса, образуя корпус преобразователя 2 крутящего момента, а входной вал 6 не показанной трансмиссии проходит через центральную ось корпуса. На входном валу 6 установлена ступица 7 турбины, так чтобы она, будучи соединенной с ротором 8 турбины, вращалась вместе с ним, блокировочная муфта 9 и демпфер 1 крутильных колебаний.
Как известно из области общей техники, ротор 8 турбины расположен напротив лопастного колеса 10 насоса и приводится во вращение созданным лопастным колесом 10 насоса спиральным потоком масла. Блокировочная муфта 9 гидравлически сцеплена с внутренней поверхностью передней крышки 4 для обеспечения возможности передачи крутящего момента, а прерывание передачи крутящего момента осуществляется посредством снижения гидравлического давления, приложенного к блокировочной муфте 9, чтобы извлечь блокировочную муфту 9 из передней крышки 4. Блокировочная муфта 9 через демпфер 11 блокировки, выполненный с возможностью упругого гашения вибраций посредством спиральной пружины, соединена также со ступицей 7 турбины. Более конкретно, - демпфер 11 блокировки содержит соединенный с блокировочной муфтой 9 приводной элемент 12, а приводимый элемент 14 соединен не только с приводным элементом 12 через спиральную пружину 13, но и со ступицей 7 турбины. Оба элемента - и приводной элемент 12, и приводимый элемент 14 являются кольцевыми пластинчатыми элементами. Между лопастным колесом 10 насоса и ротором 8 турбины с внутренней окружной стороны этих элементов расположен статор 15. Статор 15 соединен с неподвижным валом 16, также установленным на входном валу 6 через одностороннюю муфту 17.
Демпфер 1 крутильных колебаний расположен между ротором 8 турбины и блокировочной муфтой 9 или демпфером 11 блокировки. Конструкция демпфера 1 крутильных колебаний схематично показана на фиг. 2. Демпфер 1 крутильных колебаний содержит вращательный элемент 18 в виде круговой пластины, установленной на коленчатом валу двигателя 3, приводной вал, который подает мощность на колесо или ось (ни одна из которых не показана), которые должна вращаться вместе с ним. Во вращательном элементе 18 по кругу относительно центра О вращения с равномерно распределенными интервалами, то есть, симметрично относительно центра О вращения образовано множество отверстий 20. В каждом из отверстий 20, соответственно, удерживается масса 19 качения.
Каждое из отверстий 20 по отдельности выполнено таким образом, что оно проходит через вращательный элемент 18 в направлении толщины, и ему, например, индивидуально придана форма почки, что позволяет массе 19 качения колебаться под пульсирующим воздействием приложенного к вращательному элементу 18 крутящего момента. Помимо этого, отверстию 20 может быть также придана форма желейных конфет или идеального круга. Радиальный внешний участок внутреннего окружного края отверстия 20 служит в качестве поверхности 21 дорожки качения, по которой катится масса 19 качения. В частности, поверхность 21 дорожки качения вогнута внутрь, так что радиус кривизны поверхности 21 дорожки качения меньше, чем вращательный элемент 18. В отверстии 20 масса 19 качения имеет возможность колебаться между боковыми кромками 22 внутреннего окружного края отверстия 20.
Конструкция массы 19 качения показана на фиг. 3. Как показано на фиг. 3, масса 19 качения представляет собой шайбу или цилиндрический элемент, имеющий H-образное поперечное сечение. В соответствии с вариантом осуществления масса 19 качения образована комбинацией охватывающего элемента 24 в качестве первой части и охватываемого элемента 25 в качестве второй части. Более конкретно, масса 19 качения содержит трубку 26 как диаметрально меньший цилиндрический трубчатый участок охватывающего элемента 24, а также пару бóльших по диаметрам фланцевых частей 23а, 23b, образованных по обеим сторонам трубки 26. Когда вращательный элемент 18 вращается, внешняя окружная сторона 27 трубки 26 под действием центробежной силы приводится в контакт с поверхностью 21 дорожки качения, а, соответственно, внутренняя поверхность 31 фланцевой части 23а охватывающего элемента 24 и внутренняя поверхность 31 фланцевой части 23b охватываемого элемента 25 приводятся в контакт с вращательным элементом 18 для предотвращения отделения массы 19 качения от отверстия 20. Таким образом масса 19 качения частично удерживается в отверстии 20. Для того чтобы позволить массе 19 качения плавно колебаться в отверстии 20, внешний диаметр трубки 26 массы 19 качения установлен таким, чтобы он был чуть меньшим, чем зазор между поверхностью 21 дорожки качения и внутренним радиальным участком внутреннего окружного края отверстия 20.
Чтобы посредством масла не нарушить колебательное движение массы 19 качения, внешний радиальный участок вращательного элемента 18, где массы 19 качения удерживаются в отверстиях 20, с обеих сторон этого вращательного элемента 18 водонепроницаемо закрыт парой кольцевых оболочек (не показаны).
Как описано выше, когда вращательный элемент 18 вращается, внешняя окружная сторона 27 трубки 26 под действием центробежной силы прижата к поверхности 21 дорожки качения отверстия 20, при этом внешний диаметр трубки 26 меньше, чем зазор между поверхностью 21 дорожки качения и радиальным внутренним участком внутреннего окружного края отверстия 20. Поэтому, в этой ситуации радиально внутренняя часть трубки 26 изолирована от радиальной внутренней части внутреннего окружного края отверстия 20, как это показано на фиг. 3.
Более конкретно, охватывающий элемент 24 содержит вышеупомянутую фланцевую часть 23а, служащую трубкой 26 для массы 19 качения, и цилиндрический участок в виде кольца, выступающий из фланцевой части 23а в направлении охватываемого элемента 25, проникая сквозь отверстие 20. То есть, длина трубки 26 в осевом направлении длиннее, чем толщина вращательного элемента 18. Внешний диаметр фланцевой части 23а больше, чем ширина проема отверстия 20.
С другой стороны, охватываемый элемент 25 содержит вышеупомянутую фланцевую часть 23b и выступающий из фланцевой части 23b участок 28 в виде вала, предназначенный для ввода во вводное отверстие 29 цилиндрической части в виде вала (т.е. трубки 26) охватывающего элемента 24. Более конкретно, - длина участка 28 в виде вала в осевом направлении по существу такая же, что и общая длина по оси цилиндрической части в виде вала и фланцевой части 23а охватывающего элемента 24, а внешний диаметр участка 28 в виде вала по существу равен или чуть меньше, чем внутренний диаметр цилиндрической части в виде вала охватывающего элемента 24. Кроме того, внешний диаметр фланцевой части 23а больше, чем величина проема отверстия 20. В построенной таким образом массе 19 качения фланцевая часть 23а охватывающего элемента 24 и фланцевая часть 23b охватываемого элемента 25 расположены противоположно одна другой через трубку 26. Альтернативно масса 19 качения может быть также разделена более чем на две части, такие как фланцевая часть, часть в виде трубки и другая фланцевая часть. Кроме того, любая из фланцевых частей при необходимости может быть исключена.
Таким образом, в демпфере 1 крутильных колебаний массы 19 качения соответствующим образом удерживаются в отверстиях 20. Когда вращательный элемент 18 вращается, внешняя окружная сторона 27 трубки 26 каждой из масс 19 качения по отдельности посредством центробежной силы прижата к поверхности 21 дорожки качения каждого из отверстий 20. В этой ситуации каждая из масс 19 качения колеблется в отверстии 20 в результате пульсаций приложенного к вращательному элементу 18 крутящего момента. Следовательно, вызванные такой пульсацией крутящего момента крутильных колебаний вала, на котором установлен демпфер 1 крутильных колебаний, демпфируются или поглощаются колеблющимися таким образом массами 19 качения.
При колебаниях массы 19 качения эта масса 19 качения под воздействием возмущений, таких как вибрация двигателя 3 неизбежно наклоняется или совершает возвратно-поступательные движения в осевом направлении. Следовательно, фланцевая часть 23а или 23b массы 19 качения приводится в контакт с круговой стороной 18а вращательного элемента 18. В этой ситуации возвратно-поступательному движению массы 19 качения может препятствовать сопротивление скольжения, действующее между фланцевой частью 23а или 23b и круговой стороной 18а вращательного элемента 18. В результате эффективность демпфирования крутильных колебаний демпфера 1 крутильных колебаний может быть снижена. Для того чтобы избежать такого снижения эффективности демпфирования крутильных колебаний демпфером 1 крутильных колебаний, в соответствии с вариантом осуществления каждая из масс 19 качения имеет такую конфигурацию, при которой контакт фланцевых частей 23а и 23b с круговой стороной 18а вращательного элемента 18 предотвращен.
Первый пример конфигурации для предотвращения контакта между фланцевыми частями 23а и 23b массы 19 качения и вращательным элементом 18 показан на фиг. 4. В соответствии с этим первым примером в массе 19 качения первый угол 32 между внешней окружной стороной 27 трубки 26 и внутренней поверхностью 31 фланцевой части 23а или 23b скруглен с образованием криволинейной поверхности 33 как первой криволинейной поверхности, а на внутренней поверхности 31 фланцевой части 23а или 23b от криволинейной поверхности 33 образована наклонная поверхность 34, таким образом, чтобы толщина фланцевой части 23а или 23b в радиальном направлении внешнего конца уменьшалась. С другой стороны, во вращательном элементе 18 второй угол 35 между поверхностью 21 дорожки качения отверстия 20 и круговой стороной 18a скошен, образуя скошенный участок 36. Поэтому в демпфере 1 крутильных колебаний в соответствии с первым примером между круговой стороной 18a вращательного элемента 18 и наклонной поверхностью 34 массы 19 качения создана переходная область 37. По этой причине наклонная поверхность 34, то есть внутренняя поверхность 31 фланцевой части 23а или 23b массы 19 качения не будет входить в контакт с круговой стороной 18а вращательного элемента 18, даже тогда, когда масса 19 качения вибрирует в осевом направлении.
В демпфере 1 крутильных колебаний в соответствии с первым примером вышеописанная конфигурация первого угла 32 может быть применена не только к охватывающему элементу 24, но и к охватываемому элементу 25. Аналогично, описанная выше конфигурация второго угла 35 может быть применена к каждому углу между поверхностью 21 дорожки качения и круговой стороной 18а в осевом направлении. Поэтому далее в описании будет поясняться только конфигурация охватываемого элемента 25, со ссылками на фигуры с 4 по 9, а фланцевая часть 23а или 23b массы 19 качения будет называться просто фланцевой частью 23. В криволинейной поверхности 33, образованной в первом углу 32, в частности, внешний диаметр трубки 26 в направлении фланцевой части 23, то есть в сторону осевого конца постепенно увеличивается. Другими словами, центр кривизны криволинейной поверхности 33 первого угла 32 расположен по радиусу за внешней стороной трубки 26. С другой стороны, в скошенном участке 36, образованном во втором углу 35, ширина проема отверстия 20 постепенно увеличивается в направлении радиально внешней стороны. Другими словами, расстояние от радиально осевой линии L отверстия 20 до поверхности 21 дорожки качения в скошенном участке 36 постепенно увеличивается.
В первом примере толщина А скошенного участка 36 определяется как расстояние между радиально внутренним углом 40 между поверхностью 21 дорожки качения и скошенным участком 36 и радиально внешним углом 18b между скошенным участком 36 и круговой стороной 18а вращательного элемента 18. То есть, во втором угле 35 толщина вращательного элемента 18 становится максимальной толщиной в радиально внешнем угле 18b. С другой стороны, осевая ширина B криволинейной поверхности 33 определяется как осевое расстояние между начальной точкой 41, соответствующей радиально внутреннему углу 40 скошенного участка 36, и противолежащей точкой P, которая расположена напротив радиально внешнего угла 18b скошенного участка 36, когда внешняя окружная сторона 27 трубки 26 под действием центробежной силы прижата к дорожке качения поверхности 21 отверстия 20. Как можно видеть из фиг. 4, в соответствии с первым примером осевая ширина B криволинейной поверхности 33 установлена такой, чтобы она была шире, чем толщина A скошенного участка 36. Другими словами, осевая длина B первого угла 32 больше, чем осевая длина A второго угла 35.
Таким образом, первый угол 32 включает в себя противолежащую точку P, которая расположена напротив радиально внешнего угла 18b скошенного участка 36, а второй угол 35 включает в себя радиально внутренний угол 40 как начальную точку скошенного участка 36 и радиально наружный угол 18b как конечную точку скошенного участка 36. Кроме того, осевая ширина криволинейной поверхности 33 первого угла 32 шире, чем осевая ширина скошенного участка 36 второго угла 35. Далее, расстояние между круговой стороной 18a вращательного элемента 18 и наклонной поверхностью 34 фланцевой части 23 становится минимальным на уровне, где расположены радиально внешний угол 18b и противоположная точка P.
Поскольку осевая длина B больше, чем осевая длина A, то между круговой стороной 18a вращательного элемента 18 и внутренней поверхностью 31 фланцевой части 23 сохраняется переходная область 37. Кроме того, поскольку наклонная поверхность 34 образована на внутренней поверхности 31, то эта переходная область 37 в сторону радиально внешней стороны становится шире. Таким образом, в демпфере 1 крутильных колебаний фланцевая часть 23 массы 19 качения не будет входить в контакт с круговой стороной 18а вращательного элемента 18, даже если масса 19 качения вибрирует в осевом направлении.
В частности, криволинейная поверхность 33 первого угла 32 сформирована таким образом, чтобы она имела радиус кривизны от 0,2 мм до 2,0 мм и имела угол наклона α наклонной поверхности 34 фланцевой части 23 относительно внешней окружной стороне 27 трубки 26 от 45 градусов до 85 градусов. С другой стороны, угол наклона скошенного участка 36 второго угла 35 установлен, например, на 45 градусов, а ширина скошенного участка 36 между радиально внутренним углом 40 и радиально внешним углом 18b установлена в пределах 1 мм. Если угол наклона α наклонной поверхности 34 будет меньше, чем 45 градусов, то величина обрезки массы 19 качения увеличивается слишком сильно, и, следовательно, масса массы 19 качения будет слишком легкой, для того чтобы обеспечить характеристику демпфирования крутильных колебаний. И наоборот, если угол наклона α наклонной поверхности 34 будет больше, чем 85 градусов, то фланцевая часть 23 может столкнуться с круговой стороной 18а вращательного элемента 18.
В частности, если масса 19 качения подвергается воздействию вибраций, стремящихся сместить ее в направлении вращательного элемента 18, то в результате контакта скошенного участка 36 с криволинейной поверхностью 33 к массе 19 качения будет приложена воздействующая осевая сила, так что при этом фланцевая часть 23 будет изолирована от круговой стороны 18а вращательного элемента 18. Поэтому между фланцевой частью 23 массы 19 качения и круговой стороной 18а вращательного элемента 18 сопротивление скольжения действовать не будет. Другими словами, когда масса 19 качения, будучи прижатой центробежной силой к дорожке качения поверхности 21, подвергается воздействию вибраций, стремящихся сместить ее в направлении вращательного элемента 18, радиально внутренний угол 40 "закручивается" на криволинейную поверхность 33 массы 19 качения. Следовательно, масса 19 качения под действием созданной криволинейной поверхностью 33 массы 19 качения составляющей центробежной силы автоматически выравнивается относительно вращательного элемента 18.
Таким образом, в демпфере 1 крутильных колебаний можно предотвратить контакт фланцевой части 23 массы 19 качения с круговой стороной 18а вращательного элемента 18. По этой причине может быть обеспечена заложенная при конструировании характеристика демпфирования крутильных колебаний при одновременном ограничении повреждений вращательного элемента 18 и массы 19 качения. Кроме того, при этом можно предотвратить возникновение ударного шума, а также абразивной пыли.
В демпфере 1 крутильных колебаний конфигурация первого угла 32 массы 19 качения и второго угла вращательного элемента 18 может быть изменена, лишь бы при этом осевая длина B первого угла 32 была больше осевой длины A второго угла 35. Далее со ссылками на фигуры с 5 по 9 будут показаны примеры модификации демпфера 1 крутильных колебаний.
На фиг. 5 показан второй пример, в котором угол наклона β скошенного участка 36 изменен. В частности, угол наклона β скошенного участка 36 второго угла 35 установлен таким, чтобы он был больше 45 градусов. Поэтому в соответствии со вторым примером фланцевая часть 23 массы 19 качения не будет приводиться в контакт с круговой стороной 18а вращательного элемента 18, даже если масса качения 19 вибрирует в осевом направлении.
Фиг. 6 показывает третий пример демпфера 1 крутильных колебаний. В демпфере 1 крутильных колебаний в соответствии с третьим примером скошенный участок 36 второго угла 35 может быть также образован с использованием прессованного края, который получен прессованием без обрезки второго угла 35 вращательного элемента 18. В соответствии с третьим примером второй угол 35 вращательного элемента 18 сконфигурирован в виде закругленного угла 42, образующего вторую криволинейную поверхность, посредством прессования. В демпфере 1 крутильных колебаний в соответствии с третьим примером толщина А закругленного угла 42 также определена как расстояние между радиально внутренним углом 40 между поверхностью 21 дорожки качения и закругленным углом 42 и радиально внешним углом 18b между закругленным углом 42 и круговой стороной 18а вращательного элемента 18. Как показано на фиг. 3, осевая ширина B криволинейной поверхности 33 тоже шире, чем толщина A закругленного угла 42. То есть, осевая длина B первого угла 32 также длиннее осевой длины A второго угла 25. В соответствии с третьим примером, поскольку закругленный угол 42 образован только посредством прессования без необходимости резания, производственная стоимость демпфере 1 крутильных колебаний может быть снижена.
Фиг. 7 показывает четвертый пример демпфера 1 крутильных колебаний как пример модификации показанного на фиг. 1 первого примера. В четвертом примере, в частности, криволинейная поверхность 33 образована также и на первом угле 32, а вертикальная поверхность 44 продолжается от криволинейной поверхности 33 во внутреннюю поверхность 31 фланцевой части 23.
Фиг. 8 показывает пятый пример демпфера 1 крутильных колебаний. В соответствии с пятым примером на первом угле 32 вместо криволинейной поверхности 33 образована наклонная угловая поверхность 45, а вертикальная поверхность 44 продолжается от наклонной угловой поверхности 45 во внутреннюю поверхность 31 фланцевой части 23. Наклонная угловая поверхность 45 наклонена под заданным углом относительно центральной оси вращения X вращательного элемента 18. В частности, наклонная угловая поверхность 45 образована таким образом, чтобы относительно внешней окружной стороне 27 трубка 26 она имела угол наклона γ от 1 градуса до 84 градусов.
Фиг. 9 показывает шестой пример демпфера 1 крутильных колебаний. В соответствии с шестым примером на первом угле 32 вместо криволинейной поверхности 33 также образована наклонная угловая поверхность 45, а наклонная поверхность 34 продолжается от наклонной угловой поверхности 45 во внутреннюю поверхность 31 фланцевой части 23. В частности, в соответствии с шестым примером наклонная угловая поверхность 45 образована таким образом, чтобы она имела угол наклона γ относительно внешней окружной стороне 27 трубки 26 от 1 градуса до 84 градусов. С другой стороны, наклонная поверхность 34 образована таким образом, чтобы она имела угол наклона δ относительно внешней окружной стороне 27 трубки 26 от 45 градусов до 85 градусов. Предпочтительно, чтобы угол наклона γ наклонной угловой поверхности 45 находился в диапазоне от 10 градусов до 50 градусов. Более предпочтительно, чтобы угол наклона γ наклонной угловой поверхности 45 был установлен на 45 градусов. Таким образом, угол наклона γ наклонной угловой поверхности 45 и угол наклона δ наклонной поверхности 34 отличаются один от другого. Более конкретно, - угол наклона γ наклонной угловой поверхности 45 меньше, чем угол наклона δ наклонной поверхности 34. Если угол наклона δ наклонной поверхности 34 меньше, чем 45 градусов, то величина обрезки массы 19 качения увеличивается слишком сильно, и, следовательно, масса массы 19 качения будет слишком легкой для того, чтобы обеспечить характеристику демпфирования крутильных колебаний. И наоборот, - если угол наклона δ наклонной поверхности 34 будет больше, чем 85 градусов, то фланцевая часть 23 может касаться круговой стороны 18а вращательного элемента 18.
Хотя выше были описаны приведенные в качестве примеров варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области будет понятно, что демпфер крутильных колебаний в соответствии с настоящим изобретением не должен быть ограничен описанными в качестве примера вариантами осуществления, а в рамках настоящего описания в него могут быть внесены различные изменения и модификации. Например, комбинацию конфигураций первого угла 32 массы 19 качения и второго угла вращательного элемента 18 можно произвольно изменять, лишь бы осевое расстояние B было больше осевого расстояния A.
То есть в массе 19 качения в соответствии с приведенными выше примерами фланцевая часть 23а охватывающего элемента 24 и фланцевая часть 23b охватываемого элемента 25 образованы симметрично относительно друг друга. Однако, как показано на фиг. 10, фланцевая часть 23а охватывающего элемента 24 и фланцевая часть 23b охватываемого элемента 25 могут также быть образованы несимметричными относительно друг друга.
В частности, в примере модификации, показанном на фиг. 10, наклонная угловая поверхность 45 образована на первом угле 32 охватываемого элемента 25, а наклонная поверхность 34 продолжается от наклонной угловой поверхности 45 во внутреннюю поверхность 31 фланцевой части 23а. С другой стороны, в охватывающем элементе 24 криволинейная поверхность 33 образована на первом угле 32, а наклонная поверхность 34 продолжается от наклонной угловой поверхности 45 во внутреннюю поверхность 31 фланцевой части 23b. В соответствии с показанным на фиг. 10 примером модификации в дополнение к преимуществам, достигнутым в предыдущих примерах, можно предотвратить повторение возвратно-поступательного движения массы 19 качения в осевом направлении, тем самым предотвращая возникновение резонанса.
В дополнение, фланцевые части 23a и 23b могут быть исключены из массы 19 качения. В этом случае, для того чтобы не допустить отрыва массы 19 качения от отверстия 20 вращательного элемента, по центру ширины внутренней окружной кромки отверстия 20 может быть выполнен паз, а вокруг трубки 26 массы 19 качения может быть образован выступ или ключ, так чтобы он входил в паз отверстия 20. В этом пазу отверстия 20 к каждому углу паза может быть применена любая из конфигураций первого угла 32, а к каждому углу выступа или ключа может быть применена любая из конфигураций второго угла 35.
1. Демпфер крутильных колебаний, содержащий
вращательный элемент, который вращается посредством крутящего момента;
отверстие, которое образовано во вращательном элементе, и
массу качения, которая колеблется вдоль поверхности дорожки качения отверстия за счет вращения вращательного элемента, отличающийся тем, что
масса качения включает в себя трубку, проходящую сквозь отверстие, первый угол, образованный на любом одном из осевых концов трубки, на котором внешний диаметр трубки постепенно увеличивается в направлении осевого конца, и фланцевую часть, образованную на внешней по оси стороне первого угла, внешний диаметр которой превышает ширину проема отверстия;
вращательный элемент содержит второй угол, образованный в отверстии, в котором ширина проема отверстия постепенно увеличивается в направлении радиально внешней стороны;
второй угол содержит радиально внешний угол, на котором толщина вращательного элемента является максимальной толщиной;
первый угол содержит противолежащую точку, которая должна быть противоположна радиально внешнему углу вращательного элемента в осевом направлении, когда масса качения колеблется вдоль поверхности дорожки качения отверстия; и
осевая длина между начальной точкой первого угла и противолежащей точкой в массе качения превышает осевую длину второго угла во вращательном элементе.
2. Демпфер крутильных колебаний по п. 1, отличающийся тем, что
первый угол включает в себя первую криволинейную поверхность, а
второй угол включает в себя скошенный участок и вторую криволинейную поверхность.
3. Демпфер крутильных колебаний по п. 1, отличающийся тем, что
первый угол включает в себя наклонную угловую поверхность, которая наклонена на заданный угол относительно центральной оси вращения вращательного элемента, а
второй угол включает в себя скошенный участок и вторую криволинейную поверхность.
4. Демпфер крутильных колебаний по п. 2, отличающийся тем, что
фланцевая часть включает в себя внутреннюю поверхность, соединенную с первым углом, и
внутренняя поверхность включает в себя наклонную поверхность, которая наклонена на заданный угол относительно центральной оси вращения вращательного элемента.
5. Демпфер крутильных колебаний по п. 2, отличающийся тем, что радиус кривизны первой криволинейной поверхности установлен в диапазоне от 0,2 мм до 2,0 мм.
6. Демпфер крутильных колебаний по п. 3, отличающийся тем, что угол наклона наклонной угловой поверхности относительно центральной оси вращения вращательного элемента и угол наклона наклонной поверхности относительно центральной оси вращения вращательного элемента отличны один от другого.
7. Демпфер крутильных колебаний по п. 6, отличающийся тем, что угол наклона наклонной угловой поверхности меньше угла наклона наклонной поверхности.
8. Демпфер крутильных колебаний по п. 7, отличающийся тем, что угол наклона наклонной угловой поверхности находится в диапазоне от 45 градусов до 85 градусов.
9. Демпфер крутильных колебаний по п. 8, отличающийся тем, что угол наклона наклонной угловой поверхности находится в диапазоне от 1 градуса до 84 градусов.
10. Демпфер крутильных колебаний по п. 8, отличающийся тем, что угол наклона наклонной угловой поверхности находится в диапазоне от 10 градусов до 50 градусов.
11. Демпфер крутильных колебаний по п. 8, отличающийся тем, что угол наклона наклонной угловой поверхности установлен равным 45 градусам.
12. Демпфер крутильных колебаний по п. 4, отличающийся тем, что радиус кривизны первой криволинейной поверхности находится в диапазоне от 0,2 мм до 2,0 мм.
13. Демпфер крутильных колебаний по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что
фланцевая часть и первый угол образованы на обеих осевых сторонах трубки, и
масса качения содержит:
первую часть, имеющую цилиндрический трубчатый участок, который служит в качестве трубки, вводное отверстие, образованное в цилиндрическом трубчатом участке, и фланцевую часть, образующую одно целое с цилиндрическим трубчатым участком; и
вторую часть, имеющую фланцевую часть и трубчатый участок, выступающий из фланцевой части и предназначенный для ввода во вводное отверстие первой части.
14. Демпфер крутильных колебаний по п. 13, отличающийся тем, что конфигурация первого угла одного из осевых концов трубки и конфигурация первого угла другого одного из осевых концов трубки отличны одна от другой.
