CN109386572A

CN109386572A - 离心摆式减振器

Info

Publication number: CN109386572A
Application number: CN201810899864.XA
Authority: CN
Inventors: 岩垣伴; 天野浩之; 石桥昌幸; 柳镛周
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2019-02-26
Anticipated expiration: 2038-08-09
Also published as: JP6874585B2; US10781883B2; CN109386572B; US20190048972A1; JP2019032045A

Abstract

本发明提供一种能够稳定且有效地对由动力源的转矩变动引起的扭转振动进行制振的离心摆式减振器。离心摆式减振器具备：旋转体，其被输入转矩；惯性体，其能够相对于旋转体进行相对旋转；滚动室，其形成于惯性体；以及滚动体，其一边与形成于滚动室的内周面的滚动曲面接触一边进行滚动，通过经由滚动体向惯性体传递旋转体的转矩，从而抑制旋转体的扭转振动，其中，利用旋转体旋转时的离心力的作用而使滚动体与滚动曲面接触，在产生扭转振动的情况下，使滚动体以预定的摆动角作为离心摆滚动，将滚动曲面形成为在滚动体滚动时，伴随着摆动角的变动，摆动角越大，则滚动体的重心遵循的轨迹的曲率半径变得越大。

Description

离心摆式减振器

技术领域

本发明涉及用于抑制由动力源的转矩变动引起的扭转振动的离心摆式减振器。

背景技术

专利文献1记载了一种具备离心摆式减振器的飞轮。该专利文献1记载的飞轮在飞轮主体形成有滚动室，所述滚动室具有向径向的外侧膨胀的曲面形状的滚动引导面。在滚动室内收容有承受离心力而沿着滚动引导面呈摆状地滚动的减振器质量体(滚动体)。利用如上所述的形成于飞轮主体的滚动室及滚动体来构成用于抑制由发动机的转矩变动引起并产生的扭转振动的离心摆式的动态减振器。离心摆式的动态减振器利用滚动体的离心摆运动及滚动体或减振器质量体的惯性力来吸收振动系统的扭转振动并使之衰减。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-18329号公报

在上述专利文献1记载的离心摆式减振器中，将滚动引导面形成为：从滚动引导面的滚动体位于径向最外侧的部分(最突出位置)的曲率中心起到滚动体的重心的移动轨迹上的点为止的距离随着从最突出位置起的滚动体的摆动角增大而增大。因此，如专利文献1的图1、图2所示，滚动引导面形成飞轮主体的圆周方向上的尺寸比飞轮主体的径向上的尺寸大的横向较长的椭圆状的滚动室的内周面的一部分。通过像这样形成滚动引导面，从而在滚动体进行离心摆运动时，作用于滚动体的复原力会根据滚动体的摆动角而变化。即，在滚动引导面上滚动的滚动体的摆动角越大，则复原力变得越大。此外，复原力是产生抑制转矩变动的惯性力矩的力，在该情况下，为作用于滚动体的离心力(惯性力)的分力。具体而言，如图1所示，若将作用于滚动体的离心力设为F₁、将滚动体进行离心摆运动时的摆动角设为θ₁(绝对值)，则复原力H₁(绝对值)为

H₁＝F₁·sinθ₁(0＜θ₁＜π/2)。

此外，虽然在图1中未进行图示，但上述专利文献1记载的离心摆式减振器的滚动室及滚动引导面形成于从旋转体(飞轮)的旋转中心在径向上充分远离的位置。因此，该情况下的离心力F₁能够近似为图1的铅垂方向上的向下的力。因此，离心力F₁在预定的转速下成为恒定，复原力H₁相对于摆动角θ₁大致呈线性地变化。例如，在转矩变动变大而摆动角θ₁变大时，用于抑制转矩变动的复原力H₁也会变大，并发挥与转矩变动的大小相应的制振效果。因此，在专利文献1记载的离心摆式减振器中，能够将振动系统的固有振动频率保持为大致恒定，而不取决于滚动体的摆动角。其结果是，能够稳定地对预定次数的扭转振动进行制振。

然而，上述专利文献1记载的离心摆式减振器与飞轮一体地形成。因此，例如在将上述专利文献1记载的离心摆式减振器装配于发动机等动力源的输出侧的情况下，会不经由滚动体地向飞轮(旋转体)传递动力源的转矩。即，上述专利文献1记载的离心摆式减振器为滚动体自身成为产生制振转矩的惯性体的类型的减振器，为容易受到惯性质量的制约的结构。相对于此，正在开发与滚动体分开地设置惯性体并经由滚动体向惯性体传递动力源的转矩的类型的离心摆式减振器。例如，在日本特开2017-40318号公报中公开的转矩变动抑制装置是具备被配置成能够相对于旋转体进行相对旋转的质量体、并经由滚动体(离心件)向惯性体(质量体、惯性环)传递动力源的转矩的类型的离心摆式减振器。在这样的类型的离心摆式减振器中，滚动体进行离心摆运动时的复原力的产生机理与上述专利文献1记载的以往类型的离心摆式减振器的复原力的产生机理不同。因此，假如相对于经由滚动体向惯性体传递动力源的转矩的类型的离心摆式减振器，应用与上述专利文献1记载的离心摆式减振器同样的横向较长的椭圆状的滚动引导面，则有可能无法适当地应对滚动体的摆动角的变化和复原力的变化。其结果是，振动系统的固有振动频率会根据滚动体的摆动角而变化，有可能无法得到期待的制振效果。像这样，在经由滚动体向惯性体传递动力源的转矩的类型的离心摆式减振器中，为了得到稳定的制振效果，仍留有改良的余地。

发明内容

本发明是着眼于上述技术课题而想出的，其目的在于，以经由滚动体向惯性体传递动力源的转矩的类型的离心摆式减振器为对象，提供一种能够稳定且有效地对由动力源的转矩变动引起的扭转振动进行制振的离心摆式减振器。

为了达成上述目的，本发明提供一种离心摆式减振器，其具备：旋转体，所述旋转体从预定的动力源输入转矩；惯性体，所述惯性体能够相对于所述旋转体进行相对旋转；滚动室，所述滚动室形成于所述惯性体；以及滚动体，所述滚动体的一部分配置在所述滚动室内，并且另一部分能够向所述旋转体的半径方向移动地保持于所述旋转体，且所述滚动体一边与形成于所述滚动室的内周面的滚动曲面接触一边进行滚动，通过经由所述滚动体向所述惯性体传递所述旋转体的转矩，从而抑制所述旋转体的扭转振动，所述离心摆式减振器的特征在于，所述滚动曲面是以从所述惯性体的旋转中心沿所述惯性体的半径方向偏移的位置为曲率中心的曲面，所述滚动曲面形成为如下的曲面：沿着所述滚动曲面滚动的所述滚动体的重心遵循的轨迹的曲率半径在通过所述旋转中心并与所述轨迹的切线正交的第一直线上的位置处最小，在与所述第一直线交叉的第二直线上的位置处，所述曲率半径随着所述第一直线与所述第二直线所成的锐角变大而变大。

另外，也可以是，本发明的所述滚动曲面形成为使所述轨迹成为在所述惯性体的径向上具有长轴的椭圆的一部分。

另外，也可以是，将所述长轴的长度设为2b、将短轴的长度设为2a，本发明的所述椭圆由“x²/a²+y²/b²＝1”(0＜a＜b)这样的方程式来表示，所述长轴的长度与所述短轴的长度之比a/b为“0.6＜a/b＜0.8”。

另外，也可以是，本发明的所述滚动曲面形成为使所述轨迹成为预定的抛物线的一部分或预定的双曲线的一部分。

并且，本发明也可以形成为，具备引导槽，所述引导槽形成于所述旋转体，并与所述滚动体卡合，以便限制所述旋转体的旋转方向上的所述滚动体的移动，且容许所述旋转体的半径方向上的所述滚动体的移动，在所述旋转体与所述惯性体相对旋转时，所述滚动体相对于所述引导槽的接触部位在所述旋转体的半径方向上位移，本发明的所述滚动体与所述引导槽及所述滚动曲面卡合。

根据本发明，将滚动曲面形成为：在旋转体产生转矩变动而滚动体沿着滚动室的滚动曲面滚动时，滚动体的摆动角越大，则进行离心摆运动的滚动体的重心遵循的轨迹的曲率半径变得越大。为了实现这样的结构，例如将滚动曲面形成为使滚动体的重心遵循的轨迹成为抛物线、双曲线或椭圆的一部分，即，使滚动体的重心遵循的轨迹成为二次曲线的一部分。其结果是，能够抑制用于抑制转矩变动的惯性力根据滚动体的摆动角的变化而呈非线性地或呈对数地较大地变化。例如，在旋转体的转矩变动变大而滚动体的摆动角变大时，用于抑制转矩变动的惯性力与转矩变动的增大对应地呈线性地适当增大。因此，能够得到与转矩变动的大小相应的适当的制振效果。其结果是，能够将振动系统的固有振动频率保持为大致恒定，而不取决于滚动体的摆动角。因此，能够利用本发明的离心摆式减振器来稳定地对预定次数的扭转振动进行制振。

另外，根据本发明，在旋转体的转矩产生转矩变动而旋转体与惯性体相对旋转时，旋转体与惯性体之间的转矩传递部在半径方向上变化。这样的变化会周期性地或振动性地反复产生。因此，经由滚动体从旋转体传递到惯性体的转矩变动会由于惯性体相对于旋转体以相反的相位进行相对旋转而被吸收并衰减。因此，能够有效地抑制由转矩变动引起的扭转振动。另外，由于本发明的惯性体配置在与旋转体同心的圆上，所以不会由于旋转体的形状、大小等而受到制约，能够以较高的自由度来设定形状、大小。因此，即使是较少的空间，也能够确保较大的惯性，能够提高制振效果。

附图说明

图1是用于说明滚动体自身成为惯性体的以往类型的离心摆式减振器的滚动体的复原力的图。

图2是示出在本发明中作为对象的离心摆式减振器的一例的图。

图3是用于说明图2所示的离心摆式减振器的结构的剖视图。

图4是示出在本发明中作为对象的离心摆式减振器的另一例(堵塞滚动室的背面的例子)的剖视图。

图5是示出在本发明中作为对象的离心摆式减振器的另一例(堵塞滚动室的背面及引导槽的表面的结构)的剖视图。

图6是示出在本发明中作为对象的离心摆式减振器的另一例(堵塞引导槽的表面的例子)的剖视图。

图7是用于说明经由滚动体向惯性体传递动力源的转矩的类型的离心摆式减振器的滚动体的复原力的图。

图8是用于说明本发明的离心摆式减振器的滚动室及滚动曲面的详细结构(利用抛物线或双曲线的一部分来形成滚动曲面的轮廓的例子)的放大图。

图9是用于说明本发明的离心摆式减振器的滚动室及滚动曲面的详细结构(利用椭圆来形成滚动曲面的轮廓的例子)的放大图。

图10是用于说明图9所示的离心摆式减振器的椭圆的纵横比、滚动体的摆动角及固有振动频率比的相互关系的图，且是示出将摆动角设定为“0到60deg”的范围的情况下的纵横比与固有振动频率比的关系的图。

图11是用于说明图9所示的离心摆式减振器的椭圆的纵横比、滚动体的摆动角及固有振动频率比的相互关系的图，且是示出将摆动角设定为“0到40deg”的范围的情况下的纵横比与固有振动频率比的关系的图。

附图标记说明

1…减振器(离心摆式减振器)、2…旋转体、2f…外周面、2s…轴、3…惯性体、3a…贯通孔、4…滚动室、4a…滚动曲面、5…滚动体、6…引导槽、6a…槽部、7…动力源、AA…(第一直线与第二直线所成的)锐角、CL…(旋转体的)旋转中心、CU…(轨迹的)曲率半径、EL…椭圆、G…(滚动体的)重心、HY…双曲线、LF…第一直线、LS…第二直线、LT…(轨迹的)切线、MA…(椭圆的)长轴、MI…(椭圆的)短轴、P1…(滚动体与滚动曲面的)接触部位、P2…(滚动体与引导槽的)接触部位、PA…抛物线、TR…轨迹、θ…(滚动体的)摆动角。

具体实施方式

参照附图，对本发明的实施方式进行说明。此外，以下示出的实施方式只不过是将本发明具体化的情况下的一例，并不限定本发明。

在本发明的实施方式中作为对象的离心摆式减振器例如具备：旋转体，所述旋转体从发动机等动力源输入转矩；惯性体，所述惯性体能够相对于该旋转体进行相对旋转；滚动室，所述滚动室形成于惯性体；以及滚动体，所述滚动体配置在滚动室内，且一边与形成于滚动室的内周面的滚动曲面接触一边进行滚动。滚动体的一部分配置在滚动室内。与此同时，另一部分能够向旋转体的半径方向移动地保持于该旋转体。并且，通过经由滚动体向惯性体传递旋转体的转矩并使旋转体与惯性体相对旋转，从而抑制旋转体的扭转振动。因此，在本发明的实施方式中作为对象的离心摆式减振器是经由滚动体向惯性体传递动力源的转矩的类型的减振器。本申请人在日本特愿2016-26845号的申请中，提出了关于这样的经由滚动体向惯性体传递动力源的转矩的类型的离心摆式减振器的发明。

图2、图3示出了在本发明的实施方式中作为对象的离心摆式减振器的一例。图2、图3所示的离心摆式减振器(以下，称为减振器)1的基本结构及工作原理与在上述日本特愿2016-26845号的图1、图2中示出的离心摆式减振器相同。简单地对其结构及作用进行说明。减振器1主要包括旋转体2、惯性体3、滚动室4、滚动体5及引导槽6。

在图2、图3所示的例子中，旋转体2为圆形的板，且为以设置于中央部分的轴2s为旋转轴而进行旋转的旋转构件。例如，从发动机、电动机等动力源7向轴2s传递转矩。

在图2、图3所示的例中，惯性体3为环状的板，且与旋转体2配置在同轴上。在惯性体3的中央部分形成有贯通孔3a，在该贯通孔3a松弛地嵌入有旋转体2的轴2s。即，在贯通孔3a与轴2s之间设置有预定的间隙，将轴2s以能够相对旋转的方式嵌入于贯通孔3a。因此，惯性体3被轴2s支承为能够相对于旋转体2进行相对旋转。如后述那样，在该减振器1中，经由滚动体5在旋转体2与惯性体3之间传递转矩。惯性体3具有预定的质量。因此，通过使惯性体3相对于旋转体2进行相对旋转，从而利用惯性体3的惯性力矩将传递到旋转体2的转矩变动消除或使之减少。其结果是，旋转体2的扭转振动被吸收而衰减。

滚动室4形成于上述惯性体3的内周部分。滚动室4为收容滚动体5的空间，且从惯性体3的旋转中心CL起，在同一半径位置沿圆周方向以一定的间隔形成有多个。在图2所示的例子中，在惯性体3的圆周方向上以等间隔形成有四个滚动室4。在本发明的实施方式的减振器1中，只要在关于惯性体3的旋转中心CL对称的位置至少有两个滚动室4即可。滚动室4形成为如下的预定形状及大小：能够在减振器1旋转的情况下，将收容在滚动室4内的滚动体5保持为能够滚动。

在滚动室4的内周面形成有供滚动体5接触并进行滚动的滚动曲面4a。滚动曲面4a是具有比惯性体3的半径小的曲率半径的曲面，且形成为利用减振器1旋转时的离心力来压靠滚动体5的部分。因此，滚动曲面4a中的滚动曲面4a与滚动体5的接触部位P1成为滚动体5与惯性体3之间的转矩传递部。滚动曲面4a的转矩传递部根据旋转体2的转矩的变动而沿着滚动曲面4a移动，并在惯性体3的半径方向上变化。对上述滚动室4及滚动曲面4a的详细的形状随后叙述。

此外，在图3所示的例子中，滚动室4形成为贯通惯性体3的板厚方向(图3的左右方向)的贯通孔。但是，在本发明的实施方式的减振器1中，例如，如图4、图5所示，也可以不贯通惯性体3的板厚方向(图4、图5的左右方向)地形成滚动室4。即，滚动室4也可以是将滚动室4的与旋转体2相反的一侧(图4、图5的右侧)的背面堵塞的孔形状。

滚动体5是作为该减振器1的离心摆发挥功能的构件，并收容于上述滚动室4。在图2所示的例子中，对于四个部位的滚动室4，分别各装入有一个滚动体5，合计装入有四个滚动体5。在本发明的实施方式的减振器1中，只要与滚动室4的位置及数量对应地有至少二个滚动体5即可。在图2、图3所示的例子中，滚动体5由圆柱状的刚性体形成，以便沿着滚动曲面4a滚动。

此外，滚动体5的形状并不限定于如上所述的圆柱形状，只要是能够在滚动室4内顺利地滚动的形状即可。例如，也可以是具有预定的刚性及质量的、截面为H形状的旋转体或球体。

在本发明的实施方式的减振器1中，经由滚动体5向惯性体3传递旋转体2的转矩。因此，滚动体5与旋转体2及惯性体3这两方卡合。具体而言，如后述那样，滚动体5形成为与形成于旋转体2的引导槽6及形成于惯性体3的滚动室4这两方卡合。在图3所示的例子中，滚动体5的轴长(图3的左右方向上的长度)比惯性体3的板厚长。由此，滚动体5利用收容于滚动室4的一部分与滚动室4卡合，并且利用从滚动室4突出的另一部分与引导槽6卡合。

在图2、图3所示的例子中，引导槽6形成于旋转体2的外周面2f中的与上述滚动室4对应的位置。具体而言，引导槽6由一对棒状的构件形成，所述一对棒状的构件从外周面2f起在半径方向上向外侧延伸，并且夹着从滚动室4向轴向突出的滚动体5的一部分。在图2所示的例子中，设置有分别与四个部位的滚动室4对应的四个引导槽6。在本发明的实施方式的减振器1中，只要与滚动室4的位置及数量对应地有至少两个引导槽6即可。引导槽6夹入滚动体5的槽部6a的槽宽度与滚动体5的外径大致相同或比滚动体5的外径稍长。

此外，在图2所示的例子中，引导槽6为向旋转体2的半径方向的外侧开口的形状，但并不限定于这样的形状，也可以是槽状的闭合的槽形状。或者，也可以是将旋转体2的内周部分打通而形成的槽形状。或者，如图5、图6所示，引导槽6也可以为将引导槽6的与惯性体3相反的一侧(图5、图6的左侧)的表面堵塞的槽形状。此外，图5示出了将滚动室4的与旋转体2相反的一侧(图5的右侧)的背面及引导槽6的与惯性体3相反的一侧(图5的左侧)的表面堵塞的结构。

像这样，滚动体5的一部分被装入到滚动室4中，并且另一部分夹入于引导槽6的槽部6a。因此，滚动体5一边在旋转体2的旋转方向被引导槽6限制，一边与旋转体2一体地移动。另外，一边在旋转体2的半径方向上沿着引导槽6移动，一边以滚动室4的滚动曲面4a为界限而进行移动。即，引导槽6限制旋转体2的旋转方向上的滚动体5的移动，容许旋转体2的半径方向上的滚动体5的移动。另外，在旋转体2与惯性体3相对旋转时，滚动体5与引导槽6的接触部位P2在旋转体2的半径方向上位移，滚动体5与引导槽6及滚动曲面4a这两方卡合。接触部位P2是引导槽6中的槽部6a的内壁面与滚动体5的一方的端部的外周面接触的部分，且是旋转体2与滚动体5之间的转矩传递部。接触部位P2根据旋转体2的转矩的变动而在旋转体2的半径方向上变化。

在如上构成的减振器1中，从动力源7向轴2s传递转矩，旋转体2进行旋转。此时，由于利用引导槽6将滚动体5与旋转体2连结，所以滚动体5以以轴2s为中心进行公转的方式与旋转体2一起旋转。因此，与旋转体2的转速及距旋转体2的旋转中心的半径相应的离心力会作用于滚动体5。在旋转体2的转速上升而作用于滚动体5的离心力变大时，滚动体5在引导槽6的旋转体2的半径方向上向外侧移动。即，在旋转体2的转速成为会使比重力大的离心力作用于滚动体5的预定转速以上的转速时，滚动体5移动到滚动室4的滚动曲面4a中的最远离旋转中心CL的位置，并压靠于滚动曲面4a。在该状态下，在传递到旋转体2的转矩没有变动的情况下，或在转矩变动极小的情况下，滚动体5向惯性体3传递旋转体2的转矩，而不会在滚动室4内滚动。其结果是，旋转体2、滚动体5及惯性体3一体地旋转。即，减振器1整体一体地旋转。

另一方面，在传递到旋转体2的转矩产生振动性的变动时，在旋转体2会产生扭转振动，该振动会传播给滚动体5。在由于此时的振动能量而作用于滚动体5的力、即使滚动体5在旋转体2的旋转方向上移动的力超过在滚动体5与滚动曲面4a之间的接触部位P1产生的摩擦力时，旋转体2及滚动体5与惯性体3相对旋转。此时，滚动体5沿着滚动曲面4a滚动。滚动曲面4a为曲率半径比惯性体3的半径小的曲面。因此，在滚动体5沿着滚动曲面4a滚动时，惯性体3的半径方向上的滚动体5的位置会产生变化。同时，引导槽6内的滚动体5的位置会在惯性体3的半径方向、即引导槽6的延伸方向上变化。另外，引导槽6与滚动体5之间的接触部位P2、即惯性体3的惯性转矩作用于旋转体2的部位会在惯性体3及旋转体2的半径方向上变化。这样的变化与旋转体2的转矩变动对应地反复产生。总之，旋转体2的转矩变动经由滚动体5向惯性体3传递。然后，传递到惯性体3的转矩变动通过惯性体3相对于旋转体2进行相对旋转而被惯性体3的惯性力矩抵消或削减。因此，能够有效地抑制由于转矩变动传递到旋转体2而引起的扭转振动。

像这样，在本发明的实施方式的减振器1中，传递到旋转体2的转矩经由滚动体5及滚动曲面4a而向惯性体3传递。即，减振器1是经由滚动体5向惯性体3传递动力源7的转矩的类型的离心摆式减振器。如前述那样，经由滚动体向惯性体传递动力源的转矩的类型的离心摆式减振器与以往一般的滚动体自身为惯性体的类型的离心摆式减振器相比，作用于滚动体的复原力的产生机理不同。

如前述的图1所示，在滚动体自身为惯性体的以往类型的离心摆式减振器中，滚动体的复原力H₁为

H₁＝F₁·sinθ₁，

复原力H₁相对于摆动角θ₁大致呈线性地变化。

相对于此，在本发明的实施方式的减振器1那样的、经由滚动体向惯性体传递动力源的转矩的类型的离心摆式减振器中，如图7所示，若将作用于滚动体的离心力设为F₂、将滚动体进行离心摆运动时的摆动角设为θ₂(绝对值)、将惯性体的旋转角设为(绝对值)，则滚动体的复原力H₂(绝对值)为

虽然在图7中未进行图示，但在本发明的实施方式的减振器1那样的类型的离心摆式减振器中，如前述的图2所示，滚动体以被夹入与旋转体一体的引导槽的方式进行限制。并且，滚动体经由引导槽在惯性体与旋转体之间传递转矩。因此，复原力H₂沿与离心力F₂的作用方向正交的方向作用于旋转体的引导槽。

在此，如图7所示，若将惯性体的旋转中心CL与滚动室的中心c之间的距离设为L、将滚动室的中心c与滚动体的重心g之间的距离设为R，则摆动角θ₂与旋转角的关系为

此外，在图7中，为了简化计算而将滚动室的形状近似为圆形。因此，在如该图7所示的、经由滚动体向惯性体传递动力源的转矩的类型的离心摆式减振器中，在滚动体沿着滚动室内滚动时，滚动体的重心g遵循的轨迹为圆形，该轨迹的曲率半径为恒定值(即，圆的半径)。

根据如上所述的摆动角θ₂与旋转角的关系，能够判断为在用于求解复原力H₂的计算式中，旋转角的影响为小到可以无视的程度。因此，将复原力H₂近似地求解为

H₂≒F₂·tanθ₂。

因此，在如该图7所示的、经由滚动体向惯性体传递动力源的转矩的类型的离心摆式减振器中，复原力H₂相对于摆动角θ₂呈非线性地或呈对数地变化。在复原力H₂根据摆动角θ₂而呈非线性地变化时，特别是在摆动角θ₂变大的情况下，振动系统的固有振动频率会大幅地增大。其结果是，有可能无法产生用于消除预定次数的扭转振动的适当的惯性力矩，无法得到期待的制振效果。

因而，在本发明的实施方式的减振器1中，滚动体5构成为利用旋转体2旋转时的离心力的作用而在滚动室4内与滚动曲面4a接触。与此同时，滚动体5构成为在旋转体2产生扭转振动的情况下，该滚动体5以摆动角θ作为离心摆进行滚动(即，进行离心摆运动)，所述摆动角θ是以滚动体5与最远离旋转体2的旋转中心CL的位置的滚动曲面4a接触的状态为起点的摆动角。并且，如图8或图9所示，将滚动室4的滚动曲面4a形成为在滚动体5进行离心摆运动时，伴随着滚动体5的摆动角θ的变动，滚动体5的摆动角θ越大，则滚动体5的重心G遵循的轨迹TR的曲率半径CU变得越大。通过像这样形成滚动曲面4a，从而使沿着滚动曲面4a滚动的滚动体5的重心G遵循的轨迹TR的曲率半径CU在通过惯性体3的旋转中心CL并与轨迹TR的切线LT正交的第一直线LF上的位置成为最小。另外，在与第一直线LF交叉的第二直线LS上的位置，曲率半径CU随着第一直线LF与第二直线LS所成的锐角AA变大而变大。为了实现这样的结构，在本发明的实施方式的减振器1中，将滚动曲面4a形成为使重心G的轨迹TR成为所谓的二次曲线的一部分。

例如，如图8所示，将滚动曲面4a形成为使重心G的轨迹TR成为预定的抛物线PA的一部分。该情况下的轨迹TR也可以是将多个抛物线PA组合并平滑地连结的曲线。或者，将滚动曲面4a形成为使重心G的轨迹TR成为预定的双曲线HY的一部分。该情况下的轨迹TR也可以是将多个双曲线HY组合并平滑地连结的曲线。或者，轨迹TR也可以是将预定的抛物线PA与预定的双曲线HY组合并平滑地连结的曲线。如前述那样，该减振器1的滚动体5为沿着滚动曲面4a滚动的圆柱形状。因此，滚动体5的径向上的重心G的位置为滚动体5的径向的中央(即，滚动时的旋转中心)。因此，在该图8所示的例子中，利用处于与如上所述的抛物线PA或双曲线HY相似的关系的抛物线或双曲线的一部分或者将这些抛物线与双曲线组合而成的曲线的一部分，来形成滚动曲面4a的轮廓。

或者，如图9所示，将滚动曲面4a形成为使重心G的轨迹TR成为在惯性体3的径向上具有长轴MA的椭圆EL的一部分。如前述那样，该减振器1的滚动体5为沿着滚动曲面4a滚动的圆柱形状。因此，滚动体5的径向上的重心G的位置为滚动体5的径向的中央(即，滚动时的旋转中心)。因此，在该图9所示的例子中，利用处于与如上所述的椭圆EL相似的关系的椭圆的一部分来形成滚动曲面4a的轮廓。即，滚动曲面4a形成为处于与椭圆EL相似的关系的椭圆形状的滚动室4的内周面，以便在滚动体5在滚动曲面4a上滚动时，使滚动体5的重心G描绘出椭圆EL的一部分。

在该图9所示的例子中，椭圆EL的长轴MA朝向惯性体3的径向，短轴MI朝向与惯性体3的径向正交的切线方向。因此，若将长轴MA的长度设为2b、将短轴MI的长度设为2a，并在长轴MA的轴向上取y坐标，在短轴MI的轴向上取x坐标，则椭圆EL的方程式为

x²/a²+y²/b²＝1(0＜a＜b)。

因此，该减振器1的滚动曲面4a形成惯性体3的径向上的尺寸比惯性体3的圆周方向上的尺寸大的纵向较长的椭圆形状的滚动室4的内周面的一部分。

另外，对上述椭圆EL的长轴MA的长度2b及短轴MI的长度2a进行设定，以使长轴MA的长度2b与短轴MI的长度2a之比a/b(以下，称为纵横比α)例如满足

0.6＜α＜0.8(α＝a/b)。

如图9所示的例子那样，在将滚动曲面4a形成为使滚动体5的重心G的轨迹TR成为椭圆EL的一部分的情况下，通过改变椭圆EL的形状，从而能够使振动系统的固有振动频率变化。例如，通过改变椭圆EL的纵横比α，从而能够调整振动系统的固有振动频率。

图10、图11示出了滚动体5的摆动角θ、椭圆EL的纵横比α及固有振动频率比的关系。将摆动角θ为“0”时的固有振动频率设为“1”，固有振动频率比是表示摆动角θ变化了的状态下的固有振动频率的比率的数值。图10示出了将滚动体5的摆动角θ设定为“0到60deg”的范围的情况下的椭圆EL的纵横比α与固有振动频率比的关系。图11示出了将滚动体5的摆动角θ设定为“0到40deg”的范围的情况下的椭圆EL的纵横比α与固有振动频率比的关系。上述图10、图11所示的关系例如能够通过利用试制及实验来实际测量振动系统的固有振动频率而进行求解。或者，也能够基于由计算机模拟得到的解析结果而进行求解。

在上述图9所示的例子中，通过将滚动曲面4a形成为使轨迹TR成为椭圆EL的一部分，从而滚动体5的摆动角θ越大，则滚动体5的重心G遵循的轨迹TR的曲率半径CU变得越大。由此，相对于滚动体5的摆动角θ的变化，使滚动体的复原力呈线性地变化，或使之以接近线性的状态变化，从而抑制振动系统的固有振动频率较大地变化。通过抑制固有振动频率的变化，且即使摆动角θ变化，也尽可能将固有振动频率保持为恒定，从而能够得到减振器1的稳定的制振效果。因此，优选的是，上述图10、图11所示的固有振动频率比尽可能为“1”或者为接近“1”的值。通过使固有振动频率比为“1”或者为接近“1”的值，从而即使在由于转矩变动而使得摆动角θ增大的情况下，也能够将振动系统的固有振动频率保持为大致恒定。

因此，例如，如图10所示，在将滚动体5的摆动角θ设定为“0到60deg”的范围而构成减振器1的情况下，将滚动曲面4a形成为使椭圆EL的纵横比α为“0.65”即可。另外，例如，如图11所示，在将滚动体5的摆动角θ设定为“0到40deg”的范围而构成减振器1的情况下，将滚动曲面4a形成为使椭圆EL的纵横比α为“0.7”即可。根据上述内容，例如通过如上述那样将滚动曲面4a形成为使椭圆EL的纵横比α满足“0.6＜α＜0.8”，从而能够得到减振器1的稳定的制振效果。

像这样，在本发明的实施方式的减振器1中，将滚动曲面4a形成为在滚动体5在滚动曲面4a上滚动时，滚动体5的摆动角θ越大，则滚动体5的重心G遵循的轨迹TR的曲率半径CU变得越大。因此，具体而言，将滚动曲面4a形成为使轨迹TR成为抛物线PA、双曲线HY或椭圆EL的一部分，即，使轨迹TR成为二次曲线的一部分。其结果是，能够抑制如前述的图7所示的例子那样的复原力H₂呈非线形或呈对数地变化。例如，在旋转体2的转矩变动变大而滚动体5的摆动角θ变大时，用于抑制转矩变动的复原力与转矩变动的增大对应地呈线性地适当增大。因此，能够得到与转矩变动的大小相应的适当的制振效果。其结果是，能够将振动系统的固有振动频率保持为大致恒定，而不取决于滚动体5的摆动角θ。因此，能够利用减振器1稳定地对预定次数的扭转振动进行制振。

Claims

1.一种离心摆式减振器，其具备：旋转体，所述旋转体从预定的动力源输入转矩；惯性体，所述惯性体能够相对于所述旋转体进行相对旋转；滚动室，所述滚动室形成于所述惯性体；以及滚动体，所述滚动体的一部分配置在所述滚动室内，并且另一部分能够向所述旋转体的半径方向移动地保持于所述旋转体，且所述滚动体一边与形成于所述滚动室的内周面的滚动曲面接触一边进行滚动，通过经由所述滚动体向所述惯性体传递所述旋转体的转矩，从而抑制所述旋转体的扭转振动，所述离心摆式减振器的特征在于，

所述滚动曲面是以从所述惯性体的旋转中心沿所述惯性体的半径方向偏移的位置为曲率中心的曲面，

所述滚动曲面形成为如下的曲面：沿着所述滚动曲面滚动的所述滚动体的重心遵循的轨迹的曲率半径在通过所述旋转中心并与所述轨迹的切线正交的第一直线上的位置处最小，在与所述第一直线交叉的第二直线上的位置处，所述曲率半径随着所述第一直线与所述第二直线所成的锐角变大而变大。

2.根据权利要求1所述的离心摆式减振器，其特征在于，

所述滚动曲面形成为使所述轨迹成为在所述惯性体的径向上具有长轴的椭圆的一部分。

3.根据权利要求2所述的离心摆式减振器，其特征在于，

将所述长轴的长度设为2b、将短轴的长度设为2a，所述椭圆由如下的方程式来表示，所述方程式为

x²/a²+y²/b²＝1 (0＜a＜b)，

所述长轴的长度与所述短轴的长度之比a/b为

0.6＜a/b＜0.8。

4.根据权利要求1所述的离心摆式减振器，其特征在于，

所述滚动曲面形成为使所述轨迹成为预定的抛物线的一部分或预定的双曲线的一部分。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的离心摆式减振器，其特征在于，

所述离心摆式减振器具备引导槽，所述引导槽形成于所述旋转体，并与所述滚动体卡合，以便限制所述旋转体的旋转方向上的所述滚动体的移动，且容许所述旋转体的半径方向上的所述滚动体的移动，

在所述旋转体与所述惯性体相对旋转时，所述滚动体相对于所述引导槽的接触部位在所述旋转体的半径方向上位移，所述滚动体与所述引导槽及所述滚动曲面卡合。