(57)【要約】【課題】回転体の回転数が低い場合における異音の発生を防止もしくは抑制するとともに、摩耗粉などの異物が生じた場合にはその異物を除去することにより転動体を円滑に転動させて所望の制振性能を得ることができる捩り振動減衰装置を提供する。【解決手段】トルクを受けて回転する回転体２に形成された転動面４上を、回転体２の捩り振動によって転動する転動体５を備えた捩り振動減衰装置１において、転動体５の転動に伴って転動面４上を移動することにより転動面４上の異物を除去する部材６，７を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクを受けて回転する回転体に形成された転動面上を、前記回転体の捩り振動によって転動する転動体を備えた捩り振動減衰装置において、
前記転動体の転動に伴って前記転動面上を移動することにより前記転動面上の異物を除去する部材を備えていることを特徴とする捩り振動減衰装置。
【請求項２】
前記部材は、前記転動体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の捩り振動減衰装置。
【請求項３】
前記部材は、前記転動体を遠心力に抗して前記回転体の回転中心側に押圧する弾性力を生じる固定機構と、前記転動面上の異物を除去する除去部とを備え、
前記除去部は前記転動体の転動方向で前記転動体の両側に、もしくは、いずれか一方の側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の捩り振動減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、捩り振動を減衰するための装置に関し、特に回転体に取り付けた転動体を回転体の捩り振動によって往復運動させることにより、回転体の捩り振動を減衰するように構成された捩り振動減衰装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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体は、入力されるトルク自体の変動や回転体に連結されている機器を駆動するための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回転体に対して捩り振動として作用する。このような回転体の捩り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。
【０００３】
この特許文献１に記載された装置は、駆動軸に一体化されているプーリ本体と、プーリ本体のトルク変動によって往復運動する転動体であるコロと、プーリ本体の回転中心から外れた箇所に形成されてかつ上記のコロを転動自在に収容する凹部とを備えている。また、凹部の表面にはコロの転動面として機能する案内面が形成されており、コロの表面にはフッ素樹脂被膜などの摩耗低減手段が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４００９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された構成では、コロの表面と案内面とが接触することによる摩耗を低減することはできるが、摩耗粉が生じた場合にはその摩耗粉を除去することができず、その摩耗粉によって転動体であるコロの往復運動が妨げられたり、その摩耗粉が原因となってコロや案内面の摩耗をさらに引き起こしてそれらの部材の耐久性を低下させる可能性があった。また、特許文献１に記載された構成では、転動体は回転体と共に回転するので、回転中は、転動体は遠心力によって転動面における回転半径が最も大きい箇所に保持もしくは固定され、回転体に角加速度が生じた場合、すなわち捩り振動が生じた場合に、慣性力によって転動面に沿って移動する。その結果、転動体が転動面の端部に衝突して異音が発生する可能性がある。また、転動体の移動を規制する外力は実質上、上記のように遠心力のみであるから、その遠心力が小さい場合には、転動体はある程度自由に移動する。例えば回転体が回転し始めた場合やその回転数が低回転数である場合には、転動体の移動を規制する遠心力が小さいために、回転体もしくはその転動面と転動体との相対的な移動によって転動体が転動面の表面や転動面の端部などに衝突し、これが要因となって異音が発生する可能性があった。
【０００６】
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り、回転体の回転数が低い場合における異音の発生を防止もしくは抑制するとともに、摩耗粉などの異物が生じた場合にはその異物を除去することにより転動体を円滑に転動させて所望の制振性能を得ることができかつ転動体や転動面の耐久性を向上させることができる捩り振動減衰装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、トルクを受けて回転する回転体に形成された転動面上を、前記回転体の捩り振動によって転動する転動体を備えた捩り振動減衰装置において、前記転動体の転動に伴って前記転動面上を移動することにより前記転動面上の異物を除去する部材を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記部材は、前記転動体に設けられていることを特徴とする捩り振動減衰装置である。
【０００９】
さらに、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記部材は、前記転動体を遠心力に抗して前記回転体の回転中心側に押圧する弾性力を生じる固定機構と、前記転動面上の異物を除去する除去部とを備え、前記除去部は前記転動体の転動方向で前記転動体の両側に、もしくは、いずれか一方の側に設けられていることを特徴とする捩り振動減衰装置である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、転動体の転動による移動に伴って転動面上を移動して転動面上の異物を除去するため、転動面上の異物によって転動体の往復運動が妨げられることを防止もしくは抑制することができる。その結果、捩り振動減衰装置の所期の制振性能を得ることができる。また、転動体と転動面との間に異物が存在することにより、これらの表面の摩耗が進行することを防止もしくは抑制することができる。そしてこれにより、それらの部材の耐久性を向上させることが可能になる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明による効果と同様の効果に加えて、異物を除去する機構が転動体に設けられていることにより、上記の機構は転動体の往復運動に同期して転動面上を往復運動する。そのため、転動体と転動面との間に、常に異物が存在しない状態とすることが可能になる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明による効果と同様の効果に加えて、固定機構の弾性力が回転体の回転に伴って転動体に生じる遠心力に打ち勝つ場合は、転動体は上記の弾性力によって回転体の回転中心側に押圧されて固定される。すなわち回転体が回転し始める場合や回転を停止する場合などの捩り振動減衰作用の必要性が低い場合においては、固定機構の弾性力によって転動体の自由な移動が規制され、転動体が転動面に当接して異音が生じるなどの事態を防止もしくは抑制することができる。また、捩り振動減衰装置を回転体に組み付ける場合においても、上記のように転動体を固定することができる。これに対して、回転体の回転数が高いことにより上記の遠心力が固定機構の弾性力よりも大きい場合は、転動体は遠心力により転動面に接触させられ、かつ、回転体の捩り振動によって転動面上を転動させられる。つまり捩り振動減衰作用の必要性が高い場合においては、上記の固定が解除され、転動体の往復運動により回転体の捩り振動が減衰される。さらに、転動体の転動方向で転動体の両側もしくはいずれか一方の側に除去部が設けられている。そのため、例えば、転動体がそれ以上、振れることができない箇所があるとした場合に、転動体の振れ幅が大きくなって上記の箇所に転動体が直接、衝突するような事態を防止もしくは抑制することができる。すなわち、除去部が転動体よりも先に上記の箇所に衝突し、転動体に対して緩衝材として機能することになる。その結果、衝突に伴う異音の発生を防止もしくは抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明に係る捩り振動減衰装置の一例を部分的に示す図であって、（Ａ）は回転体の回転数が低い状態を示す図であり、（Ｂ）は回転体の回転数が高い状態を示す図である。
【図２】この発明に係る捩り振動減衰装置の他の例を部分的に示す図であって、（Ａ）は回転体の回転数が低い状態を示す図であり、（Ｂ）は回転体の回転数が高い状態を示す図である。
【図３】この発明に係る捩り振動減衰装置の更に他の例を部分的に示す図である。
【図４】この発明に係る捩り振動減衰装置のまた更に他の例を部分的に示す図である。
【図５】この発明に係る捩り振動減衰装置のそして更に他の例を部分的に示す図である。
【図６】図５に示すこの発明に係る捩り振動減衰装置の上視図である。
【図７】この発明に係る捩り振動減衰装置のそしてまた更に他の例を部分的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、この発明をより具体的に説明する。この発明に係る捩り振動減衰装置は、いわゆるダイナミックダンパであって、捩り振動する回転体に形成された転動面に沿って、転動体を往復運動させることにより回転体の捩り振動を低減もしくは減衰させるように構成されている。特に、この発明に係る捩り振動減衰装置は、転動面上の異物を除去する部材を備えており、異物が転動体と転動面との間に介在することによって、転動体の往復運動が阻害されたり、これらの部材の表面が摩耗することを防止もしくは抑制するように構成されている。図１は、この発明に係る捩り振動減衰装置１の一例を部分的に示す図であって、図１の（Ａ）は、回転体２の回転数が低い場合におけるこの発明に係る捩り振動減衰装置１の状態を示す図であり、図１の（Ｂ）は、回転体２の回転数が高い場合におけるこの発明に係る捩り振動減衰装置１の状態を示す図である。回転体２は一例として円板状の部材であって、図示しないエンジンの出力軸や変速機の入力軸などの回転軸と一体となって回転するように構成されている。この回転体２の外周側の部分に、例えば回転体２を貫通させて転動室３が形成されている。特には図示しないが、回転体２の円周方向に予め定めた間隔を空けて複数の転動室３を形成してもよい。
【００１５】
転動室３の内周縁のうち回転体２の回転中心に対して半径方向で外側の内壁面に、凹曲面である転動面４が形成されている。その転動面４に沿って往復運動するように転動体５が転動室３に収容されている。転動体５は一例として円柱形状に形成されており、その軸長は、転動室３の深さ、あるいは、回転体２の厚さと同じか、あるいは、これらよりも僅かに短く形成されている。
【００１６】
転動体５にねじりばね６が設けられている。そのねじりばね６のコイル軸は、転動体５の回転中心の軸線上に配置されている。コイル軸を挟んで両側の各アーム部は、転動体５の転動方向で転動体５の両側にそれぞれ配置されている。各アーム部の端部には、転動面４と転動体５とが接触することにより生じた摩耗粉などの異物を転動面４から除去する除去部７が設けられている。除去部７は転動体５の移動に伴って転動面に沿って移動するように構成されており、その除去部７の構成については後述する。上記のねじりばね６の弾性力は、図１の（Ａ）に示すように、回転体２の回転数が低いことにより転動体５に生じる遠心力が小さい場合に、上記の遠心力に抗して転動体５を転動面４から引き離し、図１の（Ａ）での上方に転動体５を引き上げるようになっている。つまり、捩り振動減衰作用の必要性が低い場合は、転動体５はねじりばね６の弾性力によって転動室３の内壁面のうち、回転体２の回転中心側の内壁面に押し付けられて固定されるようになっている。また、図１の（Ａ）に示す例において、ねじりばね６の弾性力は、見かけ上、各除去部７を互いに引き寄せるように作用している。このねじりばね６の弾性力の作用方向を、図１に矢印Ｓを用いて示してある。
【００１７】
これに対して、ねじりばね６の弾性力よりも上記の遠心力が大きく、捩り振動減衰作用の必要性が高い場合は、図１の（Ｂ）に示すように、転動体５は遠心力によって転動面４に押し付けられている。そして、回転体２に捩り振動が生じると、その捩り振動によって転動体５は転動面４上を往復運動する。このように、ねじりばね６は転動体５の転動を阻害しないように転動体５に取り付けられている。ねじりばね６の弾性力は、上述したように、捩り振動減衰作用の必要性が低い場合に転動体５を転動室３内に固定できるように設計されており、その弾性力は実験やシミュレーションなどにより予め求めることができる。また、ねじりばね６の弾性力は、図１の（Ｂ）に示す場合であっても、転動体５に対して作用しており、つまり、ねじりばね６の弾性力は各除去部７を互いに引き寄せるように作用している。そしてこのようなねじりばね６の弾性力の作用により、各除去部７は転動面４に押し付けられている。
【００１８】
除去部７は、例えば磁石やゴムあるいは粘着性のある部材によって形成された円柱形状の部材である。すなわち除去部７は、転動面４上の異物を磁力によって吸着して除去したり、ゴムあるいは粘着性のある素材の表面にそれらの粘着力により付着させて除去するように構成されている。また、ブラシを除去部７として使用し、そのブラシによって異物を転動面４から掃き出したり、ブラシに異物を絡め取るようにしてもよい。この除去部７は転動面４上を転動体５の転動にともなって転動することにより異物を除去したり、転動面４上を摺動することにより異物を取り除くように構成されている。上記のねじりばね６および除去部７が、この発明における異物を除去する部材に相当し、ねじりばね６がこの発明における固定機構に相当している。
【００１９】
次に図１に示す構成の捩り振動減衰装置１の作用について説明する。回転体２が回転し始める前においては、図１の（Ａ）に示すように、ねじりばね６の弾性力によって各除去部７は互いに引き寄せられている。また、転動体５はねじりばね６の弾性力により転動面４から引き離され、転動室３の内壁面のうち回転体２の回転中心側の内壁面に押し付けられて固定されている。回転体２が回転し始めると、転動体５は回転体２と共に回転する。転動体５は、具体的には、回転体２の回転中心に対して公転する。この転動体５には、回転体２の回転数に応じた遠心力が生じる。回転体２の回転数が低いことにより、転動体５に生じる遠心力が小さい場合は、転動体５は、未だねじりばね６の弾性力によって転動室３の内部に固定されている。
【００２０】
回転体２の回転数が上昇して上記の遠心力がねじりばね６の弾性力に打ち勝つと、その遠心力によって転動体５は回転体２の半径方向で外側に移動させられる。それに伴って、各除去部７は互いに引き離される。そして転動体５は、図１の（Ｂ）に示すように、上記の遠心力によって転動面４に押し付けられる。転動体５に遠心力が作用しかつ回転体２の円周方向への力が作用していない状態では、転動体５は転動面４のうち回転体２の回転中心から最も離れた位置に移動させられる。図１はその状態を示している。なお、この位置をニュートラル位置と称する。
【００２１】
回転体２に捩り振動が作用すると、転動体５が転動面４に沿った往復運動を行う。例えば転動体５が図１の（Ｂ）での左側に向けて転動する場合は、図１の（Ｂ）での左側に配置された除去部７が転動体５よりも先に、その進行方向で前方の転動面４に接触して転動面４上の異物を除去する。一方、転動体５が図１の（Ｂ）での右側に向けて転動する場合は、図１の（Ｂ）での右側に配置された除去部７が転動体５よりも先に、その進行方向で前方の転動面４に接触して転動面４上の異物を除去する。
【００２２】
このように、図１に示す構成の捩り振動減衰装置１においては、捩り振動減衰作用の必要性が低い低回転数の領域では、転動体５が転動室３の内部で固定されるので、転動体５が転動室３の内壁面などに当接して異音が発生することを防止もしくは抑制することができる。つまり、遠心力が小さいことにより、回転体２もしくは転動面４と転動体５との相対的な移動によって転動体５が転動面４や転動面４の端部に衝突して異音が発生することを防止もしくは抑制することができる。これに対して、回転体２の回転数が増大して捩り振動減衰作用の必要性が高くなると、転動体５に生じる遠心力がねじりばね６の弾性力よりも大きくなることにより上記の固定が解除され、転動体５による捩り振動減衰作用を生じさせることができる。そして、転動体５が往復運動を行うと、その進行方向で前方における転動面４上の異物を除去部７が転動体５よりも先に取り除く。そのため、転動体５の転動が異物によって妨げられたり、転動面４および転動体５の表面が異物によって摩耗することを防止もしくは抑制することができる。また、回転体２に作用する捩り振動が大きいことにより転動体５の振幅が大きくなった場合は、転動面４の端部に上述した除去部７が転動体５よりも先に当接することになる。すなわち、除去部７は、転動体５に対して緩衝材として機能するため、転動体が転動面４や転動室３の内面に当接して異音が発生することを防止もしくは抑制することができる。なお、上記の転動面４の端部とは、例えば転動体５が当接することによりそれ振幅が物理的に規制される箇所である。
【００２３】
図２は、この発明に係る捩り振動減衰装置１の他の例を部分的に示す図であって、図２の（Ａ）は、回転体２の回転数が低い状態を示す図であり、図２の（Ｂ）は、回転体２の回転数が高い状態を示す図である。ここに示す例は、図１に示すねじりばね６における各除去部７を転動体５に連結する機能と、捩り振動減衰作用の必要性が低い場合に転動体５を転動室３の内部に固定する機能とを分けて構成した例である。図２の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、棒状の２本のアーム部材８が互いに回転可能に連結されている。その２本のアーム部材８を回転可能に連結している部分における回転軸線は、転動体５の回転中心の軸線上に配置されている。各アーム部８の端部は、転動体５の転動方向で転動体５の両側にそれぞれ配置されており、それらの端部の間に引っ張りばね９が取り付けられている。すなわち、上記の各端部は、引っ張りばね９の弾性力によって引き寄せられるようになっている。また各アーム部８の端部には、転動面４上の異物を除去する除去部７がそれぞれ設けられている。
【００２４】
次に図２に示す構成の捩り振動減衰装置１の作用および効果について説明する。回転体２が回転を停止していたり、その回転数が低いなどの捩り振動減衰作用の必要が低い場合は、図１の（Ａ）に示す例と同様の原理により、転動体５は転動室３の内部における回転体２の回転中心側の内壁面に固定される。これに対して、捩り振動減衰作用の必要性が高い場合は、図１の（Ｂ）に示す例と同様の原理により、上記の固定が解除される。そして、回転体２に捩り振動が作用すると、転動体５は転動面４上を往復運動することにより捩り振動減衰作用が生じる。また、除去部７が転動体５の進行方向で前方における転動面４上の異物を転動体５よりも先に取り除く。そのため図２に示す構成の捩り振動減衰装置１においても、図１に示す例と同様の作用効果を得ることができる。
【００２５】
図３は、この発明に係る捩り振動減衰装置１の更に他の例を部分的に示す図であって、図３に示す例は、転動体５に対してねじり角度の異なる複数のねじりばね１０，１１を転動体５の転動を阻害しないように取り付け、各ねじりばね１０，１１の端部のそれぞれに除去部７を取り付けた例である。具体的に説明すると、各ねじりばね１０，１１のコイル軸は、転動体５の回転軸線上に設けられている。一方のねじりばね１０のねじり角度θ１０は、他方のねじりばね１１のねじり角度θ１１よりも大きく形成されており、その一方のねじりばね１０のアーム部の長さは、他方のねじりばね１１のアーム部の長さよりも長く形成されている。ねじりばね１０，１１の各端部に転動面４上の異物を除去する除去部７がそれぞれ取り付けられている。したがって、図３に示すように構成された捩り振動減衰装置１においては、転動体５の転動方向で転動体５の両側に２つずつ除去部７が設けられているため、図１や図２に示す例よりも、効果的に転動面４上の異物を取り除くことができる。そしてこれにより、図１や図２に示す例よりも、安定的に転動体５を転動させ、かつ、転動面４および転動体５の表面が異物によって摩耗することを防止もしくは抑制することが可能になる。
【００２６】
また、この発明では、１つのねじりばね１２の各端部に複数の除去部７を取り付けた構造とすることもできる。図４はその例を示しており、ねじりばね１２の各端部に対して、２つの除去部７が転動体５の転動方向に並べられて取り付けられている。したがって、図４に示す構成では、１つのねじりばね１２の端部のそれぞれに２つずつ除去部７が取り付けられているため、図３に示す例と比較して部品点数を少なくすることができる。
【００２７】
さらに、この発明では、複数の除去部７を転動体５の回転軸線と平行な方向に並べて配置させることもできる。図５はその例を示している。図６は、図５に示す構成のこの発明に係る捩り振動減衰装置１の上視図である。図５および図６に示す例において、ねじりばね１３の端部のそれぞれに、２つの除去部７が転動体５の回転軸線と平行な方向に並べられて取り付けられている。なお、転動体５の回転軸線方向で、転動体５の両側にねじりばねをそれぞれ配置し、すなわち、図６に示す例において、転動体５の上側および下側のそれぞれにねじりばねを配置し、各ねじりばねの端部に１つずつ除去部７を取り付けるように構成してもよい。したがって、図５および図６に示す構成では、転動面４のほぼ全幅に対して除去部７を接触させて転動面４上の異物を除去することができる。
【００２８】
そして、図７に示す例は、除去部７を転動体５の転動方向で転動体５の一方の側に配置した例である。例えば、ねじりばね１４が回転体２の捩り振動による転動体５の転動を妨げないように転動体５に取り付けられている。ねじりばね１４のコイル軸は転動体５の回転軸線上に設けられており、各アーム部がそれぞれ同一方向に延出されている。その各アーム部の端部に除去部７がそれぞれ取り付けられている。すなわち、各除去部７は、図５および図６に示す例と同様に、転動体５の回転軸線と平行な方向に並べられて取り付けられている。ねじりばね１４の弾性力は、上述したように、捩り振動減衰作用の必要性が低い場合は、転動体５に生じる遠心力に抗して転動体５を転動室３の内部に固定し、これに対して、捩り振動減衰作用の必要性が高い場合に、上記の固定を解除するように設計されている。したがって、図７に示す構成であっても、上述した各例と同様の作用および効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１…捩り振動減衰装置、  ２…回転体、  ４…転動面、  ５…転動体、  ６…ねじりばね、  ７…除去部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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