JP7003860B2 - Torsion vibration reduction device - Google Patents
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Description
この発明は、入力されたトルクの変動に起因する捩り振動を低減させる装置に関するものである。
The present invention relates to a device for reducing torsional vibration caused by fluctuations in input torque.
特許文献１には、トルクの変動に起因する捩り振動を、慣性体の慣性トルクによって低減するように構成された捩り振動低減装置が記載されている。具体的には、この特許文献１に記載された装置は、トルクが入力される回転体と、トルクの変動により回転体に対して相対回転する慣性体と、それら回転体および慣性体をトルク伝達可能に連結する連結部材（転動体）とを備えている。また慣性体は、その慣性体の円周方向に長く延びたガイド孔を複数有し、その複数のガイド孔に上記の転動体がそれぞれ配置されている。そして、ガイド孔の内壁面のうち半径方向で外側の内壁面が上記の転動体が遠心力によって押し付けられ、かつその転動体が往復動（あるいは振子運動）する転動面とされている。
特許文献１に記載された捩り振動低減装置は、上述したように回転体がトルクを受けて回転すると、遠心力によって転動体が転動面に押し付けられる。そして、トルクの変動が生じた場合には、転動面に沿って転動体が往復動し、その結果、回転体と慣性体とが相対回転して上記のトルクの変動やそれに起因する捩り振動を低減することができる。一方、このような振動を効果的に低減させるためには、上記の転動体の往復動の動作は滑らかである方がよい。つまり、上記の慣性体に形成されたガイド孔の内壁面のうち転動体が転動する面（すなわち転動面）の表面粗さは滑らかであることが好ましい。また、その転動面を往復動する転動体の表面粗さも滑らかであることが好ましく、言い換えれば、転動体と転動面とが接触する、あるいは摺動する部分において、転動体の動作の妨げとなる摩擦係数を低減する必要がある。
In the torsional vibration reducing device described in
しかしながら、摩擦係数を低減させて平滑な面（曲面）を転動面および転動体のそれぞれに形成するとすれば、そのような曲面を形成するための加工コストおよび作業工数が増大し、また併せて装置全体としての製造コストが増大する。その一方で、摩擦係数を低減させて転動面および転動体の表面を滑らかにしなければ設計通りあるいは狙った制振性能を得ることができず、ひいてはその制振性能が低下するおそれがある。したがって、上述した従来の装置では、制振性能を担保しつつ、製造コストの増大を抑制するためには未だ改善の余地があった。 However, if the coefficient of friction is reduced to form a smooth surface (curved surface) on each of the rolling surface and the rolling element, the processing cost and man-hours for forming such a curved surface increase, and at the same time. The manufacturing cost of the device as a whole increases. On the other hand, unless the friction coefficient is reduced to smooth the rolling surface and the surface of the rolling element, the vibration damping performance as designed or aimed cannot be obtained, and the vibration damping performance may be deteriorated. Therefore, in the above-mentioned conventional device, there is still room for improvement in order to suppress an increase in manufacturing cost while ensuring vibration damping performance.
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、製造コストの増大を抑制しつつ、制振性能が低下することを抑制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。
The present invention has been made by paying attention to the above technical problems, and an object of the present invention is to provide a torsional vibration reducing device capable of suppressing a decrease in vibration damping performance while suppressing an increase in manufacturing cost. It is something to do.
上記の目的を達成するために、この発明は、トルクが入力されて回転する回転体と、前記回転体の半径方向で外側に前記回転体の回転軸を中心とする周方向に揺動自在に配置された慣性体と、前記回転体および前記慣性体に接触し、かつ前記回転体および前記慣性体を相対回転可能に連結する転動体とを備え、前記慣性体の前記回転体に対する相対回転によって前記回転体に作用するトルクの変動を低減するように構成された捩り振動低減装置において、前記転動体と前記慣性体とは互いに接触する第１接触部と第２接触部とを有し、前記第１接触部と前記第２接触部とのうち一方の接触部は、前記第１接触部と前記第２接触部とのうち他方の接触部より硬度が高く、かつその表面が前記他方の接触部より滑らかであることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention has a rotating body to which a torque is input to rotate, and a rotating body that swings outward in the radial direction of the rotating body in a circumferential direction centered on the rotation axis of the rotating body. It comprises an arranged inertial body and a rolling element that comes into contact with the rotating body and the inertial body and connects the rotating body and the inertial body so as to be relatively rotatable, and by the relative rotation of the inertial body with respect to the rotating body. In a torsional vibration reducing device configured to reduce fluctuations in torque acting on the rotating body, the rolling body and the inertial body have a first contact portion and a second contact portion in contact with each other, and the said. One of the contact portions of the first contact portion and the second contact portion has a higher hardness than the other contact portion of the first contact portion and the second contact portion, and the surface thereof is in contact with the other. It is characterized by being smoother than the part .
また、この発明では、前記第１接触部の表面および前記第２接触部の表面の粗さを示すパラメータは、算術平均粗さＲａ、最大高さ粗さＲｚ、初期摩耗高さＲｐｋ、および、突出山部と突出谷部との差Ｒｋの少なくともいずれかであって、前記他方の接触部より硬度が高くかつ前記他方の接触部より滑らかな前記表面の粗さを示す前記パラメータの少なくともいずれかの数値は、前記算術平均粗さＲａが０．５μｍ以下、前記最大高さ粗さＲｚが２．０μｍ以下、前記初期摩耗高さＲｐｋが０．４μｍ以下、前記突出山部と突出谷部との差Ｒｋが０．８μｍ以下であってよい。
Further, in the present invention, the parameters indicating the roughness of the surface of the first contact portion and the surface of the second contact portion are arithmetic mean roughness Ra, maximum height roughness Rz, initial wear height Rpk, and. , At least one of the above parameters indicating the roughness of the surface, which is at least one of the differences Rk between the protruding peaks and the protruding valleys, and has a hardness higher than that of the other contact portion and is smoother than that of the other contact portion. One of the numerical values is that the arithmetic mean roughness Ra is 0.5 μm or less, the maximum height roughness Rz is 2.0 μm or less, the initial wear height Rpk is 0.4 μm or less, and the protruding peaks and valleys. The difference Rk from the portion may be 0.8 μm or less.
また、この発明では、前記第１接触部と前記第２接触部とのうち前記一方の接触部は、前記転動体に設けられてよい。
Further, in the present invention, the one contact portion of the first contact portion and the second contact portion may be provided on the rolling element.
この発明の捩り振動低減装置によれば、転動体を介して慣性体が回転体に対する相対回転により上述した捩り振動を低減するように構成されており、転動体と慣性体とが接触（あるいは摺動）する部分のうちいずれか一方の接触部分のみの表面が滑らかとされている。具体的には、転動体と慣性体とは互いに接触する第１接触部と第２接触部とを有し、それら接触部は硬度が異なり、かつ硬度が高い方の部材の表面が滑らかとされている。より具体的には、転動体が慣性体の内壁面（転動面）を転動（往復動）する際の転動体における接触部分と慣性体における接触部分とのうち、上記の硬度が高い方の部材の表面粗さが滑らか（プラトー状）になるように構成されている。つまり、硬度が高い方の部材の方が摩擦係数が低くなるように構成されている。そして、そのように転動体と慣性体とのいずれか一方の接触部分を滑らかな面とすることにより、転動体自体の表面が滑らかに、あるいは転動体が往復動する面が滑らかになるから、どちらの場合にしても転動体の動作はスムースなものとなる。そのため、回転体に入力されたトルクの変動により、転動体が慣性体に形成された転動面に押し付けられた場合には、その転動体の動作は滑らかになり、つまり転動体の動作を妨げることがない。したがって、転動体の振り子運動の軌跡を設計通りにすることができるから所望の制振性能を得ることができる。 According to the torsional vibration reducing device of the present invention, the inertial body is configured to reduce the above-mentioned torsional vibration by relative rotation to the rotating body via the rolling element, and the rolling element and the inertial body come into contact with each other (or slide). The surface of only the contact part of one of the moving parts is smooth. Specifically, the rolling element and the inertial body have a first contact portion and a second contact portion that are in contact with each other, and the contact portions have different hardness and the surface of the member having the higher hardness is smoothed. ing. More specifically, of the contact portion in the rolling element and the contact portion in the inertial body when the rolling element rolls (reciprocates) on the inner wall surface (rolling surface) of the inertial body, the one having the higher hardness is higher. It is configured so that the surface roughness of the member is smooth (plateau-like). That is, the member having the higher hardness is configured to have a lower coefficient of friction. By making the contact portion of either the rolling element or the inertial body a smooth surface in this way, the surface of the rolling element itself becomes smooth, or the surface on which the rolling element reciprocates becomes smooth. In either case, the rolling element will operate smoothly. Therefore, when the rolling element is pressed against the rolling surface formed on the inertial body due to the fluctuation of the torque input to the rotating body, the movement of the rolling element becomes smooth, that is, the movement of the rolling element is hindered. There is no such thing. Therefore, since the trajectory of the pendulum motion of the rolling element can be as designed, the desired damping performance can be obtained.
また、この発明によれば、上述したように慣性体と転動体との一方の部材は、他方の部材に比べて硬質、かつその表面粗さは滑らかな面とされている。そのため、転動体が上記の転動面を往復動する際に、あるいは制振動作中において、硬度が低い方の部材（例えば転動体）の摩耗が進行し、その転動体の表面粗さを硬度が高い他方の部材（すなわち慣性体）の表面粗さに近づけることができる。また、そのような動作が繰り返し行われることにより、転動体と慣性体との表面粗さはほぼ同一のものとなる。そして、そのように転動体と慣性体との接触部分のうち一方の表面のみを滑らかに研磨することにより、互いの接触部分を滑らかにすることができる。そのため、例えば従来知られているように、転動体と慣性体（転動面を含む）との両方の接触部分を研磨する場合に比べて、その加工コストならびに装置全体としての製造コストを効果的に低下させることができる。また、そのように、一方のみの接触部分における研磨により制振性能を担保できるから、装置の製造に要する作業工数を少なくすることができる。 Further, according to the present invention, as described above, one member of the inertial body and the rolling element is harder than the other member and has a smooth surface roughness. Therefore, when the rolling element reciprocates on the rolling surface, or during the vibration damping operation, the member having the lower hardness (for example, the rolling element) is worn, and the surface roughness of the rolling element is reduced to the hardness. It is possible to approach the surface roughness of the other member (that is, the inertial body) having a high value. Further, by repeating such an operation, the surface roughness of the rolling element and the inertial body becomes almost the same. Then, by smoothly polishing only the surface of one of the contact portions between the rolling element and the inertial body in this way, the contact portions with each other can be smoothed. Therefore, for example, as is conventionally known, the processing cost and the manufacturing cost of the device as a whole are effective as compared with the case of polishing the contact portion between the rolling element and the inertial body (including the rolling surface). Can be reduced to. Further, as described above, the vibration damping performance can be ensured by polishing only one of the contact portions, so that the work man-hours required for manufacturing the apparatus can be reduced.
また、この発明によれば、例えば転動体の方が慣性体より硬度が高く、かつ表面粗さが滑らかになるように構成されている。また転動体は、上述したように回転体と慣性体とを相対回転可能にする連結部材であるから、慣性体に加えて回転体に対しても接触（あるいは摺動）する。そのため、例えば回転体が慣性体と同様に転動体に対して硬度が低く、かつその表面粗さが滑らかでない場合には、転動体との接触により回転体における接触部分もその転動体の表面粗さに近似したものになる。つまり回転体の接触部分の表面粗さも滑らかになる。そして、そのように慣性体に加えて回転体との接触部分が滑らかになることにより、転動体の動作を妨げる摩擦係数をより低減することができ、その結果、転動体の動作がよりスムースになり制振性能を向上させることができる。 Further, according to the present invention, for example, the rolling element is configured to have a higher hardness and a smoother surface roughness than the inertial body. Further, since the rolling element is a connecting member that allows the rotating body and the inertial body to rotate relative to each other as described above, the rolling element contacts (or slides) with the rotating body in addition to the inertial body. Therefore, for example, when the rotating body has a low hardness with respect to the rolling element like the inertial body and the surface roughness thereof is not smooth, the contact portion in the rotating body also has the surface roughness of the rolling body due to the contact with the rolling element. It will be similar to that. That is, the surface roughness of the contact portion of the rotating body is also smooth. Then, in addition to the inertial body, the contact portion with the rotating body becomes smooth, so that the coefficient of friction that hinders the movement of the rolling body can be further reduced, and as a result, the movement of the rolling body becomes smoother. The damping performance can be improved.
つぎに、この発明の実施形態を図を参照しつつ説明する。この発明の実施形態における捩り振動低減装置は、例えば車両においてエンジンから変速機に伝達されるトルクの変動（捩り振動）を慣性体の慣性トルクによって低減する装置である。図１は、その捩り振動低減装置の一例を示す斜視図であり、また図２は、図１の捩り振動低減装置の主要部を示す断面図であって、特に慣性体の切欠き部での縦断面図を示している。なお、この図２に示す例は、転動体が回転体の中心から最も離れた位置に移動して転動面に押し付けられている状態を示している。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The torsional vibration reducing device according to the embodiment of the present invention is, for example, a device that reduces fluctuations in torque transmitted from an engine to a transmission (torsional vibration) in a vehicle by inertial torque of an inertial body. FIG. 1 is a perspective view showing an example of the torsional vibration reducing device, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of the torsional vibration reducing device of FIG. 1, particularly in a notch portion of an inertial body. A vertical cross-sectional view is shown. The example shown in FIG. 2 shows a state in which the rolling element moves to a position farthest from the center of the rotating body and is pressed against the rolling surface.
ここに示す捩り振動低減装置１は、トルクが伝達されて回転する回転体２と、トルクの変動に応じて回転体２に対して相対回転する慣性体３と、それら回転体２と慣性体３とを相対回転可能に連結する転動体（連結部材）４とを主体に構成されている。なお、転動体４は、図１および図２に示す例では、その断面形状がいわゆる「Ｈ」形をなすように構成されている。以下、この捩り振動低減装置１の構成について具体的に説明する。
The torsional
先ず、回転体２は、環状の板状の部材であって、トルクを受けて回転するとともに、そのトルクの変動によって捩り振動する。この回転体２は、図示しないエンジンのクランク軸や駆動力を図示しない車輪に伝達するプロペラシャフトあるいは車軸などの回転部材にその回転中心軸線が水平もしくは横向きとなるように取り付けられる。また、回転体２には、回転体２の外周部２ａから半径方向で外側に突出した支持部５が複数形成されている。
First, the
その支持部５は、上述した「Ｈ」形の各転動体４の軸部６（７）が嵌合し、その各転動体４を緩く保持する部材である。また、この支持部５は、回転体２の円周方向に配置された各転動体４同士の間隔をその円周方向で所定の間隔に維持するためのリテーナとしての機能を有する。より具体的には、支持部５は、半径方向で外側に突出し、かつ各転動体４に対応して設けられたフォーク状の二対の爪部８を備えている。また、その爪部８の内周側は、転動体４の軸部６（７）を回転体２の円周方向の両側から接触して支持しつつ、転動体４の半径方向での移動を可能にするガイド溝９とされている。なお、この支持部５は、図１に示す例では、回転体２の円周方向に所定の間隔を空けて３つ形成されているものの、これに限られず例えば４つ以上であってもよく、もしくは２つであってもよい。
The
慣性体３は、上述したように転動体４を介して振動を低減させる慣性トルクを発生させる部材であって、回転体２の外周側で円周方向に揺動可能に配置されている。具体的には、この慣性体３は、環状プレート１０と、切欠き部１１と、その切欠き部１１の外周側に一体化された架橋部１２とを有する。より具体的に説明すると、環状プレート１０は、回転体２とほぼ同じ板厚、あるいは、その回転体２の板厚より厚いリング状の部材であって、その環状プレート１０の内周側は前記回転体２が入り込む程度の孔とされている。また、切欠き部１１は、環状プレート１０の一部を内周側に開口するように慣性体３の円周方向で各転動体４に対応（対向）した位置に切り欠いて形成されている。言い換えれば、切欠き部１１は、上述した支持部５に対しても対向しており、したがって図１に示す例では、その切欠き部１１は円周方向で等間隔に３つ設けられている。そして、その切欠き部１１の外周側には、慣性体３の外周面の一部を形成する架橋部１２が各切欠き部１１に対応するように設けられている。
As described above, the
なお架橋部１２は、環状プレート１０とは別ピースで構成された部材であって、環状プレート１０に対して回転軸線Ｘの方向（以下、単に軸線方向と記す）における両側に張り出した第１架橋部１２ａと第２架橋部１２ｂとを有する。そして、その第１架橋部１２ａおよび第２架橋部１２ｂの内周面（内壁面）が転動体４が往復動あるいは振子運動する転動面１３（第１転動面１３ａ，第２転動面１３ｂ）とされている。また、第１架橋部１２ａおよび第２架橋部１２ｂは、慣性体３の円周方向での長さが切欠き部１１の長さに応じた長さに形成されており、すなわち慣性体３の円周方向に長く、かつ長さ方向の中央部が、慣性体３（あるいは回転体２）の半径方向で外側に凸となる部分を有する。そして、その円周方向の長さを限度として、転動体４が上記の第１転動面１３ａおよび第２転動面１３ｂを往復動（もしくは振り子運動）する範囲とされている。
The
なお、第１転動面１３ａおよび第２転動面１３ｂの形状は、慣性体３の半径より小さい曲率の円弧面もしくは円弧面に近似した曲面である。つまり、第１転動面１３ａおよび第２転動面１３ｂは、回転体２の回転中心から外れた箇所に曲率中心を有する円弧面もしくは円弧面に近似した曲面である。
The shapes of the first rolling
そして、環状プレート１０の半径方向で内側の部分、すなわち環状プレート１０と切欠き部１１との間には隔壁部１４が形成されている。具体的には、この隔壁部１４は、環状プレート１０から半径方向で内側に向けて突出して形成されており、軸線方向で第１架橋部１２ａと第２架橋部１２ｂとを隔てるとともに、第１転動面１３ａと第２転動面１３ｂとを隔てるように構成されている。図２に示す例では、その断面形状が、環状プレート１０と、第１架橋部１２ａと、第２架橋部１２ｂと、隔壁部１４とでＴ字状の断面とされている。
A
転動体４は、回転体２および慣性体３をトルク伝達可能に連結する連結部材であって、上述した転動面１３に沿って転動するように、軸長の短い円柱状もしくは円盤状など、円形断面に形成された部材である。また、この発明における実施形態では、その転動体４は、上述したようにガイド溝９を挟んで軸線方向の両側に大径部１５を備え、その断面形状がいわゆる「Ｈ」形をなすように構成されている。このような構成であれば、左右両端の大径部１５ａ，１５ｂが回転体２の両側面に接触するように引っ掛かるので、転動体４がガイド溝９から軸線方向に抜け出ることを抑制できる。そして、この転動体４は、その大径部１５が第１大径部１５ａと第２大径部１５ｂとの分割構造により構成されている。
The rolling
その構造について説明すると、先ず第１大径部（図２の左側）１５ａは、第１フランジ部１６ａと中空円筒状の軸部６を備えている。その軸部６の軸長は、回転体２の板厚（軸線方向における長さ）より長く、かつガイド溝９から突出して形成されている。また、その軸部は、上述したように支持部５に緩く保持され、かつガイド溝９の半径方向で移動できるように構成されているため、軸部６の外径はそれに応じた大きさとされている。つまり、転動体４の軸部６の外周面とガイド溝９の内壁面との間には僅かな隙間あるいはいわゆるガタが存在している。第１フランジ部１６ａは、軸部６の軸線方向の一方の端部にその軸部６が一体となって形成され、かつ軸部６よりも半径方向で外側に突出して形成されている。また、その第１フランジ部１６ａの外周面１７が、上述した第１転動面１３ａに接触する部分であり、つまり、その外周面１７が遠心力によって第１転動面１３ａに押し付けられる。
Explaining the structure, first, the first large diameter portion (left side in FIG. 2) 15a includes a
一方、第２大径部（図２の右側）１５ｂは、第２フランジ部１６ｂと上記の第１大径部１５ａにおける中空円筒状の軸部６の内径とほぼ同様の外径からなる軸部７とを備えている。その軸部７の軸長は、回転体２の板厚より長く形成され、またその軸部７の外径は、上述したように第１大径部１５ａにおける軸部６の内径とほぼ同様の大きさに形成されている。つまり、第１大径部１５ａにおける軸部６は、軸線方向で窪んだ中空円筒部を有し、これとは反対に、第２大径部１５ｂにおける軸部７は、その中空円筒部に圧入あるいは密着して嵌合される円柱部を有する。また、第２フランジ部１６ｂは、上述した第１フランジ部１６ａに対向するように構成されており、その第１フランジ部１６ａと同様に第２フランジ部１６ｂの外径が、軸部７の軸線方向の他方の端部にその軸部７と一体となって形成されている。また、その第２フランジ部１６ｂの外周面１８が、上述した第２転動面１３ｂに接触する部分であり、つまり、その外周面１８が遠心力によって第２転動面１３ｂに押し付けられる。なお、図２に示す例は、上述したようにその外周面１７，１８が第１転動面１３ａ、第２転動面１３ｂに押し付けられた状態を示している。なお、上記の第１転動面１３ａおよび第２転動面１３ｂが、この発明の実施形態における「第１接触部と第２接触部とのうちの一方の接触部」に相当し、転動体４の外周面１７，１８が、この発明の実施形態における「第１接触部と第２接触部とのうちの他方の接触部」に相当する。
On the other hand, the second large diameter portion (right side in FIG. 2) 15b is a shaft portion having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the
このように構成された捩り振動低減装置１は、上述したように、回転体２がトルクを受けて回転すると、転動体４が転動面１３に押し付けられる。そして、トルクの変動が生じた場合には、その転動面１３に沿って転動体４が往復動し、その転動体４を介して慣性体３が回転体２に対して相対回転し、上述した捩り振動が低減される。一方、転動体４が往復動する転動面１３は、上述したように慣性体３の一部である架橋部１２の内壁面であって、つまり転動体４と慣性体３とは接触し、ならびに不可避的に摺動する。したがって、転動体４と慣性体３とが接触、あるいは不可避的に摺動する箇所（以下、単に摺動部分と記す）は、その曲面が滑らかであることが好ましい。そこで、この発明の実施形態では、上記の転動体４と慣性体３との接触部分のうち一方のみの接触部分を平滑な面になるように構成されている。
In the torsional
具体的には、図１および図２に示す例では、転動体４と慣性体３との接触部分のうち慣性体３が接触する部分、すなわち転動面１３を平滑な面（プラトー面あるいはプラトー状とも称する）になるように構成されている。つまり、転動面１３の接触部分の表面粗さ（表面性状）を表すパラメータ（例えば算術平均粗さＲａや最大高さ粗さＲｚ）が転動体４の接触部分における表面粗さを表すパラメータより小さくなるように構成されている。言い換えれば、転動体４の動作を妨げないように転動面１３における摩擦係数を低減するように構成されている。また、この発明の実施形態では、転動面１３は転動体４に対して硬度（表面硬さ）が高い材料を選択し、かつ表面粗さが滑らかになるように構成されている。
Specifically, in the examples shown in FIGS. 1 and 2, the portion of the contact portion between the rolling
図３は、各部材（すなわち回転体２、慣性体３、転動体４）の材料および加工方法を説明する図であって、この図３から把握できるように、回転体２および慣性体３は、耐摩耗性に優れ、かつ硬度が高いＳＫＤ１１（合金工具鋼）が用いられ、また転動体４は例えばＳ４５Ｃ（機械構造用炭素鋼鋼材）が用いられている。なお、このように回転体２と慣性体３とは同じ材料であるから、これら部材は例えばプレス加工によって成形され、また転動体４は例えば切削により成形される。また、転動面１３を備えた架橋部１２は、別ピースで切削等により成形され、その架橋部１２は慣性体３に一体化される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a material and a processing method of each member (that is, a
上記の転動面１３の表面粗さを滑らかにする表面加工の方法（研磨方法）としては、例えばバレル研磨、化学研磨（あるいは電解研磨）、ショットピーニング、ポリッシュ加工が用いられる。これら加工方法（あるいは研磨方法）について説明すると、先ずバレル研磨は、ワーク（母材）とメディア(研磨石、研磨材)と、コンパウンド（研磨助剤）とを容器（バレル）に入れ、その容器に回転運動や振動を与えて、ワークとメディアとコンパウンドとが相対的に摩擦することによりワークを研磨する方法である。その研磨の方式は、従来知られているように例えば流動式、遠心式、振動式、回転式などがある。 As a surface processing method (polishing method) for smoothing the surface roughness of the rolling surface 13, for example, barrel polishing, chemical polishing (or electrolytic polishing), shot peening, and polishing are used. Explaining these processing methods (or polishing methods), first, in barrel polishing, a work (base material), a medium (abrasive stone, an abrasive material), and a compound (polishing aid) are placed in a container (barrel), and the container is used. This is a method of polishing a work by giving a rotational motion or vibration to the work and relatively rubbing the work, the media, and the compound. As is known conventionally, the polishing method includes, for example, a flow type, a centrifugal type, a vibration type, and a rotary type.
この発明の実施形態では、別ピースで形成された転動面１３を有する架橋部１２を研磨材および研磨助剤と併せて容器に入れ、その容器に回転運動や振動を与えることで転動面１３を滑らかにするように構成されている。なお、研磨石（あるいは研磨材）は、例えばプラスチックを含んだものや金属を含んだものであって、またその研磨石の形状は三角形状、円柱形状、あるいは球形状である。また、ワークとメディアとを混合する割合は例えば１対４の割合（ワーク：メディア＝１：４）である。なお、この割合は、要求される表面粗さや硬度によって適宜変更してよい。
In the embodiment of the present invention, a
化学研磨は、化学研磨液（酸性液体）にワークを投入し、そのワークの表面を溶かす研磨方法であって、研磨液が触れている部分は、均一にエッチングされるため、例えば曲面など研磨しにくい箇所を研磨する場合に有効である。また電解研磨は、電解研磨液（酸性液体）にワークを投入し、ワークを陽極とし、容器を陰極として電流を流すことで、ワークの表面をエッチングする研磨方法であって、上記の化学研磨と異なり、エッチングしたい箇所を選択的に研磨することが可能である。したがって、この発明の実施形態においては、例えば電解研磨を用いた場合には、架橋部１２のうち転動面１３が選択的に研磨される。なお、ワーク（すなわち架橋部１２）を化学研磨によってエッチングする場合における研磨液に浸す時間、電解研磨によってエッチングする場合における研磨液に浸す時間、ならびに、電流の大きさ等の各種条件は、要求される表面粗さや硬度に応じて適宜設定してよい。
Chemical polishing is a polishing method in which a work is put into a chemical polishing liquid (acidic liquid) and the surface of the work is melted. Since the part touched by the polishing liquid is uniformly etched, for example, a curved surface is polished. It is effective when polishing difficult parts. Electropolishing is a polishing method in which the surface of the work is etched by putting the work into an electrolytic polishing liquid (acidic liquid), using the work as an anode, and using a container as a cathode to pass an electric current. Unlike, it is possible to selectively polish the part to be etched. Therefore, in the embodiment of the present invention, for example, when electrolytic polishing is used, the rolling surface 13 of the
ショットピーニングは、表面に小さな鋼球（ショット）をぶつけることで、表面に塑性変形による加工硬化と表面の応力の均一化および圧縮残留応力とを与えて強度の向上を図る加工方法である。上記のショットの大きさは、例えば粒径が０．２ｍｍから１．２ｍｍの範囲で選択され、またショットピーニングを行う際のショットの投射速度や投射時間などの各種条件は、上述した研磨方法と同様に要求される表面粗さや硬度に応じて適宜設定してよい。なお、より精度が求められる場合には、通常のショットピーニングよりもワークに対して高速にショット材を投射し、かつそのショット材の粒径が０．２ｍｍ以下の小さいものを用いて行う微粒子ピーニング（ＦＦＰ：Fine Particle Peening）であってもよい。 Shot peening is a processing method in which a small steel ball (shot) is struck on the surface to improve work hardening by plastic deformation, homogenize the stress on the surface, and compressive residual stress to improve the strength. The size of the above shot is selected, for example, in the range of 0.2 mm to 1.2 mm in particle size, and various conditions such as the projection speed and the projection time of the shot when performing shot peening are the same as the above-mentioned polishing method. Similarly, it may be appropriately set according to the required surface roughness and hardness. When more accuracy is required, fine particle peening is performed by projecting the shot material onto the work at a higher speed than normal shot peening and using a shot material having a small particle size of 0.2 mm or less. (FFP: Fine Particle Peening) may be used.
ポリッシュ加工（あるいはラッピング）は、一定の圧力下で研磨材を介してワークとラップやポリシャとを摺り合わせる（相対運動させる）ことによって表面処理を行う加工方法である。研磨剤の大きさが数μｍから数十μｍの粗い砥粒および鋳鉄などの硬質工具を用いて仕上げ面が梨地状になるのがラッピングであって、１μｍ以下の細かい砥粒とフェルトやプラスチックなどの軟質工具を用いて鏡面に仕上げるのがポリシングである。したがって、この発明の実施形態では、例えば、転動面１３をラッピングした後に表面粗さを低減させるようにポリシングして、その表面を平滑化してもよい。なお、このポリッシュ加工における研磨材、研磨液、研磨速度、研磨圧力などの各種条件は、上述した研磨方法と同様に要求される表面粗さや硬度に応じて適宜設定してよい。 Polishing (or wrapping) is a processing method in which surface treatment is performed by rubbing (relatively moving) the work with the wrap or polisher via an abrasive under a constant pressure. Wrapping is when the finished surface is satin finished using coarse abrasive grains with an abrasive size of several μm to several tens of μm and a hard tool such as cast iron, and fine abrasive grains of 1 μm or less and felt, plastic, etc. Polishing is a mirror finish using the soft tool of. Therefore, in the embodiment of the present invention, for example, after wrapping the rolling surface 13, polishing may be performed so as to reduce the surface roughness to smooth the surface. Various conditions such as the polishing material, the polishing liquid, the polishing speed, and the polishing pressure in this polishing process may be appropriately set according to the required surface roughness and hardness as in the above-mentioned polishing method.
図４は、図２における転動体４と転動面１３とが接触する部分（破線で囲った部分）における表面粗さを説明する図であって、図４の例では上側に転動面１３を示し、下側に転動体４を示している。この図４から把握できるように、上側の転動面１３の表面はプラトー部を有し、その表面粗さは滑らかである。一方、下側の転動体４の表面は、三層の凹凸を有し、その凹凸は転動体４と転動面１３とが接触する部分に向けて突出谷部、コア部(中心部）、突出山部とされている。つまり、図４に示す状態が、転動面１３のみの接触部分を上記の研磨方法のいずれかの方法で研磨した状態、あるいは複数の研磨方法を組み合わせて研磨した状態である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the surface roughness in the portion where the rolling
なお、図５は、その転動面１３を研磨する前（すなわちプレス加工後）の表面粗さと、研磨した後における表面粗さとを示す各パラメータの変化を示すものであって、例えばＲａの値は研磨前は０．８μｍ～１．６μｍであったのに対して、研磨後はその値が０．５μｍ以下とされている。その他の各パラメータの変化は図５に示す通りであって、すなわちＲｚの値は研磨前は３．２μｍ～６．３μｍであったのに対して、研磨後はその値が２．０μｍ以下とされ、Ｒｐｋの値は研磨前は０．６μｍ以上であったのに対して、研磨後はその値が０．４μｍ以下とされ、Ｒｋの値は研磨前は１．０μｍ以上であったのに対して、研磨後はその値が０．８μｍ以下とされている。つまり、研磨後の上記の各パラメータの数値は研磨前に比べて小さくなり、したがって転動面１３は滑らかな形状とされている。
Note that FIG. 5 shows changes in each parameter indicating the surface roughness of the rolling surface 13 before polishing (that is, after pressing) and the surface roughness after polishing, for example, the value of Ra. Before polishing, it was 0.8 μm to 1.6 μm, but after polishing, the value is 0.5 μm or less. The changes in each of the other parameters are as shown in FIG. 5, that is, the value of Rz was 3.2 μm to 6.3 μm before polishing, whereas the value after polishing was 2.0 μm or less. The Rpk value was 0.6 μm or more before polishing, whereas the value was 0.4 μm or less after polishing, and the Rk value was 1.0 μm or more before polishing. On the other hand, after polishing, the value is 0.8 μm or less. That is, the numerical values of the above parameters after polishing are smaller than those before polishing, and therefore the rolling surface 13 has a smooth shape.
ここで上記の各パラメータについて簡単に説明すると、Ｒａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１で規定されているとおり、算術平均粗さを示すパラメータであって、粗さ曲線から基準長さに相当する部分を抜き取り、その抜き取った部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値（高さ、深さ）を合計し、これを平均した値である。また、Ｒｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１で規定されているとおり、最大高さ粗さを示すパラメータであって、粗さ曲線の一部を基準長さから抜き取り、最も高い部分（最大山高さ：Ｒｐ）と最も深い部分（最大谷深さ：Ｒｖ）との和（Ｒｚ＝Ｒｐ＋Ｒｖ）である。 Here, to briefly explain each of the above parameters, Ra is a parameter indicating the arithmetic mean roughness as defined by JIS B0601, and a portion corresponding to the reference length is extracted from the roughness curve and the part thereof is extracted. The absolute value (height, depth) of the deviation from the average line of the extracted part to the measurement curve is totaled, and this is the average value. Further, Rz is a parameter indicating the maximum height roughness as defined by JIS B0601, and a part of the roughness curve is extracted from the reference length to be the highest part (maximum mountain height: Rp). It is the sum (Rz = Rp + Rv) with the deepest part (maximum valley depth: Rv).
また、Ｒｐｋ、および、Ｒｋは、プラトー構造の粗さ曲線における各パラメータを示すものである。具体的には、Ｒｐｋは、ＪＩＳ Ｂ０６７１－２で規定されているとおり、初期摩耗高さを示す数値であって、平滑化された粗さ曲線のうちの基準長さにおけるコア部の上にある突出山部高さの平均値である。Ｒｋは、ＪＩＳ Ｂ０６７１－２で規定されているとおり、平滑化された粗さ曲線のうちのコア部の上側レベル（突出山部）と下側レベル（突出谷部）との差である。
Further, Rpk and Rk indicate each parameter in the roughness curve of the plateau structure. Specifically, Rpk is a numerical value indicating the initial wear height as defined by JIS B0671-2, and is above the core portion at the reference length in the smoothed roughness curve. It is the average value of the height of the protruding mountain. Rk is the difference between the upper level (protruding peak portion) and the lower level (protruding valley portion) of the core portion in the smoothed roughness curve as defined by JIS B0671-2.
そして、上述した図４に示す例では、各パラメータのうち、プラトー構造の粗さ曲線における各パラメータとしてＲｐｋ、Ｒｋ、および、Ｒｖｋを示している。なお、Ｒｖｋは、ＪＩＳ Ｂ０６７１－２で規定されているとおり、平滑化された粗さ曲線のうちのコア部の下にある突出谷部の平均深さである。 Then, in the example shown in FIG. 4 described above, Rpk , Rk, and Rvk are shown as the parameters in the roughness curve of the plateau structure among the parameters. In addition, Rvk is the average depth of the protruding valley portion under the core portion in the smoothed roughness curve as defined by JIS B0671-2.
このように構成された捩り振動低減装置１は、上述したように、回転体２に入力されたトルクが変動すると、転動体４は転動面１３に押し付けられ、かつその転動面１３に沿って転動体４が往復動し、転動体４を介して慣性体３が回転体２に対して相対回転することにより上述した捩り振動が低減される。また、この発明の実施形態では、転動面１３と転動体４とが接触ならびに摺動する部分のうち、転動面１３における接触部分が上述したバレル研磨や化学研磨などの研磨方法によってプラトー状に研磨され、平滑な面とされている。すなわち転動体４が接触する転動面１３は滑らかであるから、転動体４の動作を妨げることがなく、転動体４の振り子運動の軌跡を設計通りにすることができ、その結果、所望の制振性能を得ることができる。
In the torsional
また、この発明の実施形態によれば、図３および図４に示したように、転動面１３は転動体４に比べて硬質な材料から構成され、かつその表面粗さは滑らかな面とされている。そのため、転動体４が転動面１３を往復動する際に、あるいは制振動作中において、転動体４の摩耗が積極的に進行し、その転動体４の表面粗さを相手方の部材（すなわち転動面１３）の表面粗さに近づけることができる。また、そのような動作が繰り返し行われることにより、転動体４と転動面１３との表面粗さはほぼ同一のものとなる。そして、そのように転動体４と転動面１３との接触部分のうち転動面１３の表面のみを研磨することにより、互いの接触部分を滑らかにすることができるため、例えば従来知られているように、転動体４と転動面１３との両方の接触部分を研磨する場合に比べて、その加工コストならびに装置全体としての製造コストを効果的に低下させることができる。また、そのように、一方のみの接触部分における研磨により制振性能を担保できるから、装置の製造に要する時間（作業工数）を少なくすることができる。
Further, according to the embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 3 and 4, the rolling surface 13 is made of a material harder than that of the rolling
つぎに、この発明の実施形態における他の例について説明する。上述した例では、転動体４と転動面１３との接触部分のうち、転動面１３における接触部分をプラトー状に研磨するように構成され、かつ転動面１３の方が転動体４より硬質な材料により構成されていた。一方、この発明の実施形態では、互いに接触する部材同士のうち一方の部材が硬質かつ表面粗さが滑らかであればよい。したがって、転動体４と転動面１３との関係は反対であってもよく、つまり転動体４の方が慣性体３（転動面１３を含む）より硬質な材料であって、かつ転動体４の接触部分のみをプラトー状に研磨してもよい。その場合には、図４の構成は、上側が転動体４となり、下側が転動面１３となり、また転動体４の外周面１７，１８が、この発明の実施形態における「第１接触部と第２接触部とのうちの一方の接触部」に相当し、第１転動面１３ａおよび第２転動面１３ｂが、この発明の実施形態における「第１接触部と第２接触部とのうちの他方の接触部」に相当する。
Next, another example in the embodiment of the present invention will be described. In the above-mentioned example, among the contact portions between the rolling
そのように転動体４をプラトー状にした場合であっても、上述した例と同様の効果を得ることができる。つまり、プラトー状に形成された転動体４は、スムースに転動面１３を往復動することができるから所望の制振性能を得ることができ、また転動体４が転動面１３を往復動する動作により、転動面１３が転動体４との接触によって摩耗し、その結果、転動面１３の表面粗さは転動体４の表面粗さに近似したものになる。そして、そのように転動体４における接触部分のみの研磨により転動体４と転動面１３との双方の接触部分を滑らかにできるから、双方の接触部分を研磨する場合に比べて加工コストおよび製造コストを低下させることができる。
Even when the rolling
また転動体４は、上述したように、回転体２における支持部５に支持され、すなわち回転体２の回転方向への移動を拘束しつつ、半径方向への移動が可能なように構成されている。つまり、転動体４は、上記の転動面１３に加えて支持部５とも接触あるいは摺動する。その場合、支持部５の接触部分においても、転動体４との接触により支持部５が摩耗するから、その支持部５の表面粗さは滑らかになる。そして、転動面１３に加えて支持部５における接触部分が滑らかになることにより、転動体４の動作を妨げる摩擦係数をより低減することができ、その結果、転動体４の動作がよりスムースになり制振性能を向上させることができる。
Further, as described above, the rolling
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。要は、この発明は、転動体４と転動面１３とが接触あるいは摺動する部分のうち一方の表面粗さが滑らかであって、かつ硬度が接触する相手方の硬度より高くなるように構成されていればよい。したがって、例えば上述した実施形態では、回転体２および慣性体３ならびに転動体４の材料としてＳＫＤ１１やＳ４５Ｃを選択して構成したものの、上記のような関係を満たす材料であれば、その材料は適宜変更してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and may be appropriately modified as long as the object of the present invention is achieved. In short, the present invention is configured such that the surface roughness of one of the portions where the rolling
また、上述した実施形態では、表面粗さを表すパラメータとして図５に示したようにＲａ，Ｒｚ，Ｒｐｋ，Ｒｋを例として説明したものの、このパラメータは、上記の他、例えばＲｃ（粗さ曲線の平均高さ）、Ｒｔ（粗さ曲線の最大断面高さ）などを用いてもよい。また、図５に示した加工後の各パラメータの数値は、少なくとも一つのパラメータの値がその数値以下に低下していれば、この発明の効果を奏すると言い得る。 Further, in the above-described embodiment, Ra, Rz, Rpk, and Rk have been described as an example as parameters representing the surface roughness, but this parameter is, for example, Rc (roughness curve) in addition to the above. (Average height of), Rt (maximum cross-sectional height of the roughness curve) and the like may be used. Further, it can be said that the numerical value of each parameter after processing shown in FIG. 5 is effective of the present invention as long as the value of at least one parameter is lowered to the numerical value or less.
さらに、上述した実施形態では、転動体４は断面形状が「Ｈ」形のものを用いて説明したものの、これは上述したように円柱状など円形断面に形成された部材であってもよい。そのような場合、例えば円柱状などの転動体４を選択して、その転動体４を硬質材料かつ表面粗さを平滑になるように研磨すれば、その構造は単純であるから表面加工や加工後の測定などの工程が容易になる。そのため、例えば転動面１３を選択して研磨する場合に比べてその加工コストならびに製造コストを更に抑制することができる。
Further, in the above-described embodiment, the rolling
１…捩り振動低減装置、 ２…回転体、 ２ａ…外周部、 ３…慣性体、 ４…転動体、 ５…支持部、 ６，７…軸部、 ８…爪部、 ９…ガイド溝、 １０…環状プレート、 １１…切欠き部、 １２…架橋部、 １３…転動面、 １４…隔壁部、 １５…大径部、 １６…フランジ部、 １７，１８…外周面、 Ｘ…回転軸（回転中心軸線）。 1 ... torsional vibration reduction device, 2 ... rotating body, 2a ... outer peripheral part, 3 ... inertial body, 4 ... rolling element, 5 ... support part, 6,7 ... shaft part, 8 ... claw part, 9 ... guide groove, 10 ... Circular plate, 11 ... Notch, 12 ... Bridge, 13 ... Rolling surface, 14 ... Bulk partition, 15 ... Large diameter, 16 ... Flange, 17, 18 ... Outer surface, X ... Rotating shaft (rotation) Central axis).
Claims (3)
前記転動体と前記慣性体とは互いに接触する第１接触部と第２接触部とを有し、
前記第１接触部と前記第２接触部とのうち一方の接触部は、前記第１接触部と前記第２接触部とのうち他方の接触部より硬度が高く、かつその表面が前記他方の接触部より滑らかである
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 A rotating body that rotates when torque is input, an inertial body that is oscillatingly arranged outward in the radial direction of the rotating body in the circumferential direction about the rotation axis of the rotating body, and the rotating body and the inertial body. A rolling element that comes into contact with the body and connects the rotating body and the inertial body so as to be relatively rotatable, so as to reduce fluctuations in torque acting on the rotating body due to the relative rotation of the inertial body with respect to the rotating body. In the torsional vibration reduction device configured in
The rolling element and the inertial body have a first contact portion and a second contact portion that are in contact with each other.
The contact portion of one of the first contact portion and the second contact portion has a higher hardness than the other contact portion of the first contact portion and the second contact portion, and the surface thereof is the other. A torsional vibration reducing device characterized by being smoother than the contact portion .
前記第１接触部の表面および前記第２接触部の表面の粗さを示すパラメータは、算術平均粗さＲａ、最大高さ粗さＲｚ、初期摩耗高さＲｐｋ、および、突出山部と突出谷部との差Ｒｋの少なくともいずれかであって、
前記他方の接触部より硬度が高くかつ前記他方の接触部より滑らかな前記表面の粗さを示す前記パラメータの少なくともいずれかの数値は、前記算術平均粗さＲａが０．５μｍ以下、前記最大高さ粗さＲｚが２．０μｍ以下、前記初期摩耗高さＲｐｋが０．４μｍ以下、前記突出山部と突出谷部との差Ｒｋが０．８μｍ以下である
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 In the torsional vibration reducing device according to claim 1,
The parameters indicating the roughness of the surface of the first contact portion and the surface of the second contact portion are arithmetic mean roughness Ra, maximum height roughness Rz, initial wear height Rpk, and protrusions and protrusions. At least one of the differences Rk from Tanibe,
At least one of the parameters indicating the roughness of the surface, which is harder than the other contact portion and smoother than the other contact portion, is such that the arithmetic average roughness Ra is 0.5 μm or less and the maximum. Torsional vibration reduction characterized in that the height roughness Rz is 2.0 μm or less, the initial wear height Rpk is 0.4 μm or less, and the difference Rk between the protruding peak portion and the protruding valley portion is 0.8 μm or less. Device.
前記第１接触部と前記第２接触部とのうち前記一方の接触部は、前記転動体に設けられている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 In the torsional vibration reducing device according to claim 1 or 2.
A torsional vibration reducing device, wherein one of the first contact portion and the second contact portion is provided on the rolling element.
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