JP6551454B2 - 捩り振動低減装置 - Google Patents

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。

駆動力源で発生させたトルクを伝達するための駆動軸などの回転部材は、入力されるトルク自体の変動やその回転部材に連結されている部材を駆動することによる負荷トルクの変動などが要因となって振動が生じる場合がある。このようなトルクの変動はその回転部材に対して捩り振動として作用する。この種の振動を減衰するための装置の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された捩り振動低減装置は、回転体のトルク変動が生じることにより、その回転体に形成されている転動面に沿って転動体が移動し、その転動体の振り子運動によって回転体の捩り振動を低減させるように構成されている。より具体的には、回転体の円周方向に一定の間隔で形成された転動室の内部に転動体が配置されている。また、転動室の内壁面のうち回転体の半径方向で外側の内壁面に転動面が形成されている。また、この特許文献１に記載されている捩り振動低減装置は、転動体の断面形状がいわゆる「Ｈ」形とされており、その「Ｈ」形におけるフランジ部の形状が軸線方向の一方と他方とで異なる形状とされている。

この特許文献１に記載された捩り振動低減装置によれば、上述したようにフランジ部の一方と他方とが異なる形状とされ、特に「Ｈ」形の断面形状のうち支持軸部の外周面とフランジ部との交点（すなわちコーナー部）における形状が、フランジ部の一方と他方とで異なる形状とされている。そのため、回転体に対して転動体がその軸線方向に相対移動した場合には、回転体と上記のコーナー部とが接触した際に生じる回転体の軸線方向における平行な力（軸線方向力）の大きさは、フランジ部の一方のコーナー部と他方のコーナー部とで異なる。したがって、上記の軸線方向力によって転動体が回転体の軸線方向に往復動するとしても、その往復動が一定の周期で繰り返されにくく、その結果、共振した状態になることを抑制することができる。

特許第５９２８５１５号公報

特許文献１に記載された捩り振動低減装置では、上述したように転動体が「Ｈ」形の形状から構成されているから、回転体に対して転動体が軸線方向に相対移動した場合にはフランジ部が回転体の両側面に接触するように引っ掛かるので、軸線方向で転動体が転動室から抜け出ることを抑制できる。しかしながら、上記の軸線方向力が作用した場合には、上述したコーナー部の形状、あるいは軸線方向での回転体と転動体との間の隙間の大きさによっては、回転体の側面と転動体とが接触する。そのような場合には、その接触が摺動抵抗となり、上述した転動体の振り子運動を阻害し、ひいてはこの捩り振動低減装置における制振性能が低下するおそれがある。

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って、転動体と回転体の側面との接触を回避し、かつ制振性能の低下を抑制もしくは回避することが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。

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と、前記回転体に形成された貫通孔と、前記回転体の回転に伴って前記貫通孔の内面に沿って移動する転動体とを備えた捩り振動低減装置において、前記転動体は、前記貫通孔から突出する軸部と、前記軸部の少なくともいずれか一方の端部に外径が次第に増大する第１コーナー部と、前記第１コーナー部を挟んで前記軸部と反対側に形成され、かつ前記貫通孔の幅よりも外径が大きいフランジ部とを有し、前記回転体は、前記回転体の軸線方向外側に向けて前記貫通孔の直径が次第に増大する第２コーナー部を有し、前記第２コーナー部は、前記第２コーナー部のうち前記回転体の軸線方向の長さが最大となるエンド部を有し、前記第１コーナー部は、前記転動体が前記貫通孔の内面に沿って移動する際に前記エンド部に前記転動体の軸線方向で対向する対向部を有し、前記軸部の端部から前記対向部までの前記転動体の軸線方向における長さが、前記第２コーナー部の前記回転体の軸線方向における長さよりも長く、前記第１コーナー部は、第１曲面部であり、前記第２コーナー部は、面取り加工部あるいは第２曲面部であり、前記第１コーナー部に半径方向で外側に連続した前記フランジ部の内面が前記転動体の軸線方向に対する傾斜角を有する第２テーパ部とされていることを特徴とするものである。
また、この発明では、前記第１コーナー部における前記第１曲面部の半径は０．２ｍｍから２．０ｍｍの範囲であってよい。
また、この発明では、トルクを受けて回転する回転体と、前記回転体に形成された貫通孔と、前記回転体の回転に伴って前記貫通孔の内面に沿って移動する転動体とを備えた捩り振動低減装置において、前記転動体は、前記貫通孔から突出する軸部と、前記軸部の少なくともいずれか一方の端部に外径が次第に増大する第１コーナー部と、前記第１コーナー部を挟んで前記軸部と反対側に形成され、かつ前記貫通孔の幅よりも外径が大きいフランジ部とを有し、前記回転体は、前記回転体の軸線方向外側に向けて前記貫通孔の直径が次第に増大する第２コーナー部を有し、前記第２コーナー部は、前記第２コーナー部のうち前記回転体の軸線方向の長さが最大となるエンド部を有し、前記第１コーナー部は、前記転動体が前記貫通孔の内面に沿って移動する際に前記エンド部に前記転動体の軸線方向で対向する対向部を有し、前記軸部の端部から前記対向部までの前記転動体の軸線方向における長さが、前記第２コーナー部の前記回転体の軸線方向における長さよりも長く、前記第１コーナー部は、前記転動体の軸線方向に対する傾斜角を有する第１テーパ部であって、前記第２コーナー部は、面取り加工部あるいは第２曲面部であり、前記第１コーナー部に半径方向で外側に連続した前記フランジ部の内面が前記第１テーパ部における傾斜角と異なる第３テーパ部とされてよい。

また、この発明では、前記第１テーパ部における前記転動体の軸線方向に対する傾斜角は、前記第３テーパ部における前記転動体の軸線方向に対する傾斜角より小さくてよい。

また、この発明では、前記第３テーパ部における前記転動体の軸線方向に対する傾斜角の範囲は４５°から８５°であってよい。

また、この発明では、前記第１テーパ部における前記転動体の軸線方向に対する傾斜角の範囲は１°から８４°であってよい。

また、この発明では、前記第１テーパ部における前記転動体の軸線方向に対する傾斜角の範囲は１°から５０°であってよい。

また、この発明では、前記第１テーパ部における前記転動体の軸線方向に対する傾斜角は４５°であってよい。

また、この発明では、前記転動体は、前記軸部の両端に前記フランジ部と前記第１コーナー部とを備え、かつ前記軸部を形成している中空円筒部と前記中空円筒部に一体化されている一方の前記フランジ部とを有する第１分割片と、前記中空円筒部に密着して嵌合させられる円柱部と前記円柱部に一体化されている他方の前記フランジ部とを有する第２分割片とによって構成されてよい。

そして、この発明では、前記軸部の一端側における前記第１コーナー部の形状と前記軸部の他端側における前記第１コーナー部の形状とが互いに異なっていてよい。

この発明の捩り振動低減装置によれば、転動体は、回転体に形成された貫通孔から突出する軸部と、その軸部の少なくとも一方の端部に外径が次第に増大する第１コーナー部とを有する。またその第１コーナー部を挟んで軸部と反対側に貫通孔の幅よりも外径が大きいフランジ部が設けられている。一方、回転体は、回転体の軸線方向外側に向けて貫通孔の直径が次第に増大する第２コーナー部を有する。さらに、第２コーナー部は、その第２コーナー部のうち回転体の軸線方向の長さが最大となるエンド部を有し、また転動体の第１コーナー部は、貫通孔の内面に沿って移動する際に前記エンド部に軸線方向で対向する対向部を有する。そして、転動体の軸線方向における軸部の端部から前記対向部までの長さが、回転体の軸線方向における第２コーナー部の長さよりも長くなるように構成されている。つまり、軸線方向における長さにおいて、転動体の軸部の端部から対向部までの長さの方が第２コーナー部の長さよりも長くなるように構成されている。

そのため、転動体に対して上述したような軸線方向の力が作用した場合であっても、転動体におけるフランジ部の内面と回転体の軸線方向での長さが最大となるエンド部とが接触せずに、その軸線方向で転動体を正規の位置に戻そうとするスラスト力が作用するから、転動体におけるフランジ部の内面と回転体の側面（エンド部）とが接触することを回避できる。つまり、軸線方向で転動体と回転体とが接触しない。したがって、その接触における摺動抵抗を抑制もしくは回避することができ、その結果、転動体の振り子運動の動作を阻害することを回避できる。

また、この発明によれば、上記のように、転動体の振り子運動の動作を阻害することを回避できるから、その結果、この捩り振動低減装置における制振性能を向上させることができる。そして、上記の回転体の側面と転動体におけるフランジ部の内面との接触が生じないことから回転体および転動体の耐久性を向上させることができ、ならびに、上記の接触を要因とした異音が発生することを抑制もしくは回避することができる。

この発明の実施形態における捩り振動低減装置を収容するトルクコンバータを説明する図である。 この発明の実施形態における捩り振動低減装置の一例を示す正面図である。 図２のIII-III線に沿う断面図を示す図であって、この発明の実施形態における一例（第１実施例）を説明する図である。 図３の拡大図であって、特に回転体と転動体との関係を説明する図である。 この発明の実施形態における他の例（第２実施例）を示す断面図であって、特に回転体と転動体との関係を説明する図である。 この発明の実施形態における他の例（第３実施例）を示す断面図であって、特に回転体と転動体との関係を説明する図である。 この発明の実施形態における他の例（第４実施例）を示す断面図であって、特に回転体と転動体との関係を説明する図である。 この発明の実施形態における他の例（第５実施例）を示す断面図であって、特に回転体と転動体との関係を説明する図である。 この発明の実施形態における他の例（第６実施例）を示す断面図であって、特に回転体と転動体との関係を説明する図である。 この発明の実施形態における他の例（第７実施例）を示す断面図であって、特に回転体と転動体との関係を説明する図である。

つぎに、この発明を図を参照しつつ具体的に説明する。この発明に係る捩り振動低減装置１は、図１に示すように、トルクコンバータ２に内蔵されている。そのトルクコンバータ２の構成は、従来知られているものと同様で、これを簡単に説明する。エンジン３に連結されるフロントカバー４とポンプシェル５とが一体化されて、トルクコンバータ２の全体としてのハウジングが形成されている。そのハウジングの中心軸線に沿って変速機構の入力軸６が配置されている。その入力軸６の外周部にタービンハブ７が一体となって回転するように設けられている。このタービンハブ７にタービンランナ８およびロックアップクラッチ９ならびに捩り振動低減装置１が連結されている。

タービンランナ８は従来知られているものと同様の構成であって、ポンプインペラ１０と対向して配置され、ポンプインペラ１０によって生起されたオイル流を受けて回転するように構成されている。また、ロックアップクラッチ９はフロントカバー４の内面に対向して配置され、油圧によってフロントカバー４に押し付けられて、トルクを伝達する係合状態になり、またその油圧が低下してフロントカバー４から離隔することによりトルクを伝達しない解放状態になるように構成されている。このロックアップクラッチ９は、コイルバネの弾性力によって緩衝を行うロックアップダンパ１１を介してタービンハブ７に連結されている。ロックアップダンパ１１は、ロックアップクラッチ９に連結されている駆動側部材１２と、この駆動側部材１２にコイルバネ１３を介して連結された従動側部材１４とを備えており、その従動側部材１４がタービンハブ７に連結されている。なお、これらの駆動側部材１２および従動側部材１４は、環状の板状部材である。また、ポンプインペラ１０とタービンランナ８との間で、これらの内周側の部分にステータ１５が配置され、このステータ１５は、前記入力軸６の外周側に嵌合している固定軸１６に一方向クラッチ１７を介して連結されている。

捩り振動低減装置１は、上記のタービンランナ８とロックアップクラッチ９もしくはロックアップダンパ１１との間に配置されている。図２は、その捩り振動低減装置１の一例を模式的に示す図である。以下、具体的に説明する。この捩り振動低減装置１は、回転体１８に複数の転動体（マス）１９が保持されている。回転体１８は円板状の部材であって、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。この回転体１８は、図１に示したエンジン３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部材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。回転体１８の回転中心Ｏから半径方向にずれた位置、すなわち所定の半径の円周上に、複数の転動室２０が、回転体１８の円周方向に所定の間隔を空けて並んで形成されている。図２に示す例では、８つの転動室２０が前記回転中心Ｏを挟んで直径上で対向する位置、言い換えれば回転中心Ｏにおいて点対称となる位置にそれぞれ形成されている。

転動室２０は、その内部に配置された前記転動体１９が所定の範囲で転動（往復移動）できる適宜の形状および大きさであって、回転体１８をその板厚方向に貫通して形成されており、この発明の実施形態における「貫通孔」に相当する。なお、この転動室２０の形状は、図２に示すような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。転動室２０の内壁面は、転動体１９を回転体１８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２１とされている。その転動面２１の形状は、前記回転中心Ｏからその転動面２１までの寸法（すなわち回転体１８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２１に続いている両側の内壁面が各転動室２０を区画している境界面２２となっており、転動体１９はこの境界面２２を限度として、あるいは境界面２２の間で転動するように構成されている。

転動体１９は、回転体１８のトルクが変動した場合に慣性力で振り子運動を行う慣性質量体であって、転動面２１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、この発明における実施形態では、その転動体１９は、図３に示すように後述する軸部２６の両側にその軸部２６の外周面２７より外径が大きいフランジ部２３（２３ａ，２３ｂ）を設けた、断面形状がいわゆる「Ｈ」形をなすように構成されている。このような構成であれば、フランジ部２３ａとフランジ部２３ｂとの間の軸部２６の外周面２７が転動面２１に接触して、転動面２１に沿って転動するとともに、フランジ部２３ａおよびフランジ部２３ｂが回転体１８の両側面に接触するように引っ掛かるので、転動体１９が転動室２０から軸線方向に抜け出ることを抑制することができる。したがって、この転動体１９の一部が上述した転動室２０に収容されている。なお、上記軸部２６の外周面２７における径は、転動室２０における最も開口幅の狭い箇所の寸法より僅かに小さく設定されている。これは、転動体１９が転動室２０の内壁面に滑り接触することなく転動面２１上を転動できるようにするためである。したがって、転動体１９の外周面２７と転動室２０の内壁面との間には隙間が存在している。

なお、この転動体１９は、振り子運動の動作がトルクコンバータ２内のオイルによって阻害されないように、転動体１９およびその振り子運動を行う領域が液密状態に密閉されている。すなわち、回転体１８の半径方向で中間部から外周端に到る部分がケーシング（図示せず）によって液密状態に覆われている。また、このケーシングは、例えば、断面形状がハット形状をなす二つのケース部材によって構成される。

図３は、図２に示した捩り振動低減装置における転動体１９と回転体１８との関係を示す断面図の一例を説明するための図であって、転動体１９が、回転体１８の回転によって発生する遠心力により転動面２１に押し付けられている状態を示している。上述したように、転動体１９にはフランジ部２３（２３ａ，２３ｂ）が設けられ、その転動体１９の断面形状がいわゆる「Ｈ」形をなすように構成されている。この転動体１９の構成についてより具体的に説明すると、転動体１９は、図３に示すように二つの部材からなる分割構造により構成され、その転動体１９は、第１マス２４と第２マス２５とを備えている。

第１マス２４は、中空円筒状の軸部２６と上述した「Ｈ」形のフランジ部２３における一方のフランジ部２３ｂとを備えている。軸部２６の軸長は、回転体１８の板厚（軸線方向における長さ）より長く、かつ貫通孔から突出して形成され、またその軸部２６の外周面２７における径は、半径方向における転動室２０の開口幅における最も狭い箇所の寸法より僅かに小さくなるように構成されている。なお、この軸部２６の外周面２７が転動面２１に接触する部分であり、その外周面２７が遠心力によって転動面２１に押し付けられる。フランジ部２３ｂは、後述する転動体１９の第１コーナー部３２を挟んで軸部２６と反対側に形成されている。より具体的には、軸部２６の軸線方向の一方の端部にその軸部２６と一体（一体化）となって形成され、軸部２６よりも半径方向で外側に突出して形成されている。また、そのフランジ部２３ｂの外径は、半径方向で転動室２０の開口幅よりも大きく形成されている。なお、この第１マス２４がこの発明の実施形態における「第１分割片」に相当する。

一方、第２マス２５は、上記の第１マス２４における中空円筒状の軸部２６の内径とほぼ同様の外径からなる軸部２８と、上述した「Ｈ」形のフランジ部２３における他方のフランジ部２３ａとを備えている。軸部２８の軸長は、回転体１８の板厚より長く形成され、またその軸部２８の外径は、上述したように軸部２６の内径とほぼ同様の大きさに形成されている。つまり、第１マス２４における軸部２６は、軸線方向で窪んだ中空円筒部２９を有し、これとは反対に、第２マス２５における軸部２８はその中空円筒部２９に圧入あるいは密着して嵌合される円柱部３０を有する。また、フランジ部２３ａは、上述したフランジ部２３ｂに対向するように構成されており、軸部２８と一体（一体化）となって形成され、半径方向で転動室２０の開口幅よりも大きく形成されている。なお、第２マス２５がこの発明の実施形態における「第２分割片」に相当する。また、図３に示す例では、上述したように転動体１９は、第１マス２４と第２マス２５とから構成されているものの、この転動体１９は例えば、さらにマスを備えた複数のマスから構成されてもよい。そして、図３に示す例では、転動体１９は、軸部２６の両端にフランジ部２３ａおよびフランジ部２３ｂを有する「Ｈ」形から構成されているものの、この発明の実施形態では、軸部２６の少なくとも一方に、フランジ部２３ａ（２３ｂ）が形成されていればよい。

このようにして構成された捩り振動低減装置は、上述したように転動体１９は転動室２０に保持され、回転体１８がエンジン３のクランク軸などの回転部材と共に回転すると、その転動体１９は遠心力によって転動面２１に押し付けられ、ならびに、図３に示すように軸部２６の外周面２７が転動面２１に接触する。そして、その状態で回転部材およびこれに取り付けられている回転体１８に捩り振動が生じると、転動面２１に沿って転動体１９が捩り振動に応じた往復動（揺動）を行う。したがって、この往復動により上記の捩り振動が低減させられる。

一方、上記の転動体１９が周方向に往復動する際に、併せて軸線方向にぐらつく、あるいは、軸線方向で往復動する場合がある。これは、例えばエンジン３の振動や外乱によって不可避的に発生するものであって、そのような場合、その転動体１９の往復動の動作を阻害するおそれがある。つまり、このように軸線方向に振動が発生すると、回転体１８の側面１８ａと転動体１９とが接触し、その接触が摺動抵抗となって、上述した転動体１９の振り子運動を阻害するとともに、この捩り振動低減装置の制振性能を低下させるおそれがある。そこで、この発明の実施形態では、軸線方向での振動が生じた場合であっても上記の回転体１８の側面１８ａと転動体１９との接触を抑制もしくは回避するように構成されている。

具体的には、図３および図４に示すように転動体１９におけるフランジ部２３ａ，２３ｂの根元部分であり、軸部２６の外周面２７からフランジ部２３ａ，２３ｂの内面３１に到る第１コーナー部３２に、湾曲した凹曲面３３が形成されている。またその凹曲面３３の半径方向で外側に連続したフランジ部２３ａ，２３ｂの内面３１が傾斜面とされ、すなわちテーパ部（以下、テーパ形状とも記す）３４とされている。一方、回転体１８は、転動面２１のうち回転体１８の軸線方向での両側における端部１８ｂと回転体１８の側面１８ａとの第２コーナー部３５が面取りされた面取り加工部３６とされている。つまり、このように転動体１９に第１コーナー部３２が設けられ、また回転体１８に第２コーナー部３５が設けられることにより上述した軸線方向での振動が生じた場合であっても、図３および図４の断面形状における回転体１８の側面１８ａとフランジ部２３ａ，２３ｂの回転体１８側を向いた内面３１、すなわち転動体１９との間には、それら回転体１８の側面１８ａと転動体１９とが接触しない、いわゆる逃げ部３７あるいは隙間部が形成される。なお、上記の転動体１９における凹曲面３３が、この発明の実施形態における「第１曲面部」に相当し、テーパ部３４が、この発明の実施形態における「第２テーパ部」に相当する。

図４は、その逃げ部３７、ならびに、回転体１８と転動体１９との関係をより具体的に説明する図である。なお、図４に示す例では、フランジ部２３のうちフランジ部２３ａ側とフランジ部２３ｂ側との形状は同様の形状から構成されているため、フランジ部２３ａ側のみ（図３の右側）を示している。したがって、これ以降の説明では、特に説明しない場合を除いて、フランジ部を「フランジ部２３ａ（２３ｂ）」と記す。上述したように転動体１９の軸部２６の外周面２７からフランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１には第１コーナー部３２が形成されている。またその第１コーナー部３２は、軸部２６の外周面２７からフランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１に向けて外径が次第に増大する第１遷移部３８を有する。また、上記の第１コーナー部３２および第１遷移部３８は、軸線方向に沿った断面形状が、軸部２６の外周側に曲率中心のある曲面（すなわち凹曲面３３）によって形成されている。一方、回転体１８は、上述したように軸線方向で転動面２１の両端部１８ｂにその転動面２１と回転体１８の側面１８ａとに第２コーナー部３５が形成されている。言い換えれば、この第２コーナー部３５は、回転体１８の軸線方向外側に向けて転動室２０の直径が次第に増大するように構成されている。なお、その第２コーナー部３５において、転動室２０の中心線Ｌから計った寸法が転動面２１から回転体１８の側面１８ａに向けて次第に増大する部分が第２遷移部３９とされている。

そして、上記の第２コーナー部３５における第２遷移部３９の転動面２１側の開始点４０から軸線方向に計った長さ（距離）あるいは寸法が最大となる箇所（以下、エンド部と記す）までの長さＡに対して、第１コーナー部３２における第１遷移部３８の軸部２６側の開始点４１から転動体１９のフランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１のうち上記のエンド部に軸線方向で対向する箇所(以下、対向部と記す)Ｐまでの軸線方向に計った長さ（距離）Ｂあるいは寸法の方が長くなるように構成されている。なお、上記のエンド部は、上述したように回転体１８の側面１８ａのうち軸線方向で最も突出した箇所であって、つまり、第２コーナー部３５のうち回転体１８の軸線方向の長さが最大となる箇所である。この発明の実施形態では、その最も突出した、あるいは、軸線方向の長さが最大となる箇所は回転体１８の側面１８ａであるから、その回転体１８の側面１８ａがこの発明の実施形態における「エンド部」に相当する。

つまり、第２コーナー部３５は、その第２コーナー部３５のうち回転体１８の軸線方向の長さが最大となるエンド部に相当する側面１８ａを有し、また第１コーナー部３２は、転動体１９が転動室２０の内面に沿って移動する際に側面１８ａに転動体１９の軸線方向で対向する対向部Ｐを有する。そして、その転動体１９の軸線方向における軸部２６の端部から前記対向部Ｐまでの長さＢと回転体１８の軸線方向における第２コーナー部３５の長さＡとで、長さＢの方が長さＡより長くなるように構成されている。言い換えれば、回転体１８における第２コーナー部３５における面取り加工部３６の軸線方向における長さＡと、転動体１９の外周面２７の直線部分の終点、すなわち凹曲面３３の始点から回転体１８の側面１８ａとフランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１との距離が最短距離となるフランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１上の箇所Ｐまでの長さＢとでこの長さＢの方が上記長さＡより長くなるように構成されている。

要は、軸線方向で回転体１８における転動面２１の端部１８ｂの形状が軸線方向から半径方向に切り替わる第２コーナー部３５の開始点４０から回転体１８の側面１８ａまでの長さＡと、転動体１９の形状がＲ形状に切り替わる部分（すなわち第１コーナー部３２の開始点４１）から、フランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１のうちの上記回転体１８の側面１８ａに軸線方向で対向した対向部Ｐまでの長さＢとで、その長さＢの方が長くなるように構成されている。したがって、その長さＢの方が長くなるから、その距離が長い分によって生じる隙間が回転体１８の側面１８ａと転動体１９とが接触しない逃げ部３７あるいは隙間部となる。

なお、上記の第１コーナー部３２における凹曲面３３の形状は、Ｒ形状の半径が０．２ｍｍから２．０ｍｍの範囲で形成される。また、テーパ部３４の角度αは、軸線方向に対して（軸線方向に水平な線に対して）その角度が４５°から８５°の範囲で形成される。そして、第２コーナー部３５における面取り加工部３６は、例えば４５°で面取りされ、またその面取りの範囲は１ｍｍ以下に形成される。なお、上記の角度αを４５°から８５°の範囲に形成することにより、例えば、角度αが４５°未満である場合には、転動体１９の削り量が増大し、転動体１９そのものの質量が軽くなり制振性能を低下させるおそれがあること、ならびに、角度αが８５°より大きい角度の場合には、回転体１８と転動体１９とが接触する可能性があることの不都合を回避することができる。

なお、これ以降の説明では、上述した回転体１８の軸線方向における第２コーナー部３５の長さＡを、特に説明しない場合を除いて単に「長さＡ」と記す。また、上述した転動体１９の軸線方向における軸部２６の端部から対向部Ｐまでの長さＢを、特に説明しない場合を除いて単に「長さＢ」と記す。

したがって、このように長さＡと長さＢとで長さＢの方が長くなるように構成されることにより、転動面２１に沿って往復動している転動体１９に対して軸線方向の力が作用した場合であっても転動体１９が回転体１８の側面１８ａに接触することを回避することができる。すなわち、転動体１９におけるフランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１と回転体１８の側面１８ａとが接触する前に、転動体１９を正規の位置に戻そうとする軸線方向の力（スラスト力）が作用し、この発明の実施形態におけるエンド部である回転体１８の側面１８ａが、フランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１に接触することを回避できる。そのため、その接触における摺動抵抗を抑制もしくは回避することができる。つまり、軸線方向への振動が生じた場合には、回転体１８における転動面２１が転動体１９の凹曲面３３に乗り上げ、その結果、転動体１９を正規の位置に戻そうとする上記のスラスト力、すなわち遠心力に対する分力が作用するから転動体１９の振り子運動の動作を阻害することを回避できる。言い換えれば、転動体１９を転動面２１の幅方向での中心側に戻すいわゆる調芯性能が低下することを抑制もしくは回避することができる。

また、上記のように、転動体１９の振り子運動の動作を阻害することを回避できるから、併せてこの捩り振動低減装置における制振性能を向上させることができる。さらに、上記の回転体１８の側面１８ａと転動体１９との接触がないことから回転体１８および転動体１９の耐久性を向上させることができ、ならびに、回転体１８と転動体１９との接触を要因とした異音が発生することを抑制もしくは回避することができる。そして、上述したように摺動抵抗を抑制することができることにより、その摺動の際に発生する摩耗も抑制することができるから、摩耗における摩耗粉の発生をも抑制でき、その結果、例えばその摩耗粉によって回転体１８や転動体１９の周辺部材へ悪影響を及ぼすことを回避することができる。

つぎに、この発明の実施形態における他の例について説明する。図３および図４に示した例では、回転体１８と転動体１９との関係で、回転体１８の側面１８ａは、転動体１９との接触を回避するために、回転体１８における第２コーナー部３５の第２遷移部３９は、面取り加工され、すなわち面取り加工部３６を有する。また転動体１９のフランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１は、凹曲面３３とされた第１コーナー部３２と、その第１コーナー部３２に半径方向で外側に連続した部分がテーパ部３４とから構成されている。それに対して、この捩り振動低減装置では、上述した長さＡと長さＢとの関係で長さＢの方が長く構成されていればよく、したがって、例えば、図５から図９に示すように、回転体１８における第２コーナー部３５やフランジ部２３ａ（２３ｂ）における第１コーナー部３２の形状、ならびに、フランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１の形状を以下のように構成してもよい。

図５に示す例は、上述した図４の例における回転体１８の第２コーナー部３５における面取り加工部３６の面取り加工を４５°以外の角度で加工したものである。この図５に示す例では、その加工の角度を図４に示した面取り角より大きい角度βで面取り加工した例を示している。つまり、この発明の実施形態では、上述した回転体１８の軸線方向における第２コーナー部３５の長さＡと、転動体１９の軸線方向における軸部２６の端部から対向部Ｐまでの長さＢとで、長さＢの方が長さＡより長くなるように構成されていればよく、したがって、その面取り加工部３６の角度は適宜変更されてよい。それにより、図５に示す例においても、上述した例と同様に回転体１８の側面１８ａとフランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１との接触を回避することができ、その結果、その接触による摺動抵抗を抑制でき、併せて制振性能の低下を抑制もしくは回避することができる。

また、この回転体１８の第２コーナー部３５の形状は、上記の図４や図５に示す面取り加工された構成の他、例えば図６に示すようにいわゆるプレスだれなどの曲面部４２から構成されてもよい。この図６に示す例では、転動面２１における回転体１８の端部１８ｂから回転体１８の側面１８ａのうちそのプレスだれの開始点４３までの軸線方向における長さＡと、転動体１９に軸部２６とフランジ部２３ａ（２３ｂ）との第１コーナー部３２の開始点４１からフランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１のうちの上記のプレスだれの開始点４３に軸線方向で対向した対向部Ｐまでの軸線方向における長さＢとが、その長さＢの方が長くなるように構成されている。つまり、この図６に示す例では、上述した図４や図５で説明した回転体１８の端部１８ｂにおける面取り加工、すなわち第２コーナー部３５における面取り加工を要せず、そのプレス加工の形状をそのまま利用することができるから、コストの低減を図ることができる。なお、上記の曲面部４２が、この発明の実施形態における「第２曲面部」に相当し、またこの図６に示す例では、プレスだれの開始点４３がこの発明の実施形態における「エンド部」に相当する。また、上記の曲面部４２はプレスだれに限られず、例えばＲ形状に加工してもよい。

一方、フランジ部２３ａ（２３ｂ）の第１コーナー部３２における形状は、上述したようにＲ形状からなる凹曲面３３と、また半径方向の外側でそのＲ形状に連続したフランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１がテーパ部３４とから構成されているものの、これらの形状は例えば図７のような形状から構成されてもよい。具体的には、図７の例では、第１遷移部３８は、凹曲面３３とされ、その凹曲面３３の半径方向における外側で連続したフランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１が断面形状で転動面２１に対して垂直に形成された垂直部４４から構成されている。

また、図７の凹曲面３３に替えて、その部分が図８に示すような傾斜面、すなわちテーパ形状から形成されたテーパ部４５とされてもよい。なお、このテーパ部４５の角度γは、軸線方向に水平な線から測った角度が１°から８４°の範囲で形成される。さらに、図９に示すように、図８のテーパ部４５と、そのテーパ部４５の半径方向で外側に連続したフランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１がテーパ部４５の傾斜角とは異なるテーパ部４６とされてもよい。その際の、テーパ部４５とテーパ部４６との関係は、テーパ部４５の角度γの方がテーパ部４６の角度δより小さい角度に形成される。より具体的には、テーパ部４５の角度γは図８と同様に、その角度γが１°から８４°の範囲で形成され、テーパ部４６の角度δは、軸線方向に対して角度が４５°から８５°の範囲で形成される。さらに好適には、角度γは１０°から５０°の範囲であって、また最も好適な角度は、４５°である。なお、上記の角度δを４５°から８５°の範囲に形成することの効果は、上述した図４の例と同様であって、すなわち、角度δが４５°未満である場合には、その角度を形成するために転動体１９の削り量が増大し、転動体１９そのものの質量が軽くなり制振性能を低下させるおそれがあること、ならびに、角度δが８５°より大きい角度の場合には、回転体１８と転動体１９とが接触する可能性があることの双方の不都合を回避することができる。なお、上記の角度γであるテーパ部４５がこの発明の実施形態における「第１テーパ部」に相当し、角度δであるテーパ部４６が、この発明の実施形態における「第３テーパ部」に相当する。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。すなわち、この発明の実施形態では、回転体１８の第２コーナー部３５やその第２コーナー部３５における第２遷移部３９の形状、および、転動体１９の第１コーナー部３２やその第１コーナー部３２における第１遷移部３８の形状、ならびに、フランジ部２３ａ（２３ｂ）の内面３１の形状は、上述したいずれの形状であってもよく、あるいは、それらの形状を組み合わせた形状であってもよい。つまり、上述したように回転体１８の軸線方向における第２コーナー部３５の長さＡと、転動体１９の軸線方向における軸部２６の端部から前記対向部Ｐまでの長さＢとで長さＢの方が長くなるように構成されていればよい。言い換えれば、回転体１８の軸線方向における力が作用してその軸線方向で転動体１９が往復動する際に、転動体１９と回転体１８の側面１８ａとが接触しない逃げ部３７や隙間部が形成されていれば上記のＲ（曲面）形状やテーパ形状に限られず、適宜の構成あるいは形状であってよい。

また、上述した図３から図９の各実施形態では、「Ｈ」形の転動体１９におけるフランジ部２３ａおよびフランジ部２３ｂにおける第１コーナー部３２の形状が上述したように曲面やテーパ形状であって、またそれらの形状がフランジ部２３の軸線方向の一方側２３ａと他方側２３ｂとで同様の形状から構成されている。それに対して、図１０に示す例では、その第１コーナー部３２の形状がフランジ部２３の一方側２３ａと他方側２３ｂとで異なる形状、すなわち軸部２６の一端側における第１遷移部３８の形状と軸部２６の他端側における第１遷移部３８の形状とが互いに異なるように構成されている。

具体的には、フランジ部２３ａ側の第１コーナー部３２の形状が、図９で示したテーパ形状４５から構成され、またその第１コーナー部３２に連続したフランジ部２３ａの内面３１がテーパ形状４６から構成されている。これに対してフランジ部２３ｂ側の第１コーナー部３２の形状は、図４に示した凹曲面３３から構成され、またその第１コーナー部３２に連続したフランジ部２３ａの内面３１がテーパ形状３４から構成されている。このような場合であっても、上述したように軸線方向への振動が発生した場合には、回転体１８の側面１８ａと転動体１９との接触を回避でき、その結果、摺動抵抗を抑制もしくは回避することができる。また、併せて転動体１９の振り子運動を阻害することを回避でき、制振性能の低下を抑制もしくは回避することができる。さらに、このようにフランジ部２３の一方側２３ａと他方側２３ｂとで第１コーナー部３２の形状を異なるように構成することにより、軸線方向への振動によって転動体１９がその軸線方向に往復動するとしても、その往復動が一定の周期で繰り返されにくく、その結果、共振した状態になることを抑制することができる。

さらに、上述したいずれの実施形態においては、転動体１９が軸部２６とフランジ部２３ａ，２３ｂを備え、断面形状がいわゆる「Ｈ」形の形状から構成されており、フランジ部２３ａ，２３ｂが回転体１８の両側面に引っかかるため軸線方向で抜け出ることを防止するように構成されている。一方、この構成は、例えば、転動体１９に上記のフランジ部２３ａ，２３ｂを設けず、回転体１８の中央部で引っかかるように構成してもよい。つまり、断面形状で回転体１８の軸線方向における中央部に半径方向外側に窪んだ凹部を形成し、転動体１９は軸部２６と、その軸部の軸線方向における中央部分に環状の突起部とを備え、その突起部を上記の回転体１８の凹部に収容するように構成されていてよい。そして、このように構成された捩り振動低減装置１においても、回転体１８と転動体１９との関係で、上述したような軸線方向で接触しない逃げ部３７を形成することにより、制振性能が低下することを回避することができる。

１…捩り振動低減装置、 １８…回転体、 １８ａ…側面（エンド部）、 １８ｂ…端部、 １９…転動体、 ２０…転動室（貫通孔）、 ２３ａ，２３ｂ…フランジ部、 ２４…第１マス、 ２５…第２マス、 ２６，２８…軸部、 ２９…中空円筒部、 ３０…円柱部、 ３２…第１コーナー部、 ３３…凹曲面、 ３４，４５，４６，…テーパ部、 ３５…第２コーナー部、 ３６…面取り加工部、 ４２…曲面部、 Ａ，Ｂ…長さ（距離）、 Ｘ…回転中心軸線、 Ｐ…対向部。

Claims (10)

1. トルクを受けて回転する回転体と、前記回転体に形成された貫通孔と、前記回転体の回転に伴って前記貫通孔の内面に沿って移動する転動体とを備えた捩り振動低減装置において、
   前記転動体は、前記貫通孔から突出する軸部と、前記軸部の少なくともいずれか一方の端部に外径が次第に増大する第１コーナー部と、前記第１コーナー部を挟んで前記軸部と反対側に形成され、かつ前記貫通孔の幅よりも外径が大きいフランジ部とを有し、
   前記回転体は、前記回転体の軸線方向外側に向けて前記貫通孔の直径が次第に増大する第２コーナー部を有し、
   前記第２コーナー部は、前記第２コーナー部のうち前記回転体の軸線方向の長さが最大となるエンド部を有し、
   前記第１コーナー部は、前記転動体が前記貫通孔の内面に沿って移動する際に前記エンド部に前記転動体の軸線方向で対向する対向部を有し、
   前記軸部の端部から前記対向部までの前記転動体の軸線方向における長さが、前記第２コーナー部の前記回転体の軸線方向における長さよりも長く、
   前記第１コーナー部は、第１曲面部であり、
   前記第２コーナー部は、面取り加工部あるいは第２曲面部であり、
   前記第１コーナー部に半径方向で外側に連続した前記フランジ部の内面が前記転動体の軸線方向に対する傾斜角を有する第２テーパ部とされている
   ことを特徴とする捩り振動低減装置。
2. 請求項１に記載の捩り振動低減装置において、
   前記第１コーナー部における前記第１曲面部の半径は０．２ｍｍから２．０ｍｍの範囲である
   ことを特徴とする捩り振動低減装置。
3. トルクを受けて回転する回転体と、前記回転体に形成された貫通孔と、前記回転体の回転に伴って前記貫通孔の内面に沿って移動する転動体とを備えた捩り振動低減装置において、
   前記転動体は、前記貫通孔から突出する軸部と、前記軸部の少なくともいずれか一方の端部に外径が次第に増大する第１コーナー部と、前記第１コーナー部を挟んで前記軸部と反対側に形成され、かつ前記貫通孔の幅よりも外径が大きいフランジ部とを有し、
   前記回転体は、前記回転体の軸線方向外側に向けて前記貫通孔の直径が次第に増大する第２コーナー部を有し、
   前記第２コーナー部は、前記第２コーナー部のうち前記回転体の軸線方向の長さが最大となるエンド部を有し、
   前記第１コーナー部は、前記転動体が前記貫通孔の内面に沿って移動する際に前記エンド部に前記転動体の軸線方向で対向する対向部を有し、
   前記軸部の端部から前記対向部までの前記転動体の軸線方向における長さが、前記第２コーナー部の前記回転体の軸線方向における長さよりも長く、
   前記第１コーナー部は、前記転動体の軸線方向に対する傾斜角を有する第１テーパ部であって、
   前記第２コーナー部は、面取り加工部あるいは第２曲面部であり、
   前記第１コーナー部に半径方向で外側に連続した前記フランジ部の内面が前記第１テーパ部における傾斜角と異なる第３テーパ部とされている
   ことを特徴とする捩り振動低減装置。
4. 請求項３に記載の捩り振動低減装置において、
   前記第１テーパ部における前記転動体の軸線方向に対する傾斜角は、前記第３テーパ部における前記転動体の軸線方向に対する傾斜角より小さい
   ことを特徴とする捩り振動低減装置。
5. 請求項４に記載の捩り振動低減装置において、
   前記第３テーパ部における前記転動体の軸線方向に対する傾斜角の範囲は４５°から８５°である
   ことを特徴とする捩り振動低減装置。
6. 請求項５に記載の捩り振動低減装置において、
   前記第１テーパ部における前記転動体の軸線方向に対する傾斜角の範囲は１°から８４°である
   ことを特徴とする捩り振動低減装置。
7. 請求項５に記載の捩り振動低減装置において、
   前記第１テーパ部における前記転動体の軸線方向に対する傾斜角の範囲は１°から５０°である
   ことを特徴とする捩り振動低減装置。
8. 請求項５に記載の捩り振動低減装置において、
   前記第１テーパ部における前記転動体の軸線方向に対する傾斜角は４５°である
   ことを特徴とする捩り振動低減装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の捩り振動低減装置において、
   前記転動体は、前記軸部の両端に前記フランジ部と前記第１コーナー部とを備え、かつ前記軸部を形成している中空円筒部と前記中空円筒部に一体化されている一方の前記フランジ部とを有する第１分割片と、前記中空円筒部に密着して嵌合させられる円柱部と前記円柱部に一体化されている他方の前記フランジ部とを有する第２分割片とによって構成されている
   ことを特徴とする捩り振動低減装置。
10. 請求項９に記載の捩り振動低減装置において、
    前記軸部の一端側における前記第１コーナー部の形状と前記軸部の他端側における前記第１コーナー部の形状とが互いに異なっている
    ことを特徴とする捩り振動低減装置

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