JP5851406B2 - 動吸振器 - Google Patents

Description

本発明は、自動車エンジンのトルク変動に伴って発生する動力伝達系の捩り振動を低減することのできる動吸振器に関する。

従来、自動車等の分野において、動力伝達系で発生する捩り振動を低減するものとして動吸振器が知られている。一般に、動吸振器は、エンジンのクランクシャフトに結合されるフライホイール部分に組み込まれている。動吸振器が組み込まれたフライホイール本体には、円形をなす複数の転動室が形成されている。各転動室には、球状又はローラ状の転動体が収容されている。動吸振器では、フライホイール本体の回転時に、動力伝達系の所定次数の捩り振動に共振した転動体が転動室内を転動する。これにより、動的吸振作用が発揮されて、捩り振動を吸収することができる。

こうした遠心振り子式の動吸振器によれば、動力伝達系の回転速度が速い場合、転動体が転動室の転動面に沿って円滑に転動するため、捩り振動を吸収することができる。しかしながら、エンジンの始動時や停止時のように動力伝達系の回転速度が遅い場合、転動体に作用する遠心力が小さくなり、転動体が転動室内で不規則に動くようになる。このため、転動体が転動室の内壁に衝突して、異音や微振動等が発生することがある。

そこで、特許文献１は、動力伝達系の回転速度が遅くなった場合に振り子の不規則な動きを抑えて異音や微振動の発生を防止するようにした遠心振り子式吸振器を開示している。この文献に開示の遠心振り子式吸振器は、転動室内に収容された振り子が共振することで捩り振動を吸収するものである。遠心振り子である転動体の側面中央には、ストッパ突起が設けられている。一方、転動室の側壁には、ガイド溝が設けられている。

ガイド溝は、転動体が転がる転動室の転動面と略同心の円弧に沿って延びている。この構成によれば、ガイド溝にストッパ突起を遊挿すると共にガイド溝の壁にストッパ突起を当接させることによって、転動体の軌道が転動面に沿って延びる円弧状に規制されている。なお、ガイド溝の幅及び長さは、転動体の通常の転動時にはストッパ突起がガイド溝の壁とは接触せず、転動体が転動面から離れるとき又は転動体が設定角度θ以上転動したときにだけストッパ突起とガイド溝の端部の壁とが当接するように設定されている。

また、転動体の外周縁には、環状突起が形成されている。一方、転動室の内周面には、転動体の環状突起が所定の隙間を空けて嵌合される環状溝が形成されている。環状溝に環状突起が嵌合することにより、転動体の軸方向への移動が規制されている。なお、転動体は、転動面において環状溝を除く部分である一般部を転動する。

ところで、ガイド溝を有する転動室は、複数の転動体につきそれぞれ一対ずつ形成しなければならない。また、ガイド溝の加工には、転動体が滑らかに転がるように高精度の切削加工が要求されている。これらは、製造コストを大幅に上昇させる要因となっている。このように、遠心振り子式吸振器の構造は非常に複雑化していた。しかも、遠心振り子式吸振器を製造する際の加工には、高い寸法精度が要求されていた。

また、転動体のストッパ突起をガイド溝の壁に当接させて転動体の軌跡が上記のように規制されるものの、転動体の動き方によっては、ストッパ突起がガイド溝の壁に当接して衝突音が発生するという問題もあった。

特開平７−２８００３７号公報

本発明の目的は、構造が簡素化され、製造コストが低く抑えられて、動力伝達系に発生する捩り振動を効果的に吸収することのできる動吸振器を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の第一の態様によれば、動力伝達系に取り付けられてエンジンのトルク変動に伴う捩り振動を吸収する動吸振器が提供される。動吸振器は、円盤状本体の外周部に複数の転動孔を有する円盤状本体と、円盤状本体の転動孔に遊嵌される複数のローラと、円盤状本体の両面のそれぞれに一つずつ取り付けられる一対のリング状のガイド板とを備えている。転動孔は、円弧に沿って延びる外側内周縁を有し、ローラの外周面には、ローラの全周に亘り延びる溝が形成され、ローラの溝には、転動孔の外側内周縁が係合され、ローラの両側面のそれぞれには、ローラの中心から突出する軸が設けられ、ローラの軸は、一対のガイド板によって支持されている。

この構成によれば、円盤状本体の捩り振動により転動体が転動孔の内周縁に沿って転動することによって、動力伝達系に生じる捩り振動が吸収される。また、この構成によれば、円盤状本体は、円盤状本体の外形や複数の転動孔等と同時に、一定の厚みを有する板材から打ち抜いて形成される。また、円盤状本体と同様に、ガイド板もプレス加工により形成することができる。よって、動吸振器を製造する際に切削加工を必要としないため、動吸振器の製造コストを低く抑えることができる。また、この構成によれば、円盤状本体に複数の転動孔を設けると共に、一対のガイド板の大きさは、転動孔に遊嵌した転動体の各軸を含む円の寸法より小さくなっている。このため、複数のローラの質量を相対的に大きくすることができ、それにより、捩り振動の吸収能力を高めることができる。このように、転動孔に遊嵌されるローラを円盤状に形成し、その厚みを変更してローラの質量を調節することで、動力伝達系で発生する捩り振動を効果的に吸収することができる。

上記の動吸振器において、ローラの軸には、弾性リングが装着されていることが好ましい。

この構成によれば、ローラの軸に弾性リングが装着されているため、動吸振器を構成する部品同士が衝突して生じる異音を防止することができる。

上記の動吸振器において、ローラは、外径の大きな一対の円盤により外径の小さい円盤を挟むようにして形成されていることが好ましい。

この構成によれば、外径の大きな一対の円盤により外径の小さい円盤を挟むように各円盤を重ね合わせて、各円盤の中心孔に軸を圧入することによって、ローラを形成することができる。よって、ローラを製造する際にも切削加工を必要としないため、動吸振器の製造コストを更に低く抑えることができる。

上記の動吸振器において、ガイド板の外周縁には、ローラの軸を支持するための凸片が形成されていることが好ましい。

上記の動吸振器において、凸片は円弧状に形成されていることが好ましい。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る動吸振器を示す部分側面図、（ｂ）は図１（ａ）の１ｂ−１ｂ線に沿った部分断面図。 動吸振器を構成する円盤状本体の全体を示す側面図。 （ａ）は弾性リングが取り付けられていないローラを示す斜視図、（ｂ）は弾性リングが取り付けられたローラを示す斜視図。 動吸振器が動力伝達系の軸に取付けられて回転している状態を示す部分斜視図。 本発明の別例に係る動吸振器を示す側面図。

以下、本発明の動吸振器を具体化した一実施形態について図１（ａ）〜図４に従って説明する。

図１（ａ）及び図２に示すように、動吸振器は、円盤状本体１、複数のローラ２、及び一対のガイド板３ａ，３ｂを備えている。円盤状本体１の外周部には、６つの転動孔４が形成されている。転動孔４は、円盤状本体１の中心周りに等角度間隔を空けて配置されている。転動孔４は、略楕円形状を有している。

転動孔４は、形状の異なる外側内周縁５と内側内周縁６とを有している。外側内周縁５の曲率半径は、円盤状本体1の外周縁７の曲率半径と比較して小さく設定されている。外側内周縁５は、所定の曲率半径を有する円弧に沿って延びている。内側内周縁６は、両端部で曲線に沿って延び、それ以外の部分で直線に沿って延びている。

円盤状本体１の中心には、動力伝達系から延びる軸が挿通される中心孔８が形成されている。また、円盤状本体１には、６つの取付孔１６が形成されている。各取付孔１６は、転動孔４よりも内側において転動孔４と対応するように配置されている。円盤状本体１は、円盤状本体１の外形、複数の転動孔４、中心孔８、複数の取付孔１６等と共に、一定の厚みを有する板材から打ち抜かれて形成される。

図３に示すように、ローラ２は、全体として略円盤状に形成されている。より詳しくは、ローラ２は、外径の大きな一対の第１円盤と、外径の小さい第２円盤とからなり、一対の第１円盤によって第２円盤をその両面から挟むようにして形成されている。こうして形成されたローラ２の外周縁には、溝９が、ローラ２の全周に亘って形成されている。

溝９は、ローラ２の外周縁上において軸方向の中央に位置している。ローラ２の両側面の外周縁はそれぞれ、リブ１０ａ，１０ｂとして形成されている。溝９は、両リブ１０ａ，１０ｂ間に位置している。即ち、外径の大きな一対の第１円盤の外周縁のそれぞれが、リブ１０ａ，１０ｂとして形成されている。また、外径の小さい第２円盤の外周縁と一対の第１円盤とより囲まれた空間が、溝９として形成されている。

ローラ２は、一対の側面１１ａ,１１ｂを有している。一対の側面１１ａ，１１ｂのそれぞれには、ローラ２の中心から突出する軸１２ａ，１２ｂが一つずつ形成されている。軸１２ａ，１２ｂの各基端には、弾性リング１３ａ，１３ｂがそれぞれ一つずつ装着されている。

図１（ａ），（ｂ）及び図３に示すように、ローラ２は、円盤状本体１の転動孔４に遊嵌されている。このため、ローラ２は、円盤状本体１に形成された転動孔４の外側内周縁５に沿って転がることができる。円盤状本体１の両面には、ガイド板３ａ，３ｂが取り付けられている。ガイド板３ａ，３ｂはいずれも、同形状及び同寸法を有するリング状に形成されている。具体的には、ガイド板３ａ，３ｂは、ローラ２が転動孔４の外側内周縁５に沿って転がっているときにローラ２の軸１２ａ，１２ｂと円弧状凸片１４との間に隙間を有することのできる形状及び寸法に形成されている。

ガイド板３ａ，３ｂの外周縁には、６つの円弧状凸片１４が形成されている。円弧状凸片１４は、ガイド板３ａ，３ｂの中心周りに等角度間隔を空けて配置されている。ガイド板３ａ，３ｂには、６つの取付孔１７が形成されている。各取付孔１７は、円弧状凸片１４よりも内側において円弧状凸片１４と対応するように配置されている。

ガイド板３ａ，３ｂは、円盤状本体１を両側から挟むように、かつガイド板３ａ，３ｂの取付孔１７を円盤状本体１の取付孔１６に一致させるようにして配置されている。この状態で、ガイド板３ａ，３ｂの取付孔１７及び円盤状本体１の取付孔１６にピン１８が挿通及び固定されることによって、円盤状本体１の両面に一対のガイド板３ａ，３ｂが取り付けられている。

また、転動孔４に遊嵌されたローラ２は、円盤状本体１に取り付けられた一対のガイド板３ａ，３ｂによって挟持されている。詳しくは、ローラ２は、軸１２ａ，１２ｂよりも円盤状本体１の中心に近い部分で、一対のガイド板３ａ，３ｂにより挟持されている。このため、ローラ２は、ガイド板３ａ，３ｂによって、転動孔４から脱落しないように保持されている。

上述したように、ローラ２は、転動孔４に遊嵌されている。この状態で、ローラ２の溝９には、転動孔４の外側内周縁５が係合されている。このため、転動孔４の外側内周縁５は、ローラ２の一対のリブ１０ａ，１０ｂによって挟持されている。即ち、転動孔４の外側内周縁５が一対のリブ１０ａ，１０ｂにより挟持された状態で、ガイド板３ａ，３ｂは、ローラ２を挟持するように円盤状本体１の両面に対し取り付けられている。

こうして、ローラ２は、軸１２ａ，１２ｂにガイド板３ａ，３ｂの外周面を当接させ、かつ溝９に外側内周縁５を係合させるようにして、円盤状本体１に取り付けられている。よって、ローラ２は、転動孔４に遊嵌されると共に転動孔４から脱落することなく、円盤状本体１に取り付けられている。

図４に示すように、動力伝達系の軸の回転に伴い動吸振器が回転すると、ローラ２には遠心力が作用する。転動孔４の外側内周縁５は、円弧に沿って、滑らか曲線を描くように延びている。このため、外側内周縁５と転動孔４の中心との間の距離は均一ではなく、転動孔４の中央付近で最も大きくなっている。よって、転動孔４内でローラ２が遠心力を受けると、ローラ２は、転動孔４の中央に移動してからその中央の位置に安定的に維持される。

動吸振器が等速回転を持続する限り、ローラ２の位置は変化せず、転動孔４の中央の位置からは移動しない。しかしながら、エンジンのトルク変動に伴って動吸振器の回転速度が速くなる場合、即ち、車両の加速時に、ローラ２の位置は変化し、動吸振器の回転方向に対して後退する。一方、動吸振器の回転速度が遅くなる場合、即ち、車両の減速時に、ローラ２の位置は変化し、動吸振器の回転方向に対して前進する。

ローラ２は、軸１２ａ，１２ｂを介して、ガイド板３ａ，３ｂの円弧状凸片１４によって支持されている。ローラ２は、上述したように、動吸振器の回転速度の変化に応じて転動孔４の外側内周縁５に沿って前進したり後退したりする。しかしながら、ローラ２は、それ自身の転動に際して軸１２ａ，１２ｂを円弧状凸片１４に対し干渉させないように形成されている。また、動吸振器が回転しても、ローラ２は、外側内周縁５に沿って大きく転動することはほとんどない。ローラ２が転動することで、エンジンのトルク変動に伴い動力伝達系に生じる捩り振動は吸収されるが、そのときのローラ２の転動距離は極僅かである。

動吸振器が高速で回転している場合、転動孔４に遊嵌したローラ２は、遠心力を受けて、転動孔４の外側内周縁５に係合される。一方、例えば、エンジンのスタート時や停止時等、動吸振器の回転速度が低下した場合、ローラ２が受ける遠心力は小さくなるため、ローラ２が外側内周縁５から離れると共に、ローラ２の軸１２ａ，１２ｂが弾性リング１３ａ，１３ｂを介してガイド板３ａ，３ｂの円弧状凸片１４に当接される。

よって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。

（１）円盤状本体１は、円盤状本体１の外形や複数の転動孔４等と同時に、一定の厚みを有する板材から打ち抜いて形成される。また、円盤状本体１と同様に、ガイド板３ａ，３ｂも、プレス加工により形成することができる。よって、動吸振器を製造する際に切削加工を必要としないため、動吸振器の製造コストを低く抑えることができる。また、動吸振器は、円盤状本体１の転動孔４にローラ２を遊嵌すると共に、一対のガイド板３ａ，３ｂによりローラ２を転動孔４内から外れないように挟持する構造を有している。また、一対のガイド板３ａ，３ｂの大きさは、転動孔４に遊嵌したローラ２の各軸１２ａ，１２ｂを含む円の寸法より小さくなっている。この構成によれば、複数のローラ２の質量を相対的に大きくすることができ、それにより、捩り振動の吸収能力を高めることができる。また、本実施形態によれば、ローラ２の質量を自由に調整できる構成であるため、例えば、ローラ２の側面１１ａ，１１ｂにリング状溝を形成することで、ローラ２の質量を小さくすることができる。逆に、ガイド板３ａ，３ｂを別のガイド板に交換すれば取付可能となる範囲内でローラ２の厚さを大きくすることで、ローラ２の質量を大きくすることもできる。このように、ローラ２の質量を適宜変更することで、動力伝達系で発生する捩り振動を効果的に吸収することができる。

（２）動吸振器の回転速度が低下した場合、ローラ２が受ける遠心力は小さくなるため、ローラ２は外側内周縁５から離れると共に、ローラ２の軸１２ａ，１２ｂがガイド板３ａ，３ｂの円弧状凸片１４に当接される。その点、本発明によれば、ローラ２の軸１２ａ，１２ｂには弾性リング１３ａ，１３ｂが装着されているため、動吸振器を構成する部品同士が衝突して生じる異音を防止することができる。

（３）ローラ２は、外径の大きな一対の円盤によって、外径の小さい円盤を挟むようにして形成されている。この構成によれば、外径の大きな一対の円盤により外径の小さい円盤を挟むように各円盤を重ね合わせて、各円盤の中心孔に軸を圧入することによって、ローラ２を形成することができる。よって、ローラ２を製造する際にも切削加工を必要としないため、動吸振器の製造コストを更に低く抑えることができる。

なお、本実施形態は、以下のように変更してもよい。

・本実施形態において、内側内周縁６は、外側内周縁５と同様に、所定の曲率半径を有する円弧であってもよい。

・本実施形態において、円盤状本体１は、一般的な打抜き加工以外に、静水圧を利用した精密打抜き加工(ファインブランキング加工)により作製してもよい。一般的な打抜き加工によれば、円盤状本体１に破断面が生じてしまうが、ファインブランキング加工によれば、円盤状本体１に破断面を生じさせることなく、円盤状本体１の外周縁７、転動孔４、及び中心孔８をせん断することができる。よって、高い寸法精度を有する円盤状本体１を作製することができる。

・本実施形態において、一対のガイド板３ａ，３ｂを、円弧状凸片１４よりも内側で円盤状本体１の両面に固定したが、円弧状凸片１４よりも外側で円盤状本体１の両面に固定してもよい。例えば、図５に示すように、リング状をなす一対のガイド板２０の外周縁２０ａに、転動孔２１内のローラ２３を支持する円弧状凸片２４に加え、円盤状本体２５に取り付けられる取付片２６を形成してもよい。各取付片２６は、ガイド板２０の中心から径方向に延びると共に、ガイド板２０の中心周りに等角度間隔を空けて配置されている。各取付片２６及び円弧状凸片２４は、ガイド板２０の外周縁２０ａにおいてガイド板２０の全周に亘り交互に配置されている。各取付片２６及び円盤状本体２５の各取付孔にピン２８を挿通及び固定することによって、円盤状本体２５の両面に一対のガイド板２０が取り付けられる。

・本実施形態において、円盤状本体１の外周部に形成される転動孔４及び転動孔４に遊嵌されるローラ２の数を任意の数にそれぞれ変更してもよい。

・本実施形態において、各取付孔１６の位置を、転動孔４に対応させなくてもよい。また、各取付孔１７の位置を、円弧状凸片１４に対応させなくてもよい。

Claims (5)

1. 動力伝達系に取り付けられてエンジンのトルク変動に伴う捩り振動を吸収する動吸振器において、
   円盤状本体の外周部に複数の転動孔を有する円盤状本体と、
   前記円盤状本体の転動孔に遊嵌される複数のローラと、
   前記円盤状本体の両面のそれぞれに一つずつ取り付けられる一対のリング状のガイド板とを備え、
   前記転動孔は、円弧に沿って延びる外側内周縁を有し、
   前記ローラの外周面には、前記ローラの全周に亘り延びる溝が形成され、
   前記ローラの溝には、前記転動孔の外側内周縁が係合され、
   前記ローラの両側面のそれぞれには、前記ローラの中心から突出する軸が設けられ、
   前記ローラの軸は、前記一対のガイド板によって支持されていることを特徴とする動吸振器。
2. 請求項１記載の動吸振器において、
   前記ローラの軸には、弾性リングが装着されていることを特徴とする動吸振器。
3. 請求項１又は２記載の動吸振器において、
   前記ローラは、外径の大きな一対の円盤により外径の小さい円盤を挟むようにして形成されていることを特徴とする動吸振器。
4. 請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の動吸振器において、
   前記ガイド板の外周縁には、前記ローラの軸を支持するための凸片が形成されていることを特徴とする動吸振器。
5. 請求項４記載の動吸振器において、
   前記凸片は円弧状に形成されていることを特徴とする動吸振器。

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