JP7294297B2

JP7294297B2 - 振り子式捩り振動低減装置およびその製造方法

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Publication number: JP7294297B2
Application number: JP2020176662A
Authority: JP
Inventors: ヨンジュ柳; 昌幸石橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2040-10-21
Also published as: US20220120331A1; CN114382836A; JP2022067836A; US11460089B2

Description

この発明は、所定の回転中心軸線を中心として回転する慣性質量体の往復運動あるいは振り子運動によって入力されたトルクの脈動やトルクの脈動に起因する捩り振動を低減する装置およびその製造方法に関するものである。

この種の装置の一例が特許文献１に記載されている。その装置はトルクを受けて回転する回転体と、回転体に対して相対回転可能に取り付けられた慣性体と、それらの回転体と慣性体とを相対回転可能かつトルク伝達可能に連結する転動体とを備えている。回転体の外周面に、回転体の回転方向には転動体を拘束し、回転体の半径方向には転動体の移動を許容する支持部が設けられている。特許文献１の図１５に示す例では、回転体の回転中心軸線方向で回転体の両側に慣性体がそれぞれ配置されており、各慣性体における転動体に対応する位置に、遠心力によって転動体が押し付けられる転動面が形成されている。転動面は、その中央部が回転体の半径方向で最も外側に位置するように、外側に向けて窪んでいる凹曲面になっている。転動面の曲率半径は、転動面が設けられている位置の回転体の回転中心軸線からの半径より小さい。転動体は円柱状あるいは円筒状を成し、回転中心軸線に沿う方向での転動体の長さは回転体の板厚より長く設定されている。そのため、支持部に転動体を配置すると、その転動体の両端部は回転体の両側に突出し、転動体が遠心力によって支持部に沿って半径方向で外側に移動すると、回転体の両側に突出している転動体の両端部のそれぞれが遠心力によって転動面に押し付けられる。

特許文献１に記載された装置の作用について説明する。回転体の回転に伴って転動体に遠心力が生じると、上述したように、遠心力によって各転動面に転動体の両端部が押し付けられる。回転体に入力されるトルクに脈動がない場合には、遠心力によって転動面の中央部に転動体が位置する。これに対してトルクが脈動すると、回転体と慣性体とが相対回転し、転動面上における転動体の位置が転動面の中央部から両端部側に移動する。またこれにより、半径方向で内側に転動体が移動させられる。転動体は遠心力によって半径方向で外側に移動しようとするので、転動面と転動体との接点では、回転体に対して相対回転した慣性体を元の相対位置に戻す方向のトルクが生じる。このトルクが、入力されるトルクの変動や捩り振動に対する制振トルクとなり、入力されるトルクの脈動や、捩り振動が低減される。言い換えれば、回転体の振動に対してほぼ逆位相で慣性体が振動し、回転体の振動は慣性体の慣性モーメントによって低減もしくは減衰される。

特開２０１７－１４５８５７号公報

上述した例では、回転体の回転中心軸線に沿う方向で回転体の両側のそれぞれに慣性体が配置される。つまり、それらの慣性体ごとに転動面を別々に加工することになるので、回転体に各慣性体を組み付けた場合に、所定の基準位置からの各転動面の位置に半径方向でのずれが生じる可能性がある。すなわち、回転体を挟んで一方の側の転動面と他方の側の転動面との間でいわゆる輪郭度に差が生じる可能性がある。その結果、回転体の回転中心軸線に対して、遠心力によって転動面に押し付けられた転動体の中心軸線が傾いてしまい、トルクの脈動によって転動面上を転動するときに、転動体が滑らかに転動できない可能性がある。つまり、転動体の往復動や振子運動が阻害されて制振性能が悪化する可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、複数の転動面の製造ばらつきや取り付け位置のずれを抑制して、転動体の傾きやそれに起因する制振性能の悪化を防止もしくは抑制できる振り子式捩り振動低減装置およびその製造方法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、トルクが伝達されて所定の回転中心軸線を中心にして回転する回転体と、前記回転体と同軸上で前記回転体に対して相対回転可能に配置された慣性質量体と、前記慣性質量体の前記回転中心軸線から半径方向に外れた箇所に設けられた転動面と、前記回転体の回転方向には前記回転中心軸線を中心にして公転し、前記回転体の半径方向には移動可能に前記回転体に保持されると共に、前記回転中心軸線を中心にして公転することによる遠心力によって前記転動面に押し付けられ、かつ入力される前記トルクの脈動によって前記転動面上を転動しながら往復動する転動体とを備え、前記転動体は、前記回転中心軸線に沿う方向での一方の端部に設けられた断面円形の第１マス部と、前記回転中心軸線に沿う方向での他方の端部に設けられた断面円形の第２マス部と、前記回転中心軸線に沿う方向で前記第１マス部と前記第２マス部との間に形成された溝部とを有し、前記転動面は、前記遠心力によって前記第１マス部が押し付けられる第１転動面と、前記遠心力によって前記第２マス部が押し付けられる第２転動面とを有し、前記第１転動面と前記第２転動面とは共に、前記半径方向で外側に窪んだ凹曲面であって、前記第１転動面の曲率半径と前記第２転動面の曲率半径とは共に、前記半径方向で前記回転中心軸線と、前記第１転動面と前記第２転動面とが設けられている位置との間の距離より短く形成されており、前記慣性質量体は、前記回転中心軸線に沿う方向で前記第１転動面と前記第２転動面との間に位置し、かつ、前記半径方向で前記第１転動面や前記第２転動面よりも内側に突出して形成されていて、その少なくとも一部が前記溝部に配置されて前記回転中心軸線に沿う方向への前記転動体の移動を規制する突出部を有し、前記転動面のうち、前記遠心力によって前記転動体が押し付けられる箇所が、前記転動体に入力される前記トルクの脈動によって前記転動面における前記半径方向で最も外側の箇所からずれることによって、前記半径方向で前記最も外側の箇所に前記転動体を戻す方向のトルクが生じ、前記半径方向で前記最も外側の箇所に前記転動体を戻す方向のトルクが前記入力される前記トルクの脈動に対する制振トルクとして作用する振り子式捩り振動低減装置において、前記第１転動面が形成された第１ブロック片と、前記第１転動面と同形状の前記第２転動面が形成された第２ブロック片とを有し、前記第１ブロック片と前記第２ブロック片とは、前記突出部を挟んで対称となる形状に形成され、前記第１ブロック片と前記第２ブロック片とは、前記第１転動面と前記第２転動面とが前記回転中心軸線に沿う方向の所定の単一面に一致するように位置決めされて、前記慣性質量体の前記突出部を挟んで両側面に取り付けられていることを特徴とするものである。

この発明における前記転動面の表面硬度は、前記慣性質量体の表面硬度よりも高くてよい。

この発明は、前記第１ブロック片および前記第２ブロック片を前記慣性質量体に対して位置決めする位置決め部を備えていてよい。

この発明における前記位置決め部は、前記慣性質量体にあけられた貫通孔と、前記貫通孔に挿入される軸状部材と、前記第１ブロック片および前記第２ブロック片に形成されていて前記軸状部材が嵌合される孔部とを含んでいてよい。

この発明における前記慣性質量体は、前記第１ブロック片および前記第２ブロック片の取り付け位置を決める基準位置を有し、前記第１ブロック片および前記第２ブロック片の前記基準位置からの寸法誤差は１００μｍ以下であってよい。

また、この発明の製造方法は、トルクが伝達されて所定の回転中心軸線を中心にして回転する回転体と、前記回転体と同軸上で前記回転体に対して相対回転可能に配置された慣性質量体と、前記慣性質量体の前記回転中心軸線から半径方向に外れた箇所に設けられた転動面と、前記回転体の回転方向には前記回転中心軸線を中心にして公転し、前記回転体の半径方向には移動可能に前記回転体に保持されると共に、前記回転中心軸線を中心にして公転することによる遠心力によって前記転動面に押し付けられ、かつ入力される前記トルクの脈動によって前記転動面上を転動しながら往復動する転動体とを備え、前記転動体は、前記回転中心軸線に沿う方向での一方の端部に設けられた断面円形の第１マス部と、前記回転中心軸線に沿う方向での他方の端部に設けられた断面円形の第２マス部と、前記第１マス部と前記第２マス部との間に形成された溝部とを有し、前記転動面は、前記第１マス部が押し付けられる第１転動面と、前記第２マス部が押し付けられる第２転動面とを有し、前記第１転動面と前記第２転動面とは共に、前記半径方向で外側に窪んだ凹曲面であって、前記第１転動面の曲率半径と前記第２転動面の曲率半径とは共に、前記半径方向で前記回転中心軸線と、前記第１転動面と前記第２転動面とが設けられている位置との間の距離より短く形成されており、前記慣性質量体は、前記回転中心軸線に沿う方向で前記第１転動面と前記第２転動面との間に位置し、かつ、前記半径方向で前記第１転動面や前記第２転動面よりも内側に突出して形成されていて、その少なくとも一部が前記溝部に配置されて前記回転中心軸線に沿う方向への前記転動体の移動を規制する突出部を有し、前記転動面のうち、前記遠心力によって前記転動体が押し付けられる箇所が、前記転動体に入力される前記トルクの脈動によって前記転動面における前記半径方向で最も外側の箇所からずれることによって、前記半径方向で前記最も外側の箇所に前記転動体を戻す方向のトルクが生じ、前記半径方向で前記最も外側の箇所に前記転動体を戻す方向のトルクが前記入力される前記トルクの脈動に対する制振トルクとして作用する振り子式捩り振動低減装置の製造方法において、互いに対称形状となる第１ブロック片と第２ブロック片との分割可能なブロック片粗形材に、単一の工具によって前記第１転動面と前記第２転動面とを同時に加工するとともに、単一の他の工具によって、前記慣性質量体に対する位置を決める位置決め部を前記ブロック片粗形材に加工した後、前記ブロック片粗形材を前記第１ブロック片と前記第２ブロック片とに分割し、前記第１ブロック片と前記第２ブロック片とを、前記突出部を挟んで、前記第１転動面と前記第２転動面とが前記回転中心軸線に沿う方向の所定の単一面に一致するように、前記位置決め部を利用して前記慣性質量体に対して位置決めし、かつ前記慣性質量体の両側面に取り付けることを特徴とする製造方法である。

この発明の製造方法では、前記転動面の表面硬度を前記慣性質量体の表面硬度より高くする硬化処理を、前記転動面に施してよい。

この発明の製造方法では、前記ブロック片粗形材の素材として、前記慣性質量体の素材より硬度の高い素材を使用してよい。

この発明の製造方法では、前記位置決め部は、前記他の工具によって前記ブロック片粗形材に一工程で加工された孔部を有し、前記慣性質量体を貫通させた軸状部材に前記孔部を嵌合させて前記第１ブロック片と前記第２ブロック片とを前記慣性質量体に対して位置決めしてよい。

この発明によれば、第１転動面が形成された第１ブロック片と第２転動面が形成された第２ブロック片とは対称に形成されており、それらのブロック片は各ブロック片に形成された転動面同士が所定の単一面に一致するように、回転体の両側面に位置決めされて取り付けられている。つまり、慣性質量体に各ブロック片を組み付けた状態で各ブロック片に形成された各転動面のいわゆる輪郭度はほぼ一致している。そのため、遠心力によって半径方向で外側に転動体が移動して第１転動面に転動体の第１マス部の外周面が接触し、また、第２転動面に第２マス部の外周面が押し付けられた状態では、回転体の回転中心軸線に対して転動体の転動の中心軸線はほぼ平行になる。また、入力されるトルクの脈動やそれに起因する捩り振動によって転動面上を転動体が往復動あるいは振子運動する場合に、転動体の転動の中心軸線と、回転体の回転中心軸線とはほぼ平行な状態を維持する。つまり、回転体の回転中心軸線に対して転動体の転動の中心軸線が傾いたり、ねじれたりすることを防止もしくは抑制でき、転動面上を滑らかに往復動あるいは振子運動させることができる。その結果、制振性能の悪化を防止もしくは抑制して所期の制振性能を得ることができる。

この発明の第１実施形態に係る振り子式捩り振動低減装置の一例の一部を分解して示す斜視図である。この発明の第１実施形態に係る捩り振動低減装置の一例を示す正面図である。図２に示すＡ－Ａ線に沿う矢視断面図である。第１ブロック片と第２ブロック片との製造手順を説明する図である。慣性質量体に対する各ブロック片の組み付け手順を説明する図である。この発明の第２実施形態に係る捩り振動低減装置の一例を示す斜視図である。この発明の第３実施形態に係る捩り振動低減装置の一例を示す斜視図である。この発明の第４実施形態に係る捩り振動低減装置の一例を示す斜視図である。この発明の第５実施形態に係る捩り振動低減装置の一例を示す斜視図である。

図１はこの発明の第１実施形態に係る振り子式捩り振動低減装置１の一例の一部を分解して示す斜視図であり、図２はこの発明の第１実施形態に係る振り子式捩り振動低減装置１の一例を示す正面図である。図１および図２に示す振り子式捩り振動低減装置１は、トルクが入力されて回転する回転体２と、回転体２と同心円上に配置され、入力されるトルクの脈動に応じて回転体２に対して相対回転させられる慣性質量体３と、それらの回転体２と慣性質量体３とを相対回転可能かつトルク伝達可能に連結する複数の転動体４とを備えている。回転体２は、例えば車両に搭載された図示しない駆動力源に連結され、駆動力源からトルクが伝達（入力）されて回転中心軸線（以下、単に回転軸線と記す。）Ｌ１を中心に回転する。駆動力源はガソリンエンジンやディーゼルエンジン（以下、エンジンと記す。）などであり、したがって、その出力トルクは不可避的に脈動（振動）する。回転体２はエンジンのクランクシャフト、トルクを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取り付けられる。したがって、回転体２に入力されるトルクが脈動（振動）すると、回転体２が回転方向に振動（捩り振動）する。

回転体２のいわゆる本体となる部分は円環状のプレートによって構成されている。回転体２の中央部に上述した回転軸が取り付けられる。回転体２の外周部に、ガイド部５が回転体２の円周方向に予め定めた間隔を空けて複数設けられている。なお、回転体２の質量を小さくするために、回転体２の強度もしくは剛性を損なわない範囲で、回転体２に複数の抜き穴が形成されていてよい。

図１や図２に示す例では、回転体２の外周部に、等間隔に３つのガイド部５が形成されている。ガイド部５は転動体４を回転体２の回転方向には拘束し、かつ半径方向には移動可能に保持するように構成されている。具体的には、ガイド部５は円周方向に僅かな隙間をあけて設けられ、半径方向で回転体２の外周縁から外側に延びる一対の突出部５ａ，５ｂを有している。つまり、ガイド部５は回転体２の外周部に半径方向で外側に延びるフォーク状に形成され、半径方向で外側に向けて開いている。それら突出部５ａ，５ｂ同士の間の溝部分（以下、単に溝と記す。）に転動体４のベアリングが嵌め込まれる。そのため、上記の溝幅はベアリングの外径より僅かに大きく設定されており、転動体４は半径方向にガイド部５に沿って移動する。転動体４は半径方向で内側に向けてはガイド部５の底部を限度として移動し、半径方向で外側に向けては後述する転動面を限度として移動する。

転動体４はガイド部５に保持されているため、回転体２と共に回転体２の円周方向に回転しつまり公転し、遠心力によって回転体２の半径方向で外側に押圧され、かつ、入力されるトルクの脈動に応じて転動面に沿って転動する。したがって、転動体４はガイド部５に保持されて回転すると共に回転体２の半径方向に移動できかつ転動面上を転動できる構成であれば、その形状は特には限定されない。図３は図２に示すＡ－Ａ線に沿う矢視断面図であり、図３に示す例では、転動体４は円柱状の軸部６と、当該軸部６の両端部に設けられたウェイト部としての円板状の第１マス部７と第２マス部８とを備えている。第１マス部７と第２マス部８とは共に、軸部６より大径に形成されており、そのため、第１マス部７と第２マス部８との間に、すなわち、軸部６の外側の全周に亘って溝部６Ａが形成されている。

軸部６はガイド部５の突出部５ａ，５ｂ同士の間の溝に係合する。したがって、軸部６の外径はガイド部５の溝幅より小さい。言い換えれば、ガイド部５の溝幅は、軸部６が回転体２の半径方向に移動できる幅に設定されている。軸部６の長さは図３に示すように、回転体２の板厚より僅かに長く設定されている。したがって、回転体２の回転軸線Ｌ１方向での両側面に、軸部６の両端部に設けられた第１マス部７の側面と第２マス部８の側面とが接触しにくくなっている。

転動体４は軸部６の両端部に軸部６より大径の第１マス部７と第２マス部８とを一体化させていることにより、図３に示すように、その断面形状はほぼＨ字状になっている。そして、軸部６がガイド部５の溝に係合してその溝の内側面に接触する。これに対して、第１マス部７と第２マス部８とは、後述する転動面に接触して転動面上を転動する。したがって、軸部６は第１マス部７と第２マス部８と共に回転するから、軸部６とガイド部５の突出部５ａ，５ｂとの間の摩擦を可及的に低減することが好ましい。そのため、この発明の第１実施形態では、図３に示すように、軸部６にベアリング９が嵌合されている。

慣性質量体３は質量と加速度との積である慣性力を、回転体２のトルク変動に対する制振トルクとして作用させるためのいわゆるダンパーマスである。図１や図２に示す例では、慣性質量体３は回転体２と同心円上に配置されるリング状に形成されている。半径方向で慣性質量体３の内周側の孔部１０は、回転体２の回転軸線Ｌ１を中心とした円形状であって、その内径は回転体２の本体部分を構成している円板状のプレートの外径より大きい。したがって、回転体２と慣性質量体３とは互いに接触することなく相対回転できる。また、慣性質量体３に、孔部１０から半径方向で外側に向けて窪んでいる複数の切り欠き部１１が設けられている。この切り欠き部１１は回転体２に形成されたガイド部５および転動体４を入り込ませる部分である。したがって、切り欠き部１１はガイド部５と同数、慣性質量体３の円周方向に等間隔に形成されている。また、各切り欠き部１１の幅つまり回転体２の円周方向に測った内法は、転動体４が転動する設計上決めた寸法より大きく設定されている。

慣性質量体３の各切り欠き部１１に対応する部分における回転軸線Ｌ１方向での両側面に、第１ブロック片１２と第２ブロック片１３とが位置決めされて取り付けられている。その位置決め構造は適宜の構造とすることができ、ここに示す例では、この発明の実施形態における位置決め部に相当するノックピン１４とノック穴１５とによって慣性質量体３に各ブロック片１２，１３が位置決めされている。すなわち、慣性質量体３の外周部のうち、各切り欠き部１１に対応する部分に板厚方向に貫通して２つのノック穴１５が形成されている。それらのノック穴１５と同様のノック穴１５が各ブロック片１２，１３のそれぞれに形成されている。慣性質量体３のノック穴１５と各ブロック片１２，１３のノック穴１５とを互いに一致させた状態でそれらのノック穴１５にノックピン１４を挿入して慣性質量体３に各ブロック片１２，１３を位置決めする。また、慣性質量体３に対する各ブロック片１２，１３の固定構造はリベット止めやボルト止め、あるいは、慣性質量体３と各ブロック片１２，１３とにピン穴を形成し、そのピン穴にピンを圧入して一体化するなど、適宜の構造であってよい。

半径方向で各ブロック片１２，１３の内側に、遠心力によって転動体４が押し付けられる転動面１６がそれぞれ形成されている。すなわち、第１ブロック片１２に形成された転動面１６に遠心力によって第１マス部７の外周面が押し付けられ、第２ブロック片１３に形成された転動面１６に遠心力によって第２マス部８の外周面が押し付けられる。回転軸線Ｌ１方向における各ブロック片１２，１３の幅つまり転動面１６の幅は、各マス部７，８の厚さつまり回転軸線Ｌ１方向での各マス部７，８の寸法以上の幅となっている。以下の説明では、第１ブロック片１２に形成された転動面１６を第１転動面１７と称し、第２ブロック片１３に形成された転動面１６を第２転動面１８と称する。

上述した各転動面１７，１８には、遠心力によって転動体４の各マス部７，８が繰り返し強く押し付けられ、また、遠心力によって各マス部７，８が強く押し付けられた状態で、入力されるトルクの脈動やそれに起因する捩り振動によって各マス部７，８が繰り返し転動する。そのため、それらの転動面１７，１８の摩耗を抑制するために、各転動面１７，１８は耐摩耗性が高いあるいは高硬度の材料によって構成されていることが好ましい。ここに示す例では、各転動面１７，１８や各ブロック片１２，１３は、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ）に規定されているＳＫＤ１１によって構成されている。これに対して、回転体２やガイド部５などは、転動面１７，１８と比較して転動体４が遠心力によって強く押し付けられることがない。そのため、回転体２やガイド部５、慣性質量体３などは各転動面１７，１８と比較して耐摩耗性や硬度の低い材料によって構成されている。ここに示す例では、回転体２やガイド部５、慣性質量体３などは日本工業規格（ＪＩＳ）に規定されているＳ４５によって構成されている。つまり、この発明の第１実施形態では、各転動面１７，１８の表面硬度は回転体２やガイド部５、慣性質量体３などの表面硬度よりも高くなっている。このように、この発明の第１実施形態では、部材ごとに要求される耐摩耗性や硬度に応じた材料を選択し、その選択した材料によって各部材を構成するので、各部材を同一の材料によって構成する場合と比較して、各転動面１７，１８の摩耗を抑制しつつ、材料コストを低減できる。

また、上述した各転動面１７，１８は共に、慣性質量体３の円周方向での中央部１７Ａ，１８Ａが半径方向で外側に向けて窪んでいる凹曲面となっている。具体的には、各転動面１７，１８は、それらが設けられている位置の回転軸線Ｌ１からの半径より小さい曲率半径の凹円弧面として形成されている。したがって、遠心力によって各転動面１７，１８に各マス部７，８が押し付けられた場合、各転動面１７，１８と各マス部７，８との接点での法線方向と遠心力の作用方向とが一致した状態で、各転動面１７，１８上での各マス部７，８の位置が安定する。そのため、転動体４は、遠心力を受けることにより、各転動面１７，１８の最外周位置つまり円周方向での中央部１７Ａ，１８Ａが転動体４の各転動面１７，１８との接点となるように、慣性質量体３に対してトルクを付与する。このように各転動面１７，１８のうち、回転軸線Ｌ１から最も遠い中央部１７Ａ，１８Ａに転動体４の各マス部７，８が接触している状態がいわゆる中立状態であり、この中立状態では、転動体４は各転動面１７，１８に遠心力で押し付けられるのみであって、慣性質量体３に対してトルクを付与することはない。

転動体４は、上述したように、回転体２に対してガイド部５の溝によって回転方向に対して拘束され、また慣性質量体３に対して各転動面１７，１８の中央部１７Ａ，１８Ａに向けて相対的に移動するように遠心力によって各転動面１７，１８に押し付けられる。回転体２と慣性質量体３とはこのようにして転動体４によって互いに連結されている。言い換えれば、回転体２と慣性質量体３とは、それぞれの相対角度あるいは位相差が「０」となる中立状態に復帰するように転動体４によって連結されている。

慣性質量体３に回転軸線Ｌ１方向での転動体４の位置を調整する調芯リブ１９が設けられている。具体的には、慣性質量体３のうち、回転軸線Ｌ１で二つの転動面１７，１８の間に、半径方向で各転動面１７，１８よりも内側に突出して調芯リブ１９が形成されている。その突出高さは、各転動面１７，１８の中央部１７Ａ，１８Ａに各マス部７，８の外周面が押し付けられた状態で、すなわち、図３に示す状態で、半径方向における各転動面１７，１８と転動体４のベアリング９の外周面との間の長さより短く設定されている。したがって、上述した各マス部７，８の間の溝部６Ａに調芯リブ１９の少なくとも一部が配置されるが、転動体４の軸部６やベアリング９と調芯リブ１９とが接触することはない。さらに、回転軸線Ｌ１での調芯リブ１９の幅あるいは長さは、半径方向で外側から内側に向かって次第に短くなるように構成されている。つまり、回転軸線Ｌ１方向で調芯リブ１９の両側面は半径方向で内側に向かうほど、互いに接近するように傾斜した傾斜面となっている。したがって、例えば回転軸線Ｌ１方向に転動体４が移動して上記の傾斜面に転動体４の各マス部７，８が接触すると、それらの接点では、転動体４を傾斜面から離隔させて元の位置に押し戻す方向の分力が生じる。その分力によって回転軸線Ｌ１方向での転動体４の位置が自動的に調整され、あるいは、設計上、定めた位置からのずれが是正される。なお、調芯リブ１９の両側面同士の間の最大距離は調芯リブ１９の根元部分すなわち、各転動面１７，１８と調芯リブ１９とが交わる部分で最大となっており、その最大距離は軸線方向における各マス部７，８同士の間の距離と等しい、もしくは、ほぼ等しくなるように、調芯リブ１９が形成されている。上述した調芯リブ１９が、この発明の第１実施形態における突出部に相当している。

ここで、上述した各ブロック片１２，１３の製造手順について説明する。図４は、その製造手順を説明する図である。この発明の第１実施形態では、先ず、回転軸線Ｌ１に沿う方向での厚さが転動面１６のほぼ２倍のブロック片粗形材２０を用意する。そのブロック片粗形材２０は上述したように、回転体２や慣性質量体３よりも耐摩耗性や硬度の高い材料によって構成されており、そのブロック片粗形材２０に対して設計上、定めた所定の位置に穴開け加工を行ってノック穴１５を形成する。具体的には、回転軸線Ｌ１を基準位置とし、ブロック片粗形材２０における前記基準位置からの所定の半径位置に、ドリルなどによってブロック片粗形材２０の板厚方向に貫通する下穴を形成し、その下穴に対してリーマー加工を行ってノック穴１５を形成する。なお、回転軸線Ｌ１に沿う方向からブロック片粗形材２０を見た場合における、ブロック片粗形材２０の外形は各ブロック片１２，１３の外形とほぼ同じになっている。

次いで、上記のノック穴１５を基準として、ブロック片粗形材２０に対して打ち抜き加工や切削加工などを行って転動面１６を形成する。例えば、回転軸線Ｌ１方向に沿う方向で一方側からブロック片粗形材２０に対して打ち抜き加工を行って円弧状の湾曲面を形成し、その円弧状の湾曲面に対してフライス加工を行ってその表面を滑らかにして図４の（Ａ）に示すように、転動面１６を形成する。あるいは、フライス加工や穴開け加工などによってブロック片粗形材２０を削り出して転動面１６を形成する。その後、図４の（Ｂ）に示すように、ブロック片粗形材２０をその板厚方向での中央部で２つに分割して、対称形状の第１ブロック片１２と第２ブロック片１３とを形成する。ブロック片粗形材２０を分割する方法は、刀刃や鋸刃によって分割する方法、レーザーによって分割する方法、微粉末を噴射して分割する方法など、適宜の方法であってよい。要は、ブロック片粗形材２０を上述した中央部で２つに分割できればよい。

また、慣性質量体３に対する各ブロック片１２，１３の組み付け手順について説明する。図５は、その組み付け手順を説明する図であり、図５に示す例では、先ず、上記のようにして形成した慣性質量体３および各ブロック片１２，１３を用意し、回転軸線Ｌ１方向で慣性質量体３の両側に各ブロック片１２，１３を配置する。そして、慣性質量体３に形成されたノック穴１５と各ブロック片１２，１３に形成されたノック穴１５とを互いに一致させる。その状態で、図５の（Ａ）に示すように、回転軸線Ｌ１方向で一方側から各ノック穴１５にノックピン１４を挿入する。こうして慣性質量体３に対して各ブロック片１２，１３を位置決めしまた仮止めする。図５の（Ｂ）はその状態を示している。また、図５の（Ｃ）は図５の（Ｂ）に示すＢ－Ｂ線に沿う矢視断面図である。この発明の第１実施形態では、上記のように、各ブロック片１２，１３を製造し、また慣性質量体３に対して各ブロック片１２，１３を位置決めするため、図５の（Ｃ）に示すように、慣性質量体３を挟んで左右の各ブロック片１２，１３の各転動面１７，１８の輪郭度は互いに一致あるいはほぼ一致する。その後、図示しないリベットやボルトなどによってそれらの慣性質量体３と各ブロック片１２，１３とを一体に固定する。

この発明の第１実施形態では、上述したように、ブロック片粗形材２０に転動面１６とノック穴１５とを形成し、その後に、分割して各ブロック片１２，１３を形成する。そのため、慣性質量体３にノック穴１５やノックピン１４を使用して各ブロック片１２，１３を組み付けると、上述したように、第１ブロック片１２の第１転動面１７と第２ブロック片１３の第２転動面１８とは共に、それらの設計値に一致あるいはほぼ一致する。つまり、第１転動面１７の輪郭度と第２転動面１８の輪郭度とは一致あるいはほぼ一致し、それらの転動面１７，１８の形状や位置のずれがほぼない。ここで、輪郭度とは、理論的あるいは設計的に正確な転動面からの狂いの大きさ、すなわち、転動面１７，１８の設計値と実際に形成した転動面１７，１８との差の大きさのことを言う。各転動面１７，１８の輪郭度が一致あるいはほぼ一致しているとは、それらの輪郭度が共通公差域（ＣＺ）内にあることを言う。この発明の実施形態では、上述した輪郭度は各転動面１７，１８に対して転動体４の各マス部７，８が、がたつくことなく滑らかに転動できるようにするために、慣性質量体３に各ブロック片１２，１３を組み付けた状態で、一例として、０．１ｍｍ以下に設定されている。つまり、この発明の第１実施形態では、上述したように各ブロック片１２，１３を製造しまた位置決めするので、各転動面１７，１８の輪郭度はほぼ一致し、基準位置や各転動面１７，１８の設計値からの寸法誤差は０．１ｍｍ以下となっている、そのため、トルクの脈動や捩り振動に応じて転動体４は転動面１７，１８上をがたつくことなく滑らかに転動できる。なお、理論的あるいは設計的に正確な転動面１７，１８つまり転動面１７，１８の設計値がこの発明の第１実施形態における所定の単一面に相当している。

次に、上述した捩り振動低減装置１の作用について説明する。回転体２にトルクが入力されて回転体２が回転する。転動体４はガイド部５に係合しているため、転動体４は回転体２の回転方向には、回転体２と一体となって回転体２の周囲を公転する。その結果、転動体４には、回転体２の回転数、回転体２の回転軸線Ｌ１からの距離などに応じた遠心力が作用する。その遠心力が重力よりも大きくなると、ガイド部５の突出部５ａ，５ｂに沿って回転体２の半径方向で外側に転動体４が移動する。具体的には、突出部５ａ，５ｂ上をベアリング９のアウターレースが回転しながら半径方向で外側に向かって転動体４が移動する。そして、各ブロック片１２，１３に形成されている各転動面１７，１８に転動体４の各マス部７，８がそれぞれ押し付けられる。トルクの脈動がない場合には、各転動面１７，１８の最外周位置に各マス部７，８が押し付けられる。

回転体２に入力されるトルクが脈動すると、回転体２に角加速度が生じる。これに対して慣性質量体３はその慣性力によって回転体２に対する相対位置を維持しようとするので、回転体２と慣性質量体３とが相対回転する。転動体４は円周方向には回転体２と一体となって移動するため、回転体２と慣性質量体３とが相対回転すると、転動体４は各転動面１７，１８に沿って転動しながら各転動面１７，１８の最外周位置から両端部側に移動する。つまり、各転動面１７，１８と転動体４の各マス部７，８との接点が最外周位置から円周方向にずれる。また、各転動面１７，１８の曲率半径は回転体２の外径の曲率半径よりも小さいため、最外周位置から各転動面１７，１８の両端部側に転動体４が移動するほど、上記の接点は回転軸線Ｌ１側に移動する。

上記の接点では、各転動面１７，１８の曲率半径が、それらが設けられている位置の回転軸線Ｌ１からの半径より小さいこと、および、各転動面１７，１８に遠心力によって転動体４が押し付けられていることなどに起因して、各転動面１７，１８の最外周位置に向けて転動体４を戻す方向の分力が生じる。つまり、回転体２に対して慣性質量体３を元の相対位置に戻す方向のトルクが生じる。このトルクが回転体２に入力されるトルクの振動に対する制振トルクとして作用し、回転体２のトルクの脈動やそれに起因する捩り振動が低減される。言い換えれば、回転体２の振動に対して逆位相で慣性質量体３が振動し、回転体２の振動は慣性質量体３の慣性モーメントによって低減もしくは減衰される。

なお、この発明は上述した第１実施形態に限定されないのであって、例えば、ノックピン１４とノック穴１５とに替えて、キー２１と当該キー２１に嵌まり合うキー溝２２とによって慣性質量体３に対して各ブロック片１２，１３を位置決めしてもよい。図６は、その例を示しており、図６に示す例では、慣性質量体３の外周部のうち、半径方向で切り欠き部１１の外周部に、慣性質量体３の外周面から半径方向で内側に凹んだキー溝２２が形成されている。これと同様のキー溝２２が各ブロック片１２，１３に形成されている。

各ブロック片１２，１３にキー溝２２や転動面１６を形成方法について説明すると、詳細は図示しないが、第１実施形態と同様に、予め用意したブロック片粗形材２０に打ち抜き加工や切削加工などによってキー溝２２や転動面１６を形成し、その後、切断加工によってブロック片粗形材２０をその中央部で２つに分割して第１ブロック片１２と第２ブロック片１３とを形成する。なお、上述したキー溝２２は図６に示す例では、板厚方向でブロック片粗形材２０の全長に亘って形成されている。そして、各ブロック片１２，１３によって慣性質量体３を挟み付け、かつ、各キー溝２２を一致させた状態で、それらのキー溝２２にキー２１を嵌合して位置決めし、また、仮止めする。その後、図示しないリベットやボルトなどによってそれらの慣性質量体３と各ブロック片１２，１３とを互いに一体に固定する。他の構成は図１ないし図３に示す構成と同様であるため、図１ないし図３に示す構成と同様の構成については図１ないし図３と同様の符号を付してその説明を省略する。

また、キー溝２２に嵌合させたキー２１を回転軸線Ｌ１方向で少なくとも一方側に抜け出ないように構成してもよい。図７は、その例を示している。すなわち、ブロック片粗形材２０に対してその全長よりも僅かに短いキー溝２２を、回転軸線Ｌ１方向でブロック片粗形材２０の他方側の側面から延びるように形成し、その後、ブロック片粗形材２０を上述したように２つに分割する。その結果、図７に示す例では、回転軸線Ｌ１方向での第１ブロック片１２のキー溝２２の長さは、回転軸線Ｌ１方向での第１ブロック片１２の長さよりも短く、回転軸線Ｌ１方向での第１ブロック片１２のキー溝２２の内壁面２２Ａが回転軸線Ｌ１方向へのキーの抜け止めとして機能する。一方、第２ブロック片１３では、その全長に亘ってキー溝２２が形成されている。そして、それらのブロック片１２，１３によって慣性質量体３を挟み付け、かつ、各キー溝２２を一致させた状態で、それらのキー溝２２にキー２１を嵌合して位置決めし、また、仮止めする。その後、図示しないリベットやボルトなどによってそれらの慣性質量体３と各ブロック片１２，１３とを互いに一体に固定する。他の構成は図１ないし図３に示す構成と同様であるため、図１ないし図３に示す構成と同様の構成については図１ないし図３と同様の符号を付してその説明を省略する。

図６や図７に示す例であっても、ブロック片粗形材２０にキー溝２２と転動面１６とを形成し、その後、分割して各ブロック片１２，１３を形成する。したがって、上述した第１実施形態と同様に、慣性質量体３に対して各ブロック片１２，１３を設計上、定めた位置に取り付けることができると共に、各転動面１７，１８の輪郭度を一致あるいはほぼ一致させることができる。その結果、図６や図７に示す構成であっても、上述した第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。また、図７に示す例では、回転軸線Ｌ１方向で少なくとも第１ブロック片１２側へのキー２１の抜けを抑制することができ、各ブロック片１２，１３の位置決め状態を維持できる。

さらに、この発明の実施形態では、嵌合によって慣性質量体３に対して上述した各ブロック片１２，１３を位置決めしてもよい。図８は、その例を示しており、図８に示す例では、慣性質量体３に対して、各転動面１７，１８が一体に形成してあるブロック２３を位置決めしまた嵌め合わせるように構成されている。すなわち、上記のブロック２３は慣性質量体３側に開口したＵ字形を成しており、そのブロック２３の板厚は慣性質量体３と各転動面１７，１８とを合算した長さとほぼ同じ長さに設定されている。ブロック２３の板厚方向での中央部に、慣性質量体３の板厚とほぼ同じ溝幅に設定されていて、慣性質量体３が嵌まり合う嵌合溝部２４が形成されている。ブロック２３の板厚方向でその嵌合溝部２４の両側部分は、慣性質量体３を挟み込むように慣性質量体３に嵌合する部分（以下、嵌合部と記す。）であり、それらの嵌合部２５に転動面１７，１８がそれぞれ形成されている。つまりそれらの嵌合部２５が上述した各ブロック片１２，１３と同様に機能する。

転動面１７，１８や嵌合溝部２４の製造手順について説明すると、上述したブロック片粗形材２０を用意し、そのブロック片粗形材２０に対して回転軸線Ｌ１を基準として、上述したように、設計上、定めた所定の半径位置に穴開け加工を行ってノック穴１５を形成する。その後、ノック穴１５を基準として、ブロック片粗形材２０に対して第１実施形態と同様に、打ち抜き加工や切削加工を行って転動面１６を形成する。また、回転軸線Ｌ１方向での中央部に切削加工を行って嵌合溝部２４を形成する。こうして嵌合溝部２４の両側に嵌合部２５がそれぞれ形成され、それらの嵌合部２５に形成された転動面が第１転動面１７と第２転動面１８とに相当する。

一方、慣性質量体３の外周部のうち、半径方向で切り欠き部１１の外側部分に、半径方向で内側に凹んだ嵌合凹部２６が形成されている。慣性質量体３の円周方向で嵌合凹部２６の両端部は半径方向で外側に向けて立ち上がっており、その両端部同士の間に、円周方向でブロック２３の両側面が嵌まり合うようになっている。また、その嵌合凹部２６にブロック２３を嵌合すると、嵌合凹部２６の底部と嵌合溝部２４の底部とが互いに接触するようになっている。すなわち、図８に示す例では、嵌合凹部２６内にブロック２３を入り込ませるように構成させている。他の構成は図１ないし図３に示す構成と同様であるため、図１ないし図３に示す構成と同様の構成については図１ないし図３と同様の符号を付してその説明を省略する。

また、図９に示す例は、嵌合によって慣性質量体３に対してブロック２３を位置決めする他の例を示す図であり、図９に示す例では、慣性質量体３の外周部のうち、半径方向で切り欠き部１１の外側に、上述した図８に示す嵌合凹部２６より円周方向に測った長さが短い凹部２７が形成され、その凹部２７に嵌まり合う凸部２８がブロック２３の中央部に形成されている。他の構成は図１ないし図３および図８に示す構成と同様であるため、図１ないし図３および図８に示す構成と同様の構成については図１ないし図３および図８と同様の符号を付してその説明を省略する。

図８や図９に示す例であっても、慣性質量体３にブロック２３を嵌合させることによって位置決めして取り付けると、慣性質量体３を挟んで両側の各転動面１７，１８の輪郭度は一致あるいはほぼ一致する。したがって、図８や図９に示す構成であっても、上述した第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。また、図８や図９に示す例では、ブロック２３に第１転動面１７と第２転動面１８とが一体に形成されているので、第１実施形態と比較して部品点数を削減でき、製造に係る工数を削減できる。

なおまた、この発明では、部材ごとに要求される耐摩耗性や硬度に応じた材料を選択し、その選択した材料によって各部材が構成されていればよいのであり、上述した各転動面１７，１８を構成する材料と、回転体２を構成する材料との組合せに替えて、例えば、各転動面１７，１８つまり各ブロック片１２，１３を日本工業規格（ＪＩＳ）に規定されているＳＣＭ２０によって構成し、回転体２や慣性質量体３を日本工業規格（ＪＩＳ）に規定されているＳ１５によって構成してもよい。あるいは、各ブロック片１２，１３や回転体２、慣性質量体３を日本工業規格（ＪＩＳ）に規定されているＳ４５によって構成し、各ブロック片１２，１３の各転動面１７，１８に高周波焼入れを行ってその表面硬度を向上させてもよい。その高周波焼入れがこの発明の実施形態における硬化処理に相当する。さらに、この発明の実施形態に係る振り子式捩り振動低減装置１を適用できる車両は、駆動力源としてエンジンに加えてモータを備えたハイブリッド車両や、エンジンのトルクがトルクコンバーターを介さないで変速機に入力される車両などであってよい。

１振り子式振動低減装置
２回転体
３慣性質量体
４転動体
５ガイド部
６軸部
７第１マス部
８第２マス部
１２第１ブロック片
１３第２ブロック片
１４ノックピン（軸状部材）
１５ノック穴（貫通孔、孔部）
１６転動面
１７第１転動面
１８第２転動面
１９調芯リブ（突出片部）
２０ブロック片粗形材

Claims

トルクが伝達されて所定の回転中心軸線を中心にして回転する回転体と、前記回転体と同軸上で前記回転体に対して相対回転可能に配置された慣性質量体と、前記慣性質量体の前記回転中心軸線から半径方向に外れた箇所に設けられた転動面と、前記回転体の回転方向には前記回転中心軸線を中心にして公転し、前記回転体の半径方向には移動可能に前記回転体に保持されると共に、前記回転中心軸線を中心にして公転することによる遠心力によって前記転動面に押し付けられ、かつ入力される前記トルクの脈動によって前記転動面上を転動しながら往復動する転動体とを備え、
前記転動体は、前記回転中心軸線に沿う方向での一方の端部に設けられた断面円形の第１マス部と、前記回転中心軸線に沿う方向での他方の端部に設けられた断面円形の第２マス部と、前記回転中心軸線に沿う方向で前記第１マス部と前記第２マス部との間に形成された溝部とを有し、
前記転動面は、前記遠心力によって前記第１マス部が押し付けられる第１転動面と、前記遠心力によって前記第２マス部が押し付けられる第２転動面とを有し、
前記第１転動面と前記第２転動面とは共に、前記半径方向で外側に窪んだ凹曲面であって、前記第１転動面の曲率半径と前記第２転動面の曲率半径とは共に、前記半径方向で前記回転中心軸線と、前記第１転動面と前記第２転動面とが設けられている位置との間の距離より短く形成されており、
前記慣性質量体は、前記回転中心軸線に沿う方向で前記第１転動面と前記第２転動面との間に位置し、かつ、前記半径方向で前記第１転動面や前記第２転動面よりも内側に突出して形成されていて、その少なくとも一部が前記溝部に配置されて前記回転中心軸線に沿う方向への前記転動体の移動を規制する突出部を有し、
前記転動面のうち、前記遠心力によって前記転動体が押し付けられる箇所が、前記転動体に入力される前記トルクの脈動によって前記転動面における前記半径方向で最も外側の箇所からずれることによって、前記半径方向で前記最も外側の箇所に前記転動体を戻す方向のトルクが生じ、前記半径方向で前記最も外側の箇所に前記転動体を戻す方向のトルクが前記入力される前記トルクの脈動に対する制振トルクとして作用する振り子式捩り振動低減装置において、
前記第１転動面が形成された第１ブロック片と、前記第１転動面と同形状の前記第２転動面が形成された第２ブロック片とを有し、
前記第１ブロック片と前記第２ブロック片とは、前記突出部を挟んで対称となる形状に形成され、
前記第１ブロック片と前記第２ブロック片とは、前記第１転動面と前記第２転動面とが前記回転中心軸線に沿う方向の所定の単一面に一致するように位置決めされて、前記慣性質量体の前記突出部を挟んで両側面に取り付けられている
ことを特徴とする振り子式捩り振動低減装置。
請求項１に記載の振り子式捩り振動低減装置において、
前記転動面の表面硬度は、前記慣性質量体の表面硬度よりも高い
ことを特徴とする振り子式捩り振動低減装置。
請求項１または２に記載の振り子式捩り振動低減装置において、
前記第１ブロック片および前記第２ブロック片を前記慣性質量体に対して位置決めする位置決め部を備えている
ことを特徴とする振り子式捩り振動低減装置。
請求項３に記載の振り子式捩り振動低減装置において、
前記位置決め部は、前記慣性質量体にあけられた貫通孔と、前記貫通孔に挿入される軸状部材と、前記第１ブロック片および前記第２ブロック片に形成されていて前記軸状部材が嵌合される孔部とを含む
ことを特徴とする振り子式捩り振動低減装置。
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の振り子式捩り振動低減装置において、
前記慣性質量体は、前記第１ブロック片および前記第２ブロック片の取り付け位置を決める基準位置を有し、前記第１ブロック片および前記第２ブロック片の前記基準位置からの寸法誤差は１００μｍ以下である。
トルクが伝達されて所定の回転中心軸線を中心にして回転する回転体と、前記回転体と同軸上で前記回転体に対して相対回転可能に配置された慣性質量体と、前記慣性質量体の前記回転中心軸線から半径方向に外れた箇所に設けられた転動面と、前記回転体の回転方向には前記回転中心軸線を中心にして公転し、前記回転体の半径方向には移動可能に前記回転体に保持されると共に、前記回転中心軸線を中心にして公転することによる遠心力によって前記転動面に押し付けられ、かつ入力される前記トルクの脈動によって前記転動面上を転動しながら往復動する転動体とを備え、
前記転動体は、前記回転中心軸線に沿う方向での一方の端部に設けられた断面円形の第１マス部と、前記回転中心軸線に沿う方向での他方の端部に設けられた断面円形の第２マス部と、前記第１マス部と前記第２マス部との間に形成された溝部とを有し、
前記転動面は、前記第１マス部が押し付けられる第１転動面と、前記第２マス部が押し付けられる第２転動面とを有し、
前記第１転動面と前記第２転動面とは共に、前記半径方向で外側に窪んだ凹曲面であって、前記第１転動面の曲率半径と前記第２転動面の曲率半径とは共に、前記半径方向で前記回転中心軸線と、前記第１転動面と前記第２転動面とが設けられている位置との間の距離より短く形成されており、
前記慣性質量体は、前記回転中心軸線に沿う方向で前記第１転動面と前記第２転動面との間に位置し、かつ、前記半径方向で前記第１転動面や前記第２転動面よりも内側に突出して形成されていて、その少なくとも一部が前記溝部に配置されて前記回転中心軸線に沿う方向への前記転動体の移動を規制する突出部を有し、
前記転動面のうち、前記遠心力によって前記転動体が押し付けられる箇所が、前記転動体に入力される前記トルクの脈動によって前記転動面における前記半径方向で最も外側の箇所からずれることによって、前記半径方向で前記最も外側の箇所に前記転動体を戻す方向のトルクが生じ、前記半径方向で前記最も外側の箇所に前記転動体を戻す方向のトルクが前記入力される前記トルクの脈動に対する制振トルクとして作用する振り子式捩り振動低減装置の製造方法において、
互いに対称形状となる第１ブロック片と第２ブロック片との分割可能なブロック片粗形材に、単一の工具によって前記第１転動面と前記第２転動面とを同時に加工するとともに、
単一の他の工具によって、前記慣性質量体に対する位置を決める位置決め部を前記ブロック片粗形材に加工した後、
前記ブロック片粗形材を前記第１ブロック片と前記第２ブロック片とに分割し、
前記第１ブロック片と前記第２ブロック片とを、前記突出部を挟んで、前記第１転動面と前記第２転動面とが前記回転中心軸線に沿う方向の所定の単一面に一致するように、前記位置決め部を利用して前記慣性質量体に対して位置決めし、かつ前記慣性質量体の両側面に取り付ける
ことを特徴とする振り子式捩り振動低減装置の製造方法。
請求項６に記載の振り子式捩り振動低減装置の製造方法において、
前記転動面の表面硬度を前記慣性質量体の表面硬度より高くする硬化処理を、前記転動面に施す
ことを特徴とする振り子式捩り振動低減装置の製造方法。
請求項６または７に記載の振り子式捩り振動低減装置の製造方法において、
前記ブロック片粗形材の素材として、前記慣性質量体の素材より硬度の高い素材を使用する
ことを特徴とする振り子式捩り振動低減装置の製造方法。
請求項６ないし８のいずれか一項に記載の振り子式捩り振動低減装置の製造方法において、
前記位置決め部は、前記他の工具によって前記ブロック片粗形材に一工程で加工された孔部を有し、
前記慣性質量体を貫通させた軸状部材に前記孔部を嵌合させて前記第１ブロック片と前記第２ブロック片とを前記慣性質量体に対して位置決めする
ことを特徴とする振り子式捩り振動低減装置の製造方法。