JP2019039456A5 - - Google Patents

Description

トルク変動抑制装置、トルクコンバータ、及び動力伝達装置

本発明は、トルク変動抑制装置、特に、回転軸の回りに回転するとともにトルクが入力される回転体のトルク変動を抑制するためのトルク変動抑制装置に関する。また、本発明は、トルク変動抑制装置を備えたトルクコンバータ及び動力伝達装置に関する。

例えば、自動車のエンジンとトランスミッションとの間には、ダンパ装置を含むクラッチ装置やトルクコンバータが設けられている。また、トルクコンバータには、燃費低減のために、所定の回転数以上で機械的にトルクを伝達するためのロックアップ装置が設けられている。

ロックアップ装置においては、複数のトーションスプリングを有するダンパによって、トルク変動（回転速度変動）が抑えられる。また、特許文献１に示されるようなトルク変動抑制装置を備えたロックアップ装置も提案されている。

特許文献１のトルク変動抑制装置は、イナーシャリングと、遠心子と、カム機構と、を備えている。イナーシャリングは、出力側回転体に対して相対回転自在に配置されている。遠心子は、出力側回転体及びイナーシャリングの回転による遠心力を受けるように配置されている。カム機構は、遠心子に作用する遠心力を受けて、出力側回転体とイナーシャリングとの間に回転方向における相対変位が生じたときには、遠心力を、相対変位が小さくなる方向の円周方向力に変換する。

特開２０１７−４０３１８号公報

特許文献１に示されたトルク変動抑制装置では、カム機構の作動によってトルク変動が抑えられる。特に、特許文献１の装置では、遠心子に作用する遠心力を、トルク変動を抑えるための力として利用しているので、回転体の回転数に応じてトルク変動を抑制する特性が変わることになる。したがって、特許文献１の装置では、広い回転数域におけるトルク変動のピークを抑えることができる。

ここで、特許文献１の装置では、遠心子が径方向に移動自在に設けられている。したがって、エンジン停止時や、カム機構が作動時から非作動時に移行する際に、遠心子の一部又は全部が径方向内方に移動し、例えば遠心子を支持している出力回転体の一部に衝突する場合がある。この遠心子の衝突時に打音が発生するという問題がある。

本発明の課題は、遠心子を用いたトルク変動抑制装置において、遠心子が他の部材に衝突する際の打音を抑えることにある。

（１）本発明に係るトルク変動抑制装置は、トルクが入力される回転体のトルク変動を抑制する装置である。このトルク変動抑制装置は、質量体と、複数の遠心子と、複数のカム機構と、複数の規制部材と、を備えている。質量体は、回転体とともに回転可能であり、かつ回転体に対して相対回転自在に配置されている。複数の遠心子は、回転体及び質量体の回転による遠心力を受けて径方向に移動可能である。複数のカム機構は、遠心子に作用する遠心力を受けて、回転体と質量体との間に回転方向における相対変位が生じたときには、遠心力を、相対変位が小さくなる方向の円周方向力に変換する。複数の規制部材は、カム機構の作動時には遠心子の移動を許容し、カム機構の非作動時には遠心子の径方向内方への移動を規制する。

この装置では、回転体にトルクが入力されると、回転体及び質量体が回転する。回転体に入力されるトルクに変動がない場合は、回転体と質量体との間の回転方向における相対変位はなく、同期して回転する。一方、入力されるトルクに変動がある場合は、質量体は回転体に対して相対回転自在に配置されているために、トルク変動の程度によっては、両者の間に回転方向における相対変位（以下、この変位を「回転位相差」と表現する場合がある）が生じる。

ここで、回転体及び質量体が回転すると、遠心子は遠心力を受ける。そして、回転体と質量体との間に相対変位が生じたときには、カム機構は遠心子に作用する遠心力を円周方向力に変換し、この円周方向力は回転体と質量体の間の相対変位を小さくするように作用する。このようなカム機構の作動によって、トルク変動が抑えられる。

ここでは、遠心子に作用する遠心力を、トルク変動を抑えるための力として利用しているので、回転体の回転数に応じてトルク変動を抑制する特性が変わることになる。また、例えばカムの形状等によって、トルク変動を抑制する特性を適切に設定することができ、より広い回転数域におけるトルク変動のピークを抑えることができる。

また、この装置では、規制部材によって、カム機構の非作動時には、遠心子の径方向内方への移動が規制される。このため、カム機構の非作動時に遠心子が径方向内方に移動して回転体等の他の部材と衝突し、打音が発生するのを避けることができる。また、遠心子と他の部材とが衝突する場合であっても、衝突時の打音を抑えることができる。なお、カム機構の作動時には、規制部材は遠心子の移動を許容するので、カム機構の作動が妨げられることはない。

（２）好ましくは、複数の遠心子は円周上に並べて配置され、複数の規制部材は隣接する２つの前記遠心子の円周方向間に配置されている。

（３）好ましくは、規制部材は、隣接する２つの遠心子の移動に応じて弾性変形可能である。ここでは、規制部材が弾性変形することによって、遠心子の移動が規制される。したがって、遠心子と規制部材とを常に当接させておくことができ、遠心子と規制部材とが衝突する際の打音を抑えることができる。

（４）好ましくは、規制部材は、円周方向の一端に設けられた第１当接部と、円周方向の他端に設けられた第２当接部と、を有している。第１当接部は、隣接する２つの遠心子のうちの一方の遠心子の円周方向の第１側の側面に当接可能である。また、第２当接部は、隣接する２つの遠心子のうちの他方の遠心子の円周方向の第２側の側面に当接可能である。

ここでは、規制部材の第１及び第２当接部が、それぞれ隣接する２つの遠心子の側面に当接する。この当接によって、遠心子の径方向内方への移動が規制される。

（５）好ましくは、規制部材は、第１当接部及び第２当接部が互いに近づく方向に弾性変形可能である。

（６）好ましくは、規制部材は、支持部と、第１バネ部と、第２バネ部と、を有している。支持部は質量体に支持される。第１バネ部は、支持部から径方向内方に延び、先端に第１当接部を有する。第２バネ部は、支持部から径方向内方に、かつ内方に行くに従って第１バネ部からより離れるように延び、先端に第２当接部を有する。

ここでは、規制部材を捩りバネによって構成できるので、規制部材を簡単に実現することができる。

（７）好ましくは、回転体は、外周面に複数の凹部を有し、複数の遠心子のそれぞれは、回転体の凹部に収容されている。そして、規制部材は、遠心子の内周面が凹部の底面に当接するのを規制する。

ここで、回転体及び質量体が回転しているときには、遠心子は遠心力を受けて径方向外方に移動しようとする。一方、回転体及び質量体の回転が停止したときなどのように、カム機構が作動しなくなったときには、遠心子には遠心力が作用しなくなる。したがって、規制部材が設けられていない場合には、複数の遠心子のうちの上方に位置していた遠心子は下方に落下し、凹部の底面に衝突する。この衝突時に打音が発生することになる。

また、カム機構の作動時には、カム機構によって、遠心子は遠心力の反力（径方向内方への力）を受けている。このため、回転体と質量体との相対回転が、ストッパ機構等によって禁止されたとき、すなわちカム機構が作動時から非作動時に移行したときには、遠心子は慣性によって径方向内方に移動しようとする。このとき、前記同様に、遠心子は凹部の底面に衝突して打音が発生することになる。

しかし、ここでは、規制部材によって遠心子の径方向内方への移動が規制され、遠心子が回転体の凹部の底面に衝突するのを防止している。したがって、カム機構の非作動時に遠心子と凹部の底面との打音をなくすことができる。

（８）好ましくは、カム機構は、質量体及び遠心子の一方に設けられたカムと、質量体及び遠心子の他方に設けられカムに沿って移動するカムフォロアと、を有する。

ここでは、回転体のトルク変動の大きさによって、回転体と質量体との間の回転方向の相対変位量が変動する。このとき、遠心力から変換された円周方向力が、相対変位量に応じて変化するようにカムの形状を設定することにより、トルク変動をより効率的に抑えることができる。

（９）好ましくは、カム機構のカムとカムフォロアとは、カム機構の非作動時には互いに押圧しない。ここでは、カムとカムフォロアとが互いに押圧しないときに、規制部材が作用する。すなわち、規制部材がカム機構の作動を妨げることはない。

（１０）好ましくは、質量体は、回転体を挟んで対向して配置された第１イナーシャリング及び第２イナーシャリングと、第１イナーシャリングと第２イナーシャリングとを相対回転不能に連結するピンと、を有している。遠心子は、回転体の外周部でかつピンの内周側において第１イナーシャリングと第２イナーシャリングとの軸方向間に配置されている。カムフォロアは、内部にピンが軸方向に貫通する孔を有する円筒状のコロである。カムは、遠心子に形成されてカムフォロアに当接し、回転体と質量体との間の回転方向における相対変位量に応じて円周方向力が変化するような形状を有する。

ここでは、第１イナーシャリングと第２イナーシャリングとを連結するピンを利用して、カムフォロアを装着している。このため、カム機構の構成が簡単になる。

（１１）好ましくは、回転体と質量体との相対回転角度を所定の範囲に規制するストッパ機構をさらに備えている。そして、カム機構はストッパ機構の作動時以降は作動しない。

（１２）ストッパ機構は、回転体又は質量体の一方に支持されたストップピンと、回転体又は質量体の他方に形成されストップピンが相通する円周方向に長い長孔と、を有する。

（１３）好ましくは、規制部材はストップピンに支持されている。ここでは、ストッパ機構を構成するストップピンを利用して規制部材の支持部を支持しているので、構成が簡単になる。

（１４）本発明に係るトルクコンバータは、エンジンとトランスミッションとの間に配置される。このトルクコンバータは、エンジンからのトルクが入力される入力側回転体と、トランスミッションにトルクを出力するハブフランジと、入力側回転体と出力側回転体との間に配置されたダンパと、以上に記載のいずれかのトルク変動抑制装置と、を備えている。

（１５）本発明に係る動力伝達装置は、フライホイールと、クラッチ装置と、以上に記載のいずれかのトルク変動抑制装置と、を備えている。フライホイールは、回転軸を中心に回転する第１慣性体と、回転軸を中心に回転し第１慣性体と相対回転自在な第２慣性体と、第１慣性体と第２慣性体との間に配置されたダンパと、を有する。クラッチ装置は、フライホイールの第２慣性体に設けられている。

以上のような本発明では、遠心子を用いたトルク変動抑制装置において、遠心子が他の部材に衝突する際の打音を抑えることができる。

本発明の第１実施形態によるトルクコンバータの模式図。 図１のハブフランジ及びトルク変動抑制装置の正面部分図。 図２のIIIーIII線断面図。 図２のIVーIV線断面図。 カム機構の作動を説明するための図。 規制部材の作動を説明するための図。 規制部材の作動を説明するための図。 回転数とトルク変動の関係を示す特性図。 本発明の第２実施形態の図２に対応する図。 図９のXーX線断面図。 本発明の適用例１を示す模式図。 本発明の適用例２を示す模式図。 本発明の適用例３を示す模式図。 本発明の適用例４を示す模式図。 本発明の適用例５を示す模式図。 本発明の適用例６を示す模式図。 本発明の適用例７を示す模式図。 本発明の適用例８を示す模式図。 本発明の適用例９を示す模式図。

−第１実施形態−
図１は、本発明の第１実施形態によるトルク変動抑制装置をトルクコンバータのロックアップ装置に装着した場合の模式図である。図１において、Ｏ−Ｏがトルクコンバータの回転軸線である。

［全体構成］
トルクコンバータ１は、フロントカバー２と、トルクコンバータ本体３と、ロックアップ装置４と、出力ハブ５と、を有している。フロントカバー２にはエンジンからトルクが入力される。トルクコンバータ本体３は、フロントカバー２に連結されたインペラ７と、タービン８と、ステータ（図示せず）と、を有している。タービン８は出力ハブ５に連結されており、出力ハブ５の内周部には、トランスミッションの入力軸（図示せず）がスプラインによって係合可能である。

［ロックアップ装置４］
ロックアップ装置４は、クラッチ部や、油圧によって作動するピストン等を有し、ロックアップオン状態と、ロックアップオフ状態と、を取り得る。ロックアップオン状態では、フロントカバー２に入力されたトルクは、トルクコンバータ本体３を介さずに、ロックアップ装置４を介して出力ハブ５に伝達される。一方、ロックアップオフ状態では、フロントカバー２に入力されたトルクは、トルクコンバータ本体３を介して出力ハブ５に伝達される。

ロックアップ装置４は、入力側回転体１１と、ハブフランジ１２（回転体の一例）と、ダンパ１３と、トルク変動抑制装置１４と、ストッパ機構１５（図２等参照）と、を有している。

入力側回転体１１は、軸方向に移動自在なピストンを含み、フロントカバー２側の側面に摩擦部材１６が固定されている。この摩擦部材１６がフロントカバー２に押し付けられることによって、フロントカバー２から入力側回転体１１にトルクが伝達される。

ハブフランジ１２は、入力側回転体１１と軸方向に対向して配置され、入力側回転体１１と相対回転自在である。ハブフランジ１２は出力ハブ５に連結されている。

ダンパ１３は、入力側回転体１１とハブフランジ１２との間に配置されている。ダンパ１３は、複数のトーションスプリングを有しており、入力側回転体１１とハブフランジ１２とを回転方向に弾性的に連結している。このダンパ１３によって、入力側回転体１１からハブフランジ１２にトルクが伝達されるとともに、トルク変動が吸収、減衰される。

［トルク変動抑制装置１４］
図２〜図４を用いてトルク変動抑制装置１４について詳細に説明する。図２は、ハブフランジ１２及びトルク変動抑制装置１４の正面図である。なお、図２は一方（手前側）のイナーシャリングを取り外して示している。また、図３は図２のIIIーIII線断面図、図４は図２のIV-IV線断面図である。図２以降の図ではハブフランジ１２及びトルク変動抑制装置１４の一部を示している。

トルク変動抑制装置１４は、質量体２０を構成する第１イナーシャリング２０１及び第２イナーシャリング２０２と、４個の遠心子２１と、４個のカム機構２２と、４個の規制部材としての捩りバネ２３と、を有している。

＜第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２＞
第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２は、それぞれ連続した円環状に形成された所定の厚みを有するプレートであり、図３及び図４に示すように、ハブフランジ１２を挟んでハブフランジ１２の軸方向両側に所定の隙間をあけて配置されている。すなわち、ハブフランジ１２と第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２とは、軸方向に並べて配置されている。第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２は、ハブフランジ１２の回転軸と同じ回転軸を有し、ハブフランジ１２とともに回転可能で、かつハブフランジ１２に対して所定の角度範囲内で相対回転自在である。

図３に示すように、第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２には軸方向に貫通する孔２０１ａ，２０２ａが形成されている。そして、第１イナーシャリング２０１と第２イナーシャリング２０２とは、孔２０１ａ，２０２ａを貫通する支持ピン２４及びボルト２５によって固定されている。したがって、第１イナーシャリング２０１は、第２イナーシャリング２０２に対して、軸方向、径方向、及び回転方向に移動不能である。

＜ハブフランジ１２＞
図２に示すように、ハブフランジ１２は、円板状に形成され、内周部が前述のように出力ハブ５に連結されている。ハブフランジ１２の外周部には、円周方向に所定の幅を有し内周側に凹む４つの凹部１２１が形成されている。凹部１２１は、外周側に開くように形成され、所定の深さを有している。

＜遠心子２１＞
遠心子２１は、ハブフランジ１２の凹部１２１に配置されており、ハブフランジ１２の回転による遠心力によって径方向に移動可能である。遠心子２１は、円周方向に延びて形成されている。遠心子２１の両側面（円周方向の両端面）２１ａは、内周側から外周側にかけて広がるように傾斜している。そして、この両側面２１ａに溝２１ｂが形成されている。溝２１ｂの幅は、ハブフランジ１２の厚みより大きく、溝２１ｂの一部にハブフランジ１２（具体的には凹部１２１の縁部の一部）が挿入されている。

なお、遠心子２１の外周面２１ｃは、内周側に窪む円弧状に形成されており、後述するように、カム３１として機能する。

遠心子２１の両側面の溝２１ｂには、それぞれ２個のローラ２６ａ，２６ｂが配置されている。各ローラ２６ａ，２６ｂは、径方向に並べて配置され、溝２１ｂを回転軸方向に貫通して設けられたピン２７の回りに回転自在に装着されている。そして、各ローラ２６ａ，２６ｂは、凹部１２１の側面に当接して転動可能である。

＜カム機構２２＞
カム機構２２は、カムフォロアとしての円筒状のコロ３０と、遠心子２１の外周面２１ｃであるカム３１と、から構成されている。コロ３０は、図３に示すように、支持ピン２４の胴部２４ａの外周に嵌めこまれ、支持ピン２４に回転自在に支持されている。

前述のように、支持ピン２４は、第１イナーシャリング２０１及び第２イナーシャリング２０２を固定している。より詳細には、図３に示すように、支持ピン２４は、一方側の端面に鍔部２４ｂを有し、他方側の端面には所定の深さのねじ穴２４ｃが形成されている。鍔部２４ｂは第２イナーシャリング２０２に形成された円形の溝にはめ込まれている。また、ねじ穴２４ｃにはワッシャ２８を介してボルト２５がねじ込まれている。ワッシャ２８は第２イナーシャリング２０２に形成された円形の溝にはめ込まれている。このような構成により、第１イナーシャリング２０１と第２イナーシャリング２０２との軸方向間の隙間は、支持ピン２４の胴部２４ａの長さによって決まる。

なお、コロ３０は、支持ピン２４に対して回転自在に装着されているのが好ましいが、回転不能であってもよい。カム３１は、コロ３０が当接する円弧状の面であり、ハブフランジ１２と第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２とが所定の角度範囲内で相対回転した際には、コロ３０はこのカム３１に沿って移動する。

詳細は後述するが、コロ３０とカム３１との接触によって、ハブフランジ１２と第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２との間に回転位相差が生じたときに、遠心子２１に生じた遠心力は、回転位相差が小さくなるような円周方向の力に変換される。

＜捩じりバネ２３＞
捩りバネ２３は、カム機構２２による遠心子２１の作動を許容し、かつ遠心子２１の径方向内方への移動を規制する。すなわち、ハブフランジ１２と第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２との間に回転位相差が生じ、カム機構２２が作動している際には、捩じりバネ２３は遠心子２１の移動を妨げない。具体的には、カム機構２２が作動している際には、捩じりバネ２３は、遠心子２１に非接触であるか、あるいは接触していても遠心子２１に押圧力を与えない。

捩りバネ２３は、隣接する２つの遠心子２１の円周方向間に配置されている。そして、捩りバネ２３は、カム機構２２の非作動時には遠心子２１の径方向内方への移動を規制する。

図２に示すように、捩じりバネ２３は、支持部２３０と、第１バネ部２３１と、第２バネ部２３２と、を有している。

支持部２３０は、円環状に巻かれており、ピン３４の周囲に配置され、ピン３４によって支持されている。ピン３４は、図４に示すように、第２イナーシャリング２０２の外周端部に装着されている。

第１バネ部２３１及び第２バネ部２３２は、支持部２３０から径方向内方に延びている。第１バネ部２３１及び第２バネ部２３２は、径方向内方に行くに従って互いにより離れるように延びている。そして、第１バネ部２３１及び第２バネ部２３２は、互いに近づく方向に弾性変形が可能である。

第１バネ部２３１の先端部は、延びる方向からほぼ９０°の角度で第２バネ部２３２側に折り曲げられている。そして、この折り曲げ部が、隣接する２つの遠心子２１のうちの一方の側面２１ａの内周端部に当接する第１当接部２３１ａとなっている。

また、同様に、第２バネ部２３２の先端部は、延びる方向からほぼ９０°の角度で第１バネ部２３１側に折り曲げられている。そして、この折り曲げ部が、隣接する２つの遠心子２１のうちの他方の側面２１ａの内周端部に当接する第２当接部２３２ａとなっている。

前述のように、捩じりバネ２３は、カム機構２２が作動しているときは、カム機構２２の作動（具体的には遠心子２１の移動）を妨げない。すなわち、捩りバネ２３の形状及び遠心子２１の側面２１ａの形状が適切に設定されているので、ハブフランジ１２と両イナーシャリング２０１，２０２との間に回転位相差が生じてカム機構２２が作動し遠心子２１が径方向に移動しても、捩りバネ２３の支持部２３０の中心点と、第１当接部２３１ａが一方の遠心子２１の側面２１ａに当接する点と、第２当接部２３２ａが他方の遠心子２１の側面２１ａに当接する点と、を結んで形成される三角形の形状は変わらない。

したがって、カム機構２２が作動しているときは、隣接する２つの遠心子２１の一方と第１当接部２３１ａとの間、及び隣接する２つの遠心子２１の他方と第２当接部２３２ａとの間には、押圧力は作用していない。このため、カム機構２２が作動しているときには、捩りバネ２３は弾性変形していない。

［ストッパ機構１５］
ストッパ機構１５は、ハブフランジ１２と第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２との相対回転角度を所定の範囲内に規制する機構である。

ストッパ機構１５は、図４に示すように、ピン１５０と、ストップリング１５１と、長孔１５２（図２参照）と、から構成されている。ピン１５０は、第１イナーシャリング２０１と第２イナーシャリング２０２との間において軸方向に延びている。ストップリング１５１は樹脂又はゴム製の部材であり、第１イナーシャリング２０１と第２イナーシャリング２０２との間においてピン１５０の外周に装着されている。すなわち、ピン１５０はストップリング１５１の孔を貫通している。長孔１５２はハブフランジ１２に形成されている。長孔１５２は、ストップリング１５１が円周方向に移動し得る大きさであり、円周方向に所定の長さを有している。

以上のような構成では、ハブフランジ１２と第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２とは、ストップリング１５１が長孔１５２内を移動し得る範囲で相対回転が可能となる。言い換えれば、カム機構２２はストップ機構１５の作動時以降は作動しない。

［カム機構２２の作動］
図２及び図５を用いて、カム機構２２の作動（トルク変動の抑制）について説明する。なお、以下の説明では、第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２を、単に「イナーシャリング２０」と記す場合もある。

ロックアップオン時には、フロントカバー２に伝達されたトルクは、入力側回転体１１及びダンパ１３を介してハブフランジ１２に伝達される。

トルク伝達時にトルク変動がない場合は、図２に示すような状態で、ハブフランジ１２及びイナーシャリング２０は回転する。この状態では、カム機構２２のコロ３０はカム３１のもっとも内周側の位置（円周方向の中央位置）に当接し、ハブフランジ１２とイナーシャリング２０との回転位相差は「０」である。

前述のように、ハブフランジ１２とイナーシャリング２０との間の回転方向の相対変位量を、「回転位相差」と称しているが、これらは、図２及び図５では、遠心子２１及びカム３１の円周方向の中央位置と、コロ３０の中心位置と、の回転方向のずれを示すものである。

ここで、トルクの伝達時にトルク変動が存在すると、図５に示すように、遠心子２１を収容するハブフランジ１２と、コロ３０が支持されているイナーシャリング２０と、の間には、回転位相差θが生じる。

図５に示すように、ハブフランジ１２とイナーシャリング２０との間に回転位相差θが生じた場合は、カム機構２２のコロ３０は、カム３１に沿って相対的に図５における右側に移動する。このとき、遠心子２１には遠心力が作用しているので、遠心子２１に形成されたカム３１がコロ３０から受ける反力は、図５のＰ０の方向及び大きさとなる。この反力Ｐ０によって、円周方向の第１分力Ｐ１と、遠心子２１を径方向内方に向かって移動させる方向の第２分力Ｐ２と、が発生する。

そして、第１分力Ｐ１は、カム機構２２及び遠心子２１を介してハブフランジ１２を図５における右方向に移動させる力となる。すなわち、ハブフランジ１２とイナーシャリング２０との回転位相差を小さくする方向の力が、ハブフランジ１２に作用することになる。また、第２分力Ｐ２によって、遠心子２１は、遠心力に抗して径方向内方に移動させられる。

なお、逆方向に回転位相差が生じた場合は、コロ３０がカム３１に沿って相対的に図５の左側に移動するが、作動原理は同じである。

以上のように、トルク変動によってハブフランジ１２とイナーシャリング２０との間に回転位相差が生じると、遠心子２１に作用する遠心力及びカム機構２２の作用によって、ハブフランジ１２は、両者の回転位相差を小さくする方向の力（第１分力Ｐ１）を受ける。この力によって、トルク変動が抑制される。

以上のトルク変動を抑制する力は、遠心力、すなわちハブフランジ１２の回転数によって変化するし、回転位相差及びカム３１の形状によっても変化する。したがって、カム３１の形状を適宜設定することによって、トルク変動抑制装置１４の特性を、エンジン仕様等に応じた最適な特性にすることができる。

例えば、カム３１の形状は、同じ遠心力が作用している状態で、回転位相差に応じて第１分力Ｐ１が線形に変化するような形状にすることができる。また、カム３１の形状は、回転位相差に応じて第１分力Ｐ１が非線形に変化する形状にすることができる。

なお、以上のようなカム機構２２の作動中においては、遠心子２１は捩じりバネ２３によって移動を規制されない。具体的には、ハブフランジ１２とイナーシャリング２０との間に相対回転が生じ、遠心子２１が移動しても、図２及び図５に示すように、捩りバネ２３は弾性変形しない。すなわち、捩りバネ２３の支持部２３０の中心点と、第１当接部２３１ａが一方の遠心子２１の側面２１ａに当接する点と、第２当接部２３２ａが他方の遠心子２１の側面２１ａに当接する点と、を結ぶ三角形の形状は変わらない。このため、図５に示す例では、一方の遠心子２１の側面２１ａと第１当接部２３１ａとは接触しているが、互いに押圧していない。また、他方の遠心子２１の側面２１ａと第２当接部２３２ａとは離れている。したがって、遠心子２１は捩じりバネ２３によって移動が規制されることはない。

一方、ハブフランジ１２及びイナーシャリング２０の回転が停止する際と、ハブフランジ１２及びイナーシャリング２０の相対回転が禁止された直後に、遠心子２１は捩りバネ２３によって径方向の移動が規制される。

具体的には、ハブフランジ１２及びイナーシャリング２０が回転を停止すると、遠心子２１には遠心力が作用しなくなるので、図６に示すように、４つの遠心子２１のうちの上方に位置している遠心子２１は径方向内方である下方に落下する。このとき、仮に捩じりバネ２３が設けられていないとすれば、遠心子２１が下方に落下し、遠心子２１の内周面が凹部１２１の底面１２１ａに衝突し、打音が発生することになる。

しかし、ここでは捩じりバネ２３が設けられているので、図６に示すように、遠心子２１が下方に落下しようとすると、捩じりバネ２３の第１当接部２３１ａが遠心子２１の側面２１ａの内周端部に当接する。そして、捩じりバネ２３の弾性力によって、遠心子２１は図６に示す位置からさらに下方へ移動するのが規制される。また、同様に、捩じりバネ２３の第２当接部２３２ａが他方の遠心子２１の側面２１ａの内周端部に当接し、他方の遠心子２１も径方向外方に向かう押圧力を受ける。このため、遠心子２１の内周面が凹部１２１の底面１２１ａに衝突することはなく、回転停止時の打音を避けることができる。

なお、捩じりバネ２３は弾性変形するので、遠心子２１が径方向内方に移動するにしたがって、捩じりバネ２３による遠心子２１を径方向外方側に押圧する力が大きくなる。このため、遠心子２１が勢いよく径方向内方に移動する場合であっても、遠心子２１が凹部１２１の底面１２１ａに衝突するのを避けることができる。

さらに、同様の理由により、カム機構２２の作動時において、捩じりバネ２３の各当接部２３１ａ，２３２ａと遠心子２１の側面２１ａとの間の隙間を「０」又は極力小さくするように設定しておけば、遠心子２１と捩じりバネ２３との間の打音も抑えることができる。

また、ハブフランジ１２と第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２との相対回転角度が大きくなると、ストッパ機構１５が作動し、ハブフランジ１２と第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２との相対回転が禁止される。すると、カム機構２２は作動しなくなる。しかし、ストッパ機構１５が作動するまでは、カム機構２２が作動し、遠心子２１は径方向内方に移動する力を受けていたので、ストッパ機構１５が作動しても、それまでの慣性で遠心子２１は径方向内方に移動しようとする。

この場合は、図７に示すように、隣接する２つの遠心子２１の側面２１ａが捩じりバネ２３の第１当接部２３１ａ及び第２当接部２３２ａを押圧する。このため、捩じりバネ２３は弾性変形する。すると、捩じりバネ２３の弾性変形の反力によって、遠心子２１の径方向内方への移動が規制される。したがって、前記同様に、遠心子２１が慣性によって径方向内方に移動し、その内周面が凹部１２１の底面１２１ａに衝突するのを避けることができ、ストッパ機構１５の作動時の打音を避けることができる。

［特性の例］
図８は、トルク変動抑制特性の一例を示す図である。横軸は回転数、縦軸はトルク変動（回転速度変動）である。特性Ｑ１はトルク変動を抑制するための装置が設けられていない場合、特性Ｑ２は従来のダイナミックダンパ装置が設けられた場合、特性Ｑ３は本実施形態のトルク変動抑制装置１４が設けられた場合を示している。

この図８から明らかなように、従来のダイナミックダンパ装置が設けられた装置（特性Ｑ２）では、特定の回転数域のみについてトルク変動を抑制することができる。一方、本実施形態（特性Ｑ３）では、すべての回転数域においてトルク変動を抑制することができる。

−第２実施形態−
図９及び図１０は本発明の第２実施形態によるトルク変動抑制装置１４’の一部を示しており、第１実施形態の図２及び図４に相当する図である。すなわち、図９はハブフランジ１２’及びトルク変動抑制装置１４’の正面図、図１０は図９のX-X線断面図である。

第２実施形態のトルク変動抑制装置１４’は、カム機構２２等の基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、捩じりバネ２３の支持のための構成及びストッパ機構の構成が第１実施形態と異なっている。

第２実施形態のストッパ機構１５’は、第１実施形態と同様に、ハブフランジと第１及び第２イナーシャリングとの相対回転角度を所定の範囲に規制する機構である。

図１０に示すように、ストッパ機構１５’は、第１実施形態と同様のピン１５０及びストップリング１５１を有している。また、ストッパ機構１５’は、ハブフランジ１２’に形成された切欠き１５２’を有している。切欠き１５２’は、外周側に開口し、円周方向に所定の長さを有している。この切欠き１５２’の内部に、ストップリング１５１が配置されている。

以上のような構成では、ハブフランジ１２’と第１及び第２イナーシャリング２０１，２０２とは、ストップリング１５１が切欠き１５２’内を移動し得る範囲で相対回転が可能となる。言い換えれば、カム機構２２はストップ機構１５’の作動時以降は作動しない。

また、第２実施形態の捩じりバネ２３の構成自体は、第１実施形態と同様である。そして、捩じりバネ２３の支持部２３０が、ピン１５０の外周に装着されている。すなわち、ストッパ機構１５’を構成するピン１５０が、捩じりバネ２３を支持するためのピンを兼ねている。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（ａ）前記実施形態では、イナーシャリングを連続した円環状の部材で構成したが、分割された複数のイナーシャ体を円周方向に並べて配置してもよい。この場合は、複数のイナーシャ体を保持するために、イナーシャ体の外周側に、円環状の保持リング等の保持部材を設ける必要がある。

（ｂ）前記実施形態では、ガイド部としてガイドローラを配置したが、樹脂レースやシート等の摩擦を低減する他の部材を配置してもよい。

（ｃ）前記実施形態では、規制部材として捩じりバネ２３を用いたが、捩りバネ２３の支持部２３０の中心点と、第１当接部２３１ａが一方の遠心子２１の側面２１ａに当接する点と、第２当接部２３２ａが他方の遠心子２１の側面２１ａに当接する点と、を頂点とする三角形状の規制部材を用いてもよい。この場合の規制部材は、支持部２３０の中心に対応する部分が、イナーシャリングに回動自在に支持される必要がある。

（ｄ）前記実施形態では、カム機構を構成するカムを遠心子に設け、カムフォロアとしてのコロをイナーシャリングに設けたが、イナーシャリングにカムを形成し、遠心子にカムフォロアを設けてもよい。

（ｅ）第１実施形態では、ストッパ機構のストッパピンをイナーシャリングに支持し、長孔をハブフランジに形成したが、ハブフランジにストッパピンを支持し、イナーシャリングに長孔を形成してもよい。

［適用例］
以上のようなトルク変動抑制装置を、トルクコンバータや他の動力伝達装置に適用する場合、種々の配置が可能である。以下に、トルクコンバータや他の動力伝達装置の模式図を利用して、具体的な適用例について説明する。

（１）図１１は、トルクコンバータを模式的に示した図であり、トルクコンバータは、入力側回転体４１と、ハブフランジ４２と、両回転体４１，４２の間に設けられたダンパ４３と、を有している。入力側回転体４１は、フロントカバー、ドライブプレート、ピストン等の部材を含む。ハブフランジ４２は、ドリブンプレート、タービンハブを含む。ダンパ４３は複数のトーションスプリングを含む。

この図１１に示した例では、入力側回転体４１を構成する回転部材のいずれかに遠心子が設けられており、この遠心子に作用する遠心力を利用して作動するカム機構４４が設けられ、また規制部材としての捩じりバネが設けられている。カム機構４４及び捩じりバネについては、前記各実施形態に示された構成と同様の構成を適用できる。

（２）図１２に示したトルクコンバータは、ハブフランジ４２を構成する回転部材のいずれかに遠心子が設けられており、この遠心子に作用する遠心力を利用して作動するカム機構４４が設けられ、また捩りバネが設けられている。カム機構４４及び捩じりバネについては、前記各実施形態に示された構成と同様の構成を適用できる。

（３）図１３に示したトルクコンバータは、図１１及び図１２に示した構成に加えて、別のダンパ４５と、２つのダンパ４３，４５の間に設けられた中間部材４６と、を有している。中間部材４６は、入力側回転体４１及びハブフランジ４２と相対回転自在であり、２つのダンパ４３，４５を直列的に作用させる。

図１３に示した例では、中間部材４６に遠心子が設けられており、この遠心子に作用する遠心力を利用して作動するカム機構４４が設けられ、また捩じりバネが設けられている。カム機構４４及び捩じりバネについては、前記各実施形態に示された構成と同様の構成を適用できる。

（４）図１４に示したトルクコンバータは、フロート部材４７を有している。フロート部材４７は、ダンパ４３を構成するトーションスプリングを支持するために部材であり、例えば、環状に形成されて、トーションスプリングの外周及び少なくとも一方の側面を覆うように配置されている。また、フロート部材４７は、入力側回転体４１及びハブフランジ４２と相対回転自在であり、かつダンパ４３のトーションスプリングとの摩擦によってダンパ４３に連れ回る。すなわち、フロート部材４７も回転する。

この図１４に示した例では、フロート部材４７に遠心子４８が設けられており、この遠心子４８に作用する遠心力を利用して作動するカム機構４４が設けられ、また捩じりバネが設けられている。カム機構４４及び捩じりバネについては、前記各実施形態に示された構成と同様の構成を適用できる。

（５）図１５は、２つの慣性体５１，５２を有するフライホイール５０と、クラッチ装置５４と、を有する動力伝達装置の模式図である。すなわち、エンジンとクラッチ装置５４との間に配置されたフライホイール５０は、第１慣性体５１と、第１慣性体５１と相対回転自在に配置された第２慣性体５２と、２つの慣性体５１，５２の間に配置されたダンパ５３と、を有している。なお、第２慣性体５２は、クラッチ装置５４を構成するクラッチカバーも含む。

図１５に示した例では、第２慣性体５２を構成する回転部材のいずれかに遠心子が設けられており、この遠心子に作用する遠心力を利用して作動するカム機構５５が設けられ、また捩じりバネが設けられている。カム機構５５及び捩じりバネについては、前記各実施形態に示された構成と同様の構成を適用できる。

（６）図１６は、図１５と同様の動力伝達装置において、第１慣性体５１に遠心子が設けられた例である。そして、この遠心子に作用する遠心力を利用して作動するカム機構５５が設けられ、また捩じりバネが設けられている。カム機構５５及び捩じりバネについては、前記各実施形態に示された構成と同様の構成を適用できる。

（７）図１７に示した動力伝達装置は、図１５及び図１６に示した構成に加えて、別のダンパ５６と、２つのダンパ５３，５６の間に設けられた中間部材５７と、を有している。中間部材５７は、第１慣性体５１及び第２慣性体５２と相対回転自在である。

図１７に示した例では、中間部材５７に遠心子５８が設けられており、この遠心子５８に作用する遠心力を利用して作動するカム機構５５が設けられ、また捩じりバネが設けられている。カム機構５５及び捩じりバネについては、前記各実施形態に示された構成と同様の構成を適用できる。

（８）図１８は、１つのフライホイールにクラッチ装置が設けられた動力伝達装置の模式図である。図１８の第１慣性体６１は、１つのフライホイールと、クラッチ装置６２のクラッチカバーと、を含む。この例では、第１慣性体６１を構成する回転部材のいずれかに遠心子が設けられており、この遠心子に作用する遠心力を利用して作動するカム機構６４が設けられ、また捩じりバネが設けられている。カム機構６４及び捩じりバネについては、前記各実施形態に示された構成と同様の構成を適用できる。

（９）図１９は、図１８と同様の動力伝達装置において、クラッチ装置６２の出力側に遠心子６５が設けられた例である。そして、この遠心子６５に作用する遠心力を利用して作動するカム機構６４が設けられ、また捩じりバネが設けられている。カム機構６４及び捩じりバネについては、前記各実施形態に示された構成と同様の構成を適用できる。

（１０）図面には示していないが、本発明のトルク変動抑制装置を、トランスミッションを構成する回転部材のいずれかに配置してもよいし、さらにはトランスミッションの出力側のシャフト（プロペラシャフト又はドライブシャフト）に配置してもよい。

（１１）他の適用例として、従来から周知のダイナミックダンパ装置や、振り子式ダンパ装置が設けられた動力伝達装置に、本発明のトルク変動抑制装置をさらに適用してもよい。

本発明では、遠心子を用いたトルク変動抑制装置において、遠心子が他の部材に衝突する際の打音を抑えることができる。

１ トルクコンバータ
１１ 入力側回転体
１２，１２’ ハブフランジ（回転体）
１２１ 収容部
１４，１４’ トルク変動抑制装置
１５，１５’ ストッパ機構
２０，２０１，２０２ イナーシャリング（質量体）
２１ 遠心子
２２ カム機構
２３ 捩じりバネ（規制部材）
２３０ 支持部
２３１ 第１バネ部
２３１ａ 第１当接部
２３２ 第２バネ部
２３２ａ 第２当接部
３０ コロ（カムフォロア）
３１ カム

Claims (15)

1. トルクが入力される回転体のトルク変動を抑制するトルク変動抑制装置であって、
   前記回転体とともに回転可能であり、かつ前記回転体に対して相対回転自在に配置された質量体と、
   前記回転体及び前記質量体の回転による遠心力を受けて径方向に移動可能な複数の遠心子と、
   前記遠心子に作用する遠心力を受けて、前記回転体と前記質量体との間に回転方向における相対変位が生じたときには、前記遠心力を、前記相対変位が小さくなる方向の円周方向力に変換する複数のカム機構と、
   前記カム機構の作動時には前記遠心子の移動を許容し、前記カム機構の非作動時には前記遠心子の径方向内方への移動を規制する複数の規制部材と、
   備えたトルク変動抑制装置。
2. 前記複数の遠心子は円周上に並べて配置され、前記複数の規制部材は隣接する２つの前記遠心子の円周方向間に配置されている、請求項１に記載のトルク変動抑制装置。
3. 前記規制部材は、隣接する２つの前記遠心子の移動に応じて弾性変形可能である、請求項２に記載のトルク変動抑制装置。
4. 前記規制部材は、円周方向の一端に設けられた第１当接部と、円周方向の他端に設けられた第２当接部と、を有し、
   前記第１当接部は、隣接する２つの前記遠心子のうちの一方の遠心子の円周方向の第１側の側面に当接可能であり、
   前記第２当接部は、隣接する２つの前記遠心子のうちの他方の遠心子の円周方向の第２側の側面に当接可能である、
   請求項２又は３に記載のトルク変動抑制装置。
5. 前記規制部材は、前記第１当接部及び前記第２当接部が互いに近づく方向に弾性変形可能である、請求項４に記載のトルク変動抑制装置。
6. 前記規制部材は、
   前記質量体に支持された支持部と、
   前記支持部から径方向内方に延び、先端に前記第１当接部を有する第１バネ部と、
   前記支持部から径方向内方に、かつ内方に行くに従って前記第１バネ部からより離れるように延び、先端に前記第２当接部を有する第２バネ部と、
   を有する、
   請求項５に記載のトルク変動抑制装置。
7. 前記回転体は、外周面に複数の凹部を有し、
   複数の前記遠心子のそれぞれは、前記回転体の凹部に収容されており、
   前記規制部材は、前記遠心子の内周面が前記凹部の底面に当接するのを規制する、
   請求項１から６のいずれかに記載のトルク変動抑制装置。
8. 前記カム機構は、
   前記質量体及び前記遠心子の一方に設けられたカムと、
   前記質量体及び前記遠心子の他方に設けられ前記カムに沿って移動するカムフォロアと、を有する、
   請求項１から７のいずれかに記載のトルク変動抑制装置。
9. 前記カム機構のカムとカムフォロアとは、前記カム機構の非作動時には互いに押圧しない、請求項８に記載のトルク変動抑制装置。
10. 前記質量体は、前記回転体を挟んで対向して配置された第１イナーシャリング及び第２イナーシャリングと、前記第１イナーシャリングと前記第２イナーシャリングとを相対回転不能に連結するピンと、を有し、
    前記遠心子は、前記回転体の外周部でかつ前記ピンの内周側において前記第１イナーシャリングと前記第２イナーシャリングとの軸方向間に配置されており、
    前記カムフォロアは、内部に前記ピンが軸方向に貫通する孔を有する円筒状のコロであり、
    前記カムは、前記遠心子に形成されて前記カムフォロアに当接し、前記回転体と前記質量体との間の回転方向における相対変位量に応じて前記円周方向力が変化するような形状を有する、
    請求項８又は９に記載のトルク変動抑制装置。
11. 前記回転体と前記質量体との相対回転角度を所定の範囲に規制するストッパ機構をさらに備え、
    前記カム機構は前記ストッパ機構の作動時以降は作動しない、
    請求項１から１０のいずれかに記載のトルク変動抑制装置。
12. 前記ストッパ機構は、
    前記回転体又は前記質量体の一方に支持されたストップピンと、
    前記回転体又は前記質量体の他方に形成され前記ストップピンが相通する円周方向に長い長孔と、
    を有する、
    請求項１１に記載のトルク変動抑制装置。
13. 前記規制部材は前記ストップピンに支持されている、
    請求項１２に記載のトルク変動抑制装置。
14. エンジンとトランスミッションとの間に配置されるトルクコンバータであって、
    前記エンジンからのトルクが入力される入力側回転体と、
    前記トランスミッションにトルクを出力する出力側回転体と、
    前記入力側回転体と前記出力側回転体との間に配置されたダンパと、
    請求項１から１３のいずれかに記載のトルク変動抑制装置と、
    を備えたトルクコンバータ。
15. 回転軸を中心に回転する第１慣性体と、前記回転軸を中心に回転し前記第１慣性体と相対回転自在な第２慣性体と、前記第１慣性体と前記第２慣性体との間に配置されたダンパと、を有するフライホイールと、
    前記フライホイールの前記第２慣性体に設けられたクラッチ装置と、
    請求項１から１３のいずれかに記載のトルク変動抑制装置と、
    を備えた動力伝達装置。