JP2017145857A - 捩り振動低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】往復運動や振り子運動を行う質量体の質量を増大させて周波数の低い振動の減衰性能を向上させることができるとともに、装置の大型化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５と、トルク変動によって回転体５に対して相対回転する慣性体１とを有する捩り振動低減装置において、回転体５と慣性体１とに対してトルク伝達可能に設けられた連結部材３と、回転体５と慣性体１とのいずれか一方に形成されかつ連結部材３を回転体５の回転方向には拘束するとともに回転体５の半径方向には移動可能に係合させた第１連結部７と、回転体５と慣性体１とのいずれか他方に形成され、連結部材３と係合する第２連結部２，４とを備え、連結部材３は、回転体５と慣性体１とが相対回転すると、第１連結部７に対する接触箇所Ｐが回転体５の半径方向に変位する。
【選択図】図１

Description

この発明は、入力されたトルクの変動（振動）に起因する捩り振動を低減させる振動低減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１に記載されている。その装置は、動力源に接続された環状の支持部材と、支持部材の円周方向に一定の間隔で形成されたガイド孔と、各ガイド孔のそれぞれに配置された複数の質量体とを有している。支持部材が回転すると、ガイド孔内に配置されている質量体も回転し、遠心力によってガイド孔の内壁面のうち支持部材の半径方向で外側の内壁面に各質量体が押し付けられる。遠心力によって半径方向で外側の内壁面に各質量体が押し付けられている状態でトルクが変動すると、半径方向で外側の内壁面に沿って各質量体が往復動する。それらの質量体の慣性力がトルク変動に起因する捩り振動を抑制する方向に作用し、その捩り振動が低減される。

特開２０１２−７７８２７号公報

トルク変動に起因する捩り振動を質量体の往復動によって低減する装置では、質量体の質量が大きいほど、低周波数の振動の減衰性能が向上する。特許文献１に記載された構成で、低周波数の振動の減衰性能を向上させる方法として質量体の数を多くして、装置の全体としての質量体の質量を増大させることが考えられる。しかしながら、支持部材の円周方向におけるガイド孔の設置数を増加させると、互いに隣接するガイド孔同士の間でスペースの取り合いが生じたり、各ガイド孔の大きさが制限されたりするため、質量体の総数を多くすることは困難であり、装置の全体として質量体の質量を増大させて振動減衰性能を向上させる点で改善の余地があった。

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、往復運動もしくは振り子運動を行う質量体の質量を増大させて周波数の低い振動の減衰性能を向上させることができるとともに、装置の大型化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。

この発明は、上記の目的を達成するために、トルクが入力されて回転する回転体と、前記トルクが変動することにより前記回転体に対して相対的に回転する慣性体とを有し、前記慣性体の前記回転体に対する相対回転によって前記回転体の捩り振動を抑制する捩り振動低減装置において、前記回転体と前記慣性体とに対してトルク伝達可能に設けられた連結部材と、前記回転体と前記慣性体とのいずれか一方に形成され、かつ、前記連結部材を前記回転体の回転方向には拘束するとともに前記回転体の半径方向には移動可能に係合させた第１連結部と、前記回転体と前記慣性体とのいずれか他方に形成され、前記連結部材と係合する第２連結部と備え、前記連結部材は、前記回転体と前記慣性体とが相対回転すると、前記連結部材の前記第１連結部に対する接触箇所が前記回転体の半径方向に変位して前記第１連結部と前記第２連結部とに係合することを特徴とするものである。

また、この発明では、前記第１連結部は、前記回転体の半径方向に延びて形成されかつ前記連結部材を挟んで前記回転体の半径方向にガイドするガイド溝部を有し、前記連結部材は、前記回転体の回転中心軸線と平行に配置された断面円形のピン部材によって構成され、前記第２連結部は、前記回転体が回転することによる遠心力で前記ピン部材が押し付けられかつ前記慣性体の曲率半径より前記慣性体の回転中心から外れた箇所を中心とした小さい曲率半径の円弧面を有していてよい。

さらに、この発明では、前記第１連結部は、前記回転体の半径方向に延びて形成されかつ前記連結部材を前記回転体の半径方向にガイドするガイド溝部を有し、前記連結部材は、前記ガイド溝部によって前記回転体の半径方向にガイドされる遠心マスと前記遠心マスに前記回転体の円周方向に並んで形成された少なくとも一対の第１孔部と前記第１孔部に移動可能に挿入されたピンとを有し、前記第２連結部は、前記ピンが挿入された第２孔部を有していてよい。

そして、この発明では、前記第１連結部は、前記回転体の半径方向に延びて形成されかつ前記連結部材を挟んで前記回転体の半径方向にガイドするガイド溝部を有し、前記連結部材は、前記ガイド溝部によって前記回転体の半径方向にガイドされる断面が環状をなす中空材によって構成され、前記第２連結部は、前記中空材の内径より小さい外径でかつ前記中空材の内部に挿入された支持ピンによって構成されていてよい。

また、この発明では、前記第１連結部は、前記回転体の半径方向に延びて形成されかつ前記連結部材を挟んで前記回転体の半径方向にガイドするガイド溝部を有し、

前記連結部材は、前記ガイド溝部に接触する面が曲面として形成されかつ前記曲面の曲率中心から外れた箇所を中心にして回転する揺動体によって構成され、前記第２連結部は、前記揺動体の回転中心に回転可能に嵌合している連結ピンによって構成されていてよい。

この発明によれば、回転体と慣性体とは連結部材を介してトルク伝達可能に連結され、また回転体のトルクが変動すると慣性体が自らの慣性力によって、回転体に対して相対回転する。連結部材は、回転体もしくは慣性体に対して第１連結部によって連結されており、その第１連結部では、連結部材は回転体の半径方向には移動可能であり、例えば遠心力が作用すると回転体の半径方向で外側に移動する。また、連結部材は、第１連結部によって回転体の回転方向には拘束されていて、第１連結部と連結部材との間でトルクを伝達する。これに対して第２連結部には連結部材が前記回転体の半径方向で係合し、したがって連結部材に遠心力が作用した場合には連結部材が第２連結部に密着する。その状態で上記のトルクの変動によって回転体と慣性体とが相対回転すると、連結部材の第１連結部に対する接触箇所が回転体の半径方向に変位する。その結果、回転体と慣性体との間で生じる慣性体の慣性に基づくトルクの作用箇所が半径方向に変化する。このような変化がトルクの周期的な変化すなわち振動によって繰り返し生じるので、トルクの変動やそれに起因する捩り振動を効果的に抑制することができる。また、この発明では、回転体に直接取り付け、もしくは係合させる部材は連結部材であって、振動低減のための慣性体は、回転体に隣接して配置するなど、慣性体の配置や大きさが回転体の大きさや形状などによって制約を受けない。そのため、回転体を大型化することなく慣性体の質量を増大させることができる。

この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の第１の例を模式的に示す正面図である。 図１に示すII−II線に沿う断面図である。 転動体を介した慣性体と連結部材との接続構造の他の例を説明するための図である。 転動体を介した慣性体と連結部材との接続構造の更に他の例を説明するための図である。 転動体を介した慣性体と連結部材との接続構造のまた更に他の例を説明するための図である。 転動体の形状の他の例を説明するための図である。 転動体の形状の更に他の例を説明するための図である。 転動体の形状のまた更に他の例を説明するための図である。 ガイド溝部を構成している一対の溝壁部の他の例を説明するための図である。 ガイド溝部を構成している一対の溝壁部の更に他の例を説明するための図である。 この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の第２の例を模式的に示す正面図である。 図１１に示すXII−XII線に沿う断面図である。 この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の第３の例を模式的に示す正面図である。 この発明の実施形態における慣性体の両側に連結部材をそれぞれ配置した例である。 この発明の実施形態における連結部材の両側に慣性体をそれぞれ配置した例である。 この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の第４の例を示す正面図である。 図１６に示すXVII−XVIIに沿う断面図である。 この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の第５の例を示す正面図である。 図１８に示すXIX−XIXに沿う断面図である。 図１８に示す捩り振動低減装置の他の例を示す正面図である。 図２０に示すXXI−XXIに沿う断面図である。 この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の第６の例を示す正面図である。 図２２に示すXXIII−XXIIIに沿う断面図である。 この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の第７の例を示す正面図である。 図２４に示すXXV−XXVに沿う断面図である。

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、トルクの変動に応じて回転体に対して相対的に慣性体を回転させることによりトルク変動に起因する回転体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第１の例を模式的に示す正面図であり、図２は、図１に示すII−II線に沿う断面図である。慣性体１は、ここに示す例では、環状のプレートであって、その中心に形成されている孔部１ａに後述する回転軸６が貫通されている。この慣性体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ガイド孔２が形成されている。それらのガイド孔２は慣性体１をその板厚方向に貫通して形成されており、各ガイド孔２に、この発明の実施形態における連結部材に相当する転動体３がそれぞれ配置されている。上述した各ガイド孔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に示す楕円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。図１には、回転中心Ｏについて点対称となる位置に四つのガイド孔２を形成した例を示してあるが、回転中心Ｏについて点対称となる位置に少なくとも二つのガイド孔２を形成してもよい。要は、各転動体３の重心の位置が上述した回転中心Ｏもしくは回転中心Ｏを通る軸線にほぼ一致していればよい。

ガイド孔２の内壁面のうち慣性体１の半径方向で外側の内壁面は、転動体３が遠心力によって押し付けられかつトルク変動によって転動体３が往復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、慣性体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。遠心力によって転動面４に転動体３が押し付けられる箇所がこれらの間でのトルクの伝達箇所であって、そのトルクの伝達箇所は後述するトルクの変動に応じて転動面４に沿って移動し、すなわち半径方向に変化する。なお、この転動面４に続いている両側の内壁面が各ガイド孔２を区画している境界面となっており、転動体３はこれらの境界面を限度として、あるいは各境界面同士の間で転動するように構成されている。なお、転動体３の形状については後述する。また、上述したガイド孔２や転動面４が、この発明の実施形態における第２連結部に相当している。

転動体３は、図１に示す例では、転動面４に沿って転動するように円柱状に形成されており、その軸長は慣性体１の板厚より長い。そのため、転動体３の両端部は図２に示すように、ガイド孔２から軸線方向に突出している。

上述した慣性体１と同軸上にかつ慣性体１の軸線方向で慣性体１に隣接して回転体５が配置されている。その回転体５は円板状に形成されていて、その直径は、遠心力によって各転動面４に押し付けられている各転動体３に対して慣性体１の半径方向で内側から接触する円の直径より小さい直径に設計されている。この回転体５は回転軸６を介して図示しない駆動力源に連結されると共に上述した慣性体１の孔部１ａを貫通している。

また回転体５の外周面における上述したガイド孔２に対応する位置に、前記外周面から半径方向で外側に延びたガイド溝部７がそれぞれ設けられている。そのガイド溝部７は半径方向で外側に延びた一対の溝壁部７ａを有しており、それらの溝壁部７ａ同士の間隔は前記転動体３の外径とほぼ同じ、もしくは転動体３の外径より僅かに長く設計されている。また、半径方向で外側におけるそれらの溝壁部７ａの端部は、慣性体１の外周縁より半径方向で内側に位置している。そして、図２に示すように、ガイド溝部７に、軸線方向での転動体３の一方の端部側が配置されている。こうして各転動体３はガイド溝部７によって慣性体１の回転方向においては一体となって移動するように拘束されている。また、ガイド溝部７は半径方向には開口しているため、各転動体３は前記半径方向にガイド孔２の内部を限度として移動できるようになっている。上述した溝壁部７ａと転動体３の一方の端部の外周面との接触箇所Ｐがこれらの間でのトルクの伝達箇所であって、その接触箇所Ｐは後述するようにトルクの変動に応じて半径方向に変化する。なお、上述したガイド溝部７がこの発明の実施形態における第１連結部に相当している。

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。回転軸６にトルクが伝達されて回転体５が回転する。各転動体３はガイド溝部７によって回転体５に連結されているため、各転動体３は回転体５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はガイド溝部７内における半径方向で外側に移動する。そして、各転動体３は転動面４のうち慣性体１の回転中心Ｏから最も離れた箇所に移動し、転動面４に押し付けられる。このように転動面４に転動体３が押し付けられている状態で回転軸６に伝達されるトルクの変動がないあるいはわずかである場合には、上記構成の捩り振動低減装置の全体が一体となって回転する。

回転軸６に入力されるトルクが変動すると、回転体５の回転に振動が生じ、それに伴って各転動体３の回転に振動が生じる。そして、各転動体３と慣性体１とが所定角度、相対回転し、各転動体３は転動面４に沿って転動する。転動面４は曲率半径が小さい曲面となっているので、回転体５の半径方向における転動体３の位置が転動面４に沿って前記半径方向に変化する。これによって、ガイド溝部７内における転動体３の位置が前記半径方向に変化する。具体的には、ガイド溝部７と転動体３との接触箇所Ｐつまり回転体５に対して慣性体１の慣性トルクが作用する箇所が半径方向に変化する。このような変化がトルク変動によって繰り返し生じる。そのため、トルクの変動や前記トルクの変動に起因する捩り振動を効果的に抑制できる。

また、上記構成の捩り振動低減装置をオイルに浸漬させ、もしくは、転動体３や転動面４に強制的あるいは間接的にオイルを供給するように構成した場合について説明する。上述した構成の装置では、入力されるトルクの変動に応じて慣性体１の回転に振動が生じる。この慣性体１は上述したように環状のプレートであるため、その回転方向への振動によってオイルは主としてせん断作用を受ける。つまりオイルの抵抗によって慣性体１の回転方向への振動が阻害されにくいため、オイルの抵抗による振動減衰性能の悪化を防止もしくは抑制できる。

ここで、転動体３を介した慣性体１と回転体５との接続構造の他の例について説明する。図３にその例を示してある。ここに示す例は、軸線方向でガイド溝部７における慣性体１とは反対側を閉じた例である。回転体５は円板状のプレートであって、慣性体１の外径より僅かに小さい外径に形成されている。その回転体５における慣性体１側の面であって、遠心力によって転動面４に押し付けられた転動体３に対応する位置のそれぞれに軸線方向に測った長さが浅い凹部としてガイド溝部７が形成されている。各ガイド溝部７は半径方向で外側に開口しており、円周方向における溝幅は転動体３の直径とほぼ同じ、もしくは僅かに長く設計されている。回転体５の円周方向におけるガイド溝部７の両側の壁面が溝壁部７ａとなっている。また、回転体５の軸線方向における壁面が蓋部７ｂとなっている。このガイド溝部７に、軸線方向における転動体３の一方の端部３ａ側が配置されている。他の構成は図１および図２に示す構成と同様であるため、図１および図２に示す構成と同様の部分には図１および図２と同様の符号を付してその説明を省略する。

次に、図３に示す構成の捩り振動低減装置の作用について説明する。軸線方向で慣性体１側から回転体５側に転動体３が移動した場合には、ガイド溝部７の蓋部７ｂに、転動体３の一方の端部３ａが接触する。そのため、ガイド孔２から回転体５側に転動体３が抜け出ることを抑制できる。また、図３に示す構成であっても、上述した図１に示す構成と同様の原理により、図１に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。

図４は、転動体３を介した慣性体１と回転体５との接続構造の更に他の例を説明するための図である。ここに示す例は、軸線方向でガイド孔２における回転体５とは反対側を閉じた例である。慣性体１における回転体５側の面であって、慣性体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軸線方向に測った長さが浅い凹部としてガイド孔２が形成されている。このガイド孔２の内壁面のうち半径方向で外側の内壁面は上述した転動面４となっており、ガイド孔２の内壁面のうち軸線方向における内壁面が底部２ａとなっている。このガイド孔２に軸線方向における転動体３の他方の端部３ｂがそれぞれ配置される。なお、各ガイド孔２は上述したように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に示すいわゆる楕円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。他の構成は図１および図２に示す構成と同様であるため、図１および図２に示す構成と同様の部分には図１および図２と同様の符号を付してその説明を省略する。

図４に示す例では、軸線方向で回転体５側から慣性体１側に転動体３が移動した場合には、ガイド孔２の底部２ａに、転動体３の他方の端部３ｂが接触する。そのため、ガイド孔２から回転体５とは反対側に転動体３が抜け出ることを抑制できる。また、図１や図３に示す構成と比較して、底部２ａの分、慣性体１の質量を増大できる。これにより慣性体１の慣性トルクを大きくできるため、振動減衰性能を向上できる。

図５は、転動体３を介した慣性体１と回転体５との接続構造のまた更に他の例を説明するための図である。図５に示す例では、回転体５は図３に示すように構成され、慣性体１は図４に示すように構成されている。

図５に示す例では、軸線方向で慣性体１側から回転体５側に転動体３が移動した場合には、ガイド溝部７の蓋部７ｂに転動体３の一方の端部３ａが接触し、軸線方向で回転体５側から慣性体１側に転動体３が移動した場合には、ガイド孔２の底部２ａに転動体３の他方の端部３ｂが接触する。そのため、この発明の実施形態における捩り振動低減装置の軸線方向に転動体３が抜け出ることを防止もしくは抑制できる。また、図１や図２に示す構成と比較して、底部２ａの分、慣性体１の質量を増大してその慣性トルクを増大できるため、振動減衰性能を向上できる。

また、転動体３の形状の他の例について説明する。図６はその例を示している。図６に示す例における転動体３は、円柱状の軸部３ｃと、その軸線方向での両側に設けられたフランジ部３ｄとによって構成されており、断面形状が「Ｈ」形を成している。また、回転体５におけるガイド溝部７に、軸線方向で回転体５側に位置している一方のフランジ部３ｄが配置されている。溝壁部７ａと一方のフランジ部３ｄの外周面との接触箇所が上述した接触箇所Ｐとなっている。なお、図６には、図１に示すガイド溝部７と同様に構成したガイド溝部７を記載してあるが、これに替えて、上述した図３に示す構成のガイド溝部７を回転体５に設けてもよい。いずれの構成であっても、回転体５の回転方向におけるガイド溝部７の溝幅は、フランジ部３ｄの外径とほぼ同じ、もしくはフランジ部３ｄの外径より僅かに長く設計されている。他の構成は図１および図２に示す構成と同様であるため、図１および図２に示す構成と同様の部分には図１および図２と同様の符号を付してその説明を省略する。

このような構成であれば、転動体３が軸線方向に移動した場合に、各フランジ部３ｄが慣性体１の両側面に引っ掛かるので、転動体３がガイド孔２からその軸線方向に抜け出ることを抑制できる。また、図６に示す構成であっても、図１に示す構成と同様の原理により、図１に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。

図７は転動体３の形状の更に他の例を説明するための図である。図７に示す例における転動体３は円柱状に形成されており、その軸線方向で回転体５側の一方の端部３ａに係合凸部８が一体に設けられている。上述したガイド溝部７に係合凸部８が配置されるように構成されている。溝壁部７ａと係合凸部８の外周面との接触箇所が上述した接触箇所Ｐとなっている。なお、図７には、図１に示すガイド溝部７と同様に構成したガイド溝部７を記載してあるが、これに替えて、上述した図３に示す構成のガイド溝部７を回転体５に設けてもよい。いずれの構成であっても、回転体５の回転方向におけるガイド溝部７の溝幅は、係合凸部８の外径とほぼ同じ、もしくは係合凸部８の外径より僅かに長く設計されている。他の構成は図１および図２に示す構成と同様であるため、図１および図２に示す構成と同様の部分には図１および図２と同様の符号を付してその説明を省略する。このような構成であっても、図１に示す構成と同様の原理により、図１に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。

図８は転動体の形状のまた更に他の例を説明するための図である。ここに示す例は、円柱状の転動体３に替えて球状の転動体３０を用いた例である。その直径は慣性体１の板厚より長く設計されている。また、ガイド孔２における半径方向で外側の内壁面は、遠心力によって転動体３０が押し付けられる転動面４０であって、その転動面４０は転動体３０が嵌まり合う形状に構成されている。そして、遠心力によって転動面４０に転動体３０が押し付けられている状態で、転動体３０における回転体５側に突出している部分が回転体５におけるガイド溝部７に配置されるように構成されている。溝壁部７ａと転動体３０の外周面との接触箇所が上述した接触箇所Ｐとなっている。なお、図８には、図１に示すガイド溝部７と同様に構成したガイド溝部７を記載してあるが、これに替えて、上述した図３に示す構成のガイド溝部７を回転体５に設けてもよい。いずれの構成であっても、回転体５の回転方向におけるガイド溝部７の溝幅は、転動体３０の直径とほぼ同じ、もしくは転動体３０の直径より僅かに長く設計されている。他の構成は図１および図２に示す構成と同様であるため、図１および図２に示す構成と同様の部分には図１および図２と同様の符号を付してその説明を省略する。

このような構成であれば、慣性体１と回転体５とが相対回転することにより、転動体３０にヨーモーメントが生じたとしても、それによって慣性体１の転動姿勢が変化させられてしまうことを抑制できる。すなわち、慣性体１の回転が阻害されることを抑制できる。そのため、振動減衰性能の向上を図ることができる。

さらにここで、上述したガイド溝部７を構成している一対の溝壁部７ａの他の例について説明する。図９はその例を示している。半径方向で外側における各溝壁部７ａの各端部であって、円周方向で互いに対向する面は、図９に示すようにその断面形状がほぼ円形となるように構成されている。つまり各溝壁部７ａの各端部に曲部９が形成されている。これらの曲部９同士の間に転動体３が配置されている。曲部９と転動体３の外周面との接触箇所が上述した接触箇所Ｐとなっている。他の構成は図１および図２に示す構成と同様であるため、図１および図２に示す構成と同様の部分には図１および図２と同様の符号を付してその説明を省略する。

また、図１０はガイド溝部７を構成している一対の溝壁部７ａの更に他の例を説明するための図である。各溝壁部７ａは回転体５の半径方向で外側に向けて延びて形成されると共に、回転体５の回転方向で後方側に湾曲して形成されている。それらの溝壁部７ａ同士の間における互いに対向する面のうち、前記回転方向で転動体３の前側の面が転動体３に対する凸曲面１０となっており、前記回転方向で転動体３の後側の面が転動体３に対する凹曲面１１となっている。これらの凸曲面１０と凹曲面１１との間に転動体３が配置されている。凸曲面１０および凹曲面１１と転動体３の外周面との接触箇所が上述した接触箇所Ｐとなっている。他の構成は図１および図２に示す構成と同様であるため、図１および図２に示す構成と同様の部分には図１および図２と同様の符号を付してその説明を省略する。

図９および図１０に示す構成であれば、トルク変動によってガイド溝部７と転動体３との接触箇所Ｐが半径方向に変化した場合であっても、前記接触箇所Ｐにおいてガイド溝部７から転動体３に伝達されるトルクの作用線方向Ａと、転動体３の進行方向Ｂもしくは転動面４と転動体３との接点における接線方向とによって形成される角度の変化を抑制もしくは小さくできる。その結果、転動体３を介して回転軸６から慣性体１にトルクをスムーズに伝達できる。また、図９および図１０に示す構成であっても、図１に示す構成と同様の原理により、図１に示す構成と同様の振動減衰性能を得ることができる。

図１１は、この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の第２の例を模式的に示す正面図であり、図１２は図１１に示すXII−XII線に沿う断面図である。回転体５は円板状のプレートであって、その外径は慣性体１の外径より僅かに小さい外径に形成されている。その回転体５における慣性体１の回転中心Ｏから同一の半径位置に、各ガイド孔２に対応して長孔１２が形成されている。各長孔１２は半径方向に延びる長方形であって、円周方向における長孔１２の幅は転動体３の外径とほぼ同じ、もしくは転動体３の外径より僅かに長く設計されている。また、半径方向における長孔１２の長さは転動体３が転動面４を限度として転動体３が半径方向に移動可能な長さに設計されている。この長孔１２に転動体３の一方の端部が配置されている。つまり上述した長孔１２がガイド溝部７として機能、この長孔１２の内壁面のうち、円周方向で互いに対向する内壁面が上述した溝壁部７ａとなっている。長孔１２の内壁面と転動体３の外周面との接触箇所が上述した接触箇所Ｐとなっている。他の構成は図１および図２に示す構成と同様であるため、図１および図２に示す構成と同様の部分には図１および図２と同様の符号を付してその説明を省略する。

また、図１３は、この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の第３の例を模式的に示す正面図である。この図１３に示す例では、回転体５は半径方向に延びる長方形に形成されており、その長さは、慣性体１の外径より僅かに短い長さに設計されている。この回転体５の両端部であって、慣性体１の回転中心Ｏから同一の半径位置に上述した長孔１２がそれぞれ形成されている。また、図１３に示す例では、慣性体１の回転中心Ｏについて点対称に２つのガイド孔２が形成され、それらのガイド孔２に配置された転動体３の一方の端部が上述した長孔１２に配置されている。他の構成は図１および図２に示す構成と同様であるため、図１および図２に示す構成と同様の部分には図１および図２と同様の符号を付してその説明を省略する。

図１１や図１３に示す構成であれば、円板状あるいは長方形の回転体５に長孔１２を形成すればよいため、回転体５の構成を簡素化してその加工コストや製造コストの低減を図ることができる。また、図１３に示す構成であれば、少なくとも２つの転動体３を回転中心Ｏに対して点対称に配置すればよいため、装置の全体として部品点数を削減できると共に、部材コストや製造コストの低減を図ることができる。さらに、図１１および図１３に示すいずれの構成であっても、図１に示す構成と同様の原理により、図１に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。

図１４は、この発明の実施形態における慣性体１の両側に回転体５をそれぞれ配置した例である。２つの回転体５が回転軸６に一体回転可能に固定されており、それらの回転体５同士の間隔は慣性体１の板厚より僅かに長く設計されている。各回転体５同士の間に慣性体１が配置されている。このような構成であれば、軸線方向における転動体３の両端部から転動体３にトルクが入力されるため、転動体３にヨーモーメントが生じることを防止もしくは抑制できる。その結果、転動体３は転動面４に沿って安定して往復動でき、回転体５と慣性体１との相対回転が良好になる。また、図１５は、この発明の実施形態における回転体５の両側に慣性体１をそれぞれ配置した例である。回転体５は回転軸６に一体に設けられており、その回転体５の両側に慣性体１がそれぞれ設けられている。図１５に示す構成では、転動体３に伝達されたトルクは転動体３の両端部から各慣性体１に伝達される。そのため、図１５に示す構成であっても、図１４に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。

図１６は、この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の第４の例を示す正面図であり、図１７は、図１６に示すXVII−XVIIに沿う断面図である。図１６および図１７に示す例は、半径方向で慣性体１の内側に同心円状に回転体５を配置した例である。慣性体１における同一の半径位置に回転中心Ｏに対して点対称に４つのガイド孔２が形成されている。回転体５の直径は、遠心力によって各転動面４に押し付けられている各転動体３に対して慣性体１の半径方向で内側から接触する円の直径より小さい直径に設計されている。その回転体５の外周面における各ガイド孔２に対応する位置に、前記外周面から半径方向で外側に延びたガイド溝部７がそれぞれ設けられている。ガイド溝部７を構成している一対の溝壁部７ａ同士の間に転動体３が配置され、溝壁部７ａと転動体３の外周面との接触箇所が上述した接触箇所Ｐとなっている。それら一対の溝壁部７ａおよび転動体３がガイド孔２内に配置されている。また一対の溝壁部７ａは円周方向で転動体３の両側に配置されるため、各溝壁部７ａの分、慣性体１の円周方向にガイド孔２は拡大して形成されている。すなわち、円周方向でのガイド孔２の両側に各溝壁部７ａの収容部１３がそれぞれ形成されている。また、一対の溝壁部７ａの各端部は、遠心力によって転動面４に押し付けられている転動体３の図示しない重心位置に対応する半径位置にまで延びている。それらの各端部には、上述した図９に示すように曲部９が形成されていてもよい。他の構成は図１および図２に示す構成と同様であるため、図１および図２に示す構成と同様の部分には図１および図２と同様の符号を付してその説明を省略する。

このような構成であれば、慣性体１と回転体５とを同一平面上につまり同心円状に配置できるため、装置の全体として軸長を短くできる。その結果、搭載性を向上できる。図１６および図１７に示すに示す構成であっても、図１に示す構成と同様の原理により、図１に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。

図１８は、この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の第５の例を示す正面図であり、図１９は、図１８に示すXIX−XIXに沿う断面図である。慣性体１は、一例として環状のプレートであって、この慣性体１における回転中心Ｏから同一の半径位置に慣性体１を板厚方向に貫通する一対の第１連通孔１４が複数箇所に形成されている。具体的には、ここに示す例では、慣性体１の回転中心Ｏに対して点対称に４箇所に形成されている。また、慣性体１の両側であって、各一対の第１連通孔１４に対応する位置に遠心マス１５が配置されている。それらの遠心マス１５は円周方向に延びた半円状に形成されており、これらの遠心マス１５における中央部分に第１連通孔１４に対応する第２連通孔１６が遠心マス１５を板厚方向に貫通して形成されている。各連通孔１４，１６は同じ孔径に設計されている。そして、軸線方向で互いに対応する位置に配置された第１連通孔１４および第２連通孔１６に亘ってピン１７が挿入されている。それらのピン１７を介して慣性体１に揺動可能に遠心マス１５が取り付けられている。

一方、回転軸６に回転体５が一体に設けられている。その回転体５は円板状に形成されていて、その外周面における上述した遠心マス１５が配置される位置に対応して、ガイド溝部７がそれぞれ設けられている。ここに示す例では、回転体５の外周面から半径方向で外側に４つの溝壁部７ａが延びており、円周方向で互いに隣接して配置されている溝壁部７ａ同士の間に、上述した遠心マス１５がそれぞれ配置されている。また、各溝壁部７ａに、円周方向における遠心マス１５の各端部が接触するように構成されている。その接触箇所が上述した接触箇所Ｐとなっている。なお、上述した第１連通孔１４がこの発明の実施形態における第２孔部に相当し、上述した第２連通孔１６がこの発明の実施形態における第１孔部に相当している。また、上述した遠心マス１５と第２連通孔１６とピン１７とがこの発明の実施形態における連結部材に相当している。

上記構成の捩り振動低減装置の作用について説明する。各遠心マス１５はガイド溝部７によって回転体５に連結されているため、各遠心マス１５は回転体５と共に回転し、各遠心マス１５に遠心力が作用する。その遠心力がある程度大きければ、各遠心マス１５は半径方向で外側に移動する。上述したピン１７は第２連通孔１６における半径方向で内側の内壁面に押しつけられると共に、第１連通孔１４における半径方向で外側の内壁面に押しつけられる。この状態でトルクの変動がないあるいはわずかである場合には、上記構成の捩り振動低減装置の全体が一体となって回転する。

これに対して、トルクが変動すると、回転体５の回転に振動が生じ、それに伴って各遠心マス１５の回転に振動が生じる。そして各遠心マス１５と慣性体１とが所定角度、相対回転する。各連通孔１４，１６は曲率半径が小さい曲面となっているので、前記相対回転によって回転体５の半径方向における各遠心マス１５の位置が変化する。その結果、ガイド溝部７と各遠心マス１５との接触箇所Ｐが前記半径方向に変化する。すなわち回転体５に対して慣性体１の慣性トルクが作用する箇所が半径方向に変化する。このような変化がトルク変動によって繰り返し生じる。そのため、トルクの変動や前記トルクの変動に起因する捩り振動を効果的に抑制できる。また、このような構成であれば、装置の全体として慣性体１の質量を増大でき、振動減衰性能を更に向上できる。

図２０は、図１８に示す捩り振動低減装置の他の例を示す正面図であり、図２１は、図２０に示すXXI−XXIに沿う断面図である。ここに示す例では、回転体５側に配置されている各遠心マス１５に、係合凸部８がそれぞれ設けられており、ガイド溝部７に係合凸部８が配置されている。溝壁部７ａと係合凸部８の外周面との接触箇所が上述した接触箇所Ｐとなっている。なお、図２０には、図１に示すガイド溝部７と同様に構成したガイド溝部７を記載してあるが、これに替えて、上述した図３に示す構成のガイド溝部７を回転体５に設けてもよい。いずれの構成であっても、回転体５の回転方向におけるガイド溝部７の溝幅は、係合凸部８の外径とほぼ同じ、もしくは係合凸部８の外径より僅かに長く設計されている。図２０および図２１に示す構成であっても、図１に示す構成と同様の原理により、図１や図１８に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。

図２２は、この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の第６の例を示す正面図であり、図２３は、図２２に示すXXIII−XXIIIに沿う断面図である。ここに示す例は、この発明の実施形態における連結部材をリング１８によって構成した例である。すなわち、慣性体１は環状のプレートであって、その慣性体１における回転中心Ｏから同一の半径位置に、回転中心Ｏについて点対称に４つの突起部１９が回転体５側に延びて形成されている。それらの突起部１９に対応する位置にリング１８が配置されており、各リング１８の内部に各突起部１９が挿入されている。具体的には、リング１８の内壁面のうち、慣性体１の半径方向で内側の内壁面に突起部１９の外周面が接触するように構成されている。また各リング１８は回転体５におけるガイド溝部７に配置されている。溝壁部７ａとリング１８の外周面との接触箇所が上述した接触箇所Ｐとなっている。他の構成は図１および図２に示す構成と同様であるため、図１および図２に示す構成と同様の部分には図１および図２と同様の符号を付してその説明を省略する。なお、上述したリング１８がこの発明の実施形態における中空材に相当し、上述した突起部１９がこの発明の実施形態における支持ピンに相当している。

図２２および図２３に示す構成では、リング１８はガイド溝部７によって回転体５に連結されているため、リング１８は回転体５と共に回転する。各突起部１９はリング１８の内壁面に係合しているため、トルク変動がないあるいはわずかである場合には、装置の全体が一体となって回転する。この状態でトルクが変動すると、リング１８と慣性体１とが所定角度、相対回転する。リング１８の内壁面は曲率半径が小さい曲面となっているので、リング１８の内壁面と突起部１９の外周面との接触箇所Ｐが前記半径方向に変化する。これにより回転体５に対して慣性体１の慣性トルクが作用する箇所が半径方向に変化する。このような変化がトルク変動によって繰り返し生じる。そのため、トルクの変動や前記トルクの変動に起因する捩り振動を効果的に抑制できる。また、このような構成であれば、図１や図３に示す構成と比較して、慣性体１にガイド孔２を設けないため、慣性体１の質量を増大できる。これにより、慣性体１の慣性トルクを大きくできるため、振動減衰性能を更に向上できる。

図２４は、この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の第７の例を示す正面図であり、図２５は、図２４に示すXXV−XXVに沿う断面図である。ここに示す例は、慣性体１に対して揺動可能に遠心マス１５を取り付けた例である。図２４および図２５に示す例では、遠心マス１５は一例として扇状に形成されていて、その遠心マス１５の外周面のうち扇状の部分つまり曲面２０として形成されている部分が上述したガイド溝部７に接触するように構成されている。その接触箇所が上述した接触箇所Ｐとなっている。その曲面２０の曲率中心から外れた箇所に、孔部が形成されていて、その孔部に慣性体１に一体に形成された連結ピン２１が回転可能に嵌合されている。そのため、遠心マス１５は連結ピン２１との嵌合箇所を回転中心として揺動する。なお、連結ピン２１は遠心マス１５に一体に形成し、その連結ピン２１を慣性体１に回転可能に嵌合させてもよい。上述した連結ピン２１がこの発明の実施形態における第２連結部に相当している。

図２４および図２５に示す構成では、遠心マス１５はガイド溝部７によって回転体５に連結されているため、遠心マス１５は回転体５と共に回転する。その遠心マス１５を介して回転体５に慣性体１が連結されている。回転体５に入力されるトルク変動がないあるいはわずかである場合には、装置の全体が一体となって回転する。各遠心マス１５に作用する遠心力がある程度大きければ、連結ピン２１の外周面のうち回転体５の半径方向で内側の外周面に、孔部の内周面のうち前記半径方向で内側の内周面が前記遠心力に応じた荷重で押し付けられる。この状態でトルクが変動すると、回転体５の回転に振動が生じ、回転体５と慣性体１とが所定角度、相対回転する。すなわち、各遠心マス１５は連結ピン２１を中心にして揺動する。その結果、ガイド溝部７と各遠心マス１５の曲面２０との接触箇所Ｐが前記半径方向に変化する。これにより回転体５に対して慣性体１の慣性トルクが作用する箇所が半径方向に変化する。このような変化がトルク変動によって繰り返し生じる。そのため、トルクの変動や前記トルクの変動に起因する捩り振動を効果的に抑制できる。また、図２４および図２５に示す構成であれば、図１や図３に示す構成と比較して、ガイド孔２を設けないため、その分、慣性体１の質量を増大できる。慣性体１の慣性トルクを大きくできるため、振動減衰性能を向上できる。

さらに、上述したいずれの構成であっても、回転体５に直接取り付けられ、もしくは係合させる部材は連結部材であって、慣性体１は、回転体５に隣接して配置される。そのため、慣性体１の配置や大きさが回転体５の大きさや形状などによって制約を受けない。その結果、回転体を大型化することなく慣性体１の質量を増大させて振動減衰性能を向上させることができる。また装置の大型化を防止もしくは抑制できる。なお、この発明を複数の実施形態に基づいて説明したが、この発明は上述した実施形態に限定されない。例えば、慣性体１を複数に分割し、各分割片にガイド孔２を形成してもよい。

１…慣性体、 ２…ガイド孔（第２連結部）、 ３…転動体（連結部材）、 ４…転動面（第２連結部）、 ５…回転体、 ７…ガイド溝部（第１連結部）、 Ｐ…接触箇所。

Claims (5)

1. トルクが入力されて回転する回転体と、前記トルクが変動することにより前記回転体に対して相対的に回転する慣性体とを有し、前記慣性体の前記回転体に対する相対回転によって前記回転体の捩り振動を抑制する捩り振動低減装置において、
   前記回転体と前記慣性体とに対してトルク伝達可能に設けられた連結部材と、
   前記回転体と前記慣性体とのいずれか一方に形成され、かつ、前記連結部材を前記回転体の回転方向には拘束するとともに前記回転体の半径方向には移動可能に係合させた第１連結部と、
   前記回転体と前記慣性体とのいずれか他方に形成され、前記連結部材と係合する第２連結部と備え、
   前記連結部材は、前記回転体と前記慣性体とが相対回転すると、前記連結部材の前記第１連結部に対する接触箇所が前記回転体の半径方向に変位して前記第１連結部と前記第２連結部とに係合する
   ことを特徴とする捩り振動低減装置。
2. 前記第１連結部は、前記回転体の半径方向に延びて形成されかつ前記連結部材を挟んで前記回転体の半径方向にガイドするガイド溝部を有し、
   前記連結部材は、前記回転体の回転中心軸線と平行に配置された断面円形のピン部材によって構成され、
   前記第２連結部は、前記回転体が回転することによる遠心力で前記ピン部材が押し付けられかつ前記慣性体の曲率半径より前記慣性体の回転中心から外れた箇所を中心とした小さい曲率半径の円弧面を有していることを特徴とする請求項１に記載の捩り振動低減装置。
3. 前記第１連結部は、前記回転体の半径方向に延びて形成されかつ前記連結部材を前記回転体の半径方向にガイドするガイド溝部を有し、
   前記連結部材は、前記ガイド溝部によって前記回転体の半径方向にガイドされる遠心マスと前記遠心マスに前記回転体の円周方向に並んで形成された少なくとも一対の第１孔部と前記第１孔部に移動可能に挿入されたピンとを有し、
   前記第２連結部は、前記ピンが挿入された第２孔部を有していることを特徴とする請求項１に記載の捩り振動低減装置。
4. 前記第１連結部は、前記回転体の半径方向に延びて形成されかつ前記連結部材を挟んで前記回転体の半径方向にガイドするガイド溝部を有し、
   前記連結部材は、前記ガイド溝部によって前記回転体の半径方向にガイドされる断面が環状をなす中空材によって構成され、
   前記第２連結部は、前記中空材の内径より小さい外径でかつ前記中空材の内部に挿入された支持ピンによって構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の捩り振動低減装置。
5. 前記第１連結部は、前記回転体の半径方向に延びて形成されかつ前記連結部材を挟んで前記回転体の半径方向にガイドするガイド溝部を有し、
   前記連結部材は、前記ガイド溝部に接触する面が曲面として形成されかつ前記曲面の曲率中心から外れた箇所を中心にして回転する揺動体によって構成され、
   前記第２連結部は、前記揺動体の回転中心に回転可能に嵌合している連結ピンによって構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の捩り振動低減装置。

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