JPH054597Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、例えば車両駆動系で見られるように
回転変動等によつて生じる強制振動を減衰するた
めのダイナミツクタンパに関するものである。

（従来の技術） この種のダイナミツクタンパにおける基本的構
造としては、一定の質量をもつマス部材と、この
マス部材及び所定の制振対象（以下これを主振動
体と称する）の間でばね特性を発揮するゴム等の
弾性体との組合せからなつている。

そして、車両駆動系に用いられるダイナミツク
ダンパとしては、この駆動系における回転軸等の
外周にゴム等の弾性体を固定し、さらにこの弾性
体の外周にマス部材を固定した構成のものが知ら
れている（例えば実開昭58−76843号公報参照）。
なお、これとほぼ同様のダイナミツクダンパの構
造が、実開昭59−3041号公報あるいは特開昭58−
177720号公報等によつても開示されている。

（考案が解決しようとする問題点） 周知のようにダイナミツクダンパの固有振動数
は、そのマス部材の質量と上記弾性体のばね定数
とによつて決定される。したがつて、一般のダイ
ナミツクダンパはその固有振動数を主振動体にお
ける特定の強制振動周波数の領域で最も制振効果
が得られるように設定している。つまり、ダイナ
ミツクダンパの制振効果は、その固有振動数が主
振動体の振動数に対して最適状態の時（ほぼ同一
の時）に最大となるが、このバランスが崩れると
制振効果は大きく減少するのである。

このことは、とくに主振動体が車両駆動系の場
合で、かつダイナミツクダンパの装着スペースや
マス部材の質量に制約を受ける車両においては、
特定の強制振動周波数領域以外での制振効果があ
まり期待できないといつた実状にある。

本考案は、このような問題点の解決をその目的
とするものである。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するために、本考案のダイナ
ミツクダンパは次のように構成されている。

すなわち強制振動が生じる主振動体に固定され
たプラネタリギヤセツトのサンギヤと、このサン
ギヤに対してキヤリヤにより位置決めされた複数
個のピニオンを介して配置されたリングギヤと、
このリングギヤに固定されたマス部材と、前記主
振動体とマス部材との間においてこれらの相対的
な回動によつて捩り方向のばね特性を発揮する弾
性体と、同じく主振動体とマス部材との間におい
て前記弾性体のばね特性と並列的に電磁吸引力を
発揮する電磁石と、この電磁石に流す電流値を主
振動体における強制振動数の変化に比例して増減
させるように制御する制御装置とを備えている。

（作用） 前記構成によれば、主振動体の回転変動によつ
て前記サンギヤが回動すると、プラネタリギヤセ
ツトのピニオンの回転を通じて前記リングギヤが
マス部材と共に前記弾性体を捩り変形させつつ回
動する。このときの弾性体のばね特性とマス部材
の質量とに基づくダイナミツクダンパの減衰率に
よつて主振動体の回転変動が減衰される。

そして前記サンギヤの回動はリングギヤ及びマ
ス部材に対し、プラネタリギヤセツトのギヤ比に
より増速されて伝えられる。このためダイナミツ
クダンパの慣性モーメントが増幅されることとな
り、前記主振動体の回転変動に対する制振効果が
高められる。

また、これと同時に前記マス部材１７の回動に
伴い、このマス部材１７と主振動体との間におい
て上記電磁石２０の電磁吸引力が上記弾性体１８
のばね特性と並列的に作用し、ダイナミツクダン
パの上述したばね定数を補助することとなる。そ
して、この電磁石２０による電磁吸引力は前記制
御装置４０の機能により、主振動体の強制振動数
の変化に比例して増減するように制御される。こ
のため、ダイナミツクダンパの固有振動数が主振
動体の強制振動数に応じて可変となり、主振動体
の強制振動が広い周波数領域において減衰される
こととなる。

（実施例） 次に本考案の構成を、図面で示す車両駆動系の
ダイナミツクダンパの実施例によつて説明する。

第１実施例 まず、第１図及び第１図の−線断面を表わ
した第２図において、中空状に形成されたプロペ
ラシヤフト１の内部には支持プレート３がボルト
４によつて固定されている。この支持プレート３
には、プロペラシヤフト１の回転軸線上に配置さ
れた支持軸５の一端が圧入等の固定手段によつて
組付けられている。つまり、この支持軸５は主振
動体である車両駆動系の構成部品をなし、上記支
持プレート３を通じてプロペラシヤフト１と共に
回転するのである。

上記支持軸５の外周にはプラネタリギヤセツト
１０のサンギヤ１１が第１図の左方向から芯出し
状態で組付けられている。また、この支持軸５の
端部にはリテーナ６を介してナツト７が締付けら
れ、これによつてサンギヤ１１は支持軸５と共に
回転するように固定されている。さらに、プロペ
ラシヤフト１の内部において上記サンギヤ１１の
外周に配置されているプラネタリギヤセツト１０
のリングギヤ１６には、筒状のマス部材１７が圧
入等の手段によつてこのリングギヤ１６と共に回
転するように固定されている。なお、このマス部
材１７の右端部は支持軸５に対し、ブツシユ８に
よつて芯出し状態に保持されている。

上記サンギヤ１１とリングギヤ１６との間には
複数個（図面では四個）のピニオン１３が組込ま
れている。そして、これらのピニオン１３は筒状
のキヤリヤ１５に固定されたそれぞれのシヤフト
１４に対して回転自在に支持されている。

上記サンギヤ１１の延長部１１ａ外周に圧入等
の手段で固定されたスリーブ１２外周には、ゴム
等の素材によつて環状に形成された弾性体１８の
内周が加硫接着等の手段によつて固定されてい
る。また、この弾性体１８の外周は前記キヤリヤ
１５の内周に対し、同じく加硫接着等の手段によ
つて固定されている。

上記の弾性体１８はサンギヤ１１とキヤリヤ１
５との間において捩り方向のばね特性を果すもの
であつて、この弾性体１８はサンギヤ１１とリン
グギヤ１６（マス部材１７）との間に設けた構成
に代えてもよい。また、弾性体１８を上記のスリ
ーブ１２によつてサンギヤ１１の外周に固定した
のは単に製作上の都合であつて、この弾性体１８
をサンギヤ１１における延長部１１ａの外周ある
いは前記支持軸５の外周に直接固定することも勿
論可能である。

前記弾性体１８とブツシユ８との間における支
持軸５の外周には、電磁石２０を装着したスリー
ブ２６が圧入等の手段によつて固定されている。
この電磁石２０は、第１図の−線断面を表わ
した第３図からも明らかなように複数個（図面で
は四個）の鉄芯部２０ａを有し、ここにはコイル
２１がそれぞれ巻装されている。そして、前記マ
ス部材１７の内周面において、電磁石２０の各鉄
芯部２０ａと対応する箇所には、これらの鉄芯部
２０ａに向けて突出する突部１７ａがそれぞれ形
成されている。

上記の各コイル２１が通電されると、マス部材
１７の各突部１７ａに対して電磁石２０の電磁吸
引力が作用し、上記支持軸５とマス部材１７との
回転方向の位置関係を図示の状態に保持するよう
な力が働く。これは上記弾性体１８の捩り方向の
ばね特性と同じ働き、つまりこの弾性体１８のば
ね特性を補助するようにこれと並列的に作用する
ものである。

第１図においてプロペラシヤフト１の中間ジヨ
イント部位（図示しない）を回転可能に軸支して
いるセンタベアリング２の近傍には、プロペラシ
ヤフト１の外周に対して一対のスリツプリング２
２が固定されている。また、センタベアリング２
において車両のボデイー側に固定される部材２ａ
には、上記の各スリツプリング２２に対してそれ
ぞれ電気的に接触させたブラシ２３が設けられて
いる。そして、これらの各スリツプリング２２は
電磁石２０の各コイル２１に対して電気的に接続
されているとともに、これらの一方はそのブラシ
２３を通じてボデイアース２５となつており、他
方は同じくそのブラシ２３を通じて車両の電源回
路２４に接続されている。この電源回路２４は第
１図で示す制御装置４０からの電気信号に基づ
き、その信号応じた電流を前記の電磁石２０に流
すようになつている。

さて、上記の制御装置４０は車両用エンジンの
回転数を検出するエンジン回転センサー２７から
の電気信号（パルス信号）に基づいて前記電磁石
２０のコイル２１に流すための電流値を演算し、
これを電気信号として出力するマイクロコンピユ
ータ４１と、この電気信号をアナログ信号に変換
して上記の電源回路２４に送り出すデイジタル・
アナログ変換器４２とを備えている。また、この
マイクロコンピユータ４１は第４図で示すフロー
チヤートと対応するプログラムを記憶する読出し
専用メモリー（ROM）４１ａと、このプログラ
ムを実行する中央処理装置（CPU）４１ｂと、
このプログラムに必要な変数を一時的に記憶する
書込み可能メモリー（RAM）４１ｃと、前記エ
ンジン回転センサー２７からのパルス信号を入力
し、かつデイジタル・アナログ変換器４２に所定
の電気信号を出力する入出力インターフエース４
１ｄと、上記の読出し専用メモリー４１ａ、中央
処理装置４１ｂ、書込み可能メモリー４１ｃ及び
入出力インターフエース４１ｄを共通に接続する
バス４１ｅとからなつている。

次に第４図で示すフローチヤートについて説明
する。まず、エンジン駆動のためにイグニツシヨ
ンスイツチ（図示しない）をONにすると、前述
したマイクロコンピユータ４１の中央処理装置４
１ｂがプログラムの実行を開始（スタート）す
る。そこで、第４図のステツプ100において前記
エンジン回転センサー２７によつて検出されたエ
ンジン回転数Ｎを入力し、これを前記の書込み可
能メモリー４１ｃに記憶する。続いてステツプ
101において上記のエンジン回転数Ｎが
（1500rpm＜Ｎ＜3500rpm）であるか否かを判断
する。エンジン回転数Ｎがこの範囲であれば、こ
のステツプ101においてYESの判断をし、次のス
テツプ102において前記の電源回路２４に電圧Ｅ
をかけるための信号を出力する。なお、この電圧
Ｅは（Ｅ＝ｆ・Ｎ）で求められ、エンジン回転数
Ｎに応じた電圧が得られるのである。

また、前記ステツプ101においてエンジン回転
数Ｎが（1500rpm＜Ｎ＜3500rpm）以外の領域に
あるときにはNOの判断をし、ステツプ103にお
いて前記電源回路２４に電圧E0をかけるための
信号を出力する。ただし、このときの電圧E0は
Ｏボルトに設定しておく。

上記のステツプ102及びステツプ103においてそ
れぞれの信号を出力した後は再びステツプ100に
捩り、以下循環処理を続ける。

なお、上記のステツプ101において判断される
エンジン回転数Ｎの範囲を1500rpm〜3500rpmと
したのは一実施例であつて、このエンジン回転数
Ｎの範囲は車種等によつて異なる。

次に、一般的なダイナミツクダンパの力学模式
図を表わした第５図によつてその諸元決定につい
て説明する。まず、この第５図においてＭは主振
動体の質量を示し、車両駆動系の場合にはトラン
スミツシヨン、プロペラシヤフトあるいはデイフ
アレンシヤル装置等の総質量となる。ｍはダイナ
ミツクダンパの質量であつて、本実施例にあつて
は前記リングギヤ１６を含むマス部材１７の質量
である。また、Ｋは主振動体のばね定数であつ
て、車両駆動系の場合にはその剛性である。ｋは
ダイナミツクダンパのばね定数、ｃはダイナミツ
クダンパの減衰係数である。また、Ｆは加振力で
あつて、車両駆動系の場合はエンジンの爆発に伴
う回転変動等によつて発生する。さらに、Ｘ１，
Ｘ２は主振動体及びダイナミツクダンパのそれぞ
れの変位である。

さて、上記のＭが加振力Fsinωtによつて変位
したとき、このＭにｍを付加 してＭの変位を抑
制する場合、Ｍの振動を最小とするパラメータは
次の式で与えられることが一般的に知られてい
る。

Xst＝Ｆ／Ｋ：主振動体の静たわみ Ωn＝√：主振動体の固有振動数 ωn＝√：ダイナミツクダンパの固有振動
数 μ＝ｍ／Ｍ：ダイナミツクダンパと主振動体との
質量比 ζ＝ｃ／２√：ダイナミツクダンパの減衰率 ωn／Ωn＝１／（１＋μ）（最適同調） ……(1) ζ＝√3８（１＋）³（最適減衰） ……(2) このようにダイナミツクダンパの固有振動数
ωnは、そのばね定数ｋと質量ｍとによつて決定
され、主振動体が車両駆動系の場合にはダイナミ
ツクダンパの固有振動数ωnをエンジン回転数の
下限の爆発一次周波数に合わせている。なお、車
両駆動系における強制振動数はエンジンの爆発で
発生する回転変動に起因するため、その周波数は
エンジンの爆発一次（４気筒エンジンなら回転二
次、６気筒エンジンなら回転三次）周波数であ
る。

また、ダイナミツクダンパによる最適減衰は上
記の式(2)で求められる。但し、この式(2)で求めら
れるダイナミツクダンパの減衰率ζはダイナミツ
クダンパのばね定数ｋが固定の場合である。これ
に対し、ダイナミツクダンパのばね定数ｋを可変
とし、その固有振動数ωnを主振動体である車両
駆動系の強制振動数に合わせるようにした場合
は、周知のダイナミツクダンパの振動数応答曲線
を表わした第６図から明らかなように、主振動体
に対する制振効果が高められるのである。

上記のように構成したダイナミツクダンパにお
いて、主振動体である車両駆動系の回転変動によ
つてプラネタリギヤセツト１０のサンギヤ１１が
回転変動を起すと、このプラネタリギヤセツト１
０のギヤ比によつてマス部材１７を含むリングギ
ヤ１６が前記弾性体１８を変形（捩り変形）させ
つつ回動する。この場合、上記のリングギヤ１６
を含むマス部材１７の質量と弾性体１８のばね定
数とによつて決定されるダイナミツクダンパの固
有振動数を、振動効果を得ようとするエンジン回
転数の下限で最大効果が得られるように設定して
おくことにより、この領域における車両駆動系の
強制振動に対しては十分な制振効果が果される。

エンジンの回転数が上昇すると、その爆発一次
周波数も上昇し、これによつてダイナミツクダン
パの上述した固有振動数が車両駆動系の強制振動
数から徐々にずれることとなり、その制振効果が
低下する傾向を示す。

このような状況下において、本実施例ではエン
ジンの回転数が例えば1500rpm〜3500rpmの範囲
になると、前記制御装置４０のマイクロコンピユ
ータ４１からデイジタル・アナログ変換器４２を
通じて電源回路２４に対し、そのときのエンジン
回転数に応じた電圧をかけるための信号が送り込
まれる。これにより、前記電磁石２０の各コイル
２１にエンジン回転数に応じた電流が流れ、前記
支持軸５とマス部材１７における各突部１７ａと
の間に電磁吸引力が生じる。この電磁石２０によ
る電磁吸引力は、主振動体とダイナミツクダンパ
のマス部材１７との間において前記弾性体１８の
ばね特性と並列的に機能するため、電磁石２０の
電磁吸引力は前述したダイナミツクダンパのばね
定数ｋを補助することとなる。つまり、エンジン
回転数に応じてダイナミツクダンパのばね定数ｋ
が比例的に増減されてダイナミツクダンパの固有
振動数ωnを主振動体の強制振動数に合わせるこ
とができる。これにより、主振動体の強制振動を
広い周波数領域において減衰することができる。

また、上記の制御装置４０は電磁石２０の電磁
吸引力を必要とするエンジン回転数（本実施例で
は1500rpm〜3500rpm）以外ではこの電磁石２０
のコイル２１に電流を流さないような信号を発生
するので、電源回路２４におけるバツテリー（図
示しない）の無駄な消耗あるいは電磁石２０から
の発熱を極力抑えることができる。なお、この電
磁石２０は、弾性体１８のばね特性に対してこれ
を補助するだけの電磁吸引力を発揮すればよく、
例えば電磁石２０のみでダイナミツクダンパのば
ね定数を得る場合に較べて小さい容量の電磁石を
用いることができる。

さらに、本実施例では上記のプラネタリギヤセ
ツト１０を利用したことにより、このプラネタリ
ギヤセツト１０のギヤ比をρとしたとき、前記電
磁石２０の電磁吸引力によつてマス部材１７に与
える力は、前記のキヤリヤ１５に与える力の１／
ρとなり、これによつて電磁石２０の電磁吸引力
を小さく設定することができる。

第２実施例 第７図で示す実施例は、プロペラシヤフト１の
軸上に弾性体１８を介して直接にマス部材１７を
固定してダイナミツクダンパを構成し、しかもこ
のプロペラシヤフト１とマス部材１７との間に第
１実施例と同様の電磁石２０を組込んだ構造とな
つている。この第２実施例においても電磁石２０
の電磁吸引力が弾性体１８のばね特性と並列的
に、かつこれを補助するように作用し、これらが
ダイナミツクダンパのばね定数として働くのであ
る。

なお、この第２実施例を表わした第７図におい
て第１実施例の第１図と同一もしくは均等構成と
考えられる部材には図面に同一符号を記載して重
複する構成ならびに作用説明は省略する。

（考案の効果） このように本考案は、主振動体に固定されたサ
ンギヤの回転変動がリングギヤ及びマス部材に対
し、プラネタリギヤセツトのギヤ比により増速さ
れて伝えられるため、限られたスペースでダイナ
ミツクダンパの慣性モーメントを増幅させること
ができ、もつて弾性体のばね特性とマス部材の質
量とに基づくダイナミツクダンパの制振効果が高
められる。しかもダイナミツクダンパのばね定数
を主振動体の強制振動数に合わせて変化させるた
めに、前記弾性体のばね特性と並列的に作用させ
ている電磁石の電磁吸引力も効果的に制振機能を
果たすこととなり、またこの電磁石の磁力は前記
弾性体のばね特性を補助するだけで足りることも
あつて小さな磁力で済む。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図はダイナ
ミツクダンパを組込んだプロペラシヤフトの断面
図、第２図は第１図の−線断面図、第３図は
同じく第１図の−線断面図、第４図は制御装
置におけるマイクロコンピユータのフローチヤー
ト、第５図は一般的なダイナミツクダンパの力学
模式図、第６図はダイナミツクダンパの振動数応
答曲線を表わした特性図、第７図は第２実施例を
第１図との対応によつて表わした断面図である。 １７……マス部材、１８……弾性体、２０……
電磁石、４０……制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 強制振動が生じる主振動体に固定されたプラネ
   タリギヤセツトのサンギヤと、このサンギヤに対
   してキヤリヤにより位置決めされた複数個のピニ
   オンを介して配置されたリングギヤと、このリン
   グギヤに固定されたマス部材と、前記主振動体と
   マス部材との間においてこれらの相対的な回動に
   よつて捩り方向のばね特性を発揮する弾性体と、
   同じく主振動体とマス部材との間において前記弾
   性体のばね特性と並列的に電磁吸引力を発揮する
   電磁石と、この電磁石に流す電流値を主振動体に
   おける強制振動数の変化に比例して増減させるよ
   うに制御する制御装置とを備えてなるダイナミツ
   クダンパ。