JP5621603B2

JP5621603B2 - ダイナミックダンパ

Info

Publication number: JP5621603B2
Application number: JP2011005280A
Authority: JP
Inventors: 悠宮原; 浩之天野; 真一郎末永; 慎吾相島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2031-01-13
Also published as: JP2012145190A

Description

この発明は、回転部材に取り付けられてそのトルク変動もしくは捩り振動を減衰させ、もしくは吸収するダイナミックダンパに関するものである。

車両に搭載されるエンジンのクランクシャフトや変速機のインプットシャフトあるいはドライブシャフトなど、あるいはこれらに取り付けられてこれらと一体回転する部材などの回転部材は、エンジンからの起振力に起因して、その軸心の周りに固有の捩り振動を起こすことが知られている。この捩り振動が大きくなる回転部材の回転数領域や捩り振動とエンジンのシリンダの爆発回転速度の周期とが共振しやすい回転部材の回転数領域において捩り振動を低減するために、前述したような回転部材に取り付けられて、捩り振動を吸収もしくは減衰させるダイナミックダンパが知られている。そのようなダイナミックダンパの一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載されたダイナミックダンパは、回転部材の回転中心軸線から離れた箇所に転動室が形成され、その転動室に回転部材の回転変動や捩り振動に応じて往復運動可能な慣性質量体が収容され、その転動室の内壁面に、回転部材の回転変動や捩り振動に応じて慣性質量体が転動し、かつ往復運動可能な転動面が形成されている。慣性質量体の往復運動次数は、回転部材の回転変動次数に等しくなるように設計されている。そのため、回転部材の回転変動や捩り振動に応じて慣性質量体が転動面を転動しながら往復運動すると、その往復運動次数に等しい回転部材の捩り振動次数を減衰することができる、とされている。

特開２００２−３４００９７号公報

上記の特許文献１に記載されている構成のダイナミックダンパは、回転部材の回転変動や捩り振動に応じて慣性質量体が往復運動した場合に、慣性質量体が往復運動していない中立状態からの慣性質量体の振幅が増大することに伴って、設計した慣性質量体の往復運動次数と実際の慣性質量体の往復運動次数との乖離が大きくなる。そのため、慣性質量体の振幅が増大することに伴って慣性質量体の往復運動次数による回転部材の捩り振動の減衰効果が低下してしまう。

一方で、慣性質量体の往復運動次数がその振幅の大きさに依存しないサイクロイド振子が多くの教科書、ハンドブックなどに公知である。そこで、特許文献１に記載された慣性質量体の重心の移動軌跡をサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くようにすれば、慣性質量体の振幅が増大することに伴う次数ずれを抑制し、ダイナミックダンパの制振性能の低下を抑制することができる。しかしながら、特許文献１に記載された慣性質量体の重心の移動軌跡をサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線にするためには、転動面の加工が複雑になる虞がある。

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り、複雑な加工を要しないで慣性質量体の重心の移動軌跡をサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線にすることができるダイナミックダンパ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、請求項１の発明は、回転部材に形成された収容室に、前記回転部材の捩り振動に伴ってその回転方向に往復運動する慣性質量体が収容されているダイナミックダンパにおいて、前記慣性質量体は、互いに一体化された小径の質量体と大径の質量体とを有し、前記小径の質量体および前記大径の質量体の外周面のそれぞれが円弧面となっており、前記収容室の内周面に、前記小径の質量体の円弧面に接触して前記慣性質量体の転動を案内する転動面と、前記大径の質量体の円弧面に接触して前記慣性質量体の転動を案内しかつ前記転動面とは曲率の異なる他の転動面とが形成されており、前記回転部材の捩り振動に応じて往復運動する前記慣性質量体の振幅が増大することに伴って前記小径の質量体の円弧面と前記転動面とが接触して前記転動面上を前記慣性質量体が転動している状態と、前記大径の質量体の円弧面と前記他の転動面とが接触して前記他の転動面上を前記慣性質量体が転動している状態とのうちいずれか一方の状態からいずれか他方の状態になることにより、前記慣性質量体の移動軌跡における瞬間曲率中心が次第に変化するように構成されていることを特徴とするものである。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記小径の質量体の円弧面と前記転動面とが接触して前記転動面上を前記慣性質量体が転動している場合に、前記大径の質量体の円弧面と前記他の転動面とは非接触の状態になり、前記大径の質量体の円弧面と前記他の転動面とが接触して前記他の転動面上を前記慣性質量体が転動している場合に、前記小径の質量体の円弧面と前記転動面とが非接触の状態になるように構成されていることを特徴とするダイナミックダンパである。

さらにまた、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記収容室は、前記回転部材とその少なくとも一部を覆う蓋部材とによって構成されることを含み、前記転動面と前記他方の転動面とのうちいずれか一方が前記回転部材に一体化して形成され、いずれか他方が前記蓋部材に一体化して形成されることを特徴とするダイナミックダンパである。

請求項１の発明によれば、収容室の内周面には、曲率の異なる複数の転動面が形成され、慣性質量体は、各転動面に対応する曲率の異なる円弧面を備えている。慣性質量体は、回転部材の捩り振動に応じて往復運動した場合に、慣性質量体が往復運動していない中立状態からの慣性質量体の振幅が増大することに伴って、曲率の異なる転動面を乗り移っていってその重心の移動軌跡における瞬間曲率中心が変化し、その移動軌跡がサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くようになる。そのため、収容室に慣性質量体の重心の移動軌跡がサイクロイド形状となるような転動面形状を加工する場合に比較して容易な加工を施すことにより、慣性質量体の移動軌跡をサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線にでき、その加工コストを抑えることができる。また、慣性質量体の重心の移動軌跡がサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くので、慣性質量体の振幅が増大した場合であっても、設計した往復運動次数と実際の往復運動次数との次数ずれを抑制でき、次数ずれに起因する制振性能の低下を防止もしくは抑制することができる。

また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明による効果と同様の効果に加えて、慣性質量体は、そのいずれかの円弧面がいずれかの転動面に接触し、その転動面を転動しながら往復運動している場合には、いずれか他の円弧面はいずれか他の転動面に対して接触しないように構成されている。そのため、慣性質量体の各円弧面と各転動面とが同時に接触することが防止されるとともに、回転部材の捩り振動に応じて往復運動した場合に、その中立状態からの慣性質量体の振幅が増大することに伴っていずれかの転動面からいずれか他の転動面に乗り移ることができる。

さらにまた、請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明による効果と同様の効果に加えて、曲率の異なる複数の転動面は、それぞれ異なる部材に形成することができる。そのため、各部材に対して比較的容易な加工を施すことにより転動面を形成することができる。その結果、曲率が異なる複数の転動面の加工性を向上できるとともに、その加工コストの低減を図ることができる。また、各曲率の異なる転動面が形成される部材を分けることができるので、各転動面が形成される部材の材質を任意に選択することができる。より具体的には、慣性質量体が転動面を転動しながら往復運動する場合に、慣性質量体の質量や慣性質量体に生じた遠心力などにより、相対的に高い面圧が作用する転動面が形成される部材の強度を、相対的に低い面圧が作用する転動面が形成される部材の強度に比較して高い強度を有する材料にすることができる。これとは反対に、相対的に低い面圧が作用する転動面が形成される部材については、相対的に高い面圧が作用する転動面が形成される部材に比較して強度が低く、低価格の材料を選択することができ、材料コストを抑えることができる。

この発明に係るダイナミックダンパの構成を模式的に示す図である。図１に示すII−II’線に沿うダイナミックダンパの断面図である。この発明に係るダイナミックダンパの他の構成を模式的に示す図である。図３に示すIV−IV’線に沿うダイナミックダンパの断面図である。この発明に係るダイナミックダンパの更に他の構成を模式的に示す図である。図５に示すVI−VI’線に沿うこの発明に係るダイナミックダンパの断面図である。図１に示す構成の一部を変更した構成の断面図である。図１に示す構成の一部を変更した他の構成の断面図である。図１に示す構成の一部を変更した更に他の構成の断面図である。図９に示す構成の一部を変更した構成の断面図である。

つぎにこの発明をより具体的に説明する。図１に、この発明に係るダイナミックダンパの構成を模式的に示してある。図１には、複数のダイナミックダンパ１を、そのダイナミックダンパ１が取り付けられる回転部材２の回転面に対し、垂直な方向から見た状態を示してある。ダイナミックダンパ１は、制振対象となる例えば車両のエンジンのクランクシャフトや変速機のインプットシャフトあるいはドライブシャフトなど、あるいはこれらに取り付けられてこれらと一体回転する回転部材２と、その回転部材２の回転中心から離れた箇所に形成された収容室３と、収容室３の内壁面であって、回転部材２の半径方向で外側に円弧状に形成された複数の転動面と、収容室３に収容され、回転部材２の回転変動あるいはこれに起因する捩り振動に応じて転動面を往復運動する慣性質量体（すなわち、ダンパマス）４とを備えている。

慣性質量体４は、その往復運動次数によって回転部材２の所定次数の捩り振動を吸収もしくは減衰するものであるから、慣性質量体４の往復運動次数は、吸収もしくは減衰したい回転部材２の捩り振動の次数、すなわち回転変動次数に等しくなるように、あるいはその回転変動次数に近似した値になるように設計されている。

図２に、図１に示すII−II’線に沿うダイナミックダンパの断面図を示してある。図１および図２に示したように、慣性質量体４は、小径の質量体５と大径の質量体６とを備え、二つの質量体６によって質量体５を挟み込むとともに、これらの回転軸線が互いに同一になるように一体に形成されている。また、図２に示す例において、各質量体５，６の厚みは、すなわち回転部材２の回転軸線方向での各質量体５，６の肉厚は、質量体５の厚みを質量体６の厚みに比較して厚く形成されている。そして、これらの質量体５，６における各外周面が、上記の各転動面に対応する円弧面７，８になっている。

図１および図２に示したように、収容室３の内壁面であって回転部材２の半径方向で外側には、円弧状に形成されて相対的に曲率の小さい転動面９と、円弧状に形成されて相対的に曲率の大きい転動面１０とが形成されており、転動面９は転動面１０よりも回転部材２の半径方向で内側に形成あるいは配置されている。その転動面９に、慣性質量体４の振幅が相対的に小さい領域において、上記の円弧面７が接触するようになっており、転動面１０に、慣性質量体４の振幅が相対的に大きい領域において、上記の円弧面８が接触するようになっている。

図１および図２に示すように構成されたダイナミックダンパ１の作用について説明する。ダイナミックダンパ１が停止している状態から制振対象の回転部材２が回転し始めて、それと一体にダイナミックダンパ１が回転し始めてその回転数が上昇すると、収容室３内の慣性質量体４には、ダイナミックダンパ１の回転数に応じた遠心力が作用する。すなわち、ダイナミックダンパ１の回転数が上昇するほど大きな遠心力が収容室３内の慣性質量体４に作用する。したがって、ダイナミックダンパ１の回転数が上昇すると、収容室３内の慣性質量体４に作用する遠心力も大きくなり、慣性質量体４は、その慣性質量体４に作用する遠心力が慣性質量体４に作用する重力よりも大きくなることによって、図１に示したように、収容室３内における最外周側（最膨出位置あるいは最外周位置と呼ばれることがある。）に移動する。そして、回転部材２すなわちダイナミックダンパ１の回転数が一定であったり、その回転数の上昇あるいは下降に伴う回転変動や捩り振動がある程度小さい場合には、慣性質量体４は、収容室３内における最外周側に位置することになり、慣性質量体４が転動面を往復運動しない中立状態になっている。この中立状態においては、慣性質量体４の円弧面７と転動面９とが接触した状態となっている。

回転部材２の回転数が上昇あるいは下降してある程度の大きさの回転変動やこれに起因する捩り振動が生じ、その回転変動や捩り振動がダイナミックダンパ１に入力されると、慣性質量体４は、その中立状態から上記の回転部材２の回転変動や捩り振動の大きさに応じて回転部材２の回転方向に転動面９を転動しながら転動面９を往復運動する。すなわち、上記の中立状態からの慣性質量体４の変位量あるいは変位角度もしくは転動角度は、回転部材２の回転変動や捩り振動の大きさに応じた変位量あるいは変位角度もしくは転動角度になる。

上記の回転変動や捩り振動よりも大きな回転変動や捩り振動が回転部材２に生じ、これがダイナミックダンパ１に入力されると、慣性質量体４の振幅が増大し、上記の中立状態からの慣性質量体４の変位量あるいは変位角度もしくは転動角度が増大する。そして、振幅が増大することに伴って慣性質量体４は、その円弧面７と転動面９とが接触していた状態から円弧面７と転動面９とが接触しない状態になるとともに、次第にかつ滑らかに円弧面８と転動面１０とが接触する状態に移行する。すなわち、慣性質量体４が転動面９から転動面１０に乗り移って行く。

より具体的には、中立状態からの慣性質量体４の変位量あるいは変位角度もしくは転動角度がある程度小さい領域においては、円弧面７と転動面９とが接触して慣性質量体４が転動面９を転動可能な状態となっており、そのような領域においては円弧面８と転動面１０とは接触しないようになっている。そして、中立状態からの慣性質量体４の変位量あるいは変位角度もしくは転動角度がある程度大きい領域においては、円弧面８と転動面１０とが接触して慣性質量体４が転動面１０を転動可能な状態となり、そのような領域においては円弧面７と転動面９とは接触しないようになっている。

したがって、慣性質量体４の振幅が増大することに伴って円弧面７および転動面９が接触している状態から円弧面８および転動面１０が接触する状態に次第に乗り移って行くと、円弧面７および転動面９は次第に接触しないようになる。これとは反対に、慣性質量体４の振幅が減少すると、円弧面８および転動面１０が接触している状態から円弧面７および転動面９が接触する状態に次第に移行し、円弧面８および転動面１０は次第に接触しない状態になる。すなわち、慣性質量体４は、その中立状態からの慣性質量体４の変位量あるいは変位角度もしくは転動角度に応じて各転動面９，１０を乗り移りながら往復運動する。慣性質量体４の各円弧面７，８および各転動面９，１０の曲率は、上記のように慣性質量体４が転動面９と転動面１０とを滑らかに乗り移りながら往復運動できるようになっている。

このような構成のダイナミックダンパにおいては、収容室３に曲率の異なる複数の転動面９，１０を設け、慣性質量体４がその振幅の変化に応じて曲率の異なる複数の転動面９，１０を滑らかに乗り移るように構成することにより、慣性質量体４はその振幅の変化に応じて曲率の異なる転動面９，１０を滑らかに乗り移っていってその重心の移動軌跡における瞬間曲率中心が変化し、その重心の移動軌跡がサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くようになる。したがって、慣性質量体４の重心の移動軌跡をサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線にするために、収容室３に施す加工を従来に比較して容易にでき、その加工コストを抑えることができる。また、慣性質量体４の重心の移動軌跡がサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くようになるから、慣性質量体４の振幅が増大した場合であっても、設計した往復運動次数と実際の往復運動次数との次数ずれを抑制して次数ずれに起因するダイナミックダンパ１の制振性能の低下を防止もしくは抑制することができる。

さらにまた、図１および図２に示す例においては、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域においては、慣性質量体４が転動する転動面１０が転動面９よりも回転部材２の半径方向で外側に形成されている。そのため、ある程度大きな回転変動やこれに起因する捩り振動が生じやすい傾向にある回転部材２の低回転数領域において、慣性質量体４に生じる遠心力をある程度大きくでき、慣性質量体４の円弧面８と転動面１０との間の摩擦力や転動面１０に作用する面圧を確保できる。これとは反対に、ある程度小さな回転変動やこれに起因する捩り振動が生じやすい傾向にある回転部材２の高回転数領域において、慣性質量体４に生じる遠心力をある程度小さくでき、慣性質量体４の円弧面７と転動面９との間の摩擦力や転動面９に生じる面圧を低減することができる。

そして、慣性質量体４は、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域において、転動面９を挟んでその両側に設けられた転動面１０を転動することになる。すなわち、図１および図２に示す例においては、慣性質量体４は２箇所で転動面１０に接触することになるので、慣性質量体４の振幅がある程度大きい場合であっても慣性質量体４を安定して転動させることができる。また、円弧面７およびこれに対応する転動面９は大きく形成されているので、慣性質量体４の振幅がある程度小さい領域においても慣性質量体４を安定して転動させることができる。

図３に、この発明に係るダイナミックダンパの他の構成を模式的に示してある。ここに示す例は、収容室３を回転部材２とその回転部材２の少なくとも一部を覆うように構成された蓋部材１１とによって構成するとともに、各部材２，１１に慣性質量体４が転動しながら往復運動するための上記の転動面９，１２を設けた例である。より具体的に説明すると、図３に示す例において、回転部材２の回転中心から離れた箇所に、回転部材２を貫通して収容室３の一部が形成されていて、その内壁面における回転部材２の半径方向で内側に相対的に曲率の小さい転動面９が設けられている。また、回転部材２の少なくとも一部を覆うように蓋部材１１が設けられており、その蓋部材１１に回転部材２に収容室３の他の一部が形成されている。蓋部材１１には、相対的に曲率の大きい転動面１２が設けられている。図３に示す例において、転動面９が、蓋部材１１に形成された転動面１２よりも回転部材２あるいは蓋部材１１の半径方向で内側になるようになっている。

図４に、図３に示すIV−IV’線に沿うダイナミックダンパの断面図を示してある。図３および図４に示す例においては、回転部材２の回転軸線方向で回転部材２を挟み込むように蓋部材１１が設けられている。慣性質量体４は、小径の質量体５と大径の質量体６とによって構成することができ、例えば二つの質量体６によって質量体５を挟み込むとともに、これらの回転軸線が互いに同一になるようにまた一体に形成することができる。また、図４に示す例において、各質量体５，６の厚みは、質量体５の厚みを質量体６の厚みに比較して厚く形成されている。そして、質量体５の外周面を、慣性質量体４の振幅が相対的に小さい領域において慣性質量体４を転動面９に対して転動可能にする円弧面７とすることができ、質量体６の外周面を、慣性質量体４の振幅が相対的に大きい領域において慣性質量体４を転動面１２に対して転動可能にする円弧面８とすることができる。

したがって、このような構成のダイナミックダンパ１においては、曲率の異なる複数の転動面９，１２をそれぞれ異なる部材２，１１に形成することができるので、各部材２，１１に対して例えば打ち抜きや孔抜き加工などの比較的容易なあるいは単純な加工を施すことにより転動面９，１２を形成することができるとともに、加工コストの低減を図ることができる。また、各部材２，１１に使用する材料強度や材質を、各部材２，１１に見合ったものとすることができ、これにより材料コストの低減を図ることができる。より具体的には、慣性質量体４が転動面１２を転動する頻度は転動面９を転動する頻度に比較して低く、また、慣性質量体４が転動面１２を転動する頻度が高くなるのは回転部材２が低回転数領域にある場合であるから、上記のように転動面１２を転動面９よりも回転部材２あるいは蓋部材１１の半径方向で外側に配置させたとしても、慣性質量体４に生じた遠心力やその質量に基づいて転動面１２に作用する面圧は、転動面９に作用する面圧に比較して一般的に低くなる傾向にある。したがって、転動面１２を形成する蓋部材１１には、回転部材２に比較して材料強度の低い素材を使用することができ、その分、材料コストの削減を図ることができる。

そして、慣性質量体４は、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域において、転動面９を挟んでその両側に設けられた転動面１２を転動することになる。すなわち、図３および図４に示す例においては、慣性質量体４は２箇所で転動面１２に接触することになるので、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域であっても慣性質量体４を安定して転動させることができる。また、円弧面７およびこれに対応する転動面９は大きく形成されているので、慣性質量体４の振幅がある程度小さい領域においても慣性質量体４を安定して転動させることができる。

図５に、この発明に係るダイナミックダンパの更に他の構成を模式的に示してある。また、図６に、図５に示すVI−VI’線に沿うこの発明に係るダイナミックダンパの断面図を示してある。具体的に説明すると、慣性質量体４は小径の質量体５と大径の質量体６とを備え、各回転軸線が同軸上になるように一体に形成されていて、各質量体５，６の厚みは、質量体５の厚みを質量体６の厚みに比較して厚く形成されている。そして、各質量体５，６の各外周面がそれぞれ円弧面７，８となっている。収容室３における回転部材２の半径方向で外側に曲率の大きい転動面１３が形成されている。転動面１３よりも曲率の小さい転動面１４は、回転部材２とは異なる部材１５に形成されていて、その部材１５は、回転部材２の軸線方向で転動面１３における中央あるいは中央付近に設けられている。したがって、図５および図６に示す例において、転動面１４は転動面１３に比較して回転部材２の半径方向で内側に設けられている。慣性質量体４の振幅がある程度小さい領域において、慣性質量体４の円弧面７および転動面１４が接触し、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域において、円弧面８および転動面１３が接触するようになっている。なお、各円弧面７，８および転動面１３，１４は、慣性質量体４がその振幅が増大することに伴って滑らかに乗り移っていけるようになっている。また、部材１５は回転部材２と一体化してもよい。さらにまた部材１５は、回転部材２と異なる材料強度や材質の素材を使用することができる。

したがって、このような構成のダイナミックダンパ１においては、転動面１３が回転部材２に形成されていて、転動面１３の中央あるいは中央付近に転動面１４が形成された部材１５が設けられているので、図３および図４に示す例に比較して、部品点数を削減できる。その結果、ダイナミックダンパ１の組み付け性を向上させることができる。また、慣性質量体４は、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域において、転動面１４を挟んでその両側に設けられた転動面１３を転動することになる。すなわち、図５および図６に示す例においては、慣性質量体４は２箇所で転動面１３に接触することになるので、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域において慣性質量体４を安定して転動させることができる。また、円弧面７およびこれに対応する転動面１４は大きく形成されているので、慣性質量体４の振幅がある程度小さい領域においても慣性質量体４を安定して転動させることができる。

図７に、図１に示す構成の一部を変更した構成の断面図を示してあり、ここに示す例は、慣性質量体４を三つの質量体１６，１７，１８によって構成するとともに各質量体１６，１７，１８の外周面にそれぞれ曲率の異なる円弧面１９，２０，２１を設け、また、これらの各円弧面１９，２０，２１に対応する曲率の異なる転動面２２，２３，２４を回転部材２に設けた例である。図７に示す例において、慣性質量体４は、小径の質量体１６と、質量体１６よりも大径の質量体１７と、質量体１７よりも大径の質量体１８とを備えている。そして、質量体１６を挟み込むように質量体１７が設けられ、更にこれらを挟み込むように質量体１８が設けられている。各質量体１６，１７，１８の回転軸線は、同一軸線上に設けるとともに、一体に形成することができる。また、各質量体１６，１７，１８の厚みは、すなわち回転部材２の回転軸線方向での各質量体１６，１７，１８の肉厚は、質量体１６の厚みを質量体１７の厚みに比較して厚く、質量体１７の厚みを質量体１８の厚みに比較して厚く形成されている。

収容室３における回転部材２の半径方向で外側には、曲率の小さい転動面２２と、転動面２２よりも曲率の大きい転動面２３と、転動面２３よりも曲率の大きい転動面２４とが形成されている。転動面２２は転動面２３よりも回転部材２の半径方向で内側に形成あるいは配置され、転動面２３は転動面２４よりも回転部材２の半径方向で内側に形成あるいは配置されている。上記の転動面２２に、慣性質量体４の振幅がある程度小さい領域において上記の円弧面１９が接触するようになっており、転動面２３に、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域において上記の円弧面２０が接触するようになっており、転動面２４に、慣性質量体４の振幅が更に大きい領域において上記の円弧面２１が接触するようになっている。慣性質量体４の各円弧面１９，２０，２１および各転動面２２，２３，２４の曲率は、慣性質量体４が各転動面２２，２３，２４を滑らかに乗り移りながら往復運動できるようになっている。したがって、慣性質量体４は、その振幅が増大することに伴って転動面２２から転動面２３に次第にそして滑らかに乗り移っていき、更に振幅が増大することに伴って転動面２３から転動面２４に次第にそして滑らかに乗り移っていくようになっている。これとは反対に、増大した振幅が小さくなるに伴って、すなわち、慣性質量体４の中立状態からの変位角度が大きい状態から小さい状態になるに伴って慣性質量体４は転動面２４から転動面２３にそして転動面２２に次第にそして滑らかに乗り移っていくようになっている。

したがって、このような構成のダイナミックダンパ１においては、慣性質量体４の振幅が増大することに伴って円弧面１９および転動面２２が接触している状態から円弧面２０および転動面２３が接触する状態に移行し、更に振幅が増大することに伴って円弧面２１および転動面２４が接触する状態に移行する。すなわち、慣性質量体４は、振幅が増大することに伴って転動面２２から転動面２３に、更に転動面２４に次第にかつ滑らかに乗り移っていってその重心の移動軌跡における瞬間曲率中心が次第に変化してその移動軌跡がサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くようになる。したがって、慣性質量体４の重心の移動軌跡をサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線にするために、収容室３に施す加工を従来に比較して容易にでき、その加工コストを抑えることができる。また、円弧面や転動面の数が図１ないし図６に示す例に比較して多く形成されているので、慣性質量体４の重心の移動軌跡は、図１ないし図６に示す例に比較してよりサイクロイド曲線に近似した曲線を描くようになる。その結果、図１ないし図６に示す例に比較して次数ずれに起因するダイナミックダンパ１の制振性能の低下をより防止もしくは抑制することができる。

さらにまた、慣性質量体４は、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域において、転動面２２を挟んでその両側に設けられた転動面２３あるいは転動面２３を挟んでその両側に配置された転動面２４を転動することになる。すなわち、図７に示す例においては、慣性質量体４は２箇所で転動面２３あるいは転動面２４に接触することになるので、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域において慣性質量体４を安定して転動させることができる。そして、円弧面１９およびこれに対応する転動面２２は大きく形成されているので、慣性質量体４の振幅がある程度小さい領域においても慣性質量体４を安定して転動させることができる。

図８に、図１に示す構成の一部を変更した他の構成の断面図を示してあり、ここに示す例は、慣性質量体４を小径の質量体２５およびこれを挟み込むように質量体２５と同心にかつ一体に形成された大径の質量体２６によって構成するとともに、各質量体２５，２６の各外周面を円弧面２７，２８とした例である。また、慣性質量体４の振幅がある程度小さい領域において、円弧面２８に接触する曲率の小さい転動面２９を回転部材２の半径方向で外側に形成し、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域において、円弧面２７に接触する曲率の大きい転動面３０を転動面２９よりも回転部材２の半径方向で内側に形成した例である。さらにまた、各質量体２５，２６の厚みは、質量体２５の厚みが質量体２６の厚みに比較して厚く形成されている。

したがって、このような構成のダイナミックダンパ１においては、慣性質量体４の振幅が増大することに伴って慣性質量体４は、円弧面２８および転動面２９が接触している状態から円弧面２７および転動面３０が接触する状態に次第にかつ滑らか乗り移っていって、円弧面２８および転動面２９が接触しない状態に移行するとともに円弧面２７および転動面３０が接触する状態になる。その結果、慣性質量体４は、振幅が増大することに伴ってその重心の移動軌跡における瞬間曲率中心が次第に変化してその移動軌跡がサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くようになる。したがって、慣性質量体４の重心の移動軌跡をサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線にするために、収容室３に施す加工を従来に比較して容易にでき、その加工コストを抑えることができる。また、慣性質量体４の重心の移動軌跡が、サイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くので、慣性質量体４の振幅が増大することに伴う設計した慣性質量体４の往復振動次数と実際の慣性質量体４の往復振動次数との次数ずれを抑制し、これに起因するダイナミックダンパ１の制振性能の低下をより防止もしくは抑制することができる。

さらにまた、慣性質量体４は、慣性質量体４の振幅がある程度小さい領域において慣性質量体４は２箇所で転動面２９に接触することになるので、慣性質量体４を安定して転動させることができる。これとは反対に、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域においては、慣性質量体４の円弧面２７およびこれに対応する転動面３０は大きく形成されているので、慣性質量体４を安定して転動させることができる。

図９に、図１に示す構成の一部を変更した更に他の構成の断面図を示してあり、ここに示す例は、慣性質量体４を大径の質量体３１およびこれを挟み込むように質量体３１と同心にかつ一体に形成された小径の質量体３２によって構成するとともに、各質量体３１，３２の各外周面を円弧面３３，３４とした例である。また、慣性質量体４の振幅がある程度小さい領域において、円弧面３４に接触する曲率の小さい転動面３５を回転部材２の半径方向で内側に形成し、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域において、円弧面３３に接触する曲率の大きい転動面３６を転動面３５よりも回転部材２の半径方向で外側に形成した例である。そして、各質量体３１，３２の厚みは、質量体３１の厚みが質量体３２の厚みに比較して厚く形成されている。

したがって、このような構成のダイナミックダンパ１においては、慣性質量体４の振幅が増大することに伴って慣性質量体４は、円弧面３４および転動面３５が接触している状態から円弧面３３および転動面３６が接触する状態に次第にかつ滑らか乗り移っていって、円弧面３４および転動面３５が接触しない状態に移行するとともに円弧面３３および転動面３６が接触する状態になる。その結果、慣性質量体４は、振幅が増大することに伴ってその重心の移動軌跡における瞬間曲率中心が次第に変化してその移動軌跡がサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くようになる。したがって、慣性質量体４の重心の移動軌跡をサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線にするために、収容室３に施す加工を従来に比較して容易にでき、その加工コストを抑えることができる。また、慣性質量体４の重心の移動軌跡が、サイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くので、慣性質量体４の振幅が増大することに伴う設計した慣性質量体４の往復振動次数と実際の慣性質量体４の往復振動次数との次数ずれを抑制し、これに起因するダイナミックダンパ１の制振性能の低下をより防止もしくは抑制することができる。

さらにまた、慣性質量体４は、慣性質量体４の振幅がある程度小さい領域において慣性質量体４は２箇所で転動面３５に接触することになるので、慣性質量体４を安定して転動させることができる。これとは反対に、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域においては慣性質量体４の円弧面３３およびこれに対応する転動面３６は大きく形成されているので、慣性質量体４を安定して転動させることができる。

図１０に、図９に示す構成の一部を変更した構成の断面図を示してあり、ここに示す例は、慣性質量体４を大径の質量体３７およびこれを挟み込むように質量体３７と同心にかつ一体に形成された小径の質量体３８によって構成するとともに、各質量体３７，３８の各外周面を円弧面３９，４０とした例である。また、慣性質量体４の振幅がある程度小さい領域において円弧面３９および曲率の小さな転動面４１が接触する状態にするとともに、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域において円弧面４０および曲率の大きな転動面４２が接触する状態になるように、転動面４１を転動面４２よりも回転部材２の半径方向で外側に形成するように構成した例である。さらにまた、各質量体３７，３８の厚みは、質量体３７の厚みが質量体３８の厚みに比較して厚く形成されている。

したがって、このような構成のダイナミックダンパ１においては、慣性質量体４の振幅が増大することに伴って慣性質量体４は、円弧面３９および転動面４１が接触している状態から円弧面４０および転動面４２が接触する状態に次第にかつ滑らか乗り移っていって、円弧面３９および転動面４１が接触しない状態に移行するとともに円弧面４０および転動面４２が接触する状態になる。その結果、慣性質量体４は、振幅が増大することに伴ってその重心の移動軌跡における瞬間曲率中心が次第に変化してその移動軌跡がサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くようになる。したがって、慣性質量体４の重心の移動軌跡をサイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線にするために、収容室３に施す加工を従来に比較して容易にでき、その加工コストを抑えることができる。また、慣性質量体４の重心の移動軌跡が、サイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くので、慣性質量体４の振幅が増大することに伴う設計した慣性質量体４の往復振動次数と実際の慣性質量体４の往復振動次数との次数ずれを抑制し、これに起因するダイナミックダンパ１の制振性能の低下をより防止もしくは抑制することができる。

さらにまた、慣性質量体４は、慣性質量体４の振幅がある程度大きい領域において転動面４１を挟んでその両側に設けられた転動面４２を転動することになる。すなわち、図１０に示す例においては、慣性質量体４は２箇所で転動面４２に接触することになるので、慣性質量体４を安定して転動させることができる。これとは反対に、慣性質量体４の振幅がある程度小さい領域においても、円弧面３９およびこれに対応する転動面４１は大きく形成されているので、慣性質量体４を安定して転動させることができる。

したがって、この発明によれば、慣性質量体は、複数の質量体とその質量体の各外周面に形成された曲率の異なる円弧面とを備え、各円弧面に対応する曲率の異なる複数の転動面が収容室の内壁面に形成されている。各円弧面および各転動面は、慣性質量体の振幅が増大することに伴って慣性質量体が各転動面を次第にそして滑らかに乗り移って行くことができるようになっている。したがって、この発明に係るダイナミックダンパによれば、慣性質量体の振幅が増大することに伴って、すなわち、その中立状態からの慣性質量体４の変位量あるいは変位角度もしくは転動角度が増大することに伴って慣性質量体がそれまで転動していた転動面から他の転動面に次第にそして滑らかに乗り移っていって、その重心の移動軌跡における瞬間曲率中心が次第に変化するようになっている。上記のように構成することにより、慣性質量体の重心の移動軌跡がサイクロイド曲線あるいはこれを近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くようになっている。したがって、収容室に慣性質量体の重心の移動軌跡がサイクロイド形状となるような転動面形状を加工する場合に比較して収容室の加工を比較的容易にでき、その加工コストを抑えることができる。また、慣性質量体の重心の移動軌跡が、サイクロイド曲線あるいはこれに近似した擬似的なサイクロイド曲線を描くことにより、慣性質量体の振幅が増大することに伴う設計した慣性質量体の往復振動次数と実際の往復振動次数との次数ずれを抑制し、これに起因するダイナミックダンパの制振性能の低下をより防止もしくは抑制することができる。

１…ダイナミックダンパ、２…回転部材、３…収容室、４…慣性質量体、７，８…円弧面、９，１０…転動面。

Claims

回転部材に形成された収容室に、前記回転部材の捩り振動に伴ってその回転方向に往復運動する慣性質量体が収容されているダイナミックダンパにおいて、
前記慣性質量体は、互いに一体化された小径の質量体と大径の質量体とを有し、
前記小径の質量体および前記大径の質量体の外周面のそれぞれが円弧面となっており、
前記収容室の内周面に、前記小径の質量体の円弧面に接触して前記慣性質量体の転動を案内する転動面と、前記大径の質量体の円弧面に接触して前記慣性質量体の転動を案内しかつ前記転動面とは曲率の異なる他の転動面とが形成されており、
前記回転部材の捩り振動に応じて往復運動する前記慣性質量体の振幅が増大することに伴って前記小径の質量体の円弧面と前記転動面とが接触して前記転動面上を前記慣性質量体が転動している状態と、前記大径の質量体の円弧面と前記他の転動面とが接触して前記他の転動面上を前記慣性質量体が転動している状態とのうちいずれか一方の状態からいずれか他方の状態になることにより、前記慣性質量体の移動軌跡における瞬間曲率中心が次第に変化するように構成されている
ことを特徴とするダイナミックダンパ。
前記小径の質量体の円弧面と前記転動面とが接触して前記転動面上を前記慣性質量体が転動している場合に、前記大径の質量体の円弧面と前記他の転動面とは非接触の状態になり、
前記大径の質量体の円弧面と前記他の転動面とが接触して前記他の転動面上を前記慣性質量体が転動している場合に、前記小径の質量体の円弧面と前記転動面とが非接触の状態になるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のダイナミックダンパ。
前記収容室は、前記回転部材とその少なくとも一部を覆う蓋部材とによって構成されることを含み、前記転動面と前記他方の転動面とのうちいずれか一方が前記回転部材に一体化して形成され、いずれか他方が前記蓋部材に一体化して形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のダイナミックダンパ。