(57)【要約】【課題】簡素な構成で回転体に対する連結部材と慣性質量体との軸線方向への移動を抑制することができ、かつ、連結部材の質量を低減してガイド面に掛かる負荷を低減することのできる捩り振動低減装置を提供する。【解決手段】回転体２と、慣性質量体８と、回転体２と慣性質量体８とにトルク伝達可能に設けられた連結部材３と、回転方向には連結部材３を拘束し、半径方向には移動可能に連結部材３を保持する第１連結部７と、遠心力によって連結部材３が押し付けられて係合する第２連結部１２とを有する捩り振動低減装置１において、回転体２は、回転中心軸線方向への連結部材３の移動を規制する第１規制部４Ｆ，４Ｒを有し、慣性質量体８は、回転中心軸線方向への連結部材３の移動を規制する第２規制部１０Ｆ，１０Ｒを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクが入力されて回転する回転体と、前記トルクが変動することにより前記回転体に対して相対的に回転する慣性質量体と、前記回転体と前記慣性質量体とに対してトルク伝達可能に設けられた連結部材と、前記回転体の回転方向には前記連結部材を拘束するとともに前記回転体の半径方向には移動可能に前記連結部材を保持する前記回転体に設けられた第１連結部と、遠心力によって前記連結部材が押し付けられて係合する前記慣性質量体に設けられた第２連結部とを有し、前記回転体に対する前記慣性質量体の相対回転によって前記回転体の捩り振動を抑制する捩り振動低減装置において、
前記回転体は、前記回転体の回転中心軸線方向で両側から前記連結部材を挟み込むように構成されていて前記回転中心軸線方向への前記連結部材の移動を規制する第１規制部を有し、
前記慣性質量体は、前記回転中心軸線方向で両側から前記連結部材を挟み込むように構成されていて前記回転中心軸線方向への前記連結部材の移動を規制する第２規制部を有している
ことを特徴とする捩り振動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力されたトルクの変動（振動）に起因する捩り振動を低減させる振動低減装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、トルクが入力される回転体と、前記トルクの変動によって回転体に対して相対回転する慣性体と、回転体と慣性体とをトルク伝達可能に連結する転動体とを有している。回転体には、回転体の回転方向には拘束し、半径方向には移動可能に転動体を連結するガイド溝部が設けられている。慣性体には、円周方向に一定の間隔で前記慣性体を板厚方向に貫通するガイド孔が形成されており、ガイド孔の内壁面のうち半径方向で外側の内壁面が、遠心力によって転動体が押し付けられる円弧状の転動面となっている。転動体は円柱状の軸部と、軸部の両側に設けられた軸部より大径のフランジ部とによって構成されており、各フランジ部のうち一方のフランジ部がガイド溝部に配置され、各フランジ部の間に慣性体が位置している。すなわち、転動体は断面がＨ形を成しており、軸部の外周面に転動面が接触する。転動体の一方のフランジ部はガイド溝部に配置されているから、転動体は回転体の回転方向には回転体と一体となって回転してトルクを伝達する。そして、トルクが変動することによって転動面上を往復動すると、ガイド溝部と前記一方のフランジ部との間における慣性体の慣性に基づくトルクの作用箇所が、半径方向に変化する。回転体に対する慣性体の相対回転と、前記半径方向での慣性体の慣性に基づくトルクの作用箇所の変化とによって、回転体におけるトルクの変動やそれに起因する捩り振動が低減される、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１４５８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された構成では、転動体は断面形状がＨ形を成しており、各フランジ部の間に慣性体が位置している。前記フランジ部は、転動体と慣性体とが軸線方向に相対移動した場合に、慣性体の側面に引っかかって上述した相対移動を抑制できるものの、転動体と慣性体との間のトルクの伝達には特には関与しない。つまり、フランジ部の分、転動体の質量が増大し、転動面に掛かる転動体の質量に応じた荷重すなわち負荷が増大してしまう。
【０００５】
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、簡素な構成で回転体に対する連結部材と慣性質量体との軸線方向への移動を抑制することができ、かつ、連結部材の質量を低減してガイド面に掛かる負荷を低減することの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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記の目的を達成するために、トルクが入力されて回転する回転体と、前記トルクが変動することにより前記回転体に対して相対的に回転する慣性質量体と、前記回転体と前記慣性質量体とに対してトルク伝達可能に設けられた連結部材と、前記回転体の回転方向には前記連結部材を拘束するとともに前記回転体の半径方向には移動可能に前記連結部材を保持する前記回転体に設けられた第１連結部と、遠心力によって前記連結部材が押し付けられて係合する前記慣性質量体に設けられた第２連結部とを有し、前記回転体に対する前記慣性質量体の相対回転によって前記回転体の捩り振動を抑制する捩り振動低減装置において、前記回転体は、前記回転体の回転中心軸線方向で両側から前記連結部材を挟み込むように構成されていて前記回転中心軸線方向への前記連結部材の移動を規制する第１規制部を有し、前記慣性質量体は、前記回転中心軸線方向で両側から前記連結部材を挟み込むように構成されていて前記回転中心軸線方向への前記連結部材の移動を規制する第２規制部を有していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、回転体に形成された第１規制部と慣性質量体に形成された第２規制部とは共に、連結部材を挟み込むように構成されている。そのため、軸線方向への回転体に対する連結部材の移動が第１規制部によって規制され、連結部材に対する慣性質量体の移動が第２規制部によって規制される。つまり、軸線方向への回転体に対する慣性質量体の移動を規制することができ、回転体に対する慣性質量体の相対回転が安定化し、制振性能を向上することができる。また、連結部材によって回転体や慣性質量体を挟み付けないため、連結部材の構成を簡素化してその質量を低減することができる。そのため、連結部材と慣性質量体との間のトルクの伝達箇所である第２連結部に作用する連結部材の質量に応じた荷重すなわち負荷を低減することができる。また、連結部材の構造を簡素化できるため、連結部材の製造コストや加工コストなどを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の正面図である。
【図２】図１に示すII−II線に沿う矢視断面図である。
【図３】図１に示すIII−III線に沿う矢視断面図である。
【図４】この発明の実施形態における慣性質量体の各プレートを締結する締結手段の一例を示す模式図である。
【図５】この発明の実施形態における慣性質量体の各プレートを締結する締結手段の他の例を示す模式図である。
【図６】この発明の実施形態における慣性質量体の各プレートを締結する締結手段の更に他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の正面図であり、図２は、図１に示すII−II線に沿う矢視断面図である。なお、ここに示す捩り振動低減装置１は、回転中心軸線方向（以下の説明では、単に軸線方向と記す。）での中央部分を挟んで両側がほぼ対称の形状に構成されている。したがって、以下の説明では、一方側の構成、および、他方側の構成のうち一方側の構成と異なる部分のみについて説明し、他方側の構成のうち一方側の構成と同様の部分についてはその説明を省略する。なお、一方側と他方側とで同一の構成については、図中において一方側の部材の参照符号に「Ｆ」を付し、他方側の部材の参照符号に「Ｒ」を付してある。
【００１０】
図１および図２に示す捩り振動低減装置１は、図示しない駆動力源と図示しない駆動対象部との間に設けられて、それらの間で伝達されるトルクの変動を低減するものであり、駆動力源の出力軸や駆動対象部の入力軸などの回転軸と同軸上に取り付けられる。駆動力源は例えばエンジンである。駆動対象部は例えば変速機であって、変速比がステップ的に変化する有段式の変速機、もしくは、変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機などの従来知られた変速機であってよい。具体的には、捩り振動低減装置１は円板状に形成された回転体２を備えている。回転体２はトルクを受けて回転するとともに、トルクの変動によって捩り振動する。回転体２は上述した回転軸に一体に形成されていてもよく、あるいは、上述した回転軸と一体となって回転するように回転軸に連結されていてもよい。回転体２の両側面には、この発明の実施形態における連結部材に相当する遠心マス３を、回転体２の回転方向には拘束して回転体２と共に移動させかつ回転体２の半径方向には移動可能に係合するアーム部４Ｆ，４Ｒがそれぞれ設けられている。アーム部４Ｆ，４Ｒは回転体２を挟んで対称に、当該回転体２の円周方向に一定の間隔をあけて設けられている。
【００１１】
先ず、遠心マス３の構造について説明すると、遠心マス３は軸長の短い円柱状もしくは円板状などに形成されていて、遠心マス３の両側における各中心部には軸線方向に突出した連結ピン５Ｆ，５Ｒがそれぞれ設けられている。この連結ピン５Ｆ，５Ｒの外径はアーム部４Ｆ，４Ｒにおける後述する凹部７Ｆ，７Ｒの幅とほぼ同一、もしくは凹部７Ｆ，７Ｒの幅より僅かに小さくなっている。
【００１２】
アーム部４Ｆ，４Ｒは、ここに示す例では、回転体２における一方の側面に４本ずつ、合計８本設けられている。回転体２の直径上で、回転体２の回転中心２Ａを挟んで互いに反対側に位置する一対のアーム部４Ｆ，４Ｒ同士は前記直径上で互いに反対方向に延びている。アーム部４Ｆ，４Ｒの長さ方向での一方の端部は、リベット止めやボルト止めあるいは溶接などの適宜の固定手段６によって回転体２の外周部分に固定されている。
【００１３】
アーム部４Ｆ，４Ｒの他方の端部には、前記半径方向で内側に窪んだ凹部７Ｆ，７Ｒが形成されている。凹部７Ｆ，７Ｒに、遠心マス３の両側の各中心部に軸線方向に突出して設けられた連結ピン５Ｆ，５Ｒが挿入される。つまり、軸線方向で遠心マス３の両側に、当該遠心マス３を挟み込むように、アーム部４Ｆ，４Ｒが位置しており、それらのアーム部４Ｆ，４Ｒによって軸線方向への遠心マス３の移動が規制されている。
【００１４】
上述した凹部７Ｆ，７Ｒの開口幅は連結ピン５Ｆ，５Ｒの外径とほぼ同一、もしくは、連結ピン５Ｆ，５Ｒの外径より僅かに大きく設定されている。そのため、連結ピン５Ｆ，５Ｒを凹部７Ｆ，７Ｒに挿入すると、回転体２の円周方向には凹部７Ｆ，７Ｒの内壁面に対して連結ピン５Ｆ，５Ｒが係合してそれらの間でトルクを伝達し、各遠心マス３は回転体２と共に前記円周方向に移動する。つまり、遠心マス３は回転体２と一体となって回転する。また、半径方向における凹部７Ｆ，７Ｒの深さは予め定めた深さに設定されており、連結ピン５Ｆ，５Ｒは凹部７Ｆ，７Ｒ内で当該凹部７Ｆ，７Ｒの底部７Ａを限度として回転体２の半径方向で内側に移動する。つまり、連結ピン５Ｆ，５Ｒは凹部７Ｆ，７Ｒ内に緩く嵌合している。なお、上述した軸線方向で両側から遠心マス３を挟み込むように構成されたアーム部４Ｆ，４Ｒや凹部７Ｆ，７Ｒが、この発明の実施形態における第１規制部に相当し、凹部７Ｆ，７Ｒがこの発明の実施態様における第１連結部に相当している。
【００１５】
また、捩り振動低減装置１は、トルクの変動が回転体２に入力された場合に、回転体２に対して相対回転する慣性質量体８を備えている。ここに示す慣性質量体８は、環状のセンタープレート９と、センタープレート９の両側にそれぞれ位置する環状のサイドプレート１０Ｆ，１０Ｒとを備え、各プレート９，１０Ｆ，１０Ｒを積層しかつ一体化して構成されている。上記のセンタープレート９は前記半径方向で回転体２の外側に前記回転体２と並んで配置され、つまり、回転体２と同心円状に配置されていて、その内径は回転体２の外径より僅かに大きく設定されている。これは、センタープレート９の質量を可及的に大きくするためである。なお、「並んで」とは、回転体２とセンタープレート９のそれぞれの少なくとも一部が、前記半径方向で重なり合っている状態を意味している。センタープレート９における回転体２の回転中心２Ａから半径方向にずれた位置に、すなわち所定の半径の円周上に、遠心マス３が配置される複数のガイド孔１１が、センタープレート９の円周方向に一定の間隔で形成されている。図１に示す例では、四つのガイド孔１１が形成されている。
【００１６】
ガイド孔１１は、その内部に配置された遠心マス３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、センタープレート９を板厚方向に貫通して形成されている。なお、ガイド孔１１の形状は、図１に示す楕円形状であってよく、あるいは単純な円形であってもよい。ガイド孔１１の内壁面のうちセンタープレート９の半径方向で外側の内壁面は、遠心マス３が遠心力によって押し付けられ、かつ、遠心力によって押し付けられた遠心マス３がトルクの変動すなわち捩り振動によって往復動するガイド面１２とされている。したがって、ガイド面１２の幅つまりセンタープレート９の板厚は、遠心マス３の軸長とほぼ同じ厚さ、もしくは、僅かに厚く設定されている。なお、上述したガイド面１２が、この発明の実施形態における第２連結部に相当している。
【００１７】
また、ガイド面１２の形状は、その長手方向での中央部が回転体２の回転中心２Ａから最も遠く、前記中央部からガイド面１２の両端部側にずれるほど回転体２の回転中心２Ａに遠心マス３が次第に接近する曲面となっている。上記の中央部が、トルクの変動がない場合に遠心マス３が位置するいわゆる中立点となっている。遠心マス３がトルク変動に応じて往復動する角度範囲は実験などにより予め求めることができる。なお、図１および図２に示す例では、遠心マス３は中立点に位置している。ガイド面１２に続いているガイド面１２の両側の内壁面が各ガイド孔１１を区画している境界面１３となっており、遠心マス３は境界面１３を限度として、あるいは境界面１３同士の間で往復動するように構成されている。
【００１８】
上記の一対のサイドプレート１０Ｆ，１０Ｒの外径は、センタープレート９の外径とほぼ同じに形成されている。また、サイドプレート１０Ｆ，１０Ｒの内径は、回転体２の回転中心２Ａからアーム部４Ｆ，４Ｒの他方の端部までの長さを半径とした円の外径より僅かに大きく設定されている。これは、サイドプレート１０Ｆ，１０Ｒの内周部とアーム部４Ｆ，４Ｒの他方の端部とが互いに干渉しないようにするためである。また、サイドプレート１０Ｆ，１０Ｒの内周部は、上述した中立点よりも回転体２の半径方向で内側に位置している。したがって、それらのサイドプレート１０Ｆ，１０Ｒの間に配置される遠心マス３が、軸線方向に移動した場合には、各サイドプレート１０Ｆ，１０Ｒのうちの一方の側面に遠心マス３が接触することにより軸線方向への遠心マス３の移動が規制され、また、遠心マス３が抜け出ないようになっている。各サイドプレート１０Ｆ，１０Ｒの板厚は、ここに示す例では、センタープレート９の板厚に対して薄く設定されている。なお、上述した軸線方向で両側から遠心マス３を挟み込むように構成された各サイドプレート１０Ｆ，１０Ｒが、この発明の実施形態における第２規制部に相当している。
【００１９】
センタープレート９の円周方向で互いに隣接するガイド孔１１の間には、板厚方向に貫通する貫通孔１４が形成されている。各サイドプレート１０Ｆ，１０Ｒにおける上記の貫通孔１４に対応する位置に、センタープレート９と同様に、貫通孔１４が形成されている。そして、センタープレート９と各サイドプレート１０Ｆ，１０Ｒとは、各貫通孔１４を互いにほぼ重ね合わせた状態で適宜の締結手段１５によって一体化されている。ここに示す例では、図３に示すように、各貫通孔１４を使用して各プレート９，１０Ｆ，１０Ｒがリベット１６によって締結されている。
【００２０】
次に、上記構成の捩り振動低減装置１の作用について説明する。回転体２にトルクが伝達されて回転体２が回転すると、回転体２の回転方向における凹部７の内壁面に遠心マス３が押し付けられて係合し、それらの間でトルクが伝達される。また、各遠心マス３は回転体２と共に回転し、各遠心マス３に遠心力が作用する。その遠心力がある程度大きくなると、各遠心マス３は凹部７内における前記半径方向で外側に移動し、センタープレート９のガイド面１２に遠心マス３が押し付けられる。この状態でトルクの変動がない場合には、ガイド面１２のうち回転体２の回転中心２Ａから最も離れた箇所である中立点に遠心マス３が位置する。また、捩り振動低減装置１の全体が一体となって回転する。
【００２１】
回転体２に入力されるトルクが変動すると、回転体２の回転に振動が生じると共に遠心マス３の回転に振動が生じる。また、各遠心マス３と慣性質量体８とが所定角度、相対回転し、各遠心マス３はガイド面１２に沿って転動しながら往復動する。ガイド面１２は上述したように、中立点からガイド面１２の両端部側にずれるほど回転体２の回転中心２Ａに遠心マス３が次第に接近する曲面となっているから、回転体２の半径方向における遠心マス３の位置がガイド面１２に沿って前記半径方向に変化する。これによって、凹部７内における遠心マス３の位置が前記半径方向に変化し、凹部７と遠心マス３の連結ピン５との接触箇所つまり回転体２に対して慣性質量体８の慣性トルクが作用する箇所が前記半径方向に変化する。このように、回転体２に対する慣性質量体８の相対回転と、回転体２に対する慣性質量体８の慣性トルクの作用箇所の変化とがトルク変動によって繰り返し生じる。言い換えれば、回転体２に対して慣性質量体８が振子のように機能する。その結果、トルクの変動や前記トルクの変動に起因する捩り振動を効果的に抑制できる。
【００２２】
また、トルクの変動やいわゆる外乱などによって、回転体２に対して遠心マス３や慣性質量体８を回転体２の軸線方向に移動させる荷重が遠心マス３や慣性質量体８に生じた場合について説明する。上記構成の捩り振動低減装置１では、前記軸線方向で遠心マス３の両側に、遠心マス３を挟み込むようにアーム部４Ｆ，４Ｒが位置している。そのため、前記荷重によって軸線方向で一対のアーム部４Ｆ，４Ｒのうち一方のアーム部４Ｆ側に遠心マス３が移動した場合には、例えば一方のアーム部４Ｆに遠心マス３が接触してそれ以上の移動が規制される。また、前記軸線方向で遠心マス３の両側に、遠心マス３を挟み込むように慣性質量体８のサイドプレート１０Ｆ，１０Ｒが位置している。そのため、前記荷重によって軸線方向で一対のサイドプレート１０Ｆ，１０Ｒのうち一方のサイドプレート１０Ｆ側に遠心マス３が移動した場合には、例えば一方のサイドプレート１０Ｆに遠心マス３が接触してそれ以上の移動が規制される。
【００２３】
したがって、上記構成の捩り振動低減装置１によれば、軸線方向への回転体２に対する遠心マス３の移動および慣性質量体８の移動を抑制できる。そのため、前記トルクの変動が生じた場合には、遠心マス３の往復動、および、回転体２に対する慣性質量体８の相対回転が安定して生じる。これにより制振性能が良好になる。また、上記構成の捩り振動低減装置１によれば、一対のサイドプレート１０Ｆ，１０Ｒや、一対のアーム部４Ｆ，４Ｒによって遠心マス３を挟み込むように構成されているため、遠心マス３の形状を上述したように円柱状や円筒状などの単純な形状とすることができる。そして、単純な形状であることにより、例えば、いわゆるプレス加工によって連結ピン５を有する遠心マス３を一体成形することができ、遠心マス３の製造や加工に掛かるコストを低減することができる。また、上記構成の遠心マス３を一体成形できることにより、その部品点数を削減して軽量化することができる。これによりガイド面１２に作用する遠心マス３の質量に応じた負荷、例えば面圧などを低減でき、ガイド面１２の耐久性、ひいては装置全体の耐久性を向上することができる。さらに、各プレート９，１０Ｆ，１０Ｒは所定の締結手段１５によって連結されるから、ガイド面１２に遠心マス３を配置した状態で蓋をするように各サイドプレート１０Ｆ，１０Ｒをセンタープレート９に連結すればよく、慣性質量体８に遠心マス３を組み付けるために、慣性質量体８に切り欠きを形成するなど、慣性質量体８の質量を低減することがない。これによっても制振性能を向上することができる。そして、軸線方向への遠心マス３や慣性質量体８の移動を抑制するための部材、例えば、軸受や当該軸受を支持する部材などを設けることがなく、装置の全体として簡素な構成とすることができる。
【００２４】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されないのであって、特許を請求している範囲で適宜に変更して実施することができる。例えば、各プレート９，１０Ｆ，１０Ｒ同士の締結は、図４に示すように、センタープレート９に対する一方のサイドプレート１０Ｆの締結を溶接によって行ってもよい。また、センタープレート９の貫通孔の内周面に雌ねじ１７を形成し、その雌ねじ１７に当該雌ねじ１７に係合するように構成された雄ねじであるボルト１８を係合させることによって、センタープレート９に他方のサイドプレート１０Ｒを締結してもよい。また、図５に示すように、ボルト１８と、当該ボルト１８に係合するナット１９とによって各プレート９，１０Ｆ，１０Ｒを締結してもよい。さらに、図６に示すように、各プレート９，１０Ｆ，１０Ｒの外周面を覆うように配置した板状片２０をいわゆるかしめることによって各プレート９，１０Ｆ，１０Ｒを締結してもよい。なお、各プレート９，１０Ｆ，１０Ｒの外周部の全周に亘ってそれらを締結するように前記板状片２０を配置してもよく、あるいは、円周方向に所定の間隔で板状片２０を配置して前記所定の間隔で各プレート９，１０Ｆ，１０Ｒを締結してもよい。各プレート９，１０Ｆ，１０Ｒ同士は、要は、互いに締結されていればよく、上述した締結手段以外に、ろう付けや金属接着剤などによって一体化されていてもよい。
【００２５】
また、図１に示す構成の捩り振動低減装置１では、各サイドプレート１０Ｆ，１０Ｒは前記半径方向で、アーム部４Ｆ，４Ｒの外側に所定の間隔をあけて配置される。そのため、各サイドプレート１０Ｆ，１０Ｒの板厚や形状などは、アーム部４Ｆ，４Ｒの大きさや形状などによる制約を受けない。すなわち、各サイドプレート１０Ｆ，１０Ｒの設計の自由度が高く、例えば各サイドプレート１０Ｆ，１０Ｒの板厚を増大させることにより、回転体を大型化することなく慣性質量体８の質量を増大させて振動減衰性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１…捩り振動低減装置、  ２…回転体、  ３…遠心マス（連結部材）、  ４，４Ｆ，４Ｒ…アーム部（第１規制部）、  ７，７Ｆ，７Ｒ…凹部（第１連結部）、  ８…慣性質量体、  １０，１０Ｆ，１０Ｒ…サイドプレート（第２規制部）、  １２…ガイド面（第２連結部）。
【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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