JP2020133689A - 捩り振動低減装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】振動減衰のための慣性質量体の質量を低減することなく、エンジンの高回転数域での慣性トルクの増大を抑制してエンジンの高回転数域での振動減衰性能を向上することができる捩り振動低減装置を提供する。【解決手段】遊星回転機構19の入力要素23と出力要素20との間に弾性体29が設けられ、エンジントルクの振動によって入力要素23と出力要素20とが弾性体29を弾性変形させて相対回転すると共に、慣性要素21の回転に振動が生じるように構成された捩り振動低減装置1において、遠心力を要因として入力要素23と出力要素20と慣性要素21とのうち、2つの要素を摩擦接触させて2つの要素同士の間の摺動抵抗を増大させるように構成されたヒステリシス増大機構33,34,30a,30bを備えている。【選択図】図3
Description
この発明は、入力されたトルクの変動(振動)に起因する捩り振動を低減するように構成された捩り振動低減装置に関するものである。
捩り振動を低減する装置として遊星歯車機構を使用した例が特許文献1に記載されている。その遊星歯車機構はロックアップクラッチを有するトルクコンバータの内部であって、かつ、半径方向でバネダンパの外側に当該バネダンパと同心円状に並んで配置されている。遊星歯車機構のキャリヤにロックアップクラッチとバネダンパの入力側部材とが連結されていて、ロックアップクラッチを介してキャリヤに、エンジンが出力するエンジントルクが入力されるようになっている。また、サンギヤにバネダンパの出力側部材が連結されている。つまり、キャリヤとサンギヤとがバネダンパを介して連結されている。軸線方向でリングギヤの両側には、リングギヤの外径および内径とほぼ同じ外径および内径の環状の側板がそれぞれ設けられている。側板とリングギヤとはリベットによって一体化されており、側板とリングギヤとは共に慣性質量体として機能する。そして、エンジントルクの振動に応じてバネダンパのバネが伸縮することによって、キャリヤとサンギヤとが所定角度、相対回転する。それに伴ってリングギヤが強制的に回転させられると共にその回転に振動が生じる。リングギヤの振動はバネが伸縮することによるものであるため、これらエンジントルクの振動とリングギヤの振動とには位相のずれがある。そのため、リングギヤの振動による慣性トルクがいわゆる制振トルクとして作用し、遊星歯車機構から出力されるトルクの振動が低減される。
特許文献1に記載された装置は、入力されるエンジントルクの振動によってバネが伸縮し、それに伴う遊星歯車機構の差動作用によってリングギヤが振動する。すなわち、バネの伸縮によるリングギヤの相対回転とリングギヤによる慣性トルクとによって振動を低減する。エンジン回転数が比較的低回転数の場合、エンジントルクの振動によるいわゆる起振力が大きいので、バネが大きく伸縮し、また慣性体であるリングギヤの相対回転が大きく生じるので、効果的にエンジントルクの振動を低減できる。これに対して、エンジン回転数が高回転数の場合、エンジントルクが振動するとしてもそれに起因する起振力が低回転数の場合に比較して小さくなる。その場合でも前述したバネが伸縮し、その変位量に応じて振動を吸収する。また、バネが伸縮することによって慣性体であるリングギヤに相対回転が生じ、慣性トルクを生じる。その慣性トルク(制振力)は、遊星歯車機構の差動作用による各回転要素の差動回転に応じて生じ、入力されるエンジントルクの振動の大きさに特には関係しない。すなわち、リングギヤの慣性トルクによる制振力は、エンジン回転数が低回転数の場合には、入力されるエンジントルクの振動の低減に有効に作用するのに対して、エンジン回転数が高回転数であって入力されるエンジントルクの振動による起振力が小さい場合には、慣性トルクが相対的に大きくなって、慣性体であるリングギヤが起振源になってしまい、ひいては振動が悪化する可能性がある。なお、エンジン回転数が高回転数である場合の制振特性にあわせて慣性体の質量を設定すると、低回転数時における慣性体による制振力が不足し、充分に制振作用を得られなくなる背反が生じる。
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り、振動減衰のための慣性要素の質量を低減することなく、エンジンの高回転数域での慣性トルクの増大を抑制してエンジンの高回転数域での振動減衰性能を向上することが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。
この発明は、上記の目的を達成するために、第1回転要素と、前記第1回転要素と同心円状に配置された第2回転要素と、前記第1回転要素の半径方向で前記第1回転要素と前記第2回転要素との間に配置されかつ前記第1回転要素と前記第2回転要素との少なくともいずれか一方に係合している複数の遊星回転要素と、前記遊星回転要素を回転可能に保持している第3回転要素とを有する遊星回転機構を備え、前記第1回転要素と前記第2回転要素と前記第3回転要素とのうちのいずれか一つがエンジンで発生させたエンジントルクが入力される入力要素とされ、前記第1回転要素と前記第2回転要素と前記第3回転要素とのうちのいずれか他の一つがトルクを出力する出力要素とされ、前記第1回転要素と前記第2回転要素と前記第3回転要素とのうちのいずれか更に他の一つが前記入力要素と前記出力要素とに対して相対回転する慣性要素とされ、前記入力要素と前記出力要素との間に前記入力要素と前記出力要素とを相対的に捩れ回転させる捩りトルクに応じて弾性変形する弾性体が設けられ、前記エンジントルクの振動によって前記入力要素と前記出力要素とが前記弾性体を弾性変形させて相対的に捩り回転すると共に、前記慣性要素の回転に振動が生じるように構成された捩り振動低減装置において、遠心力を要因として前記入力要素と前記出力要素と前記慣性要素とのうち、いずれか2つの要素を摩擦接触させて前記いずれか2つの要素同士の間の摺動抵抗を増大させるように構成されたヒステリシス増大機構を備えていることを特徴とするものである。
この発明では、前記エンジンに連結されたハウジングと、前記ハウジングに連結されて流体流を生じさせる駆動側部材と、前記流体流によって駆動される従動側部材とを有する流体伝動装置を備え、前記遊星回転機構は前記流体伝動装置の内部に設けられており、前記入力要素は前記ハウジングに動力伝達可能に構成されており、前記ヒステリシス増大機構は、前記遠心力を要因として前記ハウジングの内面に接触するフラップを備え、前記フラップは前記出力要素と前記慣性要素とのうちのいずれか一方に設けられていてよい。
この発明では、前記弾性体は、前記遠心力を要因として前記遊星回転機構の半径方向で外側に変位可能に構成されており、前記ヒステリシス増大機構は、前記遠心力を要因として前記半径方向で外側に変位した前記弾性体に接触して、前記弾性体との間の摺動抵抗を増大させる当接面を備え、前記当接面は、前記入力要素と前記出力要素のうちの少なくとも一方に設けられていてよい。
この発明では、前記ヒステリシス増大機構は、一対の環状のプレートと、前記一対の環状のプレートを予め定めた間隔をあけて連結する連結手段とを備え、前記弾性体は、前記遠心力を要因として前記遊星回転機構の半径方向で外側に変位可能に構成されると共に、前記半径方向で前記連結手段の内側と外側とのうちのいずれか一方側に配置されており、かつ、前記遠心力を要因として前記半径方向で外側に変位した場合に、少なくとも一部が前記一対の環状のプレート同士の間に挟み込まれていてよい。
この発明によれば、捩り振動低減装置の入力要素にエンジンで発生させたエンジントルクが入力される。入力要素と出力要素とは弾性体を介して連結されている。エンジン回転数が低いことによって遠心力が小さい場合には、ヒステリシス増大機構は入力要素と出力要素と慣性要素とのうちの2つの要素の間の摺動抵抗を特には増大しない。そのため、遊星回転機構の各回転要素同士の差動回転が生じやすく、エンジントルクと出力要素を回転させるためのトルクとによる捩りトルクによって弾性体が弾性変形させられ、これにより入力要素と出力要素とが相対的に捩れ回転する。また、入力要素と出力要素との捩れ回転によって慣性要素が強制的に回転させられると共に、慣性要素の回転に振動が生じる。そして、慣性要素が生じる慣性トルクがエンジントルクの振動に対して制振トルクとして作用する。これに対して、エンジン回転数が高いことによって遠心力が大きい場合には、ヒステリシス増大機構は入力要素と出力要素と慣性要素とのうちの2つの要素を摩擦接触させて前記2つの要素同士の間の摩擦力や摺動抵抗を増大させる。これにより遊星回転機構での各回転要素同士の差動回転が生じにくくなる。そのため、慣性要素の回転に振動が生じにくく、慣性要素が慣性トルクを生じるとしても小さくなる。その結果、エンジン回転数が高い領域において、エンジントルクの振動による起振力よりも慣性要素の慣性トルクが大きくなって振動減衰性能が悪化することを抑制できる。このように、この発明によれば、遠心力を要因としてエンジン回転数に応じた適正なヒステリシストルクを設定することができるため、エンジン回転数の全域に亘って振動減衰性能が良好になる。
(第1実施形態)
つぎに、この発明の実施形態を説明する。図1は、この発明の第1実施形態に係る捩り振動低減装置1を備えたトルクコンバータ2の一例を模式的に示すスケルトン図であり、図2はこの発明の第1実施形態に係る捩り振動低減装置1の一例を模式的に示す正面図である。ここに示す捩り振動低減装置1は、トルクコンバータ2の内部であってかつ、駆動力源3と駆動対象部4との間のトルクの伝達経路に設けられており、駆動力源3で発生させたトルクの振動を低減して駆動対象部4に伝達するように構成されている。駆動力源3は一例としてガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関(以下、単にエンジンと記す。)であり、したがって、その出力トルク(以下、単にエンジントルクと記す。)は不可避的に振動する。また、上記のエンジン3はエンジン回転数の増大に伴ってエンジントルクが増大し、エンジントルクが最大となるエンジン回転数よりもエンジン回転数が高くなると、エンジントルクが低下し、また、エンジン回転数の増大に伴ってエンジントルクの振動が小さくなる特性を有するエンジン3である。なお、以下の説明では、駆動力源3をエンジン3と記す。駆動対象部4は例えば変速機であって、その変速機は変速比がステップ的に変化する有段式の変速機、もしくは、変速比が連続的に変化する無段変速機などの従来知られた変速機4であってよい。
つぎに、この発明の実施形態を説明する。図1は、この発明の第1実施形態に係る捩り振動低減装置1を備えたトルクコンバータ2の一例を模式的に示すスケルトン図であり、図2はこの発明の第1実施形態に係る捩り振動低減装置1の一例を模式的に示す正面図である。ここに示す捩り振動低減装置1は、トルクコンバータ2の内部であってかつ、駆動力源3と駆動対象部4との間のトルクの伝達経路に設けられており、駆動力源3で発生させたトルクの振動を低減して駆動対象部4に伝達するように構成されている。駆動力源3は一例としてガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関(以下、単にエンジンと記す。)であり、したがって、その出力トルク(以下、単にエンジントルクと記す。)は不可避的に振動する。また、上記のエンジン3はエンジン回転数の増大に伴ってエンジントルクが増大し、エンジントルクが最大となるエンジン回転数よりもエンジン回転数が高くなると、エンジントルクが低下し、また、エンジン回転数の増大に伴ってエンジントルクの振動が小さくなる特性を有するエンジン3である。なお、以下の説明では、駆動力源3をエンジン3と記す。駆動対象部4は例えば変速機であって、その変速機は変速比がステップ的に変化する有段式の変速機、もしくは、変速比が連続的に変化する無段変速機などの従来知られた変速機4であってよい。
上記のトルクコンバータ2は、従来知られているものと同様の構成であって、トルクコンバータ2のハウジング5は、エンジン3の出力軸3aに連結されるフロントカバー6と、フロントカバー6に一体化されているポンプシェル7とによって液密状態に形成されている。
ハウジング5の内部にトルクの伝達を行うフルード(オイル)が封入されている。ポンプシェル7の内面に、複数のポンプブレード8が取り付けられてポンプインペラ9が構成されている。ポンプインペラ9によって生じさせられた流体流を受けて回転するタービンランナ10がポンプインペラ9に対向して配置されている。タービンランナ10はポンプインペラ9とほぼ対称な形状を成しており、図示しないタービンシェルと、タービンシェルの内面に取り付けられた多数のタービンブレード11とによって構成されている。タービンランナ10はタービンハブ12を介して、変速機4の入力軸4aに連結されている。なお、上述したトルクコンバータ2がこの発明の実施形態における流体伝動装置に相当し、ポンプインペラ9がこの発明の実施形態における駆動側部材に相当し、タービンランナ10がこの発明の実施形態における従動側部材に相当している。
ポンプインペラ9とタービンランナ10との間にステータ13が配置されている。ステータ13は一方向クラッチ14を介してトルクコンバータ2内の図示しない固定軸に取り付けられている。ステータ13はポンプインペラ9とタービンランナ10との速度比が小さい状態では、タービンランナ10から流れ出たオイルの流動方向を変化させてポンプインペラ9に供給し、速度比が大きい状態ではタービンランナ10から流れ出たオイルに押されて回転することによりオイルの流動方向を変えないように構成されている。したがって、一方向クラッチ14は速度比が小さい状態では係合してステータ13の回転を止め、速度比が大きい状態ではステータ13を回転させるように構成されている。
フロントカバー6の内面に対向してロックアップクラッチ15が配置されている。図1に示すロックアップクラッチ15は多板クラッチであって、例えばフロントカバー6に一体化されているクラッチハブにスプライン嵌合させられた複数のクラッチディスク16と、クラッチハブの外周側を覆うように配置されたクラッチドラム17の内周面にスプライン嵌合させられかつクラッチディスク16と交互に配置された複数のクラッチプレート18とを備えている。これらのクラッチディスク16とクラッチプレート18とは、図示しないロックアップピストンとクラッチドラム17に取り付けた図示しないスナップリングとの間に交互に配置されている。したがって、ロックアップピストンが前進してクラッチディスク16およびクラッチプレート18をスナップリングとの間に挟み付けることにより、クラッチディスク16とクラッチプレート18とが摩擦接触して両者の間でトルクが伝達される。すなわち、ロックアップクラッチ15がトルクを伝達する係合状態になる。なお、トルクコンバータ2の半径方向でロックアップクラッチ15の内周側に、ロックアップクラッチ15の少なくとも一部と並んで図示しないリターンスプリングが配置されている。リターンスプリングはロックアップクラッチ15を解放させる方向に、つまり、クラッチディスク16とクラッチプレート18とを離隔させる方向にロックアップピストンを押圧している。
トルクコンバータ2の回転中心軸線方向(以下、単に軸線方向と記す。)でロックアップクラッチ15と互いに隣接して、この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置1が配置されている。捩り振動低減装置1はこの発明の実施形態における遊星回転機構と弾性体とを備えている。遊星回転機構は要は、遊星歯車機構や遊星ローラ機構などの三つの回転要素によって差動作用を行う機構であって、ここに示す例ではシングルピニオン型の遊星歯車機構19によって構成されている。遊星歯車機構19はサンギヤ20と、サンギヤ20に対して同心円状に配置されたリングギヤ21と、サンギヤ20とリングギヤ21とに噛み合う複数のピニオンギヤ22を回転可能に保持するキャリヤ23とを備えている。上述したサンギヤ20とリングギヤ21とが、この発明の実施形態における第1回転要素と第2回転要素とに相当し、ピニオンギヤ22がこの発明の実施形態における遊星回転要素に相当し、キャリヤ23が、この発明の実施形態における第3回転要素に相当している。
キャリヤ23にロックアップクラッチ15のクラッチドラム17が連結されており、これが入力要素となっている。またキャリヤ23はバネダンパ24のドライブプレート25を兼ねている。バネダンパ24のドリブンプレート26の外周部にサンギヤ20が形成されており、これが出力要素となっている。リングギヤ21の外周部には、追加慣性体27が一体に設けられている。なお、追加慣性体27はリングギヤ21とは別体として構成し、リングギヤ21と一体となって回転するようにリングギヤ21に取り付けてもよい。上述したリングギヤ21と追加慣性体27とが、この発明の実施形態における慣性要素に相当している。
バネダンパ24は、トルクコンバータ2の半径方向で遊星歯車機構19の内周側に、遊星歯車機構19と同心円状に並んで配置されている。ここで、「並んで」とは、バネダンパ24と遊星歯車機構19とのそれぞれの少なくとも一部が、半径方向で重なり合っている状態を意味している。バネダンパ24のドライブプレート25は、バネダンパ24におけるトルクの伝達方向で上流側に配置されており、ここに示す例では、環状の第1ドライブプレート25Aと環状の第2ドライブプレート25Bとによって構成されている。第1ドライブプレート25Aは軸線方向で第2ドライブプレート25Bよりもロックアップクラッチ15側に位置している。
それらの第1ドライブプレート25Aと第2ドライブプレート25Bとは軸線方向に予め定めた間隔をあけて配置されている。また、前記間隔を維持した状態で一体となって回転するように、リベットやボルトなどの連結手段28によって連結されている。連結手段28は、図2に示すように、ピニオンギヤ22と同一の半径位置であって、ドライブプレート25の円周方向でピニオンギヤ22と予め定めた間隔をあけて位置している。第1ドライブプレート25Aと第2ドライブプレート25Bとの各外周部25AO,25BOにおけるそれらの間に、遊星歯車機構19のピニオンギヤ22が自転可能に取り付けられている。そのため、各ドライブプレート25A,25Bは上述したようにキャリヤ23を兼ねている。
軸線方向における第1ドライブプレート25Aと第2ドライブプレート25Bとの間にドリブンプレート26が配置されている。ドリブンプレート26は各ドライブプレート25A,25Bよりも小径の円板状のプレートであって、ドリブンプレート26の外周面に外歯が形成されており、これが上述したように、サンギヤ20となっている。ドリブンプレート26の内周部は上述したタービンハブ12にリベット止めされている。
各ドライブプレート25A,25Bとドリブンプレート26とは所定角度、相対回転できるように、この発明の実施形態における弾性体に相当するバネ29を介して連結されている。各ドライブプレート25A,25Bの円周方向に一定の間隔で第1窓孔部30が形成されている。ドリブンプレート26における前記第1窓孔部30に対応する位置に第2窓孔部31が形成されている。第2窓孔部31は第1窓孔部30とほぼ同じ大きさに形成されている。それらの窓孔部30,31を互いに重ね合わせた状態で、各窓孔部30,31の内部にバネ29が配置される。つまり、各窓孔部30,31がバネ29のバネ収容部32を構成している。そして、各ドライブプレート25A,25Bとドリブンプレート26とが相対回転することによりバネ29が捩り振動低減装置1の円周方向に弾性変形させられるようになっている。なお、バネ29は弾性変形させられてドライブプレート25とドリブンプレート26との相対回転を許容するものであればよい。
また、図3は、図1に示すバネダンパ24の一部を拡大して示す断面図である。図3に示すように、ドライブプレート25A,25Bにおけるドリブンプレート26とは反対側には、軸線方向に第1窓孔部30からバネ29が抜け出ることを抑制するバネ抜け止め部33が設けられている。バネ抜け止め部33は半径方向で第1窓孔部30の内壁面のうち半径方向で外側の内壁面(以下、外側内壁面と記す。)から軸線方向に突出して形成されており、図3に示す例では、バネ29の外形に倣った円弧状になっている。また、第1ドライブプレート25Aに形成されたバネ抜け止め部33と、第2ドライブプレート25Bに形成されたバネ抜け止め部33とは、ドリブンプレート26を挟んで対称に形成されている。
更に、図3に示す例では、第2窓孔部31の内壁面のうち、半径方向で外側の内壁面は図3に示すように、タービンランナ10側を向いた傾斜面34となっている。これは、後述するように、傾斜面34に、遠心力によって半径方向で外側に移動あるいは変位したバネ29を接触させてバネ29を軸線方向に移動させる分力を生じさせるためである。なお、各第2窓孔部31に形成された傾斜面34のそれぞれが、図3に示すように、タービンランナ10側を向いて形成されていてもよい。あるいは、これとは反対に、ロックアップクラッチ15側を向いて形成されていてもよい。あるいはまた、タービンランナ10側を向いた傾斜面34とロックアップクラッチ15側を向いた傾斜面34とが、円周方向に交互に形成されていてもよい。
次に、第1実施形態の作用について説明する。ロックアップクラッチ15が係合状態になると、エンジン3が出力したエンジントルクがキャリヤ23に入力される。サンギヤ20には、変速機4の入力軸4aを回転させるためのトルクが作用している。そのため、これらのエンジントルクと、変速機4の入力軸4aを回転させるためのトルクとによってバネ29を圧縮する荷重が生じ、その荷重に応じた変位がバネ29に生じる。その結果、キャリヤ23とサンギヤ20とが所定角度、相対回転するとともに、各ドライブプレート25A,25Bとドリブンプレート26とが所定角度、相対回転する。
エンジントルクの振動によって、バネ29に作用する圧縮力(捩り力)が変化する。そのため、キャリヤ23とサンギヤ20との相対回転がエンジントルクの振動によって繰り返し生じる。それによって、ピニオンギヤ22が所定角度の範囲内で回転し、リングギヤ21が強制的に回転させられると共に、その回転に振動が生じる。このとき、リングギヤ21の回転速度はサンギヤ20の回転速度に対してギヤ比に応じて増速されるため、リングギヤ21の角加速度が増大される。なお、上述したキャリヤ23とサンギヤ20との相対回転を生じさせるトルクがこの発明の実施形態における捩りトルクに相当している。
エンジン回転数がある程度低いことによってバネ29に作用する遠心力が小さい場合には、当該バネ29は半径方向には特には移動することなく、バネ収容部32内でエンジントルクの振動に応じて伸縮する。リングギヤ21には追加慣性体27が設けられているため、追加慣性体27の質量分、リングギヤ21の慣性トルクが大きくなる。またリングギヤ21の振動はバネ29が伸縮することによる振動であるため、エンジントルクの振動とリングギヤ21の振動とには位相のずれがある。したがって、リングギヤ21の振動による慣性トルクがエンジントルクの振動に対していわゆる制振トルクとして作用し、遊星歯車機構19から出力されるトルクの振動が低減される。
エンジン回転数の増大に伴ってバネ29に作用する遠心力が増大する。その遠心力によってバネ収容部32内における半径方向で外側に向けてバネ29が移動する。エンジン回転数が所定回転数以上になると、遠心力が更に増大し、遠心力に応じた荷重で傾斜面34にバネ29が押しつけられる。これによって、それらの間に摩擦力や摺動抵抗が生じると共に、それらの接触箇所でバネ29を軸線方向に移動させる分力が生じる。その分力によって軸線方向にバネ29が移動させられる。その結果、図4に示すように、バネ抜け止め部33の内壁面にバネ29が押し付けられる。バネ抜け止め部33はバネ29の外形に倣って形成されているから、バネ抜け止め部33の内壁面とバネ29との接触面積が大きい。バネ抜け止め部33の内壁面にバネ29を押し付ける荷重はバネ29に作用する遠心力の増大に伴って増大するため、バネ抜け止め部33の内壁面とバネ29との間の摩擦力や摺動抵抗はバネ29に作用する遠心力の増大に伴って増大する。
また上述した摩擦力や摺動抵抗は、バネ29の伸縮を抑制するように作用する。つまり、キャリヤ23を兼ねているドライブプレート25とサンギヤ20が形成されたドリブンプレート26との相対回転を抑制するように作用する。そのため、エンジン回転数が所定回転数よりも高い場合には、いわゆるヒステリシストルクが大きい状態となり、遊星歯車機構19の各回転要素の差動回転が抑制される。なお、遠心力によって半径方向で外側に移動したバネ29をバネ抜け止め部33側に案内する傾斜面34や、バネ29が押し付けられるバネ抜け止め部33などがこの発明の実施形態におけるヒステリシス増大機構に相当している。また、傾斜面34やバネ抜け止め部33の内壁面がこの発明の実施形態における当接面に相当している。さらに、上記のようにしてヒステリシストルクが増大する所定回転数は、実験により予め定めることができる。
図5は、ヒステリシス増大機構を備えた捩り振動低減装置1のヒステリシス特性を模式的に示す図である。図5に示す実線は、ヒステリシス増大機構を備えた、この発明の第1実施形態に係る捩り振動低減装置1のヒステリシストルクを示し、図5に示す点線は、比較例として、ヒステリシス増大機構を備えていない、捩り振動低減装置1のヒステリシストルクをそれぞれ示している。ヒステリシス増大機構の有無に拘わらず、エンジン回転数の増大に伴って捩り振動低減装置1に作用するヒステリシストルクは増大する。しかしながら、ヒステリシス増大機構を備えている場合には、ヒステリシス増大機構を備えていない場合と比較して、所定回転数以上で上述したように摩擦力や摺動抵抗が増大するため、捩り振動低減装置1の全体としてのヒステリシストルクが大きくなる。したがって、図5に実線で示すこの発明の実施形態では、所定回転数以上で従来に比較して遊星歯車機構19の各回転要素の差動回転が抑制され、エンジントルクの振動によってリングギヤ21の回転に振動が生じるとしてもその振幅が小さくなる。また、リングギヤ21が生じる慣性トルクが小さくなる。なお、エンジンが出力するエンジントルクはエンジン回転数の上昇に伴って次第に小さくなる。
図6は、この発明の第1実施形態に係る捩り振動低減装置1によるエンジントルクの振動の減衰特性を模式的に示す図である。エンジン3の低回転域では、バネ29に作用する遠心力が小さいため、ヒステリシス増大機構が特には作動せず、ヒステリシストルクは小さい状態に維持される。そのため、エンジン3の低回転域では、図6に実線で示すように、図6に二点鎖線で示すヒステリシストルクが小さく設定された捩り振動低減装置とほぼ同様の振動減衰性能を得ることができる。
これに対して、エンジン3の高回転域では、上述したように、ヒステリシス増大機構が作動してバネ抜け止め部33の内壁面にバネ29が押し付けられてヒステリシストルクが増大する。そのため、遊星歯車機構19での差動回転が生じにくくなり、リングギヤ21が慣性トルクを生じるとしても小さい慣性トルクとなる。したがって、エンジントルクの振動による起振力よりもリングギヤ21の慣性トルクが大きくなることを抑制できる。また、エンジン3の高回転域では、エンジントルクの振動が小さくなるため、リングギヤ21の慣性トルクによってエンジントルクの振動を効果的に低減でき、振動減衰性能が良好になる。つまり、エンジン3の高回転域では、図6に実線で示すように、図6に一点鎖線で示すヒステリシストルクが大きく設定された捩り振動低減装置とほぼ同様の振動減衰性能を得ることができる。それらの結果、捩り振動低減装置1から出力されるトルクの振動を設計上、要求される振動レベルよりも、エンジン回転数の全域に亘って小さくすることができる。なお、上述した設計上、要求される振動レベルを図6に基準値として記載してある。
(第2実施形態)
図7は、この発明の第2実施形態に係る捩り振動低減装置1のバネダンパ24の一部を拡大して示す図である。図7に示す例は、バネダンパ24のバネ29が配置される複数の窓孔部30,31のうち、少なくとも一つの窓孔部30(31)に、この発明の実施形態におけるヒステリシス増大機構を設けた例である。上述したように、各窓孔部30,31はほぼ同様に構成されているため、第1ドライブプレート25Aに形成された第1窓孔部30を例として説明する。第1窓孔部30の外側内壁面は、図7に示すように、半径方向に凹凸に変化して形成されている。すなわち、第1ドライブプレート25Aの円周方向で、第1窓孔部30の両端部側の外側内壁面は第1窓孔部30の中央部よりも半径方向で内側に突出する凸曲面30aとなっており、第1窓孔部30の中央部は前記凸曲面30aよりも半径方向で外側に窪んだ凹曲面30bとなっている。そのため、第1ドライブプレート25Aの半径方向でバネ29と凸曲面30aとの間のクリアランスは、バネ29と凹曲面30bとの間のクリアランスよりも小さくなっている。
図7は、この発明の第2実施形態に係る捩り振動低減装置1のバネダンパ24の一部を拡大して示す図である。図7に示す例は、バネダンパ24のバネ29が配置される複数の窓孔部30,31のうち、少なくとも一つの窓孔部30(31)に、この発明の実施形態におけるヒステリシス増大機構を設けた例である。上述したように、各窓孔部30,31はほぼ同様に構成されているため、第1ドライブプレート25Aに形成された第1窓孔部30を例として説明する。第1窓孔部30の外側内壁面は、図7に示すように、半径方向に凹凸に変化して形成されている。すなわち、第1ドライブプレート25Aの円周方向で、第1窓孔部30の両端部側の外側内壁面は第1窓孔部30の中央部よりも半径方向で内側に突出する凸曲面30aとなっており、第1窓孔部30の中央部は前記凸曲面30aよりも半径方向で外側に窪んだ凹曲面30bとなっている。そのため、第1ドライブプレート25Aの半径方向でバネ29と凸曲面30aとの間のクリアランスは、バネ29と凹曲面30bとの間のクリアランスよりも小さくなっている。
次に、第2実施形態の作用について説明する。エンジン回転数の増大に伴ってバネ29に作用する遠心力が増大する。バネ29は遠心力によって半径方向で外側に移動する。エンジン回転数が所定回転数以上になると、遠心力が更に増大し、図7に示す例では、遠心力に応じた荷重でバネ29の両端部側は凸曲面30aに押しつけられ、また、バネ29の中央部は凹曲面30bに押しつけられる。つまり、第1窓孔部30の外側内壁面に沿うようにバネ29が変位する。また、外側内壁面は半径方向に凹凸に変化して形成されているため、バネ29と外側内壁面との接触面積が大きくなる。こうしてバネ29と第1窓孔部30の外側内壁面との間に摩擦力や摺動抵抗が生じ、それらの摩擦力や摺動抵抗は遠心力の増大に伴って増大する。この状態で、エンジントルクの振動によってバネ29が伸縮するため、上記の摩擦力や摺動抵抗は第1実施形態と同様に、各ドライブプレート25A,25Bとドリブンプレート26との相対回転を抑制するように作用する。そのため、エンジン回転数が所定回転数よりも高い領域では、第1実施形態の捩り振動低減装置とほぼ同様にヒステリシストルクが増大し、第1実施形態の捩り振動低減装置とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。また、上述した形状の第1窓孔部30は打ち抜き加工によって形成することができるため、第1実施形態と比較して、製造しやすく、製造に掛かるコストを低減することができる。
また、上記構成の外側内壁面は、第1窓孔部30に替えて、もしくは、第1窓孔部30に加えて、ドリブンプレート26に形成された複数の第2窓孔部31のうち、少なくとも一つの第2窓孔部31に形成されていてもよい。つまり、円周方向で第2窓孔部31の両端側の外側内壁面に上記と同様に、第2窓孔部31の中央部よりも半径方向で内側に突出する凸曲面31aが形成され、第2窓孔部31の中央部に前記凸曲面31aよりも半径方向で外側に窪んだ凹曲面31bが形成されていてもよい。この場合であっても、エンジン回転数の増大に伴ってバネ29に作用する遠心力が大きくなると、前記遠心力によって半径方向で外側にバネ29が移動する。また、エンジン回転数が所定回転数以上になると、上記構成と同様に、遠心力によって第2窓孔部31の外側内壁面にバネ29が押しつけられ、第2窓孔部31の外側内壁面に沿うようにバネ29が変位する。また、第2窓孔部31の外側内壁面は凹凸に変化して形成されているから、バネ29と外側内壁面との接触面積が大きくなる。外側内壁面にバネ29を押しつける荷重は遠心力の増大に伴って大きくなる。したがって、このように第2窓孔部31の外側内壁面に凸曲面31aと凹曲面31bとを形成した場合であっても、エンジン回転数が所定回転数よりも高い領域では、上記構成とほぼ同様にヒステリシストルクが増大し、第1実施形態の捩り振動低減装置とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。なお、上述した各凸曲面30a,31aおよび各凹曲面30b,31bがこの発明の実施形態における当接面に相当している。
(第3実施形態)
図8は、この発明の第3実施形態に係る捩り振動低減装置1の一部を拡大して示す断面図である。図8に示す例は、遠心力によって半径方向で外側に移動するバネ29によって各ドライブプレート25A,25Bを撓ませ、それによってピニオンギヤ22とキャリヤ23との間の摩擦力や摺動抵抗を増大するように構成した例である。すなわち、バネ29とキャリヤ23とを、この発明の実施形態におけるヒステリシス増大機構として機能させた例である。図8に示すように、各ドライブプレート25A,25Bの外周部25AO,25BOに図示しないピニオンピンが保持されており、そのピニオンピンの外周側に図示しないニードルベアリングなどの軸受を介してピニオンギヤ22が自転可能に取り付けられている。軸線方向でピニオンギヤ22の両側に大径のスラストワッシャ35が設けられている。スラストワッシャ35の外径はピニオンギヤ22の外径より大径に設定されている。軸線方向でそれらのスラストワッシャ35の両側に当該スラストワッシャ35より小径の他のワッシャ36が更に設けられている。なお、ピニオンギヤ22と同一の半径位置であって、円周方向にピニオンギヤ22と所定の間隔をあけて上述した連結手段28が位置している。
図8は、この発明の第3実施形態に係る捩り振動低減装置1の一部を拡大して示す断面図である。図8に示す例は、遠心力によって半径方向で外側に移動するバネ29によって各ドライブプレート25A,25Bを撓ませ、それによってピニオンギヤ22とキャリヤ23との間の摩擦力や摺動抵抗を増大するように構成した例である。すなわち、バネ29とキャリヤ23とを、この発明の実施形態におけるヒステリシス増大機構として機能させた例である。図8に示すように、各ドライブプレート25A,25Bの外周部25AO,25BOに図示しないピニオンピンが保持されており、そのピニオンピンの外周側に図示しないニードルベアリングなどの軸受を介してピニオンギヤ22が自転可能に取り付けられている。軸線方向でピニオンギヤ22の両側に大径のスラストワッシャ35が設けられている。スラストワッシャ35の外径はピニオンギヤ22の外径より大径に設定されている。軸線方向でそれらのスラストワッシャ35の両側に当該スラストワッシャ35より小径の他のワッシャ36が更に設けられている。なお、ピニオンギヤ22と同一の半径位置であって、円周方向にピニオンギヤ22と所定の間隔をあけて上述した連結手段28が位置している。
次に、第3実施形態の作用について説明する。エンジン回転数の増大に伴ってバネ29に作用する遠心力が増大する。バネ29は上述したように、遠心力によって半径方向で外側に移動する。エンジン回転数が所定回転数より高い領域では、各ドライブプレート25A,25Bに形成された第1窓孔部30の外側内壁面やバネ抜け止め部33の内壁面にバネ29の外周面が遠心力に応じた荷重で押しつけられる。言い換えれば、各ドライブプレート25A,25Bの間に、バネ29の少なくとも一部が挟み込まれる。それら外側内壁面やバネ抜け止め部33の内壁面と、バネ29との接触箇所では、各ドライブプレート25A,25B同士の間隔を拡大する方向に分力が生じ、その分力によって各ドライブプレート25A,25Bの内周部25AI,25BI同士は互いに離隔させられる。また、各ドライブプレート25A,25Bは上記の連結手段28によって互いに連結されている。そのため、図9に示すように、上記の接触箇所を力点、連結手段28を支点として各ドライブプレート25A,25Bの外周部25AO,25BOが軸線方向で互いに接近するように各ドライブプレート25A,25Bが変位する。これにより、ピニオンギヤ22は、各ドライブプレート25A,25Bの外周部25AO,25BOによって挟み付けられ、ピニオンギヤ22と各ドライブプレート25A,25Bの外周部25AO,25BOとの間の摩擦力や摺動抵抗が増大させられる。この状態で、エンジントルクの振動によってバネ29が伸縮するため、上記の摩擦力や摺動抵抗は各ドライブプレート25A,25Bとドリブンプレート26との相対回転を抑制するように作用する。つまり、キャリヤ23とサンギヤ20との相対回転を抑制するように作用する。そのため、エンジン回転数が所定回転数よりも高い領域では、第1実施形態や第2実施形態の捩り振動低減装置とほぼ同様にヒステリシストルクが増大し、第1実施形態や第2実施形態の捩り振動低減装置とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。
(第4実施形態)
図10は、この発明の第4実施形態に係る捩り振動低減装置の一部を拡大して示す断面図であり、図11は、図10に示すこの発明の第4実施形態に係る捩り振動低減装置の一部を拡大して示す図である。図10および図11に示す例は、リングギヤ21の外周面に、遠心力が増大することによって回転してトルクコンバータ2のハウジング5の内壁面に接触するフラップ37を設けた例である。上述したフラップが、この発明の実施形態におけるヒステリシス増大機構として機能する。図11に示すように、リングギヤ21の外周面に半径方向で内側に窪んだポケット38が形成されており、ポケット38の内部に俯仰可能にフラップ37が収容されている。フラップ37は全体としてほぼ矩形状を成しており、フラップ37の一端部側に偏って支持ピン39が設けられており、支持ピン39を回転中心にして回転するようにポケット38に収容されている。このフラップ37が支持ピン39を回転中心にして回転することにより、フラップ37の他端部がポケット38内に収まる伏せた状態と、他端部がポケット38からトルクコンバータ2のハウジング5の内壁面側に突き出した状態とに姿勢を変えるように構成されている。さらに、フラップ37の一端部にリターンスプリング40が設けられており、リターンスプリング40の弾性力によって、フラップ37の他端部がポケット38内に収まる伏せた状態となるように構成されている。
図10は、この発明の第4実施形態に係る捩り振動低減装置の一部を拡大して示す断面図であり、図11は、図10に示すこの発明の第4実施形態に係る捩り振動低減装置の一部を拡大して示す図である。図10および図11に示す例は、リングギヤ21の外周面に、遠心力が増大することによって回転してトルクコンバータ2のハウジング5の内壁面に接触するフラップ37を設けた例である。上述したフラップが、この発明の実施形態におけるヒステリシス増大機構として機能する。図11に示すように、リングギヤ21の外周面に半径方向で内側に窪んだポケット38が形成されており、ポケット38の内部に俯仰可能にフラップ37が収容されている。フラップ37は全体としてほぼ矩形状を成しており、フラップ37の一端部側に偏って支持ピン39が設けられており、支持ピン39を回転中心にして回転するようにポケット38に収容されている。このフラップ37が支持ピン39を回転中心にして回転することにより、フラップ37の他端部がポケット38内に収まる伏せた状態と、他端部がポケット38からトルクコンバータ2のハウジング5の内壁面側に突き出した状態とに姿勢を変えるように構成されている。さらに、フラップ37の一端部にリターンスプリング40が設けられており、リターンスプリング40の弾性力によって、フラップ37の他端部がポケット38内に収まる伏せた状態となるように構成されている。
次に、第4実施形態の作用について説明する。ロックアップクラッチ15が係合状態になると、エンジン3が出力したエンジントルクがトルクコンバータ2のハウジング5、ロックアップクラッチ15を介してキャリヤ23に入力される。エンジン回転数の増大に伴ってフラップ37に作用する遠心力が増大する。エンジン回転数が所定回転数よりも高い領域では、リターンスプリング40の弾性力に抗するフラップ37に作用する遠心力によって、支持ピン39を回転中心としてフラップ37が回転する。これによりフラップ37の他端部がポケット38からトルクコンバータ2のハウジング5の内壁面側に突き出した状態になる。また、図12や図13に示すように、ハウジング5の内壁面にフラップ37におけるハウジング5側の面が接触し、それらの間に摩擦力や摺動抵抗が生じる。エンジン回転数が更に増大してハウジング5の内壁面にフラップ37が更に強く押し付けられると、フラップ37とハウジング5の内壁面との間の摩擦力や摺動抵抗が更に増大させられる。この状態で、エンジントルクの振動によってバネ29が伸縮するため、上記の摩擦力や摺動抵抗はキャリヤ23とリングギヤ21との相対回転を抑制するように作用する。そのため、エンジン回転数が所定回転数よりも高い領域では、第1実施形態や第2実施形態の捩り振動低減装置とほぼ同様にヒステリシストルクが増大し、第1実施形態や第2実施形態の捩り振動低減装置とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。
(第5実施形態)
図14は、この発明の第5実施形態に係る捩り振動低減装置1の一例を模式的に示すスケルトン図であり、図14に示す例では、バネダンパ24は第1バネ41と、第2バネ42と、バネダンパ24におけるトルクの伝達方向で第1バネ41と第2バネ42との間に配置された中間プレート43とを備えている。第1バネ41は前記トルクの伝達方向で第2バネ42の上流側に位置している。第1バネ41を介してドライブプレート25と中間プレート43とが所定角度、相対回転できるように連結されている。また、第2バネ42を介して中間プレート43とドリブンプレート26とが所定角度、相対回転できるように連結されている。つまり、第1バネ41と第2バネ42とは中間プレート43を介して直列に接続されている。第1バネ41と第2バネ42とは一例としてコイルスプリングによって構成されると共に、ほぼ同じ捩り剛性(ばね定数)に設定されている。他の構成は図1に示す構成と同様であるため、図1に示す構成と同様の構成については図1と同様の符号を付してその説明を省略する。なお、上述した第1バネ41と第2バネ42とがこの発明の実施形態における弾性部材に相当している。
図14は、この発明の第5実施形態に係る捩り振動低減装置1の一例を模式的に示すスケルトン図であり、図14に示す例では、バネダンパ24は第1バネ41と、第2バネ42と、バネダンパ24におけるトルクの伝達方向で第1バネ41と第2バネ42との間に配置された中間プレート43とを備えている。第1バネ41は前記トルクの伝達方向で第2バネ42の上流側に位置している。第1バネ41を介してドライブプレート25と中間プレート43とが所定角度、相対回転できるように連結されている。また、第2バネ42を介して中間プレート43とドリブンプレート26とが所定角度、相対回転できるように連結されている。つまり、第1バネ41と第2バネ42とは中間プレート43を介して直列に接続されている。第1バネ41と第2バネ42とは一例としてコイルスプリングによって構成されると共に、ほぼ同じ捩り剛性(ばね定数)に設定されている。他の構成は図1に示す構成と同様であるため、図1に示す構成と同様の構成については図1と同様の符号を付してその説明を省略する。なお、上述した第1バネ41と第2バネ42とがこの発明の実施形態における弾性部材に相当している。
図15は、この発明の第5実施形態に係る捩り振動低減装置1の一例を模式的に示す断面図である。図15に示す例では、ドライブプレート25は第1実施形態と同様に、一対のドライブプレート25A,25Bによって構成されている。軸線方向での各ドライブプレート25A,25Bの外周部25AO,25BO同士の間の間隔はそれらの内周部25AI,25BI同士の間の間隔よりも幅広に設定されており、外周部25AO,25BO同士の間に遊星歯車機構19が配置されている。また、軸線方向で各ドライブプレート25A,25Bの間に、ドリブンプレート26が配置されている。さらに、各ドライブプレート25A,25Bの内周部25AI,25BIに、第1バネ41が配置される第1窓孔部30が形成されている。また、各ドライブプレート25A,25Bの半径方向で第1窓孔部30と同一の半径位置であって、かつ、円周方向で第1窓孔部30と互いに隣接して第2バネ42が配置される図示しない窓孔部が形成されている。つまり、第1バネ41と第2バネ42とは、円周方向に並んで配置されている。
ドリブンプレート26における第1窓孔部30に対応する位置に、第1バネ41が配置される第2窓孔部31が形成されている。これと同様に、ドリブンプレート26において、各ドライブプレート25A,25Bで第2バネ42が配置される図示しない窓孔部に対応する位置に、第2バネ42が配置される図示しない窓孔部が形成されている。
中間プレート43は、前記軸線方向で各ドライブプレート25A,25Bの内周部25AI,25BIの両側に配置された環状の第1中間プレート43Aと、環状の第2中間プレート43Bとによって構成されている。第1中間プレート43Aは、軸線方向で第2中間プレート43Bよりもロックアップクラッチ15側に位置している。また、各中間プレート43A,43Bに、第1バネ41が配置される第3窓孔部44が形成され、その第3窓孔部44に、図15に示すように、第3窓孔部44から軸線方向に第1バネ41が抜け出ることを抑制するバネ抜け止め部45が設けられている。各バネ抜け止め部45は半径方向で第3窓孔部44の内壁面のうち半径方向で外側の内壁面(以下、単に外側内壁面と記す。)から軸線方向に突出して形成されており、ここに示す例では、第1バネ41の外形に倣った円弧状になっている。また、各中間プレート43A,43Bに、第2バネ42が配置される図示しない窓孔部がそれぞれ形成されており、それらの窓孔部においても、軸線方向に第2バネ42が抜け出ることを抑制する図示しないバネ抜け止め部がそれぞれ設けられている。第1中間プレート43Aに形成されたバネ抜け止め部45と、第2中間プレート43Bに形成されたバネ抜け止め部45とは、軸線方向でドリブンプレート26を挟んで対称に形成されている。上述した第1バネ41が配置される各窓孔部30,31,44によって第1バネ41の第1バネ収容部46が形成され、これと同様に、第2バネ42が配置される図示しない各窓孔部によって第2バネ42の第2バネ収容部が形成されている。他の構成は図1に示す構成と同様であるため、図1に示す構成と同様の構成については図1と同様の符号を付してその説明を省略する。
図16は、この発明の第5実施形態におけるバネダンパ24の一部を拡大して示す断面図である。なお、第1バネ41が配置される第1バネ収容部46と、第2バネ42が配置される図示しない第2バネ収容部とはほぼ同様に構成されている。そのため、図16には、第1バネ収容部46を記載しており、第1バネ収容部46を例として説明する。第1ドライブプレート25Aに形成された第1窓孔部30の内壁面のうち、半径方向で外側の内壁面に傾斜面(以下、第1入力側傾斜面と記す。)47が形成されている。これと同様に、第2ドライブプレート25Bに形成された第1窓孔部30の内壁面のうち、半径方向で外側の内壁面に傾斜面(以下、第2入力側傾斜面と記す。)48が形成されている。また、第2窓孔部31の内壁面のうち、半径方向で外側の内壁面に傾斜面(以下、出力側傾斜面と記す。)49が形成されている。それらの入力側傾斜面47,48と出力側傾斜面49とはそれぞれ、タービンランナ10側を向いており、かつ、同一平面上に形成されている。すなわち、半径方向で第1入力側傾斜面47の外側に出力側傾斜面49が形成されており、前記半径方向で出力側傾斜面49の外側に第2入力側傾斜面48が形成されている。また、第2中間プレート43Bに形成された第3窓孔部44の外側内壁面は、半径方向で第2入力側傾斜面48とほぼ同一の半径位置に形成されている。なお、上述した傾斜面47,48,49は、複数の第1バネ収容部46のうち、少なくとも一つの第1バネ収容部46における各外側内壁面に形成されていればよい。また、複数の第2バネ収容部のうち、少なくとも一つの第2バネ収容部における各窓孔部の外側内壁面に形成されていてもよい。さらに傾斜面47,48,49は、上述したようにタービンランナ10側を向いて形成されていてもよく、これとは反対に、ロックアップクラッチ15側を向いて形成されていてもよい。
次に、第5実施形態の作用について説明する。第5実施形態においても、エンジン回転数の増大に伴って第1バネ41に作用する遠心力が増大すると、遠心力によって第1バネ収容部46内における半径方向で外側に第1バネ41が移動する。エンジン回転数が所定回転数以上になると、遠心力に応じた荷重で各傾斜面47,48,49に第1バネ41が押しつけられる。これによって、それらの間に摩擦力や摺動抵抗が生じると共に、それらの接触箇所で第1バネ41を軸線方向に移動させる分力が生じる。その分力によって軸線方向でタービンランナ10側に第1バネ41が移動させられる。その結果、第2中間プレート43Bに形成されたバネ抜け止め部45の内壁面に第1バネ41が押し付けられる。バネ抜け止め部45は第1バネ41の外形に倣って形成されているから、バネ抜け止め部45の内壁面と第1バネ41との接触面積が大きい。バネ抜け止め部45の内壁面に第1バネ41を押し付ける荷重は第1バネ41に作用する遠心力の増大に伴って増大するため、バネ抜け止め部45の内壁面と第1バネ41との間の摩擦力や摺動抵抗は第1バネ41に作用する遠心力の増大に伴って増大する。
そして、このような状態で、エンジントルクの振動によって各バネ41,42が伸縮するため、上記の摩擦力や摺動抵抗は各ドライブプレート25A,25Bと中間プレート43A,43Bとの相対回転、および、中間プレート43A,43Bとドリブンプレート26との相対回転を抑制するように作用する。そのため、第5実施形態に係る捩り振動低減装置1であっても、エンジン回転数が所定回転数よりも高い領域では、各実施形態の捩り振動低減装置1とほぼ同様にヒステリシストルクが増大し、各実施形態の捩り振動低減装置1とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。
(第6実施形態)
図17は、この発明の第6実施形態に係る捩り振動低減装置1のバネダンパ24の一部を拡大して示す図である。図17に示す例は、上述した第5実施形態に係る捩り振動低減装置1において、第1バネ41が配置される各窓孔部30,31,44のうちの少なくとも一つ、または、第2バネ42が配置される図示しない各窓孔部のうちの少なくとも一つにヒステリシス増大機構を設けた例である。第1バネ41が配置される各窓孔部30,31,44と第2バネ42が配置される図示しない各窓孔部とは、上述したように、ほぼ同様に構成されているため、第1ドライブプレート25Aに形成された第1窓孔部30を例として説明する。第1窓孔部30の外側内壁面は、図17に示すように、半径方向に凹凸に変化して形成されている。すなわち、第1ドライブプレート25Aの円周方向で、第1窓孔部30の両端部側の外側内壁面は第1窓孔部30の中央部よりも半径方向で内側に突出する凸曲面30aとなっており、第1窓孔部30の中央部は前記凸曲面30aよりも半径方向で外側に窪んだ凹曲面30bとなっている。そのため、第1ドライブプレート25Aの半径方向で第1バネ41と凸曲面30aとの間のクリアランスは、第1バネ41と凹曲面30bとの間のクリアランスよりも小さくなっている。
図17は、この発明の第6実施形態に係る捩り振動低減装置1のバネダンパ24の一部を拡大して示す図である。図17に示す例は、上述した第5実施形態に係る捩り振動低減装置1において、第1バネ41が配置される各窓孔部30,31,44のうちの少なくとも一つ、または、第2バネ42が配置される図示しない各窓孔部のうちの少なくとも一つにヒステリシス増大機構を設けた例である。第1バネ41が配置される各窓孔部30,31,44と第2バネ42が配置される図示しない各窓孔部とは、上述したように、ほぼ同様に構成されているため、第1ドライブプレート25Aに形成された第1窓孔部30を例として説明する。第1窓孔部30の外側内壁面は、図17に示すように、半径方向に凹凸に変化して形成されている。すなわち、第1ドライブプレート25Aの円周方向で、第1窓孔部30の両端部側の外側内壁面は第1窓孔部30の中央部よりも半径方向で内側に突出する凸曲面30aとなっており、第1窓孔部30の中央部は前記凸曲面30aよりも半径方向で外側に窪んだ凹曲面30bとなっている。そのため、第1ドライブプレート25Aの半径方向で第1バネ41と凸曲面30aとの間のクリアランスは、第1バネ41と凹曲面30bとの間のクリアランスよりも小さくなっている。
次に、第6実施形態の作用について説明する。エンジン回転数の増大に伴って第1バネ41に作用する遠心力が増大すると、遠心力によって半径方向で外側に第1バネ41が移動する。エンジン回転数が所定回転数以上になると、遠心力に応じた荷重で凸曲面30aに第1バネ41の両端部側が押しつけられると共に、凹曲面30bに第1バネ41の中央部が押しつけられる。つまり、第1バネ41は第1窓孔部30の外側内壁面に沿うように変位する。第1窓孔部30の外側内壁面は半径方向に凹凸に変化して形成されているため、第1バネ41と外側内壁面との接触面積が大きくなる。凸曲面30aおよび凹曲面30bに第1バネ41を押しつける荷重は遠心力の増大に伴って増大する。こうして第1バネ41と第1窓孔部30の外側内壁面との間に摩擦力や摺動抵抗が生じ、それらの摩擦力や摺動抵抗が遠心力の増大にともなって増大する。この状態で、エンジントルクの振動が入力されるため、上記の摩擦力や摺動抵抗は上述した各実施形態と同様に、各ドライブプレート25A,25Bとドリブンプレート26との相対回転を抑制するように作用する。そのため、エンジン回転数が所定回転数よりも高い領域では、各実施形態の捩り振動低減装置1とほぼ同様にヒステリシストルクが増大し、各実施形態の捩り振動低減装置1とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。
なお、上記構成の外側内壁面は、第1窓孔部30に替えて、もしくは、第1窓孔部30に加えて、ドリブンプレート26に形成された複数の第2窓孔部31のうち、少なくとも一つの第2窓孔部31に形成されていてもよい。または、上記構成の外側内壁面は、第2バネ42が配置される図示しない各窓孔部のうちの少なくとも一つに形成されていてもよい。いずれの構成であっても、エンジン回転数の増大に伴って第1バネ41や第2バネ42に作用する遠心力が大きくなると、前記遠心力によって半径方向で外側に各バネ41,42が移動する。また、エンジン回転数が所定回転数以上になると、遠心力に応じた荷重で上記構成の外側内壁面に各バネ41,42が押しつけられ、外側内壁面に沿うように各バネ41,42が変位する。上述した外側内壁面は半径方向に凹凸に変化するように構成されているから、各バネ41,42と外側内壁面との接触面積が大きくなる。また、外側内壁面に各バネ41,42を押しつける荷重は遠心力の増大に伴って大きくなる。したがって、いずれの構成であっても、エンジン回転数が所定回転数よりも高い領域では、上記各実施形態とほぼ同様にヒステリシストルクが増大し、各実施形態の捩り振動低減装置1とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。なお、上述した各凸曲面30a,31aおよび各凹曲面30b,31bがこの発明の実施形態における当接面に相当している。
なお、この発明は上述した実施形態に限定されないのであって、各実施形態を相互に組み合わせてもよい。例えば、ドリブンプレート26に上述した傾斜面34を形成し、各ドライブプレート25A,25Bの第1窓孔部の外側内壁面に凸曲面30aと凹曲面30bとを形成する。これにより、ヒステリシス増大機構として機能する箇所が増えるため、エンジン回転数に応じた適切なヒステリシストルクを設定するための、設計の自由度を向上することができる。そして上述した各実施形態よりもエンジン回転数に応じた適切なヒステリシストルクを詳細に設計することができる。また、上述したバネ抜け止め部33をバネ29に接近させるように変位させると、軸線方向へのバネ29の移動量が低減されるから、その分、バネ抜け止め部33の内壁面にバネ29を強く押し付けてヒステリシストルクを増大させることができる。
1…捩り振動低減装置、 3…エンジン、 19…遊星歯車機構(遊星回転機構)、 20…サンギヤ(出力要素)、 21…リングギヤ(慣性要素)、 22…ピニオンギヤ(遊星回転要素)、 23…キャリヤ(入力要素)、 27…追加慣性体、 29…バネ(弾性体)、 33…バネ抜け止め部(ヒステリシス増大機構)、 34…傾斜面(ヒステリシス増大機構)、 30a…凸曲面(ヒステリシス増大機構)、 30b…凹曲面(ヒステリシス増大機構)。
Claims (4)
- 第1回転要素と、前記第1回転要素と同心円状に配置された第2回転要素と、前記第1回転要素の半径方向で前記第1回転要素と前記第2回転要素との間に配置されかつ前記第1回転要素と前記第2回転要素との少なくともいずれか一方に係合している複数の遊星回転要素と、前記遊星回転要素を回転可能に保持している第3回転要素とを有する遊星回転機構を備え、
前記第1回転要素と前記第2回転要素と前記第3回転要素とのうちのいずれか一つがエンジンで発生させたエンジントルクが入力される入力要素とされ、前記第1回転要素と前記第2回転要素と前記第3回転要素とのうちのいずれか他の一つがトルクを出力する出力要素とされ、前記第1回転要素と前記第2回転要素と前記第3回転要素とのうちのいずれか更に他の一つが前記入力要素と前記出力要素とに対して相対回転する慣性要素とされ、
前記入力要素と前記出力要素との間に前記入力要素と前記出力要素とを相対的に捩れ回転させる捩りトルクに応じて弾性変形する弾性体が設けられ、
前記エンジントルクの振動によって前記入力要素と前記出力要素とが前記弾性体を弾性変形させて相対的に捩り回転すると共に、前記慣性要素の回転に振動が生じるように構成された捩り振動低減装置において、
遠心力を要因として前記入力要素と前記出力要素と前記慣性要素とのうち、いずれか2つの要素を摩擦接触させて前記いずれか2つの要素同士の間の摺動抵抗を増大させるように構成されたヒステリシス増大機構を備えている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 - 請求項1に記載の捩り振動低減装置において、
前記エンジンに連結されたハウジングと、前記ハウジングに連結されて流体流を生じさせる駆動側部材と、前記流体流によって駆動される従動側部材とを有する流体伝動装置を備え、
前記遊星回転機構は前記流体伝動装置の内部に設けられており、
前記入力要素は前記ハウジングに動力伝達可能に構成されており、
前記ヒステリシス増大機構は、前記遠心力を要因として前記ハウジングの内面に接触するフラップを備え、
前記フラップは前記出力要素と前記慣性要素とのうちのいずれか一方に設けられている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 - 請求項1に記載の捩り振動低減装置において、
前記弾性体は、前記遠心力を要因として前記遊星回転機構の半径方向で外側に変位可能に構成されており、
前記ヒステリシス増大機構は、前記遠心力を要因として前記半径方向で外側に変位した前記弾性体に接触して、前記弾性体との間の摺動抵抗を増大させる当接面を備え、
前記当接面は、前記入力要素と前記出力要素のうちの少なくとも一方に設けられている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 - 請求項1に記載の捩り振動低減装置において、
前記ヒステリシス増大機構は、一対の環状のプレートと、前記一対の環状のプレートを予め定めた間隔をあけて連結する連結手段とを備え、
前記弾性体は、前記遠心力を要因として前記遊星回転機構の半径方向で外側に変位可能に構成されると共に、前記半径方向で前記連結手段の内側と外側とのうちのいずれか一方側に配置されており、かつ、前記遠心力を要因として前記半径方向で外側に変位した場合に、少なくとも一部が前記一対の環状のプレート同士の間に挟み込まれる
ことを特徴とする捩り振動低減装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019024556A JP2020133689A (ja) | 2019-02-14 | 2019-02-14 | 捩り振動低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019024556A JP2020133689A (ja) | 2019-02-14 | 2019-02-14 | 捩り振動低減装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020133689A true JP2020133689A (ja) | 2020-08-31 |
Family
ID=72262649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019024556A Pending JP2020133689A (ja) | 2019-02-14 | 2019-02-14 | 捩り振動低減装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020133689A (ja) |
-
2019
- 2019-02-14 JP JP2019024556A patent/JP2020133689A/ja active Pending
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