JP2015102228A - 振動低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転動室内に収容された転動体が回転体に衝突する際の異音を低減させる。【解決手段】振り子式吸振器により構成された振動低減装置１において、転動体３は、軸線方向で相対移動可能に分割された、回転体２の左側面２ａと対向する第１フランジ部５を含む第１振り子マス３１と、回転体２の右側面２ｂと対向する第２フランジ部６を含む第２振り子マス３２とを備え、各フランジ部５，６の間隔が狭くなる方向に弾性力を作用させる皿ばね７が第１振り子マス３１と第２振り子マス３２との間に設けられている。【選択図】図１

Description

この発明は、振り子式吸振器により構成された振動低減装置に関する。

例えば、特許文献１には、遠心振り子式吸振器が記載されており、回転板に形成された転動室内で振り子運動するコロが設けられている。そのコロは環状突起と側板とを有する断面Ｈ字状に形成されている。その環状突起と側板と回転板とによって形成された規制壁によりコロが転動室から軸線方向に抜け落ちないように構成されている。また、環状突起と回転板との間、および側板と回転板との間には、弾性を有するワッシャが設けられている。このワッシャによりコロが傾斜した際の摩擦荷重を受けるように構成されている。

特開平８−９３８５４号公報

上記の特許文献１には、ワッシャによる軸線方向の弾性によって軸線方向におけるコロと回転体との接触衝撃を緩和することができることが記載されている。しかしながら、コロと回転体との間にワッシャが挟まれているため、コロが転動する際にワッシャが規制壁間で摩擦力を生じる可能性がある。そのため、ワッシャによる摩擦力によりコロの振り子運動が阻害される可能性がある。

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って、転動体の振り子運動が阻害されることなく回転体と転動体のフランジ部とが接触した際の異音を低減させることができる振動低減装置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に係る発明は、回転体と、前記回転体の外周側部分に形成され当該回転体の回転中心軸線方向に貫通した転動室と、前記転動室内に収容された転動体とを備え、前記転動体は、前記軸線方向の両端部分に径方向で外側に突出して前記回転体の側面と対向するフランジ部を有し、前記転動室の内面のうち前記回転体の径方向で外側の面は前記転動体が接触する転動面を構成するとともにその転動体が前記転動面に沿って移動して振り子運動するように構成された振動低減装置において、前記転動体は、前記軸線方向で相対移動可能に分割された振り子マスであって、一方の前記側面と対向する第１の前記フランジ部を含む第１振り子マスと、他方の前記側面と対向する第２の前記フランジ部を含む第２振り子マスとを備え、前記各フランジ部の間隔が狭くなる方向に弾性力を作用させる弾性部材が第１振り子マスと第２振り子マスとの間に設けられていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、転動体が軸線方向で相対移動可能に分割された第１振り子マスと第２振り子マスとにより構成され、その第１振り子マスと第２振り子マスとの間には各フランジ部の間隔を狭める方向に弾性力を作用させる弾性体が設けられている。そのため、転動室内に収容された転動体が軸線方向に移動して、転動体のフランジ部と回転体とが衝突した際、その衝突エネルギーの一部を弾性体により吸収できるので衝突時の異音を低減させることができる。さらに、その弾性部材が回転体側面とフランジ部側面との間に設けられていないので、弾性体により転動体と回転体との間で摩擦力を生じないので、転動体の振り子運動が弾性体によって阻害されることがない。

この発明の一例における振動低減装置を模式的に示した断面図である。 図１に示す転動体が軸線方向に移動して回転体の側面と接触した場合を示した説明図である。 他の例における振動低減装置が備える転動体を模式的に示した断面図である。

以下、図面を参照して、この発明に係る振動低減装置を具体例に基づいて説明する。図１に示す振動低減装置１は、いわゆるダイナミックダンパであって、慣性質量体である転動体３を支持する回転体２がトルクを受けて回転するように構成されている。回転体２は、円形状の回転板により構成され、図示しない回転部材と一体回転する。また、転動体３は、回転体２に対して自由に運動するように構成されており、回転体２の回転方向に対して揺動可能である。つまり、振動低減装置１は、トルクの変動により捩り振動（回転方向の振動）が生じる場合、回転体２に対して転動体３を振り子運動させるように構成されている。

図１に示す振動低減装置１の状態は、転動体３が回転体２に対して傾斜しておらず、かつ軸線方向で回転体２と転動体３との位置関係が適切な配置であって、所望の振り子運動を発揮できる状態である。その図１に示す位置関係を正位置とする。軸線方向とは、回転体２の回転中心軸線（図示せず）と平行な方向である。

また、図１に示す一点鎖線は、転動体３の回転中心軸線Ｘ（以下、単に軸線Ｘと記す）である。転動体３は回転体２に対して振り子運動するが、その転動体３自体の運動は回転運動とみなせる。さらに、図１に示す二点鎖線Ｙは、軸線方向で転動体３の中央部分を通る中央線である。図１に示す状態が正位置であるため、転動体３の中央線は回転体２の中央線と一致し、その中央線が軸線Ｘと直交する。

なお、図１中の左右方向が軸線方向である。この説明では便宜上、軸線方向位置の相対関係を説明するために図１中の左右側を用いる。また、軸線方向と直交する方向を径方向と記載し、図１中の上下方向が径方向である。つまり、図示しない回転体２の回転中心軸線が図１の下方側に位置するため、図１の上方側が径方向で外側となる。

具体的には、振動低減装置１の回転体２は、外周側（径方向で外側）の部分に厚さ方向に貫通して形成された転動室２１を備えている。転動室２１は内部に転動体３を収容させるための構成である。転動室２１は、回転体２における半径方向および円周方向に所定の幅で開口し、円周方向に長く形成されている。すなわち、軸線方向の貫通孔である転動室２１は、その開口形状の長手方向が回転体２の円周方向となる。

また、転動室２１における外周側の内面は、転動体３が転動する転動面２１ａを構成する。要は、転動体３は、遠心力によって転動面２１ａに押しつけられ、転動室２１内に揺動自在に収容されている。例えば、転動面２１ａは、回転体２の回転中心から半径方向で外周側にずれた所定の点を中心とした円弧面や、円弧面に近似した曲面や、サイクロイド状の曲面に形成される。

さらに、転動室２１は、回転体２の円周方向に一定の間隔を空けて複数形成されている。各転動室２１内に転動体３が収容されている。つまり、振動低減装置１では、回転体２の外周側の部分に複数形成された転動室２１に対応して転動体３が取り付けられている。

転動体３は、回転体２に対して振り子運動をする慣性質量体であって、いわゆる振り子マスである。振動低減装置１では、転動体３が転動室２１内から軸線方向へ抜け落ちないように構成されている。具体的には、転動体３は、図１に示すように断面形状がＨ字状を成し、転動面２１ａ上の転動する支持軸４と、軸線方向で支持軸４の両端部側に配置され支持軸４よりも半径方向で外側に突出する各フランジ部５，６とを有する。

支持軸４は、軸線方向長さが回転体２の板厚よりも僅かに長く形成されている。また、支持軸４の外周形状は円柱状に形成され、その外径が転動室２１における半径方向の開口幅よりも小さく形成されている。各フランジ部５，６の外径は支持軸４の外径よりも大径に形成され、かつ転動室２１における半径方向の開口幅よりも大きく形成されている。したがって、フランジ部の側面が回転体２の側面に引っ掛かって転動体３が転動室２１から抜け出ないようになっている。

さらに、この具体例の転動体３は、複数の振り子マスからなり、軸線方向で一方の振り子マスが他方の振り子マスに対して移動可能に形成されている。つまり、転動体３は軸線方向に分割された振り子マスである。すなわち、転動体３では、軸線方向で第１フランジ部５と第２フランジ部６との間隔が変化するように構成されている。

図１に示すように、転動体３は、一方の振り子マスとして第１フランジ部５を含む第１振り子マス３１と、他方の振り子マスとして第２フランジ６を含む第２振り子マス３２とを備え、第１振り子マス３１と第２振り子マス３２とが軸線方向で相対移動可能に構成されている。なお、分割振り子マスである転動体３では、第１振り子マス３１と第２振り子マス３２とが一体となって振り子運動する。

第１振り子マス３１は、支持軸４と第１フランジ部５とが一体化されたマスである。図１に示す第１振り子マス３１では、軸線方向で支持軸４における一方の端部（左端部分）に支持軸４から径方向に突出する第１フランジ部５が設けられている。軸線方向で第１フランジ部５の右側面５ａが回転体２の左側面２ａと対向している。一方、第１フランジ部５ｂの左側面５ｂは第１振り子マス３１における左側面を形成している。

さらに、第１振り子マス３１には、軸線Ｘに沿って貫通する貫通孔３１ａが設けられている。貫通孔３１ａの開口端のうち左側の開口端３１ｂは、第１フランジ部５の左側面５ｂが軸線方向で凹んで形成された凹部３１ｃ内の側面に形成されている。凹部３１ｃの側面は軸線方向で転動体３の中央線よりも左側に配置される。また、貫通孔３１ａ内には、第２振り子マス３２が貫通しており、第１振り子マス３１が第２振り子マス３２に嵌合している。

第２振り子マス３２は、第２フランジ部６が支持軸４の右側に配置されて第１振り子マス３１と結合されている。軸線方向で第２フランジ部６の左側面６ａが回転体２の右側面２ｂと対向している。さらに、第２振り子マス３２には、第２フランジ部６と一体化され、転動体３の左側に向けて左側面６ａから軸線方向に突出する芯部３２ａが設けられている。芯部３２ａが第１振り子マス３１の貫通孔３１ａ内に挿入される。つまり、軸線方向で第２振り子マス３２における第２フランジ部６の左側面６ａと第１振り子マス３１における支持軸４の右端面４ａとが対向している。つまり、図１に示す状態では、右端面４ａと左側面６ａとが接触しており、第１フランジ部５と第２フランジ部６との軸線方向間隔が最も狭い状態である。

また、芯部３２ａの先端部分は、貫通孔３１ａを突き抜けて開口端３１ｂよりも左側に突出しているとともに、かしめられて半径方向で外側に突出するかしめ部３２ｂにより形成されている。すなわち、外周側に広げられたかしめ部３２ｂの外径は、芯部３２ａの外径および開口端３１ｂの開口径よりも大径に形成されている。第２振り子マス３２が第１振り子マス３１の貫通孔３１ａから抜け落ちないように構成されている。

さらに、かしめ部３２ｂは、第１振り子マス３１の凹部３１ｃ内に収まるように配置されている。例えば、図１に示す状態では、かしめ部３２ｂの左側面と第１フランジ部５の左側面５ｂとは軸線方向で同じ位置に配置される。要は、かしめ部３２ｂの左側面が第１振り子マス３１の左側面５ｂよりも左側に突出しないように構成されている。

さらに、振動低減装置１は、各フランジ部５，６の軸線方向間隔が狭くなる弾性力を作用する弾性部材を備えている。図１に示す振動低減装置１では、その弾性部材として皿ばね７を備えている。皿ばね７は、第１振り子マス３１の凹部３１ｃ内に配置され、各振り子マス３１，３２に軸線方向の弾性力（ばね荷重）を作用させる。なお、皿ばね７は、各振り子マス３１，３２と一体となって振り子運動するため、慣性質量体としての転動体３に含まれる。

例えば、皿ばね７が、径方向で芯部３２ａのうち凹部３１ｃ内に配置された部分の外周側に配置される。さらに、軸線方向でかしめ部３２ｂの右側面と凹部３１ｃの左側面との間に皿ばね７が挟まれている。その皿ばね７が軸線方向に弾性変形する。第１振り子マス３１は皿ばね７から右方向のばね荷重を受け、第２振り子マス３２が皿ばね７から左方向のばね荷重を受ける。すなわち、転動体３内において皿ばね７により第１フランジ部５には右方への軸線方向荷重が作用されかつ第２フランジ部６には左方への軸線方向荷重が作用される。図１に示す状態では、皿ばね７のばね荷重により第１振り子マス３１の右端面４ａと第２振り子マス３２の左側面６ａとが接触しており、各フランジ部５，６ｃの間隔が最も狭くなっている。

このように構成された振動低減装置１では、正位置の状態で転動体３が転動面２１ａに沿って移動して振り子運動することが望まれる。しかし、各フランジ部５，６の間隔が回転体２の板厚よりも大きく形成されているため、何らかの要因により転動体３が軸線方向へ移動していずれか一方のフランジ部が回転体２に衝突する可能性がある。

ここで、振動低減装置１において転動体３のフランジ部が回転体２に衝突した場合について説明する。まず、図１に示す状態において振動低減装置１に左右方向（軸線方向）の振動などが作用すると、慣性力により転動体３が回転体２に対して軸線方向へ移動する。例えば、転動体３が軸線方向で右側へ向けて移動する。その移動時、皿ばね７の弾性力により第１振り子マス３１の右側面４ａと第２振り子マス３２の左側面６ａとが接触している。そして、転動体３の第１フランジ部５と回転体２とが衝突する。その衝突が起きた場合の振動低減装置１について図２に示してある。

図２に示すように、右方へ移動した転動体３は、第１フランジ部５の右側面５ａが回転体２の左側面２ａに衝突する。その衝突時、衝突エネルギーが生じる。また、その衝突により第１振り子マス３１は右側へ移動しなくなるが、第２振り子マス３２は慣性力によりさらに右側へ移動しようとする。この場合に、皿ばね７が軸線方向に縮み、第２振り子マス３２が第１振り子マス３１に対して軸線方向で右側に移動する。したがって、衝突エネルギーの一部が皿ばね７に吸収される。そのため、回転体２と転動体３との衝突時に生じる異音を低減できる。

加えて、衝突前まで接触していた第１振り子マス３１の右側面４ａと第２振り子マス３２の左側面６ａとが衝突により離れる。図２に示すように側面４ａ,６ａ間に所定の隙間ｄが生じるため、第１フランジ部５と第２フランジ部６との間隔が図１に示す状態よりも広くなる。つまり、皿ばね７が最も縮んだ状態では、各フランジ部５，６の間隔が最大となる。

また、図２に示す転動体３の状態では、軸線方向で転動体３の中央部分を通る中央線が図１に示す状態よりも右側に移動している。それは、図２に示す転動体３が図１に示す状態よりも右側に移動しているためである。さらには、第１振り子マス３１と第２振り子マス３２とが軸線方向で相対移動したことにより、図２に示す転動体３の軸線方向長さが図１に示す転動体３よりも長くなったためである。要するに、図２に示す状態では、転動体３の中央線が回転体２の中央線と一致しない。なお、図２に示す状態でも、転動体３が回転体２に対して傾斜しておらず、回転体２の中央線および転動体３の中央線は軸線Ｘと直交する。

そして、側面４ａ，６ａ間の隙間ｄが生じた状態において、第１振り子マス３１と第２振り子マス３２とが軸線方向で離れる相対移動が停止すると、皿ばね７のばね荷重により各フランジ部５，６の間隔が最小間隔となるように狭められる。例えば、図２に示す状態から、軸線方向で移動しない第１振り子マス３１に対してばね荷重により第２振り子マス３２が左側に移動する。その後、隙間を生じていた右側面４ａと左側面６ａとが接触して各フランジ部５，６の間隔が最小間隔の状態となる。すなわち、転動体３の軸線方向長さが図１に示す状態となり、図２に示す状態よりも転動体３の中央線の位置が左側に移動する。

以上説明したように、この具体例の振動低減装置によれば、転動体が軸線方向で相対移動可能に構成された第１振り子マスと第２振り子マスとを備え、その振り子マスに各フランジ部の間隔を狭める方向のばね荷重を作用する皿ばねが設けられているので、回転体と転動体とが衝突した際の衝突エネルギーの一部を皿ばねにより吸収できる。そのため、回転体と転動体とが衝突した際に生じる異音を低減できる。

なお、この発明における振動低減装置は、前述した具体例に限定されず、この発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

例えば、前述した具体例では、第１振り子マスと第２振り子マスとの抜け止め部分は、芯部の先端部をかしめたかしめ部により構成された例について説明したが、この発明の振動低減装置はこれに限定されない。具体的には、その第２振り子マスにおいて、芯部が同一径に形成され、その芯部の先端部分に芯部とは別体であって芯部よりも大径に形成された抜け止め部材が設けられてもよい。この場合、第１振り子マスと第２振り子マスとの組み立て方法として、第１振り子マスの貫通孔に第２振り子マスの芯部を挿入し、その芯部の外周側に皿ばねを設置し、その後、芯部の先端部分に抜け止め部材を嵌め込ませる。

また、前述した弾性体は、皿ばねに限定されない。要するに、各フランジ部の間隔を狭める方向に弾性力を作用する弾性体であればよい。例えば、図３に示すように、転動体３に設けられる弾性体としてコイルばね８が設けられてもよい。さらに、図３に示す転動体３では、前述した抜け止め部材として芯部３２ａの外周に嵌合させたエンドプレート３２ｃが第２振り子マス３２と一体化されている。

さらに、この発明における振動低減装置は車両に搭載させることができる。振動低減装置が車両に搭載された場合、回転体はエンジンから出力されたトルクを伝達する動力伝達経路中に設けられた所定の回転部材と一体回転するように構成される。この場合、回転体と一体回転する回転部材として、エンジンのクランクシャフトや、変速機の回転軸や、トルクコンバータのポンプインペラもしくはタービンランナなどがある。

１…振動低減装置、 ２…回転体、 ２ａ，２ｂ…側面、 ３…転動体、 ４…支持軸、 ４ａ…右側面、 ５…第１フランジ部、 ５ａ…右側面、 ６…第２フランジ部、 ６ａ…左側面、 ７…皿ばね、 ２１…転動室、 ２１ａ…転動面、 ３１…第１振り子マス、 ３２…第２振り子マス。

Claims (1)

1. 回転体と、前記回転体の外周側部分に形成され当該回転体の回転中心軸線方向に貫通した転動室と、前記転動室内に収容された転動体とを備え、前記転動体は、前記軸線方向の両端部分に径方向で外側に突出して前記回転体の側面と対向するフランジ部を有し、前記転動室の内面のうち前記回転体の径方向で外側の面は前記転動体が接触する転動面を構成するとともにその転動体が前記転動面に沿って移動して振り子運動するように構成された振動低減装置において、
   前記転動体は、前記軸線方向で相対移動可能に分割された振り子マスであって、
   一方の前記側面と対向する第１の前記フランジ部を含む第１振り子マスと、
   他方の前記側面と対向する第２の前記フランジ部を含む第２振り子マスとを備え、
   前記各フランジ部の間隔が狭くなる方向に弾性力を作用させる弾性部材が第１振り子マスと第２振り子マスとの間に設けられている
   ことを特徴とする振動低減装置。

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