JP2015200329A - 捩り振動低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性あるいは耐久性に優れ、かつ転動体と転動室とが衝突することによる異音の発生を抑制することのできる捩り振動低減装置を提供する。
【解決手段】回転体１の外周部に回転体１の円周方向に予め定めた間隔をあけて形成された複数の転動室２と、その各転動室２に収容されかつ回転体１の捩り振動に応じて転動室２内を往復動する転動体４と、転動室２および転動体４を覆うカバー６とを備えた捩り振動低減装置において、カバー６における回転体１側の面であってかつ隣接する転動室２同士の間に対応する部分に、各転動室２および各転動体４が配置されている領域同士を区画する凸部１１ａ，１１ｂが設けられ、凸部１１ａ，１１ｂに、転動体４が転動室２の端部側にまで移動した際に当接させて緩衝を行う緩衝部１２が設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、慣性質量体の往復運動あるいは振り子運動によって捩り振動を低減させる装置に関するものである。

この種の装置の一例が特許文献に記載されている。この装置は、慣性質量体が転動体として構成され、その転動体が回転体に形成された転動面に沿って往復動することにより、回転体の捩り振動を低減するようになっている。特に特許文献１に記載された装置はトルクコンバータの内部に収容されており、転動体の往復動がトルクコンバータ内の油圧によって阻害されないようにするために、転動体および転動面がダンパハウジングによって液密状態に収容されている。そのダンパハウジングは環状に形成されており、回転体の全周に亘って設けられている。つまり環状の密閉空間が転動室となっており、その内部に一定の間隔で複数の転動体および転動面が配置される。

また特許文献２に記載された装置では、エンジンのクランクシャフトに取り付けられる円板状の吸振ブロックの外周部に、互いに独立した空間として転動室が複数形成されている。それらの転動室ごとに転動体が収容されている。さらに特許文献３に記載された装置では、転動体の外周面の全周に亘って環状凸部が形成されており、その頂部にゴムリングが取り付けられている。また、上記の環状凸部に嵌まり合う環状溝が、転動体の転動を案内するガイド孔に形成されている。なおガイド孔は転動体を収容する転動室内に形成されている。上記の環状溝は、転動体の振幅が大きい部分では、前記ゴムリングと接触するように構成されている。つまり、転動体の振幅が大きくなった場合に、転動体と転動室との衝突を緩和して異音の発生を抑制するように構成されている。

国際公開第２０１３／１２８５９０号 特開平７−２８００３７号公報 特開平８−１２１１８７号公報

上記の各装置では、転動体とこれが接触する部分との間の摩擦が問題となる。そこで、転動体をオイルによって潤滑する場合がある。特許文献１に記載された構成では、環状のダンパハウジング内にオイルを封入し、ダンパハウジング内でオイルを撹拌することになる。この場合に、回転体の回転数が低いことによりオイルの掻き上げ量が少ないと、ダンパハウジングの底部にオイルが溜まってしまい、各転動体および各転動面にオイルを供給して潤滑することが困難になる可能性がある。また特許文献２に記載された構成では、各転動室が独立した空間となっているために、転動室ごとにオイルを封入するとすれば、転動体や転動面に対する潤滑を良好に行うことができる。しかしながら、転動体の振幅が大きくなると、転動体と転動室とが衝突して異音が発生する可能性がある。特許文献３に記載された構成では、ゴムリングによって転動体と転動室との衝突を緩和して異音の発生を抑制することができる。しかしながら、特許文献３に記載された構成では、転動体に環状凸部を形成し、その頂部にゴムリングを取り付けるため、転動体の構成が複雑になり、その分、コストや部品点数などが増大する可能性がある。

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、耐摩耗性あるいは耐久性に優れ、かつ転動体と転動室とが衝突することによる異音の発生を抑制することのできる捩り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、この発明は、回転体の外周部に該回転体の円周方向に予め定めた間隔をあけて形成された複数の転動室と、その各転動室に収容されかつ前記回転体の捩り振動に応じて前記転動室内を往復動する転動体と、前記転動室および前記転動体を覆うカバーとを備えた捩り振動低減装置において、前記カバーにおける前記回転体側の面であってかつ隣接する前記転動室同士の間に対応する部分に、前記各転動室および前記各転動体が配置されている領域同士を区画する凸部が設けられ、前記凸部に、前記転動体が前記転動室の端部側にまで移動した際に当接させて緩衝を行う緩衝部が設けられていることを特徴とするものである。

この発明によれば、カバーに形成された凸部によって、各転動室および各転動体が配置されている領域同士が隔てられる。そのため、カバー内に転動体を潤滑するためのオイルを封入する場合に、それらの領域ごとにオイルを保持することができる。その結果、転動体および転動室に対する潤滑が良好になり、耐摩耗性あるいは耐久性を向上させることができる。また、転動体が転動室の端部側に移動した場合に、転動体が当接する緩衝部が凸部に設けられているため、転動室の端部もしくは端面に転動体が当接することを抑制でき、あるいは激しく当接することを回避できる。その結果、打撃音などの異音の発生を防止もしくは低減することができる。さらに、トルクコンバータの内部の油圧が高くなったとしても、上記の凸部がいわゆるリブとして機能するため、カバーの剛性が向上してカバーが変形しにくくなる。その結果、カバーと転動体との接触を抑制できる。これにより転動体の往復動を維持することができ、制振性能が良好になる。また不要な摩擦が生じないため、装置の耐久性を向上させることができる。

この発明に係る捩り振動低減装置の一例における回転体にカバーを取り付けた状態を示す図である。 この発明に係る捩り振動低減装置の一例における部分的な断面図である。 この発明に係る捩り振動低減装置の一例における回転体からカバーを外した状態を示す図である。 この発明に係る捩り振動低減装置の他の例における回転体にカバーを取り付けた状態の一部を示す図である。 この発明に係る捩り振動低減装置の更に他の例における部分的な断面図である。

つぎにこの発明を具体的に説明する。図３は、この発明に係る捩り振動低減装置の一例における回転体からカバーを外した状態を示す図である。捩り振動を低減するべき部材に取り付けられる回転体１の外周部に複数の転動室２が形成されている。これらの転動室２は、回転体１を板厚方向に貫通して形成された貫通部であって、図３に示す例では、等間隔に４つ形成されている。それらの転動室２の間の部分がいわゆるスポーク部３となっている。各転動室２の形状は、図３に示すように、回転体１の外周面よりも大きく湾曲した形状であり、模擬的には楕円形もしくは長円形を湾曲させた形状となっている。各転動室２には、回転体１のトルクが変動した場合に慣性力で振り子運動を行う転動体４が収容されている。その転動体４は、回転体１が回転した場合に遠心力によって転動室２のうち回転体１の半径方向で外側の内面に押し付けられ、その内面に沿って転動するように構成されている。そのため上記の内面が転動面５となっている。

また転動体４は、円柱形状の軸部４ａと、その両側に一体的に設けられかつ軸部４ａの外径よりも大きな外径を有するフランジ部４ｂ，４ｃとによって構成されている。上記の軸部４ａは回転体１の板厚より長く、またその外径は回転体１の半径方向での転動室２の開口幅よりも小さく形成されている。この軸部４ａの外周面が転動面５に接触する部分であり、遠心力によって転動面５に押し付けられる。フランジ部４ｂ，４ｃの外径は転動室２の開口幅よりも大きく形成されている。そのため、フランジ部４ｂ，４ｃの内側壁面が回転体１の側面に引っ掛かって転動体４が転動室２から抜け出ないようになっている。

図２は、この発明に係る捩り振動低減装置の一例における部分的な断面図である。上記の回転体１は、トルクコンバータ（図示せず）の内部に取り付けられるように構成されており、その外周側の部分には図２に示すように、カバー６が取り付けられている。このカバー６は、転動体４の往復動がトルクコンバータ内の油圧によって阻害されないようにするためのものである。一方で、カバー６の内部には、転動体４と転動面５との摩擦を低減するために、オイル７が予め定めた量だけ封入されている。上記のカバー６は、ここに示す例では、同形状に形成された２つの部材によって回転体１を挟み付け、その状態で一体化して構成されている。以下の説明では、便宜上、回転体１を挟んで一方側に配置される部材を第１カバー部材８と称し、他方側に配置される部材を第２カバー部材９と称する。

図１は、この発明に係る捩り振動低減装置の一例における回転体にカバーを取り付けた状態を示す図である。上記の第１カバー部材８は、図１および図２に示すように、転動室２および転動体４に対向する部分が回転体１とは反対側に凹んだ箱形断面（矩形断面）をなし、それらの凹部同士の間の部分すなわち上記のスポーク部３に対向する部分が回転体１側に凸となって形成されている。つまり、全体としてリング状に形成されており、凹部１０と凸部１１とが円周方向に交互に形成されている。その凹部１０は、カバー６内で転動体４が往復動を行う空間を形成するためのものであり、したがって凹部１０における開口部の幅および深さは転動面５に沿って往復動を行う転動体４が衝突しない大きさに形成されている。

また凸部１１は、隣接する凹部１０同士すなわち転動室２および転動体２が配置されている領域を隔てるためのものである。この凸部１１は、スポーク部３の幅方向での中央部に対応する位置すなわち転動室２の端部にまで移動した転動体４が衝突しない位置に設けられている。言い換えれば、各転動室２から転動体４の振り子運動の方向に外れた箇所に設けられている。上記の凸部１１は、ここに示す例では、第１カバー部材８の半径方向での内側に設けられた内側凸部１１ａと、外側に設けられた外側凸部１１ｂとによって構成されている。それらの凸部１１ａ，１１ｂは、回転体１の軸線方向に等しい長さで突出している。なお、凹部１０および各凸部１１ａ，１１ｂは、絞り加工などの従来知られている方法によって形成することができる。第２カバー部材９も、第１カバー部材８と同様に構成されている。そして、第１カバー部材８の凹部１０と第２カバー部材９の凹部（図示せず）と転動室２とによって構成される領域あるいは空間Ａ内に、転動体４および転動面５が配置され、またオイルが保持される。

上述した凸部１１ａ，１１ｂの間に、転動体４が転動室２の端部にまで移動した場合に転動体４と当接する緩衝部材１２が取り付けられている。その緩衝部材１２は、転動室２の端部に対する転動体４の衝突を緩和するためのものであり、例えば柔軟構造を有する部材や、ゴムなどの弾性部材によって構成することができる。その形状は、図１に示す例では、円筒形状に形成されている。また緩衝部材１２は、上述したように、転動体４に当接して緩衝を行うものであるから、その大きさは、転動体４が転動室２の端部にまで移動した場合に、転動体４に当接する大きさに形成されている。なお、上記の緩衝部材１２が、この発明における緩衝部に相当している。また、転動面５に沿って往復動する転動体４のフランジ部４ｂ，４ｃの外周縁の軌跡を図１に符号Ｂで示してある。

つぎに上記構成の捩り振動減衰装置の作用について説明する。この装置は、トルクコンバータの内部に配置されている。しかしながら、転動室２および転動体４はカバー６によって液密状態に遮蔽されているから、トルクコンバータの内部の油圧が転動体４に作用することはない。回転体１が回転すると、転動体４は遠心力によって転動室２のうち回転体１の中心から最も遠い箇所に移動させられる。そして、回転体１のトルクが変化してその回転速度が変化すると、転動体４は慣性力によって転動室２の内部で振り子運動を行う。すなわち、転動面５に押し付けられた状態で、転動面５に沿って往復運動する。このような回転体１の捩り振動と転動体４の往復動とのずれによって捩り振動が低減させられる。

また、回転体１の回転速度が変化することにより大きな捩り振動が生じて転動体４の振幅が大きくなり、転動体４が転動室２の端部にまで移動した場合には、転動体４のフランジ部４ｂ，４ｃと緩衝部材１２とが当接する。つまり、転動室２の端部に対して転動体４が当接することを緩衝部材１２によって抑制できる。そのため、異音の発生を防止もしくは緩和することができる。また、上記の空間Ａにオイル７が保持されているため、回転体１の回転数が低い場合であっても、上記の空間Ａ内で転動体４によってオイル７が掻き上げられて転動体４および転動面５が潤滑され、それらの間の摩擦を低減することができる。さらに、各凸部１１ａ，１１ｂは、いわゆるリブとして機能するから、カバー６の剛性を向上させることができる。そのため、トルクコンバータの内部の油圧が高くなった場合におけるカバー６の変形を抑制することができる。それらの結果、転動体４の円滑な往復動が補償されて制振性能が良好になり、また不要な摩擦や摩耗が防止されて耐久性が向上する。

図４は、この発明に係る捩り振動低減装置の他の例における回転体にカバーを取り付けた状態の一部を示す図である。ここに示す例は、隣接する凹部１０同士の間に緩衝部材を２つ設けた例である。図４に示すように、第１カバー部材８における内側凸部１１ａと、外側凸部１１ｂとの間に、中間凸部１１ｃが設けられている。その中間凸部１１ｃと内側凸部１１ａとの間、および、中間凸部１１ｃと外側凸部１１ｂとの間に、板状の緩衝部材１３，１４がそれぞれ取り付けられている。

図４に示す構成では、転動体４が転動室２の端部にまで移動した場合に、転動体４のフランジ部４ｂ，４ｃと緩衝部材１３，１４とが当接する。つまり、転動体４は合計４つの緩衝部材１３，１４にほぼ同時に当接するから、図１に示す例よりも、転動室２の端部に対して転動体４が当接することを抑制でき、また異音の発生を防止もしくは緩和することができる。また、図１に示す例と同様に、転動体４および転動面５を潤滑することができるため、転動体４の円滑な往復動が補償されて制振性能が良好になり、また不要な摩擦や摩耗が防止されて耐久性が向上する。

図５は、この発明に係る捩り振動低減装置の更に他の例における部分的な断面図である。ここに示す例は、円柱形状の転動体１５をハウジング１６内に往復動可能に収容した例である。そのハウジング１６は、リング状に形成されかつ回転体１側に開口する本体部１７と、その開口端部に液密状態を維持して嵌め込まれる円板形状の蓋部１８とによって構成されている。詳細は図示しないが、上記の本体部１７における半径方向での外側の内面が、例えば、半径方向に連続して凹凸に変化する曲面として形成されており、その曲面が転動面１９となっている。それら外周側の面と内周側の面との間隔が狭い部分によって区画された部分が転動室２０となっている。上記の蓋部１８には、前記間隔が狭い部分に対応する部分に転動室２０側に凸となった凸部が形成されている。つまり上記の凸部と平板状の部分とが、円周方向に交互に形成されている。そのため、前記構成の本体部１７の開口端部に蓋部１８を嵌合すると、上記の凸部によって各転動室２が区画される。このようにして区画された転動室２０内に、転動体１５および転動面１９が配置され、またオイルが保持される。また、上記の凸部に緩衝部材を取り付ければ、転動室２０の端部に対する転動体１５の当接を緩和することができる。それらの結果、図５に示す構成であっても、前述した図１に示す例と同様に制振性能および耐久性を向上させることができるとともに、異音の発生を防止もしくは抑制することができる。

１…回転体、 ２…転動室、 ４…転動体、 ６…カバー、 １１ａ，１１ｂ…凸部、 １２…緩衝部材（緩衝部）。

Claims (1)

1. 回転体の外周部に該回転体の円周方向に予め定めた間隔をあけて形成された複数の転動室と、その各転動室に収容されかつ前記回転体の捩り振動に応じて前記転動室内を往復動する転動体と、前記転動室および前記転動体を覆うカバーとを備えた捩り振動低減装置において、
   前記カバーにおける前記回転体側の面であってかつ隣接する前記転動室同士の間に対応する部分に、前記各転動室および前記各転動体が配置されている領域同士を区画する凸部が設けられ、
   前記凸部に、前記転動体が前記転動室の端部側にまで移動した際に当接させて緩衝を行う緩衝部が設けられている
   ことを特徴とする捩り振動低減装置。

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