JP7359128B2 - ダイナミックダンパ - Google Patents

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Description

本発明は、ダイナミックダンパに関する。
特許文献１には、動力伝達装置で発生した振動がケースに伝達することを防止するために、中空状のカウンタシャフトの内部に、ダイナミックダンパを配置することが開示されている。このダイナミックダンパでは、質量体がカウンタシャフトの軸心に沿って延在しており、その質量体が円筒状の弾性体を介してカウンタシャフトの内周部に連結されている。
特許第３８５２２０８号公報
カウンタギヤ機構では、はすば歯車の噛み合いによって生じる軸方向のスラスト力を強制力として、歯車が軸方向に沿って振動する振動モード（軸方向共振モード）と、大径側のカウンタドリブンギヤにおいて歯車が軸方向に倒れ込むように振動する振動モード（倒れ込み共振モード）とが発生する。
特許文献１に記載の構成では、制振対象が二つの振動モード（軸方向共振モード，倒れ込み共振モード）を有することが考慮されておらず、単に、回転軸の中空部に円筒状の弾性体を介して質量体が連結された構造であった。そのため、両方の振動モードに対応することができない虞があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、歯車の倒れ込みにより生じる振動と歯車の軸方向振動との両方に対応して制振効果を発揮する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。
本発明は、中空状の回転軸の内部に配置され、前記回転軸の軸心に沿って延在する質量体と、前記質量体と前記回転軸との間に介在する弾性体と、を備え、前記回転軸に取り付けられた歯車により生じる振動を抑制するダイナミックダンパであって、前記質量体は、前記回転軸の軸心に沿って往復動する直動状態に振動可能であり、前記弾性体は、前記質量体と接触し、前記回転軸の軸方向に平行な第１接触面と、前記第１接触面とは異なる位置で前記質量体と接触し、前記回転軸の軸方向に対して平行でない第２接触面と、を有し、前記歯車が前記回転軸の径方向から前記回転軸の軸方向側へと倒れ込むように振動する場合、当該振動に応じて前記質量体が前記第１接触面を押し込むように振動することにより前記弾性体に圧縮応力が作用し、前記歯車が前記回転軸の軸方向に沿って振動する場合、当該振動に応じて前記質量体が前記直動状態となり前記第２接触面を押し込むように振動することにより前記弾性体に圧縮応力が作用することを特徴とする。
この構成によれば、歯車が回転軸の径方向から軸方向側へと倒れ込むように振動する場合にも、歯車が回転軸の軸方向に沿って振動する場合にも、弾性体に圧縮応力が作用する。また、弾性体と質量体との接触面が回転軸の軸方向に平行な面のみにより構成された場合と比べて、第２接触面により軸方向振動時の弾性率を大きくすることができる。これにより、歯車の倒れ込みによる振動と歯車の軸方向振動との両方に対応して制振効果を発揮することが可能になる。
また、前記質量体は、前記回転軸の軸方向の中央側で前記弾性体と接触する接触部と、前記接触部よりも前記回転軸の軸方向で両端側に位置し、前記弾性体とは接触しない非接触部と、を有し、前記接触部は、前記第１接触面と接触する第１接触部と、前記第２接触面と接触する第２接触部と、を含んでもよい。
この構成によれば、質量体の一部に弾性体が接触した状態で質量体を振動可能に保持することができる。
また、前記第２接触部は、前記回転軸の径方向からの傾斜角度が０度よりも大きく、かつ９０度未満に形成されてもよい。
この構成によれば、第２接触部により接触面積を増やすことができ、質量体が軸方向に振動する場合における軸方向の弾性率を上げることができる。
また、前記質量体は、前記回転軸の軸心に対して傾斜した姿勢に揺動する揺動状態に振動可能であり、前記歯車が前記回転軸の径方向から前記回転軸の軸方向側へと倒れ込むように振動する場合、当該振動に応じて前記質量体が前記揺動状態となってもよい。
この構成によれば、歯車が回転軸の径方向から軸方向側へと倒れ込むように振動する際に、この振動に対応するようにして質量体が揺動状態に振動することが可能になる。
また、前記質量体が前記直動状態に振動する際の共振周波数は、前記質量体が前記揺動状態に振動する際の共振周波数よりも高くてもよい。
この構成によれば、歯車が軸方向に振動する場合に対応するための共振周波数を、歯車が径方向から軸方向側へと倒れ込むように振動する場合に対応するための共振周波数よりも高くすることができる。
また、前記回転軸の内部に設けられ、前記質量体および前記弾性体を一体的に保持する筒状のホルダ、をさらに備え、前記弾性体は、前記ホルダと接触し、前記回転軸の軸方向に平行な第３接触面を有してもよい。
この構成によれば、ホルダによって質量体と弾性体とを一体的に保持することができる。さらに、ホルダに質量体と弾性体とを組み付ける際の組付け性が向上する。
また、前記弾性体は、前記第３接触面とは異なる位置で前記ホルダと接触し、前記回転軸の軸方向に対して平行でない第４接触面を有してもよい。
この構成によれば、ホルダによって質量体と弾性体とを一体的に保持することができる。
また、前記歯車が前記回転軸の径方向から前記回転軸の軸方向側へと倒れ込むように振動する場合、当該振動に応じて前記質量体が振動することにより前記第３接触面に前記ホルダからの荷重が作用して前記弾性体に圧縮応力が作用し、前記歯車が前記回転軸の軸方向に沿って振動する場合、当該振動に応じて前記質量体が振動することにより前記第４接触面に前記ホルダからの荷重が作用して前記弾性体に圧縮応力が作用してもよい。
この構成によれば、歯車が回転軸の径方向から軸方向側へと倒れ込むように振動する場合に、第１接触面と第３接触面とに作用する荷重により、弾性体に圧縮応力が作用する。また、歯車が回転軸の軸方向に沿って振動する場合に、第２接触面と第４接触面とに作用する荷重により、弾性体に圧縮応力が作用する。
また、前記歯車は、はすば歯車により構成されてもよい。
この構成によれば、はすば歯車の噛み合い部で生じるスラスト力を強制力とした共振を抑制することができる。
本発明では、歯車が回転軸の径方向から軸方向側へと倒れ込むように振動する場合にも、歯車が回転軸の軸方向に沿って振動する場合にも、弾性体に圧縮応力が作用する。また、弾性体と質量体との接触面が回転軸の軸方向に平行な場合に比べて、第２接触面により、軸方向振動時の弾性率を大きくすることができる。これにより、歯車の倒れ込みによる振動と歯車の軸方向振動との両方に対応して制振効果を発揮することが可能になる。
図１は、実施形態のダイナミックダンパが設けられた車両を模式的に示すスケルトン図である。 図２は、カウンタギヤ機構を模式的に示す断面図である。 図３は、ダイナミックダンパを説明するための斜視図である。 図４は、ダイナミックダンパを説明するための断面図である。 図５は、カウンタドリブンギヤの倒れ込み共振モードを説明するための断面図である。 図６は、カウンタドリブンギヤの軸方向共振モードを説明するための断面図である。 図７は、ダンパ傾きモードを説明するための断面図である。 図８は、ダンパ傾きモードを説明するための斜視図である。 図９は、ダンパ前後モードを説明するための断面図である。 図１０は、ダンパ前後モードを説明するための斜視図である。 図１１は、ダイナミックダンパの詳細構造を説明するための断面図である。 図１２は、ダイナミックダンパの詳細構造を説明するための模式図である。 図１３は、ダイナミックダンパによる制振効果を示すグラフ図である。 図１４は、変形例のダイナミックダンパを説明するための断面図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるダイナミックダンパについて具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
（動力伝達装置）
図１は、実施形態のダイナミックダンパが設けられた車両を模式的に示すスケルトン図である。図１に示すように、車両Ｖｅは、動力源として、エンジン１と、第１モータ２と、第２モータ３とを備えたハイブリッド車両である。各モータ２，３は、モータ機能と発電機能とを有するモータ・ジェネレータであり、インバータを介してバッテリに電気的に接続されている。車両Ｖｅでは、動力源から出力された動力が動力伝達装置４を介して車輪５に伝達される。
動力伝達装置４は、入力軸６と、遊星歯車機構７と、出力ギヤ８と、カウンタギヤ機構９と、デファレンシャルギヤ機構１０と、ドライブシャフト１１とを備える。また、車両Ｖｅは、動力伝達装置４に含まれるギヤ機構を収容するケース１２を備える。ケース１２の内部には、第１モータ２、第２モータ３、遊星歯車機構７、出力ギヤ８、カウンタギヤ機構９、デファレンシャルギヤ機構１０が収容されている。
エンジン１のクランクシャフトと同一軸線上に、入力軸６と、遊星歯車機構７と、第１モータ２とが配置されている。第１モータ２は、遊星歯車機構７に隣接し、軸方向でエンジン１とは反対側に配置されている。この第１モータ２は、ロータ２ａと、コイルが巻き回されたステータ２ｂと、ロータシャフト２ｃとを備えている。
遊星歯車機構７は、動力分割機構であり、エンジン１が出力した動力を第１モータ２側と車輪５側とに分割する。その際、第１モータ２はエンジン１が出力した動力によって発電する。この電力はバッテリに蓄電され、あるいはインバータを介して第２モータ３に供給される。
この遊星歯車機構７は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、三つの回転要素として、サンギヤ７Ｓ、キャリア７Ｃ、リングギヤ７Ｒを備えている。サンギヤ７Ｓには、第１モータ２のロータシャフト２ｃが一体回転するように連結されている。キャリア７Ｃには、入力軸６が一体回転するように連結されている。エンジン１は入力軸６を介してキャリア７Ｃに連結されている。リングギヤ７Ｒには、遊星歯車機構７から車輪５側へ向けてトルクを出力する出力ギヤ８が一体化されている。出力ギヤ８は、リングギヤ７Ｒと一体回転する歯車であり、カウンタギヤ機構９のカウンタドリブンギヤ９１と噛み合っている。
カウンタギヤ機構９は、カウンタドリブンギヤ９１と、入力軸６と平行に配置されたカウンタシャフト９２と、カウンタドライブギヤ９３とを有する。カウンタシャフト９２には、カウンタドリブンギヤ９１とカウンタドライブギヤ９３とが一体回転するように取り付けられている。カウンタドライブギヤ９３は、デファレンシャルギヤ機構１０のデフリングギヤ１０ａと噛み合っている。デファレンシャルギヤ機構１０には、左右のドライブシャフト１１を介して車輪５が連結されている。
また、車両Ｖｅは、エンジン１から車輪５に伝達されるトルクに、第２モータ３が出力したトルクを付加することができる。第２モータ３は、ロータ３ａと、コイルが巻き回されたステータ３ｂと、ロータシャフト３ｃとを備えている。
ロータシャフト３ｃは、カウンタシャフト９２と平行に配置されている。ロータシャフト３ｃには、リダクションギヤ１３が設けられている。リダクションギヤ１３は、カウンタドリブンギヤ９１と噛み合っている。
ケース１２は、ケース部材１２ａと、フロントカバー１２ｂと、リアカバー１２ｃとによって構成されている。ケース部材１２ａは、動力伝達装置４を収容する部材である。フロントカバー１２ｂは、エンジン１側のカバー部材であり、ケース部材１２ａにボルト締結されている。リアカバー１２ｃは、各モータ２，３側のカバー部材であり、ケース部材１２ａにボルト締結されている。
ケース１２の内部では、各モータ２，３を収容するモータ室と、ギヤ機構を含む動力伝達装置４を収容するギヤ室とが、センタサポート１６によって仕切られている。センタサポート１６は、モータ室とギヤ室とを仕切る隔壁であり、ケース１２に一体化された固定部である。センタサポート１６には、第１モータ２のロータシャフト２ｃが挿通される貫通孔と、第２モータ３のロータシャフト３ｃが挿通される貫通孔とが設けられている。各ロータシャフト２ｃ，３ｃは各貫通孔を介してモータ室とギヤ室とに延在している。
ギヤ室内では、カウンタシャフト９２の両端部が第１軸受１４と第２軸受１５とによってケース１２に支持されている。第１軸受１４は、カウンタシャフト９２の一方側の端部に取り付けられた転がり軸受であり、外輪がセンタサポート１６に取り付けられている。第２軸受１５は、カウンタシャフト９２の他方側の端部に取り付けられた転がり軸受であり、外輪がフロントカバー１２ｂに取り付けられている。
また、カウンタシャフト９２には、図２に示すように、カウンタドリブンギヤ９１がスプライン嵌合している。このカウンタドリブンギヤ９１は、はすば歯車により構成されている。すなわち、カウンタドリブンギヤ９１と出力ギヤ８との噛み合い部、およびカウンタドリブンギヤ９１とリダクションギヤ１３との噛み合い部は、はすば歯車同士の噛み合い部である。そのため、カウンタドリブンギヤ９１では、はすば歯車の噛み合いにより生じる軸方向の荷重（スラスト力）を強制力として振動が発生する。そこで、本実施形態では、カウンタドリブンギヤ９１で生じた振動が第１軸受１４および第２軸受１５を介してケース１２へ伝達することを抑制するために、カウンタシャフト９２にダイナミックダンパ２０（図２等に示す）が設けられている。これにより、各軸受１４，１５からケース１２へと振動が伝達する前に、カウンタシャフト９２で制振することにより振動伝達を抑制し、ケース１２からの放射音を低減する。
（ダンパの全体構成）
ダイナミックダンパ２０は、図２に示すように、中空状のカウンタシャフト９２の内部に配置されている。このダイナミックダンパ２０は、図３に示すように、質量体２１と、ゴム２２と、ホルダ２３とを備えている。
質量体２１は、カウンタシャフト９２の振動に応じて振動する棒状の慣性質量体であり、カウンタシャフト９２の軸心Ｏに沿って延在している。この質量体２１はゴム２２を介してカウンタシャフト９２の内部に連結されている。そして、質量体２１はゴム２２に保持された状態でカウンタシャフト９２の振動に応じて振動する。
ゴム２２は、質量体２１と接触している筒状の部材である。ダイナミックダンパ２０は、高分子材をバネに使用したものであり、弾性体としてゴム２２を備えている。そして、カウンタドリブンギヤ９１の振動に応じて質量体２１が振動することによりゴム２２に圧縮応力が作用する。
ホルダ２３は、質量体２１とゴム２２とを一体的に保持する筒状の部材であり、カウンタシャフト９２の内部に取り付けられている。このホルダ２３は、図３に示すように、筒状の部材が半割された形状を有する一対の部材２３Ａ，２３Ｂにより構成されている。図３に示す組付け前の状態から、ゴム２２の外周部を覆うようにして一対の部材２３Ａ，２３Ｂが一体化される。そして、組付け後は、図４に示すように、ホルダ２３がカウンタシャフト９２の内部に圧入されている。
（カウンタドリブンギヤの共振モード）
カウンタドリブンギヤ９１の共振モードについて説明する。カウンタドリブンギヤ９１では、はすば歯車の噛み合いにより生じるスラスト力を強制力として、倒れ込み共振と、軸方向共振とが発生する。
倒れ込み共振とは、図５に示すように、大径ギヤであるカウンタドリブンギヤ９１が軸方向側に倒れ込むように振動する振動モード（倒れ込み共振モード）のことである。軸方向共振とは、図６に示すように、カウンタドリブンギヤ９１が軸方向に振動する振動モード（軸方向共振モード）のことである。
このように、カウンタドリブンギヤ９１は、倒れ込み共振モードの共振周波数と、軸方向共振モードの共振周波数という、二つの共振周波数を有することになる。つまり、カウンタドリブンギヤ９１と一体回転するカウンタシャフト９２を制振対象とする場合には、対象の共振周波数が二つ存在することになる。
さらに、カウンタドリブンギヤ９１において、倒れ込み共振モードの共振周波数は、軸方向共振モードの共振周波数よりも低い。具体的には、倒れ込み共振モードの共振周波数は約２．６ｋＨｚ、軸方向共振モードの共振周波数は約３．６ｋＨｚとなる。これは、カウンタドリブンギヤ９１が大径ギヤであるため、倒れ込み共振時にはスポーク部９１ａの曲げ一次モードとなるのに対して、軸方向共振時には二次モードとなるためである。
そこで、本実施形態では、ダイナミックダンパ２０の共振周波数を対象の共振周波数に一致させ、対象の共振モードを打ち消すようなダイナミックダンパ２０の共振モードとすることで、両方の共振モードに対応した制振効果を発揮する。つまり、ダイナミックダンパ２０の共振周波数を、倒れ込み共振モードの共振周波数に一致させ、かつ軸方向共振モードの共振周波数に一致させるように構成されている。
（ダイナミックダンパの共振モード）
ダイナミックダンパ２０は、倒れ込み共振モードに対応した動吸振器の共振モードとしてのダンパ傾きモードと、軸方向共振モードに対応した動吸振器の共振モードとしてのダンパ前後モードとに振動することが可能である。
ダンパ傾きモードとは、図７および図８に示すように、質量体２１が軸心Ｏに対して傾いた姿勢を取るように振動する共振モードである。すなわち、ダンパ傾きモードでは質量体２１が軸心Ｏに対して揺動する。一方、ダンパ前後モードとは、図９および図１０に示すように、質量体２１が軸心Ｏに沿って軸方向に前後動する共振モードである。すなわち、ダンパ前後モードでは質量体２１が軸方向に沿って往復動する。
なお、図８では、質量体２１の揺動状態が明確になるように、質量体２１の姿勢（変位）が誇張して示されている。同様に、図１０では、質量体２１の直動状態が明確になるように、質量体２１の変位が誇張して示されている。
そして、カウンタドリブンギヤ９１が倒れ込み共振を生じる場合（図５参照）、ダイナミックダンパ２０はダンパ傾きモードとなり、質量体２１が揺動状態となる（図８参照）。このように、ダイナミックダンパ２０が傾き方向（軸心Ｏに対して傾いた方向）に共振することによって、カウンタドリブンギヤ９１の倒れ込み共振の振動伝達をキャンセルする。
また、カウンタドリブンギヤ９１が軸方向共振を生じる場合（図６参照）、ダイナミックダンパ２０はダンパ前後モードとなり、質量体２１が直動状態となる（図１０参照）。このように、ダイナミックダンパ２０が軸方向に沿って共振することによって、カウンタドリブンギヤ９１の軸方向共振の振動伝達をキャンセルする。
（ダイナミックダンパの共振周波数）
動吸振器の共振周波数ｆは、バネ定数ｋと質量ｍとを用いて、下式（１）により表される。
ｆ＝（１／２π）√ｋ／ｍ ・・・（１）
ダイナミックダンパ２０では、動吸振器のバネとして、高分子材からなるゴム２２が設けられている。そのため、ダイナミックダンパ２０の共振周波数は、上式（１）のバネ定数ｋに代えて、ゴム２２の弾性率を用いて表すことができる。
ゴム２２の弾性率には、圧縮方向の弾性率Ｅと、せん断方向の弾性率Ｇとが含まれる。そして、圧縮方向の弾性率Ｅと、せん断方向の弾性率Ｇとの関係は、ゴム２２のポアソン比νを用いて、下式（２）により表される。
Ｇ＝Ｅ／［２（１＋ν）］ ・・・（２）
上式（２）について、ゴム２２のポアソン比νは約０．５である。そのため、せん断方向の弾性率Ｇは、圧縮方向の弾性率Ｅよりも小さくなる。
そして、動吸振器において質量ｍが一定の場合、共振周波数ｆはバネ定数ｋに基づいて決定する。すなわち、ダイナミックダンパ２０では、質量体２１の質量が一定であるため、ゴム２２の弾性率に基づいて共振周波数が決定する。
ここで、比較例として、特許文献１（特許第３８５２２０８号公報）に開示された従来構造のように、円柱状の質量体と円筒状のゴムとを備えたダイナミックダンパについて説明する。この比較例では、ゴムと質量体との接触面が軸方向に平行な面のみにより構成されるため、カウンタドリブンギヤの軸方向共振時、ゴムに圧縮力が作用せず、せん断力のみが作用する。そのため、比較例のダイナミックダンパでは、軸方向共振に対応して質量体が軸方向に振動する際（ダンパ前後モード）、せん断方向の弾性率Ｇにより共振周波数ｆが決定される。一方、比較例では、カウンタドリブンギヤの倒れ込み共振時、ゴムに圧縮力が作用する。
つまり、比較例のダイナミックダンパでは、ゴムにせん断力のみが作用する場合（ダンパ前後モード）の共振周波数が、ゴムに圧縮力が作用する場合（ダンパ傾きモード）の共振周波数よりも低くなる。具体的にはＣＡＥ解析を行った結果、この比較例では、ダンパ前後モードの共振周波数が約１．６ｋＨｚ、ダンパ傾きモードの共振周波数が約２．６ｋＨｚとなった。
これに対して、制振対象のカウンタドリブンギヤ９１では、軸方向共振モードの共振周波数が、倒れ込み共振モードの共振周波数よりも高くなる。具体的には、カウンタドリブンギヤ９１の共振周波数は、軸方向共振モードの場合に約３．６ｋＨｚ、倒れ込み共振モードの場合に約２．６ｋＨｚとなる。つまり、比較例のダイナミックダンパでは、共振周波数の大小関係が制振対象と逆になるため、制振対象における二つの共振モードの両方に対応することはできない。
そこで、本実施形態のダイナミックダンパ２０では、カウンタドリブンギヤ９１における二つの共振モードの両方に対応して制振効果を発揮することができるように構成されている。ダイナミックダンパ２０では、軸方向共振モードに対応したダンパ前後モードの共振周波数が、倒れ込み共振モードに対応したダンパ傾きモードの共振周波数よりも高くなるように構成されている。
（ダイナミックダンパの詳細構造）
ここで、ダイナミックダンパ２０をより詳細に説明する。
ダイナミックダンパ２０は、図３に示すように、質量体２１の外周部に凹部２１１を設け、質量体２１が軸方向に振動する際にゴム２２に圧縮応力が作用するように構成されている。ゴム２２は、径方向内側に凹んだ凹部２２１を有する。さらに、このダイナミックダンパ２０では、ホルダ２３の内周部に凸部２３１が設けられている。そして、図４等に示すように、質量体２１の凹部２１１とホルダ２３の凸部２３１との間にゴム２２の凹部２２１が挟まれている。また、質量体２１は、ゴム２２に接触しない非接触部２１２，２１３を軸方向両端側に有する。非接触部２１２は軸方向の他方側の部位であり、非接触部２１３は軸方向の一方側の部位である。
ゴム２２は、筒状に形成されているため、内周面が質量体２１と接触し、外周面がホルダ２３と接触する。図１１に示すように、ゴム２２の内周面は、質量体２１との接触面として、軸方向に平行な第１接触面２２ａと、軸方向に対して平行でない第２接触面２２ｂとを有する。ゴム２２の外周面は、ホルダ２３との接触面として、軸方向に平行な第３接触面２２ｃと、軸方向に対して平行でない第４接触面２２ｄとを有する。また、ゴム２２の軸方向の両端部２２２は、軸方向に沿った円筒状に形成されており、径方向の両側から質量体２１とホルダ２３とに挟まれている。
質量体２１は、ゴム２２と接触する接触部として、図１１および図１２に示すように、第１接触面２２ａと接触する第１接触部２１ａと、第２接触面２２ｂと接触する第２接触部２１ｂとを有する。
第１接触部２１ａは、非接触部２１２と同径の円柱状に形成された部分である。第１接触部２１ａは、図１２に示すように、外径Ｄ１に形成されている。ダイナミックダンパ２０がダンパ傾きモードとなる場合、質量体２１が揺動することにより、第１接触部２１ａがゴム２２の第１接触面２２ａを押し込むように振動し、ゴム２２に圧縮応力を作用する。
第２接触部２１ｂは、第１接触部２１ａから径方向内側に凹んだ凹部２１１に含まれる。すなわち、凹部２１１は、軸方向に対して傾斜した第２接触部２１ｂと、軸方向に平行な底面２１１ａとを有する。ダイナミックダンパ２０がダンパ前後モードとなる場合、質量体２１が直動することにより、第２接触部２１ｂがゴム２２の第２接触面２２ｂを押し込むように振動し、ゴム２２に圧縮応力が作用する。
この第２接触部２１ｂは、図１２に示すように、径方向に対して傾斜した傾斜面である。この傾斜面は、径方向に対して傾斜する方向に延在するテーパ面であり、その傾斜角度αは、０ｄｅｇよりも大きく、かつ９０ｄｅｇ未満に設定されている。この傾斜角度αに設定された第２接触部２１ｂを有することにより、ゴム２２との接触面を増やすことができ、ゴム２２の軸方向弾性率、すなわち軸方向振動時の圧縮方向の弾性率を上げることができる。要するに、第２接触部２１ｂの傾斜面を径方向に沿った平面に投影した面積を増やすことにより、軸方向振動時の圧縮方向の弾性率を上げることができる。
底面２１１ａは、第１接触部２１ａの外径Ｄ１によりも小径な外周面である。この底面２１１ａは、図１１に示すように、ゴム２２の内周側底面２２ｅと接触している。
また、底面２１１ａには、図１２に示すように、複数の溝部２１１ｂが設けられている。溝部２１１ｂは、周方向全体に亘って環状に形成されており、軸方向で離れた位置に複数設けられている。この溝部２１１ｂは、ゴム２２を質量体２１に組付ける時のゴム圧縮による逃げスペースのための構造である。
また、逃げスペースとして、第１接触部２１ａと第２接触部２１ｂとの間にはＲ部２１１ｃが設けられている。Ｒ部２１１ｃとゴム２２との間に隙間を形成することが可能である。
また、底面２１１ａの軸方向両側には、図１１に示すように、傾斜方向が反転した一対の第２接触部２１ｂが設けられている。つまり、一つの凹部２１１において、軸方向一方側に設けられた一方の傾斜面としての第２接触部２１ｂと、軸方向他方側に設けられた他方の傾斜面としての第２接触部２１ｂとを有する。これにより、質量体２１が軸方向に沿って前後動する際、第２接触部２１ｂによる傾斜面がゴム２２を押し込むことができ、ゴム２２に圧縮応力を作用することが可能になる。
ホルダ２３は、ゴム２２と接触する接触部として、第３接触面２２ｃと接触する第３接触部２３ａと、第４接触面２２ｄと接触する第４接触部２３ｂとを有する。
第３接触部２３ａは、同径の円筒状に形成された部分である。この第３接触部２３ａの外径は、第１接触部２１ａの外径Ｄ１よりも大きい。ダイナミックダンパ２０がダンパ傾きモードとなる場合、質量体２１が揺動することにより、ゴム２２の第３接触面２２ｃにホルダ２３の第３接触部２３ａからの荷重が作用して、ゴム２２に圧縮応力が作用する。
第４接触部２３ｂは、第３接触部２３ａから径方向内側に突出した凸部２３１に含まれる。すなわち、凸部２３１は、軸方向に対して傾斜した第４接触部２３ｂと、軸方向に平行な内周面２３ｃとを有する。ダイナミックダンパ２０がダンパ前後モードとなる場合、質量体２１が直動することにより、ゴム２２の第４接触面２２ｄにホルダ２３の第４接触部２３ｂからの荷重が作用して、ゴム２２に圧縮応力が作用する。
内周面２３ｃの内径ｄ１は、図１２に示すように、第１接触部２１ａの外径Ｄ１よりも小さい。これにより、ゴム２２の圧縮方向の弾性力によって軸方向のバネ作用を得ることができる。この内周面２３ｃは、図１１に示すように、ゴム２２の外周側底面２２ｆとは接触していない。つまり、ゴム２２の外周側底面２２ｆとホルダ２３の内周面２３ｃとの間には径方向の隙間が設けられている。また、ホルダ２３の外周面２３２は、カウンタシャフト９２の内周面９２ａと接触している。
このダイナミックダンパ２０では、例えば、ゴム２２が質量体２１に接合されているとともに、ゴム２２がホルダ２３に接合されている。これにより、質量体２１が振動する際に、ホルダ２３によって確実に保持することができる。
（ゴムの温度特性）
図１３は、ダイナミックダンパによる制振効果を示すグラフ図である。図１３には、ダイナミックダンパ２０における周波数とイナータンスとの関係が、太い実線で示されている。なお、図１３には、比較のため、動吸振器が設けられてない場合の周波数とイナータンスとの関係が、細い実線で示されている。
図１３に示すように、ダイナミックダンパ２０によれば、倒れ込み共振モードに対応してダンパ傾きモードとなることにより、共振周波数でのイナータンスを低減することができる。同様に、ダイナミックダンパ２０によれば、軸方向共振モードに対応してダンパ前後モードとなることにより、共振周波数でのイナータンスを低減することができる。
ダイナミックダンパ２０では、ゴム２２の弾性率の温度特性から、ケース１２内の潤滑油の温度に合わせて、ゴム２２の弾性率を調整し、カウンタドリブンギヤ９１の共振周波数とダンパ共振周波数とを一致させている。例えば、潤滑油の常用温度は、４０～６０℃の温度域となる。そのため、ゴム２２の弾性率は、潤滑油の温度が４０～６０℃となる場合に、図１３に示すように、倒れ込み共振モードの共振周波数および軸方向共振モードの共振周波数と一致するように調整されている。このようにゴム２２の弾性率が調整されたダイナミックダンパ２０の場合、仮に潤滑油の温度が２５℃よりも低い場合には、図１３に破線で示すように、カウンタドリブンギヤ９１の共振周波数での制振効果が低くなる。このように、潤滑油の温度と、ゴム２２の弾性率の温度特性との関係を考慮して、ダイナミックダンパ２０を構成することができる。
以上説明した通り、実施形態によれば、ダイナミックダンパ２０の共振周波数について、ダンパ前後モードの共振周波数がダンパ傾きモードの共振周波数よりも高くなる。これにより、ダイナミックダンパ２０の共振周波数を倒れ込み共振モードと軸方向共振モードとの両方の周波数に合わせることができ、カウンタドリブンギヤ９１の倒れ込み共振と軸方向共振との両方を制振することが可能になる。
また、第１軸受１４および第２軸受１５からケース１２へと振動が伝達する前に、カウンタシャフト９２の内部（軸心部）に配置されたダイナミックダンパ２０によって制振することで振動伝達を抑制して、ケース１２からの放射音を低減することができる。
また、ダイナミックダンパ２０を、簡素な構造で、小型かつ軽量に構成することが可能になる。これにより、低コストで振動と騒音を抑制することができる。さらに、ケース１２の防音カバーを簡素化することができ、ユニット全体として小型化、低コスト化を図れる。
なお、上述した実施形態では、ゴム２２が質量体２１に接合され、かつゴム２２がホルダ２３に接合された例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ゴム２２は質量体２１に接合されていなくてもよい。さらに、ゴム２２はホルダ２３に接合されていなくてもよい。
また、ホルダ２３の内周面２３ｃは、ゴム２２の外周側底面２２ｆと接触していてもよい。つまり、ゴム２２の外周側底面２２ｆとホルダ２３の内周面２３ｃとの間には径方向の隙間がなくてもよい。
また、質量体２１は、円柱状の非接触部２１２よりも径方向内側に窪んだ形状の凹部２１１を有する構造に限定されず、この凹部２１１の代わりに、円柱状の非接触部よりも径方向外側に突出した凸部を有する構造であってもよい。つまり、上述した凹凸構造は逆の関係となる形状の質量体２１、ゴム２２、ホルダ２３であってもよい。この場合、質量体２１は凹部２１１に代えて凸部と有し、ゴム２２は凹部２２１に代えて凸部を有し、ホルダ２３は凸部２３１に代えて凹部を有することになる。
また、ホルダ２３は、内周部に凸部２３１を有する構造に限定されず、全体が円筒形に形成されてもよい。つまり、ホルダ２３の形状は、内径が一定であってもよく、ゴム２２の形状は、外径が一定であってもよい。この変形例のダイナミックダンパ２０が図１４に例示されている。
図１４に示すように、ホルダ２３は、軸方向の全域に亘って軸方向に平行な内周面２３３を有する。この内周面２３３は、ゴム２２の外周部全体と接触している。すなわち、ゴム２２の外周面は、軸方向の全域に亘って軸方向に平行な面に形成されている。このゴム２２の外周面は、図１４に示すように、第３接触面２２ｃと同じ外径に形成されている。また、ホルダ２３の内周面２３３は、第３接触部２３ａと同じ内径に形成されている。
さらに、この変形例では、ホルダ２３が、一つの円筒状の部材によって構成されてもよい。この場合、ホルダ２３とゴム２２との組付け性が向上する。つまり、組付け時、質量体２１の外周部にゴム２２を装着し、その一体化された質量体２１とゴム２２とを、ホルダ２３の内部へと軸方向に挿入することが可能である。その際、ゴム２２の外周面をホルダ２３の内周面２３３に摺動させるようにして、ホルダ２３の内部に質量体２１およびゴム２２を圧入することができる。このように、ホルダ２３の内周面２３３とゴム２２の外周面とが軸方向に平行な面であることにより、組付け性が向上する。
２０ ダイナミックダンパ
２１ 質量体
２１ａ 第１接触部
２１ｂ 第２接触部
２２ ゴム
２２ａ 第１接触面
２２ｂ 第２接触面
２２ｃ 第３接触面
２２ｄ 第４接触面
２３ ホルダ
２３ａ 第３接触部
２３ｂ 第４接触部
２１１ 凹部
２１２，２１３ 非接触部
２２１ 凹部
２２２ 端部
２３１ 凸部

Claims (1)

  1. 中空状の回転軸の内部に配置され、前記回転軸の軸心に沿って延在する質量体と、
    前記質量体と前記回転軸との間に介在する弾性体と、
    を備え、前記回転軸に取り付けられた歯車により生じる振動を抑制するダイナミックダンパであって、
    前記質量体は、前記回転軸の軸心に沿って往復動する直動状態に振動可能であり、
    前記弾性体は、
    前記質量体と接触し、前記回転軸の軸方向に平行な第１接触面と、
    前記第１接触面とは異なる位置で前記質量体と接触し、前記回転軸の軸方向に対して平行でない第２接触面と、を有し、
    前記歯車が前記回転軸の径方向から前記回転軸の軸方向側へと倒れ込むように振動する場合、当該振動に応じて前記質量体が前記第１接触面を押し込むように振動することにより前記弾性体に圧縮応力が作用し、
    前記歯車が前記回転軸の軸方向に沿って振動する場合、当該振動に応じて前記質量体が前記直動状態となり前記第２接触面を押し込むように振動することにより前記弾性体に圧縮応力が作用し
    前記質量体は、前記回転軸の軸心に対して傾斜した姿勢に揺動する揺動状態に振動可能であり、
    前記歯車が前記回転軸の径方向から前記回転軸の軸方向側へと倒れ込むように振動する場合、当該振動に応じて前記質量体が前記揺動状態となり、
    前記質量体が前記直動状態に振動する際の共振周波数は、前記質量体が前記揺動状態に振動する際の共振周波数よりも高い
    ことを特徴とするダイナミックダンパ。
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