JP2017133549A - Torsional vibration reduction device - Google Patents
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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。 The present invention relates to an apparatus for reducing torsional vibration by reciprocating motion or pendulum motion of an inertial mass body.
この種の装置が特許文献1ないし特許文献3に記載されている。それらの装置は、回転体の円周方向に一定の間隔で形成された転動室の内部に転動体が配置されている。転動室の内壁面のうち回転体の半径方向で外側の内壁面に転動面が形成されている。回転体が回転すると、転動室内に配置されている転動体が回転体と共に回転し、各転動体に遠心力が作用する。その遠心力によって転動面に各転動体が押し付けられる。こうして回転体が回転している状態でトルクが変動すると、回転体が回転方向に振動する。これにより各転動体に回転方向の相対的な加速度が生じ、各転動体は慣性力によって転動面に沿って転動する。この転動体の慣性力が回転体の振動を抑制する方向に作用し、捩り振動が低減される。特許文献1に記載された転動体は円柱状に形成されており、特許文献2に記載された転動体は、円柱状の支持軸部と、軸線方向で支持軸部の両側に設けられたフランジ部とを備え、断面形状が「H」形を成している。その支持軸部の外周面が転動面に押し付けられる。また一方のフランジ部が支持軸部に一体に形成されており、その支持部材に他方のフランジ部が取り付けられる。すなわち、特許文献2に記載された転動体は軸線方向に分割して形成されている。特許文献3に記載された転動体も、特許文献2に記載された転動体とほぼ同様に構成されている。
This type of apparatus is described in Patent Documents 1 to 3. In these apparatuses, the rolling elements are arranged inside rolling chambers formed at regular intervals in the circumferential direction of the rotating body. Of the inner wall surface of the rolling chamber, a rolling surface is formed on the outer inner wall surface in the radial direction of the rotating body. When the rotating body rotates, the rolling element disposed in the rolling chamber rotates together with the rotating body, and a centrifugal force acts on each rolling element. Each rolling element is pressed against the rolling surface by the centrifugal force. Thus, when the torque varies with the rotating body rotating, the rotating body vibrates in the rotation direction. As a result, relative acceleration in the rotational direction is generated in each rolling element, and each rolling element rolls along the rolling surface by inertial force. The inertial force of the rolling element acts in a direction to suppress the vibration of the rotating body, and torsional vibration is reduced. The rolling element described in Patent Document 1 is formed in a cylindrical shape, and the rolling element described in
転動体を転動させる構成の振動減衰装置では、その転動体が転動面上を円滑に転動し、かつ、転動体の質量が大きいほど、振動の減衰性能が向上する。特許文献1ないし特許文献3に記載された構成では、振動の減衰性能を向上させるために転動体の質量を増大すると、それに伴って転動体の外径も大きくなる。すなわち、転動体の転動慣性力が大きくなる。その結果、転動面に対して転がらずに滑ってしまい、所期の振動減衰性能を得られなくなる可能性がある。
In the vibration damping device configured to roll a rolling element, the vibration damping performance improves as the rolling element rolls smoothly on the rolling surface and the mass of the rolling element increases. In the configurations described in Patent Document 1 to
この発明は上記の技術的課題に着目してなされものであって、転動体の質量を増大させるとともに、その転動体を転動面に沿って円滑にかつ滑りを生じさせず転動させることができる捩り振動減衰装置を提供することを目的とするものである。 This invention is made paying attention to said technical subject, and while increasing the mass of a rolling element, it is possible to roll the rolling element smoothly and without slipping along the rolling surface. An object of the present invention is to provide a torsional vibration damping device that can be used.
上記の目的を達成するために、この発明は、トルクを受けて回転する回転プレートと、前記回転プレートの円周方向に一定の間隔で形成された転動室と、前記転動室の内壁面のうち前記回転プレートの半径方向で外側の内壁面に形成された転動面と、前記転動室に配置されかつ前記トルクの変動に応じて前記転動面に沿って往復転動することにより前記トルクの変動に起因する捩り振動を低減する転動体とを備えた捩り振動低減装置において、前記転動体は、その回転中心側に設けられた内側部材と、前記内側部分の外側に設けられた外側部材とを備え、前記内側部分の比重は、前記外側部分の比重より大きいことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a rotating plate that receives torque and rotates, a rolling chamber formed at regular intervals in a circumferential direction of the rotating plate, and an inner wall surface of the rolling chamber. A rolling surface formed on the outer inner wall surface in the radial direction of the rotating plate, and reciprocatingly rolling along the rolling surface according to the variation of the torque and disposed in the rolling chamber. In the torsional vibration reduction device including a rolling element that reduces torsional vibration due to the fluctuation of the torque, the rolling element is provided on an inner member provided on the rotation center side and provided on the outer side of the inner part. An outer member, and the specific gravity of the inner portion is greater than the specific gravity of the outer portion.
この発明によれば、回転プレートが回転することによる遠心力によって転動面に転動体が押し付けられる。この状態で回転プレートに捩り振動が生じると、転動面に沿って転動体が往復転動し、回転プレートの捩り振動が減衰もしくは低減される。この発明における転動体はその回転中心側に設けられた内側部材とその外側に設けられた外側部材とによって構成されており、内側部分の比重は外側部分の比重より大きい。すなわち、転動体の外径を増大させることなく、転動体の総質量が増大されている。言い換えれば、質量の増大に対して転動体の転動慣性力の増大が抑制されている。その結果、この発明によれば、転動体の質量を増大できるとともに、その転動体の滑りを回避もしくは抑制して転動体を円滑に転動させることができ、振動減衰性能を向上できる。 According to this invention, the rolling element is pressed against the rolling surface by the centrifugal force generated by the rotation of the rotating plate. When torsional vibration is generated in the rotating plate in this state, the rolling element reciprocates along the rolling surface, and the torsional vibration of the rotating plate is attenuated or reduced. The rolling element according to the present invention includes an inner member provided on the rotation center side and an outer member provided on the outer side, and the specific gravity of the inner portion is greater than the specific gravity of the outer portion. That is, the total mass of the rolling elements is increased without increasing the outer diameter of the rolling elements. In other words, an increase in rolling inertia force of the rolling element is suppressed with respect to an increase in mass. As a result, according to the present invention, the mass of the rolling element can be increased, and the rolling element can be smoothly rolled while avoiding or suppressing slippage of the rolling element, thereby improving the vibration damping performance.
つぎにこの発明を実施形態に基づいて説明する。この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置は、トルクが入力される回転プレートに取り付けられた転動体を、トルクの変動に応じて往復転動させることによりトルク変動に起因する回転プレートの捩り振動を低減もしくは抑制するように構成されている。図1は、この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の一例の一部を示す正面図であり、図2は、図1に示すII−II線に沿う断面図である。回転プレート1は、ここに示す例では、環状あるいは円板状のプレートであって、その中心に図示しないエンジンのクランク軸や、駆動力を図示しない車輪に伝達するプロペラシャフトあるいは車軸などの回転軸が連結されている。すなわち回転プレート1と上述した各回転軸とは同軸上に配置されている。 Next, the present invention will be described based on embodiments. The torsional vibration reducing device according to the embodiment of the present invention is a torsional vibration of a rotating plate caused by torque fluctuation by causing a rolling element attached to the rotating plate to which torque is input to roll back and forth according to the torque fluctuation. It is comprised so that may be reduced or suppressed. FIG. 1 is a front view showing a part of an example of a torsional vibration reducing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG. In the example shown here, the rotating plate 1 is an annular or disk-shaped plate, and a rotating shaft such as an engine crankshaft (not shown) or a propeller shaft or an axle for transmitting driving force to a wheel (not shown) at the center thereof. Are connected. That is, the rotating plate 1 and the above-described rotating shafts are arranged coaxially.
この回転プレート1の回転中心Oから同一の半径位置の円周上に一定の間隔で転動室2が形成されている。それらの転動室2は回転プレート1をその板厚方向に貫通して形成されている。各転動室2に転動体3がそれぞれ配置されている。各転動室2はその内部に配置される転動体3が所定の範囲で往復動できる適宜の形状および大きさに形成されている。その形状は、図1に示す長孔形状であってもよく、あるいは単純な円形であってもよい。
転動体3は、図2に示すように、その回転中心側に設けられた円柱状の軸部3Aと、軸部3Aの外側に設けられた円筒部3Bとによって構成されており、全体として円柱状に形成されている。軸部3Aは、この発明の実施形態における内側部材に相当しており、円筒部3Bを構成している材料に比較して比重の大きい材料によって構成されている。その円筒部3Bがこの発明の実施形態における外側部材に相当している。軸部3Aはいわゆる高比重材料によって構成されており、その高比重材料としてはタングステンやその化合物あるいは合金もしくはそれらを含む合成樹脂材料などが挙げられる。円筒部3Bは従来知られた材料例えば鋼材によって構成されている。このような構成であれば、転動体3の外径を増大させることなく、転動体3の総質量を増大できる。すなわち、転動体3の質量の増大に対して転動体3の転動慣性力の増大を抑制できる。そのため、上記構成では、転動体3の総質量が大きいとしても、回転プレート1の振動に応じて転動体3が往復転動できる。つまり転動体3の滑りを抑制して円滑に転動させることができる。
As shown in FIG. 2, the
また、円筒部3Bの外径は転動室2における最も開口幅の狭い箇所の寸法より僅かに小さく設定されている。これは、転動体3が後述する転動面4に滑り接触することなく転動面4上を転動できるようにするためである。したがって、転動体3の外周面と転動室2の内壁面との間には隙間がある。なお、図2に示す例では、転動体3の軸長は回転プレート1の板厚より長く設定されているが、転動体3の軸長を回転プレート1の板厚より短く設定することにより転動室2内に転動体3を収容してもよい。
The outer diameter of the
転動室2の内壁面のうち回転プレート1の半径方向で外周側の内壁面は、遠心力によって転動体3が押し付けられかつトルク変動によって転動体3が往復転動させられる転動面4となっている。その転動面4の形状は、回転プレート1の半径より小さい曲率半径の円弧面もしくは円弧面に近似した曲面である。この転動面4に続いている両側の内壁面が各転動室2を区画している境界面5となっている。転動体3はこれらの境界面5を限度として、あるいは各境界面5同士の間で転動するように構成されている。なお、図1および図2には、遠心力によって転動面4に転動体3が押し付けられている状態を示している。
Of the inner wall surface of the
つぎに上記構成の捩り振動低減装置の作用について説明する。回転プレート1が回転すると、転動室2内に配置されている転動体3が回転プレート1と共に回転し、各転動体3に遠心力が作用する。その遠心力がある程度大きければ、各転動体3は、図1および図2に示すように、転動面4のうち回転プレート1の回転中心Oから最も離れた箇所に移動し、転動体3における円筒部3Bの外周面が転動面4に押し付けられる。
Next, the operation of the torsional vibration reducing device having the above configuration will be described. When the rotating plate 1 rotates, the rolling
回転プレート1が回転している状態で回転プレート1のトルクが変動すると、回転プレート1が回転方向に振動(捩り振動)する。これにより、各転動体3に回転方向の相対的な加速度が生じ、各転動体3は慣性力によって転動面4に沿って転動する。その転動面4は前述したように、曲率半径が小さい曲面となっているので、回転プレート1の半径方向における各転動体3の位置が変化する。このような変化がトルク変動によって繰り返し生じる。その転動体3の慣性力が回転プレート1の振動を抑制する方向に作用し、捩り振動が低減される。
When the torque of the rotating plate 1 fluctuates while the rotating plate 1 is rotating, the rotating plate 1 vibrates in the rotational direction (torsional vibration). Thereby, the relative acceleration of a rotation direction arises in each rolling
この発明の実施形態では、転動体3の軸部3Aを円筒部3Bに比較して比重の大きい材料によって構成しているため、転動体3の外径を増大させることなく転動体3の総質量を増大できる。つまり、質量の増大に対して転動慣性力の増大が抑制されている。それらの結果、転動体3の滑りを抑制して転動面4に沿って転動体3を円滑に往復転動させることができるので、振動減衰性能を向上できる。また、上述した構成では、転動体3の寸法や転動面4の曲率などに加えて、軸部3Aの比重や軸部3Aと円筒部3Bとの構成比率を変更することによって転動体3の総質量を変更できるため、全体として設計の自由度を向上できる。さらに、軸部3Aのみを高比重部材によって構成するため、高比重部材を用いることによる材料コストの増大を抑制できる。また、その高比重部材は円筒部3Bによって覆われるため、転動面4に接触することがない。すなわち、高比重部材によって構成した軸部3Aの耐久性を向上できる。
In the embodiment of the present invention, since the
図3は、この発明の実施形態における転動体の一例を示す断面図である。ここに示す例では、転動体30は複数の部材によって構成されている。その転動体30は第1マス31と第2マス32とを備え、その第1マス31は円筒状の軸部31Aと、その軸線方向での一端部にその中心が軸部31Aの軸線にほぼ一致するように設けられた一方のフランジ部31Bとを有している。遠心力によって上述した転動面4にその軸部31Aの外周面が押し付けられる。軸部31Aの軸長は回転プレート1の板厚より長く設定され、軸部31Aの外径は転動室2における最も開口幅の狭い箇所の寸法より僅かに小さく設定されている。また軸部31Aの内径は後述する凸部32Aの外径とほぼ同じに設定されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a rolling element in the embodiment of the present invention. In the example shown here, the rolling
第2マス32は円柱状の凸部32Aと、その軸線方向での一端部にその中心が凸部32Aの軸線にほぼ一致するように設けられた他方のフランジ部32Bとを有している。凸部32Aの外径は上述した軸部31Aの内径とほぼ同じに設定されており、その軸部31Aに軸部31Aが挿入されて第1マス31と第2マス32とが一体化される。
The
各フランジ部31B,32Bの外径は回転プレート1の半径方向での転動室2の幅より大きく設定されている。これは、転動体30が軸線方向に移動した場合に、各フランジ部31B,32Bを回転プレート1の両側面に引っ掛けるためである。こうすることにより、転動体30が転動室2からその軸線方向に抜け出ることを抑制することができる。
The outer diameters of the
図3に示す構成では、転動体30の回転中心軸線側に凸部32Aが設けられ、その外側に軸部31Aが設けられているため、第2マス32が高比重部材によって構成されている。第1マス31は従来知られた鋼材によって構成されている。このような構成であれば、転動体30の全体として半径方向で内側の比重が大きくなり、外側の比重が小さくなる。したがって、上述した構成であっても、転動体30の転動慣性力の増大を抑制でき、図1に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。
In the configuration shown in FIG. 3, since the
1…回転プレート、 2…転動室、 O…回転プレートの回転中心、 3…転動体、 3A…軸部(転動体の半径方向における内側部分)、 3B…円筒部(転動体の半径方向における外側部分)、 4…転動面。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotating plate, 2 ... Rolling chamber, O ... Rotation center of rotating plate, 3 ... Rolling body, 3A ... Shaft part (inner part in radial direction of rolling element), 3B ... Cylindrical part (radial direction of rolling element) Outer part), 4 ... rolling surface.
Claims (1)
前記転動体は、その回転中心側に設けられた内側部材と、前記内側部分の外側に設けられた外側部材とを備え、
前記内側部分の比重は、前記外側部分の比重より大きい
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 A rotating plate that rotates upon receiving torque, a rolling chamber formed at regular intervals in a circumferential direction of the rotating plate, and an inner wall surface that is radially outer of the rotating plate among the inner wall surfaces of the rolling chamber And a rolling surface disposed in the rolling chamber and reciprocatingly rolled along the rolling surface according to the torque variation to reduce torsional vibration caused by the torque variation. In a torsional vibration reduction device comprising a moving body,
The rolling element includes an inner member provided on the rotation center side, and an outer member provided outside the inner portion,
The torsional vibration reduction device according to claim 1, wherein the specific gravity of the inner portion is greater than the specific gravity of the outer portion.
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JP2014152836A (en) * | 2013-02-06 | 2014-08-25 | Aisin Seiki Co Ltd | Dynamic vibration absorber |
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