(57)【要約】【課題】回転体が低回転数で回転しているときの振動減衰効果を維持しつつ、慣性質量体および転動面の耐久性を向上させることのできるダイナミックダンパを提供する。【解決手段】転動面４，６は、第１転動面４と、その第１転動面４に対して回転体の軸線方向にずれた位置に形成されている第２転動面６とを備え、慣性質量体３には、回転体が回転することに伴う遠心力が小さい状態では第１転動面４に接触する第１外周面と、遠心力が大きい状態では、第１外周面が第１転動面４に接触していることに加えて、第２転動面６に接触する第２外周面とが形成されている。【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、
前記転動面は、第１転動面と、その第１転動面に対して前記回転体の軸線方向にずれた位置に形成されている第２転動面とを備え、
前記慣性質量体には、前記回転体が回転することに伴う遠心力が小さい状態では前記第１転動面に接触する第１外周面と、前記遠心力が大きい状態では、前記第１外周面が前記第１転動面に接触していることに加えて、前記第２転動面に接触する第２外周面とが形成されている
ことを特徴とするダイナミックダンパ。
【請求項２】
前記第１外周面と前記第２外周面との前記慣性質量体の中心軸線から半径が異なり、かつ第１外周面と第２外周面との少なくともいずれか一方が、前記慣性質量体に対して相対回転できるように構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。
【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、回転体の回転速度に基づいて慣性質量体に遠心力が作用して、慣性質量体と転動面とに摩擦力が生じるので、その転動面に沿って慣性質量体が転動しつつ揺動する。その結果、回転体の捩り振動を抑制することができる。
【０００４】
しかしながら、回転体が高速で回転するとその回転速度に基づいて遠心力が増加するので、慣性質量体と転動面との面圧および摩擦力が増加し、その結果、慣性質量体もしくは転動面の耐久性が低下してしまう。そのため、特許文献１に記載された装置は、慣性質量体の表面にフッ素樹脂被膜を形成して、慣性質量体と転動面との摩擦力を低下させて、慣性質量体もしくは転動体の摩耗を低減するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
上述した特許文献１に記載されたダイナミックダンパは、慣性質量体の表面にフッ素樹脂被膜を形成して、慣性質量体と転動面との摩擦力を低下させることによって、慣性質量体もしくは転動面の耐久性を向上させることができる。しかしながら、転動面の表面に沿って慣性質量体が転がりながら揺動することによって捩り振動を抑制するダイナミックダンパは、上述したように慣性質量体が転動面に沿って転がる必要がある。そのため、特許文献１に記載されたダイナミックダンパのように、慣性質量体もしくは転動面の摩擦力を低下させるように構成された場合には、回転体が低速で回転して慣性質量体に作用する遠心力が小さく、慣性質量体と転動面との面圧が低いと、慣性質量体が転動するために要する摩擦力を得られずに転動面上を滑ってしまい、その結果、ダイナミックダンパとしての振動減衰効果を得ることができなくなりもしくは低下してしまう可能性がある。
【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、回転体が低回転数で回転しているときの振動減衰効果を維持しつつ、慣性質量体および転動面の耐久性を向上させることの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】
【０００８】
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、前記転動面は、第１転動面と、その第１転動面に対して前記回転体の軸線方向にずれた位置に形成されている第２転動面とを備え、前記慣性質量体には、前記回転体が回転することに伴う遠心力が小さい状態では前記第１転動面に接触する第１外周面と、前記遠心力が大きい状態では、前記第１外周面が前記第１転動面に接触していることに加えて、前記第２転動面に接触する第２外周面とが形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１外周面と前記第２外周面との前記慣性質量体の中心軸線から半径が異なり、かつ第１外周面と第２外周面との少なくともいずれか一方が、前記慣性質量体に対して相対回転でき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である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、回転体が回転することに伴う遠心力が小さい状態では、第１転動面と慣性質量体の第１外周面とが接触して慣性質量体が転動面上を転動するので、従来のダイナミックダンパと同様の振動減衰効果を得ることができる。また、遠心力が大きい状態では、第１転動面と第１外周面とに加えて、第２転動面と第２外周面とが接触して慣性質量体が転動面上を転動する。したがって、遠心力が大きい状態では、慣性質量体と転動面との接触面積を増大させることができるので、その大きな遠心力を分散することができ、その結果、慣性質量体もしくは転動面の変形や耐久性の低下を抑制もしくは防止することができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、第１外周面と第２外周面との慣性質量体の中心軸線からの半径が異なり、第１外周面と第２外周面との少なくともいずれか一方が、慣性質量体に対して相対回転できるように構成されているので、第１外周面と第２外周面との慣性質量体の中心軸線からの半径が異なっていても、第１外周面と第１転動面とが接触する面もしくは第２外周面と第２転動面とが接触する面のいずれかで滑りが生じてしまうことを抑制もしくは防止することができる。その結果、ダイナミックダンパとしての振動減衰効果を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明に係るダイナミックダンパの一例を示す断面図であり、第１の転動体と第１の転動面とが接触している状態を示す図である。
【図２】その正面図である。
【図３】第１の転動体と第１の転動面とが接触し、かつ第２の転動体と第２の転動面とが接触している状態を示す正面図である。
【図４】そのiv-iv断面を示す図である。
【図５】この発明のダイナミックダンパの耐久性を示すグラフである。
【図６】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り、第１の転動体と第１の転動面とが接触し、かつ第２の転動体と第２の転動面とが接触している状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。まず、この発明の対象とすることができるダイナミックダンパは、車両などの動力源からのトルクが伝達されるシャフトや回転体（以下、単に回転体と記す。）に搭載されて、その回転体の捩り振動を減衰するものである。そのため、この発明に係るダイナミックダンパの基礎となる構成は、従来のダイナミックダンパと同様に回転体の内部に転動穴を形成し、その転動穴に慣性質量体が収納されて構成されている。
【００１４】
したがって、動力源から伝達されたトルクの変動に起因して回転体の回転方向の捩り振動が生じる場合に、転動穴の内部に設けられた慣性質量体が、その転動穴の内壁面（以下転動面と記す。）上を転動しつつ、回転体に作用するトルクの変動方向に対して相対的に反対の方向に揺動して、その慣性質量体の動作によって回転体の捩り振動を抑制もしくは防止することができる。
【００１５】
一方、慣性質量体を転動運動させるために、慣性質量体と転動面とに一定の摩擦力を要する。また、その摩擦力は、慣性質量体が転動面に押し付けられる面圧に比例して変化する。さらに、その面圧は、慣性質量体に作用する遠心力に比例し、慣性質量体と転動面との接触面積に反比例して変化する。したがって、回転体が低速で回転している場合には、慣性質量体の遠心力が小さいので、面圧が小さくなり、それとは反対に回転体が高速で回転している場合には、慣性質量体の遠心力が大きいので、面圧が大きくなる傾向にある。その結果、回転体が低速で回転している場合での摩擦力を確保するために、慣性質量体と転動面との接触面積を小さくすると、回転体が高速で回転した場合に、慣性質量体もしくは転動面の変形が生じたり、耐久性が低下する可能性がある。それとは反対に、回転体が高速回転しているときの慣性質量体もしくは転動面の変形や耐久性の低下を抑制するように、慣性質量体と転動面との接触面積を大きくすると、回転体が低速で回転しているときに十分な摩擦力を得ることができない場合がある。
【００１６】
したがって、この発明に係るダイナミックダンパは、回転体の回転速度に基づいて慣性質量体と転動面との接触面積を変更するように構成されている。図１ないし４は、この発明を説明するための構成例を概略的に示したものである。また、図１および図２が回転体１が低速で回転している状態を示す図であり、図３および図４が回転体１が高速で回転している状態を示す図である。さらに、図２および図３は、回転体１に形成された転動穴２およびその転動穴２に収納されている慣性質量体３を示す正面図であり、図１および図４は、図２および図３における径方向の断面を示した断面図である。
【００１７】
図１ないし図４に示す転動穴２は、回転体１の円周方向に複数形成された転動穴２の一箇所を示したものである。この転動穴２は、回転体１の軸線方向に窪んで形成されたものである。また、転動穴２は、従来知られたのダイナミックダンパの構成と同様に、回転体１の回転中心とは異なる位置を中心として、回転体１の外周側に形成された円弧状の面（以下、第１転動面４と記す。）と、その第１転動面４より回転体１の内周側に形成された面５とで構成されている。さらに、ここで示す構成例では、図１に示すように第１転動面４の軸線方向の前後側に、第１転動面４より回転体１の外周側に窪んで第２転動面６が形成されている。言い換えると、第２転動面６に対して第１転動面４が回転体１の内周側に突出して形成されている。
【００１８】
また、それらの各転動穴２に収納された慣性質量体３は、円柱状に形成された転動体７と、その転動体７の外周側で、かつ転動体７の両端部側に転がり軸受け８を介して配置されたリング９とで構成されている。また、慣性質量体３の軸線を中心とした転動体７の外周面までの半径とリング９の外周面までの半径との差が、上述した第２転動面６から回転体１の内周側に突出した第１転動面４の突出量より小さく形成されている。つまり、図１に示すように第１転動面４と第１転動体７の外周面を単に接触させた状態では、第２転動面６とリング９の外周面とが接触しないように構成されている。
【００１９】
つぎに上述した構成のダイナミックダンパの作用について説明する。まず、回転体１が低速で回転している場合には、その回転に起因する遠心力によって慣性質量体３が転動面４，６側に荷重を受ける。そのため、第１転動面４と転動体７の外周面とが接触する。したがって、回転体１が低速で回転している状態で、回転体１のトルク変動が生じた場合には、第１転動面４と、転動体７の外周面とが接触した状態で慣性質量体３が転動するので、従来知られたダイナミックダンパと同様の効果を得ることができる。
【００２０】
また、回転体１が高速で回転している場合には、その回転に起因する遠心力が増大して、第１転動面４が転動体７に押されて外周側に変形する。その結果、図３および図４に示すように第１転動面４と転動体７の外周面とが接触した状態で、かつ第２転動面６とリング９の外周面とが接触する。したがって、回転体１が高速で回転することによる遠心力もしくはその遠心力に比例する摩擦力が増大したとしても、慣性質量体３と転動面４，６との接触面積が大きくなり、慣性質量体３と転動面４，６との面圧を低く設定することができるので、慣性質量体３もしくは転動面４，６の耐久性を向上させることができる。なお、図５にこの発明に係るダイナミックダンパおよび従来のダイナミックダンパの耐久性を示してあり、図に示す横軸は、回転体１のトルク変動の繰り返し数であり、縦軸が転動面４，６に作用する面圧である。また、図５に記載の実線がこの発明に係るダイナミックダンパを示し、破線が従来のダイナミックダンパを示す。
【００２１】
さらに、上述したように回転体１が高速で回転している場合には、リング９と第２転動面６とを接触させることによって、面圧を低くして慣性質量体３もしくは転動面４，６の耐久性を向上させることができるので、回転体１が低速で回転しているときに転動体７と第１転動面４との接触面積を小さくすることができる。その結果、回転体１の回転速度が低い場合であっても慣性質量体１を転動させることができるので、捩り振動を抑制することができる回転体１の回転速度の領域を大きくすることができる。
【００２２】
また、転動体７とリング９との間に転がり軸受け８が設けられているので、転動体７に対してリング９は相対回転可能となる。そのため、第１転動面４と第２転動面６との半径が異なっていても、転動体７と第１転動面４もしくはリング９と第２転動面６とに滑りが生じることがないので、回転体１が高速で回転した場合でも、振動減衰効果を得ることができる。
【００２３】
そして、従来のダイナミックダンパは、回転体が低速で回転している場合での慣性質量体と転動面との摩擦力を確保するように転動面を形成しているので、回転体の回転速度が増大することによって転動面が大きく変化してしまい、そのダイナミックダンパの振動次数が大きく変化してしまう。なお、ダイナミックダンパの振動次数は、回転体の回転中心から慣性質量体の振動の回転中心までの距離と、その慣性質量体の振動の回転中心から慣性質量体の重心までの距離とによって定めることができる。
【００２４】
しかしながら、この発明に係るダイナミックダンパは、回転体１の回転速度が増大した場合には、リング９の外周面と第２転動面６とが接触して接触面積を増大させるように構成されているので、従来のダイナミックダンパと比較して転動面４，６の変形量を小さくすることができる。言い換えると、第１転動面４と第２転動面６とを含む転動面４，６の受圧面積が、従来の転動面の受圧面積より大きく構成することができるので、その転動面４，６が変形するまでの許容荷重を大きくすることができる。その結果、その転動面４，６の変形量を小さくすることができるので、従来のダイナミックダンパよりも振動次数の変化量を小さくすることができる。
【００２５】
なお、この発明に係るダイナミックダンパは、回転体の回転速度に応じて、慣性質量体と転動面との接触面積が変化するように構成されていればよく、図６に示すように第１転動面４を転動穴２の軸線方向の両端側に形成し、その間を回転体１の外周側に窪んで形成された第２転動面６とし、かつ慣性質量体３の軸線方向における中央部にリング９を形成してもよい。また、転動面もしくは慣性質量体のいずれか一方が突出した形状で、かつ他方が外周側に突出した形状を備えてなくてもよい。要は、慣性質量体３に作用する遠心力によって、慣性質量体の外周面と転動面との接触面積が変化するように構成されていればよい。
【００２６】
さらに、上述した構成では、回転体１が低速で回転している時と高速で回転している時とで慣性質量体３と転動面４，６とが接触する面積が異なるように構成した例を挙げたが、その構成に加えて第３の転動面および第３の転動体を設けて、回転体が低速および中速ならびに高速で回転している時のそれぞれで慣性質量体と転動面とが接触する面積を変化させる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１…回転体、  ２…転動穴、  ３…慣性質量体、  ４…第１転動面、  ６…第２転動面、  ７…転動体、  ９…リング。
【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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