KR101759403B1

KR101759403B1 - 비틀림 진동 저감 장치

Info

Publication number: KR101759403B1
Application number: KR1020150178880A
Authority: KR
Inventors: 유지 스즈키; 히로유키 아마노; 유 미야하라
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2017-07-18
Also published as: US20160169320A1; JP2016114171A; BR102015031558A2; CN105697650B; US9829065B2; JP6201974B2; FR3030002B1; CN105697650A; FR3030002A1; KR20160073320A; DE102015121856A1

Abstract

복수의 전동체가 회전체의 회전 방향에 있어서는 일체로 되어 이동하도록 연결 부재에 의해 연결되고, 그 연결 부재(6)는 회전 방향으로 왕복 요동할 수 있도록 지지되고, 연결 부재를 회전체(1)의 회전 중심(O)을 중심으로 하여 제1 회전 방향으로 회전시키는 어느 하나의 전동체(2)의 중량에 기인하는 모멘트와, 연결 부재를 회전체(1)의 회전 중심(O)을 중심으로 하여 제1 회전 방향과는 반대 방향의 제2 회전 방향으로 회전시키는 다른 어느 하나의 전동체(2)의 중량에 기인하는 모멘트가 연결 부재에 작용하도록 구성되어 있다.

Description

비틀림 진동 저감 장치 {TORSIONAL VIBRATION REDUCING DEVICE}

본 발명은, 관성 질량체의 왕복 운동 혹은 진자 운동에 의해 비틀림 진동을 저감시키는 장치에 관한 것이다.

일본 특허 공개 제2012-145190호 내지 일본 특허 공개 제2013-185653호에는, 원판상 혹은 축 길이가 짧은 원기둥상의 질량체를, 비틀림 진동을 받는 회전체에 전동면에 원심력에 의해 압박하여, 토크 변동이 발생한 경우에 그 질량체가 전동면을 따라 원주 방향으로 왕복동함으로써 진동을 저감시키도록 구성된 비틀림 진동 저감 장치가 개시되어 있다. 일본 특허 공개 제2012-145190호에 기재된 장치 및 일본 특허 공개 제2013-185653호에 기재된 장치에 있어서의 전동면은, 회전체의 원주 방향으로 소정의 간격을 두고 배열되어 형성된 수용실의 내벽부 중 상기 회전체의 반경 방향으로의 외측의 내벽부에 형성되어 있다. 또한 일본 특허 공개 제2014-47805호에 기재된 장치에서는, 전동면은 서로 다른 원호 형상의 제1 전동 안내면과 제2 전동 안내면에 의해 구성되고, 이들 제1 및 제2 전동 안내면이 원주 방향으로 연속되고, 또한 교대로 형성되어 있다.

전동체를 수용실에 배치하고, 그 전동체의 왕복 이동에 의해 진동을 저감시키는 장치에서는, 전동체는 수용실의 내부에서 자유롭게 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서 회전체가 회전하면, 전동체는 원심력에 의해 전동면에 압박되고, 그 상태에서 회전체의 토크가 변화되어 회전 방향의 가속도가 발생하면, 전동체가 전동면을 따라 이동한다. 이러한 동작 상태는, 회전체의 회전수가 어느 정도 높고, 그로 인해 전동체에 작용하는 원심력이 전동체를 전동면에 압박해 두기에 충분한 경우에 발생한다. 바꾸어 말하면, 원심력이 충분히 크지는 않은 경우에는, 전동체는 중력에 의해, 각 수용실의 내부에 있어서의 최하부로 낙하한 상태로 된다. 회전체가 정지하고 있으면, 전동체는 수용실의 최하부에 머무르고 있다. 한편, 전동체에 충분한 원심력이 작용하지 않을 정도의 회전수로 회전체가 회전하고 있는 경우에는, 수용실이 회전 방향으로의 최상부에 이른 후에 하강하기 시작하면, 그 수용실의 상하 방향으로의 방향이 반전되므로, 그 수용실 내의 전동체가 수용실 내에서 최하부를 향해 낙하한다. 상기한 일본 특허 공개 제2012-145190호나 일본 특허 공개 제2013-185653호에 기재되어 있는 장치에서는, 복수의 수용실이 서로 독립되어 있고 각각의 수용실의 사이에 격벽부가 설치되어 있는 경우에는, 전동체가 상기한 바와 같이 낙하하면, 그 격벽부에 전동체가 충돌하여 소음 혹은 이음이 발생하는 경우가 있다. 일본 특허 공개 제2014-47805호에 기재된 장치에서는, 전동면이 회전체의 전체 둘레에서 연속되어 있으므로, 전동체끼리를 이격시키기 위해 연결 부재를 설치하여, 전동체끼리가 충돌하거나, 그것에 기인하여 이음이 발생하거나 하는 것을 방지하고 있다. 즉, 일본 특허 공개 제2014-47805호에 기재된 구성에서는, 전동체가 충돌하는 상기한 격벽부에 상당하는 부분이 존재하지 않으므로, 저회전수인 것에 의한 전동체의 중력에 의한 낙하나 그것에 기인하는 이음이 발생할 여지는 없다.

본 발명은, 전동체가 중력에 의해 수용실의 내면에 충돌하여 이음이 발생하는 것을 방지 혹은 억제할 수 있는 비틀림 진동 저감 장치를 제공한다.

본 발명의 제1 양태는, 토크를 받아 회전하는 회전체에, 복수의 가이드 구멍이 상기 회전체의 원주 방향으로 소정의 간격을 두고 형성되고, 상기 회전체가 회전하고 있는 상태에서 상기 토크가 변동됨으로써 상기 회전체의 회전 방향으로 전동하는 전동체가 상기 가이드 구멍 내에 수용되어 있는 비틀림 진동 저감 장치에 있어서, 복수의 상기 전동체가 상기 회전체의 회전 방향에 있어서는 일체로 되어 이동하도록 연결 부재에 의해 연결되고, 상기 연결 부재는, 상기 회전 방향으로 왕복 요동할 수 있도록 지지되고, 상기 연결 부재를 상기 회전체의 회전 중심을 중심으로 하여 제1 회전 방향으로 회전시키는 어느 하나의 전동체의 중량에 기인하는 모멘트와, 상기 연결 부재를 상기 회전체의 회전 중심을 중심으로 하여 상기 제1 회전 방향과는 반대 방향인 제2 회전 방향으로 회전시키는 다른 어느 하나의 전동체의 중량에 기인하는 모멘트가 상기 연결 부재에 작용하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 연결 부재는, 상기 연결 부재와, 상기 연결 부재에 의해 연결된 복수의 상기 전동체를 맞춘 구성체의 무게 중심이, 어느 하나의 전동체의 무게 중심의 위치보다도 상기 회전체의 회전 중심에 가까운 위치로 되도록 구성되어 있어도 된다.

그 전동체로서, 상기 회전체의 회전 중심에 대해 서로 반대측에 위치하는 2개의 전동체를 설치한 경우에는, 상기 연결 부재는, 상기 회전체 혹은 상기 회전체와 일체의 부재에 의해 지지되어 있어도 된다.

전동체로서, 상기 회전 부재의 회전 방향으로 나열되어 배치된 적어도 3개의 상기 전동체가 설치되어 있어도 된다.

상기 연결 부재는, 상기 연결 부재의 중심부로부터 상기 회전체의 반경 방향으로 어긋난 위치에 빈 부분을 갖고, 상기 각 전동체는, 상기 빈 부분의 내면에 상기 회전체의 회전 방향으로의 전후 양측에서 점 접촉 혹은 선 접촉하여 상기 회전체의 반경 방향으로 이동 가능하게 상기 연결 부재에 보유 지지되어 있어도 된다.

상기 연결 부재는, 상기 회전체의 회전 중심을 중심으로 하여 상기 회전 부재에 대해 상대 회전하도록 상기 회전체에 의해 지지되어 있어도 된다.

상기 회전체의 외주부이며, 또한 상기 전동체가 설치되어 있는 개소를 덮는 커버 부재가 상기 회전체와 일체화되어 설치되고, 상기 연결 부재는, 상기 커버 부재의 내부에 수용됨과 함께, 상기 회전체의 회전 중심을 중심으로 하여 상기 회전 부재에 대해 상대 회전하도록 상기 커버 부재에 의해 지지되어 있어도 된다.

상기 구성에 의하면, 연결 부재에 의해 연결되어 있는 어느 하나의 전동체의 중량에 기인하여 회전체의 회전 중심을 중심으로 하여 연결 부재를 회전시키는 모멘트가 연결 부재에 대해 작용하고, 동시에 다른 어느 하나의 전동체의 중량에 기인하여 회전체의 회전 중심을 중심으로 하여 연결 부재를 회전시키는 모멘트가 연결 부재에 대해 작용한다. 이들 모멘트는 서로 반대 방향의 모멘트이다. 따라서, 각 전동체 및 연결 부재를 하나의 구성체로서 본 경우의 무게 중심이 회전체의 회전 중심에 가까운 위치로 설정된다. 그 결과, 전동체가 수용실의 내부에서 낙하하는 방향의 동작이 제한된다. 그로 인해, 전동체를 전동면에 압박할 정도의 원심력이 발생하지 않는 회전수로 회전체가 회전하고 있는 경우라도, 전동체가 수용실끼리를 구획하고 있는 경계면에 충돌하거나, 그것에 기인하여 충돌음이 발생하는 것을 방지 혹은 억제할 수 있다.

전동체가, 연결 부재에 대해, 회전체의 반경 방향으로 이동할 수 있는 구성에서는, 회전체의 회전 중심을 통과하는 수평면에 대해 상측에 위치하는 전동체는, 연결 부재에 대해 회전체의 회전 중심측으로 치우친다. 이에 대해, 상기 수평면에 대해 하측에 위치하는 전동체는, 연결 부재에 대해 회전체의 회전 중심으로부터 멀어지는 방향으로 치우친다. 따라서, 상측의 전동체에 의한 모멘트보다도 하측의 전동체에 의한 모멘트가 커지므로, 상측의 전동체가 당해 전동체의 수용실의 내부에서 낙하하는 방향의 연결 부재의 회전이 억제된다. 즉, 회전체의 회전면에 있어서의 정점 부분을 통과한 수용실 내에서 전동체가 낙하하는 것이 규제되어, 전동체가 수용실의 내벽면에 접촉하여 충돌음이 발생하는 것이 억제된다.

연결 부재를 회전체 혹은 커버 부재에 의해 회전 가능하게 보유 지지함으로써, 연결 부재가 이음의 발생 요인으로 되는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 의의는 동등한 요소들을 동등한 도면 부호로 나타낸 첨부 도면을 참조로 하여 후술된다.
도 1은 일 실시 형태를 도시하는 모식도.
도 2는 연결 부재와 전동체의 연결 개소의 일례를 도시하는 부분도.
도 3은 전동체가 전동면에 압박되어 있는 상태의 일례를 도시하는 모식도.
도 4는 다른 실시 형태를 도시하는 모식도.
도 5는 연결 부재와 전동체의 연결 개소의 다른 예를 도시하는 부분도.
도 6은 연결 부재와 전동체의 연결 개소의 또 다른 예를 도시하는 부분도.
도 7은 연결 부재를 환형으로 형성한 예를 도시하는 정면도.
도 8은 커버를 구비한 예에 있어서의 부분적인 단면도.

실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 이 실시 형태에 관한 비틀림 진동 저감 장치를 원리적으로 도시하는 모식도이며, 가이드 플레이트(1)에 복수의 전동체(관성 질량체: 매스)(2)가 보유 지지되어 있다. 가이드 플레이트(1)는, 회전체의 일례이다. 가이드 플레이트(1)는, 원판 형상이다. 가이드 플레이트(1)는, 토크를 받아 회전함과 함께, 그 토크의 변동에 의해 비틀림 진동한다. 이 가이드 플레이트(1)는, 도시하지 않은 엔진의 크랭크축이나, 구동력을 도시하지 않은 차륜에 전달하는 프로펠러 샤프트 혹은 차축 등의 회전축에 그 회전 중심선이 수평 혹은 횡방향으로 되도록 장착된다. 따라서 가이드 플레이트(1)는, 도 1에 있어서의 상하 방향을 따르는 면 내에서 회전하도록 되어 있다. 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)으로부터 반경 방향으로 어긋난 위치, 즉, 소정 반경의 원주 상에, 복수의 가이드 구멍(3)(수용실의 일례)이 가이드 플레이트(1)의 원주 방향으로 배열되어 형성되어 있다. 도 1에 도시하는 예에서는, 2개의 가이드 구멍(3)이 상기 회전 중심(O)을 사이에 두고 직경 상에서 대향하는 위치, 바꾸어 말하면 회전 중심(O)에 대해 점 대칭으로 되는 위치에 형성되어 있다.

가이드 구멍(3)은, 그 내부에 배치된 상기 전동체(2)가 소정의 범위에서 전동(왕복 요동)할 수 있는 적절한 형상 및 크기이며, 가이드 플레이트(1)를 그 판 두께 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 또한, 그 형상은, 도면에 도시하는, 이른바 긴 구멍 형상이어도 되고, 혹은 단순한 원형이어도 된다. 가이드 구멍(3)의 내벽면 중 가이드 플레이트(1)에 있어서의 반경 방향으로 외측의 내벽면은, 전동체(2)를 원심력에 의해 압박하고, 또한 그 전동체(2)를 가이드 플레이트(1)의 토크의 변동(즉, 비틀림 진동)에 의해 왕복동시키는 전동면(4)으로 되어 있다. 그 전동면(4)의 형상은, 상기 회전 중심(O)으로부터 그 전동면(4)까지의 치수(즉, 가이드 플레이트(1)에 있어서의 반경)보다 작은 반경의 원호면 혹은 원호면에 근사한 곡면이다. 또한, 이 전동면(4)에 계속되어 있는 양측의 내벽면이 각 가이드 구멍(3)을 구획하고 있는 경계면(5)으로 되어 있고, 전동체(2)는 이 경계면(5)을 한도로 하여, 혹은 경계면(5)의 사이에서 전동하도록 구성되어 있다.

전동체(2)는, 전동면(4)을 따라 전동하도록, 축 길이가 짧은 원기둥상 혹은 원판상 등, 원형의 단면으로 형성된 부재이다. 또한, 전동체(2)는, 그 축선 방향으로의 양측에 플랜지부를 형성한, 단면 형상이 「H」형을 이루도록 구성되어 있어도 된다. 이러한 구성이면, 플랜지부의 사이의 외주면이 전동면(4)에 접촉하여, 전동면(4)을 따라 전동함과 함께, 플랜지부가 가이드 플레이트(1)의 양측면에 접촉하도록 걸린다. 이에 의해, 전동체(2)가 가이드 구멍(3)으로부터 그 축선 방향으로 빠져 나가는 것을 억제할 수 있다. 전동체(2)의 외경은, 가이드 구멍(3)에 있어서의 가장 개구 폭이 좁은 개소의 치수보다 약간 작게 설정되어 있다. 이것은, 전동체(2)가 가이드 구멍(3)의 내벽면에 미끄럼 접촉하는 일 없이 전동면(4) 상을 전동할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서, 전동체(2)의 외주면과 가이드 구멍(3)의 내벽면의 사이에는 간극이 존재하고 있다.

각 전동체(2)는 연결 부재(6)에 의해, 상기 가이드 플레이트(1)의 회전 방향에 있어서 일체로 되도록 연결되어 있다. 도 1에 도시하는 예에 있어서의 연결 부재(6)는, 환형부(6a)와, 그 환형부(6a)로부터 반경 방향으로 외측으로 연장시킨 2개의 아암부(6b)를 구비하고 있고, 그 아암부(6b)는 환형부(6a)의 직경 상에서 서로 반대 방향으로 연장되어 있다. 한편, 가이드 플레이트(1)의 중심부에는, 축선 방향으로 돌출된 보스부(1a)가 형성되어 있고, 그 보스부(1a)의 외주측에 상기 환형부(6a)가 회전 가능하게 끼움 삽입되어 있다. 즉, 연결 부재(6)는, 그 중심의 위치가 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O) 혹은 회전 중심(O)을 통과하는 축선에 거의 일치한 상태에서, 가이드 플레이트(1)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 후술하는 커버가 가이드 플레이트(1)에 일체화되어 있는 경우에는, 연결 부재(6)는 그 커버에 의해 회전 가능하게 지지되어 있어도 된다.

상기 각 아암부(6b)의 선단부, 보다 정확하게는 환형부(6a)의 중심으로부터 동일한 반경 위치에, 각 전동체(2)가 연결되어 있다. 그 연결 구조에 대해 설명하면, 각 전동체(2)는 가이드 플레이트(1)의 반경 방향으로 이동할 수 있도록 연결 부재(6)에 결합되어 있다. 도 2에서는, 각 아암부(6b)에는 그 길이 방향(가이드 플레이트(1)의 반경 방향)을 향한 긴 구멍(7)이 형성되어 있다. 긴 구멍(7)은, 구멍의 일례이다. 각 전동체(2)의 중심부에는 축선 방향으로 돌출된 연결 핀(8)이 설치되어 있다. 이 연결 핀(8)의 외경은 긴 구멍(7)의 폭과 거의 동일, 혹은 긴 구멍(7)의 폭보다 약간 작게 되어 있다. 그 연결 핀(8)을 긴 구멍(7)에 삽입함으로써, 각 전동체(2)가 연결 부재(6)에 결합되고, 그 상태에서 각 전동체(2)가 연결 부재에 의해 서로 연결되어 있다. 또한, 연결 핀(8)은 긴 구멍(7)의 길이 방향의 중간부에 위치하고 있어 긴 구멍(7)에 있어서의 서로 평행하게 되어 대향하고 있는 평탄한 내면(7a)에 점 접촉 혹은 선 접촉하고 있다. 그 평탄한 내면(7a)은, 가이드 플레이트(1)의 반경 방향을 향하는 면, 혹은 반경 방향과 평행한 방향을 향하는 면이므로, 결국, 각 전동체(2)는, 가이드 플레이트(1)의 회전 방향(혹은 원주 방향)에 있어서는 일체로 되어 이동하도록 연결되고, 또한 가이드 플레이트(1)의 반경 방향으로는, 가이드 구멍(3)의 내부를 한도로 하여 이동할 수 있도록 되어 있다. 이와 같이, 각 전동체(2)가 가이드 플레이트(1)의 반경 방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있는 것은, 전술한 전동면(4)을 따르는 전동체(2)의 자유로운 전동(진자 운동)을 방해하지 않도록 하기 위함이다.

상기한 연결 부재(6)와 2개의 전동체(2)가, 회전 방향으로는 일체로 된 1개의 구성체(9)를 형성하고 있다. 그 연결 부재(6)의 중심이 전술한 가이드 플레이트(1)의 중심과 거의 일치하고 있으므로, 각 전동체(2)의 가이드 플레이트(1)의 중심으로부터의 거리가 동일하게 되어 있는 경우에는, 구성체(9)의 무게 중심의 위치가 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O) 혹은 회전 중심(O)을 통과하는 축선에 거의 일치하고 있다. 바꾸어 말하면, 구성체(9)의 무게 중심이, 어느 하나의 전동체(2)의 무게 중심의 위치보다도 상기 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)에 가까운 위치로 되어 있다. 각 전동체(2)의 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)으로부터의 거리가 동일하게 되어 있지 않은 경우에는, 구성체(9)의 무게 중심 위치가 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)을 통과하는 축선으로부터 벗어나지만, 그 어긋남량은 근소하며, 구성체(9)의 무게 중심이 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)에 거의 일치하고 있다고 할 수 있다.

따라서, 도 1에 도시하는 실시 양태는, 한쪽의 전동체(2)의 중량에 기인하여 연결 부재(6)를, 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)을 중심으로 하여 회전시키는 모멘트가 소정의 제1 회전 방향으로 작용하고, 동시에 다른 쪽의 전동체(2)의 중량에 기인하여 연결 부재(6)를, 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)을 중심으로 하여 회전시키는 모멘트가 제1 회전 방향과는 반대 방향인 제2 회전 방향으로 작용하도록 구성되어 있다. 이들 모멘트의 방향이 서로 반대 방향이므로, 전동체(2)의 중량에 기인한, 연결 부재(6) 혹은 상기한 구성체(9)를 회전시키는 토크가 작아진다. 구성체(9)의 무게 중심이 가이드 플레이트(1)의 회전 중심에 일치하고 있으면, 구성체(9)를 가이드 플레이트(1)에 대해 회전시키는 토크는 발생하지 않는다.

다음으로, 상기한 비틀림 진동 저감 장치의 작용에 대해 설명한다. 가이드 플레이트(1)가 회전하면, 가이드 구멍(3) 내에 보유 지지되어 있는 각 전동체(2)가 가이드 플레이트(1)와 함께 회전하여, 각 전동체(2)에 원심력이 작용한다. 그 원심력이 어느 정도 크면, 각 전동체(2)는, 전동면(4) 중, 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)으로부터 가장 이격된 개소로 이동하여, 전동면(4)에 압박된다. 또한, 전동체(2)는 전술한 바와 같이 회전 방향에 있어서는 연결 부재(6)와 일체로 되어 있으므로, 연결 부재(6)도 전동체(2)와 함께 회전한다. 그리고, 전동체(2)는 상기 긴 구멍(7)을 따라 상기 아암부(6b)의 선단부측으로 이동하고 있다.

이 상태에서 가이드 플레이트(1)의 토크가 변동되면, 가이드 플레이트(1)가 회전 방향으로 진동(비틀림 진동)하므로, 각 전동체(2)에 회전 방향의 상대적인 가속도가 발생하고, 각 전동체(2)는 관성력에 의해 전동면(4)을 따라 전동한다. 전동면(4)은, 전술한 바와 같이, 곡률 반경이 작은 곡면으로 되어 있으므로, 전동체(2)의 관성력이 가이드 플레이트(1)의 진동을 억제하는 방향으로 작용하여, 비틀림 진동이 저감된다. 또한, 전동체(2)는 상기 연결 핀(8)을 연결 부재(6)의 긴 구멍(7)에 끼워 맞춤시켜 연결 부재(6)에 연결되어 있고, 가이드 플레이트(1) 혹은 연결 부재(6)의 회전 방향으로는 연결 핀(8)이 상기 평탄한 내면(7a)에 점 접촉 혹은 선 접촉하고 있을 뿐이므로, 전동체(2)는 가이드 플레이트(1)의 반경 방향으로 이동할 수 있고, 또한 그 전동에 대해 큰 저항력이 작용하는 일은 없다.

가이드 플레이트(1)의 회전수가 저회전수임으로써 전동체(2)에 작용하는 원심력이 작은 경우에는, 원심력에 의한 것보다도, 전동체(2)를 가이드 구멍(3) 내에서 낙하시키는 방향으로 중력이 작용한다. 그 전동체(2)는 연결 부재(6)에 연결되어 있고 가이드 플레이트(1)의 회전 방향에 대해서는 연결 부재(6)와 일체로 되어 있으므로, 전동체(2)는 그 질량에 따라서(즉, 중량에 기인하여) 연결 부재(6)에 모멘트를 작용시킨다. 그 경우, 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)을 사이에 두고 좌우 어느 한쪽에 위치하는 전동체(2)에 의한 모멘트와, 다른 쪽에 위치하는 전동체(2)에 의한 모멘트는 서로 반대 방향의 모멘트로 된다. 그리고, 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)으로부터 각 전동체(2)까지의 거리가 동일하면, 각각의 모멘트가 동일하게 되어 상쇄되므로, 각 전동체(2) 및 연결 부재(6)로 이루어지는 상기 구성체(9)를 회전시키는 토크가 발생하지 않는다. 바꾸어 말하면, 상기 구성체(9)의 무게 중심이 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)과 일치하거나 또는 거의 일치하고 있다. 따라서, 각 전동체(2)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 가이드 구멍(3) 내의 소정의 위치에 보유 지지된 상태로 되므로, 전동체(2)가 전술한 경계면(5)을 향해 낙하하거나, 경계면(5)에 충돌하거나 하는 일이 회피 혹은 억제된다. 즉, 전동체(2)에 의한 충돌음이 방지 혹은 억제된다. 또한, 구성체(9)의 무게 중심이 가이드 플레이트(1)의 회전 중심에 일치하지 않아도, 그 무게 중심은 전동체(2)의 무게 중심 위치보다도 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)에 의한 위치로 되어 있다. 그로 인해, 가령 구성체(9)에 중력에 기인하는 회전 모멘트가 작용한다고 해도, 그 회전 모멘트가 작아지므로, 전동체(2)의 상기 경계면(5)에의 충돌이나 충돌에 의한 충격력을 작게 할 수 있어, 결국, 전동체(2)에 의한 충돌음을 방지 혹은 억제할 수 있다.

또한, 예를 들어 도 3에 도시하는 바와 같이, 한쪽의 전동체(2)가, 가이드 플레이트(1)의 회전 중심을 통과하는 수평면보다 하측에 위치하고, 다른 쪽의 전동체(2)가 그 수평면보다 상측에 위치하고 있는 상태에서는, 하측의 전동체(2)가 아암부(6b)의 선단부측으로 이동하고 있어 가이드 플레이트(1)(연결 부재(6))의 중심으로부터 이격되어 있다. 이에 대해 다른 쪽의 전동체(2)가 긴 구멍(7)을 따라 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)측으로 이동하여 가이드 플레이트(1)(연결 부재(6))의 중심에 근접하고 있다. 이러한 경우, 하측의 전동체(2)에 의한 모멘트가 상측의 전동체(2)에 의한 모멘트보다 커지므로, 상측의 전동체(2)가 그 가이드 구멍(3) 내에서 낙하하는 방향으로 연결 부재(6)가 회전하는 일이 없어, 전동체(2)의 상기 경계면(5)에의 충돌이나 그것에 수반되는 이음이 방지 혹은 억제된다.

이 실시 형태에 관한 비틀림 진동 저감 장치에 있어서의 진동 저감력은, 전동체(2)의 총 질량 혹은 총 관성 모멘트가 클수록 커지므로, 전동체(2)를 상기한 실시 형태에서 나타낸 2개로 한정하지 않고, 3개 이상 설치할 수 있다. 또한, 전동체(2)의 수를 3개 이상으로 함으로써, 연결 부재(6)를 가이드 플레이트(1)에 의해 지지하는 구조를 상술한 실시 형태에서 나타낸 구조와는 다른 구조로 할 수 있다. 도 4는 그 일례를 나타내고 있고, 여기에 나타내는 예는, 3개의 전동체(2)를 설치한 예이다. 가이드 플레이트(1)의 외주측의 부분에, 3개의 가이드 구멍(3)이 가이드 플레이트(1)의 원주 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 이 가이드 구멍(3)은, 전술한 도 1에 도시하는 가이드 구멍(3)과 동일한 구성이며, 전동면(4) 및 경계면(5)을 구비하고 있다.

이들 3개의 전동체(2)를 연결한 연결 부재(60)가 설치되어 있다. 이 연결 부재(60)는, 요컨대 무게 중심의 위치가 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O) 혹은 회전 중심(O)을 통과하는 축선에 일치하는 부재이며, 원판이나 환형체 혹은 정다각형의 판상체 등을 채용할 수 있다. 도 4에 도시하는 예에서는, 정삼각형의 판상체에 의해 연결 부재(60)가 형성되어 있다. 연결 부재(60) 3개의 정점 부분(코너부)에는, 각각에 전동체(2)가 장착되어 있다. 연결 부재(6)에 대한 전동체(2)의 연결 구조는, 전술한 도 1 및 도 2에 도시하는 실시 형태에 있어서의 연결 구조와 마찬가지여도 되고, 연결 부재(60)에 있어서의 3개의 코너부에, 가이드 플레이트(1)의 반경 방향을 향한 긴 구멍(7)이 형성되고, 전동체(2)의 중심부에 설치되어 있는 연결 핀(8)이 그 긴 구멍(7)에 헐겁게 끼워 맞춤되어 있다.

도 4에 도시하는 예에 있어서도, 연결 부재(60) 및 이것에 보유 지지되어 있는 3개의 전동체(2)로 이루어지는 구성체(9)의 무게 중심이 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)에 일치하거나, 혹은 거의 일치하고 있다. 따라서, 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)에 대해 도 4의 우측에 위치하는 전동체(2)의 중량에 기인하여 연결 부재(60)를 상기 회전 중심(O)을 중심으로 회전시키는 모멘트와, 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)에 대해 도 4의 좌측에 위치하는 전동체(2)의 중량에 기인하여 연결 부재(60)를 상기 회전 중심(O)을 중심으로 회전시키는 모멘트가 서로 반대 방향으로 작용하도록 되어 있다. 그들 모멘트의 차가 연결 부재(60) 혹은 구성체(9)를 회전시키는 토크로 되므로, 그 토크가 작고, 특히 구성체(9)의 무게 중심이 상기 회전 중심(O)에 일치하고 있으면, 중력에 기인하여 구성체(9)를 회전시키는 토크는 제로로 된다.

각 전동체(2)는 각각의 가이드 구멍(3)에 있어서의 내벽면의 어느 하나의 개소에 접촉하고 있다. 그리고, 각 전동체(2)는 각각의 가이드 구멍(3)의 내부에서 이동 가능하다. 따라서, 복수의 전동체(2)를 연결하고 있는 연결 부재(60)는, 각 전동체(2)를 통해 가이드 플레이트(1)에 의해 지지되고, 각 전동체(2)가 가이드 구멍(3)의 내부에서 이동하는 범위 내에서, 가이드 플레이트(1)에 대해 상대 회전(혹은 상대적인 요동을)할 수 있도록 가이드 플레이트(1)에 의해 지지되어 있다. 도 4에 도시하는 예에서는, 이러한 지지 구조가, 전술한 도 1에 도시하는 환형부(6a) 및 보스부(1a)에 의한 지지 구조 대신에 채용되어 있다.

도 4에 도시하는 예에 있어서도, 가이드 플레이트(1)가 어느 정도 고속으로 회전함으로써 각 전동체(2)에 충분히 큰 원심력이 작용하면, 각 전동체(2)는 전동면(4)에 압박되어, 가이드 플레이트(1)의 토크 변동에 의해 비틀림 진동이 발생하면 각 전동체(2)가 전동면(4)을 따라 왕복동한다. 그 경우, 각 전동체(2)는, 연결 부재(60)에 의해 회전 방향(요동 방향)으로 일체화되어 있으므로, 각 전동체(2)는 일체로 되어 왕복동(요동)한다. 한편, 가이드 플레이트(1)의 회전수가 저회전수임으로써 전동체(2)에 작용하는 원심력이 작으면, 각 전동체(2)는 중력에 의해 낙하하려고 한다. 그러나, 각 전동체(2) 및 이것을 연결하고 있는 연결 부재(60)로 이루어지는 구성체(9)의 무게 중심이 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O) 혹은 회전 중심(O)을 통과하는 축선에 거의 일치하고 있으므로, 연결 부재(60)를 회전시키는 힘(토크)은 거의 발생하지 않는다. 이와 같이 회전하는 일이 없는 연결 부재(60)에 의해 각 전동체(2)가 회전 방향에 있어서 일체화되어 있으므로, 어느 전동체(2)도 각각의 가이드 구멍(3)의 내부에서 상기 경계면(5)을 향해 낙하하는 일이 없다. 따라서, 가이드 플레이트(1)의 회전수가 저회전수로 된 경우라도, 전동체(2)가 경계면(5)에 격렬하게 충돌하거나, 그것에 수반되는 충돌음이 발생하는 등의 사태가 확실하게 방지 또는 억제된다.

이 실시 형태에 관한 비틀림 진동 저감 장치의 또 다른 예를 설명한다. 전술한 전동체(2)는, 연결 부재(6, 60)에 의해, 가이드 플레이트(1)의 회전 방향에 있어서 일체로 되도록 연결되고, 가이드 플레이트(1)의 반경 방향으로는 적어도 가이드 구멍(3)의 내부 이상으로 이동 가능하게 되어 있으면 된다. 따라서, 상기 긴 구멍(7) 대신에, 슬릿 혹은 홈을 채용해도 된다. 그 예를 도 5 및 도 6에 도시하고 있다. 도 5에 도시하는 예는, 연결 부재(6, 60)에, 가이드 플레이트(1)의 반경 방향을 따라 길고, 또한 그 반경 방향으로 외측으로 개방된 슬릿(70)을 형성하고, 그 슬릿(70)에 연결 핀(8)을 삽입한 예이다. 또한, 도 6에 도시하는 예는, 연결 부재(6, 60)의 외주측의 부분에 굴곡부를 형성하고, 그 굴곡부에, 가이드 플레이트(1)의 반경 방향을 따라 길고, 또한 그 반경 방향으로 내측을 향해 개방된 슬릿(71)을 형성하고, 그 슬릿(71)에 연결 핀(8)을 삽입한 예이다. 또한, 이들 도 5 및 도 6에 도시하는 어느 예에 있어서도, 연결 핀(8)은 각 슬릿(70, 71)의 서로 대향하는 평탄한 내면(70a, 71a)에 선 접촉하고, 각 전동체(2)는 가이드 플레이트(1)의 회전 방향으로 서로 일체로 되도록 연결 부재(6, 60)에 의해 연결되어 있다. 또한, 이들 슬릿(70, 71)이 이 실시 형태에 있어서의 구멍에 상당한다.

또한, 연결 부재의 형상은, 상술한 기능을 발휘하는 형상이면 필요에 따라서 적절한 형상으로 할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시하는 바와 같이 환형의 연결 부재(61)로 할 수 있다. 그 연결 부재(61)의 외주부에는, 전동체(2)의 간격과 동일한 간격으로, 외주면으로부터 반경 방향으로 내측을 향한 복수(전동체(2)의 수와 동수)의 슬릿(72)이 형성되어 있다. 그리고, 각각의 슬릿(72)에 전동체(2)의 중심부에 설치되어 있는 연결 핀(8)이 헐겁게 삽입되어 있다. 따라서, 각 전동체(2)는 가이드 플레이트(1)의 회전 방향으로는 일체로 되도록 연결 부재(61)에 의해 연결되고, 또한 가이드 플레이트(1)의 반경 방향으로는, 전동면(4)에 접촉하고, 또한 이격되도록 이동 가능하다.

도 7에 도시하는 구성에서는, 전동체(2)가 3개 이상(도면에서는 8개) 설치되어 있으므로, 연결 부재(61)를 그 무게 중심이 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O) 혹은 그 회전 중심(O)을 통과하는 축선에 거의 일치하도록, 각 전동체(2)를 통해 가이드 플레이트(1)에 의해 지지할 수 있다. 이것에 부가하여, 연결 부재(61)를, 그 무게 중심이 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O) 혹은 그 회전 중심(O)을 통과하는 축선에, 보다 정확하게 일치시키는 지지 구조가 채용되어 있다. 즉, 각 가이드 구멍(3)끼리의 사이 부분이며, 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)을 중심으로 하고, 또한 연결 부재(61)의 내경과 동일 반경의 원주 상의 위치에, 복수(가이드 구멍(3)과 동수)의 지지 핀(10)이 설치되어 있다. 연결 부재(61)는, 그 내주면을 이들 지지 핀(10)에 접촉시킴으로써, 이들 지지 핀(10)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

도 7에 나타내는 예에 있어서도, 연결 부재(61) 및 이것에 보유 지지되어 있는 복수의 전동체(2)로 이루어지는 구성체(9)의 무게 중심이 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)에 일치하거나, 혹은 거의 일치하고 있다. 따라서, 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)에 대해 도 7의 우측에 위치하는 전동체(2)의 중량에 기인하여 연결 부재(61)를 상기 회전 중심(O)을 중심으로 회전시키는 모멘트와, 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)에 대해 도 7의 좌측에 위치하는 전동체(2)의 중량에 기인하여 연결 부재(61)를 상기 회전 중심(O)을 중심으로 회전시키는 모멘트가 서로 반대 방향으로 작용하도록 되어 있다. 그들 모멘트의 차가 연결 부재(61) 혹은 구성체(9)를 회전시키는 토크로 되므로, 그 토크가 작고, 특히 구성체(9)의 무게 중심이 상기 회전 중심(O)에 일치하고 있으면, 중력에 기인하여 구성체(9)를 회전시키는 토크는 제로로 된다.

또한, 도 7에 도시하는 예에서는, 각 전동체(2)는 축선 방향으로의 양측에 플랜지가 형성됨으로써, 단면 형상이 「H」형으로 되도록 구성되어 있다. 전동체(2)가 전동면(4)에 압박되어 있는 상태에서는, 그 플랜지가 가이드 플레이트(1)의 양측면에 걸려, 전동체(2)가 가이드 구멍(3)으로부터 빠져 나가지 않도록 되어 있다.

연결 부재는 가이드 플레이트(1)에 의해 지지하는 대신에, 가이드 플레이트(1)와 일체의 부재에 의해 지지해도 된다. 그 예를 도 8에 나타내고 있다. 여기에 나타내는 예는, 전동체(2)를 포함하는, 가이드 플레이트(1)의 외주부를 액밀 상태로 덮는 커버(11)를 설치하고, 그 커버(11)에 의해 연결 부재를 회전 가능하게 지지한 예이다. 구체적으로 설명하면, 커버(11)는 외경이 가이드 플레이트(1)의 외경보다 크고, 또한 내경이 가이드 구멍(3)이 형성되어 있는 개소의 직경보다 작은, 환형의 중공 부재이다. 그 내부는, 도 8에 도시하는 바와 같이 단면 직사각 형상으로 되어 있고, 폭은 전동체(2)의 축 길이와 연결 부재(62)에 접촉하지 않고 이들을 수용하는 폭으로 되어 있다. 그 연결 부재(62)는, 전술한 도 1에 도시하는 바와 같이 환형부(6a)를 갖는 구성, 혹은 도 7에 도시하는 환형 중 어느 것이어도 되고, 원형의 내주면(62a)을 갖고 있다. 그리고, 그 내주면(62a)이 커버(11)의 내면 중 반경 방향으로 외측을 향하는 내면(11a)에 회전 가능하게 끼워 맞춤되어 있다. 연결 부재(62)는, 이와 같이 커버(11)에 의해 지지된 상태에서, 그 무게 중심이 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O) 혹은 회전 중심(O)을 통과하는 축선에 일치하고 있다.

이들 도 7에 도시하는 구성 및 도 8에 도시하는 구성이라도, 각 전동체(2)의 중량에 기인하여 연결 부재(61, 62)에 작용하는 모멘트의 방향은, 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)을 사이에 둔 우측과 좌측에서 반대인 방향으로 된다. 그로 인해, 연결 부재(61, 62)가 전동체(2)의 중량에 의해 회전하는 일이 없고, 따라서 어느 하나의 전동체(2)가 가이드 구멍(3)의 내벽면인 경계면(5)을 향해 낙하하거나, 그것에 수반하여 충돌음이 발생하거나 하는 것이 회피 혹은 억제된다. 또한, 각 전동체(2) 및 연결 부재(61, 62)로 이루어지는 구성체(9)의 무게 중심이 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)으로부터 반경 방향으로 어긋나 있었다고 해도, 그 어긋남량은 근소하며, 게다가 어느 하나의 전동체(2)는 가이드 구멍(3)의 내면에 접촉하고 있어 적지 않게 미끄럼 이동 저항을 발생시키도록 되어 있다. 그로 인해, 구성체(9)가 회전하는 일은 거의 없고, 만일, 회전한다고 해도 작은 모멘트로 회전하므로, 가령 전동체(2)가 경계면(5)에 충돌하였다고 해도 위화감으로 될 정도의 충돌음 혹은 이음이 발생하는 것이 회피 또는 억제된다.

이상, 복수의 실시 형태에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시하는 연결 부재(6)에 십자 형상으로 연장되는 다른 아암부를 설치하고, 그 아암부를 가이드 플레이트(1)의 소정 개소에, 가이드 플레이트(1)에 대해 회전할 수 있도록 결합시켜도 된다. 또한, 각 전동체(2)는 모두 동일 형상이거나, 등간격으로 배치되어 있거나 할 필요는 없다. 전동체(2)의 크기나 형상 혹은 질량이 서로 달라도 되고, 전동체(2) 및 연결 부재(6)로 이루어지는 구성체(9)의 무게 중심이 가이드 플레이트(1)의 회전 중심(O)에 일치 혹은 거의 일치하도록 구성되어 있으면 된다. 또한, 각 전동체(2)에 설치되어 있는 연결 핀(8)은, 전동체(2)에 끼워 맞춤시킨 핀 이외에, 전동체(2)에 일체로 형성된 것이어도 된다. 도 7에 도시되어 있는 지지 핀(10)은, 연결 부재(61)의 외주측에 배치되어 연결 부재(61)를 외주측으로부터 지지하도록 구성되어 있어도 된다. 마찬가지로, 연결 부재를 커버의 내부에 배치하는 구성의 경우, 커버의 내면 중 반경 방향으로 외측의 내면에 연결 부재의 외주면을 회전 가능하게 접촉시킴으로써, 연결 부재를 외주측으로부터 지지하도록 구성되어 있어도 된다. 그리고, 연결 부재는 복수 설치되어 있어도 된다. 즉, 복수의 전동체 중 어느 2개 이상의 전동체를 제1 연결 부재에 의해 연결하고, 나머지 다른 복수의 전동체를 제2 연결 부재에 의해 연결한 구성으로 해도 된다. 그 밖에, 상기 비틀림 진동 저감 장치는, 본 발명을 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 구성되어 있어도 된다.

Claims

비틀림 진동 저감 장치에 있어서,
토크를 받아 회전하도록 구성되고, 복수의 가이드 구멍(3)을 갖고, 복수의 전동체(2)를 포함하는 회전체(1)와,
상기 복수의 전동체(2)가 상기 회전체(1)의 회전 방향에 있어서 일체로 되어 이동하도록 상기 복수의 전동체(2)를 연결하는 연결 부재(6; 60; 61; 62)를
포함하고,
상기 복수의 가이드 구멍(3)은 상기 회전체(1)의 원주 방향으로 소정의 간격을 두고 형성되고,
상기 복수의 전동체(2)는, 각각 상기 복수의 가이드 구멍(3) 내에 수용되어 있고, 상기 회전체(1)가 회전하고 있을 때 상기 토크가 변동됨으로써 상기 회전체(1)의 회전 방향으로 전동하고,
상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)는, 상기 회전 방향으로 왕복 요동할 수 있도록 지지되고, 상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)를 상기 회전체(1)의 회전 중심을 중심으로 하여 제1 회전 방향으로 회전시키는 상기 복수의 전동체(2) 중 어느 하나의 전동체(2)의 중량에 기인하는 제1 모멘트와, 상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)를 상기 회전체(1)의 회전 중심을 중심으로 하여 상기 제1 회전 방향과는 반대 방향인 제2 회전 방향으로 회전시키는 다른 어느 하나의 전동체(2)의 중량에 기인하는 제2 모멘트가 상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)에 작용하도록 구성되어 있고,
상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)와, 상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)에 의해 연결된 상기 복수의 전동체(2)를 합친 구성체(9)의 무게 중심은 상기 회전체(1)의 회전 중심에 거의 일치하고,
내벽면은 상기 복수의 가이드 구멍(3)을 구획하고, 상기 내벽면은 전동면(4)과 경계면(5)을 포함하고, 상기 경계면(5)은 서로에 대향하도록 위치되고, 상기 경계면(5)은 상기 전동면(4)과 연속되어 있는, 비틀림 진동 저감 장치.
제1항에 있어서,
상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)는, 상기 구성체(9)의 상기 무게 중심이, 상기 복수의 전동체(2) 중 어느 하나의 전동체(2)의 무게 중심의 위치보다도 상기 회전체(1)의 회전 중심에 가까운 위치로 되도록 구성되어 있는, 비틀림 진동 저감 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)는, 상기 회전체(1) 혹은 상기 회전체(1)와 일체의 부재에 의해 지지되고,
상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)는, 상기 회전체(1)의 회전 중심에 대해 서로 반대측에 설치된 2개의 전동체(2)가 상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)에 의해 연결되어 있는, 비틀림 진동 저감 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 전동체(2)는, 적어도 3개의 전동체(2)를 구비하고 있고, 상기 적어도 3개의 전동체(2)는 상기 회전체(1)의 회전 방향으로 나열되어 배치되는, 비틀림 진동 저감 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)는 구멍을 갖고, 상기 구멍은, 상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)의 중심부로부터 상기 회전체(1)의 반경 방향으로 어긋난 위치에 배치되고,
상기 각 전동체(2)는, 상기 구멍의 내면에 상기 회전체(1)의 회전 방향으로의 전후 양측에서 점 접촉 혹은 선 접촉하여 상기 회전체(1)의 반경 방향으로 이동 가능하게 상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)에 보유 지지되어 있는, 비틀림 진동 저감 장치.
제1항에 있어서,
상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)는, 상기 회전체(1)의 회전 중심을 중심으로 하여 상기 회전체(1)에 대해 상대 회전하도록 상기 회전체(1)에 의해 지지되어 있는, 비틀림 진동 저감 장치.
제1항에 있어서,
상기 회전체(1)의 외주부이며, 또한 상기 전동체(2)가 설치되어 있는 개소를 덮는 커버(11)를 더 포함하고, 상기 커버(11)는 회전체(1)와 일체로 설치되고,
상기 연결 부재(6; 60; 61; 62)는, 상기 커버(11)의 내부에 수용되고, 상기 회전체(1)의 회전 중심을 중심으로 하여 상기 회전체(1)에 대해 상대 회전하도록 상기 커버(11)에 의해 지지되어 있는, 비틀림 진동 저감 장치.