(57)【要約】【課題】慣性質量体が揺動すべき軌道からその慣性質量体が転動穴の側壁面側に偏った場合に、その慣性質量体を元の揺動すべき軌道に戻すことができるダイナミックダンパを提供することを目的とする。【解決手段】回転体１の周辺部に演習方向に沿って形成された転動穴２の内壁面のうち回転体１の中心方向を向く面２ａが、遠心力を受ける慣性質量体３を回転体１の円周方向に揺動させる転動面４とされたダイナミックダンパにおいて、転動面４を挟んだ左右の少なくともいずれか一方に側壁面６が形成され、慣性質量体３を揺動させるべき軌道から慣性質量体３が側壁面６側に偏った場合に、慣性質量体３と転動面４とが接触する面のうち慣性質量体３の幅方向での中心位置から側壁面６側の領域における転動方向での摩擦力が、中心位置から側壁面６とは反対側の領域における転動方向での摩擦力より大きくなるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の周辺部に円周方向に沿って形成された転動穴の内壁面のうち前記回転体の中心方向を向く面が、前記回転体の回転に伴って遠心力を受ける慣性質量体を前記回転体の円周方向に揺動させる転動面とされたダイナミックダンパにおいて、
前記転動面を挟んだ左右の少なくともいずれか一方に側壁面が形成され、
前記慣性質量体を揺動させるべき軌道から前記慣性質量体が前記側壁面側に偏った場合に、前記慣性質量体と前記転動面とが接触する面のうち前記慣性質量体の幅方向での中心位置から前記側壁面側の領域における転動方向での摩擦力が、前記中心位置から前記側壁面側とは反対側の領域における転動方向での摩擦力より大きくなるように構成されていることを特徴とするダイナミックダンパ。
【請求項２】
前記転動面は、前記転動穴の内部に向かって突出して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダイナミックダンパ。
【請求項３】
前記転動面は、弾性体で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のダイナミックダンパ。
【請求項４】
前記転動面は、該転動面に沿って揺動する前記慣性質量体の外周面の幅よりも狭く形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のダイナミックダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転体に取り付けられて、そのトルク変動もしくは捩り振動を吸収もしくは減衰するダイナミックダンパに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンのクランクシャフトや変速機のインプットシャフトあるいはドライブシャフトなどの回転体は、エンジンからの起振力に起因して、その軸心の周りに固有の捩り振動を起こすことが知られている。この捩り振動とエンジンのシリンダの爆発回転速度の周期とが共振することを抑制するために、前述したような回転体に取り付けられて、捩り振動を吸収もしくは減衰させるダイナミックダンパが知られている。
【０００３】
そのダイナミックダンパの一例として、回転体に転動穴を形成して、その転動穴内に転動可能な慣性質量体を収納したものが知られている。この種のダイナミックダンパは、回転体が回転することにより、その回転に起因して生じる遠心力により転動穴の内壁面に沿って往復運動をすることにより、回転体の捩り振動を抑制するように構成されている。
【０００４】
しかしながら、上述したクランクシャフトやインプットシャフトあるいはドライブシャフトなどの回転体には、その回転体の軸線方向の振動あるいは荷重が生じることがある。そのため、転動穴内に収納された慣性質量体は、転動穴の側壁面と衝突して打音もしくは異音を生じる可能性がある。
【０００５】
特許文献１には、転動穴の側壁面と慣性質量体との衝突を防止するためのダイナミックダンパが記載されている。つまり、転動穴と慣性質量体とのいずれか一方に凹部を形成して、その凹部と係合する凸部を他方の部材に形成することにより、慣性質量体の往復運動をガイドするように構成されている。したがって、回転体にその回転体の軸線方向の振動あるいは荷重が生じて、慣性質量体がその回転体における軸線方向に移動することを防止することができる。
【０００６】
また、特許文献２には、転動穴と慣性質量体とをそれぞれ球状に形成することにより、回転体に軸線方向の振動あるいは荷重が生じた場合に、転動穴内で慣性質量体が回転体の軸線方向に揺動するように構成されたダイナミックダンパが記載されている。
【０００７】
さらに、特許文献３には、慣性質量体が揺動するために形成された転動穴の転動面を矩形あるいは台形もしくは傾斜面として、慣性質量体の外形を、その転動面に沿って揺動することができるように形成したすなわち慣性質量体のガイド機能を備えたダイナミックダンパが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−１９３６８４号公報
【特許文献２】特開平１１−３２５１８２号公報
【特許文献３】特開２００３−１４０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１および３に記載されたダイナミックダンパは、転動面と慣性質量体とが係合しているので、回転体の軸線方向に振動あるいは荷重が生じた場合には、その転動面と慣性質量体との係合部が接触して、慣性質量体の移動を規制することができる。そのため、慣性質量体と転動穴の側壁面との衝突を防止することができるので、その衝突による打音や異音を防止することができる。しかしながら、転動面に形成されたガイド部の回転体における軸線方向の面と、慣性質量体に形成された係合部の回転体における軸線方向の面とが接触をすることがある。その接触による接触抵抗により、慣性質量体の揺動が妨げられ、その結果、慣性質量体の往復運動の次数ずれが生じるもしくは振動減衰効果が低減する可能性がある。
【００１０】
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、慣性質量体が揺動すべき軌道からその慣性質量体が転動穴の側壁面側に偏った場合に、その慣性質量体を元の揺動すべき軌道に戻すことができるダイナミックダンパ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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、回転体の周辺部に円周方向に沿って形成された転動穴の内壁面のうち前記回転体の中心方向を向く面が、前記回転体の回転に伴って遠心力を受ける慣性質量体を前記回転体の円周方向に揺動させる転動面とされたダイナミックダンパにおいて、前記転動面を挟んだ左右の少なくともいずれか一方に側壁面が形成され、前記慣性質量体を揺動させるべき軌道から前記慣性質量体が前記側壁面側に偏った場合に、前記慣性質量体と前記転動面とが接触する面のうち前記慣性質量体の幅方向での中心位置から前記側壁面側の領域における転動方向での摩擦力が、前記中心位置から前記側壁面側とは反対側の領域における転動方向での摩擦力より大きくなるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記転動面は、前記転動穴の内部に向かって突出して形成されていることを特徴とするダイナミックダンパである。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記転動面は、弾性体で形成されていることを特徴徴とするダイナミックダンパである。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記転動面は、該転動面に沿って揺動する前記慣性質量体の外周面の幅よりも狭く形成されていることを特徴とするダイナミックダンパである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、回転体の回転に伴って遠心力を受ける慣性質量体を回転体の円周方向に揺動させる転動面が設けられている。したがって、回転体の回転トルクが変動した場合に、その慣性質量体が揺動して回転体の捩り振動を抑制することができる。また、転動面を挟んだ左右の少なくともいずれか一方に側壁面が形成され、慣性質量体を揺動させるべき軌道から慣性質量体が側壁面側に偏った場合に、慣性質量体と転動面とが接触する面のうち慣性質量体の幅方向での中心位置から側壁面側の領域における転動方向での摩擦力が、中心位置から側壁面とは反対側の領域における転動方向での摩擦力より大きくなるように構成されているので、慣性質量体が、側壁面側に移動して、慣性質量体の外周面に作用する摩擦力のバランスが変化した場合には、その摩擦力の差により慣性質量体が転動面の幅の中心に向けて力を受ける。そのため、慣性質量体を揺動させるべき軌道にその慣性質量体を移動させることができるので、慣性質量体と側壁面との接触を防止もしくは抑制することができる。また、慣性質量体と転動面との摩擦力により、慣性質量体を、その慣性質量体が揺動すべき軌道に移動させることができるので、その慣性質量体と他の部材との接触抵抗による往復運動の次数ずれや減衰効果の減少を抑制もしくは防止することができる。
【００１６】
また、請求項２の発明によれば、転動面が転動穴の内部に向かって突出しているので、請求項１と同様の効果を得ることができる。また、その転動面を形成する加工が容易である。
【００１７】
さらに、請求項３の発明によれば、転動面が弾性体で形成されているので、請求項１の効果に加えて、慣性質量体が転動穴内で回転体の径方向に振動あるいは移動した場合でも、その振動や移動による慣性質量体と転動面との衝撃力を抑制することができる。また、慣性質量体と転動面とが衝突して異音や打音が発生することを抑制もしくは防止することができる。
【００１８】
そして、請求項４の発明によれば、転動面は、慣性質量体の外周面の幅よりも狭く形成されているので、慣性質量体が回転体の軸線方向にずれると、そのずれを修正する方向に摩擦力が作用する。また、そのずれ量が微量であっても慣性質量体に作用する摩擦力のバランスが変化するので、慣性質量体はより正確な往復運動をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明に係るダイナミックダンパの一例を示す概略図である。
【図２】回転体の外周側の一部とその回転体に形成された転動穴とを示す概略図である。
【図３】その慣性質量体と転動面との接触状態を示す概略図である。
【図４】この発明に係るダイナミックダンパの他の例を示す概略図である。
【図５】その慣性質量体と転動面との接触状態を示す概略図である。
【図６】この発明に係るダイナミックダンパの更に他の一例を示す概略図であり、回転体が停止した状態を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
つぎにこの発明に係るダイナミックダンパについて説明する。図１および図２は、第１の構成例を説明するための概略図であって、回転体１の周辺部の一部とその回転体１に形成された転動穴２とその転動穴２の内壁面２ａに沿って揺動する慣性質量体３とを示した図である。図に示す転動穴２は、回転体１の端部から軸線方向に窪んで形成されていて、回転体１の周辺部の円周方向に沿って内壁面２ａが形成されている。また、その内壁面２ａには、図１に示すように転動穴２の内部に向かって突出して形成された転動面４が形成されている。その転動面４は、回転体１の捩り振動のうち減衰させようとする次数と慣性質量体３が往復運動をする次数とが一致するように形成されている。つまり、慣性質量体３の往復運動の次数は、回転体１の回転中心から慣性質量体３の往復運動の回転中心までの距離と、慣性質量体３の往復運動の回転中心から慣性質量体３までの距離とにより定まるので、慣性質量体３の往復運動の次数が回転体１の捩り振動のうち減衰させようとする次数と一致するように転動面４が形成されている。なお、この転動面４は、慣性質量体３が揺動する範囲のみに形成してもよく、あるいは転動穴２の内周壁の全域に亘って形成してもよい。そして、その転動穴２には、円柱状の慣性質量体３が収納されている。この慣性質量体３は、回転体１が回転することに起因して生じる遠心力により慣性質量体３の外周面３ａが転動面４に押しつけられて、その転動面４を揺動するものである。また、転動穴２の開口部には、他の部材あるいはカバー５などが取り付けられて密閉された状態となっている。
【００２１】
さらに、転動面４の幅Ｍは、慣性質量体３の幅Ｌよりも狭く形成されていて、図３（ａ）に示すように慣性質量体３の幅Ｌの中心Ｇと転動面４の幅Ｍの中心とが一致して慣性質量体３が揺動するように構成されている。しかしながら、慣性質量体３に軸方向の振動あるいは荷重が生じた場合は、慣性質量体３と転動面４とはガイド機能を備えていないので、図３（ｂ）に示すように慣性質量体３を揺動させるべき軌道から慣性質量体３が偏った状態となる。
【００２２】
そして、第１の構成例では、慣性質量体３を揺動させるべき軌道から慣性質量体３が偏った状態で慣性質量体３が往復運動をすると、慣性質量体３の外周面３ａに作用する摩擦力のバランスが変化する。具体的に説明すると、図３（ｂ）に示す例では、慣性質量体３が転動面４の右側に移動して、その慣性質量体３と転動面４との接触している面積は、慣性質量体３の幅の中心Ｇから右側の面積が左側の面積に対して小さくなるので、慣性質量体３に作用する摩擦力は、慣性質量体３の中心Ｇより左側が大きくなる。そして、慣性質量体３は、図における上方向に転動しているので、慣性質量体３は、反時計回り方向の力が生じる。したがって、慣性質量体３は図における上方向に慣性力を受けているので、上記の摩擦力とその慣性力との合力により、図における左上の方向に力を受ける。その結果、慣性質量体３は、回転しつつ転動面４の幅Ｍの中心に向かって移動する。そして、慣性質量体３の中心Ｇと転動面４の幅Ｍの中心とが一致することにより、上述した摩擦力がバランスするので、慣性質量体３に作用する図における左右方向の荷重がなくなり、慣性質量体３は、その慣性質量体３を揺動させるべき軌道上を往復運動することができる。
【００２３】
上述したように転動面４を第１の構成例のように形成することにより、慣性質量体３の往復運動をガイドする溝やレールを設けずに、慣性質量体３を揺動させるべき軌道にその慣性質量体３を移動させることができるので、転動穴の側壁面６（他の部材やカバー５などの壁面を含む）との衝突を防止もしくは抑制することができる。また、慣性質量体３の外周面３ａと転動面４との摩擦力のみにより慣性質量体３を移動させることができるので、慣性質量体３とその慣性質量体３の揺動をガイドするための他の部材との接触などによる慣性質量体３の往復運動の次数ずれや減衰効果の低減を抑制もしくは防止することができる。さらに、慣性質量体３の揺動をガイドするための他の部材を設けず、また高精度の加工を要しないので、低コストで形成することができる。
【００２４】
つぎに第２の構成例について説明する。図４は、第２の構成例を説明するための概略図であり、転動穴２の断面を示したものである。図に示す例では、回転体１の周辺部の円周方向に沿って内壁面２ａが形成されている。また、その内壁面２ａの中央部には、転動面４が形成されていて、その転動面４は、転動面４を挟んで形成された内壁面２ａの摩擦係数より高い部材で形成されている。また、その転動面４の幅Ｍは、上記の第１の構成例と同様に慣性質量体３の外周面３ａの幅Ｌよりも狭く形成されている。
【００２５】
そして、図５は、第２の構成例の慣性質量体３と転動面４との接触状態を示したものであり、図５（ａ）に示すように慣性質量体３を揺動させるべき軌道は、慣性質量体３の中心Ｇと転動面４の幅Ｍの中心とが一致している状態である。一方、回転体１の軸線方向に振動や衝撃あるいは荷重が生じた場合には、図５（ｂ）に示すように慣性質量体３を揺動させるべき軌道から慣性質量体３が偏った状態となる。
【００２６】
この第２の構成例では、慣性質量体３を揺動させるべき軌道から慣性質量体３が偏った状態で慣性質量体３が往復運動をすると、慣性質量体３の外周面３ａに作用する摩擦力のバランスが変化する。つまり、図５（ｂ）に示す例では、慣性質量体３が転動面４の右側に移動しているので、慣性質量体３の外周面３ａが転動面４と接している面積は、慣性質量体３の中心Ｇから右側よりも左側の方が大きくなり、その慣性質量体３に作用する摩擦力は、慣性質量体３の中心Ｇから右側よりも左側の方が大きくなる。したがって、図に示す例では、慣性質量体３が図における上側に転動しているので、慣性質量体３は、反時計回り方向の力が生じて上方向に慣性力を受けているので、上記の摩擦力とその慣性力との合力により、図における左上の方向に力を受ける。その結果、慣性質量体３は、図における上側に回転しつつ転動面４の幅Ｍの中心に向かって移動する。そして、慣性質量体３の中心Ｇと転動面４の幅Ｍの中心とが一致することにより、上述した摩擦力がバランスするので、慣性質量体３に作用する図における左右方向の荷重がなくなり、慣性質量体３は、その慣性質量体３を揺動させるべき軌道上を往復運動することができる。
【００２７】
したがって、転動面４を第２の構成例のように形成することにより、慣性質量体３の往復運動をガイドする溝やレールを設けずに、慣性質量体３を揺動させるべき軌道にその慣性質量体３を移動させることができるので、転動穴の側壁面６（他の部材やカバー５などの壁面を含む）との衝突を防止もしくは抑制することができる。また、慣性質量体３の外周面３ａと転動面４との摩擦力のみにより、慣性質量体３を揺動させるべき軌道にその慣性質量体３を移動させることができるので、慣性質量体３とその慣性質量体３の揺動をガイドするための他の部材との接触などによる慣性質量体３の往復運動の次数ずれや減衰効果の低減を抑制もしくは防止することができる。さらに、慣性質量体３の揺動をガイドするための他の部材を設けず、また高精度の加工を要しないので、低コストで形成することができる。そして、転動穴２の内周面２ａと接する慣性質量体３の外周面３ａを全体で受けることができるので、その外周面３ａの面圧を低減することができ、その結果、慣性質量体３の疲労強度を向上させることができる。
【００２８】
さらに、第３の構成例について説明する。図６は第３の構成例を説明するための概略図である。また、図６（ａ）は回転体１が停止している状態あるいは低回転数で回転している状態を示したものであり、図６（ｂ）は回転体１が高回転数で回転している状態を示したものである。図に示す例では、回転体１の周辺部の円周方向に沿って内壁面２ａが形成されている。また、その内壁面２ａには、図に示すように転動穴２の内部に向かって突出して形成された転動面４が形成されている。また、その転動面４は摩擦係数が高い弾性部材で形成されている。さらに、その転動面４の幅Ｍは、上記の各構成例と同様に慣性質量体３の外周面３ａの幅Ｌよりも狭く形成されている。
【００２９】
したがって、慣性質量体３に過渡的な衝撃や振動などが加わり、転動面４と慣性質量体３とが衝突した場合には、その衝突を和らげる緩衝材として機能することができる。また、その衝突による打音もしくは異音を抑制もしくは防止することができる。さらに、他の内壁面２ａとの衝突を防止することができるので、慣性質量体３の摩耗を防止することができる。
【００３０】
また、第３の構成例では、回転体２が高回転数で回転した場合には、慣性質量体３は、その回転に起因する遠心力により転動面４に押しつけられる。そして、その押圧力により弾性体が変形して図６（ｂ）に示すように転動面４と他の内壁面２ａとが同一の平面となったときには、上記の第２の構成例と同様の効果を得ることができる。また、回転体１の回転数が低く、転動面４と他の内壁面２ａとが同一の平面とならない場合であっても、第１の構成例と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、この発明に係るダイナミックダンパは、上述した構成に限定されない。すなわち、上述した各構成例では、転動面４の幅Ｍが慣性質量体３の外周面３ａの幅Ｌよりも狭く構成されているが、転動面４の幅Ｍと慣性質量体３の外周面３ａの幅Ｌが同一であってもよく、あるいは、慣性質量体３の外周面３ａの幅Ｌが転動面４の幅Ｍよりも狭くてもよい。つまり、転動面４と慣性質量体３の外周面３ａとの幅Ｍ，Ｌの関係は、慣性質量体３の往復運動をする位置を許容する範囲で定めればよい。
【符号の説明】
【００３２】
１…回転体、  ２…転動穴、  ３…慣性質量体、  ４…転動面、  ５…カバー、  ６側壁面、  Ｍ…転動面の幅、  Ｌ…慣性質量体の幅、  Ｇ…慣性質量体の中心。
【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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