JP6330717B2 - Torsional vibration reduction device - Google Patents
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Description
この発明は、慣性質量体の往復運動あるいは振り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。 The present invention relates to an apparatus for reducing torsional vibration by reciprocating motion or pendulum motion of an inertial mass body.
この種の装置が特許文献1ないし2に記載されている。これらの文献に記載された装置は、円板状もしくは軸長の短い円柱状の質量体を、捩り振動を受ける回転部材に転動面に遠心力によって押し付け、トルク変動が生じた場合にその質量体が転動面に沿って円周方向に往復動することにより振動を低減するように構成されている。また、前記質量体同士を繋ぐ連結部材を備える構成が記載されている。そして、特許文献1に記載された装置では、転動面は互いに異なる円弧形状の第1転動案内面と第2転動案内面とによって構成され、これらの第1および第2の転動案内面が円周方向に連続し、かつ交互に形成されている。
This type of apparatus is described in
ところで、転動体を収容室に配置し、その転動体の往復移動によって振動を低減する装置では、転動体は収容室の内部で自由に移動できるように構成されている。したがって回転体が回転すると、転動体は遠心力によって転動面に押し付けられ、その状態で回転体のトルクが変化して回転方向の加速度が生じると、転動体が転動面に沿って移動する。このような動作状態は、回転体の回転数がある程度高く、そのために転動体に作用する遠心力が転動体を転動面に押し付けておくのに十分な場合に生じる。言い換えれば、遠心力が十分には大きくない場合には、転動体は重力によって、各収容室の内部における最下部に落下した状態になる。上記の特許文献1および特許文献2に記載されている装置では、転動面が回転体の全周で連続しているから、転動体同士を離隔するために連結部材を設けて、転動体同士が衝突したり、それに起因して異音が生じたりすることを防止している。したがって、低回転数であることによる転動体の重力による落下やそれに起因する異音が発生することがない。しかしながら、前記連結部材を備える装置において、連結部材を支持する際に、例えば、連結部材を支持する軸支持部材の位置を転動体同士の間に設けた場合、連結部材の回転角度が制限され、制振性能を低下させるおそれがある。また、軸支持部材を転動体より内周側に設けた場合、振子プレートの回転数が高回転数のとき、転動体に作用する遠心力により連結部材が変形してしまうおそれがある。
By the way, in the apparatus which arrange | positions a rolling element in a storage chamber and reduces a vibration by the reciprocating movement of the rolling element, the rolling element is comprised so that it can move freely within a storage chamber. Accordingly, when the rotating body rotates, the rolling element is pressed against the rolling surface by centrifugal force, and when the torque of the rotating body changes and acceleration in the rotational direction occurs, the rolling element moves along the rolling surface. . Such an operating state occurs when the rotational speed of the rotating body is high to some extent, and thus the centrifugal force acting on the rolling element is sufficient to press the rolling element against the rolling surface. In other words, when the centrifugal force is not sufficiently large, the rolling elements are in a state of falling to the lowermost part inside each storage chamber due to gravity. In the devices described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされものであって、連結部材の回転角度が制限されることがなく、また遠心力により連結部材が歪んだ場合であっても、連結部材の回転が妨げられることを防止できる捩り振動低減装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and the rotation angle of the connection member is not limited, and even if the connection member is distorted by centrifugal force, the rotation of the connection member An object of the present invention is to provide a torsional vibration reduction device that can prevent the interference.
上記の目的を達成するために、この発明は、トルクを受けて回転する回転体に、複数のガイド孔が前記回転体の円周方向に所定の間隔をあけて形成され、前記回転体が回転している状態で前記トルクが変動することにより前記回転体の回転方向に転動する転動体が前記ガイド孔内に収容されている捩り振動低減装置において、前記回転体の回転方向において前記転動体の両側に配置されて前記転動体同士の前記回転体の回転方向における間隔を維持する挟持部が、前記回転体の回転中心を中心として回転可能でかつ前記ガイド孔より外周側に設けられた連結部材に一体化されて設けられ、前記連結部材を前記回転体の回転中心を中心として回転可能に支持する軸支持部材が前記回転体のうち前記ガイド孔より外周側に設けられていることを特徴とする捩り振動低減装置である。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a plurality of guide holes are formed at predetermined intervals in a circumferential direction of the rotating body, and the rotating body rotates. In the torsional vibration reduction device in which a rolling element that rolls in the rotation direction of the rotating body when the torque fluctuates in the state of being accommodated in the guide hole, the rolling element in the rotating direction of the rotating body The sandwiching portions that are arranged on both sides of the rotating body and maintain the interval in the rotational direction of the rotating body between the rolling elements are rotatable about the rotation center of the rotating body and provided on the outer peripheral side from the guide hole A shaft support member provided integrally with the member and rotatably supporting the connecting member about the rotation center of the rotating body is provided on the outer peripheral side of the guide hole in the rotating body. A torsional vibration damping system according to.
この発明によれば、連結部材の回転を制限することなく、捩り振動の制振性能を低下することを抑制することができる。また、振子プレートの回転数が高回転数であることにより転動体に作用する遠心力が大きい場合には、連結部材が変形した場合であっても、連結部材が回転しないことを防止することができる。 According to this invention, it can suppress that the damping performance of a torsional vibration falls without restrict | limiting the rotation of a connection member. Further, when the centrifugal force acting on the rolling element is large due to the high rotation speed of the pendulum plate, it is possible to prevent the connection member from rotating even when the connection member is deformed. it can.
つぎに、この発明を実施形態に基づいて説明する。図1はこの実施形態に係る捩り振動低減装置を模式的に示す図であり、振子プレート1に複数の転動体(慣性質量体:マス)2が保持されている。そして、振子プレート1の回転中心Oから半径方向にずれた、円周上に、この発明の実施の形態における収容室に相当する複数のガイド孔3が形成されている。またガイド孔3の内壁面は転動体2を往復動させる転動面4とされている。さらに、転動面4に続いている内壁面が、転動体2が往復動する限度とされる境界面5となっている。そして、各転動体2は振子プレート1の回転方向において一体となるように連結部材6により連結されている。さらにその連結部材6を軸支する部材に相当する支持ピン8が連結部材6の外周側に配置されている。
Next, the present invention will be described based on embodiments. FIG. 1 schematically shows a torsional vibration reducing apparatus according to this embodiment, and a plurality of rolling elements (inertial mass bodies: mass) 2 are held on a
振子プレート1はこの発明の実施形態における回転体に相当する部材であって円板状に形成され、トルクを受けて回転するとともに、そのトルクの変動によって捩り振動する。この振子プレート1は、図示しないエンジンのクランク軸や、駆動力を図示しない車輪に伝達するプロペラシャフトあるいは車軸などの回転軸にその回転中心線が水平もしくは横向きとなるように取り付けられる。したがって振子プレート1は上下方向に沿う面内で回転するようになっている。
The
そして、振子プレート1の回転中心Oから半径方向にずれた位置、すなわち所定半径の円周上に、この発明の実施形態における収容室に相当する複数のガイド孔3が、振子プレート1の円周方向に並んで形成されている。図1に示す例では、四つのガイド孔3が前記回転中心Oを挟んで上下、左右に直径上で対向する位置に形成されている。つまり、回転中心Oについてそれぞれ点対称となる位置に形成されている。
A plurality of
ガイド孔3は、その内部に配置された前記転動体2が所定の範囲で転動(往復揺動)できる適宜の形状および大きさであって、振子プレート1をその板厚方向に貫通して形成されている。なお、その形状は、図1に示すいわゆる長孔形状であってもよく、あるいは単純な円形であってもよい。ガイド孔3の内壁面のうち振子プレート1における半径方向で外側の内壁面は、転動体2を遠心力によって押し付け、かつその転動体2を振子プレート1のトルクの変動、すなわち捩り振動によって往復動させる転動面4とされている。その転動面4の形状は、前記回転中心Oからその転動面4までの寸法、すなわち振子プレート1における半径より小さい半径の円弧面もしくは円弧面に近似した曲面である。また、この転動面4に続いている両側の内壁面が各ガイド孔3を区画している境界面5となっており、転動体2はこの境界面5を限度として、あるいは境界面5の間で、転動するように構成されている。
The
転動体2は、転動面4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部材である。また、転動体2は、ガイド孔3の内壁面に滑り接触することなく転動面4上を転動できるように設定されている。したがって、転動体2の外周面とガイド孔3の内壁面との間には隙間が存在している。
The
そして、その各転動体2は連結部材6によって、前記振子プレート1の回転方向において一体となるように連結されている。また、振子プレート1の回転方向において転動体2の両側に配置されて、各転動体2の振子プレート1の回転方向における間隔を維持する挟持部7が連結部材6に一体化されて設けられている。具体的には、振子プレート1の回転中心Oを中心として回転可能でかつ前記ガイド孔3より外周側に連結部材6が設けられている。そしてその連結部材6の内周部に、転動体2の間隔と同一の間隔で、内周面から半径方向で内側に向けて挟持部7が連結部材6と一体化されて設けられている。したがって、各転動体2は振子プレート1の回転方向には一体となるように連結部材6によって連結され、かつ振子プレート1の半径方向には、転動面4に接触し、また離隔するように、移動可能である。すなわち、連結部材6と連結部材6に一体化された挟持部7とが、その中心の位置が振子プレート1の回転中心Oもしくは回転中心Oを通る軸線にほぼ一致した状態で、振子プレート1によって回転可能に支持されている。
Each
上記の連結部材6と挟持部7と四つの転動体2とが、回転方向には一体となった一つの構成体9を形成している。上述したように、その連結部材6の中心が振子プレート1の中心とほぼ一致しているから、各転動体2の振子プレート1の中心からの距離が同一となっている場合には、構成体9の重心の位置が振子プレート1の回転中心Oもしくは回転中心Oを通る軸線にほぼ一致している。なお、各転動体2の振子プレート1の回転中心Oからの距離が同一となっていない場合には、構成体9の重心位置が振子プレート1の回転中心Oを通る軸線から外れるが、そのずれはわずかであり、構成体9の重心が振子プレート1の回転中心Oにほぼ一致していると言い得る。
The connecting
そして、前記連結部材6を支持する、軸支持部材である支持ピン8が振子プレート1のうちガイド孔3より外周側に設けられている。具体的には、ガイド孔3同士の間であって、各転動体2を連結している連結部材6の外周側に設けられ、かつ振子プレート1の回転中心Oを中心として、連結部材6の同一半径の円周上の位置に、複数(ガイド孔3と同数)の支持ピン8が設けられている。すなわち、連結部材6はその外周面をこれらの支持ピン8に接触させることにより、これらの支持ピン8によって振子プレート1の回転中心Oを中心として回転可能に支持されている。つまり、連結部材6を、その重心が振子プレート1の回転中心Oもしくはその回転中心Oを通る軸線に、より正確に一致させる支持構造が採用されている。
A
つぎに、上記の捩り振動低減装置の作用について説明する。振子プレート1が回転すると、ガイド孔3内に保持されている各転動体2が振子プレート1と共に回転し、各転動体2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2は、転動面4のうち、振子プレート1の回転中心Oから最も離れた箇所に移動し、転動面4に押し付けられる。また、転動体2は前述したように回転方向においては連結部材6と一体となっているので、連結部材6も転動体2と共に回転する。
Next, the operation of the torsional vibration reducing device will be described. When the
この状態で振子プレート1のトルクが変動すると、振子プレート1が回転方向に振動(捩り振動)するので、各転動体2に回転方向の相対的な加速度が生じ、各転動体2は慣性力によって転動面4に沿って転動する。転動面4は前述したように、曲率半径が小さい曲面となっているので、転動体2の慣性力が振子プレート1の振動を抑制する方向に作用し、捩り振動が低減される。
When the torque of the
振子プレート1の回転数が低回転数であることにより転動体2に作用する遠心力が小さい場合には、遠心力によるよりも、転動体2をガイド孔3内で落下させる方向に重力が作用する。その転動体2は連結部材6に連結されていて振子プレート1の回転方向に対しては連結部材6と一体となっているので、転動体2はその質量に応じて、すなわち重量に起因して連結部材6にモーメントを作用させる。その場合、振子プレート1の回転中心Oを挟んだ左右いずれか一方に位置する転動体2によるモーメントと、他方に位置する転動体2によるモーメントとは互いに反対方向のモーメントとなる。そして、振子プレート1の回転中心Oから各転動体2までの距離が同じであれば、それぞれのモーメントが同じになって相殺されるので、各転動体2と連結部材6と挟持部7とからなる前記構成体9を回転させるトルクが生じない。言い換えれば、前記構成体9の重心が振子プレート1の回転中心Oと一致し、またはほぼ一致している。
When the centrifugal force acting on the rolling
したがって、各転動体2は、ガイド孔3内の所定の位置に保持されたままとなるので、転動体2が前述した境界面5に向けて落下したり、衝突したりすることが回避もしくは抑制される。すなわち、転動体2による衝突音が防止もしくは抑制される。
Accordingly, each rolling
また連結部材6は、その外周面をこれらの支持ピン8に接触させることにより、これらの支持ピン8によって回転可能に支持されている。これにより、連結部材6を、その重心が振子プレート1の回転中心Oもしくはその回転中心Oを通る軸線に、より正確に一致させることができる。そして、このように連結部材6を支持することで、連結部材6の回転角度が制約されるおそれがない。したがって、挟持部7と支持ピン8とが回転方向で干渉することがないために、連結部材6の回転角度が制限されず、捩り振動の制振性能を低下させることを抑制することができる。また、遠心力によって連結部材6が変形した場合であっても、連結部材6と支持ピン8との摺動抵抗が増大せず、連結部材6の回転を妨げることがない。
The connecting
つぎに、この実施形態に係る捩り振動低減装置の他の例を説明する。前述した転動体2は、連結部材6によって、振子プレート1の回転方向において一体となるように連結され、振子プレート1の半径方向には少なくともガイド孔3の内部以上に移動可能となっていればよい。したがって、連結部材6の外周部が完全に円でない構造でもよい。すなわち、スリットもしくは溝を採用してもよい。その例を図2に示してある。図2に示す例は、連結部材6に、振子プレート1の半径方向で外側に開いたスリット10を形成した例である。また図1に示す連結部材6を支持する支持ピン8の数は問わない。図3に示す例は、連結部材6を三つの支持ピン8で支持した例である。
Next, another example of the torsional vibration reducing device according to this embodiment will be described. The above-mentioned
いずれの実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、挟持部7と支持ピン8とが回転方向で干渉することがないために、連結部材6の回転角度が制限されることなく、捩り振動の制振性能を低下することを抑制することができる。また遠心力により連結部材6が変形した場合であっても、連結部材6と支持ピン8との摺動抵抗が増大せず、連結部材6の回転を妨げることがない。さらに、連結部材6により一体となって回転するように各転動体2を保持しているため、転動体2による衝突音が防止もしくは抑制される。
In any embodiment, the same effect as the above-described embodiment can be obtained. That is, since the sandwiching
ここで、この発明の実施形態における利点を比較例を参照して説明する。図4ないし図5は、連結部材6をガイド孔3より内周側に設けた例を示している。具体的には、図4は連結部材6をガイド孔3より内周側に設け、連結部材6の外周側で支持ピン8により連結部材6を支持している。このような構成をとった場合、連結部材6の回転角度が制限され、制振性能を低下させるおそれがある。また図5は、連結部材6aをガイド孔3より内周側に設け、連結部材6の内周側で支持ピン8により連結部材6を支持している。このような構成をとった場合、連結部材6の回転角度の制約は解消されるが、振子プレート1の回転数が高回転数であることにより転動体2に作用する遠心力が大きい場合には、各転動体2に大きい遠心力が作用すると、図5に示すように、遠心力により連結部材6の形状が変形してしまい、連結部材6が支持ピン8側に押される。これにより、連結部材6と支持ピン8との摺動抵抗が増大してしまい、連結部材6が回転しない可能性がある。
Here, advantages of the embodiment of the present invention will be described with reference to a comparative example. 4 to 5 show an example in which the connecting
したがって、この発明の実施の形態によれば、上記のような問題の要因とならない。すなわち、挟持部7と支持ピン8とが回転方向で干渉することがないために、連結部材6の回転角度が制限されず、捩り振動の制振性能を低下させることを抑制することができる。また、遠心力によって連結部材6が変形した場合であっても、連結部材6は支持ピン8から離隔する方向に変形するため、連結部材6と支持ピン8との摺動抵抗が増大することがないので、連結部材6の回転を妨げることがない。
Therefore, according to the embodiment of the present invention, it does not cause the above problems. That is, since the clamping
以上、この発明を複数の実施形態に基づいて説明したが、この発明は上述した実施形態に限定されない。振動低減力は、転動体2の総質量もしくは総慣性モ−メントが大きいほど大きくなるから、例えば、各転動体2は全て同一形状であったり、等間隔に配置されていたりする必要はなく、転動体2の大きさや形状あるいは質量が互いに異なっていてもよい。すなわち、構成体9の重心が振子プレート1の回転中心Oに一致もしくはほぼ一致するように構成されていればよい。さらに連結部材は複数設けられていてもよい。つまり、複数の転動体のうちのいずれか二つ以上の転動体を第1の連結部材によって連結し、残る他の複数の転動体を第2の連結部材によって連結した構成としてもよい。その他、この発明に係る捩り振動低減装置は、この発明を逸脱しない範囲で適宜に構成されていてよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on several embodiment, this invention is not limited to embodiment mentioned above. Since the vibration reduction force increases as the total mass or the total inertia moment of the rolling
1…振子プレート、 2…転動体(慣性質量体:マス)、 3…ガイド孔、 4…転動面、 5…境界面、 6…連結部材、 7…挟持部、 8…軸支持部材(支持ピン)、 9…構成体、 O…(振子プレートの)回転中心。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記回転体の回転方向において、前記転動体の両側に配置されて前記転動体同士の前記回転体の回転方向における間隔を維持する挟持部が、前記回転体の回転中心を中心として回転可能でかつ前記ガイド孔より外周側に設けられた連結部材に一体化されて設けられ、前記連結部材を前記回転体の回転中心を中心として回転可能に支持する軸支持部材が前記回転体のうち前記ガイド孔より外周側に設けられていることを特徴とする捩り振動低減装置。 A plurality of guide holes are formed at predetermined intervals in a circumferential direction of the rotating body in the rotating body that receives torque, and the torque varies as the rotating body rotates. In the torsional vibration reduction device in which a rolling element that rolls in the rotation direction of the rotating body is accommodated in the guide hole,
In the rotational direction of the rotating body, a sandwiching portion that is disposed on both sides of the rolling body and maintains the spacing of the rolling bodies in the rotational direction of the rotating body is rotatable around the rotational center of the rotating body, and A shaft support member provided integrally with a connecting member provided on the outer peripheral side of the guide hole and rotatably supporting the connecting member around the rotation center of the rotating body is the guide hole of the rotating body. A device for reducing torsional vibration, which is provided on the outer peripheral side.
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