JP2003049904A

JP2003049904A - 動力伝達機構および回転機械

Info

Publication number: JP2003049904A
Application number: JP2001238380A
Authority: JP
Inventors: Masaki Ota; 太田　　雅樹; Hiroshi Ataya; 拓安谷屋; Takashi Kawada; 剛史川田; Takayasu Suzuki; 隆容鈴木; Tomoharu Arai; 智晴新井; Akihito Yamanochi; 亮人山ノ内
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2003-02-21

Abstract

(57)【要約】【課題】動力伝達機構に発生する振動の抑制が可能で
あるとともに、前記回転機械や動力伝達機構自体の耐久
性の向上や、前記回転機械の回転軸に発生する該回転軸
の径方向の振動に対しての抑制効果の向上が容易な動力
伝達機構を提供する。【解決手段】動力伝達機構ＰＴは、ハウジング側に支
持されたプーリ１７と、駆動軸１６に固定された受承部
材４２とを有している。受承部材４２には、周壁部４２
Ｃに形成された転動案内面４２Ｅに沿って移動すること
で振り子運動を行うコロ４６を有するダイナミックダン
パが設けられている。コロ４６は、プーリ１７と受承部
材４２との間に形成された収容室に収容されている。プ
ーリ１７と受承部材４２との間の動力伝達経路上には、
プーリ１７と受承部材４２との軸心ずれを吸収しながら
動力伝達を行うゴムダンパ４３が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転機械のハウジ
ングに回転可能に支持された回転軸に対して外部駆動源
からの動力を伝達するための動力伝達機構及び該動力伝
達機構を備えた回転機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、外部駆動源と、これによって
駆動される回転機械との間に発生する共振などの振動を
抑制するための構成として、例えば、特開２０００−２
９７８４４公報に開示されたものが知られている。この
公報には、外部駆動源によって駆動される慣性マス（駆
動側回転体）が、クランク軸（回転軸）に取着されたハ
ブ（被駆動側回転体）に対して環状エラストマを介して
前記ハブの外周側に連結された構成が開示されている。
また、前記ハブには、遠心マス（質量体）の振り子運動
によって前記クランク軸の回転振動を低減するための振
動数可変型吸振系（ダイナミックダンパ）が設けられて
いる。この振動数可変型吸振系の吸振作用及び前記環状
エラストマの緩衝作用によって、前記クランク軸から前
記慣性マスに伝達される回転振動の抑制が可能となる。

【０００３】前記外部駆動源からの動力は、例えば、前
記外部駆動源の回転部と前記慣性マスとを連結する動力
伝達用のベルトなどを介して前記慣性マスに伝達され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成では、前記ベルトのテンションなどによって前記クラ
ンク軸には径方向（該クランク軸の径方向）に応力が作
用する。この応力は、前記クランク軸を支持する軸受部
材の耐久性、ひいては、前記回転機械の耐久性を低下さ
せる要因となる。

【０００５】これを解決するためには、例えば、前記ク
ランク軸を支持する前記回転機械のハウジングに対して
前記ハブがさらに前記軸受部材とは別の軸受部材によっ
て直接的に支持されるようにすることで、前記クランク
軸を支持する軸受部材に作用する応力を低減するという
方法が考えられる。しかしこの場合、前記クランク軸を
支持する軸受部材と前記別の軸受部材との間に軸心ずれ
が存在すると、前記両軸受部材にはこれに起因する応力
が発生する。

【０００６】本発明の第１の目的は、動力伝達機構に発
生する振動の抑制が可能であるとともに、前記回転機械
や動力伝達機構自体の耐久性の向上や、前記回転機械の
回転軸に発生する該回転軸の径方向の振動に対しての抑
制効果の向上が容易な動力伝達機構を提供することにあ
る。また、第２の目的は、前記動力伝達機構を備えた回
転機械を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、請求項１に記載の発明は、回転機械のハウジン
グに回転可能に支持された回転軸に対して外部駆動源か
らの動力を伝達するための動力伝達機構であって、前記
回転軸に対して一体回転可能に固定された被駆動側回転
体と、該被駆動側回転体に作動連結されるとともに前記
被駆動側回転体とほぼ同軸位置に配設された状態で前記
ハウジングに対して回転可能に支持された駆動側回転体
とを有し、前記被駆動側回転体には、該被駆動側回転体
の回転中心軸線から所定間隔だけ離間した点を通過する
該回転中心軸線にほぼ平行な軸線を中心とした振り子運
動を行なう質量体を有するダイナミックダンパが設けら
れていることを要旨とする。

【０００８】この発明によれば、ダイナミックダンパの
作用により、動力伝達機構に発生する振動が抑制される
ようになる。また、駆動側回転体はハウジングに対して
支持されているため、前記外部駆動源と前記駆動側回転
体とを連結するための索体（ベルトなど）のテンション
などによって前記回転軸及びこれを支持する軸受部材等
が径方向に受ける応力が低減される。

【０００９】また、本発明では、一体的に構成された回
転体が前記回転軸及び前記ハウジングの両方に支持され
る構成とせず、それぞれ前記ハウジング及び前記回転軸
に個別に支持された前記駆動側回転体と前記被駆動側回
転体とを用いて前記動力伝達を行うようにした。これに
よれば、各回転体の軸心が互いにずれていた場合にも、
各回転体側を支持するための部材（例えば、軸受部材）
において前記軸心ずれに起因して発生する応力を低減す
ることが容易になる。したがって、前記回転機械や動力
伝達機構の耐久性を向上させることが容易になる。

【００１０】また、前記回転軸に固定された前記被駆動
側回転体に対して前記質量体を設けたため、前記質量体
を前記駆動側回転体に設けた場合に比較して、前記被駆
動側回転体の質量を大きく設定することが容易になる。
したがって、前記回転軸に発生する該回転軸の径方向の
振動に対しての抑制効果を向上させることが容易にな
る。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記駆動側回転体と前記被駆動側回転
体との間の動力伝達経路上には、前記各回転体の軸心の
ずれを吸収するための弾性部材が設けられていることを
要旨とする。

【００１２】この発明によれば、前記各回転体の軸心が
互いにずれていることに起因して各回転体側を支持する
ための部材（例えば、軸受部材）に発生する応力を、弾
性部材の変形によって低減することができる。したがっ
て、動力伝達機構やこれを備えた回転機械の耐久性を向
上させることが可能になる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、前記質量体は、前記被駆動側
回転体に設けられた断面円弧状の案内面に沿って移動す
ることで前記振り子運動を行うことを要旨とする。

【００１４】この発明によれば、質量体に前記振り子運
動を行わせるために該質量体を軸支する必要がない。そ
のため、質量体を軸支した構造に比較して、構造が簡単
になる。また、質量体を軸支した構造に比較して、支軸
と該支軸が挿通される該質量体の軸孔との隙間の存在に
起因する、該質量体の振り子運動中心（支点）と重心と
の距離の変化がなくなる。したがって、前記振動の抑制
が、より良好に行なわれる。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、前記駆動側回転体と前記被駆動側回転
体との間に、前記質量体を収容するための収容室を形成
したことを要旨とする。

【００１６】この発明によれば、例えば、前記質量体を
収容するための収容室を、被駆動側回転体を構成する部
材のみで形成した場合に比較して、例えば前記収容室を
形成するための壁材を省略することなどにより、収容室
のスペースを大きく確保することが容易になる。つま
り、前記質量体を大きく形成することが容易になる。し
たがって、前記振動抑制効果の向上が容易に実現される
ようになる。

【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明において、前記駆動側回転体及び前記被駆動側回
転体の少なくとも一方に、前記駆動側回転体と前記被駆
動側回転体との隙間を塞ぐためのシール部材を設けるこ
とで、外部から前記収容室への異物の侵入を防止するよ
うにしたことを要旨とする。

【００１８】この発明によれば、シール部材によって外
部から前記収容室への異物の侵入が防止される。これに
より、前記異物が前記収容室に侵入することがなくなる
ため、前記異物による質量体の前記振り子運動に対する
悪影響がなくなる。したがって、前記振動抑制効果が良
好に維持されるようになる。

【００１９】請求項６に記載の発明は、回転軸を有する
とともに該回転軸に外部駆動源からの回転力を伝達する
ための動力伝達機構を備えた回転機械において、前記動
力伝達機構として、請求項１〜５のいずれか一項に記載
の動力伝達機構を設けたことを要旨とする。

【００２０】この発明によれば、前記動力伝達機構を備
えた回転機械において、請求項１〜５のいずれか一項に
記載の発明の効果を得ることができる。請求項７に記載
の発明は、請求項６に記載の発明において、前記回転軸
の回転に基づいて駆動される圧縮機構を有することを要
旨とする。

【００２１】この発明によれば、前記回転軸の回転に基
づいて駆動される圧縮機構を有する回転機械において、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明の効果を得る
ことが可能になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
及び図２に従って説明する。なお、図１では、図面左方
を圧縮機の前方、右方を後方としている。

【００２３】図１に示すように、車両用空調装置を構成
する圧縮機Ｃは、シリンダブロック１１と、その前端に
接合固定されたフロントハウジング１２と、シリンダブ
ロック１１の後端に弁形成体１３を介して接合固定され
たリヤハウジング１４とを備えている。シリンダブロッ
ク１１、フロントハウジング１２、弁形成体１３及びリ
ヤハウジング１４は、圧縮機Ｃのハウジングを構成して
いる。

【００２４】シリンダブロック１１とフロントハウジン
グ１２とで囲まれた領域には、クランク室１５が区画さ
れている。前記ハウジングには、クランク室１５を貫通
するように配設された回転軸としての駆動軸１６が回転
可能に支持されている。駆動軸１６の前端部側は、フロ
ントハウジング１２の前壁に固定されたラジアルベアリ
ング１２Ａによって支持されている。また、駆動軸１６
の後端部側は、シリンダブロック１１に固定されたラジ
アルベアリング１１Ａによって支持されている。

【００２５】駆動軸１６の前端部はフロントハウジング
１２の前壁を貫通して外部に突出するように配置されて
いる。この駆動軸１６の前端部は、動力伝達機構ＰＴ及
び該動力伝達機構ＰＴを構成するプーリ１７に掛装され
たベルト１８を介して外部駆動源としての車両エンジン
Ｅに作動連結されている。なお、動力伝達機構ＰＴ及び
圧縮機Ｃによって、回転機械が構成されている。

【００２６】駆動軸１６には、クランク室１５において
ラグプレート１９が一体回転可能に固定されている。ク
ランク室１５には、カムプレートとしての斜板２０が収
容されている。斜板２０は、駆動軸１６に対してスライ
ド移動可能かつ傾動可能に支持されている。斜板２０
は、ヒンジ機構２１を介してラグプレート１９に作動連
結されている。斜板２０は、ヒンジ機構２１を介したラ
グプレート１９との前記作動連結、及び駆動軸１６の支
持により、ラグプレート１９及び駆動軸１６と同期回転
可能であるとともに、駆動軸１６の回転中心軸線方向へ
のスライド移動を伴いながら該駆動軸１６に対して傾動
可能となっている。

【００２７】斜板２０は、駆動軸１６に固定された係止
リング２２、及び、該係止リング２２と斜板２０との間
に配設されたバネ２３によって、該斜板２０の最小傾斜
角度が規定されるようになっている。なお、斜板２０の
最小傾斜角度とは、該斜板２０の、駆動軸１６の軸線方
向との角度が９０°に最も近づいた状態における傾斜角
度を意味している。

【００２８】シリンダブロック１１には、複数（図１で
は一つのみ図示）のシリンダボア２４が駆動軸１６の回
転中心軸線方向に沿うようにして貫通形成されている。
シリンダボア２４には、片頭型のピストン２５が往復動
可能に収容されている。シリンダボア２４の前後開口
は、弁形成体１３及びピストン２５によって閉塞されて
おり、このシリンダボア２４内にはピストン２５の往復
動に応じて体積変化する圧縮室が区画形成されている。
各ピストン２５は、シュー２６を介して斜板２０の外周
部に係留されている。これにより、駆動軸１６の回転に
伴う斜板２０の回転運動が、シュー２６を介してピスト
ン２５の往復直線運動に変換されるようになっている。

【００２９】なお、シリンダブロック１１（シリンダボ
ア２４）、駆動軸１６、ラグプレート１９、斜板２０、
ヒンジ機構２１、ピストン２５及びシュー２６によっ
て、容量可変型ピストン式圧縮機構が構成されている。

【００３０】リヤハウジング１４には、吸入室２７及び
吐出室２８がそれぞれ区画形成されている。吸入室２７
及び吐出室２８の前方側は、弁形成体１３によって閉塞
されている。吸入室２７の冷媒ガスは、各ピストン２５
の上死点側から下死点側への移動により、弁形成体１３
に形成された吸入ポート２９及び吸入弁３０を介してシ
リンダボア２４（圧縮室）に導入される。シリンダボア
２４に導入された低圧な冷媒ガスは、ピストン２５の下
死点側から上死点側への移動により所定の圧力にまで圧
縮され、弁形成体１３に形成された吐出ポート３１及び
吐出弁３２を介して吐出室２８に導入される。

【００３１】吸入室２７と吐出室２８とは、図示しない
外部冷媒回路で接続されている。吐出室２８から吐出さ
れた冷媒は、前記外部冷媒回路に導入される。この外部
冷媒回路では、前記冷媒を利用した熱交換が行われる。
前記外部冷媒回路から排出された冷媒は、吸入室２７に
導入され、シリンダボア２４に吸入されて再度圧縮作用
を受ける。

【００３２】前記ハウジングには、クランク室１５と吸
入室２７とを連通する抽気通路３３が設けられている。
また、前記ハウジングには、吐出室２８とクランク室１
５とを連通する給気通路３４が設けられている。給気通
路３４は、該給気通路３４上（給気通路３４の途中）に
配設された制御弁３５によってその開度が調節され得る
ようになっている。

【００３３】制御弁３５の開度を調節することで給気通
路３４を介したクランク室１５への高圧冷媒ガスの導入
量と抽気通路３３を介したクランク室１５からのガス排
出量とのバランスが制御され、クランク圧（クランク室
１５の内圧）Ｐｃが決定される。クランク圧Ｐｃの変更
に応じて、ピストン２５を介してのクランク圧Ｐｃと前
記圧縮室の内圧との差が変更され、斜板２０の傾斜角度
が変更される結果、ピストン２５のストロークすなわち
駆動軸１６の一回転あたりの吐出容量が調節される。

【００３４】図１及び図２に示すように、フロントハウ
ジング１２の前側外壁面には、略円筒状の支持筒部４０
が駆動軸１６の前端部を取り囲むようにして突設されて
いる。支持筒部４０の外周面の中心軸線は、駆動軸１６
の中心軸線とほぼ一致するように設定されている。

【００３５】支持筒部４０の内周側には、支持筒部４０
と駆動軸１６との隙間を封止するリップシール４１が設
けられている。このリップシール４１によって、支持筒
部４０の内周側と駆動軸１６との間の部分を介したクラ
ンク室１５から前記ハウジングの外部への冷媒の漏洩が
防止されるようになっている。

【００３６】被駆動側回転体としての受承部材４２は、
前記ハウジングの外部において駆動軸１６の前端部に一
体回転可能に固定されている。受承部材４２は、支持筒
部４０のリップシール４１よりも前方において支持筒部
４０の内周側に挿入された円筒状部４２Ａを有してい
る。また、受承部材４２は、円筒状部４２Ａと一体形成
されるとともに支持筒部４０よりも前方に配設された、
前方から見た状態での外形形状が円形状のハブ部４２Ｂ
を有している。

【００３７】受承部材４２は、駆動軸１６の前端との間
に配設されたリング状のスペーサ１６Ａによって、駆動
軸１６の軸線方向についての駆動軸１６への組み付け位
置が調節され得るようになっている。

【００３８】駆動側回転体としてのプーリ１７は、受承
部材４２のハブ部４２Ｂの後側に配設されている。プー
リ１７は、その外周側に、車両エンジンＥの出力軸の動
力（トルク）を該プーリ１７に伝達するためのベルト１
８が掛けられる略円筒状のベルト掛け部１７Ａを有して
いる。また、プーリ１７は、その内周側に円筒状の筒部
１７Ｂを有している。筒部１７Ｂの内周側には、支持筒
部４０の外周側に嵌合されたラジアルベアリング４０Ａ
の外輪部が取着されている。すなわち、プーリ１７は、
前記ハウジングに対して回転可能に支持されるととも
に、駆動軸１６及び受承部材４２とほぼ同軸位置に配設
された状態で駆動軸１６及び受承部材４２と相対回転可
能となっている。

【００３９】プーリ１７においてベルト掛け部１７Ａと
筒部１７Ｂとの間の部分には、環状の凹部１７Ｃが形成
されている。凹部１７Ｃは、ハブ部４２Ｂ側に開口を有
するように形成されている。凹部１７Ｃには、ベルト掛
け部１７Ａの内周面から内方に向けて径方向に延びるよ
うに連結突部１７Ｄが複数（本実施形態では３つ）形成
されている。連結突部１７Ｄは、プーリ１７の周方向に
等間隔に（本実施形態では１２０°毎に）配設されてい
る。

【００４０】凹部１７Ｃ内には、ハブ部４２Ｂの周縁部
において後方に延びるように立設された環状の周壁部４
２Ｃが、前方から挿入された状態で配置されている。周
壁部４２Ｃの外周面には、連結突部１７Ｄに対応するよ
うに、かつ、該連結突部１７Ｄのほぼ全体を取り囲むよ
うに、連結凹部４２Ｄが連結突部１７Ｄと同数だけ凹設
されている。

【００４１】連結凹部４２Ｄと連結突部１７Ｄとの間の
部分には、前方から見た状態での形状がＵ字状の弾性部
材（緩衝部材）としてのゴムダンパ４３が配設されてい
る。この構成では、車両エンジンＥからプーリ１７に伝
達された駆動力がゴムダンパ４３を介して受承部材４２
側に伝えられる。つまり、ゴムダンパ４３は、プーリ１
７と受承部材４２との間の動力伝達経路上に配設されて
いる。ゴムダンパ４３の前側は、ハブ部４２Ｂの周縁部
によって覆われた状態となっている。

【００４２】周壁部４２Ｃの内周面には、プーリ１７の
回転中心軸線に直交する平面での断面形状が円弧状の案
内面としての転動案内面４２Ｅが複数（本実施形態では
９つ）形成されている。本実施形態では、各連結凹部４
２Ｄどうしの間の部分において３つずつの転動案内面４
２Ｅが、周壁部４２Ｃの内周面においてプーリ１７の周
方向に等間隔に配設されている。

【００４３】転動案内面４２Ｅは、プーリ１７の回転中
心軸線から所定間隔（この間隔をＲ ₁とする）だけ離間
するとともに該回転中心軸線に平行な軸線を中心とした
半径ｒ₁の仮想円筒内周面の一部を構成している。

【００４４】各転動案内面４２Ｅと筒部１７Ｂの外周面
との間の部分には、質量体としての円柱状の剛体部材で
あるコロ４６（このコロ４６の直径をｄ₁とし、同コロ
４６の一つ当たりの質量をｍ₁とする）が一つずつ収容
されている。各コロ４６は、各転動案内面４２Ｅと筒部
１７Ｂの外周面との間の部分を転動案内面４２Ｅに沿っ
て該転動案内面４２Ｅの周方向に転動可能な状態で収容
されている。

【００４５】本実施形態では、凹部１７Ｃ、ハブ部４２
Ｂの周縁部分及び周壁部４２Ｃによって、コロ４６を収
容するための収容室が構成されている。つまり、プーリ
１７と受承部材４２との間に、コロ４６を収容するため
の収容室が形成されている。

【００４６】各コロ４６は、車両エンジンＥによる圧縮
機Ｃの駆動時すなわち駆動軸１６の回転時には、遠心力
が作用して転動案内面４２Ｅに当接した状態になるよう
になっている（図１及び図２の状態）。この状態で、駆
動軸１６の捻り振動（回転振動）等に起因するトルク変
動が発生すると、各コロ４６は、それぞれ、転動案内面
４２Ｅに沿って（転動案内面４２Ｅの周方向に）往復動
を始める。つまり、各コロ４６（の重心）は、転動案内
面４２Ｅによってその一部が構成される前記仮想円筒内
周面の中心軸線を中心とした振り子運動を行う。したが
って、各コロ４６は、車両エンジンＥによる圧縮機Ｃの
駆動時には、遠心振り子として作用する。本実施形態で
は、前記トルク変動を、コロ４６の振り子運動によって
抑え込むために、該コロ４６の受承部材４２における配
置位置や大きさ、質量などを設定している。

【００４７】なお、周壁部４２Ｃ（各転動案内面４２
Ｅ）及び各コロ４６によって、それぞれ、ダイナミック
ダンパが構成されている。また、スペーサ１６Ａ、プー
リ１７、ラジアルベアリング４０Ａ、受承部材４２、ゴ
ムダンパ４３及びコロ４６によって、動力伝達機構ＰＴ
が構成されている。

【００４８】ここで、遠心振り子として作用するコロ４
６に対する前述の各設定について説明する。コロ４６
は、該コロ（遠心振り子）４６の固有振動数に等しい振
動数における前記トルク変動（該トルク変動の変動幅）
を抑え込む作用をなす。したがって、コロ４６の固有振
動数が、前記トルク変動のピークの振動数と等しくなる
ように該コロ４６の受承部材４２における配置位置や大
きさ、質量等を設定することで、このピークの前記トル
ク変動を抑え、前記トルク変動による全体としての影響
を有効に抑え込むことが可能となる。なお、前記トルク
変動のピークは、該トルク変動の変動幅のピーク、すな
わち、回転次数成分を指している。

【００４９】前記トルク変動の振動数及びコロ４６の固
有振動数は、駆動軸１６の回転速度に相関する該駆動軸
１６の角速度ω₁に比例する。また、圧縮機Ｃの前記ト
ルク変動のピークのうち最も大きな変動幅となるピーク
が現れる際の該トルク変動の振動数は、駆動軸１６の単
位時間あたりの回転数（＝ω₁／２π）と気筒数（シリ
ンダボア２４の数）Ｎとの積（ω₁／２π）・Ｎによっ
て与えられる。なお、圧縮機Ｃにおいては、前記トルク
変動のピークのうちｎ番目（ｎは自然数）に大きなもの
の振動数が、積ｎ・（ω₁／２π）・Ｎと同等の値を示
す傾向にあることが実験などにより求まっている。

【００５０】一方、コロ４６の固有振動数は、駆動軸１
６の単位時間あたりの回転数（＝ω ₁／２π）と、比Ｒ
／ｒの平方根値との積によって与えられる。なお、ここ
でいうＲは受承部材４２（振り子運動を行う質量体が設
けられた回転体）の回転中心軸線とコロ４６（質量体）
の振り子運動の中心軸線との距離であり、ｒはコロ４６
の振り子運動の中心軸線と該コロ４６の重心との距離で
ある。

【００５１】したがって、比Ｒ／ｒの平方根値を積ｎ・
Ｎの値に等しく設定することで、前記トルク変動のｎ番
目に大きなピークの振動数とコロ４６の固有振動数とを
合わせることができる。これにより、ｎ番目に大きなピ
ークの振動数における前記トルク変動を抑えることが可
能になる。

【００５２】このことに従い、本実施形態では、前記ト
ルク変動の最も大きなピークを抑え込むために、比Ｒ／
ｒの平方根値がＮ（ｎ＝１のときのｎ・Ｎの値）の値と
等しくなるように、Ｒ及びｒの大きさを設定している。

【００５３】コロ４６の振り子運動によって前記トルク
変動を効率的に押さえ込むためには、該コロ４６によっ
て作用される受承部材４２の回転中心軸線回りのトルク
Ｔを、前記トルク変動の変動幅と等しい大きさにして対
抗させる必要がある。前記トルク変動のピークの振動数
とコロ４６の固有振動数が一致した状態での前記トルク
Ｔの大きさは、以下の式によって与えられることが解か
っている。

【００５４】（式１）Ｔ＝ｍ・（ω_a）² ・（Ｒ＋ｒ）・Ｒ・φ ここで、ｍは全コロ４６の合計質量（ｍ＝９・ｍ₁）で
あり、ω_aは、微小振り角度φで振り子運動を行なうコ
ロ４６の平均角速度である。

【００５５】本実施形態のコロ４６においては、質量ｍ
をできるだけ大きく設定することで、値Ｒ，ｒ及びφを
小さく抑えて受承部材４２の大型化をできるだけ抑え込
みながら、トルクＴを大きく確保するようにしている。

【００５６】なお、本実施形態では、転動案内面４２Ｅ
によってその一部が構成される前記仮想円筒内周面の中
心軸線が、コロ４６の前記振り子運動の中心軸線（該振
り子運動の支点はこの中心軸線上にある）と一致する。
すなわち、受承部材４２の回転中心軸線と前記仮想円筒
内周面の中心軸線との距離Ｒ₁が、前記距離Ｒに相当す
る。

【００５７】また、コロ４６の前記振り子運動の中心軸
線と、該コロ４６の重心との距離は、前記仮想円筒内周
面の半径ｒ₁から、前記コロ４６の直径ｄ₁の半分を差し
引いた数値に等しい。すなわち、差｛ｒ₁−（ｄ₁／
２）｝が、前記距離ｒに相当する。

【００５８】すなわち、本実施形態では、最も大きな前
記トルク変動のピークを抑え込むために、前記比Ｒ／ｒ
の平方根値に相当する、比Ｒ₁／｛ｒ₁−（ｄ₁／２）｝
の平方根値がＮ（ｎ＝１のときのｎ・Ｎの値）の値と等
しくなるように、Ｒ₁、ｒ₁及びｄ₁の大きさを設定して
いる。

【００５９】なお、前述の振り子運動においては、コロ
４６をその重心に質量が集中した質点として各種設定が
なされている。次に、前述のように構成された圧縮機Ｃ
の作用について説明する。

【００６０】車両エンジンＥからプーリ１７や受承部材
４２等を介して駆動軸１６に動力が供給されると、駆動
軸１６とともに斜板２０が回転する。斜板２０の回転に
伴って各ピストン２５が斜板２０の傾斜角度に対応した
ストロークで往復動され、各シリンダボア２４において
冷媒の吸入、圧縮及び吐出が順次繰り返される。

【００６１】なお、制御弁３５の開度が小さくなると、
吐出室２８から給気通路３４を経由してクランク室１５
へ供給される高圧冷媒ガスの量が少なくなり、クランク
圧Ｐｃが低下し、斜板２０の傾斜角度が大きくなって、
圧縮機Ｃの吐出容量が大きくなる。逆に、制御弁３５の
開度が大きくなると、吐出室２８から給気通路３４を経
由してクランク室１５へ供給される高圧冷媒ガスの量が
多くなり、クランク圧Ｐｃが上昇し、斜板２０の傾斜角
度が小さくなって、圧縮機Ｃの吐出容量が小さくなる。

【００６２】駆動軸１６の回転時には、冷媒の圧縮反力
やピストン２５の往復動に基づく反力が斜板２０やヒン
ジ機構２１などを介して該駆動軸１６に伝えられること
で、該駆動軸１６には捻り振動（回転振動）が発生す
る。この捻り振動はトルク変動を発生させる。前記トル
ク変動は、圧縮機Ｃ自身や、プーリ１７にベルト１８を
介して作動連結された外部機器（車両エンジンＥや補機
など）と該圧縮機Ｃとの間に共振を発生させる原因とな
るものである。

【００６３】前記トルク変動が発生すると、受承部材４
２に設けられたコロ４６が振り子運動を始める。この振
り子運動によって受承部材４２の回転中心軸線回りに作
用されるトルクが、前記トルク変動を抑えるように作用
する。コロ４６は、その固有振動数が前記トルク変動の
最も大きなピークの振動数に等しく設定されているた
め、この最大ピークの前記トルク変動が抑えられ、全体
として有効に受承部材４２のトルク変動が低減される。

【００６４】前記ダイナミックダンパを構成するコロ４
６は受承部材４２に形成された転動案内面４２Ｅ上を移
動するように構成されている。つまり、質量体であるコ
ロ４６は受承部材４２に設けられているため、前記質量
体をプーリ１７側に設けた場合に比較して、受承部材４
２側の質量を大きくできる。したがって、駆動軸１６に
発生する該駆動軸１６の径方向の振動に対しての抑制効
果を向上させることが容易になる。

【００６５】また、プーリ１７はゴムダンパ４３を介し
て駆動軸１６側（受承部材４２）に連結されているた
め、受承部材４２側からプーリ１７側に伝達される前記
トルク変動はゴムダンパ４３によって減衰される。この
結果、このトルク変動に起因する前記共振が効果的に抑
えられる。

【００６６】また、前記ダイナミックダンパはゴムダン
パ４３よりも振動源となる駆動軸１６側に配置されてい
るため、ゴムダンパ４３には前記ダイナミックダンパに
よるダンパ作用によりその変動量が抑制された状態の前
記トルク変動が伝達される。したがって、ゴムダンパ４
３の耐久性が向上する。

【００６７】さらに、ゴムダンパ４３が介在されている
ことにより、プーリ１７及び受承部材４２（すなわち駆
動軸１６）の回転中心軸線（軸心）が互いにずれている
ことに起因してラジアルベアリング１２Ａ，４０Ａ等の
軸受部材などに発生する応力が低減される。

【００６８】なお、ゴムダンパ４３によるダンパ作用
は、比較的高周波な前記トルク変動において有効に作用
され、コロ４６の振り子運動によるダンパ作用は、比較
的低周波な前記トルク変動において有効に作用される。

【００６９】本実施形態では、以下のような効果を得る
ことができる。（１）受承部材４２に、該受承部材４２の回転中心軸
線から所定間隔Ｒ₁だけ離間し、かつ該回転中心軸線に
平行な軸線を中心とした振り子運動を行なうコロ４６を
設けた。これによれば、コロ４６の振り子運動によって
前記回転振動（前記トルク変動）が抑えられ、動力伝達
機構ＰＴや、これを備えた圧縮機Ｃ、動力伝達機構ＰＴ
に作動連結された車両エンジンＥ等の前記外部機器と該
圧縮機Ｃとの間に発生する共振等の振動が抑えられる。

【００７０】（２）プーリ１７は前記ハウジングに対
して支持されているため、車両エンジンＥと前記プーリ
１７とを連結するための索体（ベルトなど）のテンショ
ンなどによって駆動軸１６及びラジアルベアリング１２
Ａ等が径方向に受ける応力が低減される。

【００７１】（３）本実施形態では、一体的に構成さ
れた回転体が駆動軸１６及び前記ハウジングの両方に支
持される構成とせず、それぞれ前記ハウジング及び駆動
軸１６に個別に支持されたプーリ１７と受承部材４２と
を用いて前記動力伝達を行うようにした。これによれ
ば、プーリ１７及び受承部材４２（すなわち駆動軸１
６）の回転中心軸線（軸心）が互いにずれていた場合に
も、前記軸心ずれに起因してラジアルベアリング１２
Ａ，４０Ａ等の軸受部材などに発生する応力を低減する
ことが容易になる。したがって、前記回転機械や動力伝
達機構ＰＴの耐久性を向上させることが容易になる。

【００７２】そして、本実施形態では、プーリ１７と受
承部材４２との間（の動力伝達経路上）においてゴムダ
ンパ４３が設けられている。これによれば、前記軸心ず
れに起因してラジアルベアリング１２Ａ，４０Ａ等の軸
受部材などに発生する応力を、ゴムダンパ４３の変形に
よって低減することができる。

【００７３】（４）前記ダイナミックダンパを構成す
るコロ４６は受承部材４２に形成された転動案内面４２
Ｅ上を移動するように構成されている。つまり、質量体
であるコロ４６は受承部材４２に設けられている。その
ため、前記質量体をプーリ１７側に設けた場合に比較し
て、受承部材４２側の質量を大きくできる。したがっ
て、駆動軸１６に発生する該駆動軸１６の径方向の振動
に対しての抑制効果を向上させることが容易になる。

【００７４】（５）プーリ１７と受承部材４２との間
の動力伝達経路上に設けられたゴムダンパ４３により、
受承部材４２側からプーリ１７側に伝達される前記トル
ク変動の減衰が可能になる。つまり、コロ４６の振り子
運動によるダンパ効果に加えて、ゴムダンパ４３による
ダンパ効果を得ることができる。したがって、前記振動
抑制がより効果的に行われる。

【００７５】（６）前記ダイナミックダンパはゴムダ
ンパ４３よりも振動源となる駆動軸１６側に配置されて
いる。これによれば、ゴムダンパ４３には前記ダイナミ
ックダンパによるダンパ作用によりその変動量が抑制さ
れた状態の前記トルク変動が伝達される。したがって、
ゴムダンパ４３の耐久性が向上する。

【００７６】また、駆動軸１６の回転振動がゴムダンパ
４３を介することなく前記ダイナミックダンパに直接的
に伝達されるため、前記ダイナミックダンパはゴムダン
パ４３による影響を受けていない状態の前記回転振動に
対してこれを抑制するように作用する。つまり、駆動軸
１６の回転振動がゴムダンパ４３を介して前記ダイナミ
ックダンパに伝達される構成と比較して、前記ダイナミ
ックダンパの前記各設定に基づく振動抑制効果が、より
理想的なものとなる。

【００７７】（７）円柱状の剛体部材であるコロ４６
を、受承部材４２に設けた断面円弧状の転動案内面４２
Ｅに沿って移動可能に配設した。これによれば、コロ４
６は振り子運動の支点に軸支されていないため、質量体
を軸支した構造に比較して、構造が簡単になる。また、
質量体を軸支した構造に比較して、支軸と該支軸が挿通
される該質量体の軸孔との隙間の存在に起因する、該質
量体の振り子運動中心（支点）と重心との距離の変化が
なくなる。したがって、振動の抑制が、より良好に行な
われる。

【００７８】（８）プーリ１７と受承部材４２との間
に、コロ４６を収容するための収容室を形成した。これ
によれば、例えば、コロ４６を収容するための収容室
を、受承部材４２を構成する部材のみで形成した場合に
比較して、前記収容室を形成するための壁材の一部を省
略することが可能になり、収容室のスペースを大きく確
保することが容易になる。つまり、コロ４６を大きく形
成することが容易になる。したがって、前記振動抑制効
果の向上が容易に実現されるようになる。

【００７９】（９）受承部材４２は、駆動軸１６の前
端との間に配設されたリング状のスペーサ１６Ａによっ
て、駆動軸１６の軸線方向についての駆動軸１６への組
み付け位置が調節され得るようになっている。これによ
れば、前記収容室の前記軸線方向の寸法を、コロ４６の
前記振り子運動に対して適切なものに設定することが容
易になる。

【００８０】実施の形態は前記に限定されるものではな
く、例えば、以下の様態としてもよい。 ○ 前記実施形態において、プーリ１７及び受承部材４
２の少なくとも一方に、プーリ１７と受承部材４２との
隙間を塞ぐためのシール部材を設けることで、外部から
前記収容室への異物の侵入を防止するようにしてもよ
い。この場合、例えば、図３に示すような構成とする。
図３において、受承部材４２のハブ部４２Ｂの外周部に
は、プーリ１７の周縁部との隙間を塞ぐための環状のシ
ール部材としてのリップシール５０が固着されている。
リップシール５０は、その先端部が、プーリ１７の周縁
部の表面であって凹部１７Ｃよりも外周側の部分に密着
するように配設されている。これによれば、ハブ部４２
Ｂとプーリ１７の前面側との隙間を介した外部から前記
収容室への異物の侵入が、リップシール５０によって防
止される。したがって、前記異物が前記収容室に侵入す
ることがなくなるため、前記異物によるコロ４６の前記
振り子運動に対する悪影響がなくなる。したがって、前
記振動抑制効果が良好に維持されるようになる。

【００８１】○ 前記実施形態では、コロ４６を収容す
るための収容室を、プーリ１７を構成する部材と、受承
部材４２を構成する部材とで形成したが、例えば、受承
部材を構成する部材のみで形成してもよい。つまり、例
えば、受承部材において、コロを収容するとともに蓋な
どを用いて密閉状態とされた収容室を形成してもよい。

【００８２】○ 前記振り子運動を行う質量体を有する
ダイナミックダンパを、受承部材４２側に加えてプーリ
１７側に設けてもよい。 ○ 前記実施形態において、質量体を球状に形成しても
よい。

【００８３】○ 前記実施形態において、コロ４６を有
するダイナミックダンパが何個設けられていてもよい。
圧縮機Ｃの気筒数等に相関した個数にする必要はない。 ○ 前記実施形態において、比Ｒ／ｒの平方根値に相当
する値を、ｎ＝１としたｎ・Ｎの値つまり、Ｎに等しく
設定したが、ｎを２以上の自然数（たとえば、２，３な
ど）としたｎ・Ｎの値に等しく設定してもよい。

【００８４】○ 前記実施形態において、質量体（コ
ロ）を複数設け、各質量体について、比Ｒ／ｒ（の平方
根値）に相当する値を、それぞれ異なる値に設定するよ
うにしてもよい。これによれば、前記比率Ｒ／ｒに相当
する値が複数設定されることで、前記トルク変動の複数
のピーク（回転次数）に対してその変動幅を抑え込むこ
とができるようになる。この場合、この比Ｒ／ｒに相当
する値の平方根値を合わせる対象の値を、たとえば、ｎ
の値を１から順に数種類（たとえば、３種類の値を対象
とする場合は、１，２および３）選んで、これらとＮと
を掛け合わせた値（積ｎ・Ｎ）とすることが好ましい。
これによれば、前記トルク変動のピークのうち最も大き
なものから数種類（この場合３種類）のものを抑えるこ
とができるようになり、共振抑制効果が大きなものにな
る。

【００８５】○ 前記実施形態では、受承部材４２に形
成した転動案内面４２Ｅに沿って移動するコロ４６によ
って振り子運動を行わせるようにした。これに対して、
受承部材に、該受承部材に固定した支軸を支点として振
り子運動を行う質量体を設けてもよい。また、質量体自
体に支軸を設け、該支軸を受承部材に形成した孔に挿通
させて、前記質量体を前記受承部材上で振り子運動可能
に支持するようにしてもよい。

【００８６】○ 前記実施形態では、前記振り子運動に
おいて、前記質量体をその重心に質量が集中した質点と
して各種設定を行ったが、望ましくは、前記質量体の慣
性質量を考慮して前述の各種設定を行ったほうがよい。
この場合、例えば、円柱状のコロ４６の前記振り子運動
においては、前記実施形態の比Ｒ／ｒを比２Ｒ／３ｒに
置き換えることで前記慣性質量を考慮した設定が可能に
なる。また、この場合の前記トルク変動のピークの振動
数とコロ４６の固有振動数が一致した状態での前記トル
クＴの大きさは、以下の式によって与えられる。

【００８７】（式２）Ｔ＝（３／２）・ｍ・（ω_a）² ・（Ｒ＋ｒ）・Ｒ・φ また、前記転動案内面に沿って転動することで前記振り
子運動を行う前記質量体を球状とした場合には、前述の
比Ｒ／ｒを比５Ｒ／７ｒに置き換えることで前記慣性質
量を考慮した設定が可能になる。また、この場合の前記
トルク変動のピークの振動数と球状の前記質量体の固有
振動数が一致した状態での前記トルクＴの大きさは、以
下の式によって与えられる。

【００８８】（式３）Ｔ＝（７／５）・ｍ・（ω_a）² ・（Ｒ＋ｒ）・Ｒ・φ なお、前記質量体を上記の円柱状や球状以外の形状とし
た場合にも、それぞれの形状に対応した慣性質量を考慮
した前記各種設定を行うことで、前記共振抑制をより効
果的に行うことが可能になる。

【００８９】○ 前記実施形態において、ゴムダンパ４
３は、連結突部１７Ｄや連結凹部４２Ｄに対して固着さ
れていてもされていなくてもどちらでもよい。ゴムダン
パ４３の位置ずれ等をより確実に防ぐためには、固着さ
れていることが望ましい。

【００９０】○ 前記実施形態では、ゴム製のゴムダン
パ４３を利用したが、たとえば、エラストマ等を用いて
形成したダンパを利用してもよい。 ○ 圧縮機Ｃのシリンダボア２４の数はいくつに設定さ
れていてもよい。

【００９１】○ 動力伝達機構ＰＴは、圧縮機Ｃのよう
な、片頭型のピストンに圧縮動作を行なわせる片側式の
圧縮機にではなく、クランク室を挟んで前後両側に設け
られたシリンダボアにおいて両頭型のピストンに圧縮動
作を行なわせる両側式の圧縮機に設けられていてもよ
い。

【００９２】○ 圧縮機Ｃを、カムプレート（斜板２
０）が駆動軸１６と一体回転する構成に代えて、カムプ
レートが駆動軸に対して相対回転可能に支持されて揺動
するタイプ、例えば、揺動（ワッブル）式圧縮機として
もよい。

【００９３】○ 圧縮機Ｃは、ピストン２５のストロー
クが一定に設定された固定容量タイプであってもよい。 ○ 前記実施形態において、ピストンが往復動を行うピ
ストン式圧縮機の適用例を示したが、スクロール型圧縮
機等の回転型圧縮機に適用してもよい。

【００９４】○ 前記実施形態において、前記駆動側回
転体として、プーリ以外にも、スプロケットやギヤ等を
適用してもよい。 ○ 前記実施形態において、圧縮機の適用例を示した
が、動力伝達機構ＰＴが作動連結された回転軸を備え、
該回転軸に捻り振動（回転振動）が発生し得る構成の回
転機械であれば、どのようなものに適用してもよい。

【００９５】○ 前述の全実施形態において、前記質量
体の前記振り子運動の中心軸線は、前記質量体が設けら
れた前記回転体の回転中心軸線に対して必ずしも平行と
なっていなくてもよい。この場合、前記伝達トルク変動
（の最大量）の抑制において所望の効果を得ることがで
きる範囲内において、前記振り子運動の中心軸線を前記
回転体の回転中心軸線に対して傾斜させてもよい。

【００９６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜５に記
載の発明によれば、動力伝達機構に発生する振動の抑制
が可能になるとともに、前記回転機械や動力伝達機構自
体の耐久性の向上や、前記回転機械の回転軸に発生する
該回転軸の径方向の振動に対しての抑制効果の向上が容
易になる。また、請求項６及び７に記載の発明によれ
ば、回転機械における振動の抑制が可能になるととも
に、前記回転機械の耐久性の向上や、前記回転機械の回
転軸に発生する該回転軸の径方向の振動に対しての抑制
効果の向上が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の動力伝達機構及び圧縮機の全体模
式断面図。

【図２】（ａ）同じく、動力伝達機構の概要を示す正面
図、（ｂ）図２（ａ）のｂ−ｂ線における部分断面図。

【図３】（ａ）別例の動力伝達機構の概要を示す正面
図、（ｂ）図３（ａ）のｂ−ｂ線における部分断面図。

【符号の説明】

１１…シリンダブロック、１２…フロントハウジング、
１３…弁形成体、１４…リヤハウジング（１１，１２，
１３及び１４はハウジングを構成する）、１６…回転軸
としての駆動軸、１７…駆動側回転体としてのプーリ、
１７Ｃ…凹部、１９…ラグプレート、２０…斜板、２１
…ヒンジ機構、２５…ピストン、２６…シュー（１１，
１６，１９，２０，２１，２５及び２６は容量可変型ピ
ストン式圧縮機構を構成する）、４２…被駆動側回転体
としての受承部材、４２Ｂ…ハブ部、４２Ｃ…周壁部
（１７Ｃ，４２Ｂ及び４２Ｃは収容室を構成する）、４
２Ｅ…案内面としての転動案内面、４３…弾性部材とし
てのゴムダンパ、４６…質量体としてのコロ（４２Ｃ及
び４６はダイナミックダンパを構成する）、５０…シー
ル部材としてのリップシール、Ｃ…圧縮機、Ｅ…外部駆
動源としての車両エンジン、ＰＴ…動力伝達機構（Ｃ及
びＰＴは回転機械を構成する）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川田剛史愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機内 (72)発明者鈴木隆容愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機内 (72)発明者新井智晴愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機内 (72)発明者山ノ内亮人愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機内Ｆターム(参考） 3J043 AA15 BA06 CA02 CB13 DA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転機械のハウジングに回転可能に支持
された回転軸に対して外部駆動源からの動力を伝達する
ための動力伝達機構であって、前記回転軸に対して一体回転可能に固定された被駆動側
回転体と、該被駆動側回転体に作動連結されるとともに前記被駆動
側回転体とほぼ同軸位置に配設された状態で前記ハウジ
ングに対して回転可能に支持された駆動側回転体とを有
し、前記被駆動側回転体には、該被駆動側回転体の回転
中心軸線から所定間隔だけ離間した点を通過する該回転
中心軸線にほぼ平行な軸線を中心とした振り子運動を行
なう質量体を有するダイナミックダンパが設けられてい
る動力伝達機構。
【請求項２】前記駆動側回転体と前記被駆動側回転体
との間の動力伝達経路上には、前記各回転体の軸心のず
れを吸収するための弾性部材が設けられている請求項１
に記載の動力伝達機構。
【請求項３】前記質量体は、前記被駆動側回転体に設
けられた断面円弧状の案内面に沿って移動することで前
記振り子運動を行う請求項１または２に記載の動力伝達
機構。
【請求項４】前記駆動側回転体と前記被駆動側回転体
との間に、前記質量体を収容するための収容室を形成し
た請求項３に記載の動力伝達機構。
【請求項５】前記駆動側回転体及び前記被駆動側回転
体の少なくとも一方に、前記駆動側回転体と前記被駆動
側回転体との隙間を塞ぐためのシール部材を設けること
で、外部から前記収容室への異物の侵入を防止するよう
にした請求項４に記載の動力伝達機構。
【請求項６】回転軸を有するとともに該回転軸に外部
駆動源からの回転力を伝達するための動力伝達機構を備
えた回転機械において、前記動力伝達機構として、請求
項１〜５のいずれか一項に記載の動力伝達機構を設けた
回転機械。
【請求項７】前記回転軸の回転に基づいて駆動される
圧縮機構を有する請求項６に記載の回転機械。