JP2011220502A - 振子式ダイナミックダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】回転部材に取り付けられて、そのトルク変動もしくは捩り振動を吸収もしくは減衰する振子式ダイナミックダンパであって、回転部材の固有振動次数に適合させたダンパマスの往復運動次数となるようにダンパマスを揺動させるために特殊な形状を用いずに、低コストで高い制振効果が得られる振子式ダイナミックダンパを提供する。
【解決手段】回転部材２の外周部に揺動自在に支持されたダンパマス１２を備えた振子式ダイナミックダンパ１において、前記回転部材２の外周部に収容されて前記回転部材２の内部で前記ダンパマスの揺動にともなって転がりながら移動する転動体６を備え、前記ダンパマス１２は前記転動体６に取り付けられており、前記転動体６の回転中心とダンパマス１２の重心とはずらされて取り付けられている。また、前記ダンパマス１２もしくは前記転動体６の可動範囲が規制されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、回転部材に取り付けられて、そのトルク変動もしくは捩り振動を吸収もしくは減衰する振子式ダイナミックダンパに関するものである。

車両の動力伝達経路には、回転部材が動力変動などに起因して捩り振動を起こすことが知られている。例えば、エンジンは爆発による往復運動を回転運動に変換して、クランクシャフトを介して動力伝達経路の駆動輪側に動力を伝達するため、トルク変動が発生している。このような、回転部材に作用する捩り振動を低減するために、車両の動力伝達経路には、捩り振動減衰装置などが設けられる。特許文献１には、このような捩り振動を低減する機構を備えたフライホイールが記載されている。

この特許文献１には、フライホイール本体に、径方向外側に膨らむ曲面形状の転動ガイド面を設けて、また、転動ガイド面に沿って振り子状に共振転動するダンパマスを設け、さらに、ダンパマス重心の移動軌跡が、ダンパマスの最膨出位置での重心とその最膨出位置での転動ガイド面の曲率中心とを結ぶ線分を短軸半径とする楕円形状となるように転動ガイド面を形成する。そして、ダンパマスに作用する復元力がダンパマスの振れ角に略比例し、ダンパマスの振れ角の変化に拘わらずダンパマスが所定次数の捩り振動に共振するように構成されている。

また、特許文献２には、フライホイール本体に形成された転動室内に転動しつつ径方向外側に膨らむ振り子運動が可能にダンパマスを収容し、フライホイール本体の回転中心からダンパマスの振り子運動の支点までの距離Ｒと、ダンパマスの振り子運動の支点からそのダンパマスの重心までの距離Ｌとの比率Ｒ／Ｌを、ダンパマスを有しない通常のフライホイールによる回転変動の低減効果を基準にして、相対的に低減効果が向上される範囲で、この比率Ｒ／Ｌを所定の範囲でずらすことを許容して設定する構成が記載されている。そのため、安全率を確保できれば、多少の製造誤差や使用時の磨耗等による各部の寸法変化等が生じても、確実に回転変動を低減できる構成となる。

さらに、特許文献３には、エンジン出力軸に連結されたフライホイールの側面に周方向へ等間隔に複数の円形凹部が形成され、各凹部内にそれぞれ嵌合固定された振子アッセンブリは、ケースと、軸部が軸受材により支持された振子と、蓋部材とにより構成され、振子の重心の位置が凹部の中心線から偏奇していて、振子がケース内で中心線回りに揺動自在に支持されている可変速度型ダンパが記載されている。そして、ダンパ本体の凹部または孔部内に振子アッセンブリが嵌合固定されていて、振子アッセンブリのケース内に収容された振子がケースにより揺動自在に支持されているので、振子の揺動により生じる負荷はケースの外周面を介してダンパ本体の凹部または孔部内面で支持されることとなり、ダンパ本体に対して局部的に負荷が集中しないように構成されている。

そして、特許文献４には、回転体本体に、該回転体本体の回転中心軸線から所定間隔だけ離間した点を通過し、かつ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が設けられるとともに、前記回転体本体及び前記質量体の少なくとも一方に、他方との当接による磨耗を低減するための磨耗低減手段が設けられた回転体およびこの回転体をプーリに備えた圧縮機が記載されている。そして、質量体の振り子運動により、回転体本体や該回転体本体が作動連結される回転系（回転機械等）に発生する共振が抑えられ、また、前記回転体本体及び前記質量体の少なくとも一方に設けられた磨耗低減手段によって、前記回転体本体と前記質量体との当接部分の磨耗が低減されるように構成されている。

特開２０００−０１８３２９号公報 特開平０６ー０５８３７３号公報 特開平１１ー０８２６３３号公報 特開２００２ー３４００９７号公報

上記の特許文献１に記載されている装置によれば、ダンパマス重心の移動軌跡を楕円形状となってダンパマスの振れ角の大きさに拘わらずダンパマスを所定回転次数の振動に確実に共振転動させて安定した吸振性能を得ることができる。しかしながら、この特許文献１に記載された構成のように、ダンパマス重心の移動軌跡を楕円形状とするために所定回転次数の振動に確実に共振転動させるように転動ガイド面をこのように形成するのは、精度上の問題などから、加工を行うことが困難である。そのため、未だ改良の余地があった。また、特許文献２に記載されている装置によれば、ダンパマスの重心位置の変動によって、トルク変動を低減できる。しかしながら、この特許文献２に記載された構成では、所定回転次数の振動に確実に共振転動させて安定した吸振性能を得ることができず、未だ改良の余地があった。

さらに、特許文献３に記載されている装置によれば、可変速度型ダンパにおいて、振子の揺動によりフライホイール等のダンパ本体に作用する負荷を軽減させて、コストの低減を図れる。しかしながら、この特許文献３に記載された構成では、所定回転次数の振動に確実に共振転動させて安定した吸振性能を得ることができず、未だ改良の余地があった。そして、特許文献４に記載されている装置によれば、支軸と剛体振り子との当接部分の磨耗が低減され、この磨耗に基づく前記振り子運動の共振抑制効果の悪化やプーリの寿命低下が抑制される。しかしながら、この特許文献４に記載された構成のように、ダンパマス重心の移動軌跡を楕円形状とするために所定回転次数の振動に確実に共振転動させるように転動ガイド面を特殊な形状に形成するのは、各部位の寸法の設定や加工精度上の問題などから、製造が困難となる。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、回転部材に取り付けられて、そのトルク変動もしくは捩り振動を吸収もしくは減衰する振子式ダイナミックダンパであって、回転部材の固有振動次数に適合させたダンパマスの往復運動次数となるようにダンパマスを揺動させるために特殊な形状を用いずに、低コストで高い制振効果が得られる振子式ダイナミックダンパを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、回転部材の外周部に揺動自在に支持されたダンパマスを備えた振子式ダイナミックダンパにおいて、前記回転部材の外周部に収容されて前記回転部材の内部で前記ダンパマスの揺動にともなって転がりながら移動する転動体を備え、前記ダンパマスは前記転動体に取り付けられており、前記転動体の回転中心とダンパマスの重心とはずらされて取り付けられていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ダンパマスもしくは前記転動体の可動範囲が規制されていることを特徴とする振子式ダイナミックダンパである。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記転動体は前記回転部材の外周部に当接する周面を有する円筒体で構成され、その当接した面が相互に前記ダンパマスの遠心力によって押圧されることを特徴とする振子式ダイナミックダンパである。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記ダンパマスもしくは前記転動体の初期位置が前記ダンパマスもしくは前記転動体の可動範囲で動作可能に規制されていることを特徴とする振子式ダイナミックダンパである。

請求項１の発明によれば、転動体が回転部材の外周部に収容されて回転部材の内部でダンパマスの揺動にともなって転がりながら移動し、ダンパマスは転動体に取り付けられて転動体の回転中心とダンパマスの重心とはずらされて取り付けられていることから、ダンパマスの重心の動きがダンパマスの振れ角が大きい場合であっても往復運動次数を回転部材の回転変動次数（固有振動次数）に合わせられ、振動に適合させた低減効果を奏する。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明による効果と同様の効果に加えて、ダンパマスもしくは転動体の可動範囲が規制されていることから、回転部材に対して過渡的な入力トルクが作用した場合、ダンパマスの最大振れ角を規制できる。

請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明による効果と同様の効果に加えて、転動体は回転部材の外周部に当接する周面を有する円筒体で構成され、その当接した面が相互にダンパマスの遠心力によって押圧されることから、転動体すなわち円筒体が回転部材の外周部に当接する周面に対する滑りを防止もしくは抑制して転動体を回転させながら移動させることができる。また、ダンパマスに作用する遠心力によって転動体と回転部材とに対して相互に押圧力を働かせるため、押圧する際の力が過剰となることを防止もしくは抑制できる。

請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明による効果と同様の効果に加えて、ダンパマスもしくは転動体の初期位置がダンパマスもしくは転動体の可動範囲で動作可能に規制されていることから、組み付け時に初期位置を設定する際、組み付けが容易となり組付性が向上し、また、回転部材に対して過渡的な入力トルクが作用した場合、ダンパマスの振り子運動の角速度を規制できる。

この発明に係る振子式ダイナミックダンパを回転部材に適用した第１実施例における内部構造を示す模式図（ａ）および模式図（ａ）のＡ−Ａ断面における側面断図（ｂ）であり、さらにその振子式ダイナミックダンパにおける振り子が作動した状態の一例を示す模式図（ｃ）である。 この発明に係る振子式ダイナミックダンパを回転部材に適用した第２実施例における内部構造を示す模式図（ａ）および模式図（ａ）のＢ−Ｂ断面における側面断図（ｂ）であり、さらにその振子式ダイナミックダンパにおける振り子が作動した状態の一例を示す模式図（ｃ）である。 この発明に係る振子式ダイナミックダンパを回転部材に適用した第３実施例における内部構造を示す模式図（ａ）および模式図（ａ）のＣ−Ｃ断面における側面断図（ｂ）である。 この発明に係る振子式ダイナミックダンパを回転部材に適用した第４実施例における内部構造を示す模式図である。 この発明に係る振子式ダイナミックダンパを回転部材に適用した第５実施例における内部構造を示す模式図である。 従来の振子式ダイナミックダンパの簡易モデルの一例を表す模式図である。 従来の振子式ダイナミックダンパの振子の概略を模式的に表す概略図である。 従来の振子式ダイナミックダンパの振子の変位角および固有振動数と固有振動数を線形近似した振動数との比の関係を表すグラフである。 この発明に係る振子式ダイナミックダンパを回転部材に適用した第４実施例を改良した例における内部構造を示す模式図である。

つぎにこの発明を図面を参照して具体的に説明する。この発明は、回転体もしくは回転部材（以下、単に回転部材という）に備えられて、回転部材の回転変動もしくはトルク変動もしくはこれに起因する捩り振動を吸収もしくは減衰させて緩和させる振子式ダイナミックダンパに関するものである。したがって、その回転部材は、車両に搭載されるエンジンのクランクシャフトや変速機のインプットシャフトあるいはドライブシャフトなどに備えられてこれらと一体回転する機械要素である。

図６もしくは図７に示すように、一般的なこの種の振子式ダイナミックダンパは、回転体１００の外周部に収容室などが設けられて、そこに収容される振子（ダンパマス、ダンパウェイトともいう）１０１を備えている。回転体１００の軸心から振子１０１が支持されている支持部位までの距離をＲとし、この支持部位から振子１０１の重心までの距離をＬとし、振子１０１における回転体１００の半径方向に対する変位角をθ［deg］とし、回転体１００の固有振動数をΩとし、角速度をωとすると、振子１０１の固有振動数Ωによる角速度ωは以下の式（１）で表される。

実際の振子１０１の固有振動数Ωによる角速度ωは式（１）のように表されるが、振子１０１の往復運動次数を回転体１００の回転変動次数に合わせることによって振動を低減する際には、線形近似に基づく、以下の式（２）が適用される。

図８に示すように、この線形近似に基づく式（２）では、振子１０１の変位角θ［deg］が大きくなるにつれて、実際の振子１０１の固有振動数Ωによる角速度ωに対して、線形近似に基づく角速度ω_０は、ずれたものとなってしまい、振動を吸収もしくは減衰させることができなくなる。従来、このような振子１０１の変位角θ［deg］が大きくなることによる影響を抑制もしくは回避するために、振子１０１が移動する軌跡（軌道）を円弧軌道ではなく、楕円やサイクロイドなどの軌道にする構成が知られており、振子１０１の軌道をその楕円やサイクロイドなどの軌道となるように、振子１０１の収容されている収容室において振子１０１が当接しながら移動する内周面の形状を加工するものが知られている。この内周面の形状を加工する際には、精度を出すなど加工において困難な点が多くコストなどの点で不利な面がある。

そのため、この発明に係る振子式ダイナミックダンパでは、回転部材の外周部に揺動自在に支持された振子（ダンパマス、ダンパウェイトともいう）を備えており、回転部材の外周部に収容されて回転部材の内部で転がりながら移動する転動体と、ダンパマスは転動体に取り付けられており、転動体の回転中心とダンパマスの重心とはずらされて取り付けられている。そして、振子の往復運動次数は、吸収もしくは減衰させたい回転部材の回転変動次数に等しくなるように設計されている。また、ダンパマスもしくは転動体の可動範囲が規制されており、回転部材に対して過渡的な入力トルクが作用した場合、ダンパマスの最大振れ角が規制されるように設計されている。

さらに、転動体は回転部材の外周部に当接する周面を有する円筒体で構成され、その当接した面が相互にダンパマスの遠心力によって押圧され、転動体すなわち円筒体が回転部材の外周部に当接する周面に対する滑りを防止もしくは抑制して転動体を回転させながら移動させるように設計されている。そして、ダンパマスもしくは転動体の初期位置がダンパマスもしくは転動体の可動範囲で動作可能に規制されており、ダンパマスもしくは転動体の初期位置がダンパマスもしくは転動体の可動範囲で動作可能に規制されていることから、回転部材に対して過渡的な入力トルクが作用した場合、初期のダンパマスの振り子運動の角速度を規制させるように設計されている。

より具体的に説明すると、図１（ａ）、（ｂ）に、この発明に係る振子式ダイナミックダンパの第１実施例を模式的に示してある。符号１は、振子式ダイナミックダンパを表し、回転部材２の外周部に収容室３が設けられている。回転部材２は、例えば車両の動力伝達経路に備えられ、動力伝達経路に備えられた要素にトルク伝達可能に連結されている。この回転部材２に連結された動力伝達経路に備えられた要素がいわゆる被振動抑制部材となる。また、収容室３には、その内周側にギヤ歯面４，５が回転部材２の外周側に向けてギヤ歯が突起して設けられている。このギヤ歯面４，５のギヤ歯が突起して並べられる方向は、回転部材２が回転する平面内で、かつ回転部材２の回転方向における周面の接線方向や回転部材２の半径方向に対して直角となる方向で設けられていてよい。または、回転部材２の半径方向以外の方向で、角度が設けられた平面もしくは種々の曲率半径による曲面によって回転部材２の半径方向を通過する平面に対して面対称に設けられていてよい。

このギヤ歯面４，５に噛み合わせて転動体６，７がそれぞれ設けられている。転動体６，７には、それぞれギヤ歯面６ａ，７ａがその外周面側に向けて形成されている。また、転動体６，７に形成されたギヤ歯面６ａ，７ａと収容室３に形成されたギヤ歯面４，５とが噛み合わさりながら、ギヤ歯面４，５に対して転動体６，７は相対的に移動する構成となっている。この転動体６，７の中心部には、孔６ｂ，７ｂが形成されており、この孔６ｂ，７ｂには、転動軸８，９が転動体６，７に対して相対的に回転可能に嵌め込まれている。転動軸８，９における転動体６，７が相互に対向している側の端部は、転動体６，７と面一もしくは後述する振子（ダンパマス、ダンパウェイトともいう）１２に対して干渉しないように転動軸８，９の端部が設置される構成であってよい。

この転動軸８，９における転動体６，７が相互に対向している側の背面側の端部は、回転部材２の収容室３に設けられたガイド部１０，１１に転動軸８，９の外周面がそれぞれ当接してそのガイド部１０，１１に支持されている。ガイド部１０，１１は、回転部材２の半径方向以外の方向で、角度が設けられた平面もしくは種々の曲率半径による曲面によって回転部材２の半径方向を通過する平面に対して面対称に設けられていてよい。または、このギヤ歯面４，５のギヤ歯が突起して並べられる方向は、回転部材２が回転する平面内で、かつ回転部材２の回転方向における周面の接線方向や回転部材２の半径方向に対して直角となる方向で設けられていてよい。

ギヤ歯面４，５は、回転部材２に伝達された振動を転動体６，７に対して伝達する伝達面として構成されている。ガイド部１０，１１は、転動体６，７もしくは転動軸８，９の動きを規制する規制面として構成されている。そして、ギヤ歯面４，５のピッチ線とガイド部１０，１１とは、パラレル状に配設されてギヤ歯面４，５に転動体６，７のギヤ歯面６ａ，７ａが噛み合ってギヤ歯面４，５上を移動し、かつ転動軸８，９が外周面を当接させてガイド部１０，１１上を転がりながら移動する構成となっている。なお、転動体６，７の中心部に形成された孔６ｂ，７ｂに、転動軸８，９が転動体６，７に対して相対的に回転不可能に嵌め込まれて、すなわち固定して連結されて、転動軸８，９が外周面を当接させてガイド部１０，１１上を摺動しながら移動する構成となっていてもよい。

また、転動体６，７が相互に対向している間で、振子１２が転動体６，７の外周側に支持されたピン１３にその重心Ｏが支持されて吊り上げられている。転動体６，７の外周側にピン１３が支持される形態は、固定して連結されるか、もしくはピン１３が円筒状に構成されて転動体６，７の外周側に回転可能に支持される構成のいずれでもよい。また、振子１２がピン１３に支持される形態は、固定して連結されるか、もしくはピン１３が円筒状に構成されて振子１２がピン１３に回転可能に支持される構成のいずれでもよい。さらに振子１２の形状は、図１（ａ）、（ｂ）に示すとおり、円板形であってよく、また、ピン１３の軸心が振子１２の重心Ｏに一致していれば種々の形状であってよい。

つぎに、前述したように構成されたこの発明に係る振子式ダイナミックダンパの第１実施例の作用について説明する。図１（ｃ）に、この発明に係る振子式ダイナミックダンパの第１実施例の動作の一例が示されている。回転部材２に連結されている被振動抑制部材のトルク変動や回転方向もしくは捩り方向の振動が、回転部材２に入力される。回転部材２の外周部に設けられた収容室３における内周側に設けられたギヤ歯面４，５から転動体６，７にそれぞれ形成されたギヤ歯面６ａ，７ａへとトルク変動が伝達される。すなわち、このようにトルク変動がギヤ歯面４，５から転動体６，７のギヤ歯面６ａ，７ａへと伝達されることから、ギヤ歯面４，５上を転動体６，７が転動軸８，９を支点にして回転し、かつ転動軸８，９がガイド部１０，１１上を転がって、このガイド部１０，１１に沿って転動体６，７が移動する。

転動体６，７がこのように回転および移動して動作することにより、転動体６，７の外周側に支持されたピン１３に重心Ｏが支持された振子１２が揺動する。ピン１３を支点にした振子１２が揺動する際のその重心Ｏの軌道は、転動体６，７が前述のようにすなわち回転運動と並進運動とをすることにより振子１２の重心Ｏが転動体６，７の外周上の一点に固定され、この転動体６，７を転動軸８，９を介して転がしたときにできる振子１２の重心Ｏの軌道がいわゆるサイクロイド形もしくはそれに近似した軌道またはサイクロイド形を変形させた軌道（以下、単にサイクロイド状の軌道）となる。

転動軸８，９がガイド部１０，１１に沿って転がって転動体６，７が転動軸８，９を軸心に回転するため、振子１２の重心Ｏがサイクロイド状の軌道を移動するため、振子１２の変位角が大きい場合であっても、振子１２の往復運動次数を回転部材２の回転変動次数（固有振動次数）に適合もしくは近づけられることによって回転部材２および回転部材２を介して動力伝達経路のトルク変動や捩り振動を吸収もしくは低減して緩和できる。また、上記のとおり、サイクロイド状に振子１２の重心Ｏが軌道を移動する構成を特殊な形状を用いずに容易に製造することができる。

さらに、転動体６，７と転動軸８，９とは、相対回転することができることから、ガイド部１０，１１を転動軸８，９が移動する際に、転がって移動することができ、ガイド部１０，１１と転動軸８，９の外周面との摩耗を抑制できる。またさらに、転動体６，７のギヤ歯面６ａ，７ａがギヤ歯面４，５に噛み合ってガイド部１０，１１を移動して転動体６，７が回転することから、振子１２の振子運動にともなって、転動体６，７が移動する際に確実に回転運動をさせつつ移動させることができる。

図２（ａ）、（ｂ）に、この発明に係る振子式ダイナミックダンパの第２実施例を模式的に示してある。符号２０は、振子式ダイナミックダンパを表し、回転部材２１の外周部に収容室２２が設けられている。回転部材２１は、例えば車両の動力伝達経路に備えられ、動力伝達経路に備えられた要素にトルク伝達可能に連結されている。この回転部材２１に連結された動力伝達経路に備えられた要素がいわゆる被振動抑制部材となる。また、収容室２２には、その内周側にギヤ歯面２３が回転部材２１の外周側に向けてギヤ歯が突起して設けられている。このギヤ歯面２３のギヤ歯が突起して並べられる方向は、回転部材２１が回転する平面内で、かつ回転部材２１の回転方向における周面の接線方向や回転部材２１の半径方向に対して直角となる方向で設けられていてよい。または、回転部材２１の半径方向以外の方向で、角度が設けられた平面もしくは種々の曲率半径による曲面によって回転部材２１の半径方向を通過する平面に対して面対称に設けられていてよい。

このギヤ歯面２３に噛み合わせて転動体２４が設けられている。この転動体２４には、振子部２５が設けられている。このギヤ歯面２３と転動体２４と振子部２５とは同一平面を共有しているため、振子部２５が振り幅もしくは変位角が大きくなった場合、ギヤ歯面２３に振子部２５の周面が当接して振子部２５の振り幅もしくは変位角が規制されるように構成されている。転動体２４には、ギヤ歯面２４ａがその外周面側に向けて形成されている。また、転動体２４に形成されたギヤ歯面２４ａと収容室２２に形成されたギヤ歯面２３とが噛み合わさりながら、ギヤ歯面２３に対して転動体２４は相対的に移動する構成となっている。この転動体２４の中心部には、孔２４ｂが形成されており、この孔２４ｂには、転動軸２６が転動体２４に対して相対的に回転可能に嵌め込まれている。この転動軸２６は、回転部材２１の収容室２２に設けられたガイド部２７，２８に転動軸２６の両端部の外周面が当接してそのガイド部２７，２８に支持されている。ガイド部２７，２８は、回転部材２１の半径方向以外の方向で、角度が設けられた平面もしくは種々の曲率半径による曲面によって回転部材２１の半径方向を通過する平面に対して面対称に設けられていてよい。または、このギヤ歯面２３のギヤ歯が突起して並べられる方向は、回転部材２１が回転する平面内で、かつ回転部材２１の回転方向における周面の接線方向や回転部材２１の半径方向に対して直角となる方向で設けられていてよい。

ギヤ歯面２３は、回転部材２１に伝達された振動を転動体２４に対して伝達する伝達面として構成されている。ガイド部２７，２８は、転動体２４もしくは転動軸２６の動きを規制する規制面として構成されている。そして、ギヤ歯面２３のピッチ線とガイド部２７，２８とは、パラレル状に配設されてギヤ歯面２３に転動体２４のギヤ歯面２４ａが噛み合ってギヤ歯面２３上を移動し、かつ転動軸２６が外周面を当接させてガイド部２７，２８上を転がりながら移動する構成となっている。なお、転動体２４の中心部に形成された孔２４ｂに、転動軸２６が転動体２４に対して相対的に回転不可能に嵌め込まれて、すなわち固定して連結されて、転動軸２６が外周面を当接させてガイド部２７，２８上を摺動しながら移動する構成となっていてもよい。

つぎに、前述したように構成されたこの発明に係る振子式ダイナミックダンパの第２実施例の作用について説明する。図２（ｃ）に、この発明に係る振子式ダイナミックダンパの第２実施例の動作の一例が示されている。回転部材２１に連結されている被振動抑制部材のトルク変動や回転方向もしくは捩り方向の振動が、回転部材２１に入力される。回転部材２１の外周部に設けられた収容室２２における内周側に設けられたギヤ歯面２３から転動体２４にそれぞれ形成されたギヤ歯面２４ａへとトルク変動が伝達される。すなわち、このようにトルク変動がギヤ歯面２３から転動体２４のギヤ歯面２４ａへと伝達されることから、ギヤ歯面２３上を転動体２４が転動軸２６を支点にして回転し、かつ転動軸２６がガイド部２７，２８上を転がって、このガイド部２７，２８に沿って転動体２４が移動する。

転動体２４がこのように回転および移動して動作することにより、転動体２４の重心Ｏが支持された振子部２５が揺動する。振子部２５が揺動する際のその重心Ｏの軌道は、転動体２４が前述のようにすなわち回転運動と並進運動とをすることにより振子部２５の重心Ｏが転動体２４の外周上の一点に固定され、この転動体２４を転動軸２６を介して転がしたときにできる振子部２５の重心Ｏの軌道がいわゆるサイクロイド形もしくはそれに近似した軌道またはサイクロイド形を変形させた軌道（以下、単にサイクロイド状の軌道）となる。また、この第２実施例の構成では、前述のとおりギヤ歯面２３と転動体２４と振子部２５とは同一平面を共有しているため、振子部２５が振り幅もしくは変位角が大きくなった場合、ギヤ歯面２３に振子部２５の周面が当接して振子部２５の振り幅もしくは変位角が規制される。

転動軸２６がガイド部２７，２８に沿って転がって転動体２４が転動軸２６を軸心に回転するため、振子部２５の重心Ｏがサイクロイド状の軌道を移動するため、振子部２５の変位角が大きい場合であっても、振子部２５の往復運動次数を回転部材２１の回転変動次数（固有振動次数）に適合もしくは近づけられることによって回転部材２１および回転部材２１を介して動力伝達経路のトルク変動や捩り振動を吸収もしくは低減して緩和できる。また、上記のとおり、サイクロイド状に振子部２５の重心Ｏが軌道を移動する構成を特殊な形状を用いずに容易に製造することができる。

さらに、転動体２４と転動軸２６とは、相対回転することができることから、ガイド部２７，２８を転動軸２６が移動する際に、転がって移動することができ、ガイド部２７，２８と転動軸２６の外周面との摩耗を抑制できる。またさらに、転動体２４のギヤ歯面２４ａがギヤ歯面２３に噛み合ってガイド部２７，２８を移動して転動体２４が回転することから、振子部２５の振子運動にともなって、転動体２４が移動する際に確実に回転運動をさせつつ移動させることができる。そして、この転動体２４には、振子部２５が設けられて一体に形成されていることから、部品点数を削減でき、また、収容室２２内の占有容積、特に回転部材２１の軸線方向で減少させることができ、振子式ダイナミックダンパ２０を小型化できる。また、このギヤ歯面２３と転動体２４と振子部２５とは同一平面を共有しているため、振子部２５が振り幅もしくは変位角が大きくなった場合、ギヤ歯面２３に振子部２５の周面が当接して振子部２５の振り幅もしくは変位角が規制されるため、ギヤ歯面２３が振子部２５の周面が当接する部位をストッパとして機能させることができる。

図３（ａ）、（ｂ）に、この発明に係る振子式ダイナミックダンパの第３実施例を模式的に示してある。この第３実施例は、前述した図２に示す第２実施例の構成を改良した例である。そのため、同様の構成について、第２実施例と同じ符号を付して説明を省略する。また、その作用・効果についても同様とする。符号３０は、振子式ダイナミックダンパを表し、回転部材２１の外周部に収容室２２が設けられている。この第３実施例の構成では、第２実施例の構成に加えて、ギヤ歯面２３に転動体２４が当接する両端部に緩衝部材３１が設置されている。この緩衝部材３１は、ギヤ歯面２３側に、振子部２５の周面が当接した際に適当なショック（衝撃力）の吸収性を有して運転者に違和感や車両の挙動への影響を抑制する構成であればよく、その素材は、樹脂や金属など、またはそれらの複合材料であってよい。また、その取り付け方法は、特に支持部材などを設ける必要はなく、耐久性などが充分な接着剤などでギヤ歯面２３に貼り付ける構成であってよい。

このように構成された第３実施例では、第２実施例の構成と同様に作用し、回転部材２１に対して振子部２５の振り幅の規制されている範囲を超えるトルク変動や捩り振動が伝達されると、回転部材２１から転動体２４へとそれらのギヤ歯面２３とギヤ歯面２４ａとを介してトルク変動や捩り振動が伝達される。したがって、転動体２４が大きく回転運動および並進運動を行って振子部２５がサイクロイド軌道もしくはそれに近似した軌道を移動して、その周面がギヤ歯面２３側に当接する。この際、前述のとおり、振子部２５の周面とギヤ歯面２３との当接する部位には緩衝部材３１が設けられているため、振子部２５の周面がギヤ歯面２３に当接する際の衝撃が緩和される。そのため、例えば、エンジン始動時や停止時に動力伝達経路を介して転動体２１に過渡的な大きな入力があった際に、振子部２５の周面がギヤ歯面２３に当接する際の衝撃力を吸収でき、異音の発生を防止もしくは抑制できる。また、緩衝部材３１を取り付ける際には、特に支持部材などを設ける必要もなく接着などにより貼り付けるなどの構成でよいため、低コストに異音対策を行える。

図４に、この発明に係る振子式ダイナミックダンパの第４実施例を模式的に示してある。この第４実施例は、前述した図１に示す第１実施例の構成を改良した例である。すなわち、ギヤ歯面６ａ，７ａを有する転動体６，７の代わりにローラ面４５ａ，４６ａが転動体４５，４６に設けられ、回転部材４１の内周側に設けられた転動面４３，４４に対してローラ面４５ａ，４６ａが回転部材４１の半径方向に振子５１の遠心力によって押圧されて、もしくは、転動面４３，４４とガイド部４９，５０との間に挟圧力を作用させて転動体４５，４６が回転運動および並進運動することから、振子５１をサイクロイド軌道に移動させて動力伝達経路で発生したトルク変動や捩り振動を回転部材４１を介して緩和させるものである。

以下、具体的に説明する。符号４０は、振子式ダイナミックダンパを表し、回転部材４１の外周部に収容室４２が設けられている。回転部材４１は、例えば車両の動力伝達経路に備えられ、動力伝達経路に備えられた要素にトルク伝達可能に連結されている。この回転部材４１に連結された動力伝達経路に備えられた要素がいわゆる被振動抑制部材となる。また、収容室４２には、その内周側に転動面４３，４４が設けられている。この転動面４３，４４が設けられる方向は、回転部材４１が回転する平面内で、かつ回転部材４１の回転方向における周面の接線方向や回転部材４１の半径方向に対して直角となる方向で設けられていてよい。または、回転部材４１の半径方向以外の方向で、角度が設けられた平面もしくは種々の曲率半径による曲面によって回転部材４１の半径方向を通過する平面に対して面対称に設けられていてよい。また、転動面４３，４４は、回転部材４１の半径方向の内側方向および外側方向に移動可能に構成されている。

この転動面４３，４４に対して転動体４５，４６のローラ面４５ａ，４６ａがそれぞれ当接して設けられている。転動体４５，４６には、それぞれローラ面４５ａ，４６ａがその外周面側に向けて形成されている。また、転動面４３，４４とガイド部との間に挟圧力が作用して、転動体４５，４６に形成されたローラ面４５ａ，４６ａが収容室４２に形成された転動面４３，４４に振子５１による遠心力により押圧されながら、転動面４３，４４に対して転動体４５，４６は相対的に移動する構成となっている。この転動体４５，４６の中心部には、孔４５ｂ，４６ｂが形成されており、この孔４５ｂ，４６ｂには、転動軸４７，４８が転動体４５，４６に対して相対的に回転可能に嵌め込まれている。転動軸４７，４８における転動体４５，４６が相互に対向している側の端部は、転動体４５，４６と面一もしくは後述する振子（ダンパマス、ダンパウェイトともいう）５１に対して干渉しないように転動軸４７，４８の端部が設置される構成であってよい。

この転動軸４７，４８における転動体４５，４６が相互に対向している側の背面側の端部は、回転部材４１の収容室４２に設けられたガイド部４９，５０に転動軸４７，４８の外周面がそれぞれ当接してそのガイド部４９，５０に支持されている。ガイド部４９，５０は、回転部材４１の半径方向以外の方向で、角度が設けられた平面もしくは種々の曲率半径による曲面によって回転部材４１の半径方向を通過する平面に対して面対称に設けられていてよい。または、このローラ面４５ａ，４６ａがその外周面側に向けて形成されている方向は、回転部材４１が回転する平面内で、かつ回転部材４１の回転方向における周面の接線方向や回転部材４１の半径方向に対して直角となる方向で設けられていてよい。また、ガイド部４９，５０は、回転部材４１の半径方向の内側方向および外側方向に移動可能に構成されている。

ローラ面４５ａ，４６ａは、回転部材４１に伝達された振動を転動体４５，４６に対して伝達する伝達面として構成されている。ガイド部４９，５０は、転動体４５，４６もしくは転動軸４７，４８の動きを規制する規制面として構成されている。そして、ローラ面４５ａ，４６ａとガイド部４９，５０とは、パラレル状に配設されて転動面４３，４４に転動体４５，４６のローラ面４５ａ，４６ａが当接しながら移動し、かつ転動体４５，４６が外周面を当接させてガイド部４９，５０上を転がりながら移動する構成となっている。なお、転動体４５，４６の中心部に形成された孔４５ｂ，４６ｂに、転動軸４７，４８が転動体４５，４６に対して相対的に回転不可能に嵌め込まれて、すなわち固定して連結されて、転動軸４７，４８が外周面を当接させてガイド部４９，５０上を摺動しながら移動する構成であってもよい。

また、転動体４５，４６が相互に対向している間で、振子５１が転動体４５，４６の外周側に支持されたピン５２にその重心Ｏが支持されて吊り上げられている。転動体４５，４６の外周側にピン５２が支持される形態は、固定して連結されるか、もしくはピン５２が円筒状に構成されて転動体４５，４６の外周側に回転可能に支持される構成のいずれでもよい。また、振子５１がピン５２に支持される形態は、固定して連結されるか、もしくはピン５２が円筒状に構成されて振子５１がピン５２に回転可能に支持される構成のいずれでもよい。さらに振子５１の形状は、図４に示すとおり、円板形であってよく、また、ピン５２の軸心が振子５１の重心Ｏに一致していれば種々の形状であってよい。

ここで、転動面４３，４４とガイド部４９，５０との間に挟圧力が作用して、収容室４２に形成された転動面４３，４４に対して、振子５１による遠心力により転動体４５，４６に形成されたローラ面４５ａ，４６ａが押圧されながら、転動面４３，４４に対して転動体４５，４６が相対的に移動する構成について説明する。前述のとおり、転動面４３，４４とガイド部４９，５０とは、回転部材４１の半径方向の内側方向および外側方向に移動可能に構成されている。また、転動面４３，４４には斜面４３ａ，４４ａを有する溝もしくは凹部が設けられており、また、ガイド部４９，５０には斜面４９ａ，５０ａが設けられている。この転動面４３，４４の斜面４３ａ，４４ａとガイド部４９，５０の斜面４９ａ，５０ａとに、回転部材４１の内周側と外周側とに斜面５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄが形成された鉤状部を有する押圧力付与部材５３が係合している。

また、斜面４３ａ，４４ａと斜面５３ａ，５３ｂとは面接触して当接するように同じ角度で形成されている。また、斜面４９ａ，５０ａと斜面５３ｃ，５３ｄとは面接触して当接するように同じ角度で形成されている。さらに、斜面４３ａ，４４ａおよび斜面５３ａ，５３ｂの角度は、斜面４９ａ，５０ａおよび斜面５３ｃ，５３ｄの角度よりも大きく設定されている。またさらに、押圧力付与部材５３には、初期位置に戻すもしくは適切な押圧状態とするための弾性部材５４が設けられている。この弾性部材５４は、弾性方向の一端部が押圧力付与部材５３に連結され、他端部が回転部材４１の収容室４２などに支持されたコイルスプリングなどで構成されていてよい。

このように各斜面４３ａ，４４ａ，４９ａ，５０ａ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄが設定されて、また、転動面４３，４４とガイド部４９，５０とは、回転部材４１の半径方向の内側方向および外側方向に移動可能に構成されていることから、転動面４３，４４に対して、転動体４５，４６の周面が押圧され、転動軸４７，４８の周面に対してガイド部４９，５０から押圧力が作用する構成となっている。

つぎに、前述したように構成されたこの発明に係る振子式ダイナミックダンパの第４実施例の作用について説明する。回転部材４１に連結されている被振動抑制部材のトルク変動や回転方向もしくは捩り方向の振動が、回転部材４１に入力される。回転部材４１の外周部に設けられた収容室４２における内周側に設けられた転動面４３，４４から転動体４５，４６のローラ面４５ａ，４６ａへとトルク変動が伝達される。すなわち、このようにトルク変動が転動面４３，４４から転動体４５，４６のローラ面４５ａ，４６ａへと伝達されることから、転動面４３，４４上を転動体４５，４６が転動軸４７，４８を支点にして回転し、かつ転動軸４７，４８がガイド部４９，５０上を転がって、このガイド部４９，５０に沿って転動体４５，４６が移動する。

このとき、転動面４３，４４には斜面４３ａ，４４ａを有する溝もしくは凹部が設けられ、ガイド部４９，５０には斜面４９ａ，５０ａが設けられ、転動面４３，４４とガイド部４９，５０とは、回転部材４１の半径方向の内側方向および外側方向に移動可能に構成され、転動面４３，４４の斜面４３ａ，４４ａとガイド部４９，５０の斜面４９ａ，５０ａとに、回転部材４１の内周側と外周側とに斜面５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄが形成された鉤状部を有する押圧力付与部材５３が係合していることから、転動面４３，４４と転動体４５，４６とに相互に押圧力が作用している。そして、転動面４３，４４上を転動体４５，４６が滑りを発生することなく転がされて回転しながら移動する。

転動体４５，４６がこのように回転および移動して動作することにより、転動体４５，４６の外周側に支持されたピン５２に重心Ｏが支持された振子５１が揺動する。ピン５２を支点にした振子５１が揺動する際のその重心Ｏの軌道は、転動体４５，４６が前述のようにすなわち回転運動と並進運動とをすることにより振子５１の重心Ｏが転動体４５，４６の外周上の一点に固定され、この転動体４５，４６を転動軸４７，４８を介して転がしたときにできる振子５１の重心Ｏの軌道がいわゆるサイクロイド形もしくはそれに近似した軌道またはサイクロイド形を変形させた軌道（以下、単にサイクロイド状の軌道）となる。

転動軸４７，４８がガイド部４９，５０に沿って転がって転動体４５，４６が転動軸４７，４８を軸心に回転するため、振子５１の重心Ｏがサイクロイド状の軌道を移動するため、振子５１の変位角が大きい場合であっても、振子５１の往復運動次数を回転部材４１の回転変動次数（固有振動次数）に適合もしくは近づけられることによって回転部材４１および回転部材４１を介して動力伝達経路のトルク変動や捩り振動を吸収もしくは低減して緩和できる。また、上記のとおり、サイクロイド状に振子５１の重心Ｏが軌道を移動する構成が簡易に製造することができる。

さらに、転動体４５，４６と転動面４３，４４とは、相対回転することができることから、ガイド部４９，５０を転動軸４７，４８が移動する際に、転がって移動することができ、ガイド部４９，５０と転動軸４７，４８の外周面との摩耗を抑制できる。またさらに、転動体４５，４６が転動面４３，４４に押圧されつつガイド部４９，５０を移動して転動体４５，４６が回転することから、振子５１の振子運動にともなって、転動体４５，４６が移動する際に確実に回転運動をさせつつ移動させることができる。

そして、転動面４３，４４には斜面４３ａ，４４ａを有する溝もしくは凹部が設けられ、ガイド部４９，５０には斜面４９ａ，５０ａが設けられ、転動面４３，４４とガイド部４９，５０とは、回転部材４１の半径方向の内側方向および外側方向に移動可能に構成され、転動面４３，４４の斜面４３ａ，４４ａとガイド部４９，５０の斜面４９ａ，５０ａとに、回転部材４１の内周側と外周側とに斜面５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄが形成された鉤状部を有する押圧力付与部材５３が係合していることから、転動面４３，４４と転動体４５，４６とに相互に押圧力を作用させることができる。そのため、転動面４３，４４上を転動体４５，４６が滑りを発生することなく転がされて回転しながら移動させることができる。また、振子５１に作用する遠心力によって転動体４５，４６に対して挟圧力を働かせるため、転動体４５，４６の周面を転動面４３，４４に押圧する際の力が過度とならずに作用させることができる。

図５に、この発明に係る振子式ダイナミックダンパの第５実施例を模式的に示してある。この第５実施例は、前述した図１または４に示す第１実施例または第４実施例の構成を改良した例である。そのため、同様の構成について、第１実施例または第４実施例と同じ符号を付して説明を省略する。また、その作用・効果についても同様とする。符号６０は、振子式ダイナミックダンパを表し、この第５実施例の振子式ダイナミックダンパ６０には、第１実施例における転動体６，７の外周面もしくは第４実施例における転動体４５，４６の外周面に対して当接して弾性的に支持する振子ストッパ６１が備えられている。振子ストッパ６１は、回転部材２もしくは回転部材４１の軸心から振子１２もしくは振子５１の重心Ｏを結ぶ一直線上で、かつ転動体６，７もしくは転動体４５，４６の可動範囲の中間地点に転動体６，７もしくは転動体４５，４６の回転軸心の位置するように、第１実施例における転動体６，７もしくは第４実施例における転動体４５，４６が弾性的に支持される。

そのため、振子ストッパ６１は、転動体６，７の外周面もしくは転動体４５，４６の外周面に対して２箇所で当接するようにくの字形もしくは矩形状をしている。転動体６，７もしくは転動体４５，４６の可動左右方向において、振子ストッパ６１の矩形状の一方側で転動体６，７の外周面もしくは転動体４５，４６の外周面の一箇所を支持し、振子ストッパ６１の矩形状の他方側で転動体６，７の外周面もしくは転動体４５，４６の外周面の一箇所を支持して、回転部材２もしくは回転部材４１の軸心から振子１２もしくは振子５１の重心Ｏを結ぶ一直線上で、かつ転動体６，７もしくは転動体４５，４６の可動範囲の中間地点に転動体６，７もしくは転動体４５，４６の回転軸心の位置となるように設けられている。

また、振子ストッパ６１の矩形状における一方側と他方側との転動体６，７の外周面もしくは転動体４５，４６の外周面と当接する背面には、ストッパ用弾性部材６２が備えられている。ストッパ用弾性部材６２は、転動体６，７もしくは転動体４５，４６を前述の初期位置に配置するように、かつ転動体６，７もしくは転動体４５，４６の可動範囲が維持されるように設けられている。さらに、振子ストッパ６１は、その矩形状の先端部６１ａで回転自在に支持されている。そのため、振子ストッパ６１は、先端部６１ａを支点に揺動自在となっている。また、振子ストッパ６１とストッパ用弾性部材６２とは、振子１２もしくは振子５１の効果が期待される動作領域たとえばエンジンのアイドル回転以上では、その動作を阻害しないように構成されている。なお、ストッパ用弾性部材６２が備えられるのではなく、転動体６，７の外周面もしくは転動体４５，４６の軸方向にトーションバーなどの捩りバネが設けられて、トーションバーなどの捩りバネに弾性的に付勢されて振子ストッパ６１が転動体６，７もしくは転動体４５，４６の初期位置や動作領域が設定される構成であってよい。

このように構成された第５実施例では、振子ストッパ６１とストッパ用弾性部材６２とが備えられている以外は、第１実施例または第４実施例の構成と同様に作用する。回転部材２もしくは回転部材４１に対して動力伝達経路からのトルク変動もしくは捩り振動が入力されない状態では、振子ストッパ６１によって回転部材２もしくは回転部材４１の軸心から振子１２もしくは振子５１の重心Ｏを結ぶ一直線上で、かつ転動体６，７もしくは転動体４５，４６の可動範囲の中間地点に転動体６，７もしくは転動体４５，４６の回転軸心の位置が配置される構成となっている。回転部材２もしくは回転部材４１に対して動力伝達経路からのトルク変動もしくは捩り振動が入力されると、転動体６，７もしくは転動体４５，４６が可動範囲で回転しながら移動する。このとき、振子ストッパ６１も、先端部６１ａを支点に初期位置から揺動して傾く。そして、振子ストッパ６１に転動体６，７もしくは転動体４５，４６が支持されながら移動するとともに、振子１２もしくは振子５１が揺動する。振子１２もしくは振子５１が揺動することから、回転部材２もしくは回転部材４１に対して動力伝達経路からのトルク変動もしくは捩り振動が吸収もしくは減衰されて緩和される。

上記のように構成される振子ストッパ６１とストッパ用弾性部材６２とが備えられたことから、転動体６，７もしくは転動体４５，４６の初期位置および転動体６，７もしくは転動体４５，４６の可動範囲を規制することができる。また、転動体６，７もしくは転動体４５，４６の初期位置が振子ストッパ６１とストッパ用弾性部材６２とによって規制されていることから、振子１２もしくは振子５１や転動体６，７もしくは転動体４５，４６を組み付ける際に予め振子ストッパ６１によって位置決めが容易となる。さらに、動力伝達経路の入力側にエンジンなどが設けられ、このエンジンの始動停止時などの過渡状態において、振子１２もしくは振子５１の揺動運動を規制することができ、振子１２の外周面もしくは振子５１の外周面がギヤ歯面４，５もしくは転動面４３，４４に当接して異音が発生することを防止できる。

上記の構成例において、第４実施例では、振子５１に作用する遠心力を利用した機構を記載したが、このような機構を用いずに、図９に示すように転動体４５，４６の外周面を弾性力のある素材例えばゴム５５ａ，５５ｂなどを貼り付けて、転動面４３，４４とガイド部４９，５０との間の回転部材４１の半径方向の隙間寸法を適宜に調整して固定されて転動面４３，４４を転動体４５，４６の滑りを抑制もしくは防止しつつ回転させて移動させる構成であってよい。

１…振子式ダイナミックダンパ、 ２…回転部材（回転体）、 ６…転動体、 １２…ダンパマス（振子、ダンパウェイト）。

Claims (4)

1. 回転部材の外周部に揺動自在に支持されたダンパマスを備えた振子式ダイナミックダンパにおいて、
   前記回転部材の外周部に収容されて前記回転部材の内部で前記ダンパマスの揺動にともなって転がりながら移動する転動体を備え、
   前記ダンパマスは前記転動体に取り付けられており、前記転動体の回転中心とダンパマスの重心とはずらされて取り付けられていることを特徴とする振子式ダイナミックダンパ。
2. 前記ダンパマスもしくは前記転動体の可動範囲が規制されていることを特徴とする請求項１に記載の振子式ダイナミックダンパ。
3. 前記転動体は前記回転部材の外周部に当接する周面を有する円筒体で構成され、その当接した面が相互に前記ダンパマスの遠心力によって押圧されることを特徴とする請求項１または２に記載の振子式ダイナミックダンパ。
4. 前記ダンパマスもしくは前記転動体の初期位置が前記ダンパマスもしくは前記転動体の可動範囲で動作可能に規制されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の振子式ダイナミックダンパ。

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