JP5996203B2

JP5996203B2 - 回転体の振動低減装置

Info

Publication number: JP5996203B2
Application number: JP2012027838A
Authority: JP
Inventors: 亜樹小川; 山口　誠; 誠山口; 奥田　篤; 篤奥田; 友則木下
Original assignee: Aisin AW Industries Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Industries Co Ltd
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: JP2013164136A

Description

本発明は、回転体に取り付けられて、トルク変動又は捩り振動等により回転体に生じる振動を低減する振動低減装置に関する。

車両等の動力伝達装置では、内燃機関により得られた動力を回転運動に変換して伝達する際に、トルク変動が発生して回転運動を行う回転体に捩り振動が生じるようになる。こうした回転体に生じる捩り振動を低減するために、振動低減装置が回転体に設けられている。例えば、特許文献１では、フライホイール本体に転動室を形成するとともに、転動室内に、フライホイール本体が固定される回転駆動系のトルク変動の周期に同期して転動しつつ遠心振り子運動をするダンパマスを収容し、ダンパマスの周面に周方向に連続した凸部を形成し、転動室の転動面に凸部に噛み合いかつ転動方向に連続する凹部を形成したフライホイールが記載されている。また、特許文献２では、回転体の周縁部に形成された転動室の内部に転動面に沿って移動可能な転動体４が収容されており、回転体に加速度が生じて転動体が転動面に沿って回転体の回転方向とは反対方向に相対移動する場合に転動体を転動面に沿って回転させる転動機構を設けた捩り振動低減装置が記載されている。また、特許文献３では、回転部材の外周部に収容されて回転部材の内部でダンパマスの揺動にともなって転がりながら移動する転動体を備え、転動体の回転中心とダンパマスの重心とがずれた位置に取り付けられた振子式ダイナミックダンパが記載されている。

特開平６−１９３６８４号公報特開２０１１−０９９４９０号公報特開２０１１−２２０５０２号公報

特許文献１では、フライホイールに形成された転動室内においてダンパマスが転動することでトルク変動に伴う振動を吸収するようにしているが、フライホイールの揺動が大きくなってくると、ダンパマスが転動室内で転動せずに滑りながら移動するようになる。ダンパマスが滑る場合には自転しなくなるため、遠心振り子運動の周波数が転動する場合と変化して十分に振動を吸収することができなくなるおそれがある。

また、特許文献２では、転動体が転動室内で滑らないように、所定の軌跡（ハイポサイクロイド）に沿って形成されたガイド溝に転動体の突起部を遊嵌させているが、複雑な形状のガイド溝を加工する必要があり、さらに転動体及び転動面を高精度の円筒状に形成しなければならず、高精度の加工を行うためのコスト負担が増大する可能性がある。

また、特許文献３では、回転部材の振れ角度が大きい場合の次数ずれに対して、ダンパマスの重心をサイクロイド曲線に沿って移動するようにしているが、回転部材及び転動体の位相がずれないようにするために歯車機構を用いるようにしており、機構が複雑化してコスト負担が増大する可能性がある。

そこで、本発明は、簡単な構成で安定した振動低減作用を発揮することができる回転体の振動低減装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る回転体の振動低減装置は、回転体に設けられて回転変動に伴う振動を低減する回転体の振動低減装置であって、前記回転体の周縁部に配置された質量体と、前記質量体１つに対して互いに平行でない直線状の一対の案内経路に沿って移動自在に案内する一対の案内手段とを備えており、前記案内手段は、前記質量体と一体に設けられた突起部と、前記回転体に設けられたガイド溝とを備え、前記ガイド溝により設定される前記案内経路に沿って前記突起部が移動することで前記質量体が自転しながら揺動運動するように移動自在に案内される。さらに、前記質量体の重心位置は、前記案内手段の前記突起部の間の中点位置に設定されている。
本発明に係る別の回転体の振動低減装置は、回転体に設けられて回転変動に伴う振動を低減する回転体の振動低減装置であって、前記回転体の周縁部に配置された質量体と、前記質量体１つに対して互いに平行でない直線状の一対の案内経路に沿って移動自在に案内する一対の案内手段とを備えており、前記案内手段は、前記質量体に設けられたガイド溝と、前記回転体と一体に設けられた突起部とを備え、前記ガイド溝により設定される前記案内経路に沿って前記突起部が移動することで前記質量体が自転しながら揺動運動するように移動自在に案内される。
上記の回転体の振動低減装置において、前記案内経路は、互いに直交する方向に設定されている。

本発明は、上記のような構成を有することで、簡単な構成で安定した振動低減作用を発揮することができる。

本発明に係る第一実施形態に関する概略構成図である。質量体の突起部に関する説明図である。質量体の揺動運動に関する説明図である。本実施形態の変形例に関する断面図である。図１における質量体の重心位置を変化させた場合の揺動運動に関する説明図である。ガイド溝の形状を変化させた場合の揺動運動に関する説明図である。図１に示す一対のガイド溝の方向を変化させた場合の揺動運動に関する説明図である。図７に示すガイド溝の位置を変化させた場合の揺動運動に関する説明図である。図７に示す例において質量体の重心位置を突起部の間の中点位置からずらした場合の揺動運動に関する説明図である。本発明に係る第二実施形態に関する概略構成図である。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る第一実施形態に関する概略構成図である。図１（ａ）は、第一実施形態に関する正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。振動低減装置１は、矢印Ｂの方向に回転する回転体１００の周縁部に取り付けられている。振動低減装置１は、回転体１００の一対の板状体１００ａ及び１００ｂの間に配置された円板状の質量体２を備えている。

質量体２には、図２に示すように、中心Ｏを通る直線Ｃ上において中心Ｏから等距離の位置に一対の突起部３及び４が両面に突出するように設けられている。この例では、質量体２の重心位置は、中心Ｏに一致するように設定されており、突起部３及び４の間の中点位置が重心位置となる中心Ｏに一致している。そして、回転体１００の板状体１００ａには、互いに直交する直線状のガイド溝５ａ及び６ａが形成されており、板状体１００ｂにもガイド溝５ａ及び６ａと同じ形状のガイド溝５ｂ及び６ｂが重なり合うように形成されている。そして、ガイド溝５ａ及び５ｂには突起部３が嵌合するとともにガイド溝６ａ及び６ｂには突起部４が嵌合することで、質量体２は回転体１００に支持されている。突起部３の外径は、ガイド溝５ａ及び５ｂの溝幅よりわずかに小さく設定されており、がたつくことなくスムーズに直進移動するようになっている。突起部４についても、ガイド溝６ａ及び６ｂの溝幅よりわずかに小さく設定されており、がたつくことなくスムーズに直進移動するようになっている。

この例では、ガイド溝５ａ及び５ｂが質量体２の案内経路に相当し、質量体２に設けられた突起部３がガイド溝５ａ及び５ｂに移動することで質量体２が案内経路を移動自在となる。また、ガイド溝６ａ及び６ｂが質量体２の別の案内経路に相当し、質量体２に設けられた突起部４がガイド溝６ａ及び６ｂに移動することで質量体２が案内経路を移動自在となる。そのため、突起部３並びにガイド溝５ａ及び５ｂと突起部４並びにガイド溝６ａ及び６ｂとが一対の案内手段を構成する。

図３は、質量体２の揺動運動に関する説明図である。質量体２は、突起部３がガイド溝５ａ及び５ｂ内を直進移動する際にその直進移動に連動して突起部４がガイド溝６ａ及び６ｂ内を直進移動するようになっている。そして、突起部３及び４の互いに直交する方向の直進移動により、質量体２は、点線で示すように、左側の位置Ｍ１から右側の位置Ｍ２の間で回転体１００に対して揺動運動を行うようになる。質量体２の揺動運動の際の重心位置である中心Ｏの軌跡は、ガイド溝５ａ及び５ｂの長手方向の中心線Ｅとガイド溝６ａ及び６ｂの長手方向の中心線Ｆとの交点Ｄを中心とする円Ｇの周上を移動するように描かれる。

質量体２は、中央の位置Ｍ３では、突起部３がガイド溝５ａの下側の位置Ｐ１に設定されるとともに突起部４がガイド溝６ａの交点Ｄと一致する位置Ｑ１に設定される。そして、中央の位置Ｍ３から左側の位置Ｍ１に揺動する際には、突起部３がガイド溝５ａの位置Ｐ２に移動するとともに突起部４がガイド溝６ａの位置Ｑ２に移動して、反時計回りに回転しながら揺動し、左側の位置Ｍ１から中央の位置Ｍ３に戻る際には時計回りに回転しながら揺動する。また、中央の位置Ｍ３から右側の位置Ｍ２に揺動する際には、突起部３がガイド溝５ａの位置Ｐ２に移動するとともに突起部４がガイド溝６ａの位置Ｑ３に移動して、時計回りに回転しながら揺動し、右側の位置Ｍ２から中央の位置Ｍ３に戻る際には反時計回りに回転しながら揺動する。

したがって、質量体２は、回転体１００の回転動作に伴う振動に伴って自転しながら揺動運動を行うようになり、質量体２の重心位置の振れ角度及び質量体２自体の自転角度が対応しているため、揺動運動の際に滑り挙動（自転せずに揺動する挙動）が生じることはない。また、質量体２の揺動運動が大きくなった場合でも、直交するガイド溝に突起部が嵌合して質量体２の自由度が１に制限されるため、質量体２を設計通りに揺動運動させることにより回転体１００の振動を確実に低減することができる。そして、本実施形態では、２つのガイド溝により質量体の動きを規制することができるため、簡単な構成で確実に回転体の振動を低減することが可能となる。

図４は、本実施形態の変形例に関する断面図である。この例では、質量体は、回転体１００’の両側に配置された一対の円板２ａ’及び２ｂ’と、円板２ａ’及び２ｂ’を連結固定する突起部３’及び４’から構成される。回転体１００’には、ガイド溝５’及び６’が図１に示すガイド溝５ａ及び５ｂ並びに６ａ及び６ｂと同様に互いに直交するように形成されている。ガイド溝５’には突起部３’が貫通しており、ガイド溝６’には突起部４’が貫通している。そして、一対の円板２ａ’及び２ｂ’は、本実施形態と同様に、ガイド溝５’内を突起部３’が直進移動するとともにそれに連動して突起部４’がガイド溝６’内を直進移動することで、自転しながら揺動運動を行うようになり、揺動運動の際に質量体に滑り挙動が生じることはない。

質量体の揺動運動は、一対のガイド溝の形状及び／又は配置、質量体の突起部と重心位置との位置関係を変化させることで、適宜変更することができる。図５は、図１における質量体の重心位置を変化させた場合の揺動運動に関する説明図である。図１に示す重心位置である中心Ｏがガイド溝６側の重心位置Ｏ’に移動した場合、重心位置Ｏ’の軌跡はガイド溝６の中心線方向に拡がった楕円Ｈの周上を移動するように描かれる。このように、突起部３及び４の間の中点位置以外の位置に質量体の重心が設定された場合には、重心位置の軌跡は楕円となるため、回転体１００の振れ角が大きくなった場合に生じる次数ずれに対して対応することができるようになり、回転体の振動に合わせて質量体の重心位置を設定すれば、確実に回転体の振動を低減することができる。

図６は、ガイド溝の形状を変化させた場合の揺動運動に関する説明図である。この例では、図１に示す直線状のガイド溝６を円弧状のガイド溝６”に変化させている。この場合、質量体２の突起部３がガイド溝５内を直進移動するとともに突起部４がガイド溝６”内を曲線移動するため、質量体の重心位置の軌跡Ｉは、ガイド溝６”の中心線に沿う方向に拡がるようになる。

図７は、図１に示す一対のガイド溝の方向を変化させた場合の揺動運動に関する説明図である。この例では、一対のガイド溝７及び８は、回転体１００の回転方向に対して傾斜して形成されるとともに互いに直交する方向に設定されている。そして、質量体２の重心位置Ｏは、図１に示す実施形態と同様に突起部３及び４の中点に設定されている。この場合、質量体２の突起部３がガイド溝７内を直進移動するとともに突起部４がガイド溝８内を直進移動するため、質量体２の重心位置の軌跡Ｊは、図１と同様に円を描くようになる。

図８は、図７に示すガイド溝７及び８の位置を変化させた場合の揺動運動に関する説明図である。この例では、ガイド溝７及び８の中心線の交点Ｒの交差角度を変化させている。図８に示す例の交差角度θ₂は、図７に示す例の交差角度θ₁よりも大きく設定されている。そのため、図８に示す例では、質量体２の突起部３がガイド溝７’内を直進移動するとともに突起部４がガイド溝８’内を直進移動することで、質量体２の重心位置の軌跡Ｋは、図５に示す例と同様に楕円を描くようになる。

図９は、図７に示す例において質量体２の重心位置を突起部３及び４の間の中点位置からずらした場合の揺動運動に関する説明図である。この例では、質量体２の重心位置Ｏ”を突起部３及び４を結ぶ線から横方向に距離ｄだけずれて設定されている。そのため、図９に示す例では、質量体２の突起部３がガイド溝７内を直進移動するとともに突起部４がガイド溝８内を直進移動することで、質量体２の重心位置の軌跡Ｌは、図５に示す例と同様に楕円を描くようになる。

図１０は、本発明に係る第二実施形態に関する概略構成図である。この例では、回転体１００側に突起部９及び１０設けるとともに質量体２側にガイド溝１１及び１２を形成している。そして、質量体２のガイド溝１１を回転体１００の突起部９に嵌合し、ガイド溝１２を回転体１００の突起部１０に嵌合して、両ガイド溝が突起部を摺動しながら質量体２が揺動運動するようになる。質量体２は、円板状に形成されており、重心位置である中心Ｏがガイド溝１１及び１２のそれぞれの中心線の交点に一致するように設定されている。そのため、図１０に示す例では、質量体２のガイド溝１１が突起部９に嵌合して摺動するとともにガイド溝１２が突起部１０に嵌合して摺動することで、質量体２の重心位置の軌跡Ｍは、図７と同様に円を描くようになる。

以上説明したように、突起部及びガイド溝からなる一対の案内手段により互いに平行でない案内経路に沿って質量体を移動自在に案内するようにしているので、簡単な構成により質量体を確実に自転させながら揺動運動させることができ、安定した振動低減作用を行うことが可能となる。

１・・・振動低減装置、２・・・質量体、３・・・突起部、４・・・突起部、５・・・ガイド溝、６・・・ガイド溝、７・・・ガイド溝、８・・・ガイド溝、９・・・突起部、１０・・・突起部、１１・・・ガイド溝、１２・・・ガイド溝

Claims

回転体に設けられて回転変動に伴う振動を低減する回転体の振動低減装置であって、前記回転体の周縁部に配置された質量体と、前記質量体１つに対して互いに平行でない直線状の一対の案内経路に沿って移動自在に案内する一対の案内手段とを備えており、前記案内手段は、前記質量体と一体に設けられた突起部と、前記回転体に設けられたガイド溝とを備え、前記ガイド溝により設定される前記案内経路に沿って前記突起部が移動することで前記質量体が自転しながら揺動運動するように移動自在に案内される回転体の振動低減装置。
前記質量体の重心位置は、前記案内手段の前記突起部の間の中点位置に設定されている請求項１に記載の回転体の振動低減装置。
回転体に設けられて回転変動に伴う振動を低減する回転体の振動低減装置であって、前記回転体の周縁部に配置された質量体と、前記質量体１つに対して互いに平行でない直線状の一対の案内経路に沿って移動自在に案内する一対の案内手段とを備えており、前記案内手段は、前記質量体に設けられたガイド溝と、前記回転体と一体に設けられた突起部とを備え、前記ガイド溝により設定される前記案内経路に沿って前記突起部が移動することで前記質量体が自転しながら揺動運動するように移動自在に案内される回転体の振動低減装置。
前記案内経路は、互いに直交する方向に設定されている請求項１から３のいずれかに記載の回転体の振動低減装置。