(57)【要約】【課題】回転部材の回転変動次数を吸収もしくは低減させることができる流動する流体内に配置された捩り振動低減装置を提供する。【解決手段】捩り振動する回転部材３の回転中心から離れた箇所に収容室４が設けられ、その収容室４の内壁面が転動面５とされ、振動していない中立状態を起点５ａとし、回転部材３の捩り振動に応じて転動面５に沿って起点５ａを往復運動する慣性質量体６が収容室４に収容されている捩り振動低減装置１において、慣性質量体６は、回転部材３の回転に伴って流動する流体中７に浸漬され、転動面５は曲面状をなすとともに、その曲面の曲率は、慣性質量体３の起点５ａを中心とした左右の振れ角θ１，２が起点５ａを挟んで互いに略等しくなるように、起点５ａより流体７の流動方向での前方側５ｂで後方側５ｃより大きくなっている。【選択図】図１
2013124682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
捩り振動する回転部材の回転中心から離れた箇所に収容室が設けられ、その収容室の内壁面が転動面とされ、振動していない中立状態を起点とし、前記回転部材の捩り振動に応じて前記転動面に沿ってその起点を往復運動する慣性質量体が前記収容室に収容されている捩り振動低減装置において、
前記慣性質量体は、前記回転部材の回転に伴って流動する流体中に浸漬され、
前記転動面は曲面状をなすとともに、その曲面の曲率は、前記慣性質量体の前記起点を中心とした左右の振れ角が前記起点を挟んで互いに略等しくなるように、前記起点より前記流体の流動方向での前方側で後方側より大きくなっている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。
【請求項２】
捩り振動する回転部材に、その捩り振動が生じた場合に前記回転部材の回転方向に相対的に往復振動する慣性質量体が複数箇所で連結され、かつ各連結箇所に、前記ねじり振動が生じた場合に前記慣性質量体を所定の軌道で往復振動するようにガイドするガイド曲面が形成された捩り振動減衰装置において、
前記慣性質量体は、前記回転部材の回転に伴って流動する流体中に浸漬され、
前記ガイド曲面は、前記捩り振動が生じていない状態で前記慣性質量体を前記回転部材に連結している起点を中心にした左右両側が湾曲しており、かつ、前記慣性質量体の前記起点を中心とした左右の振れ角が前記起点を挟んで互いに略等しくなるように、そのガイド曲面の曲率は、前記慣性質量体が前記流体の流動方向での前方側に振動した際にその慣性質量体を前記回転部材に連結する面の曲率に対して、前記慣性質量体が前記流体の流動方向での後方側に振動した際にその慣性質量体を前記回転部材に連結する面の曲率が異なっている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。
【請求項３】
前記ガイド曲面は、前記回転部材に設けられているとともに、そのガイド曲面の曲率は、前記慣性質量体が前記流体の流動方向での前方側に振動した際にその慣性質量体を前記回転部材に連結する面の曲率に対して、前記慣性質量体が前記流体の流動方向での後方側に振動した際にその慣性質量体を前記回転部材に連結する面の曲率が大きくなっていることを特徴とする請求項２に記載の捩り振動低減装置。
【請求項４】
前記ガイド曲面は、前記慣性質量体に設けられているとともに、そのガイド曲面の曲率は、前記慣性質量体が前記流体の流動方向での前方側に振動した際にその慣性質量体を前記回転部材に連結する面の曲率に対して、前記慣性質量体が前記流体の流動方向での後方側に振動した際にその慣性質量体を前記回転部材に連結する面の曲率が小さくなっていることを特徴とする請求項２または３に記載の捩り振動低減装置。
【請求項５】
前記ガイド曲面は、前記回転部材と前記慣性質量体とを連結する連結部材が、前記ねじり振動が生じた場合に所定の軌道で往復振動する曲面であることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の捩り振動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転部材に取り付けられて、そのトルク変動もしくは捩り振動を吸収もしくは低減する捩り振動低減装置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部材は、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部材に取り付けられて、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。そのようなダイナミックダンパの一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１には、回転部材の本体に、その回転部材の回転中心軸線から所定間隔だけ離れ、かつ、回転中心軸線に平行な軸線を中心とした半径の断面曲面状の案内面に沿って振子運動をおこなう質量体が設けられたダイナミックダンパが記載されている。上記の特許文献１に記載されている装置は、回転部材に回転振動またはこれに起因する捩り振動が生じると、質量体が慣性力によって回転部材の回転方向とは相対的に反対方向に、回転部材の回転中心軸に平行な軸線を中心として揺動して、所定の半径である断面曲面状の案内面に沿って振子運動をおこなうようになっている。言い換えれば、質量体が所定の半径である断面曲面状の案内面に沿って、振動角度分だけ振子運動するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
上記の特許文献１に記載されている装置は、質量体の往復運動次数を回転部材の回転変動次数に等しくすることにより、回転部材の回転変動（トルク変動）またはこれに起因する捩り振動を吸収もしくは減衰するように構成されている。回転部材のトルク変動および回転部材のトルク変動を振子が打ち消すトルクの算出式は、下記の（１）式のように
Ｆ＝Ｌ・ｍ・ｄ２θ／ｄｔ２・・・（１）
と表すことができる。つまり、回転部材のトルク変動Ｆは、回転部材の回転中心から振子の振動支点までの距離Ｌと回転部材の質量ｍと回転部材の角加速度ｄ２θ／ｄｔ２とによって表され、回転部材のトルク変動を質量体が打ち消すトルクＦは、質量体長さ（言い換えると軌道中心からの長さ）Ｌと質量体の質量ｍと質量体の角加速度ｄ２θ／ｄｔ２とによって表される。
【０００５】
ところで、図１１に示すように、上記の特許文献１に記載されている装置をトルクコンバータ等に充填された油等の流体内に配置した場合、流体は、回転部材の回転方向に流動する。このとき回転部材に回転変動またはこれに起因する捩り振動が生じると、質量体は、慣性力によって回転部材の回転方向とは相対的に反対方向に、回転部材の回転中心軸に平行な軸線を中心として案内面を転動して流体と対抗することとなり、流体内に配置されていない特許文献１に記載されている装置と比較して質量体の角加速度は遅くなるとともに、質量体の振れ角（振幅）θａが小さくなる。また、質量体は、慣性力によって回転部材の回転方向と同方向に移動した場合、回転部材の回転中心軸に平行な軸線を中心として案内面を転動して流体から回転方向に荷重が加えられ、その分、質量体の角加速度は速くなるとともに、質量体の振れ角（振幅）θｂが大きくなる。したがって、捩り振動低減装置が流体内に配置された場合、回転部材に生じた回転変動または捩り振動に応じた質量体は、流動する流体と順方向または逆方向に案内面を転動することにより、その振れ角が異なってしまい、質量体の往復運動次数を回転部材の回転変動次数に等しくすることができず、捩り振動低減能が低下させられるおそれがある。
【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って、回転部材の回転変動次数を吸収もしくは低減させることができる流動する流体内に配置された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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、捩り振動する回転部材の回転中心から離れた箇所に収容室が設けられ、その収容室の内壁面が転動面とされ、振動していない中立状態を起点とし、前記回転部材の捩り振動に応じて前記転動面に沿ってその起点を往復運動する慣性質量体が前記収容室に収容されている捩り振動低減装置において、前記慣性質量体は、前記回転部材の回転に伴って流動する流体中に浸漬され、前記転動面は曲面状をなすとともに、その曲面の曲率は、前記慣性質量体の前記起点を中心とした左右の振れ角が前記起点を挟んで互いに略等しくなるように、前記起点より前記流体の流動方向での前方側で後方側より大きくなっていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記の目的を達成するために、請求項２の発明は、捩り振動する回転部材に、その捩り振動が生じた場合に前記回転部材の回転方向に相対的に往復振動する慣性質量体が複数箇所で連結され、かつ各連結箇所に、前記ねじり振動が生じた場合に前記慣性質量体を所定の軌道で往復振動するようにガイドするガイド曲面が形成された捩り振動減衰装置において、前記慣性質量体は、前記回転部材の回転に伴って流動する流体中に浸漬され、前記ガイド曲面は、前記捩り振動が生じていない状態で前記慣性質量体を前記回転部材に連結している起点を中心にした左右両側が湾曲しており、かつ、前記慣性質量体の前記起点を中心とした左右の振れ角が前記起点を挟んで互いに略等しくなるように、そのガイド曲面の曲率は、前記慣性質量体が前記流体の流動方向での前方側に振動した際にその慣性質量体を前記回転部材に連結する面の曲率に対して、前記慣性質量体が前記流体の流動方向での後方側に振動した際にその慣性質量体を前記回転部材に連結する面の曲率が異なっていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記ガイド曲面は、前記回転部材に設けられているとともに、そのガイド曲面の曲率は、前記慣性質量体が前記流体の流動方向での前方側に振動した際にその慣性質量体を前記回転部材に連結する面の曲率に対して、前記慣性質量体が前記流体の流動方向での後方側に振動した際にその慣性質量体を前記回転部材に連結する面の曲率が大きくなっていることを特徴とする捩り振動低減装置である。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項２または３の発明において、前記ガイド曲面は、前記慣性質量体に設けられているとともに、そのガイド曲面の曲率は、前記慣性質量体が前記流体の流動方向での前方側に振動した際にその慣性質量体を前記回転部材に連結する面の曲率に対して、前記慣性質量体が前記流体の流動方向での後方側に振動した際にその慣性質量体を前記回転部材に連結する面の曲率が小さくなっていることを特徴とする捩り振動低減装置である。
【００１１】
さらに、請求項５の発明は、請求項２ないし４のいずれかの発明において、前記ガイド曲面は、前記回転部材と前記慣性質量体とを連結する連結部材が、前記ねじり振動が生じた場合に所定の軌道で往復振動する曲面であることを特徴とする捩り振動低減装置である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、慣性質量体が流体中に配置された場合、回転部材の捩り振動に応じた慣性質量体は、流体の流動方向の前方側または後方側に転動面を転動することになるが、起点を挟んで転動面の曲率が異なることで、慣性質量体の振れ角（振幅）をほぼ等しくするように構成している。そのため、慣性質量体に流体の抵抗が加えられたとしても、慣性質量体は起点を挟んでほぼ等しく振れるため、慣性質量体は、回転部材の捩り振動に応じたトルクを出力し、回転部材の捩り振動を打ち消すことができる。したがって、慣性質量体の振れ角をほぼ等しくすることで、慣性質量体の往復運動次数を回転部材の回転変動次数に等しくすることができ、捩り振動低減能を向上させることができる。
【００１３】
また、この発明によれば、慣性質量体が流体中に配置された場合、回転部材の捩り振動に応じた慣性質量体は、流体の流動方向の前方側または後方側に振れることになるが、起点を挟んでガイド曲面の曲率が異なることで、慣性質量体の振れ角をほぼ等しくするように構成している。そのため、慣性質量体が流体に荷重を加えられたとしても、慣性質量体は起点を挟んでほぼ等しく振れるため、慣性質量体は、回転部材の捩り振動に応じたトルクを出力し、回転部材の捩り振動を打ち消すことができる。したがって、慣性質量体の振れ角をほぼ等しくすることで、慣性質量体の往復運動次数を回転部材の回転変動次数に等しくすることができ、捩り振動低減能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明に係る捩り振動低減装置の構成の一例を拡大した模式図である。
【図２】この発明に係る捩り振動低減装置の構成の一例を示す正面図である。
【図３】この発明に係る捩り振動低減装置の構成の一例を示す断面図である。
【図４】この発明に係る慣性質量体の他の例を示す断面図である。
【図５】この発明に係る捩り振動低減装置の構成の一例に回転変動が生じた場合における慣性質量体の動作例を模式的に示す図である。
【図６】この発明に係る捩り振動低減装置の構成の他の例を拡大した模式図である
【図７】この発明に係る捩り振動低減装置の構成の他の例を示す正面図である。
【図８】この発明に係る捩り振動低減装置の構成の他の例を示す断面図である。
【図９】この発明に係る慣性質量体のさらに他の例を示す断面図である。
【図１０】この発明に係る捩り振動低減装置の構成の他の例に回転変動が生じた場合における慣性質量体の動作例を模式的に示す図である。
【図１１】転動面が左右対称である従来構造の捩り振動低減装置に回転変動が生じた場合における慣性質量体の動作例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
つぎにこの発明に係る捩り振動低減装置について説明する。図２には、この発明に係る捩り振動低減装置を回転部材に適用した実施例が模式的に示してある。捩り振動低減装置は、いわゆる振子式と称されるものであって、トルクを受けて回転する回転部材に、その回転部材に対して相対的に自由運動できる錘に相当する慣性質量体を保持させて構成されている。したがって、その回転部材は、車両に搭載される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、あるいはこれらに取り付けられてこれらと一体回転する部材があげられる。この発明では、その捩り振動低減装置を回転部材の回転に伴って流動する流体内に設ける構成とすることができ、特に流体伝動装置の内部に設けた構成としている。したがって、トルクコンバータの内部に設ける構成等があげられる。
【００１６】
この発明では、具体的に述べると、捩り振動低減装置１は、図２に示すように、図示しない動力源のクランクシャフト２と一体回転するフライホイール（回転部材）３と、そのフライホイール３の回転中心から離れた箇所に形成された中空の収容室４と、収容室４の内壁面に形成された転動面５と、その収容室４に収容され、回転部材３の回転変動あるいはこれに起因する捩り振動に応じて転動面５を往復運動する慣性質量体（ダンパマス）６とを主要な構成要素として構成されている。これらは、図３に示すように、油等の流体７に満たされた図示しないトルクコンバータ等のケース９の内部に配置されている。
【００１７】
慣性質量体６は、図２および図３に示すように、一例として円柱状の錘であって、その長さはフライホイール３の厚さよりも長く、また、その外径は収容室４を形成している外周側の面（転動面）５と内周側の面９との最大の間隔より小さくかつ収容室４の両側の最小の間隔より大きく設定されている。すなわち、慣性質量体６は、各収容室４の内部で左右方向に移動できるように構成されている。また、慣性質量体６は、回転部材３の回転に伴って流動する流体中に浸漬されている。なお、慣性質量体は、回転部材の回転変動次数もしくはこれに起因する捩り振動を吸収もしくは減衰させるためのものであるから、その慣性質量体の振子振動次数は、吸収もしくは減衰させたい回転部材の回転変動次数に等しくなるように設計されている。例えば、慣性質量体１０は、図４に示すように、収容室４の両側の間隔よりも外径が大きい円柱状の２つの錘が、フライホイール３を挟んで、収容室４を転動する収容室４の両側の間隔よりも外径が小さい円柱状の錘に連結されている構成であってもよい。また、慣性質量体には流体の荷重が加わることとなるから、慣性質量体は、流体の密度や流体との相対速度、慣性質量体の代表面積、抗力係数等を考慮して構成すればよい。
【００１８】
この発明に係る転動面は、曲面状をなすとともに、その曲面の曲率は、慣性質量体の起点を中心とした左右の振れ角が起点を挟んで互いに略等しくなるように、起点より流体の流動方向での前方側で後方側より大きくなっている。より具体的には、図１に示すように、前述したフライホイール３の回転中心軸線０Ａに平行な軸線１Ａを中心としたフライホイール３の捩り振動に応じた慣性質量体６の振れ角（振幅）θ１，θ２が、慣性質量体６が振動していない中立状態５ａである起点５ａを挟んで互いにほぼ等しくなるように、フライホイール３の回転方向における転動面の一方の曲面５ｂの曲率と、フライホイール３の回転方向における転動面の他方の曲面５ｃの曲率とが、前述した起点５ａを挟んで異なる。言い換えると、フライホイール３の回転方向における転動面の一方の曲面５ｂの曲率半径と、フライホイール３の回転方向における転動面の他方の曲面５ｃの曲率半径とが、前述した起点５ａを挟んで異なる。さらに具体的には、フライホイール３の回転方向における転動面の一方の曲面５ｂの曲率は、フライホイール３の回転方向における転動面の他方の曲面５ｃの曲率よりも大きく、転動面の一方の曲面５ｂと転動面の他方の曲面５ｃとが接続されて転動面５が形成されている。つまり、回転中心軸線に平行な軸線１Ａを支点とした振り子（慣性質量体６）の振子長さ（言い換えると、慣性質量体６の軌道中心の長さ）Ｌ１，Ｌ２は、フライホイール３の回転方向において起点５ａを挟んで異なる、と言い換えることもできる。さらに、転動面の一方の曲面５ｂと転動面の他方の曲面５ｃとの接続部分が滑らかに接続されている。具体的には、転動面の一方の曲面５ｂと転動面５ｃの他方の曲面との接続部分で接線が一致している。つまり、接線は転動面の一方の曲面５ｂおよび転動面の他方の曲面５ｃで共通である。
【００１９】
また言い換えると、例えば車両等が定常走行時において搭載されているエンジンのクランクシャフトに設けられたフライホイール等の回転数が一定で安定している場合、この発明に係る収容室内の慣性質量体６は、フライホイール３の回転数に応じた遠心力ならびに流体７の荷重が作用して、転動面５の最外周の所定の位置で振動しない状態にある。この振動しない状態にある転動面５の位置を中立状態と呼び、この中立状態を慣性質量体６が転動し始める起点５ａとしている。また、この起点５ａは、フライホイール３の回転中心軸線に平行な軸線１Ａを中心とした曲面状である転動面５の一点である。このフライホイール３の回転中心軸線に平行な軸線１Ａを極として起点５ａと結んだ線を始線としたときに、フライホイール３の回転順方向における転動面と極との距離は、フライホイール３の回転逆方向における転動面と極との距離よりも短い構成となっている。なお、慣性質量体には回転部材の回転方向および半径方向における流体の荷重ならびに回転部材の捩り振動が加えられることとなるから、その慣性質量体の振子振動次数が吸収もしくは減衰させたい回転部材の回転変動次数に等しくなるように、言い換えると慣性質量体の振れ角が起点を挟んでほぼ等しくなるように、転動面の曲率半径は設計されていればよい。つまり、この発明に係る転動面は、慣性質量体の振れ角が起点を挟んでほぼ等しくなるように、その転動面を構成する曲面の曲率半径が連続的に変化している構成としてもよく、例えば具体的な一例をあげると、インボリュート曲線あるいはこれに近似した擬似的なインボリュート曲線で形成された転動面でもよい。また、例えば、この発明に係る転動面を構成する曲面は、曲率半径が異なる複数の曲面を接続して形成されており、この複数の曲面の接続部分の接線が一致するように構成してもよい。
【００２０】
つぎに、前述したように構成されたこの発明に係る捩り振動低減装置の作用について説明する。図５に、フライホイール３に回転変動が生じた場合における慣性質量体６の動作例を模式的に示してある。クランクシャフト２が回転し始めて、それと一体にフライホイール３が回転し始めると、収容室４の慣性質量体６には、フライホイール３の回転数に応じた遠心力が作用する。これに加えて、クランクシャフト２が回転し始めて、それと一体にフライホイール３が回転し始めると、流体７はクランクシャフト２ならびにフライホイール３とともにフライホイール３の回転方向に流動し、慣性質量体６には、フライホイール３の回転数に応じた遠心流体圧ならび流体７の回転方向の荷重が作用する。すなわち、捩り振動低減装置１の回転数が上昇するほど大きな遠心力ならびに流体７の荷重が慣性質量体６に作用する。慣性質量体６は、その慣性質量体６に作用する遠心力ならびに流体７の荷重が慣性質量体６に作用する重力よりも大きくなることによって、収容室内において、フライホイール３の最外周縁側に移動する。そして、車両等が定常走行時には搭載されるエンジンのクランクシャフト２に設けられたフライホイール３の回転数が一定であり、すなわち、フライホイール３に回転変動が生じていない場合には、慣性質量体６は、図５（ａ）に示すように、いわゆる中立状態５ａになっている。
【００２１】
ついで、車両等が定常走行時において搭載されているエンジンのクランクシャフトに設けられたフライホイール３の回転数が一定で安定していたときに、制振対象のフライホイール３の回転数が上昇あるいは下降してある程度の大きさの回転変動が生じ、その回転変動もしくはこれに起因する捩り振動が入力された場合には、慣性質量体６は、それ自体の慣性力と上述した回転変動や捩り振動の大きさとに応じて、いわゆる中立状態５ａを起点５ａとして転動面５を予め定められた次数で往復運動し始める。すなわち、フライホイール３に回転変動や捩り振動が生じた場合に、慣性質量体６は慣性力によってその場に留まろうとするが、フライホイール３は回転しているため、結果的に、慣性質量体６は中立状態からフライホイール３の回転方向とは相対的に反対方向（言い換えると、起点より流体の流動方向での後方側）に転動する。
【００２２】
フライホイール３の回転数が上昇してある程度の大きさの回転変動が生じた場合において、上述した中立状態５ａからフライホイール３の回転方向と相対的に反対に転動する慣性質量体６は、図５（ｂ）に示すように、中立状態５ａを起点５ａとして後述する一方の転動面５ｂの曲率よりも小さい転動面５ｃを転動するが、フライホイール３の回転方向に流動する流体７と対抗することとなり、流体７から転動方向と反対の力が加えられて、その抵抗力が後述する一方の転動面５ｂのものよりも大きくなる。一方で、転動面５ｃの曲率は後述する一方の転動面５ｂの曲率よりも小さく構成されているため、回転中心軸線に平行な軸線１Ａを支点とした振り子（慣性質量体６）の振子長さＬ１は一方の転動面５ｂのものＬ２より長くなる。したがって、一方の転動面５ｂよりも曲率が小さい転動面５ｃにおいて起点５ａから位置エネルギーが最も高くなる箇所までの回転方向の移動距離は一方の転動面５ｂのものよりも長くなるとともに、一方の転動面５ｂよりも曲率が小さい転動面５ｃにおける慣性質量体６の振れ角（振幅）θ１は、後述する一方の転動面５ｂのものとほぼ等しくなるように構成されている。また、流体７と対抗するため慣性質量体６の角加速度ｄ２θ／ｄｔ２は一方の転動面５ｂのものよりも小さくなるが、慣性質量体６の振子長さ（言い換えると、フライホイール３の回転中心軸線に平行な軸線１Ａからの長さ）Ｌ１は一方の転動面５ｂのものＬ２よりも長くなる。したがって、慣性質量体６が流体７と対抗したとしても、慣性質量体６は振れ角がほぼ等しいため、フライホイール３の回転変動に応じたトルクＦを出力することができ、その結果、フライホイールの回転変動を打ち消すことができ、捩り振動を低減させることができる。
【００２３】
また、一方の転動面５ｂよりも曲率が小さい転動面５ｃにおいて振れ角θ１が最も大きくなった（言い換えると角速度が０になった）慣性質量体６は、フライホイール３の回転方向と同方向（言い換えると、起点より流体の流動方向での前方側）に転動面５ｃを転動し始めて、さらに流体７から回転方向に荷重が加えられることとなる。慣性質量体６は、図５（ｃ）に示すように、曲率が小さい転動面５ｃを転動して、起点５ａをこえて一方の転動面５ｂに移る。一方の転動面５ｂは、その転動面５ｂの曲率が前述した他方の転動面５ｃの曲率よりも大きく構成されている。つまり、他方の転動面５ｃよりも曲率が大きい転動面５ｂにおいて起点５ａから位置エネルギーが最も高くなる箇所までの回転方向の移動距離は他方の転動面５ｃよりも短くなるが、他方の転動面５ｃよりも曲率が大きい転動面５ｂにおける慣性質量体６の振れ角θ２は、他方の転動面５ｃのものθ１とほぼ等しくなるように構成されている。言い換えると、慣性質量体６が流体中に配置された場合、フライホイール３に生じた回転変動またはこれに起因する捩り振動に応じた慣性質量体６は、流動する流体７と順方向または逆方向に転動面５を転動することになるが、転動面５ａ，５ｃの曲率が異なることで、慣性質量体６の振れ角（振幅）θ１，θ２をほぼ等しくなるよう構成されている。また、流体７から荷重が加えられるため慣性質量体６の角加速度ｄ２θ／ｄｔ２は他方の転動面５ｃのものよりも大きくなるが、慣性質量体６の振子長さ（言い換えるとフライホイール３の回転中心軸線に平行な軸線１Ａからの長さ）Ｌ２は他方の転動面５ｃのものＬ１よりも短くなる。そのため、慣性質量体６が流体７に荷重を加えられたとしても、慣性質量体６は、フライホイール３の回転変動に応じたトルクを出力し、フライホイール３の回転変動を打ち消すことができる。したがって、慣性質量体の振れ角をほぼ等しく構成することで、慣性質量体の往復運動次数を回転部材の回転変動次数に等しくすることができ、捩り振動低減能を向上させることができる。
【００２４】
つぎに、図６には、この発明に係る捩り振動低減装置の他の実施例を模式的に示してある。ここに示す例は、捩り振動する回転部材に、その捩り振動が生じた場合に回転部材の回転方向に相対的に往復振動する慣性質量体が複数箇所で連結され、かつ各連結箇所に、ねじり振動が生じた場合に慣性質量体を所定の軌道で往復振動するようにガイドするガイド曲面が形成された捩り振動減衰装置を示している。
【００２５】
具体的に説明すると、この発明では、図６に示すように、図示しない動力源のクランクシャフト２には、一体回転するフライホイール３が設けられている。またこのフライホイール３には、捩り振動が生じた場合にフライホイール３の回転方向に相対的に往復振動する慣性質量体１１が複数箇所で連結されている。慣性質量体１１は、二本の連結部材（以下ピンという）１２によってフライホイール３に吊り下げるように構成している。その慣性質量体１１は、いわゆる中立状態において、その荷重が各ピン１２に対し、均等に作用するようになっている。
【００２６】
また、この発明に係る回転部材には、捩り振動が生じた場合に慣性質量体を所定の軌道で往復振動するようにガイドするガイド曲面が形成されている。具体的には、フライホイール３の回転中心から離れた箇所に複数の収容室１３が形成されており、この収容室１３はフライホイール３を厚さ方向に貫通するように形成されている。隣接する２つの収容室１３は、フライホイール３の回転軸０Ａを挟んで互いに対称に配置されており、慣性質量体１１を支持するピン１２が収容室内を移動可能にそれぞれ設けられている。また、収容室１３を形成している外周側の面１４は、慣性質量体１１を所定の軌道で往復振動するようにガイドするガイド曲面であるとともに、ピン１２が転動する転動面である。また、収容室１３を形成している内周側の面１５は、ピン１２が転動面１４を転動しやすいように転動面１４との間隔をあけて形成されている。
【００２７】
また、この発明に係る連結部材は、回転部材の回転中心軸線に平行な軸線を支点として回転部材の捩り振動に応じた慣性質量体を支持する複数の連結部材である。具体的に示すと、図７に示すように、隣接する収容室１３にはピン１２がそれぞれ配置されている。この収容されている２つのピン１２は、フライホイール３の回転中心軸線に平行な軸線２Ａを支点として往復運動する慣性質量体をフライホイール３に連結して支持するよう構成されている。このピン１２は、図８に示すように、同軸線上に並んだ慣性質量体１１の後述する孔とフライホイール３の収容室１３とを貫くようにそれぞれ配置されている。慣性質量体１１はこのピン１２に支持されて移動可能となっている。また、慣性質量体１１がいわゆる中立状態において、この２つのピン１２には、荷重がそれぞれ均等に作用するようになっている。また、ピン１２は、その長さがフライホイール３と慣性質量体１１との厚さよりも長く、またその外径が、図７に示すように、収容室１３を形成している外周側の面１４と内周側の面１５との最大の間隔および後述する孔を形成している外周側の面と内周側の面との最大の間隔より小さく設定されている。なお、回転中心軸線に平行な軸線は、回転中心軸線に一致してもよい。
【００２８】
また、この発明に係る慣性質量体は、図７ないし図８に示すように、２つの扇状の質量体１１ａが、フライホイール３を挟んで配置され、それら質量体の曲面の外周側が互いに接続された構成の錘である。この慣性質量体１１は、フライホイール３の周方向ならびに半径方向に移動可能に設けられている。また、扇状の質量体１１ａには、外周方向に向かって開く曲面状の孔１６が２つ形成されており、フライホイール３を挟んだ他方の質量体１１ａにも一方の質量体の孔１６の同軸線上に孔１６が設けられている。これらの孔１６には、この慣性質量体１１に捩り振動が生じた場合に所定の軌道で往復振動するようにガイドするガイド曲面１７が形成されている。また、慣性質量体１１は、フライホイール３の周方向に等間隔をあけて複数配置されている。なお、慣性質量体は、回転部材の回転変動次数もしくはこれに起因する捩り振動を吸収もしくは減衰させるためのものであるから、その慣性質量体の振子振動次数は、吸収もしくは減衰させたいフライホイールの回転変動次数に等しくなるように設計されている。例えば、図９に示すように、慣性質量体１８は、２つの扇状の質量体１８ａがフライホイール３を挟んで配置され、収容室１３を転動する収容室１３の両側の間隔よりも外径が小さい円柱状の２つの錘１８ｂに連結されている構成であってもよい。また、この発明に係る慣性質量体には流体の荷重が加わることとなるから、慣性質量体は、流体の密度や流体との相対速度、慣性質量体の代表面積、抗力係数等を考慮して構成すればよい。
【００２９】
この発明に係るガイド曲面は、捩り振動が生じていない状態で慣性質量体を回転体に連結している起点を中心にした左右両側が湾曲しており、かつ、慣性質量体の起点を中心とした左右の振れ角が起点を挟んで互いに略等しくなるように、そのガイド曲面の曲率は、慣性質量体が流体の流動方向での前方側に振動した際にその慣性質量体を回転体に連結する面の曲率に対して、前記慣性質量体が前記流体の流動方向での後方側に振動した際にその慣性質量体を前記回転体に連結する面の曲率が異なっている。
【００３０】
具体的には、図７に示すように、慣性質量体１１を支持するピン１２が挿入されているフライホイール３の収容室１３において、フライホイール３の回転方向におけるガイド曲面１４の一方の曲面の曲率は、収容室１３のガイド曲面１４の起点１４ａを挟んで、フライホイール３の回転方向におけるガイド曲面１４の他方の曲面１４ｃの曲率よりも大きく、ガイド曲面１４の一方の曲面１４ｂとガイド曲面１４の他方の曲面１４ｃとが接続されてガイド曲面１４が形成されている。さらに、慣性質量体１１の孔１６において、フライホイール３の回転方向における孔１６のガイド曲面１７の一方の曲面１７ｂの曲率は、孔１６のガイド曲面１７の起点１７ａを挟んで、フライホイール３の回転方向における孔１６のガイド曲面１７の他方の曲面１７ｃの曲率よりも大きく、ガイド曲面１７の一方の曲面１７ｂとガイド曲面１７の他方の曲面１７ｃとが接続されてガイド曲面１７が形成されている。つまり、回転中心軸線に平行な軸線２Ａを支点として往復運動する慣性質量体１１の振子長さＬは、フライホイール３の回転方向において慣性質量体１１が振動しない中立状態である起点１４ａないし１７ａを挟んで異なるように構成されている、と言い換えることもできる。さらに、フライホイール３のガイド曲面１４において、ガイド曲面１４の一方の曲面１４ｂとガイド曲面１４の他方の曲面１４ｃとの接続部分が滑らかに接続されている。また、慣性質量体１１の孔１６のガイド曲面１７において、ガイド曲面１７の一方の曲面１７ｂとガイド曲面１７の他方の曲面１７ｃとの接続部分が滑らかに接続されている。具体的には、フライホイール３のガイド曲面１４の一方の曲面１４ｂとガイド曲面１４の他方の曲面１４ｃとの接続部分で接線が一致している。また、慣性質量体１１のガイド曲面１７の一方の曲面１７ｂとガイド曲面１７の他方の曲面１７ｃとの接続部分で接線が一致している。つまり、接線はフライホイール３のガイド曲面１４の一方の曲面１４ｂおよび他方の曲面１４ｃで共通である。また、接線は慣性質量体１１のガイド曲面１７の一方の曲面１７ｂおよび転動面の他方の曲面１７ｃで共通である。
【００３１】
また言い換えると、例えば車両等が定常走行時において搭載されているエンジンのクランクシャフト２に設けられたフライホイール３の回転数が一定で安定している場合、この発明に係るピンに連結された慣性質量体１１は、フライホイール３の回転数に応じた遠心力ならびに流体７の荷重が作用して、フライホイール３に形成された曲面状のガイド曲面１４の最外周側の所定の位置１４ａおよび慣性質量体１１に形成された孔１６のガイド曲面１７の最内周側の所定の位置１７ａでピン１２が振動しない状態にある。このピン１２が振動しない状態にあるフライホイール３のガイド曲面１４の位置１４ａと慣性質量体１１のガイド曲面１７の位置１７ａとを中立状態と呼び、この中立状態をピン１２が転動し始める起点１４ａ，１７ａとしている。また、中立状態である慣性質量体１１の重心Ｇは、フライホイール３の回転中心軸線に平行な軸線２Ａを中心とした慣性質量体１１の重心軌道上の一点である。このフライホイール３の回転中心軸線に平行な軸線２Ａを極として中立状態である慣性質量体１１の重心Ｇと結んだ線を始線としたときに、流体７の流動方向での後方側における慣性質量体１１の重心Ｇと極２Ａとの距離Ｌ３は、流体７の流動方向での前方側における慣性質量体１１の重心Ｇと極２Ａとの距離Ｌ４よりも長い構成となっている。なお、慣性質量体には回転部材の回転方向および半径方向における流体の荷重ならびに回転部材の捩り振動が加えられることとなるから、その慣性質量体の振子振動次数が吸収もしくは減衰させたい回転部材の回転変動次数に等しくなるように、言い換えると慣性質量体の振れ角が中立状態である起点を挟んでほぼ等しくなるように、プレートの転動面の曲率半径および慣性質量体の転動面の曲率半径は設計されていればよい。また、この発明に係る転動面は、慣性質量体の振れ角が中立状態である起点を挟んでほぼ等しくなるように、転動面を構成する曲面の曲率半径が連続的に変化している構成としてもよく、例えば具体的な一例をあげると、インボリュート曲線あるいはこれに近似した擬似的なインボリュート曲線で形成された転動面でもよい。また、例えば、この発明に係る転動面を構成する曲面は、曲率半径が異なる複数の曲面を接続して形成されており、この複数の曲面の接続部分の接線が一致するように構成してもよい。
【００３２】
また、対面するフライホイール３に形成された収容室１３と慣性質量体１１に形成された孔１６とは、連結部材１２を中心とする点対称な形状である。言い換えると、連結部材であるピン１２が接触している収容室１３のガイド曲面１４と孔１６のガイド曲面１７とは、その接触している箇所の曲率が同じであるように構成されている。なお、この発明に係るガイド面は、起点を挟んで曲率が異なるように構成されていればよいので、回転部材または慣性質量体の少なくとも一方のガイド面の曲率が異なるように構成してもよい。
【００３３】
つぎに、前述したように構成されたこの発明に係る捩り振動低減装置の作用について説明する。図１０に、フライホイール３に回転変動が生じた場合における慣性質量体１１の動作例を模式的に示してある。クランクシャフト２が回転し始めて、それと一体にフライホイール３が回転し始めると、ピン１２に支持されている慣性質量体１１には、フライホイール３の回転数に応じた遠心力が作用する。これに加えて、クランクシャフト２が回転し始めて、それと一体にフライホイール３が回転し始めると、流体７はクランクシャフト２ならびにフライホイール３とともにフライホイール３の回転方向に流動し、ピン１２ならびに慣性質量体１１には、捩り振動低減装置１の回転数に応じた遠心流体圧ならび流体７の回転方向の荷重が作用する。すなわち、捩り振動低減装置１の回転数が上昇するほど大きな遠心力ならびに流体７の荷重がピン１２ならびに慣性質量体１１に作用する。慣性質量体１１は、その慣性質量体１１に作用する遠心力ならびに流体７の荷重が慣性質量体１１に作用する重力よりも大きくなることによって、フライホイール３に設けられたフライホイール３の外周縁側に移動する。慣性質量体１１を支持しているピン１２は、遠心力、流体７の荷重ならびに慣性質量体１１から作用を受けるので、慣性質量体１１の移動に伴い慣性質量体１１に形成された孔１６に沿って、孔１６の内周側に移動する。またこれと同時に、ピン１２は、その慣性質量体１１に作用する遠心力ならびに流体７の荷重が慣性質量体１１に作用する重力よりも大きくなることによって、フライホイール３の収容室内において、フライホイール３に設けられたフライホイール３の外周縁側に移動する。そして、車両等が定常走行時には搭載されるエンジンのクランクシャフト等のフライホイール３の回転数が一定であり、すなわち、フライホイール３に回転変動が生じていない場合には、慣性質量体１１は、図１０（ａ）に示すように、いわゆる中立状態になっている。また、ピン１２は、収容室１３の外周側であるガイド曲面１４と孔１６の内周側であるガイド曲面１７とにおいて、いわゆる中立状態になっている。なお、フライホイール３が回転しているときには、遠心力が働くため、慣性質量体１１に設けられた孔１６の内周側に形成された転動面１６とピン１２とは常に接触しており、また収容室１３の外周側に形成されたガイド曲面１４とピン１２とが常に接触していることとなる。
【００３４】
ついで、車両等が定常走行時において搭載されているエンジンのクランクシャフト２に設けられたフライホイール３の回転数が一定で安定していたときに、制振対象のフライホイール３の回転数が上昇あるいは下降してある程度の大きさの回転変動が生じた場合には、慣性質量体１１が、それ自体の慣性力と上述した回転変動や捩り振動の大きさとに応じて予め定められた次数で往復運動し始めるのに伴って、いわゆる中立状態を起点１４ａ，１７ａとして慣性質量体１１およびフライホイール３のガイド面１４，１７をピン１２が往復運動し始める。すなわち、フライホイール３に回転変動や捩り振動が生じた場合に、慣性質量体１１は慣性力によってその場に留まろうとするが、フライホイール３は回転しているため、結果的に、フライホイール３の回転方向とは相対的に反対方向に移動する慣性質量体１１は、中立状態からフライホイール３の回転方向とは相対的に反対方向に転動する。つまり、慣性質量体１１は流体７の流動方向での後方側に振動する。
【００３５】
上述した中立状態からフライホイール３の回転方向と相対的に反対に慣性質量体１１が移動するとともにピン１２は、中立状態を起点１４ａとしてフライホイール３における収容室１３の外周側である一方のガイド曲面１４ｂの曲率よりも小さいガイド曲面１４ｃを転動する。またこれとともに、ピン１２は、中立状態を起点１７ａとして慣性質量体１１における孔１６の内周側である後述する一方のガイド曲面１７ｂの曲率よりも小さいガイド曲面１７ｃを転動する。このとき、慣性質量体１１およびピン１２は、フライホイール３の回転方向に流動する流体７と対抗することとなり、流体７から転動方向とは反対の荷重が加えられて、フライホイール３の回転中心軸線に平行な軸線２Ａと中立状態である慣性質量体１１の重心Ｇとを結んだ線Ｌを挟んで抵抗力が順方向のものよりも大きくなる。一方で、収容室１３の他方のガイド曲面１４ｃの曲率は後述する一方のガイド曲面１４ｂの曲率よりも小さく構成され、また、孔１７の他方のガイド曲面１７ｃの曲率は後述する一方のガイド曲面１７ｂの曲率よりも小さく構成されているため、平行な軸線２Ａを支点とした慣性質量体１１の振子長さ（言い換えるとフライホイール３の回転中心軸線に平行な軸線２Ａからの長さ）Ｌ３は収容室１３および孔１７の一方のガイド曲面１４ｂ，１７ｂにおけるものＬ４より長くなる。また、慣性質量体１１の振れ角（振幅）θ３，θ４はほぼ等しくなるよう構成しているので、収容室１３の一方のガイド曲面１４ｃよりも曲率が小さい他方のガイド曲面１４ｂにおいて起点１４ａから位置エネルギーが最も高くなる箇所までの回転方向の移動距離は収容室１３の他方のガイド曲面１４ｂのものよりも長くなり、また、孔１６の一方のガイド曲面１７ｃよりも曲率が小さい他方のガイド曲面１７ｂにおいて起点１７ａから位置エネルギーが最も高くなる箇所までの回転方向の移動距離は孔１６の他方のガイド曲面１７ｂのものよりも長くなる。また、流体７と対抗するため慣性質量体１１の角加速度ｄ２θ／ｄｔ２は中立状態を挟んで順方向の角加速度よりも小さくなるが、図７に示すように、慣性質量体１１の振子長さ（言い換えるとフライホイール３の回転中心軸線に平行な軸線２Ａからの長さ）Ｌ３は中立状態を挟んで順方向の振子長さＬ４よりも長くなる。したがって、慣性質量体１１が流体７と対抗したとしても、慣性質量体１１は、フライホイール３の回転変動に応じたトルクを出力することができるので、その結果、回転部材の回転変動を打ち消すことができ、捩り振動を低減させることができる。
【００３６】
ついで、図１０（ｃ）に示すように、慣性質量体１１の振れ角（振幅）θ３が最も大きくなったピン１２は、フライホイール３の回転方向と同方向に慣性質量体１１が移動するのに伴ってガイド曲面１４を転動し始めて、さらに流体７から回転方向に荷重が加えられることとなる。ピン１２は収容室１３の曲率が小さいガイド曲面１４ｃを転動して、起点１４ａをこえて収容室１３の一方のガイド曲面１４ｃに移る。またこれとともに、ピン１２は孔１６の曲率が小さいガイド曲面１７ｃを転動して、起点１７ａをこえて孔１６の一方のガイド曲面１７ｃに移る。収容室１３の一方のガイド曲面１４ｃは、その曲率が前述した収容室１３の他方のガイド曲面１４ｃの曲率よりも大きく構成されている。また、慣性質量体１１の振れ角（振幅）θ３，θ４はほぼ等しくなるよう構成されているため、収容室１３の一方のガイド曲面１４ｃよりも曲率が大きい収容室１３のガイド曲面１４ｂにおいて起点１４ａから位置エネルギーが最も高くなる箇所までの回転方向の移動距離は収容室１３の他方のガイド曲面１４ｃよりも短くなり、孔１６の一方のガイド曲面１７ｃよりも曲率が大きい孔１６のガイド曲面１７ｂにおいて起点１７ａから位置エネルギーが最も高くなる箇所までの回転方向の移動距離は孔１６の他方のガイド曲面１７ｃよりも短くなる。つまり、慣性質量体１１が流体中に配置された場合、フライホイール３に生じた捩り振動に応じた慣性質量体１１は、流体７から荷重を加えられるため慣性質量体１１の角加速度ｄ２θ／ｄｔ２は中立状態を挟んで順方向の角加速度よりも大きくなるが、図７および１０に示すように、慣性質量体１１の振子長さ（言い換えるとフライホイール３の回転中心軸線に平行な軸線２Ａからの長さ）Ｌ４は中立状態を挟んで順方向の振子長さＬ３よりも短くなる。そのため、慣性質量体１１が流体７に荷重を加えられたとしても、慣性質量体１１は、フライホイール３の回転変動に応じたトルクを出力し、フライホイール３の回転変動を打ち消すことができる。したがって、慣性質量体１１の振れ角（振幅）θ３，θ４をほぼ等しく構成することで、慣性質量体の往復運動次数を回転部材の回転変動次数に等しくすることができ、捩り振動低減能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１…振動低減装置、  ３…回転部材、  ４…収容室、  ６…慣性質量体  ７…流体、  ５…（収容室の）ガイド曲面、  ５ａ…（収容室の）起点、  ５ｂ…（収容室のガイド曲面の）一方の曲面、  ５ｃ…（収容室のガイド曲面の）他方の曲面、  １２…連結部材、  １６…（慣性質量体の）孔、  １７…（慣性質量体の孔の）ガイド曲面、  １７ａ…（慣性質量体の孔の）起点、  １７ｂ…（慣性質量体の孔のガイド曲面の）一方の曲面、  １７ｃ…（慣性質量体の孔のガイド曲面の）他方の曲面、  ０Ａ…回転部材の回転軸線、  １Ａ，２Ａ…回転部材の回転軸線に平行な軸線、  θ１，θ２，θ３，θ４…慣性質量体の振れ角。
【図１】
2013124682.tif 000003
【図２】
2013124682.tif 000004
【図３】
2013124682.tif 000005
【図４】
2013124682.tif 000006
【図５】
2013124682.tif 000007
【図６】
2013124682.tif 000008
【図７】
2013124682.tif 000009
【図８】
2013124682.tif 000010
【図９】
2013124682.tif 000011
【図１０】
2013124682.tif 000012
【図１１】
2013124682.tif 000013