JP3040431B2 - 回転振動緩衝装置における流体状の緩衝媒体の時間的流量を変化させるための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、駆動軸または従動軸と連結される回転する
筒状の緩衝装置ケーシング内に平歯車が遊星状に支持さ
れ、これらの平歯車は前記駆動軸または従動軸に取付け
られる中心部の歯車と噛み合って、緩衝媒体の閉じた循
環系のための歯車ポンプを形成しており、緩衝媒体のた
めの搬送管の圧力側に、容積が弾性的に変化可能なダイ
ヤフラムタンク等のタンク室、または回転数に依存して
制御されるピストン弁が設けられ、該ピストン弁のピス
トンを絞り調整部材として軸方向に移動させて搬送管の
横断面を変化させるようにした、特にピストン機関用の
回転振動緩衝装置における流体状の緩衝媒体の時間的流
量を変化させるための装置に関するものである。

〔従来の技術と問題点〕

この種の装置は西ドイツ特許第3726926号公報によっ
て知られている。この公知の装置はそれ以前の同種の装
置を改良したものであるが、内部の密封性、特に歯車ポ
ンプの密封性に関してまだ問題がある。つまり内部での
漏れのために、望ましくない相対回動が生じることがあ
る。この相対回動を防止するため、他のすべての公知の
回転振動緩衝装置の場合と同様に上記の装置の場合も、
比較的高粘性のオイルを緩衝媒体として使用せねばなら
ない。しかし高粘性のオイルは比較的潤滑性にすぐれ
ず、あまり望ましいものではない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、冒頭で述べた装置を、密封性が改善
され、且つ簡単に安価に製造可能であるように構成する
ことである。

〔課題を解決するための手段及び効果〕

本発明は、上記課題を解決するため、歯車ポンプの遊
星状に配置される平歯車が軸ピンなしに構成され、且つ
歯車ポンプの軸方向の端面板の間でポンプ内側部材の凹
部で面支持されていること、歯車ポンプの中心部の歯車
が内歯車であることを特徴とするものである。

本発明によれば、歯車軸とその軸受を設けなくて済む
ため、構造及び取付け上の利点があるばかりでなく、歯
車ポンプの密封性に関してもすぐれている。また、許容
製造寸法も小さい。

中心部の歯車を内歯車として構成すると特に有利であ
る。歯車ポンプ搬送体積が同一だとすると、内歯車を備
えた歯車ポンプのほうがよりコンパクトに構成できる。
従って、構造空間が比較的狭い場合でも、信頼性のある
堅牢な装置を収納させることができる。

緩衝媒体の供給口が外部にあるので、遠心力の作用に
より緩衝媒体を吸込み側へ泡の発生なしに好適に供給す
ることができる。その際空気は内側に集まる。内歯車の
構造はポンプ内部のレバー長さと半径方向の面が比較的
大きいため、スラスト力と傾動力を吸収するのに都合が
良く、また緩衝媒体を収容するための大きな空間が得ら
れる。内歯車を備えた歯車ポンプの比搬送体積は大きい
ので、作動圧を低くすることができ、場合によっては漏
れを防止することにも寄与する。この場合、遊星状に配
置される２個以上の平歯車を収容するための比較的大き
な内部空間が利用できることは特に有利である。

他の有利な構成は、実施態様項に記載されている。

〔実施例〕

次に、添付の図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

第１図と第２図に図示した本発明による装置は、中心
部に歯車ポンプ１の歯車を備えている。この歯車は内歯
車２として形成され、リング状の端面板３が固定されて
いる。端面板３は、ポンプ内側部材５の肩部４に回転可
能に保持されている。ポンプ内側部材５はその縁部にほ
ぼ円形の開口した４つの凹部６を有し、これらの凹部６
に、遊星状に配置される平歯車７が収容されている。ポ
ンプ内側部材５は、図示していないねじにより始動歯車
８のはずみ車と連結されている。始動歯車８の縁部46
は、半径方向に間隔をもって内歯車２と鉢状にオーバー
ラップしている。

平歯車７は栓などを用いることなく凹部６で支持され
ており、内歯車２と噛み合っている。

第１図に示すように、遊星状に配置される平歯車７は
閉じた搬送管10によって互いに連結されている。搬送管
10は内側リング管９と、該内側リング管９に連結されて
いる供給管11及び排出管12と、供給管11及び排出管12を
橋渡ししている制御管13から構成されている。

供給管11にはタンク室14が接続されている。タンク室
14は容積を弾性により変化させることができるベロータ
ンク、ダイヤフラムタンク等である。タンク室14は圧力
が上昇したときに一時的に緩衝媒体の一部を供給管11か
ら受け取り、圧力が最大に達した後に再び放出する。タ
ンク室14は送風タンクのように作用し、緩衝システム内
では振幅を減少させるばねのごとき作用をする。

内側リング管９からは排出管12が出ており、該排出管
12は絞り15を経て、回転数に依存して制御可能なピスト
ン弁16を通っている。ピストン弁16は、半径方向に配置
され、弾性支持され、狭隘部を有しているピストンを備
えている。ピストンは遠心力が生じたときに外側へ移動
して、排出管12の一部または全体を閉塞させる。

排出管12の、ピストン弁16の後方にある部分と、供給
管11の、絞り15とタンク室14の間にある部分とは、制御
弁17を備えた制御管13によって橋渡しされている。

この制御弁17の有利な実施例を第３図に縦断面図で示
す。ケーシング18内には圧力室19が設けられている。圧
力室19は歯車ポンプ１から来ている制御管13の一部分と
連通している。圧力室19はシリンダ20によって画成さ
れ、該シリンダ20の、穴22を備えた底部21は、圧力室19
を画成している。シリンダ20はその底部21上方にて外径
が小さくなっており、その結果ケーシング18とともに、
制御管13の排出部分に連通しているリングダクト23を形
成している。

シリンダ20内には、これと同心になるように、直径が
これよりもかなり小さな中空シリンダ状の案内部材24が
固設されている。案内部材24の外面にて、シリンダ20の
内面に沿って走行する中空ピストン25が案内される。中
空ピストン25のヘッド26は中心部に穴27を有している。
中空ピストン25の後壁は、閉塞方向に作用するばね28を
介して案内部材24のフランジで支持されている。シリン
ダ20は、ばね空間の領域に排出穴29を有している。排出
穴29はリングダクト23に通じている。案内部材24の内壁
で内側ピストン30が案内されている。内側ピストン30の
ヘッドは中空ピストン25のヘッド26の中心部に設けた穴
27を閉塞させることができる。この内側ピストン30も、
閉塞方向に作用するばね31を介して案内部材24のフラン
ジで支持されている。シリンダ20は、この内側ピストン
30の後方に、該内側ピストン30のばね空間に直接連通し
ている排出穴32を有している。排出穴32は半径方向のダ
クト33を介してリングダクト23及び制御管13の排出部分
と連通している。

ばね28の領域におけるシリンダ20の排出穴29の全横断
面積は、シリンダ20の後端に設けた排出穴32の有効横断
面積よりも小さい。これにより、中空ピストン25と内側
ピストン30とを異なる排出抵抗に対して作動させること
ができる。

中空ピストン25は、該中空ピストン25と内側ピストン
30とによって形成される内側の筒状空間の領域に、中空
ピストン25のヘッド26の後方にわずかな間隔をおいて、
緩衝媒体のための通過穴34を有している。通過穴34は、
シリンダ20の壁に設けた排出穴35と連通する。ばね28,3
1のばね力は、ばね定数の比と付設されるピストンの有
効横断面積の比とがほぼ等しくなるように選定されてい
る。

遊星状に配置され、栓なしで平面支持される平歯車７
の確実な摩耗のない作動は、圧力補整によって得ること
ができる。

第４図はこのような圧力補整を得るための１例を示す
もので、本実施例では、ポンプ室の吸込み側から出て凹
部６に対して同心に延びる環状溝36が圧力補整の用を成
している。環状溝36は吸込み位置に対して直径方向に凹
部６に通じている。

第５図と第６図は他の実施例を示す。この実施例で
は、各平歯車７は互いに軸方向にずらして配置される直
径方向の通過穴37を有している。

平歯車７と内歯車２との間に特殊歯構造を設けるのが
合目的である。この特殊歯構造においては、１つの歯車
が標準歯構造の歯と、標準歯の場合よりも幅広な歯溝と
を有し、他の歯車はこれとは逆に構成されている。例え
ばこの種の特殊歯構造は、第７図に図示するように、内
歯車２が、標準歯構造の２つの隣り合う歯溝の空間をそ
の間にある歯をも含めて占領する歯溝38を有するように
構成されている。逆に平歯車７は、これに対応して大き
く形成された歯38′を有している。歯38′の間には歯溝
39′があり、該歯溝39′のサイズは標準プロフィールに
相当しており、内歯車２の歯39と一致している。このよ
うな特殊歯構造の利点は、凹部６における平歯車７の案
内面が標準歯構造の場合よりも大きいことである。さら
に、比較的大きな力を吸収できることである。歯溝と歯
溝との間の大きさの比も別の比にすることができる。

第８図は本発明の他の実施例を示す。この実施例によ
れば、凹部６をポンプ内側部材５に次のように形成する
のが合目的であり、即ち凹部６が平歯車７に対して接線
方向により大きな遊隙を与え、即ち凹部６が接線方向に
長穴６′として形成されているのが合目的である。作動
時に平歯車７は揺動してその作動位置に安定し、トルク
の作用があったときにはじめて片側に変位し、圧力側を
密閉する。これに対してアイドリングでは大きな遊隙が
与えられ、よって「アイドルラトル（idle rattle）」
が防止される。

回転するポンプケーシング2,3（内歯車と端面板）と
ポンプ内部空間５の間の相対速度は、回転振動を緩衝さ
せるために必要なスリップである。ピストン機関の動作
特性には、強い緩衝を必要とする点がいくつか存在す
る。従って前記スリップは作動点に帰属する量になるよ
うに制御されるべきである。このことは結局は緩衝媒体
の時間的流量を制御することと同じことである。

スリップが大きいと、緩衝媒体が加熱される。極端な
場合には緩衝媒体が過熱して不具合なこともある。この
ような場合には、遊星状に配置される平面車７の材料
を、内歯車２とポンプ内側部材５を構成する材料の熱膨
張率より大きな熱膨張率をもった材料にするのが合目的
である。この場合ある一定の温度に達すると、平歯車７
が動かなくなって、スリップが生じなくなる。回転振動
緩衝装置がその作動温度に再び達すると、平歯車７が再
び回転しはじめる。

アイドリング緩衝を好適にするため、予緩衝が行なわ
れる。これを第９図と第10図に示す。第９図と第10図に
よれば、ポンプ内側部材５は互いに同心にに配置され、
回転可能に支持される２つの構成要素40,41から構成さ
れている。これらの構成要素40,41はその支持面に半径
方向の凹部42,43を有している。凹部42,43は、接線方向
に配置される連結ばね44を形状拘束的に収容するための
ものである。これによって、特にアイドリングまたは低
トルクの際に回転振動を吸収することができる。ある程
度のトルクが伝わると、構成要素40,41がしっかりと連
結される。

本発明による装置を備えた自動車において、停止中に
ポンプ部材の相対運動が生じないようにするため、パー
キングロック装置が設けられている。このパーキングロ
ック装置は第11図から第20図までに図示したように種々
の構造で構成することができる。

１つの例では外部からロックさせることができる。こ
の場合始動歯車８の縁46（第１図）に設けた係止爪45
（第11図）が内歯車２に設けた爪係止凹部47に作用す
る。或いは第12図に示すように、始動歯車８の縁46のく
さび状にくりぬいた空間内に設けた少なくとも１つの転
動体48がクランプ固定装置として内歯車２と係合する。

第13図から第20図までは、内側のパーキングロック装
置の例を図示したものである。第13,14;15,16;19,20図
は、ポンプ内側部材５のなかに湾曲した弾性的な係止部
材50を設けた例である。係止部材50の端部は端面板３の
内面に当接している。第14,16,20図に示すように、係止
部材50を角度βだけ傾斜させて配置するのが合目的であ
る。係止部材50には弾性的な操作部材51が作用する。操
作部材51は、圧縮可能な浮遊する中空体（第13図）とし
て、または浮遊する硬い中空体（第15図）として、或い
は弾性支持されるピストン56（第19図）として半径方向
外側または内側にて係止部材50に当接し、該係止部材50
を端面板３の面に対してベルクランク状に押圧させる。
この場合係止部材50と操作部材51とはオイルで充填され
るチェンバ52のなかに設けられている。操作部材51は機
関の停止時に完全に作用を及ぼす。機関が始動すると緩
衝媒体が遠心力により外側へ集められ、操作部材51の荷
重を軽減させる。

第17,18;19,20図は機械的な解決法の例を示すもので
ある。

第17図と第18図に図示したパーキングロック装置は、
係止部材53として転動体を利用する。転動体はポンプ内
側部材５の凹部55のくさび状に拡がっている空間54の中
に設けられ、アイドリング時にクランプ位置を占め、機
関の始動時に遠心力により係止を解除させる。

第19図と第20図に図示したパーキングロック装置は、
弾性支持される操作部材56を利用する。操作部材56はア
イドリング時にクランプ方向へ係止部材50に対して押圧
され、機関始動時には半径方向外側へ移動してクランプ
による係止を解除する。

パーキングロック装置は駆動機関の始動後解除され
る。弾性的な構成要素40,41を備えたポンプ内側部材５
はその定置の作動位置を占め、歯車ポンプは液体の緩衝
媒体を閉じた搬送管10のなかへ搬送する。この場合わず
かに粘性のあるオイルも使用することができる。

回転振動による体積の変動があれば、この変動はまず
公知の態様で弾性的なタンク室14によって緩和される。
さらに回転振動が続けば、この回転振動は絞り15を介し
て、遠心力調整体として作動するピストン弁16に作用を
及ぼす。

また、緩衝媒体は制御弁17に作用を及ぼす。この場合
ばね30,31に抗して移動せしめられ、緩衝媒体を内側の
筒状空間内に収容している両ピストン27,28に対して、
緩速な圧力変動が共通に作用を及ぼす。力学的な圧力変
動が衝撃的に、即ち短時間で生じると、容易に応答する
内側ピストン28が惰性的な中空ピストン25から離れ、緩
衝媒体を排出穴33から排出させる。２つの弁16,17によ
って緩衝媒体は歯車ポンプの次の歯車対の循環経路に達
する。

次に、本発明の実施態様を列記しておく． （１）遊星状に配置される平歯車（７）が、軸方向に互
いにずらして配置され且つ互いに交わらない直径方向の
圧力補償穴（37）を有していることを特徴とする、請求
項１に記載の装置。

（２）ポンプ内側部材（５）が、平歯車（７）のための
凹部（6,6′）を間隔をもって取り囲む圧力補償穴（3
6）を有し、該圧力補償穴（36）が、歯車対（2,7）の噛
み合い位置に対して直径方向に、平歯車（７）を収容す
る凹部（6,6′）に通じていることを特徴とする、請求
項１に記載の装置。

（３）遊星状に配置される平歯車（７）のための凹部
（６′）が、接線方向に長穴状に拡がっていることを特
徴とする、請求項１または上記第１項または第２項に記
載の装置。

（４）遊星状に配置される平歯車が、内歯車（２）及び
ポンプ内側部材（５）の材料の熱膨張率よりも大きな熱
膨張率をもつ材料から成っていることを特徴とする、請
求項１または上記第１項から第３項までのいずれか１つ
に記載の装置。

（５）遊星状に配置される平歯車と中心部の歯車が次の
ような特殊歯構造を有していること、即ち１つの歯車
（２）が通常歯構造の歯（39）と、通常歯構造よりも幅
広の歯溝（38）を有し、他の歯車（７）が通常歯構造の
歯溝（39′）と、通常歯構造の歯溝よりも幅広の歯（3
8′）を有していることを特徴とする、請求項１または
上記第１項から第４項までのいずれか１つに記載の装
置。

（６）搬送管（10）の内部にしてタンク室（14）の後方
に、回転数に依存して制御されるピストン弁（16）の代
わりに、またはピストン弁（16）に並列に、緩衝媒体の
全圧力にさらされ力学的な圧力変動に応答する制御弁
（17）が配置されていることを特徴とする、請求項１ま
たは上記第１項から第５項までのいずれか１つに記載の
装置。

（７）制御弁（17）が筒状のケーシング（18）内にシリ
ンダ（20）を有し、該シリンダ（20）が、直径を大きく
した底部（21）の後方領域にて、ケーシング（18）とと
もに、制御管（13）の排出部分と連通しているリングダ
クト（23）を形成しており、該リングダクト（23）は、
壁に設けた排出口（35）とシリンダ（20）の底部に設け
た中心部の穴（22）とを介して制御管（13）の圧力側部
分と連通可能であることと、 ヘッド（26）の中心部に設けた穴（27）と壁に設けた
通過穴（34）とを備えた中空ピストン（25）が、閉じ方
向に作用するばね（28）を介してシリンダ（20）で支持
され、該シリンダ（20）が、ばね（28）を設けた領域
に、リングダクト（23）に通じる排出穴（29）を有し、
且つ後端の中心部に、リングダクト（23）に連通してい
る排出穴（32）を有し、該排出穴（32）の横断面積とば
ね領域に設けた排出穴（29）の横断面積の比が１以上で
あることと、 中空ピストン（25）のなかへ突出しばね領域を画成し
ている案内部材（24）のなかに、閉じ方向に作用するば
ね（31）で案内部材（24）にて支持される内側ピストン
（30）が案内されており、該内側ピストン（30）のヘツ
ドが、中空ピストン（25）のヘッド（26）の中心部に設
けた穴（27）を閉じさせ、内側ピストン（30）のばね領
域が、シリンダ（20）の後端中心部に設けた前記排出穴
（32）と直接連通していることと、 ばね力が、即ちばね定数の比が、付設されるピストン
（25,30）の有効横断面積の比にほぼ等しいこととを特
徴とする、上記第６項に記載の装置。

（８）歯車ポンプ（１）の駆動部分（２）と従動部分
（５）の間に、力拘束的または形状拘束的なパーキング
ロック装置（50,51;56）が配置されていることを特徴と
する、請求項１または上記第１項から第７項までのいず
れか１つに記載の装置。

（９）歯車ポンプ（１）の、駆動軸または従動軸に固定
され、遊星状に配置される平歯車（７）を収容している
部分が、回転可能に重設される２つの構成要素（40,4
1）から成り、該構成要素（40,41）はそのなかに形状拘
束的に支持されているばねによって互いに弾性的に連結
されていることを特徴とする、請求項１または上記第１
項から第８項までのいずれか１つに記載の装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の第２図の線Ｉ−Ｉによる横
断面図、第２図は第１図の線II−IIによる断面図、第３
図は制御弁の縦断面図、第４図は圧力軽減構造を示す
図、第５図は他の圧力軽減構造を示す図、第６図は第５
図の圧力軽減構造の側断面図、第７図は特殊歯構造を備
えた歯車ポンプの平面図、第８図は特殊支持構造の歯車
ポンプの平面図、第９図は予緩衝装置の平面図、第10図
は第９図の線Ｘ−Ｘによる断面図、第11図から第20図ま
ではそれぞれ歯車ポンプのための係止装置の種々の実施
例を示す縦断面図または横断面図である。 １…歯車ポンプ ２…内歯車 ３…端面板 ５…ポンプ内側部材 6,6′…凹部 ７…平歯車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディートマル ハイディングスフェルト ドイツ連邦共和国 Ｄ―5100 アーヘン ボーデルシュヴィングシュトラーセ 36 (56)参考文献 特開 昭55−33924（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−156529（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−158245（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−52429（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−59559（ＪＰ，Ａ) 特公 昭35−8253（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 15/16 - 15/173 F16D 31/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸または従動軸と連結される回転する
   筒状の緩衝装置ケーシング内に平歯車が遊星状に支持さ
   れ、これらの平歯車は前記駆動軸または従動軸に取付け
   られる中心部の歯車と噛み合って、緩衝媒体の閉じた循
   環系のための歯車ポンプを形成しており、緩衝媒体のた
   めの搬送管の圧力側に、回転数に依存して制御されるピ
   ストン弁が設けられ、該ピストン弁のピストンを絞り調
   整部材として軸方向に移動させて搬送管の横断面を変化
   させるようにした、回転振動緩衝装置における流体状の
   緩衝媒体の時間的流量を変化させるための装置におい
   て、 歯車ポンプ（１）の遊星状に配置される平歯車（７）が
   軸ピンなしに構成され、且つ歯車ポンプ（１）の軸方向
   の端面板（３）の間でポンプ内側部材（５）の凹部（6,
   6′）で面支持されていること、歯車ポンプ（１）の中
   心部の歯車が内歯車（２）であることを特徴とする装
   置。
2. 【請求項２】駆動軸または従動軸と連結される回転する
   筒状の緩衝装置ケーシング内に平歯車が遊星状に支持さ
   れ、これらの平歯車は前記駆動軸または従動軸に取付け
   られる中心部の歯車と噛み合って、緩衝媒体の閉じた循
   環系のための歯車ポンプを形成しており、緩衝媒体のた
   めの搬送管の圧力側に、容積が弾性的に変化可能なタン
   ク室が設けられている、回転振動緩衝装置における流体
   状の緩衝媒体の時間的流量を変化させるための装置にお
   いて、 歯車ポンプ（１）の遊星状に配置される平歯車（７）が
   軸ピンなしに構成され、且つ歯車ポンプ（１）の軸方向
   の端面板（３）の間でポンプ内側部材（５）の凹部（6,
   6′）で面支持されていること、歯車ポンプ（１）の中
   心部の歯車が内歯車（２）であることを特徴とする装
   置。