JP6094242B2 - 動吸振器 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、動吸振器に関する。
従来、複数のローラが周方向に位置され、ローラが転動(揺動)することでトルク変動を吸収可能な動吸振器が知られている(例えば、特許文献1)。
国際公開第2012/032964号
しかしながら、この種の動吸振器では、動いたローラが他の部分に当たって音や振動が生じる場合があった。
実施形態にかかる動吸振器は、一例として、回転軸の周方向に沿った環状の収容室を構成し、当該収容室の上記回転軸の径方向の外側で当該径方向の外側に凹み上記周方向に沿って位置された複数の曲面部を有したケースと、上記収容室に収容され、上記周方向に沿って位置され、上記曲面部に接触した状態で上記周方向に転動する複数のローラと、上記複数のローラを、周方向に互いに間隔をあけた状態に一体的に支持し、上記複数のローラとともに上記回転軸の周方向に移動可能な支持部材と、記複数のローラの上記径方向の内側への変位を抑制する壁部を有した抑制部材と、を備え、上記ローラは、その転動の中心軸の位置で当該中心軸に沿って突出した突出部を有し、上記壁部は、上記複数の曲面部と対面して上記曲面部に対応した凹凸形状を有し、上記突出部を上記径方向の内側から支持する。よって、実施形態によれば、一例としては、抑制部材の凹凸形状を有した壁部によってローラの突出部を径方向の内側から支持することにより、ローラの径方向の内側への変位を抑制することができる。よって、一例としては、ローラの変位によって音や振動が生じるあるいは増大するのが抑制されやすい。
また、上記動吸振器では、一例として、上記ローラの外周部には、その周方向に沿った凹部が設けられ、上記抑制部材が、上記凹部に挿入される。よって、一例としては、ローラの傾きが抑制されやすい。
また、上記動吸振器では、一例として、上記抑制部材は、上記ケースに対する移動を抑制する移動抑制部を有する。よって、一例としては、抑制部材がケースに対して移動することによる不都合が生じるのが抑制される。
また、上記動吸振器では、一例として、上記抑制部材が合成樹脂材料で構成される。よって、一例としては、ローラの動きによる衝撃がより吸収されやすい。
また、上記動吸振器では、一例として、上記ケースの少なくとも上記曲面部が設けられた部分が、金属材料で構成される。よって、一例としては、曲面部やローラが摩耗しにくい。
図1は、第1実施形態にかかる動吸振器が設けられる装置の一例の概略構成が示された模式図である。 図2は、第1実施形態にかかる動吸振器の一例の第二部材が取り外された状態での斜視図である。 図3は、第1実施形態にかかる動吸振器の一例の分解斜視図である。 図4は、第1実施形態にかかる動吸振器の一例の回転軸に沿った断面図である。 図5は、第1実施形態にかかる動吸振器のローラの転動中での位置の一例が示された図である。 図6は、第1実施形態にかかる動吸振器のローラの転動中での位置の別の一例が示された図である。 図7は、第1実施形態にかかる動吸振器のローラの転動中での位置のさらに別の一例が示された図である。 図8は、第1実施形態にかかる動吸振器の一例のローラの断面図である。 図9は、第1実施形態にかかる動吸振器のローラの変形例の断面図である。 図10は、第2実施形態にかかる動吸振器の一例の回転軸に沿った断面図である。 図11は、第2実施形態にかかる動吸振器の一例のローラの断面図である。 図12は、第2実施形態にかかる動吸振器のローラの変形例の断面図である。 図13は、第3実施形態にかかる動吸振器の一例の回転軸に沿った断面図である。 図14は、第4実施形態にかかる動吸振器の一例の回転軸に沿った断面図である。 図15は、第5実施形態にかかる動吸振器の一例の回転軸に沿った断面図である。
以下の複数の実施形態や変形例には、同様の構成が含まれている。それら同様の構成には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が省略される。
<第1実施形態>
本実施形態では、一例として、図1に示されるように、動吸振器1A(トルク変動抑制装置)は、ダンパ120とともに、内燃機関100の回転部101(シャフト、クランクシャフト、出力軸)に接続されている。動吸振器1Aおよびダンパ120は、回転部101に生じるトルク変動を吸収(低減、抑制)することができる。動吸振器1Aは、内部で転動(揺動)可能な複数のローラ3(質量体、錘、図2,3等参照)を有する。動吸振器1Aは、回転する際の複数のローラ3の慣性によって、トルク変動を吸収(抑制)する。なお、本実施形態では、一例として、動吸振器1Aは、トランスミッション110のケース111内に設けられている。
また、本実施形態では、一例として、図2〜4に示されるように、動吸振器1Aは、ケース2や、ローラ3、支持部材4(支持部)、ガイド部材5(抑制部材、抑制部)等を有する。
本実施形態では、一例として、図3,4に示されるように、ケース2は、第一の部材21と第二の部材22とを組み合わせて構成されている。第一の部材21は、壁部20a〜20cを有する。壁部20a(端壁)は、回転軸Axを中心とする環状かつ板状に構成されている。また、壁部20aは、回転軸Axの周方向に沿った帯状に構成されている。壁部20b(周壁、内周壁)は、壁部20aの回転軸Axの径方向の内側の端部から軸方向に沿って延びている。壁部20bは、回転軸Axを中心とする円筒状に構成されている。壁部20c(周壁、外周壁)は、壁部20aの回転軸Axの径方向の外側の端部から軸方向に沿って延びている。壁部20cは、回転軸Axを中心とする円筒状に構成されている。これら壁部20a〜20cは、径方向かつ軸方向に沿った断面では、U字状の断面形状を呈する。すなわち、壁部20a〜20cにより、回転軸Axを中心とする環状の溝部が構成されている。
また、第二の部材22は、壁部20dを有する。壁部20d(端壁)は、回転軸Axを中心とする環状かつ板状に構成されている。壁部20dは、回転軸Axの周方向に沿った帯状に構成されている。壁部20dは、回転軸Axの軸方向に壁部20aと間隔をあけて位置されている。
そして、本実施形態では、一例として、第一の部材21および第二の部材22の径方向の外側(外周側)の端部同士ならびに径方向の内側(内周側)の端部同士が結合具(例えばねじ、図示されず)によって結合(接続)される。このように第一の部材21と第二の部材22とが一体化され、ケース2が構成される。ケース2内には、壁部20a〜20dで囲まれた環状の収容室23が構成される。ケース2は、全体的に金属材料(例えば、鉄系材料)で構成されている。なお、ケース2を構成する部材の組み合わせは、種々に変更することができる。
図2〜4に示されるように、収容室23内には、複数のローラ3が収容される。複数のローラ3は、周方向に沿って略一定の間隔(回転軸Ax回りの角度間隔)で位置されている。ローラ3は、本実施形態では、一例として、図4,8に示されるように、転動部3a(円柱部)と突出部3b(突起、軸部、シャフト部)とを有している。転動部3aは、円柱状に構成されている。転動部3aの外周面が壁部20cの面20eと接触する面3c(接触面)である。突出部3bは、転動部3aの中心軸Axr(転動中心、転動軸)が設けられた位置で、当該中心軸Axrの軸方向に沿って円柱状に突出している。
また、本実施形態では、一例として、図3,5〜7に示されるように、ケース2の壁部20cの面20e(内面)は、径方向外側に凹んだ(引っ込んだ)凹部20f(凹面、凹曲面)と、径方向内側に突出した(出っ張った)凸部20g(凸面、凸曲面)と、を有している。凹部20fおよび凸部20gは、略一定の間隔(回転軸Ax回りの角度間隔)で周方向に互い違いに配置されている。また、凹部20fならびに凸部20gは、いずれも、回転軸Axの軸方向(図5の紙面と垂直な方向)に沿った曲面として構成されている。凹部20fの曲率半径はローラ3の転動部3aの半径より大きく、凸部20gの曲率半径は転動部3aの半径より小さいが、大きくても良い。また、凹部20fと凸部20gとは滑らかに連続している。凹部20fおよび凸部20gは、ローラ3の面3cと接触する面(接触面、押圧面)である。図1に示されるように、動吸振器1Aは、回転軸Ax回りに回転する。よって、ローラ3は、遠心力を受けて、面20eに押し付けられる。また、ローラ3は、回転変動(加速あるいは減速、角加速度の変化)に伴って、凹部20fまたは凸部20g上を、すなわち凹部20fまたは凸部20gに接触した状態で、転動することができる。
本実施形態では、一例として、図4に示されるように、支持部材4は、壁部20dの収容室23内側に隣接して位置されている。支持部材4は、壁部20dと重なり、壁部20dに沿って延びている(拡がっている)。また、図3に示されるように、支持部材4は、環状かつ板状に構成された壁部4aを有する。壁部4aには、周方向に沿って略一定の間隔(回転軸Ax回りの角度間隔)で、複数の開口部4b(本実施形態では、一例として貫通孔)が設けられている。開口部4bは、図5〜7に示されるように、回転軸Axの径方向に沿って延びた(長い)長穴状に設けられている。動吸振器1Aに組み込まれた状態で、開口部4bには、ローラ3の突出部3bが挿入される。開口部4bの幅は、突出部3bの直径より僅かに大きい。よって、本実施形態では、一例として、支持部材4は、複数のローラ3を、少なくとも回転軸Axの周方向に、互いに間隔をあけた状態に、支持する。換言すれば、複数のローラ3は、支持部材4に、一体的に支持される。すなわち、複数のローラ3と支持部材4とは、回転軸Axの周方向には一体的に動くことができる。すなわち、ケース2内では、複数のローラ3と支持部材4がサブアセンブリとなって、一体的に、回転軸Axの回りにケース2と相対的に回転することができる。この際、ローラ3が凹部20fに接している状態では、ローラ3の突出部3bは開口部4bの径方向の外側の端部近傍に位置される。また、ローラ3が凸部20gに接している状態では、ローラ3の突出部3bは開口部4bの径方向の内側の端部近傍に位置される。
本実施形態では、一例として、図4に示されるように、ガイド部材5は、壁部20aの収容室23内側に隣接して位置されている。ガイド部材5は、壁部20aと重なり、壁部20aに沿って延びている(拡がっている)。また、本実施形態では、一例として、ローラ3は、支持部材4とガイド部材5との間に介在している。すなわち、本実施形態では、一例として、支持部材4ならびにガイド部材5は、ローラ3の軸方向の変位を抑制することができる。また、支持部材4ならびにガイド部材5は、ローラ3の傾き(倒れ)を抑制することができる。また、ローラ3の転動部3aの面3d,3e(端面)は、それぞれ、支持部材4の面4cとガイド部材5の面5cとに接触することができる。すなわち、ローラ3が面20e上を転動する際、面3dと面4cとが擦れる(滑る)とともに、面3eと面5cとが擦れる(滑る)。よって、支持部材4ならびにガイド部材5は、一例としては、摺動性が良くかつ耐摩耗性が高い合成樹脂材料(プラスチック、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチック)で構成されうる。
また、本実施形態では、一例として、図4,5に示されるように、ガイド部材5は、環状かつ板状に構成された壁部5aを有する。また、ガイド部材5は、回転軸Axの径方向の内側が厚く、外側が薄く構成されている。そして、厚い部分と薄い部分との境界部分に壁部5b(抑制部、段差部、曲面)が設けられている。また、壁部5bは、凹部20fおよび凸部20gに対応した凹凸形状を呈している。すなわち、壁部5bは、凹部20fの径方向の内側の部分では径方向の外側に突出し、凸部20gの径方向の内側の部分では径方向の内側に凹んでいる。図5〜7から明らかとなるように、壁部5bは、面20e(凹部20fまたは凸部20g)に任意の位置で接触したローラ3の突出部3bと、僅かな(微少な)隙間をあけて、径方向の内側に位置されるように、構成されている。換言すれば、壁部5bは、回転軸Axの軸方向からの視線で、面20e(凹部20fおよび凸部20g)上を転動するローラ3の突出部3bの軌跡の径方向内側の包絡線(包絡面)より僅かに径方向の内側となる形状(外観)を呈している。よって、壁部5bは、収容室23の任意の位置にあるローラ3、すなわち、全てのローラ3が、回転軸Axの径方向の内側に移動するのを、抑制する(規制する)ことができる。なお、図4に示されるように、ガイド部材5には、突出部5d(移動抑制部)が設けられている。突出部5dは、ケース2の壁部20aに設けられた開口部20h(本実施形態では、一例として貫通孔)に挿入されている。突出部5dが開口部20hに挿入されることにより、ガイド部材5は、ケース2に位置決めされ、ケース2に対する相対的な移動が抑制される。突出部5dならびに開口部20hは、複数箇所(一例としては3箇所、図示されず)に設けられる。ガイド部材5とケース2との移動を抑制することで、例えば、音や、振動、摩耗等の不都合が生じるのが抑制される。ガイド部材5とケース2とを位置決めする構成は、種々に変更することができる。
また、本実施形態では、一例として、壁部5bは、動吸振器1Aの回転数が低くローラ3が径方向の内側に位置される場合には、ローラ3の移動を案内することができる。このため、壁部5bは、一例としては、滑らかに凹凸が連続した曲面として構成されている。また、このような構成において、ローラ3は、回転変動や重力等により、面20eから離れて径方向の内側に移動し、壁部5bに当たることがある。また、逆に、ローラ3は、壁部5b側から径方向の外側に移動し、面20eに当たることがある。本実施形態では、一例として、壁部5bは、上述したように、ローラ3が面20eに沿って移動する場合の突出部3bの径方向の内側の軌跡の包絡線(包絡面)と近い位置に設けられている。すなわち、本実施形態によれば、一例としては、ローラ3が径方向に移動可能な距離(範囲)がより小さく(狭く)設定されやすい。よって、本実施形態によれば、一例としては、ローラ3が径方向に移動することによって生じる音や振動がより小さくなりやすい。
さらに、本実施形態では、一例として、壁部5bを構成するガイド部材5は、面20e(壁部20c)を構成する材料(例えば、金属材料等)よりも弾性係数が低い(弾性率が小さい)材料、すなわち、より軟らかい材料(一例としては、合成樹脂材料)で構成されうる。
また、本実施形態では、一例として、図8に示されるように、一つの部材(一例としては、金属材料)からローラ3を構成することができるし、図9に示されるように、それぞれ別の部材(一例としては、金属材料)として構成された転動部3aと突出部3b(軸部、シャフト)とを例えば圧入等により一体化することで、ローラ3を構成することができる。
以上、説明したように、本実施形態では、一例として、動吸振器1Aは、収容室23の径方向の外側の面20eに設けられた複数の凹部20f(曲面部)に対応した複数の凹形状(すなわち凹凸形状)を呈し、複数のローラ3の径方向の内側への変位を抑制する壁部5b(抑制部)を有したガイド部材5(抑制部材)を備える。よって、本実施形態によれば、一例としては、ガイド部材5の壁部5bにより、ローラ3の径方向の内側への変位を抑制することができる。よって、一例としては、ローラ3の変位によって音や振動が生じるあるいは増大するのが抑制されやすい。また、本実施形態では、一例として、ガイド部材5とケース2とを別の部材とすることができる。この場合、一例としては、壁部5bを有するガイド部材5は、音や振動を低減(抑制、吸収)しやすい材料で構成される。よって、一例としては、ケース2の機能(例えば、剛性や、強度、耐摩耗性等)とガイド部材5の機能(例えば、音や振動の抑制、摩擦係数低減等)とがより高いレベルで両立されやすい。
また、本実施形態では、一例として、ガイド部材5が、ローラ3の軸方向への変位を抑制する。よって、一例としては、ローラ3の変位によって音や振動が生じるあるいは増大するのがさらに抑制されやすい。
また、本実施形態では、一例として、ローラ3の少なくとも一部(本実施形態では、一例として転動部3a)が、支持部材4とガイド部材5との間に介在する。よって、一例としては、ローラ3の変位や傾きが抑制されやすい。よって、一例としては、ローラ3の変位や傾き等が抑制され、当該変位や傾きによって音や振動が生じるあるいは増大するのが抑制されやすい。
また、本実施形態では、一例として、支持部材4は、突出部3bを径方向に移動可能に支持する。よって、一例としては、支持部材4は、比較的簡素な構成によってローラ3を支持することができる。
<第2実施形態>
本実施形態にかかる動吸振器1Bは、上記第1実施形態にかかる動吸振器1Aと同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の構成に基づく同様の効果が得られる。動吸振器1Bは、図1の動吸振器1Aに替えて用いることができる。ただし、本実施形態にかかる動吸振器1Bは、一例として、図10,11に示されるように、ローラ3Bの構成と、支持部材4ならびにガイド部材5の配置とが、上記実施形態とは相違している。具体的には、ローラ3Bには、面3cから径方向の内側に向けて凹部3f(溝、狭窄部)が設けられている。凹部3fが設けられたことにより、ローラ3Bには、その中心軸Axrに沿ったシャフト部3gが構成されている。そして、本実施形態では、一例として、支持部材4の開口部4bを、シャフト部3gが貫通している。また、ローラ3Bの軸方向の両側に設けられた突出部3bに対応して、二つのガイド部材5が位置されている。すなわち、本実施形態では、一例として、ローラ3Bの径方向の内側への移動が、その軸方向の両側に位置されたガイド部材5によって、抑制されている。また、本実施形態では、一例として、ローラ3B、支持部材4、ならびにガイド部材5の構成が、回転軸Axと垂直な面について対称である。よって、本実施形態によれば、一例としては、ローラ3Bがより傾き難い。
また、本実施形態では、一例として、図11に示されるように、二つの部材(一例としては、金属材料)を軸方向から順番に組み付けて図10に示されるローラ3Bを構成することができるし、図12に示されるように、それぞれ別の部材(一例としては、金属材料)として構成された転動部3aと突出部3b(軸部、シャフト)とを例えば圧入等により一体化することで、ローラ3Bを構成することができる。ローラ3Bが図12の構成の場合には、一例としては、支持部材4が開口部4bを境界として径方向の内側ならびに外側の複数の分割体(図示されず)によって構成され、動吸振器1Bが組み立てられる際に、当該支持部材4の分割体同士が結合(一体化)されればよい。また、ローラ3Bが図12の構成の場合には、転動部3aと突出部3bとが、支持部材4とともに組み立てられればよい。
<第3実施形態>
本実施形態にかかる動吸振器1Cは、上記第2実施形態にかかる動吸振器1Bと同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第2実施形態と同様の構成に基づく同様の効果が得られる。動吸振器1Cは、図1の動吸振器1Aに替えて用いることができる。ただし、本実施形態にかかる動吸振器1Cは、一例として、図13に示されるように、ガイド部材5Cの構成と、支持部材4ならびにガイド部材5Cの配置とが、上記第2実施形態とは相違している。具体的には、ローラ3Bの凹部3fには、ガイド部材5C(抑制部材)が挿入されている。ガイド部材5Cは、本実施形態では、一例として、環状かつ板状に構成され、その外周縁の壁部5bが、図3および図5等に示された壁部5bと同様の形状を呈している。そして、ローラ3Bの軸方向の両側に設けられた突出部3bに対応して、二つの支持部材4が位置されている。すなわち、本実施形態では、一例として、ガイド部材5Cがローラ3Bの凹部3fに挿入されている。また、本実施形態では、一例として、ローラ3B、支持部材4、ならびにガイド部材5Cの構成が、回転軸Axと垂直な面について対称である。よって、本実施形態によれば、一例としては、ローラ3Bがより傾き難い。
<第4実施形態>
本実施形態にかかる動吸振器1Dは、上記第3実施形態にかかる動吸振器1Cと同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第3実施形態と同様の構成に基づく同様の効果が得られる。動吸振器1Dは、図1の動吸振器1Aに替えて用いることができる。ただし、本実施形態にかかる動吸振器1Dは、一例として、図14に示されるように、ローラ3Dの構成が、上記第3実施形態とは相違している。具体的には、ローラ3Dは、軸方向に二つに分割されている。かかる二つのローラ3Dを有する構成によっても、上記第3実施形態にかかる一つのローラ3Cを有する構成と同様の効果が得られる。
<第5実施形態>
本実施形態にかかる動吸振器1Eは、上記第1実施形態にかかる動吸振器1Aと同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の構成に基づく同様の効果が得られる。動吸振器1Eは、図1の動吸振器1Aに替えて用いることができる。ただし、本実施形態にかかる動吸振器1Eは、一例として、図15に示されるように、ガイド部材5Eの構成が、上記第1実施形態とは相違している。具体的には、ガイド部材5Eは、壁部5aと、ローラ3の径方向の外側に位置され、ローラ3と面20eとの間に介在された壁部5eと、を有する。壁部5eは、壁部5aの径方向外側の端部から回転軸Axの軸方向に沿って延びている。壁部5eは、ケース2の壁部20cの径方向の内側の面20eに当接している。壁部5eの面5fは、上記第1実施形態にかかる動吸振器1Aの面20e(図5参照)と同様の形状を有している。本実施形態によれば、ローラ3が径方向の外側へ移動した際には、ローラ3がガイド部材5Eの面5f(壁部5e)に当たる。よって、一例としては、ローラ3がケース2に当たる構成に比べて、衝撃が吸収されやすい。よって、一例としては、音や振動が生じるのが抑制されやすい。
以上、本発明の実施形態や変形例を例示したが、上記実施形態や変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各実施形態や変形例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や、形状、表示要素等のスペック(構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等)は、適宜に変更して実施することができる。すなわち、ケースや、支持部材、ガイド部材、ローラ等の構成は、適宜に変更して実施することが可能である。
1A〜1E…動吸振器、2…ケース、20f…凹部(曲面部)、23…収容室、3…ローラ、3b…突出部、3f…凹部、4…支持部材、5,5C,5E…ガイド部材(抑制部材)、5b…壁部(抑制部)、5d…突出部(移動抑制部)、Ax…回転軸。

Claims (5)

  1. 回転軸の周方向に沿った環状の収容室を構成し、当該収容室の前記回転軸の径方向の外側で当該径方向の外側に凹み前記周方向に沿って位置された複数の曲面部を有したケースと、
    前記収容室に収容され、前記周方向に沿って位置され、前記曲面部に接触した状態で前記周方向に転動する複数のローラと、
    前記複数のローラを周方向に互いに間隔をあけた状態に一体的に支持し、前記複数のローラとともに前記回転軸の周方向に移動可能な支持部材と、
    記複数のローラの前記径方向の内側への変位を抑制する壁部を有した抑制部材と、
    を備え
    前記ローラは、その転動の中心軸の位置で当該中心軸に沿って突出した突出部を有し、
    前記壁部は、前記複数の曲面部と対面して前記曲面部に対応した凹凸形状を有し、前記突出部を前記径方向の内側から支持する、動吸振器。
  2. 前記ローラの外周部には、その周方向に沿った凹部が設けられ、
    前記抑制部材が、前記凹部に挿入された、請求項1に記載の動吸振器。
  3. 前記抑制部材は、前記ケースに対する移動を抑制する移動抑制部を有した、請求項1または2に記載の動吸振器。
  4. 前記抑制部材が合成樹脂材料で構成された、請求項1〜のうちいずれか一つに記載の動吸振器。
  5. 前記ケースの少なくとも前記曲面部が設けられた部分が、金属材料で構成された、請求項1〜のうちいずれか一つに記載の動吸振器。
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