JP2018091407A - 捩り振動低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体に対して相対回転する部材を回転体に設けたピンおよび前記部材に設けたガイド孔とによって支持するように構成された捩り振動低減装置の低廉化を図る。
【解決手段】捩り振動低減装置１において、連結部材４には、前記連結部材４の円周方向に長いガイド孔１０が形成され、回転体２には、前記ガイド孔１０に対応する位置に挿通孔１１が形成され、前記挿通孔１１には、前記ガイド孔１０に挿通されるとともに、前記回転体２に対する前記連結部材４の位置を決めるためのピン９が嵌合させて取り付けられ、前記ピン９は、外径が弾性的に変化し、かつ弾性的に外径が縮小した状態で前記挿通孔１１に嵌合させられて前記回転体２に取り付けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、慣性質量体（転動体）の往復運動あるいは振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。

この種の装置が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された装置は、捩り振動を受ける回転体を備え、その回転体の円周方向に延びる複数の転動室が回転体に形成され、その転動室内には、回転体の円周方向に転動する円柱状の転動体がそれぞれ配置されている。各転動体には、転動体の軸線方向における側面に連結部材が連結されている。その連結部材は、各転動体を回転体の円周方向に所定の間隔を維持するように連結している。また、各転動体には、その転動体の軸線方向における側面から突出した突出部が形成されており、連結部材には、その突出部に対応した位置に穴部が形成されている。そして、その突出部を穴部に挿し込むことにより、各転動体と連結部材とが連結されている。

特開２０１６−１１４１７１号公報

特許文献１に記載された装置における連結部材は、転動体を回転体の円周方向に所定の間隔を維持するように連結するものであって、連結部材は転動体を回転体の半径方向に対しては移動できるように保持している。したがって転動体に設けられている突出部と連結部材に設けられている穴部とは、緩く嵌合することになるから、それぞれの寸法精度は特には高精度である必要はない。これに対して、突出部を例えばピンなどの軸状材によって形成し、その軸状材を転動体に嵌合させて一体化することが可能である。その場合、軸状材の外径と穴部の内径との寸法差は、いわゆる締まり嵌めとなるように設定することになる。絞まり嵌めとなるように設定すると、それぞれに作用する応力が大きくなって、耐久性が低下し、あるいは歪みが生じるなどの課題が生じる。反対にすきま嵌めとなるように設定すると、軸状材が転動体から抜け落ちてしまう。そのため、軸状材の外径および穴部の内径には高い寸法精度が要求され、そのため転動体や軸状材を製造するにあたって仕上げ加工が必須となり、製造工数が多くなって捩り振動低減装置に製造コストが高くなる可能性がある。

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、回転体に対して相対回転する部材を回転体に設けたピンおよび前記部材に設けたガイド孔とによって支持するように構成された捩り振動低減装置の低廉化を図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、円板状の回転体と、前記回転体の円周方向に沿って長く形成された複数の転動室と、前記転動室内に配置された複数の転動体と、複数の前記転動体を前記回転体の円周方向に所定の間隔を維持するように連結しかつ前記転動体の前記転動室内での移動に伴って前記回転体に対して相対回転する連結部材とを備え、前記回転体に作用するトルクが変動することにより前記転動体が前記転動室の内部を前記転動室に沿って往復動し、前記転動体の往復動によって前記トルクの変動を低減するように構成された捩り振動低減装置において、前記連結部材には、前記連結部材の円周方向に長いガイド孔が形成され、前記回転体には、前記ガイド孔に対応する位置に挿通孔が形成され、前記挿通孔には、前記ガイド孔に挿通されるとともに、前記回転体に対する前記連結部材の位置を決めるためのピンが嵌合させて取り付けられ、前記ピンは、外径が弾性的に変化し、かつ弾性的に外径が縮小した状態で前記挿通孔に嵌合させられて前記回転体に取り付けられていることを特徴とするものである。

この発明においては、回転体に形成された転動室に転動体が配置されており、その転動室は回転体の円周方向に長く、回転体に作用するトルクが変化すると、転動体が転動室の内部で往復動し、その転動体の往復動によってトルクの変動（振動）が低減される。各転動体同士は連結部材によって連結されているので、重力による転動体の自由落下が、回転体の中心を挟んだ両側の転動体のそれぞれによって作用するトルク（重力）によって抑制されるので、転動体が転動室の内面に当接したり、それに伴って異音が生じたりすることを回避もしくは抑制することができる。また、連結部材には、円周方向に長いガイド孔が形成されており、回転体には、そのガイド孔に対応する位置に挿通孔が形成されている。そして、その挿通孔に嵌合して取り付けられているピンは、外径が増大するように弾性力を生じ、その弾性力によって挿通孔に密着して嵌合している。したがって、挿通孔の内径とピンの外径とは、ピンを回転体に取り付けておくことのできる弾性力が生じる範囲の寸法とすることができ、高い寸法精度が要求されない。そのため、この発明による捩り振動低減装置は、高精度の加工を行うことなく製造できるので、低廉化を図ることができる。

この発明の実施形態における捩り振動低減装置を説明するための図である。 図１におけるII-II線に沿う断面図である。 転動体およびリテーナが転動室の長さ方向における一方の端部まで移動した状態を示す正面図である。 この発明の実施形態の参考例を説明するための図であって、図２に対応する断面図である。

つぎに、この発明の実施形態を図を参照しつつ説明する。この発明の実施形態における捩り振動低減装置１は、例えば車両においてエンジンから変速機に伝達されるトルクの変動（捩り振動）を慣性質量体の振子運動（往復動）によって低減する装置であり、トルクが伝達される回転体にその慣性質量体が保持されている。この発明の実施形態における捩り振動低減装置１では、慣性質量体は転動体によって構成されており、図１にその捩り振動低減装置１の一例を示してある。ここに示す例では、トルクが伝達されて回転する回転体２と、その回転体２に保持されている複数の転動体３と、転動体３同士を連結している連結部材４とを主体として構成されている。

図１は捩り振動低減装置１の一例を示す部分図であり、図２は図１におけるII-II線に沿う断面図である。なお、図１は、説明のために、後述するカバー８を破断して開いた状態の図としてある。回転体２は円板状の部材であり、中心部には図示しない回転軸などを貫通させるための貫通孔５が形成されている。以下の説明では回転体２をプレート２と記すことがある。プレート２の外周側の部分には、転動体３を収容する転動室６が形成されている。

転動室６は、転動体３を振子運動（往復動）させるように収容した長孔であり、プレート２の円周方向に長く形成されている。また、転動室６は、長さ方向の中央部が、プレート２の半径方向で外側に凸となる円弧状の長孔としてプレート２を板厚方向に貫通して形成されている。その円弧の曲率中心は、プレート２の回転中心Ｏから外周側に外れた箇所に設定されており、したがって円弧の曲率半径は、転動室６が設けられている箇所の半径（プレート２の中心からの半径）より小さくなっている。転動室６の内面のうちプレート２の半径方向で外側の内面、すなわちプレート２の回転中心Ｏ側を向く面が転動面７とされている。したがって、転動面７は、プレート２の外周面の曲率より大きい曲率で、かつプレート２の半径方向で外側に凸となる曲面（円弧面）となっている。

プレート２の外周側には、円環状のカバー８が取り付けられる。この発明の実施形態における捩り振動低減装置１は、流体伝動装置やトルクコンバータの内部に組み込まれる場合がある。それらの内部には、オイルが充填されているため、そのオイルによって捩り振動低減装置１による制振作用が阻害されることを防ぐため、図２に示すようなカバー８が取り付けられる。このカバー８は、液密構造に形成されており、図２に示すように、プレート２の外周側の部分で転動室６が設けられている部分、および転動体３、ならびにリテーナ４を覆うことにより、オイルから遮蔽する。

転動体３は、転動面７に沿って転動するように、軸長の短い円柱状もしくは円板状など、円形断面に形成された軸部３ａと、その軸部３ａの軸線方向での両側に張り出したフランジ部３ｂ（大径部３ｂとも記す）とによって構成され、断面形状が「Ｈ」形をなすように構成されている。つまり、プレート２に捩り振動が生じると、転動体３の軸部３ａが転動面７に沿って転動する。また、大径部３ｂの間の外周面が転動面７に接触して、大径部３ｂがプレート２の両側面に接触するように引っ掛かるので、転動体３が転動室６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。

つぎに連結部材４について説明する。連結部材４は、各転動体３を緩く保持して転動体３同士の前記プレート２の円周方向における間隔を所定の間隔に維持するためのリテーナである。以下の説明では連結部材４をリテーナ４と記す。リテーナ４はプレート２の軸線方向における両側に配置された一対のリング状部材によって構成されている。各リング状部材は、内径がプレート２における貫通孔５の内径以上でかつ外径がプレート２の回転中心Ｏから転動室６における最も内周側の部分までの寸法以下のリング部４ａと、リング部４ａから半径方向で外側に突出しかつ各転動体３に対応して設けられた複数対の爪部４ｂとを有している。

爪部４ｂは、それぞれに対応して設けられている転動体３をプレート２の円周方向の両側から接触して支えるためのものであり、転動室６の内部にある転動体３における大径部３ｂの外周面に対してプレート２の円周方向で対向する位置にまで延び出ている。また、各転動体３に対応して設けられている一対の爪部４ｂの間隔は、大径部３ｂの外径より大きく構成されており、したがって爪部４ｂは転動体３を緩く保持するようになっている。

また、図３に示すように、捩り振動低減装置１には、プレート２にリテーナ４を取り付ける際に、プレート２に対するリテーナ４の位置を決めるための、スプリングピン９とガイド孔１０とが設けられている。図３は、転動体３が転動室６の長さ方向における端部まで移動した状態を示す図である。この実施形態では、ガイド孔１０はリテーナ４に設けられており、スプリングピン９はプレート２のピン孔１１に嵌め合わされている。そのガイド孔１０は、プレス加工などによって形成されており、リテーナ４における隣接する一対の爪部４ｂ同士の間で、リテーナ４の円周方向に長く形成されている。なお、図示は省略するものの、スプリングピン９およびガイド孔１０は、それぞれ複数個、互いに同じ数だけ設けられている。

スプリングピン９は、ガイド孔１０の数に応じた数だけ設けられる。また、スプリングピン９は、プレート２の板厚より長く形成されており、その長さ方向から見た形状が「Ｃ」形のいわゆる中空ピンである。そのため、スプリングピン９は、外径が弾性的に変化することができる。すなわち、スプリングピン９を半径方向から押圧すると、スプリングピン９が圧縮されて外径が縮小する、つまり縮径する。これとは反対に、その押圧を解消すると、スプリングピン９の外径が増大するように弾性力が生じるので、スプリングピン９の外径が縮径する前の外径に戻る。このように形成されたスプリングピン９が、プレート２に形成されたピン孔１１に嵌合される。

ピン孔１１は、この発明の実施形態における挿通孔に相当し、例えばプレス加工によってスプリングピン９の数に応じた数だけ形成されている。また、ピン孔１１の位置は、プレート２の半径方向における転動室６とは重ならない位置であり、かつリテーナ４のガイド孔１０の位置に応じた位置に形成されている。そのピン孔１１の内径は、いわゆる拡径した状態のスプリングピン９より小さく、かつ縮径した状態のスプリングピン９より大きい。

つぎに、捩り振動低減装置１の作用について説明する。まず、各ピン孔１１に各スプリングピン９を嵌め合わせてからプレート２にリテーナ４を取り付ける手順について説明する。上記のピン孔１１に、スプリングピン９を挿通する場合には、まず、スプリングピン９を縮径した状態でピン孔１１に挿通する。ピン孔１１の内径は、縮径した状態のスプリングピン９より大きいので、縮径した状態のスプリングピン９はピン孔１１に容易に挿通することができる。また、ピン孔１１の内径は、拡径した状態のスプリングピン９より小さいので、スプリングピン９の前記縮径を解消することにより、スプリングピン９が拡径し、ピン孔１１にスプリングピン９が嵌め合わされる。すなわち、弾性力によってスプリングピン９が拡径することにより、そのスプリングピン９の外周面がピン孔１１の内面に密着、あるいは押圧した状態となる。したがって、スプリングピン９のピン孔１１に対する軸線方向の動きを規制することができる。このようにして各ピン孔１１にそれぞれスプリングピン９を嵌め合わせたら、その各スプリングピン９をリテーナ４の各ガイド孔１０に挿通させ、プレート２に対してリテーナ４を相対回転可能に取り付ける。

この構成により、プレート２にリテーナ４を取り付けるときに、スプリングピン９にガイド孔１０を挿通させることにより、プレート２に対するリテーナ４の取り付ける位置を容易に決めることができる。また、スプリングピン９は、外径が弾性的に変化することにより、スプリングピン９を縮径した状態でピン孔１１に挿通し、所定の長さだけ挿通させた後に拡径することで、ピン孔１１に対してスプリングピン９を嵌め合わせることができる。したがって、挿通孔の内径とピンの外径とは、ピンを回転体に取り付けておくことのできる弾性力が生じる範囲の寸法とすることができ、高い寸法精度が要求されない。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１は、高精度の加工を行うことなく製造できるので、低廉化を図ることができる。また、スプリングピン９は、「Ｃ」形の中空ピンであるので、いわゆる中実状のピンや突出部を用いた場合と比較すると、捩り振動低減装置１を軽量化することができる。

つぎに上記の捩り振動低減装置１の作用について説明する。まず、プレート２が回転すると、転動室６内に保持されている各転動体３がプレート２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、転動面７のうち、プレート２の回転中心Ｏから最も離れた箇所、つまり転動面７のうち長さ方向での中央部に移動し、転動面７に押し付けられる。また、転動体３は前述したように回転方向においてはリテーナ４と一体となっているので、リテーナ４も転動体３と共に回転する。この状態でプレート２のトルクが変動すると、プレート２が回転方向に振動（捩り振動）するので、各転動体３に対して慣性トルクが作用し、転動体３がプレート２の振動に対して遅れて振動（往復動もしくは振子運動）する。このような転動体３の往復動もしくは振子運動によってトルクの変動が低減される。

一方、プレート２がゆっくり回転するなど、転動体３に作用する遠心力が小さい場合には、転動体３が転動室６内で重力によって落下しようとする。その場合、例えばプレート２の回転中心Ｏに対して右側に位置する転動体３が、その転動体３を保持している爪部４ｂに接触してリテーナ４を時計方向に回転させるトルクが生じる。これに対して、プレート２の回転中心Ｏに対して左側に位置する転動体３が、その転動体３を保持している爪部４ｂに接触してリテーナ４を反時計方向に回転させるトルクが生じる。したがって、これら互いに反対方向に作用するトルクが互いにキャンセルし合うので、リテーナ４が回転したり、転動体３がそれぞれの転動室６内で落下したりすることを抑制あるいは防止することができる。

つぎに、図４に示す参考例について説明する。図４に示す例では、プレート２に突出部１２が形成されている。具体的には、プレート２におけるピン孔１１を形成する位置に、プレス加工によって上述したピン孔１１と同じ大きさ、および同じ形状の穴をあける。このとき、プレート２をその板厚方向での半分程度まで打ち抜いてプレス加工を止めた状態、いわゆる半抜き状態にする。そのため、図４に示すように、プレス加工によって力が加えられた面とは反対側の面では、プレス加工によって打ち抜かれた板厚の分だけ突出部１２が形成されている。また、図４に示す突出部１２とプレート２の円周方向で隣接する図示しない突出部１２は、図４に示す突出部１２とは反対側に突出している。つまり、図４に示す突出部１２は、プレート２の図４における左を向く面側に突出しているのに対し、その突出部１２に隣接する前記図示しない突出部１２は、プレート２の図４における右を向く面側に突出している。この構成によれば、プレート２の両面に突出部１２が形成されることになるので、その突出部１２をリテーナ４のガイド孔１０に挿通させることにより、プレート２に対するリテーナ４の位置を決めることができる。また、プレート２をいわゆる半抜きするのみで上記のスプリングピン９と同様の効果を奏することができるので、加工工程が増大することを抑制することができる。

なお、この発明は上述した各実施形態に限定されないのであって、この発明の目的を達成できる範囲で適宜に変更することができる。例えば、プレート２のピン孔１１に挿通されるピンは、上述した「Ｃ」形の中空ピンに限らず、縮径および拡径が可能なピンによって構成されていればよい。また、上述した構造では、ガイド孔１０はリテーナ４に設けられており、スプリングピン９はプレート２に嵌め合わされているが、この構造に限らず、ガイド孔１０をプレート２に形成し、スプリングピン９をリテーナ４に嵌め合わせるような構造であってもよい。また、転動体３、転動室６、一対の爪部４ｂ、スプリングピン９、ガイド孔１０およびピン孔１１などの数は、それぞれ二つに限らず、四つや六つなど、適宜必要に応じて設けてよい。

１…捩り振動低減装置、 ２…プレート（回転体）、 ３…転動体、 ４…リテーナ（連結部材）、 ６…転動室、 ９…スプリングピン（ピン）、 １０…ガイド孔、 １１…ピン孔（挿通孔）。

Claims (1)

1. 円板状の回転体と、前記回転体の円周方向に沿って長く形成された複数の転動室と、前記転動室内に配置された複数の転動体と、複数の前記転動体を前記回転体の円周方向に所定の間隔を維持するように連結しかつ前記転動体の前記転動室内での移動に伴って前記回転体に対して相対回転する連結部材とを備え、前記回転体に作用するトルクが変動することにより前記転動体が前記転動室の内部を前記転動室に沿って往復動し、前記転動体の往復動によって前記トルクの変動を低減するように構成された捩り振動低減装置において、
   前記連結部材には、前記連結部材の円周方向に長いガイド孔が形成され、
   前記回転体には、前記ガイド孔に対応する位置に挿通孔が形成され、
   前記挿通孔には、前記ガイド孔に挿通されるとともに、前記回転体に対する前記連結部材の位置を決めるためのピンが嵌合させて取り付けられ、
   前記ピンは、外径が弾性的に変化し、かつ弾性的に外径が縮小した状態で前記挿通孔に嵌合させられて前記回転体に取り付けられている
   ことを特徴とする捩り振動低減装置。

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