JP3838598B2 - 振動緩衝装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機から動力伝達装置への動力を伝達可能として原動機および動力伝達装置間に設けられる振動緩衝装置に関し、特に、複数段の振動緩衝特性を発揮し得る振動緩衝装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、かかる振動緩衝装置は、たとえば特開平7−71526号公報および特開平5−180266号公報等により既に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平7−71526号公報で開示された振動緩衝装置は、複数の第1コイルばねと、第1および第2質量体の回転軸線を中心とする円弧状に形成されるとともに両質量体の半径方向に沿って各第1コイルばねよりも外方側に配置される複数の第2コイルばねとを備えるものであり、作動半径が相互に異なる第1および第2コイルばねを連動させるための中間部材は、それを分割すると荷重バランスがくずれるために一体化されている必要があり、大型化を免れない。また第1および第2コイルばねの端面荷重の分布を考慮すると前記中間部材が3層構造にならざるを得ず、部品点数が増大する。しかも一体化された3層構造を得るためにかしめピン等が必要であり、これによっても部品点数が増大するとともに、組立作業が煩雑となる。
【0004】
上記特開平5−180266号公報で開示された振動緩衝装置では、第1および第2コイルばねが第1および第2質量体の回転軸線を中心とする円弧状にして直列に配置されており、第2コイルばねのばね荷重が第1コイルばねよりも大きく設定されている。しかるに、第2コイルばねの重さは比較的大きくなるものであり、その重さに見合ったプリロードを第2コイルばねに付与しておかなければ、第2コイルばねが遊んで騒音を生じることになるが、第1および第2コイルばねが直列に接続されるものであることにより、第2コイルばねに大きなプリロードを与えると第1コイルばねのプリロードも大きくなり、振動緩衝作用が損なわれることになる。
【0005】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、部品点数の低減、組立作業の単純化を可能として軽量かつコンパクトに構成するとともに、騒音の発生を防止し得るようにした振動緩衝装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、原動機から動力伝達装置への動力を伝達可能として原動機および動力伝達装置間に設けられる振動緩衝装置において、原動機および動力伝達装置の一方に連結される第1質量体と、その第1質量体の回転軸線を中心とした環状にして第1質量体の半径方向内方側に開口した通路、ならびに前記回転軸線を中心とする円弧状に形成されるとともに相互に対をなして前記通路に開口する複数組の収容凹部を有して第1質量体に設けられるダンパハウジングと、第1質量体に対する同一軸線まわりの相対角変位を可能として原動機および動力伝達装置の他方に連結される第2質量体と、前記各組の収容凹部相互間の距離に対応した周方向長さを有すると共に前記通路に挿入されて該通路の外周内面および相対向する両内側面に摺接する複数のばねホルダと、非動力伝達状態では両端を前記ばねホルダに接触させるようにして前記ばねホルダに保持されつつ前記通路に挿入される複数の第1コイルばねと、非動力伝達状態では各組の収容凹部の周方向両端ならびに前記ばねホルダの周方向両端に両端を接触させるようにして各組の収容凹部にそれぞれ収容される複数の第2コイルばねと、非動力伝達状態では前記第1コイルばねの両端を接触せしめるようにして前記通路に突入され、第1および第2質量体の相対回転に応じて前記第2コイルばねの一端に接触することを可能として前記各組の収容凹部相互間の距離よりも小さな周方向長さを有するように形成されて第2質量体に結合される複数の伝達アームとを備えることを特徴とする。
【0007】
このような構成によれば、原動機の非作動状態では、相互に対をなす各組の収容凹部にそれぞれ収容されている第2コイルばねの両端は、各収容凹部の両端で受けられるとともに各ばねホルダの両端に接触しており、この状態で原動機の作動により第1および第2質量体間に相対角変位が生じると、各伝達アームが各第1コイルばねを圧縮しつつ各第2コイルばねの一端に当接するようにダンパハウジングに対して相対回動し、その間には、第1および第2質量体間では第1コイルばねによって緩衝されつつ動力が伝達され、さらに各伝達アームが各第2コイルばねの一端に当接した後には、各伝達アームが、第1コイルばねを圧縮したままの状態で各ばねホルダが通路内を摺動するようにして第2コイルばねを圧縮し、第1および第2質量体間の動力伝達が第2コイルばねによって緩衝されつつ行なわれることになり、原動機および動力伝達装置間の動力伝達において、第1および第2コイルばねによる2段の振動緩衝特性を得ることが可能となる。しかも各伝達アームは、各組の収容凹部相互間の距離よりも小さな周方向長さを有するように形成されていて、小さなサイズのものであり、またばねホルダも、小さな第1コイルばねを保持しつつ通路を摺動可能とした単純形状かつ小型のものであればよく、従来必要であったかしめピン等を不要とするとともにかしめ作業等が不要であるので、部品点数の低減、組立作業の単純化を可能として軽量かつコンパクトに振動緩衝装置を構成することができる。しかも第2コイルばねは、非動力伝達状態で各組の収容凹部の両端で受けられるものであるので、遊びが生じないように第2コイルばねにプリロードをかけても、第2コイルばねのプリロードが第1コイルばねに影響を及ぼすことはなく、第2コイルばねの遊びが生じないように第2コイルばねにプリロードを付与することにより、前記遊びに起因した騒音の発生を防止することができる。
【0008】
請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の発明の構成に加えて、前記第1コイルばねは、第1質量体の半径方向に沿って前記第2コイルばねの直径に対応する範囲に配置されることを特徴とし、このような構成によれば、第1および第2コイルばねによって回転方向の力がばねホルダに作用することを防止することができる。すなわち第1コイルばねからばねホルダへの荷重作用点と、第2コイルばねからばねホルダへの荷重作用点が第1質量体の半径方向に沿ってずれた位置にあるときには、第1質量体の回転軸線と平行な軸線まわりにばねホルダを回転せしめる力が第1および第2ばねからばねホルダに作用するのであるが、第1質量体の半径方向に沿って第2コイルばねの直径に対応する範囲に第1コイルばねが配置されることにより、第2コイルばねからばねホルダへの荷重作用点の範囲に第1コイルばねからばねホルダへの荷重作用点が存在することになり、ばねホルダに回転方向の力が作用することを防止し、ばねホルダに回転方向の力が作用するときにばねホルダがダンパハウジングの通路内でこじれを生じることを防止することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0010】
図1ないし図6は本発明の第1実施例を示すものであり、図1は振動緩衝装置の一部切欠き正面図、図2は図1の2−2線断面図、図3は図2の要部拡大図、図4は図3の4−4線に沿う断面図、図5はばねホルダの斜視図、図6は図1の6−6線に沿う拡大断面図である。
【0011】
先ず図1および図2において、この振動緩衝装置は、同一軸線まわりに相対角変位可能な第1および第2質量体11,12を備え、第1質量体11には、図示しない原動機が該原動機の出力を伝達すべく連結され、第2質量体12には、図示しない動力伝達装置が連結される。
【0012】
第1質量体11は、内周部に軸受ハウジング部13aを有してリング板状に形成される第1回転円板13と、第1回転円板13の内面側の外周寄りの部分に溶接されるカバー14とから成るものであり、第1回転円板13の外周には、ギヤ15が結合される。
【0013】
一方、第2質量体12は、一端が第1回転円板13を同軸に貫通する円筒状の回転軸16と、前記カバー14を覆うようにして回転軸16の他端に溶接される第2回転円板17とから成るものであり、回転軸16の一端開口部にはキャップ18が装着される。而して回転軸16内には、動力伝達装置の入力軸19が挿入され、回転軸16および入力軸19は相対回転を不能として結合される。
【0014】
第1質量体11における第1回転円板13の内周の軸受ハウジング部13aには、回転軸16の外面との間に介装されるシールベアリング20が収納されており、第1質量体11は、相対角変位を可能として該シールベアリング20を介して回転軸16に支承されることになる。なお、シール機能を有しないベアリングが軸受ハウジング部13aに収納され、該ベアリングとは別のシール部材が第1回転円板13および回転軸16間に設けられるようにしてもよい。
【0015】
第1質量体11の外周寄りの部分には、第1回転円板13およびカバー14によってダンパハウジング21が構成されており、このダンパハウジング21には、第1質量体11の回転軸線すなわち回転軸16の回転軸線を中心とした環状の通路22が、第1質量体11の半径方向内方側に開口するようにして形成されるとともに、第1質量体11の回転軸線を中心とする円弧状にして相互に対をなす2組の収容凹部23,24;23,24が形成される。
【0016】
一方の収容凹部23,23は、第1回転円板13の内面に形成されるものであり、相互間にたとえば33度程度の角度をあけるようにして、第1質量体11の回転軸線を中心とする円弧状にそれぞれ形成され、他方の収容凹部24,24は、各収容凹部23,23にそれぞれ個別に対応した円弧状にしてカバー14の内面にそれぞれ形成される。
【0017】
また第2質量体12における第2回転円板17の内周部内面に重なるようにして伝動板25が第2質量体12に結合されており、第1質量体11におけるカバー14の内周および伝動板25間には環状のシール部材26が介装される。
【0018】
カバー14および伝動板25間がシール部材26でシールされ、第1回転円板13および回転軸16間がシールベアリング20でシールされることにより、ダンパハウジング21内は密封状態となるものであり、ダンパハウジング21内には、後述のばねホルダ28、第1コイルばね29…および第2コイルばね30…を浸漬せしめる粘性流体が封入される。
【0019】
図3、図4および図5を併せて参照して、通路22には、一対のばねホルダ28,28が摺動可能に挿入される。
【0020】
ばねホルダ28は、通路22の外周内面に摺接する摺接板部28aと、第1質量体11の回転軸線に沿う通路22の幅よりも小さな間隔を相互間にあけて対向しつつ前記摺接板28aに連設される一対の対向板部28b,28bと、第1質量体11の回転軸線に沿って相互に対向する通路22の内側面にそれぞれ摺接して前記摺接板部28aに連設される一対の保持板部28c,28cとを一体に有して、たとえば鋼板のプレス成形により形成されるものであり、両保持板部28c,28cは通路22の周方向に沿う摺接板部28aの中央部に連設され、通路22の周方向に沿う両対向板部28b,28bの中央部には矩形の窓28d,28dが設けられる。しかも通路22の周方向に沿う摺接板部28aおよび両対向板部28b,28bの長さは、それぞれ対をなす2組の収容凹部23,24;23,24間相互の距離にほぼ対応して設定される。
【0021】
これらのばねホルダ28,28には、第1コイルばね29がそれぞれ保持される。すなわち第1コイルばね29は、一対の保持板部28c,28c間に挟まれるようにして両窓28d,28dに収納されるものであり、第1および第2質量体11,12が相対角変位を生じていない非動力伝達状態では、通路22の周方向に沿う各窓28d,28dの両端に第1コイルばね29の両端が接触しており、この状態で、第1コイルばね29にわずかなプリロードが付与されていてもよい。
【0022】
相互に対をなす2組の収容凹部23,24;23,24には、第1コイルばね29よりもばね荷重が大である第2コイルばね30がそれぞれ収容される。これらの第2コイルばね30,30は、両質量体11,12の回転軸線を中心とする円弧状に形成されるものであり、非動力伝達状態では各収容凹部23,24の両端および前記ばねホルダ28,28の周方向両端に両端を接触させるようにして各組の収容凹部23,24;23,24にそれぞれ収容される。
【0023】
しかも、第1コイルばね29,29は、第1質量体11の半径方向に沿って第2コイルばね30,30の直径に対応する範囲に配置されるようにして各ばねホルダ28,28に保持される。
【0024】
伝動板25には、その一直径線に沿って外方に延びる一対の伝達アーム31,31が一体に設けられており、それらの伝達アーム31,31の先端部は、ばねホルダ28,28における両対向板部28b,28b間に相対摺動可能に嵌合されるようにして通路22に突入される。該通路22の周方向に沿う各伝達アーム31,31の先端部の長さは、各組の収容凹部23,24;23,24相互間の距離よりも小さく設定されており、各伝達アーム31,31の先端部には、ばねホルダ28,28に保持されている第1コイルばね29,29を両側から挟むようにして二叉状に分岐した一対の挟持板部31a,31aがそれぞれ形成される。而して非動力伝達状態にあっては、両挟持板31a,31aに第1コイルばね29の両端がそれぞれ接触しており、両挟持板31a,31aは第2コイルばね30,30の端部から離反した位置にある。
【0025】
また各組の収容凹部23,24;23,24よりも半径方向内方側で第1質量体11の第1回転円板13には、非動力伝達状態において周方向に沿う両伝達アーム31,31間の中央部に位置するようにして、一対のストッパ32…が内方側に突出するようにして一体に突設されており、これらのストッパ32…は、各伝達アーム31,31に当接して第1および第2質量体11,12の相対角変位量を制限することができる。ところで、第1回転円板13はプレス成形されるものであり、ストッパ32…は先端側がわずかに小径となるようにして形成せざるを得ないのであるが、図6で示すように、第1回転円板13の半径方向に沿う外面は、伝達アーム31…の回転方向に対して直交する面となるように形成されており、これにより、伝達アーム31…との接触によってストッパ32…に不必要な方向の荷重が作用することが回避される。
【0026】
次にこの第1実施例の作用について説明すると、原動機の非作動状態では、相互に対をなす各組の収容凹部23,24;23,24にそれぞれ収容されている第2コイルばね30,30の両端は、図1、図3および図4で示すように、各収容凹部23,24;23,24の両端で受けられるとともに各ばねホルダ28,28の両端に接触している。このような状態で原動機の作動により第1質量体11に原動機からの動力が伝達され、第1および第2質量体11,12に相対角変位が生じると、比較的大きなばね荷重の第2コイルばね30,30間にあるばねホルダ28,28は、第1質量体11の回転に応じて回転を始める。それにより、第2質量体12と一体である各伝達アーム31,31が、各第1コイルばね29,29を圧縮しつつ各第2コイルばね30,30の一端に当接するようにダンパハウジング21に対して相対回動することになり、第1および第2質量体11,12間では第1コイルばね29,29によって緩衝されつつ動力が伝達されることになる。
【0027】
各伝達アーム31,31が各第2コイルばね30,30の一端に当接した後には、各伝達アーム31,31が、第1コイルばね29,29を圧縮したままの状態で各ばねホルダ28,28が通路22内を摺動するようにして第2コイルばね30,30を圧縮することになり、第1および第2質量体11,12間では、第2コイルばね30,30によって振動が緩衝されつつ動力伝達が行なわれることになる。すなわち原動機および動力伝達装置間の動力伝達において、第1および第2コイルばね29,29;30,30による2段の振動緩衝特性を得ることが可能となる。
【0028】
さらに第2コイルばね30,30が最大限圧縮されたときには、伝達アーム31,31がストッパ32…にそれぞれ当接し、第1および第2質量体11,12が一体に回転することになり、第2コイルばね30,30に過大な荷重が作用することを回避することができる。
【0029】
このような振動緩衝装置において、各伝達アーム31,31は、各組の収容凹部23,24;23,24相互間の距離よりも小さな周方向長さを有するように形成されていて、小さなサイズのものであり、またばねホルダ28,28も、小さな第1コイルばね29,29を保持しつつ通路22を摺動可能とした単純形状かつ小型のものであればよいので、従来必要であったかしめピン等を不要とするとともにかしめ作業等を不要とし、部品点数の低減、組立作業の単純化を可能として軽量かつコンパクトに振動緩衝装置を構成することができる。
【0030】
しかも第2コイルばね30,30は、非動力伝達状態で各組の収容凹部23、24;23,24の両端で受けられるものであるので、遊びが生じないように第2コイルばね30,30にプリロードをかけても、第2コイルばね30,30のプリロードが第1コイルばね29,29に影響を及ぼすことはない。したがって第2コイルばね30,30の遊びが生じないように第2コイルばね30,30にプリロードを付与することにより、前記遊びに起因した騒音の発生を防止することができる。
【0031】
また第1コイルばね29が、第1質量体11の半径方向に沿って第2コイルばね30の直径に対応する範囲に配置されているので、第1および第2コイルばね29,30によって回転方向の力がばねホルダ28に作用することを防止することができる。すなわち第1コイルばね29からばねホルダ28への荷重作用点と、第2コイルばね30からばねホルダ28への荷重作用点が第1質量体11の半径方向に沿ってずれた位置にあるときには、第1質量体11の回転軸線と平行な軸線まわりにばねホルダ28を回転せしめる力が第1および第2ばね29,30からばねホルダ28に作用するのであるが、第1質量体11の半径方向に沿って第2コイルばね30の直径に対応する範囲に第1コイルばね29が配置されることにより、第2コイルばね30からばねホルダ28への荷重作用点の範囲に第1コイルばね29からばねホルダ28への荷重作用点が存在するようにしてばねホルダ28に回転方向の力が作用することを防止することができ、ダンパハウジング21の通路22内でばねホルダ28が回転することによって生じるこじれの発生を防止することができる。
【0032】
さらに各組の収容凹部23,24;23,24よりも半径方向内方側で第1質量体11の第1回転円板13に、両質量体11,12の相対回転を阻止するストッパ32…が設けられているので、第1および第2コイルばね29,29;30,30が配置されている部分の内方に生じている空きスペースを有効に利用してストッパ32…が配置されることになり、第1および第2コイルばね29,29;30,30を、必要なだけ両質量体11,12の半径方向外方側に配置することが可能となる。しかも第1および第2質量体11,12の半径方向に沿って各第1コイルばねよりも外方側に複数の第2コイルばねが配置されるタイプの振動緩衝装置(特開平7−71526号公報)では、第1および第2コイルばねにそれぞれ個別に対応したストッパが必要となるのであるが、伝達アーム31で第1および第2コイルばね29,30を押圧するようにした本願発明の構成では、第1および第2コイルばね29,30に共通なストッパ32があればよく、第1質量体11の構造をより単純化することができる。
【0033】
図7は本発明の第2実施例の振動緩衝装置の一部切欠き正面図、図8は図7の8−8線断面図であり、上記第1実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
【0034】
第1質量体11の外周寄りの部分には、第1質量体11の半径方向内方側に開口する環状の通路22と、相互に対をなす2組の収容凹部23,24;23,24とを有するダンパハウジング21が設けられており、各組の収容凹部23,24;23,24には、第2コイルばね30,30と、第2コイルばね30,30を同心に囲繞する第3コイルばね33,33とが同心二重状にしてそれぞれ収容され、第3コイルばね33のばね荷重は第2コイルばね30よりも大きく設定される。
【0035】
通路22の周方向に沿う第2コイルばね30の長さは、第3コイルばね33の長さよりも大きく、各組の収容凹部23,24;23,24の両端には、非動力伝達状態において、第2コイルばね30,30の両端を受けるための受け部34,34と、通路22の周方向に沿って前記受け部34,34よりも内方側に配置されて第3コイルばね33,33の両端を受けるための受け部35,35とが形成される。
【0036】
而して非動力伝達状態にあっては、第1コイルばね29,29を保持するばねホルダ28,28の両端は第2コイルばね30,30の両端に接触するものであり、両質量体11,12の相対角変位が生じたときには、伝達アーム31,31への第2コイルばね30,30の一端の接触に続いて、第3コイルばね33,33の一端が伝達アーム31,31に接触することになる。
【0037】
この第2実施例によれば、第1および第2コイルばね29,29;30,30による2段の緩衝特性を得た後に、各伝達アーム31,31が第3コイルばね33,33の一端に当接して第3コイルばね33,33を圧縮することになるので、3段の緩衝特性を得ることができる。
【0038】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【0039】
たとえば上記実施例では、第1質量体11が原動機に連結され、第2質量体12が動力伝達装置に連結される場合について説明したが、それとは逆に、第1質量体11が動力伝達装置に連結され、第2質量体12が原動機に連結されるようにしてもよい。
【0040】
【発明の効果】
以上のように請求項1記載の発明によれば、原動機および動力伝達装置間の動力伝達において、第1および第2コイルばねによる2段の振動緩衝特性を得ることが可能であり、また各伝達アームは、各組の収容凹部相互間の距離よりも小さな周方向長さを有するように形成されていて小さなサイズのものであり、またばねホルダも小さな第1コイルばねを保持しつつ通路に摺動可能(即ちその通路に挿入されて該通路の外周内面および相対向する両内側面に摺接可能)とした単純形状かつ小型のものであればよいので、部品点数の低減、組立作業の単純化を可能として軽量かつコンパクトに振動緩衝装置を構成することができ、さらに第1コイルばねへの影響を回避しつつ第2コイルばねの遊びが生じないように第2コイルばねにプリロードを付与することを可能とし、前記遊びに起因した騒音の発生を防止することができる。
【0041】
また請求項2記載の発明によれば、第1および第2コイルばねによって回転方向の力がばねホルダに作用することを防止し、ダンパハウジングの通路内でばねホルダがこじれを生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の振動緩衝装置の一部切欠き正面図である。
【図2】図1の2−2線断面図である。
【図3】図2の要部拡大図である。
【図4】図3の4−4線に沿う断面図である。
【図5】ばねホルダの斜視図である。
【図6】図1の6−6線に沿う拡大断面図である。
【図7】第2実施例の振動緩衝装置の一部切欠き正面図である。
【図8】図7の8−8線断面図である。
【符号の説明】
11・・・第1質量体
12・・・第2質量体
21・・・ダンパハウジング
22・・・通路
23,24・・・収容凹部
28・・・ばねホルダ
29・・・第1コイルばね
30・・・第2コイルばね
31・・・伝達アーム
Claims (2)
- 原動機から動力伝達装置への動力を伝達可能として原動機および動力伝達装置間に設けられる振動緩衝装置において、
原動機および動力伝達装置の一方に連結される第1質量体(11)と、
その第1質量体(11)の回転軸線を中心とした環状にして第1質量体(11)の半径方向内方側に開口した通路(22)、ならびに前記回転軸線を中心とする円弧状に形成されるとともに相互に対をなして前記通路(22)に開口する複数組の収容凹部(23,24)を有して第1質量体(11)に設けられるダンパハウジング(21)と、
第1質量体(11)に対する同一軸線まわりの相対角変位を可能として原動機および動力伝達装置の他方に連結される第2質量体(12)と、
前記各組の収容凹部(23,24)相互間の距離に対応した周方向長さを有すると共に前記通路(22)に挿入されて該通路(22)の外周内面および相対向する両内側面に摺接する複数のばねホルダ(28)と、
非動力伝達状態では両端を前記ばねホルダ(28)に接触させるようにして前記ばねホルダ(28)に保持されつつ前記通路(22)に挿入される複数の第1コイルばね(29)と、
非動力伝達状態では各組の収容凹部(23,24)の周方向両端ならびに前記ばねホルダ(28)の周方向両端に両端を接触させるようにして各組の収容凹部(23,24)にそれぞれ収容される複数の第2コイルばね(30)と、
非動力伝達状態では前記第1コイルばね(29)の両端を接触せしめるようにして前記通路(22)に突入され、第1および第2質量体(11,12)の相対回転に応じて前記第2コイルばね(30)の一端に接触することを可能として前記各組の収容凹部(23,24)相互間の距離よりも小さな周方向長さを有するように形成されて第2質量体(12)に結合される複数の伝達アーム(31)とを備えることを特徴とする振動緩衝装置。 - 前記第1コイルばね(29)は、第1質量体(11)の半径方向に沿って前記第2コイルばね(30)の直径に対応する範囲に配置されることを特徴とする請求項1記載の振動緩衝装置。
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