(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向における外側に凸となる円弧面を有する第１貫通孔と、円周方向における前記第１貫通孔と隣り合いかつ前記第１貫通孔と同一形状に形成された第２貫通孔と、半径方向における外側に凸となる円弧面を有しかつ円周方向における前記第２貫通孔を挟んで前記第１貫通孔とは反対側に形成された第３貫通孔と、円周方向における前記第３貫通孔を挟んで前記第２貫通孔とは反対側に前記第３貫通孔と同一形状に形成された第４貫通孔とを有する回転体と、
前記第１貫通孔に揺動可能に挿入された第１支持ピンが挿入されるとともに、半径方向における内側に凸となる円弧面を有する第５貫通孔と、前記第２貫通孔に揺動可能に挿入された第２支持ピンが挿入されるとともに、前記第５貫通孔と同一形状に形成された第６貫通孔とを有する第１質量体と、
前記第３貫通孔に揺動可能に挿入された第３支持ピンが挿入されるとともに、半径方向における内側に凸となる円弧面を有する第７貫通孔と、前記第４貫通孔に揺動可能に挿入された第４支持ピンが挿入されるとともに、前記第７貫通孔と同一形状に形成された第８貫通孔とを有する第２質量体と
を備えた振動低減装置において、
前記第１貫通孔における円弧面の曲率中心と前記第２貫通孔における円弧面の曲率中心との距離が、前記第５貫通孔における円弧面の曲率中心と前記第６貫通孔における曲率中心との距離よりも短く形成され、
前記第３貫通孔における円弧面の曲率中心と前記第４貫通孔における円弧面の曲率中心との距離が、前記第７貫通孔における円弧面の曲率中心と前記第８貫通孔における曲率中心との距離よりも長く形成されている
ことを特徴とする振動低減装置。
【請求項２】
請求項１に記載の振動低減装置において、
前記第１質量体が揺動する振れ幅が前記第２質量体が揺動する振れ幅よりも大きくなるように、前記第５貫通孔および前記第６貫通孔は、前記第７貫通孔および前記第８貫通孔よりも大きく形成され、
前記第１質量体が揺動する周波数が、前記第２質量体が揺動する周波数よりも小さくなるように構成されている
ことを特徴とする振動低減装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の振動低減装置において、
前記回転体の回転中心から前記第１質量体が揺動する中心点までの距離を、前記第１質量体の重心と前記第１質量体が揺動する中心点との距離で除算した値の平方根の値が、前記回転体の回転中心から前記第２質量体が揺動する中心点までの距離を、前記第２質量体の重心と前記第２質量体が揺動する中心点との距離で除算した値の平方根の値よりも小さくなるように構成されている
ことを特徴とする振動低減装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の振動低減装置において、
前記第１質量体および前記第２質量体は、前記回転体の円周方向に所定の長さを有する円弧状に形成され、
前記第１質量体および前記第２質量体は、外周縁の曲率半径が内周縁の曲率半径より小さく形成されている
ことを特徴とする振動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クランクシャフトや動力伝達軸などの捩り振動を低減するための装置に関し、特に捩り振動によって質量体が往復運動することにより捩り振動を減衰するように構成された装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１および２には、振動を低減する対象となる回転軸に連結された円盤状の回転体と、回転体の表裏両面に設けられ、その回転体の円周方向に揺動可能に連結され、かつ円弧状に形成された四つの質量体とにより構成された捩じり振動低減装置が記載されている。この回転体には、半径方向における外側に凸となる円弧面を有する貫通孔が、円周方向に所定の間隔を空けて複数形成されており、また、それぞれの質量体には、半径方向における内側に凸となる円弧面を有する貫通孔が、円周方向に二つずつ形成されている。そして、回転体に形成された貫通孔と、質量体に形成された貫通孔とに亘って、円柱状のピンが挿入されている。このピンは、回転体の一方の側面に設けられた質量体と、回転体の他方の側面に設けられた質量体とを連結するとともに、質量体の揺動をガイドするように構成されている。
【０００３】
また、特許文献２に記載された振動低減装置は、質量体が揺動した際に、質量体の端部が回転体の外縁よりも外側に飛び出ることを抑制するために、回転体に形成された貫通孔のうちの円弧面の曲率中心同士の距離が、質量体に形成された貫通孔のうちの円弧面の曲率中心同士の距離よりも大きくなるように形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１４−５０４３５１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／１１８２９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および２に記載された振動低減装置は、各質量体が同一の周期で揺動するように構成されている。したがって、エンジンの運転する気筒数を変更することができるように構成された車両に上述した振動低減装置を搭載した場合には、エンジンの運転する気筒数を変更する前後のいずれか一方の振動のみを減衰する構成となり、他方の振動の減衰に適した構成とはならない。
【０００６】
一方、エンジンの運転する気筒数を変更する前の振動を減衰するための質量体と、エンジンの運転する気筒数を変更した後の振動を減衰するための質量体とを、同一の回転体に取り付けると、隣り合う質量体が揺動する周期が異なることになるため、質量体同士が接触する可能性があり、またそのような接触を抑制するために質量体を小さく形成すると、振動を減衰する効果が低減する可能性がある。
【０００７】
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、複数の次数の振動を低減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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明は、半径方向における外側に凸となる円弧面を有する第１貫通孔と、円周方向における前記第１貫通孔と隣り合いかつ前記第１貫通孔と同一形状に形成された第２貫通孔と、半径方向における外側に凸となる円弧面を有しかつ円周方向における前記第２貫通孔を挟んで前記第１貫通孔とは反対側に形成された第３貫通孔と、円周方向における前記第３貫通孔を挟んで前記第２貫通孔とは反対側に前記第３貫通孔と同一形状に形成された第４貫通孔とを有する回転体と、前記第１貫通孔に揺動可能に挿入された第１支持ピンが挿入されるとともに、半径方向における内側に凸となる円弧面を有する第５貫通孔と、前記第２貫通孔に揺動可能に挿入された第２支持ピンが挿入されるとともに、前記第５貫通孔と同一形状に形成された第６貫通孔とを有する第１質量体と、前記第３貫通孔に揺動可能に挿入された第３支持ピンが挿入されるとともに、半径方向における内側に凸となる円弧面を有する第７貫通孔と、前記第４貫通孔に揺動可能に挿入された第４支持ピンが挿入されるとともに、前記第７貫通孔と同一形状に形成された第８貫通孔とを有する第２質量体とを備えた振動低減装置において、前記第１貫通孔における円弧面の曲率中心と前記第２貫通孔における円弧面の曲率中心との距離が、前記第５貫通孔における円弧面の曲率中心と前記第６貫通孔における曲率中心との距離よりも短く形成され、前記第３貫通孔における円弧面の曲率中心と前記第４貫通孔における円弧面の曲率中心との距離が、前記第７貫通孔における円弧面の曲率中心と前記第８貫通孔における曲率中心との距離よりも長く形成されていることを特徴とするものである。
この発明では、前記第１質量体が揺動する振れ幅が前記第２質量体が揺動する振れ幅よりも大きくなるように、前記第５貫通孔および前記第６貫通孔は、前記第７貫通孔および前記第８貫通孔よりも大きく形成され、前記第１質量体が揺動する周波数が、前記第２質量体が揺動する周波数よりも小さくなるように構成されていてよい。
この発明では、前記回転体の回転中心から前記第１質量体が揺動する中心点までの距離を、前記第１質量体の重心と前記第１質量体が揺動する中心点との距離で除算した値の平方根の値が、前記回転体の回転中心から前記第２質量体が揺動する中心点までの距離を、前記第２質量体の重心と前記第２質量体が揺動する中心点との距離で除算した値の平方根の値よりも小さくなるように構成されていてよい。
この発明では、前記第１質量体および前記第２質量体は、前記回転体の円周方向に所定の長さを有する円弧状に形成され、前記第１質量体および前記第２質量体は、外周縁の曲率半径が内周縁の曲率半径より小さく形成されていてよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、回転体に形成された第１貫通孔における円弧面の曲率中心と第２貫通孔における円弧面の曲率中心との距離が、第１質量体に形成された第５貫通孔における円弧面の曲率中心と第６貫通孔における曲率中心との距離よりも短く形成され、回転体に形成された第３貫通孔における円弧面の曲率中心と第４貫通孔における円弧面の曲率中心との距離が、第２質量体に形成された第７貫通孔における円弧面の曲率中心と第８貫通孔における曲率中心との距離よりも長く形成されている。したがって、第１質量体が揺動する周期と第２質量体が揺動する周期とが異なることを要因として第１質量体と第２質量体とが接近した場合であっても、第１質量体における第２質量体側の端部が、回転体の内側に向かって揺動し、第２質量体における第１質量体側の端部が、回転体の外側に向かって揺動する。そのため、回転体の振動の次数が低いときに第１質量体が揺動することによりその振動を低減し、回転体の振動の次数が高いときに第２質量体が揺動することによりその振動を低減するように構成した場合であっても、各質量体同士が接触することを抑制することができる。また、そのように各質量体が接近する方向に移動しても接触することを抑制することができるので、各質量体を大きくすることができる。その結果、振動を減衰する効果が低下することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施例における振動低減装置の構成の一例を説明するための正面図である。
【図２】第１質量体に形成された貫通孔と、回転体に形成された貫通孔との位置関係を説明するための拡大図である。
【図３】第５質量体に形成された貫通孔と、回転体に形成された貫通孔との位置関係を説明するための拡大図である。
【図４】各質量体が揺動した状態を説明するための正面図である。
【図５】第１質量体に形成された貫通孔と、回転体に形成された貫通孔との外径を異ならせた構成例を示す拡大図である。
【図６】第１質量体に扇状の貫通孔を形成した例を示す拡大図である。
【図７】第１質量体と回転体とに円弧溝の貫通孔を形成した例を示す拡大図である。
【図８】回転体に楕円状の貫通孔を形成した例を示す拡大図である。
【図９】第１質量体に楕円状の貫通孔を形成した例を示す拡大図である。
【図１０】第１質量体と回転体とに楕円状の貫通孔を形成した例を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明の実施例における振動低減装置の構成の一例を説明するための正面図を図１に示している。図１に示す振動低減装置１は、円盤状に形成された回転体２を備えている。この回転体２は、図示しないエンジンのクランクシャフトや、変速機の入力軸などの捩り振動を低減する対象となる回転軸と一体に回転するように連結されている。この回転体２における外周部には、円形の貫通孔が八つ形成されている。具体的には、比較的外径が大きい第１貫通孔３と、回転体２の円周方向に第１貫通孔３と所定の間隔を空けかつ第１貫通孔３と同一の形状に形成された第２貫通孔４とが形成されており、回転体２の回転中心を中心として各貫通孔３，４と点対称の位置に、各貫通孔３，４と同一の形状に形成された第３貫通孔５と第４貫通孔６とが形成されている。この第１貫通孔３が、この発明の実施例における第１貫通孔に相当し、第２貫通孔４が、この発明の実施例における第２貫通孔に相当する。
【００１２】
また、回転体２の円周方向において第２貫通孔４を挟んで反対側には、第１貫通孔３や第２貫通孔４よりも外径が小さく形成された第５貫通孔７が形成されており、その第５貫通孔７を挟んで第２貫通孔４とは反対側に第５貫通孔７と同一の形状に形成された第６貫通孔８が形成されている。さらに、回転体２の回転中心を中心として第５貫通孔７と第６貫通孔８と点対称の位置に、第５貫通孔７や第６貫通孔８と同一の形状に形成された第７貫通孔９と第８貫通孔１０とが形成されている。この第５貫通孔７が、この発明の実施例における第３貫通孔に相当し、第６貫通孔８が、この発明の実施例における第４貫通孔に相当する。
【００１３】
そして、各貫通孔３，４，５，６，７，８，９，１０には、回転体２の板厚方向に突出するとともに、各貫通孔３，４，５，６，７，８，９，１０の内面に沿って揺動することができるように支持ピン１１が挿入されている。この支持ピン１１は、回転体２の表裏両面に設けられた後述する質量体に形成された貫通孔にも挿入されるように構成されている。これらの支持ピン１１が、この発明の実施例における各支持ピンに相当する。
【００１４】
上述したように構成された回転体２の一方の側面に円弧状に形成された四つの質量体１２，１３，１４，１５が配置され、かつ回転体２の他方の側面に円弧状に形成された図示しない四つの質量体が配置されている。これら各質量体１２，１３，１４，１５は、回転体２に作用するトルクが変動した場合に、そのトルクの変化に応じて揺動するように構成されている。具体的には、上記第１貫通孔３および第２貫通孔４が形成された部分に、第１質量体１２が配置されており、回転体２を挟んで第１質量体１２とは反対側に第１質量体１２と同一の形状に形成された図示しない第２質量体が配置されている。この第１質量体１２には、長手方向の中央部分を挟んで両側に、第１貫通孔３および第２貫通孔４との外径はほぼ同一の外径となる円形の貫通孔１６，１７が形成されている。なお、回転体２の回転中心を中心として、第１質量体１２と点対称の位置に、第１質量体１２と同一の形状に形成された第３質量体１３が設けられ、回転体２を挟んで第３質量体１３と反対側の位置に図示しない第４質量体が設けられている。この第１質量体１２が、この発明の実施例における第１質量体に相当し、第１質量体１２に形成された貫通孔１６，１７が、この発明の実施例における第５貫通孔および第６貫通孔に相当する。
【００１５】
また、回転体２の回転方向における第１質量体１２と第３質量体１３との間に、円弧状に形成された第５質量体１４が配置され、回転体２を挟んで第５質量体１４とは反対側に第５質量体１４と同一の形状に形成された図示しない第６質量体が配置されている。この第５質量体１４には、長手方向の中央部分を挟んで両側に、第５貫通孔７および第６貫通孔８との外径とほぼ同一の外径となる円形の貫通孔１８，１９が形成されている。なお、回転体２の回転中心を中心として、第５質量体１４と点対称の位置に、第５質量体１４と同一の形状に形成された第７質量体１５が設けられ、回転体２を挟んで第７質量体１５と反対側の位置に図示しない第８質量体が設けられている。この第５質量体１４が、この発明の実施例における第２質量体に相当し、第５質量体１４に形成された貫通孔１８，１９が、この発明の実施例における第７貫通孔および第８貫通孔に相当する。
【００１６】
上述したように構成された各質量体１２，１３，１４，１５は、回転体２の回転数に応じた遠心力により外周側に移動して、回転体２に形成された貫通孔３，４，５，６，７，８，９，１０と、質量体１２，１３，１４，１５に形成された貫通孔１６，１７，１８，１９との間に支持ピン１１が挟み込まれる。その状態で、回転体２のトルクが変動すると、すなわち回転体２の角加速度が変化すると、回転体２に形成された貫通孔３，４，５，６，７，８，９，１０のうち、回転体２の内側に向けて凸となる円弧面、および各質量体１２，１３，１４，１５も形成された貫通孔１６，１７，１８，１９のうち、回転体２の外側に向けて凸となる円弧面に沿って支持ピン１１が揺動し、それに伴って各質量体１２，１３，１４，１５が揺動する。そのように各質量体１２，１３，１４，１５が揺動する軌跡が、後述する捩り振動の次数に合わさるように各貫通孔３，４，５，６，７，８，９，１０，１６，１７，１８，１９の外径や、それらの貫通孔３，４，５，６，７，８，９，１０，１６，１７，１８，１９を形成する位置が設定されている。
【００１７】
一方、上述した回転体２には、運転する気筒数を変更することができる図示しないエンジンが連結されている。このエンジンから出力されるトルクは、燃料の爆発に応じた周期で変動しており、そのトルク変動の次数は、運転する気筒数に応じて変化する。具体的には、４サイクル型のエンジンであれば、運転する気筒数の半分が、トルク変動の次数となる。そのため、図１に示す例では、第１質量体１２と第３質量体１３とが、エンジンの運転する気筒数が少ない場合に、そのトルクの変動に起因した回転体２の振動を低減するように設けられている。具体的には、回転体２の回転中心から、第１質量体１２が揺動する中心点までの距離を、第１質量体１２の重心と第１質量体１２が揺動する中心点との距離で除算した値の平方根の値が、少気筒数でエンジンが運転している場合におけるトルク変動の次数に一致するように構成されている。
【００１８】
また、第５質量体１４と第７質量体１５とが、エンジンの運転する気筒数が多い場合に、そのトルクの変動に起因した回転体２の振動を低減するように設けられている。具体的には、回転体２の回転中心から、第５質量体１４が揺動する中心点までの距離を、第５質量体１４の重心と第５質量体１５が揺動する中心点との距離で除算した値の平方根の値が、多気筒数でエンジンが運転している場合におけるトルク変動の次数に一致するように構成されている。
【００１９】
そのように少気筒数でエンジンが運転している場合に、そのトルクの変動に応じて揺動する質量体１２，１３と、多気筒数でエンジンが運転している場合に、そのトルクの変動に応じて揺動する質量体１４，１５とを同一の回転体２に隣接して設けると、隣接した質量体同士が揺動する周期が異なることとなり、隣接した質量体同士が接触する可能性がある。
【００２０】
そのため、図１に示す例では、第１質量体１２および第３質量体１３は、隣接する質量体に接近する側の端部が、回転体２の内側に向くように揺動し、第５質量体１４および第７質量体１５は、隣接する質量体に接近する側の端部が、回転体２の外側に向くように揺動するように構成されている。
【００２１】
具体的には、図２に示すように第１質量体１２に形成された貫通孔１６，１７の中心の距離Ａ１が、第１貫通孔３と第２貫通孔４との中心の距離Ｂ１よりも長くなるように形成され、図３に示すように第５質量体１４に形成された貫通孔１８，１９の中心の距離Ａ２が、第５貫通孔７と第６貫通孔８との中心の距離Ｂ２よりも短くなるように形成されている。
【００２２】
図４には、上述した振動低減装置１に作用するトルクが変動して、各質量体１２，１３，１４，１５が揺動した状態を示している。図４に示すように、第１質量体１２が第５質量体１４側に接近するときに、第１質量体１２のうち第５質量体１４側の端部が、回転体２の内周側に向き、第５質量体１４が第１質量体１２側に接近するときに、第５質量体１４のうち第１質量体１２側の端部が、回転体２の外周側に向くように揺動する。そのため、隣接した第１質量体１２と第５質量体１４とが接近するように揺動した場合であっても、それらの質量体１２，１４が接触することを抑制することができる。その結果、質量体１２，１４が接触することによる異音の発生を抑制することができる。
【００２３】
また、上述したように質量体１２，１４同士が接触することを抑制することができるので、質量体１２，１４を隣接して配置することができる。そのため、質量体１２，１４を大型化すること、言い換えると、質量体１２，１４の質量を増大させることができるため、制振性能を向上させることができる。さらに、第１質量体１２は、第５質量体１４よりも低周波数で揺動することにより揺動する振れ幅が大きくなるものの、その第１質量体１２の端部が、回転体２の内側に向けて揺動するように構成されているので、回転体２の外縁から各質量体１２，１３，１４，１５が飛び出ることを抑制することができる。その結果、各質量体１２，１３，１４，１５を大型化すること、言い換えると、各質量体１２，１３，１４，１５の質量を増大させることができ、制振性能を向上させることができる。
【００２４】
なお、第１質量体１２に形成された貫通孔１６，１７の中心の距離が、第１貫通孔３と第２貫通孔４との中心の距離よりも長くなるように形成され、第５質量体１４に形成された貫通孔１８，１９の中心の距離が、第５貫通孔７と第６貫通孔８との中心の距離よりも短くなるように形成されていればよく、回転体２に形成された貫通孔３，４（７，８）と、質量体１２（１４）に形成された貫通孔３，４（７，８）との外径の大きさが異なっていてもよい。したがって、図５に示すように第１質量体１２に形成された貫通孔１６，１７を、第１貫通孔３および第２貫通孔４の外径よりも小さく形成していてもよい。
【００２５】
また、第１質量体１２に形成された貫通孔１６，１７が、第１貫通孔３および第２貫通孔４の外径よりも大きく形成されていてもよく、さらに、その貫通孔１６，１７は、支持ピン１１が接触して揺動する面が形成されていればよく、円形の貫通孔に限らない。すなわち、図６に示すように扇状の貫通孔２０，２１を、第１質量体１２に形成し、その貫通孔２０，２１の半径が、第１貫通孔３および第２貫通孔４の半径よりも大きく形成してもよい。なお、図６に示す例は、第１質量体１２に半径の大きい貫通孔を形成するため、貫通孔２０，２１を扇形としている。
【００２６】
さらに、図７に示すように第１質量体１２に円弧溝の貫通孔２２，２３を形成し、回転体２に円弧溝の貫通孔２４，２５を形成してもよい。このように円弧溝の貫通孔２２，２３，２４，２５を形成することにより、回転体２の半径方向における支持ピン１１の位置決めをすることができる。またさらに、図８に示すように回転体２に、楕円状の貫通孔２６，２７を形成してもよく、あるいは、図９に示すように第１質量体１２に、楕円状の貫通孔２８，２９を形成してもよく、もしくは、図１０に示すように第１質量体１２と回転体２との双方に、楕円状の貫通孔を形成してもよい。その場合には、回転体２に作用するトルクの変動が生じていない場合、すなわち、図１に示すように第１質量体１２が揺動していない場合に支持ピン１１が接触する各貫通孔２６，２７，２８，２９の接触面における曲率中心を、上述した貫通孔３，４，１６，１７の中心の位置となるように形成すればよい。
【００２７】
なお、第３質量体１３、第５質量体１４、第７質量体１５に形成された貫通孔の形状や、回転体２における上記各質量体１３，１４，１５と同一の位置に形成された貫通孔の形状を図３ないし図８に示す構成としていてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１…振動低減装置、  ２…回転体、  ３，４，５，６，７，８，９，１０，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９…貫通孔、  １１…支持ピン、  １２，１３，１４，１５…質量体。
【図１】
0006414013.tif 000002
【図２】
0006414013.tif 000003
【図３】
0006414013.tif 000004
【図４】
0006414013.tif 000005
【図５】
0006414013.tif 000006
【図６】
0006414013.tif 000007
【図７】
0006414013.tif 000008
【図８】
0006414013.tif 000009
【図９】
0006414013.tif 000010
【図１０】
0006414013.tif 000011