JP5522099B2 - Vibration damping device - Google Patents
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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。 The present invention relates to an apparatus for attenuating torsional vibrations, and more particularly to a vibration damping apparatus having a configuration in which a rotating body that is rotatable relative to the rotating body is housed inside a rotating body that receives torque and rotates. It is about.
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。 Rotating bodies such as drive shafts and gears for transmitting the torque generated by the power source to the target location or member are caused by fluctuations in the input torque itself, fluctuations in the load, friction, etc. Inevitably vibrates. The frequency of the vibration changes according to the number of rotations, and a higher-order vibration higher than the secondary vibration is also generated. Therefore, the amplitude becomes large due to resonance, which may cause noise and durability deterioration. is there. For this reason, devices or mechanisms for preventing vibration as described above are widely used in various devices that transmit power by rotation. One example thereof is described in Patent Document 1.
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。 A centrifugal pendulum type vibration absorber described in Patent Document 1 includes a rolling chamber formed in a portion on the outer peripheral side of a rotating body such as a flywheel, and a ball or roller (roller) accommodated therein so as to roll freely. ) And other rolling elements, and when the rotating body rotates, the rolling element resonates with the torsional vibration and rolls inside the rolling chamber, and absorbs the torsional vibration by its dynamic vibration absorbing action. Is configured to do.
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。 In the centrifugal pendulum absorber described in Patent Document 1, a rolling element having an outer diameter smaller than the radius of the rolling chamber is accommodated in a circular rolling chamber. The rolling element has a cylindrical stopper projection formed at the center of both side surfaces thereof. An arcuate guide groove into which the stopper protrusion is fitted is formed on the side wall of the rolling chamber facing the side surface of the rolling element. The stopper protrusion and guide groove are in non-contact state when the rolling element rolls along the rolling surface, and the guide groove and stopper protrusion come into contact when the rolling element tries to move away from the rolling surface. It is configured. Therefore, when the rotational speed of the rotating body is slow, the centrifugal force generated in the rolling element is reduced, and when the rolling element is about to be displaced in an irregular direction, the displacement of the rolling element is caused by the stopper projection coming into contact with the guide groove. Therefore, it is said that the generation of abnormal noise and fine vibration due to collision between the rolling element and the rolling surface can be prevented. However, in such a configuration, when the displacement of the rolling element is restricted, it is difficult to restrict the displacement of the rolling element at the same location every time, so that the stopper protrusion and the guide groove are in a non-contact state. As a result, immediately after the rolling element rolls on the rolling surface, the phase of each rolling element varies, and as a result, the vibration damping ability of the centrifugal pendulum absorber may be lowered.
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。 The present invention has been made paying attention to the technical problem described above, and prevents abnormal noise and micro-vibration in a region where the rotational speed of the rotating body is low, and provides vibration damping capability in other rotational speed regions. An object of the present invention is to provide an excellent vibration damping device.
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。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a vibration damping device that is attached to a rotating body and attenuates torsional vibration generated in the rotating body, a rolling chamber that rotates integrally with the rotating body, When the rolling element accommodated in the rolling chamber and the centrifugal force generated in the rolling element is small, the rolling element is moved so as to be pressed against any inner wall surface of the rolling chamber, and the centrifugal A movable member that moves in a direction away from the rolling element when the force is large, and a surface of the movable member that faces the rolling element or any one of the inner wall surfaces against which the rolling element is pressed by the movable member And a recess that is retracted in the axial direction of the rotating body with respect to the rolling element and restrains the rolling element in the rolling direction.
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。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the rolling element has a circular cross-sectional shape perpendicular to the rotation axis that is the center of the rolling, and the surface of the rolling element that faces the recess. The vibration damping device is characterized in that a curved surface that is convex with respect to the concave portion is formed.
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。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the rolling chambers are provided, and the positions of the rolling elements constrained by the recesses in the plurality of rolling chambers are in the rolling direction. It is the vibration damping device characterized by being the same.
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。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a rolling surface on which the rolling element rolls is formed in the rolling chamber, and the recess has the rolling element in the rolling direction. The portion facing the rolling element located near the center of the rolling surface is configured to be most receded in the axial direction so that it is fixed near the center of the rolling surface. This is a vibration damping device.
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。 According to the first aspect of the present invention, when the centrifugal force generated in the rolling element is small due to the rotation number of the rotating body being relatively low, the movable member moves the rolling element to any inner wall surface of the rolling chamber. Move so as to press. In addition, when the centrifugal force generated in the rolling element is large due to the relatively high number of rotations of the rotating body, the movable member moves in a direction away from the rolling element. A concave portion that is recessed with respect to the rolling element in the axial direction of the rotating body is formed on either the surface of the movable member facing the rolling element or the inner wall surface of the rolling chamber. Therefore, when the movable member moves so as to approach the rolling element, the rolling member is gradually moved so as to be collected in a recessed portion in the recess. Further, when the movable member moves toward the rolling element, the rolling element is moved to the recessed portion in the recess, and the rolling element is pressed against the inner wall surface of the rolling chamber by the movable member. Rolling is restrained and fixed. As a result, the location where the rolling elements are fixed in the rolling chamber can be the same or almost the same each time. Therefore, as described above, when the rolling of the rolling element is constrained and the rotating body rotates, a change in the balance of inertial mass generated in the rotating body can be suppressed. That is, rotation imbalance can be prevented or suppressed. On the other hand, when the rotational force of the rotating body is relatively high, if the centrifugal force generated in the rolling element increases, the movable member moves away from the rolling element to release the fixing of the rolling element. As a result, the rolling element becomes movable inside the rolling chamber, and when torsional vibration occurs in the rotating body, the rolling element starts rolling from the same location every time, and the rolling element rolls inside the rolling chamber. By reciprocating while moving, the torsional vibration is absorbed or damped. That is, when the rotational speed increases, the damper function is exhibited. As a result, a vibration damping device having excellent vibration damping capability can be obtained. In addition, as described above, when the centrifugal force generated in the rolling element is small, the free movement of the rolling element in the rolling chamber is restricted, so that the rolling element comes into contact with the inner wall surface of the rolling chamber, Accordingly, it is possible to prevent a situation in which abnormal noise is generated.
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。 According to the invention of claim 2, in addition to the effect similar to the effect of the invention of claim 1, the rolling element has a circular cross-sectional shape perpendicular to the rotation axis serving as the center of the rolling, and its side surface. Is formed with a curved surface that is convex with respect to the recess. Therefore, when a movable member moves so that it may approach a rolling element, a rolling element becomes easy to move to the recessed part in a recessed part. As a result, the location where the rolling elements are fixed in the rolling chamber can be the same or nearly the same each time.
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。 According to the invention of claim 3, in addition to the same effect as that of the invention of claim 1 or 2, the rotating body includes a plurality of rolling chambers. When the rolling element accommodated in each rolling chamber moves so that the movable member approaches the rolling element, as described above, the rolling element moves so as to be collected in the recessed portion in the recess, and finally the recess in the recess. It is fixed to the part. As a result, when the movable member moves so as to release the fixation of the rolling elements, each rolling element can start rolling from the same or substantially the same position. That is, the phase of each rolling element can be made uniform, and the vibration damping device excellent in vibration damping ability can be obtained.
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。
According to the invention of
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。 Next, the present invention will be described more specifically. The vibration damping device according to the present invention is a so-called pendulum type, and a rotating body corresponding to a weight capable of moving freely relative to the rotating body is provided on the rotating body that receives torque and rotates. It is made to hold. In the present invention, the vibration damping device can be configured to be provided inside the fluid transmission device, and in particular, provided in the fluid transmission device including the direct coupling clutch (lock-up clutch), the pressure for releasing the direct coupling clutch is set. The rolling elements are fixed by using them, and the rolling elements are unfixed by using a pressure for engaging the direct clutch.
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。
FIG. 7 shows an example in which a vibration damping device is provided inside a torque converter 1 which is a fluid transmission device having a torque amplifying action. The torque converter 1 shown here is similar to a torque converter widely installed in conventional vehicles. It has the composition of. That is, the pump impeller 2 that is a member on the input side is configured by attaching the pump blades 3 arranged in an annular shape to the inner surface of the
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。
A front cover 6 that covers the outer peripheral side of the
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。
A
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。
The distal end portion of the fixed
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。
On the inner peripheral side of the fixed
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。
Further, a
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。
FIG. 1 is a partial sectional view showing an example of a vibration damping device according to the present invention, and schematically shows an example of the shape of a rolling chamber. As shown in FIG. 1, the inner shape of the hollow portion described above is such that the outer peripheral surface and the inner peripheral surface are formed as arc surfaces, and the outer peripheral surface and the inner peripheral surface An annularly partitioned portion is a rolling
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。
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III ′. As shown in FIGS. 2 and 3, the rolling
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。
Further, the
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。
A lockup clutch (direct coupling clutch) 26 is provided between the
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。
And the
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。
Further, the oil passage for supplying and discharging the hydraulic pressure for engaging and releasing the
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。
Therefore, assuming that the
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。
Next, the operation of the vibration damping device configured as described above will be described. When the torque converter 1 is mounted on a vehicle and the vehicle is stopped, the engine speed is low, or when the engine output torque or accelerator opening is large, the vibration of the vehicle body In order to reduce booming noise and the like, the
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。
When the lock-up
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。
Since the engine torque is transmitted to the front cover 6 via the
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。
On the other hand, when the rotational speed of the engine or the input rotational speed of the torque converter 1 becomes high due to an increase in the vehicle speed of the vehicle on which the torque converter 1 is mounted, the torque amplifying effect of the torque converter 1 is more than Since it is necessary to improve the torque transmission efficiency, the
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。
In this engaged state, the
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。
As described above, in the low rotational speed state where the necessity for the vibration damping action is low, the rolling
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。
FIG. 4 schematically shows an example in which the shape of the main body shown in FIG. 2 is improved. The example shown here is the inner wall surface of the
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。
FIG. 5 schematically shows an example in which the shape of the lid is improved in the example shown in FIG. The example shown here is an example in which the
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。
FIG. 6 schematically shows an example in which the shape of the rolling element is improved in the example shown in FIG. The example shown here is an example in which the surface of the rolling
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。
Therefore, in the vibration damping device configured as shown in FIG. 4 to FIG. 6, when hydraulic pressure is supplied to engage the
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。
On the other hand, when the
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。 The present invention can be applied to a fluid transmission device having a drive-side impeller, a driven-side impeller, and a direct coupling clutch. The fluid transmission device according to the present invention is other than the above-described torque converter having a torque amplifying effect. The fluid transmission device may be used. Further, the movable member only needs to be configured to operate by hydraulic pressure that engages the direct coupling clutch to release the fixed rolling element. Therefore, the rolling element, the rolling chamber, or the movable member is incorporated in the fluid transmission device. It does not have to be.
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。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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。 In a vibration damping device that is attached to a rotating body and attenuates torsional vibration generated in the rotating body,
A rolling chamber that rotates integrally with the rotating body;
A rolling element housed in the rolling chamber so as to be capable of rolling;
When the centrifugal force generated in the rolling element is small, the rolling element is moved so as to be pressed against any inner wall surface of the rolling chamber, and when the centrifugal force is large, the rolling element is moved away from the rolling element. A movable member that
The movable member is formed on a surface of the movable member facing the rolling element or any one of the inner wall surfaces against which the rolling element is pressed by the movable member. A vibration dampening device comprising a recess for restraining the rolling element in the rolling direction.
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。 The rolling element has a circular cross-sectional shape perpendicular to the rotation axis that is the center of the rolling,
The vibration damping device according to claim 1, wherein a curved surface that is convex with respect to the concave portion is formed on a surface of the rolling element that faces the concave portion.
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。 A rolling surface on which the rolling element rolls is formed inside the rolling chamber,
The concave portion has a portion facing the rolling element located near the center of the rolling surface such that the rolling element is fixed in the rolling direction near the center of the rolling surface. The vibration damping device according to claim 1, wherein the vibration damping device is configured to be most retracted.
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