JP2012197886A

JP2012197886A - 振動減衰装置

Info

Publication number: JP2012197886A
Application number: JP2011062959A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Miyahara; 悠宮原; Hiroyuki Amano; 浩之天野; Shingo Aijima; 慎吾相島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2031-03-22
Also published as: JP5522099B2

Abstract

【課題】回転体の回転速度が遅い領域における異音や微振動を防止し、また、それ以外の回転速度領域において振動減衰能に優れた振動減衰装置を提供する。
【解決手段】回転体に取り付けられて回転体に生じる捩り振動を減衰する振動減衰装置において、回転体と一体となって回転する転動室２４と、転動室２４内に転動可能に収容された転動体２５と、転動体２５に生じる遠心力が小さい場合に、転動体２５を転動室２４のいずれかの内壁面２１Ｂに押し付けるように移動し、遠心力が大きい場合に、転動体２５から離隔する方向に移動する可動部材２３と、可動部材２３における転動体２５に対向する面２３Ａもしくは可動部材２３によって転動体２５が押し付けられるいずれかの内壁面２１Ｂに形成され、転動体２５に対して回転体の軸線方向に後退していて転動体２５をその転動方向に対して拘束する凹部とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、捩り振動を減衰するための装置に関し、特にトルクを受けて回転する回転体の内部に、その回転体に対して相対回転自在な転動体を収容した構成を備えている振動減衰装置に関するものである。

動力源で発生させたトルクを、目的とする箇所もしくは部材に伝達するための駆動軸や歯車などの回転体は、入力されるトルク自体の変動や負荷の変動、あるいは摩擦などが原因となって不可避的に振動する。その振動の周波数は回転数に応じて変化するとともに、二次振動以上の高次の振動も併せて発生するので、共振によって振幅が大きくなり、ひいては騒音や耐久性低下などの原因となることがある。そのため、回転によって動力を伝達する各種の機器には上記のような振動を防止するための装置もしくは機構が広く採用されている。その一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載されている遠心振子式吸振器は、フライホイールなどの回転体の外周側の部分に形成された転動室と、その内部に転動自在に収容されたボールあるいはローラ（コロ）などの転動体とを備えており、回転体が回転している際に、転動体が捩り振動に共振して転動室の内部を転動し、その動的吸振作用によって捩り振動を吸収するように構成されている。

特開平７−２８００３７号公報

特許文献１に記載された遠心振子式吸振器は、円形の転動室の内部に、その転動室の半径より小さい外径の転動体が収容されている。転動体は、その両側面の中央に円柱状のストッパ突起が形成されている。転動体の側面に対向する転動室の側壁には、ストッパ突起が嵌め込まれる円弧状のガイド溝が形成されている。ストッパ突起とガイド溝とは、転動体が転動面に沿って転動する場合に非接触状態となり、転動体が転動面から離反しようとする場合にガイド溝とストッパ突起とが当接するように構成されている。したがって、回転体の回転速度が遅いことにより転動体に生じる遠心力が小さくなり、転動体が不規則な方向に変位しようとした場合に、ストッパ突起がガイド溝に当接することにより転動体の変位が規制されるので、転動体と転動面とが衝突することによる異音や微振動の発生を防止できる、とされている。しかしながら、このような構成では、転動体の変位を規制する場合に、毎回、同じ箇所で転動体の変位を規制することが困難であるから、ストッパ突起とガイド溝とが非接触状態となることにより転動体が転動面を転動するようになった直後において、各転動体の位相にばらつきが生じることになり、その結果、遠心振子式吸振器の振動減衰能が低くなる虞がある。

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、回転体の回転速度が遅い領域における異音や微振動を防止し、また、それ以外の回転速度領域において振動減衰能に優れた振動減衰装置を提供することを目的とするものである。

この発明は、上記の課題を解決するために、回転体に取り付けられて前記回転体に生じる捩り振動を減衰する振動減衰装置において、前記回転体と一体となって回転する転動室と、その転動室内に転動可能に収容された転動体と、前記転動体に生じる遠心力が小さい場合に、前記転動体を前記転動室のいずれかの内壁面に押し付けるように移動し、前記遠心力が大きい場合に、前記転動体から離隔する方向に移動する可動部材と、前記可動部材における前記転動体に対向する面もしくは前記可動部材によって前記転動体が押し付けられる前記いずれかの内壁面に形成され、前記転動体に対して前記回転体の軸線方向に後退していて前記転動体をその転動方向に対して拘束する凹部とを備えていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記転動体は、その転動の中心となる回転軸に直交する断面の形状が円形であり、前記凹部に対向する前記転動体の面に、前記凹部に対して凸となった曲面が形成されていることを特徴とする振動減衰装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、複数の前記転動室を有し、前記複数の転動室における前記凹部によって拘束される前記転動体の転動方向での位置が同じであることを特徴とする振動減衰装置である。

請求項４の発明は、請求項１または２の発明において、前記転動室の内部に、前記転動体が転動する転動面が形成され、前記凹部は、前記転動体がその転動方向で前記転動面の中央付近に固定されるように、前記転動面の中央付近に位置している前記転動体に対向する部分が前記軸線方向に最も後退して構成されていることを特徴とする振動減衰装置である。

請求項１の発明によれば、回転体の回転数が比較的低い回転数であることにより転動体に生じる遠心力が小さい場合に、可動部材は転動体を転動室のいずれかの内壁面に押し付けるように移動する。また、回転体の回転数が比較的高い回転数であることにより転動体に生じる遠心力が大きい場合に、可動部材は転動体から離隔する方向に移動する。その可動部材における転動体に対向する面もしくは転動室のいずれかの内壁面には、転動体に対して回転体の軸線方向に後退した凹部が形成されている。そのため、可動部材が転動体に向けて接近するように移動すると、転動している転動体が凹部における窪んだ部分に集められるように次第に移動される。そして更に、可動部材が転動体に向けて接近するように移動すると、転動体が凹部における窪んだ部分に移動されるとともに、転動体は可動部材によって転動室の内壁面に押し付けられることによりその転動が拘束され、また固定される。その結果、転動室内において転動体を固定する箇所を毎回同じかほぼ同じにすることができる。そのため、上述したように転動体の転動が拘束されており、かつ回転体が回転する場合において、回転体に生じる慣性質量のバランスの変化を抑制することができる。すなわち、回転アンバランスを防止もしくは抑制することができる。一方、回転体の回転数が比較的高い回転数であることにより転動体に生じる遠心力が大きくなると、転動体から離隔するように可動部材が移動することにより転動体の固定が解除される。その結果、転動体が転動室の内部で移動自在になるとともに、回転体に捩り振動が生じると、転動体は毎回同じ箇所から転動を開始し、転動体が転動室の内部で転動しながら往復運動することによって捩り振動が吸収され、もしくは減衰される。すなわち、回転数が増大すると、ダンパ機能が発揮される。その結果、振動減衰能に優れた振動減衰装置を得ることができる。また、上述したように、転動体に生じる遠心力が小さい場合に、転動室内での転動体の自由な移動が規制されるから、転動体が転動室の内壁面などに当接したり、それに伴って異音が生じるなどの事態を未然に防止することができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明による効果と同様の効果に加えて、転動体は、その転動の中心となる回転軸に直交する断面の形状が円形であり、その側面には、上記の凹部に対して凸となった曲面が形成されている。そのため、可動部材が転動体に接近するように移動した場合に、転動体は凹部における窪んだ部分に移動しやすくなる。その結果、転動室内での転動体が固定される箇所を毎回同じかほぼ同じにすることができる。

請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明による効果と同様の効果に加えて、回転体は複数の転動室を備えている。各転動室に収容されている転動体は、可動部材が転動体に接近するように移動すると、上述したように、凹部における窪んだ部分に集められるように移動して最終的に凹部における窪んだ部分に固定される。その結果、転動体の固定を解除するように可動部材が移動すると、各転動体は、同じかほぼ同じ位置から転動を開始することができる。すなわち、各転動体の位相を揃えることができ、振動減衰能に優れた振動減衰装置を得ることができる。

請求項４の発明によれば、請求項１または２の発明による効果と同様の効果に加えて、凹部は、転動面の中央付近に位置している転動体に対向する部分が回転体の軸線方向に最も後退して構成されている。そのため、凹部における窪んだ部分に集められるように移動した転動体は、転動面における中央付近に位置することになる。その結果、転動体の固定が解除された場合に、転動体を毎回、転動面の中央付近から転動を開始させることができる。また、転動面の中央付近に転動体を固定できるので、転動体の固定が解除された直後において、転動を開始した転動体が直ちに転動室の内壁面などに当接したり、それに伴って異音が生じるなどの事態を防止もしくは抑制することができる。

この発明に係る振動減衰装置の一例を示す部分的な断面図であって、転動室の形状の一例を模式的に示す図である。図１に示すIIーII'線に沿う断面図である。図１に示すIIIーIII'線に沿う断面図である。図２に示す本体部の形状を改良した例を模式的に示す図である。図４に示す例において、蓋部の形状を改良した例を模式的に示す図である。図５に示す例において、転動体の形状を改良した例を模式的に示す図である。トルク増幅作用のある流体伝動装置であるトルクコンバータの内部にこの発明に係る振動減衰装置を設けた例を模式的に示す図である。

つぎにこの発明をより具体的に説明する。この発明に係る振動減衰装置は、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体に、その回転体に対して相対的に自由運動できる錘に相当する転動体を保持させて構成されている。この発明では、その振動減衰装置を流体伝動装置の内部に設けた構成とすることができ、特に直結クラッチ（ロックアップクラッチ）を備えた流体伝動装置の内部に設け、直結クラッチを解放させる圧力を利用して転動体を固定し、また直結クラッチを係合させる圧力を利用して転動体の固定を解除するように構成されている。

図７はトルク増幅作用のある流体伝動装置であるトルクコンバータ１の内部に振動減衰装置を設けた例を示しており、ここに示すトルクコンバータ１は従来車両に広く搭載されているトルクコンバータと同様の構成を備えている。すなわち、入力側の部材であるポンプインペラ２は、環状に配列されたポンプブレード３をポンプシェル４の内面に取り付けて構成されており、そのポンプインペラ２に対向してタービンランナ５が配置されている。このタービンランナ５は、ポンプインペラ２とほぼ対称となる形状を有するものであって、環状（もしくは半ドーナツ状）をなすシェルの内面に、環状に配列した多数のタービンブレードを固定して構成されている。したがって、これらポンプインペラ２とタービンランナ５とは同一軸線上で対向して配置されている。

ポンプシェル４の外周端には、タービンランナ５の外周側を覆うフロントカバー６が一体に接合されている。このフロントカバー６は、図７に示すように、ポンプシェル４の内面と対向するフロント壁面を有するいわゆる有底円筒状の部材であって、そのフロント壁の外面の中心部には軸部７が突出して形成され、その軸部７をエンジン（図示せず）のクランクシャフト８における先端部に挿入し、かつ軸受９を介してクランクシャフト８に相対回転可能に連結されている。また、クランクシャフト８には、ドライブプレート１０が取り付けられており、そのドライブプレート１０とフロントカバー６とが、ダンパ１１を介して連結されている。

また、ポンプシェル４の内周端部には、円筒軸１２が一体に設けられており、その円筒軸１２は、ポンプシェル４の背面側（エンジン側とは反対側）に延びており、図示しないオイルポンプに連結されている。その円筒軸１２の内部には、その円筒軸１２の内径より小さい外径の固定軸１３が挿入されており、その先端部は、ポンプシェル４とフロントカバー６とで囲われたトルクコンバータ１の内部にまで延びている。この固定軸１３は、オイルポンプを保持している図示しない固定壁部と一体に形成された中空軸状の部分であって、この固定軸１３の外周面と円筒軸１２の内周面との間が流体流路（すなわち油路）１４となっている。

固定軸１３の先端部は、前述したタービンランナ５の内周側もしくはポンプインペラ２とタービンランナ５との間の部分の内周側に位置しており、この固定軸１３の先端部に一方向クラッチ１５のインナーレースがスプライン嵌合させられている。また、その一方向クラッチ１５のアウターレースには、前述したポンプインペラ２の内周部とこれに対向するタービンランナ５の内周部との間に配置されたステータ１６が取り付けられている。すなわち、ポンプインペラ２とタービンランナ５との速度比が小さい状態では、タービンランナ５から流出したオイルがステータ１６に作用してもステータ１６の回転を一方向クラッチ１５によって阻止し、その結果、オイルの流動方向を変化させてポンプインペラ２にオイルを送り込み、また速度比が大きくなってステータ１６のいわゆる背面に向けてオイルが当たる状態では、ステータ１６を回転させてオイルの流れを乱さないように構成されている。

上記の固定軸１３の内周側には、出力軸（図示しない変速機の入力軸）１７が回転自在に挿入されており、その先端部は固定軸１３の先端部から突き出て（越えて）フロントカバー６の内面近くまで延びており、その固定軸１３から突き出ている先端外周部にはハブ軸１８がスプライン嵌合されている。このハブ軸１８には外周側に突出したフランジ状のハブ１９が形成されており、そのハブ１９に前述したタービンランナ５が、ハブ１９と一体となるように連結されている。

ハブ軸１８には、更に、ダンパハウジング２０が一体的に設けられている。このダンパハウジング２０は、この発明に係る振動減衰装置の一部を構成するものであって、タービンランナ５の背面（フロントカバー６側の側面）に沿う環状の中空部と、その中空部をハブ軸１８に連結しているフランジ状の部分とを備えている。その中空部は、図７に示すように、軸線方向に測った深さが浅い矩形断面をなし、かつ全体として環状をなす部分であり、フロントカバー６側に開口するいわゆる本体部２１と、その開口端部にシール材２２によって気密状態を維持して摺動可能に嵌め込まれた蓋部２３とによって構成されている。なお、このダンパハウジング２０やこれと一体となって回転する部材がこの発明における回転体に相当している。

図１に、この発明に係る振動減衰装置の一例を示す部分的な断面図であって、転動室の形状の一例を模式的に示してある。上述した中空部の内部の形状は、図１に示すように、外周側の面と内周側の面とが円弧面として形成されており、これら外周側の面と内周側の面とによって環状に区画された部分が転動室２４とされている。上記の外周側の面は、半径方向に連続して凹凸に変化する曲面として形成することもできる。そして、それぞれの転動室２４の内部に、その外周側の面に沿ってダンパハウジング２０や上述した回転軸の円周方向に転動可能な転動体２５が収容されている。

図２に、図１に示すIIーII'線に沿う断面図を示してあり、図３に、IIIーIII'線に沿う断面図を示してある。転動体２５は、図２および図３に示すように、一例として円柱形状であって、その上面と底面とに凸状の円弧面あるいは半球体形状の曲面が形成されている。したがって、転動体２５は、その転動の中心となる転動軸に直交する断面の形状が円形となるように形成されている。転動体２５の外径は、転動室２４を形成している外周側の面と内周側の面との間隔より小さくかつ転動室２４の両側の間隔より大きく設定されている。すなわち、転動体２５は、各転動室２４の内部で図１の左右方向に移動できるように構成されている。なお、各転動室２４の外周側の面は、転動体２５が遠心力を受けた場合に接触し、かつ転動体２５を沿わせて転動させる転動面２１Ａであり、したがって転動面２１Ａの中央部を起点とした左右両側の面が例えばトロイダル面として構成されている。

さらに、蓋部２３は、この発明における可動部材に相当し、上記の中空部の開口端側に移動した状態では、転動体２５から離れるように構成されている。これとは反対に、蓋部２３が中空部に押し込まれた状態では、転動体２５を中空部の底面、すなわち本体部２１の内壁面２１Ｂとの間に挟み付けて転動体２５を固定するように構成されている。また蓋部２３の内面２３Ａは、転動体２５に対して上述した各回転体の軸線方向に後退した曲面として形成されている。より具体的には、蓋部２３の内面２３Ａは、例えば図２および図３に示すように、上記の転動面２１Ａの中央部付近に転動体２５が位置している場合に、その中央部付近に位置している転動体２５に対向する部分が、転動体２５に対して最も窪んだ曲面として形成されている。なお、蓋部２３の内面２３Ａは、転動面２１Ａの中央部付近に位置している転動体２５に対向する部分が最も窪むようにテーパー状に形成してもよい。このように、転動体２５に対して窪んだ曲面として形成された蓋部２３の内面２３Ａがこの発明における凹部に相当している。

上記のダンパハウジング２０とフロントカバー６との間に、ロックアップクラッチ（直結クラッチ）２６が設けられている。このロックアップクラッチ２６は、従来知られているものと同様に、流体を介することなく駆動側の部材と従動側の部材との間でトルクを伝達するためのものであり、図７に示す例では、ハブ軸１８とフロントカバー６とを連結するように構成されている。すなわち、ロックアップクラッチ２６は上記の振動減衰装置とフロントカバー６の内面との間に配置された円盤状のロックアップピストン２７を主体として構成されており、そのロックアップピストン２７は前述したハブ軸１８に、軸線方向には移動自在でかつ回転方向にはハブ軸１８と一体となるように、スプライン嵌合されている。また、そのロックアップピストン２７のフロントカバー６に対向する側面のうち、可及的に外周側の箇所に、フロントカバー６に押し付けられて摩擦力を生じる摩擦材２８が取り付けられている。さらに、ロックアップピストン２７の外径は、フロントカバー６の内径より僅かに小さい程度の外径であって、その外周端部には、フロントカバー６の内周面に沿うように軸線方向に延びている円筒部２９が形成されている。したがって、ロックアップピストン２７は、図７の右方向に押されてその摩擦材２８がフロントカバー６に接触することにより係合状態となってフロントカバー６とハブ軸１８との間でトルクを伝達し、また図７の左方向に押し戻されることによりその摩擦材２８がフロントカバー６から離れて解放状態となってトルクの伝達を遮断するように構成されている。

そして、前述した可動部材である蓋部２３が、ロックアップピストン２７の背面（摩擦材２８を取り付けてある面とは反対側の面）に連結されている。すなわち、蓋部２３はロックアップピストン２７と共に軸線方向に前後動するように構成されている。

さらに、上記のロックアップクラッチ２６を係合・解放させるための油圧を給排する油路について説明すると、前述した出力軸１７には、その中心軸線に沿って油路３０が形成されており、この油路３０は出力軸１７の先端部に開口している。また、フロントカバー６の内面とロックアップピストン２７との間には僅かな隙間があいており、したがって油路３０はその隙間に開口して連通している。一方、ロックアップピストン２７の背面側の部分、すなわちタービンランナ５が収容されている部分には、前述した円筒軸１２と固定軸１３との間の油路１４が連通している。

したがって、この油路１４を仮に係合用油路１４とし、出力軸１７に形成されている油路３０を仮に解放用油路３０とすると、係合用油路１４の油圧を解放用油路３０の油圧より高くすることにより、ロックアップピストン２７の背面側の圧力がフロントカバー６との間の圧力より高くなり、その結果、ロックアップピストン２７がフロントカバー６側に押されて摩擦材２８がフロントカバー６の内面に押し付けられる。すなわち、ロックアップクラッチ２６が係合状態になる。ロックアップピストン２７のこのような移動に伴って振動減衰装置における蓋部２３が図７の右方向に移動するので、転動体２５の挟み付けが解除される。これとは反対に係合用油路１４の油圧を解放用油路３０の油圧より低くすると、フロントカバー６との間の圧力がロックアップピストン２７の背面側の圧力より高くなり、その結果、ロックアップピストン２７がフロントカバー６から離れる方向に押されて摩擦材２８がフロントカバー６の内面から離れる。すなわち、ロックアップクラッチ２６が解放状態になる。ロックアップピストン２７のこのような移動に伴って振動減衰装置における蓋部２３が図７の左方向に移動するので、転動体２５が本体部２１と蓋部２３との間に挟み付けられて移動しないように固定される。なお、このようなロックアップクラッチ２６の係合・解放の制御は、車両に搭載されている場合には、車速やアクセル開度などの車両の走行状態を示すパラメータで係合領域を規定したマップを用意し、そのマップに基づいて上記の各油路１４，３０の油圧あるいはその油圧の給排を制御することにより実行され、その制御は、車両において実行されている従来の制御と同様であってよい。

つぎに、上述したように構成される振動減衰装置の作用について説明する。上記のトルクコンバータ１が車両に搭載されていて、その車両が停車しているなどのことによりエンジンの回転数が低い場合、あるいはエンジンの出力トルクもしくはアクセル開度が大きい場合には、車体の振動やブーミングノイズ（こもり音）などを低減するために、ロックアップクラッチ２６は解放状態に制御される。具体的には、上記の解放用油路３０から供給される油圧が高められ、その結果、ロックアップピストン２７を挟んでフロントカバー６側の油圧が、これとは反対のタービンランナ５側の圧力より高くなり、ロックアップピストン２７がフロントカバー６の内面から離れる方向に押される。こうしてロックアップピストン２７に取り付けられている摩擦材２８がフロントカバー６の内面から離れ、両者の間でのトルクの伝達が遮断される。すなわち、ロックアップクラッチ２６が解放状態になる。

ロックアップピストン２７がこのようにフロントカバー６の内面から離れる方向に押し戻されると、そのロックアップピストン２７の背面に連結されている蓋部２３が転動室２４の内部に押し込められ、転動室２４の幅（前述した中空部の深さ）が減じられる。蓋部２３の内面２３Ａは、上述したように、転動体２５に対して窪んだ凹形状の曲面とされているため、蓋部２３が転動体２５に接近することに伴って転動体２５が内面２３Ａの窪みに集められるように転動面２１Ａ上を徐々に移動する。そして更に、蓋部２３が転動室２４の内部に押し込められると、転動体２５は内面２３Ａにおける最も窪んだ部分に対向する位置に移動される。すなわち、転動面２１Ａの中央部付近に移動される。そして、転動体２５が蓋部２３と転動室２４の内壁面との間に挟み付けられることにより固定されてその転動が拘束される。

エンジンのトルクはドライブプレート１０を介してフロントカバー６に伝達されるから、ポンプインペラ２がフロントカバー６と共に回転し、オイルの螺旋流を生じさせる。そのオイルは、ポンプブレード３の外周側からタービンランナ５に供給され、そのオイルの有する運動エネルギによってタービンランナ５が回転させられる。こうして駆動側のポンプインペラ２から従動側のタービンランナ５に動力が伝達される。そのタービンランナ５と前述したダンパハウジング２０とはハブ軸１８を介して一体化されているので、タービンランナ５から出力軸１７に動力が伝達されて出力されるとともに、ダンパハウジング２０がタービンランナ５と共に回転する。その場合に、トルクの変動などによってダンパハウジング２０の回転数が変動しても、その内部の転動室２４に収容されている転動体２５は転動室２４の内面に固定されているので、転動体２５が転動室２４の内面に当接したり、それに伴って異音が生じたりすることを未然に防止もしくは抑制することができる。また、各転動体２５は転動面２１Ａの中央部付近に同じように固定されているので、ダンパハウジング２０が回転する場合において、ダンパハウジング２０に生じる慣性質量のバランスの変化を抑制することができる。

一方、上記のトルクコンバータ１を搭載した車両の車速が増大するなどのことにより、エンジンの回転数あるいはトルクコンバータ１の入力回転数が高回転数になると、トルクコンバータ１によるトルクの増幅作用よりも、トルクの伝達効率を向上させることが必要になるので、ロックアップクラッチ２６が係合させられる。具体的には、前述した係合用油路１４から供給される油圧が高められ、あるいは解放用油路３０の油圧が低下させられ、その結果、ロックアップピストン２７を挟んで、タービンランナ５が配置されている側の油圧が、フロントカバー６側の油圧より高くなり、その油圧力差によってロックアップピストン２７がフロントカバー６側に押される。こうしてロックアップピストン２７がフロントカバー６側に移動することにより、その正面（フロントカバー６側の側面）に取り付けられている摩擦材２８がフロントカバー６の内面に押し付けられる。すなわち、ロックアップクラッチ２６が係合状態になって摩擦材２８とフロントカバー６との間の摩擦力によってトルクの伝達が生じる。そのロックアップピストン２７はハブ軸１８にスプライン嵌合し、かつそのハブ軸１８にタービンランナ５が取り付けられているから、フロントカバー６からロックアップクラッチ２６を介してタービンランナ５あるいは出力軸１７に動力が直接伝達される。すなわち、流体を介することによる滑りを伴うことなく動力の伝達が行われ、動力伝達効率が向上する。

この係合状態では、ロックアップピストン２７と共に蓋部２３が転動室２４の幅あるいは容積を増大させる方向すなわち図７の右方向に移動する。そのため、転動体２５を転動室２４の内面に押し付けていた荷重が作用しなくなるので、転動体２５の固定が解除される。転動体２５は、上述したように、ロックアップクラッチ２６が係合されている状態では転動面２１Ａの中央部付近に固定されるので、上記の固定が解除されると、各転動体２５は、それぞれの転動室２４において、転動面２１Ａの中央部付近から揃って転動を開始することとなる。すなわち、捩り振動によって転動しながら転動面２１Ａを往復運動する各転動体２５の位相を揃えることができる。したがって、捩り振動によってタービンランナ５やこれと一体のダンパハウジング２０に回転方向の往復動が生じると、各転動室２４の内部で各転動体２５がダンパハウジング２０に遅れて相対移動する。このように、各転動体２５の位相が揃った状態で各転動体２５が相対移動することによって捩り振動が減衰させられる。

このように、振動減衰作用の必要性が低い低回転数の状態では、転動体２５が転動室２４の内部に固定されるので、異音が発生することを防止もしくは抑制できる。また回転数が増大して振動減衰作用の必要性が高くなると、各転動体２５の固定がロックアップ油圧によって解除され、各転動体２５が揃って往復運動することにより振動減衰作用を生じさせることができる。また、転動体２５は、その固定が解除されると、転動面２１Ａの中央部付近から転動を開始するので、転動を開始した直後において、転動体２５がその転動方向における転動室２４の内壁面、すなわち、図１および図２に示す例において、転動室２４の両側の内壁面に衝突することによる異音や微振動の発生を防止もしくは抑制することができる。なお、上述した構成では、転動室２４がシール材２２によって気密状態に封止され、その内部に大気圧程度の空気が封入されている。したがって、前記蓋部２３が転動室２４の内部に移動すると、転動室２４の内部圧力が上昇するが、ロックアップクラッチ２６を解放状態にする油圧は、転動室２４の内部圧力より高圧であるから、転動体２５の固定に支障が生じることはない。その結果、転動体２５が毎回同じかほぼ同じ位置に固定されることになり、その固定が解除されると各転動体２５は毎回同じかほぼ同じ位置から転動を開始するため、すなわち、各転動体２５の往復運動の位相が揃うため、転動体２５の固定が解除された直後から振動減衰能に優れた振動減衰装置を得ることができる。

図４に、図２に示す本体部の形状を改良した例を模式的に示してある。ここに示す例は、本体部２１の内壁面であって、転動体２５が押し付けられる側の内壁面２１Ｂに、上述した蓋部２３の内面２３Ａと同様に、転動体２５に対して各回転体の軸線方向に後退した曲面を形成した例である。内壁面２１Ｂは、図４に示すように、転動面２１Ａの中央部付近に転動体２５が位置している場合に、その中央部付近に位置している転動体２５に対向する部分が、転動体２５に対して最も窪んだ曲面として形成されている。なお、内壁面２１Ｂは、転動面２１Ａの中央部付近に位置している転動体２５に対向する部分が最も窪むようにテーパー状に形成してもよい。

また、図５に、図４に示す例において、蓋部の形状を改良した例を模式的に示してある。ここに示す例は、蓋部２３の内面２３Ａを直線形状に形成した例である。

さらにまた、図６に、図５に示す例において、転動体の形状を改良した例を模式的に示してある。ここに示す例は、図５に示す例において、蓋部２３の内面２３Ａに対向する転動体２５の面を直線形状に形成した例である。

したがって、図４ないし図６に示すように構成した振動減衰装置では、上述した例と同様に、ロックアップクラッチ２６を係合させるように油圧が供給されてロックアップクラッチ２６が係合すると、これに伴って蓋部２３が転動室２４の幅あるいは容積を増大させる方向に移動する。そのため、転動体２５の固定が解除される。すなわち、転動体２５が転動室２４内で移動することにより捩り振動を減衰するように機能する。

一方、エンジン負荷が高くなるなどのことによってロックアップクラッチ２６を解放させる場合には、ロックアップクラッチ２６には上記の係合圧が作用しなくなる。そのため、上述したように、ロックアップピストン２７がフロントカバー６の内面から離れる方向に押し戻され、これに伴ってロックアップピストン２７の背面に連結されている蓋部２３が転動室２４の内部に押し込められることにより転動室２４の幅が減じられる。図４ないし図６に示したように、本体部２１のの内壁面２１Ｂは、転動体２５に対して窪んだ凹形状の曲面とされているため、図１ないし図３に示す構成と同様に、図４ないし図６に示す構成においても、蓋部２３が転動体２５に接近することに伴って転動体２５が内壁面２１Ｂもしくは内面２３Ａの窪みに集められるように転動面２１Ａ上を徐々に移動する。そして更に、蓋部２３が転動室２４の内部に押し込められると、転動体２５は内壁面２１Ｂもしくは内面２３Ａにおける最も窪んだ部分に対向する位置に移動される。すなわち、転動面２１Ａの中央部付近に移動される。そして、転動体２５が蓋部２３と転動室２４の内壁面との間に挟み付けられることにより固定されてその転動が拘束される。したがって、タービンランナ５の回転数に一時的な変動が生じても、転動体２５が転動室２４内で移動しないので異音や微振動が生じるなどの事態を回避もしくは抑制することができる。そして、図１ないし図３に示す例と同様に、転動体２５の固定を解除した直後から必要とする振動減衰機能を発揮させることができる。

なお、この発明は、駆動側インペラおよび従動側インペラと直結クラッチとを有する流体伝動装置に適用することができるのであって、この発明における流体伝動装置は、上述したトルク増幅作用のあるトルクコンバータ以外の流体伝動装置であってもよい。また、可動部材は直結クラッチを係合させる油圧によって動作して転動体の固定を解除するように構成されていればよく、したがって転動体や転動室あるいは可動部材は流体伝動装置の内部に組み込まれていなくてもよい。

２０…ダンパハウジング、２１…本体部、２１Ａ…転動面、２１Ｂ…転動体が押し付けられる側の内壁面、２３…蓋部、２３Ａ…蓋部の内面、２４…転動室、２５…転動体。

Claims

回転体に取り付けられて前記回転体に生じる捩り振動を減衰する振動減衰装置において、
前記回転体と一体となって回転する転動室と、
その転動室内に転動可能に収容された転動体と、
前記転動体に生じる遠心力が小さい場合に、前記転動体を前記転動室のいずれかの内壁面に押し付けるように移動し、前記遠心力が大きい場合に、前記転動体から離隔する方向に移動する可動部材と、
前記可動部材における前記転動体に対向する面もしくは前記可動部材によって前記転動体が押し付けられる前記いずれかの内壁面に形成され、前記転動体に対して前記回転体の軸線方向に後退していて前記転動体をその転動方向に対して拘束する凹部とを備えている
ことを特徴とする振動減衰装置。
前記転動体は、その転動の中心となる回転軸に直交する断面の形状が円形であり、
前記凹部に対向する前記転動体の面に、前記凹部に対して凸となった曲面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の振動減衰装置。
複数の前記転動室を有し、前記複数の転動室における前記凹部によって拘束される前記転動体の転動方向での位置が同じであることを特徴とする請求項１または２に記載の振動減衰装置。
前記転動室の内部に、前記転動体が転動する転動面が形成され、
前記凹部は、前記転動体がその転動方向で前記転動面の中央付近に固定されるように、前記転動面の中央付近に位置している前記転動体に対向する部分が前記軸線方向に最も後退して構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の振動減衰装置。