JP6950541B2

JP6950541B2 - 位相調整機構及びそれを用いたトルク制御装置

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Publication number: JP6950541B2
Application number: JP2018003670A
Authority: JP
Inventors: 英滋土屋; 治博服部; 正輝蝦名; 紀男米澤
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2018-01-12
Publication date: 2021-10-13
Anticipated expiration: 2038-01-12
Also published as: JP2019124249A

Description

本発明は、位相調整機構及びそれを用いたトルク制御装置に関する。

車両等において出力及び回転数が大きくなると、クランクシャフトに対して捩り振動や曲げ振動が増大する。そこで、クランクシャフトの軸端にラバーダンパーを設けて捩り振動や曲げ振動を抑制する技術が採用されている。

例えば、ダンパーディスクの外周部にラバーを介して円環状の慣性体を配置し、設定回転数にて慣性体とダンパーディスクとに一斉にばねを接続するばね端固着手段を備えた可変ばね定数型回転軸振動ダンパーが開示されている（特許文献１）。

また、第１回転軸、第２回転軸、弾性部材及び振動子を含み、弾性部材の一端が第２回転軸の軸心から外れた位置に固定され、他端が振動子に固定され、振動子は第１回転軸に接続した状態と接続していない状態とのいずれかになることが可能な駆動力伝達装置が開示されている（特許文献２）

特開平３−１４０６５３号公報特開２０１５−１３５１７９号公報

ところで、従来の駆動力伝達装置では、駆動力を開放するための構造を必要とするために装置が大型化してしまう問題がある。また、一般的なダンパーでは、その剛性は可変ではない。また、可変ばね定数式のダンパーでは、剛性を可変にできる範囲が限定され、構造が複雑化したり、剛性を可変にするタイミングが制約されたりするという問題がある。また、ばねに大きな力が加わった場合のトルクを制限するために、ばねと直列に摩擦材等のトルクリミッタを設ける必要がある。

本発明の１つの態様は、回転体と、前記回転体の回転に伴って周期的に変化するトルクを前記回転体に対して与える弾性構造と、前記回転体と前記弾性構造との位相を調整することで出力トルクを変化させることが可能なトルク制御機構と、前記トルク制御機構において前記位相を調整する部材の速度に応じた減衰力を発生させることが可能な位相調整機構と、を備えることを特徴とするトルク制御装置である。

ここで、前記位相調整機構は、前記速度の方向によって前記減衰力が異なることが好適である。

また、前記位相調整機構は、前記減衰力を調整可能なことが好適である。

また、前記位相調整機構における前記減衰力を調整することで前記位相を調整することが好適である。

また、位相調整時において前記減衰力を通常時よりも小さくすることで前記位相を調整することが好適である。

また、前記減衰力の異方性によって前記位相を変化させる力と同じ大きさの対抗力を生じさせるストッパを備え、前記ストッパによって前記位相が固定された状態から外力を与えることで前記位相を調整することが好適である。

本発明によれば、周期反転ばね構造の位相制御において、駆動力を必要とせずに安定して位相調整を可能とする位相調整機構及びそれを用いたトルク制御装置を提供することを可能とする。

本発明の実施の形態におけるトルク制御機構の構成を示す図である。本発明の実施の形態におけるトルク制御機構の構成を示す図である。本発明の実施の形態におけるトルク制御機構によって回転体に与えられる弾性力を示す図である。本発明の実施の形態におけるトルク制御機構によって回転体に与えられるトルクを示す図である。本発明の実施の形態におけるトルク制御機構によって回転体に与えられる弾性力を示す図である。本発明の実施の形態におけるトルク制御機構によって回転体に与えられるトルクを示す図である。本発明の変形例１におけるトルク制御機構の構成を示す分解組立図である。本発明の変形例１におけるトルク制御機構の構成を示す図である。本発明の変形例１におけるトルク制御機構によって回転体に与えられるトルクを示す図である。本発明の変形例１におけるトルク制御機構によって回転体に与えられるトルクを示す図である。本発明の実施の形態における位相調整機構の構成を示す図である。本発明の実施の形態における位相調整機構の原理を説明する図である。本発明の実施の形態における位相調整機構の作用（異方性なしの場合）を説明する図である。本発明の実施の形態における位相調整機構の作用（異方性なしの場合）を説明する図である。本発明の実施の形態における位相調整機構の作用（異方性ありの場合）を示す図である。本発明の実施の形態における位相調整機構の作用（パルス制御）を示す図である。本発明の実施の形態における位相調整機構の作用（パルス位相制御）を示す図である。本発明の実施の形態における位相調整機構の作用（パルス位相制御）を示す図である。本発明の実施の形態における位相調整機構の作用（ストッパあり）を示す図である。本発明の変形例２における位相調整機構の構成を示す図である。

［基本構成］
まず、トルク制御機構（トルク制御装置）の基本的な構成について説明する。本発明の実施の形態におけるトルク制御機構１００は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、回転体１０、ケース１２、保持部１４（第１保持部１４ａ，第２保持部１４ｂ）、弾性体保持部１６（第１弾性体保持部１６ａ，第２弾性体保持部１６ｂ）、弾性体１８（第１弾性体１８ａ，第２弾性体１８ｂ）を含んで構成される。トルク制御機構１００は、回転体１０の回転に伴って回転体１０にトルクを与える機構である。

図１（ａ）は、トルク制御機構１００の断面側面図を示す。図１（ｂ）は、トルク制御機構１００をＡ方向からみた正面図を示す。図１（ｃ）は、トルク制御機構１００をＢ方向からみた背面図を示す。なお、図面が煩雑になるのを防ぐため、図１（ｂ）では第２弾性体１８ｂを省略し、図１（ｃ）では第１弾性体１８ａを省略して図示している。

回転体１０は、回転軸Ｍを回転中心として回転する回転体である。回転体１０は、図１（ａ）に示すように、回転軸Ｍからはずれた軸を結ぶクランク部１０ａと当該軸と１８０°ずれた軸を結ぶクランク部１０ｂとを有するクランク構造を備えている。回転体１０は、機械的な強度を有する金属等で形成することができる。

ケース１２は、回転軸Ｍを中心とし、回転体１０、保持部１４、弾性体保持部１６及び弾性体１８を内部に収納する円筒状の部材である。ケース１２は、機械的な強度を有する金属等で形成することができる。

弾性体保持部１６は、第１弾性体保持部１６ａ及び第２弾性体保持部１６ｂを含んで構成され、弾性体１８の一端が固定される部材である。第１弾性体保持部１６ａ及び第２弾性体保持部１６ｂは、回転軸Ｍを中心とし、ケース１２の内径よりも小さな外径を有する円筒状の部材とすることができる。第１弾性体保持部１６ａの内面には第１弾性体１８ａの一端が固定される。第２弾性体保持部１６ｂの内面には第２弾性体１８ｂの一端が固定される。第１弾性体保持部１６ａと第２弾性体保持部１６ｂは、回転軸Ｍに沿って並べて配置される。第１弾性体保持部１６ａ及び第２弾性体保持部１６ｂは、機械的な強度を有する金属等で形成することができる。

保持部１４は、第１保持部１４ａ及び第２保持部１４ｂを含んで構成される。第１保持部１４ａは、第１弾性体保持部１６ａをケース１２に対して回転しないように保持する部材である。第２保持部１４ｂは、第２弾性体保持部１６ｂをケース１２に対して回転しないように保持する部材である。ただし、第１保持部１４ａと第２保持部１４ｂは、第１弾性体保持部１６ａと第２弾性体保持部１６ｂとが回転軸Ｍを中心として相対的に回転可能なようにケース１２に保持する手段とする。例えば、第１保持部１４ａは第１弾性体保持部１６ａをケース１２に完全に固定する接着剤等とし、第２保持部１４ｂは第２弾性体保持部１６ｂをケース１２に対して相対的に回転可能かつ固定可能なラッチ機構等とすればよい。

弾性体１８は、第１弾性体１８ａ及び第２弾性体１８ｂを含んで構成される。第１弾性体１８ａ及び第２弾性体１８ｂは、弾性力を発生させる部材であり、特に限定されるものではないが、例えばスプリング、ゴム等とすることができる。第１弾性体１８ａの一端は第１弾性体保持部１６ａの内面に固定され、他端は回転体１０のクランク部１０ａに固定される。第２弾性体１８ｂの一端は第２弾性体保持部１６ｂの内面に固定され、他端は回転体１０のクランク部１０ｂに固定される。

本実施の形態では、第１弾性体１８ａと第２弾性体１８ｂは同じ弾性特性を有するものとする。ただし、これに限定されるものではなく、トルク制御機構１００によって回転体１０に与えようとするトルク特性に応じて第１弾性体１８ａ及び第２弾性体１８ｂの弾性特性は適宜設定すればよい。

このように、本実施の形態のトルク制御機構１００では、第１弾性体保持部１６ａと第１弾性体１８ａの組からなる弾性構造、及び、第２弾性体保持部１６ｂと第２弾性体１８ｂの組からなる弾性構造を備える。すなわち、回転体１０に対して弾性力を与える２組の弾性構造を備える。

トルク制御機構１００では、第２保持部１４ｂにより第２弾性体保持部１６ｂをケース１２に対して回転可能な状態とし、第２弾性体保持部１６ｂをケース１２に対して回転させることができる。第２保持部１４ｂがラッチ機構である場合、ラッチを開放することによって第２弾性体保持部１６ｂがケース１２に対して回転可能な状態とすることができる。例えば、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、図１の状態に対して第２弾性体保持部１６ｂを１８０°回転させた状態にすることができる。

図１の状態では、図３の実線に示すように、第１弾性体１８ａによって回転体１０に弾性力が周期的に与えられる。また、図３の破線に示すように、第２弾性体１８ｂによって回転体１０に弾性力が周期的に与えられる。第１弾性体１８ａによって回転体１０に与えられる弾性力と第２弾性体１８ｂによって回転体１０に与えられる弾性力は１８０°（半周期）だけ位相がずれた状態となる。

回転体１０が回転した場合、図４に示すように、第１弾性体１８ａ及び第２弾性体１８ｂのそれぞれから回転体１０に対してトルクが与えられる。図４では、第１弾性体１８ａによって回転体１０に与えられるトルクを細実線で示し、第２弾性体１８ｂによって回転体１０に与えられるトルクを細破線で示している。したがって、第１弾性体１８ａと第２弾性体１８ｂとによって回転体１０に与えられる合成トルクは太実線で示されるようになる。

これに対して、図２の状態は、図５に示すように、第１弾性体１８ａによって回転体１０に与えられる弾性力と第２弾性体１８ｂによって回転体１０に与えられる弾性力は位相が揃った状態である。

回転体１０が回転した場合、図６に示すように、第１弾性体１８ａ及び第２弾性体１８ｂのそれぞれから回転体１０に対してトルクが与えられる。図６では、第１弾性体１８ａ及び第２弾性体１８ｂによって回転体１０に与えられるトルクを細実線で示している。したがって、第１弾性体１８ａと第２弾性体１８ｂとによって回転体１０に与えられる合成トルクは太実線で示されるようになる。

このように、本実施の形態におけるトルク制御機構１００では、第２弾性体保持部１６ｂと第２弾性体１８ｂとからなる弾性構造から回転体１０に与えられるトルクの位相を変化させることで回転体１０に与えられる合成トルクを可変とすることができる。

すなわち、回転体１０の回転に対してトルクが正負に反転するような弾性構造を複数設け、少なくとも１つの弾性構造から回転体１０に与えられる位相を可変とすることによって、複雑な方法を用いることなく、回転体１０に対するピークトルクやトルク特性を制御することが可能となる。

［変形例１］
上記実施の形態では、第１弾性体保持部１６ａと第１弾性体１８ａとを含む弾性構造及び第２弾性体保持部１６ｂと第２弾性体１８ｂとを含む弾性構造とを組み合わせた構成としたがこれに限定されるものではない。変形例１におけるトルク制御機構２００は、図７及び図８に示すように、回転体２０、ケース２２、保持部２４（第１保持部２４ａ，第２保持部２４ｂ）、弾性体保持部２６（第１弾性体保持部２６ａ，第２弾性体保持部２６ｂ）、磁石２８（第１磁石２８ａ，第２磁石２８ｂ，第３磁石２８ｃ）を含んで構成される。なお、図７は、トルク制御機構２００の分解組立図を示す。図８は、トルク制御機構２００の外観斜視図を示す。

回転体２０は、回転軸Ｍを回転中心として回転する回転体である。回転体２０は、円柱形状のロータ２０ａとその中心に貫通して固定された軸２０ｂとを備える。ロータ２０ａ及び軸２０ｂは、機械的強度を有する材料、特に磁性体によって構成することが好適である。ロータ２０ａの外周部には、第１磁石２８ａが配置される。第１磁石２８ａは、ロータ２０ａの径方向に向けて交互に極性が入れ替わるようにロータ２０ａの周囲に等間隔に配置される。本実施の形態では、４つの第１磁石２８ａが９０°置きに極性が交互に入れ替わるように配置された例を示している。

ケース２２は、回転軸Ｍを中心とし、回転体２０、保持部２４、弾性体保持部２６及び磁石２８を内部に収納する円筒状の部材である。ケース２２は、弾性体保持部２６の外径よりも大きな内径を有する略円筒形状の部材とする。ケース２２は、機械的な強度を有する金属等で形成することができる。

弾性体保持部２６は、第１弾性体保持部２６ａ及び第２弾性体保持部２６ｂを含んで構成される。第１弾性体保持部２６ａ及び第２弾性体保持部２６ｂは、第２磁石２８ｂ及び第３磁石２８ｃがそれぞれ固定される部材である。第１弾性体保持部２６ａ及び第２弾性体保持部２６ｂは、回転軸Ｍを中心とし、ケース２２の内径よりも小さな外径を有し、ロータ２０ａの外径より大きい内径を有する円筒状の部材とすることができる。第１弾性体保持部２６ａと第２弾性体保持部２６ｂは、回転軸Ｍに沿って並べてケース２２内に配置される。第１弾性体保持部２６ａ及び第２弾性体保持部２６ｂは、機械的強度を有する材料、特に磁性体によって構成することが好適である。

第１弾性体保持部２６ａの内周面には第２磁石２８ｂが配置される。第２磁石２８ｂは、第１弾性体保持部２６ａの径方向に向けて交互に極性が入れ替わるように第１弾性体保持部２６ａの周囲に等間隔に配置される。本実施の形態では、４つの第２磁石２８ｂが９０°置きに極性が交互に入れ替わるように配置された例を示している。第２弾性体保持部２６ｂの内周面には第３磁石２８ｃが配置される。第３磁石２８ｃは、第２弾性体保持部２６ｂの径方向に向けて交互に極性が入れ替わるように第２弾性体保持部２６ｂの周囲に等間隔に配置される。本実施の形態では、４つの第３磁石２８ｃが９０°置きに極性が交互に入れ替わるように配置された例を示している。

保持部２４は、第１保持部２４ａ及び第２保持部２４ｂを含んで構成される。第１保持部２４ａは、第１弾性体保持部２６ａをケース２２に対して回転しないように保持する部材である。第２保持部２４ｂは、第２弾性体保持部２６ｂをケース２２に対して回転しないように保持する部材である。ただし、第１保持部２４ａと第２保持部２４ｂは、第１弾性体保持部２６ａと第２弾性体保持部２６ｂとが回転軸Ｍを中心として相対的に回転可能なようにケース２２に保持する手段とする。例えば、第２保持部２４ｂは第２弾性体保持部２６ｂをケース２２に完全に固定する接着剤等とし、第１保持部２４ａは第１弾性体保持部２６ａをケース２２に対して相対的に回転可能かつ固定可能なラッチ機構等とすればよい。

本実施の形態では、第２磁石２８ｂと第３磁石２８ｃはそれぞれ同じ磁力を有するものとする。ただし、これに限定されるものではなく、トルク制御機構２００によって回転体２０に与えようとするトルク特性に応じて第２磁石２８ｂと第３磁石２８ｃの磁力は適宜設定すればよい。

このように、本実施の形態のトルク制御機構２００では、回転体２０の外周に配置された第１磁石２８ａと第１弾性体保持部２６ａの内周に配置された第２磁石２８ｂの組からなる弾性構造、及び、回転体２０の外周に配置された第１磁石２８ａと第２弾性体保持部２６ｂの内周に配置された第３磁石２８ｃの組からなる弾性構造を備える。すなわち、回転体２０が回転する際に回転体２０に対して弾性力を与える２組の弾性構造を備える。

トルク制御機構２００では、第１保持部２４ａにより第１弾性体保持部２６ａをケース２２に対して回転可能な状態とし、第１弾性体保持部２６ａをケース２２に対して回転させることができる。第１保持部２４ａがラッチ機構である場合、ラッチを開放することによって第１弾性体保持部２６ａがケース２２に対して回転可能な状態とすることができる。

例えば、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、第１弾性体保持部２６ａに保持された第２磁石２８ｂとロータ２０ａに保持された第１磁石２８ａとの位置関係が第２弾性体保持部２６ｂに保持された第３磁石２８ｃとロータ２０ａに保持された第１磁石２８ａとの位置関係と逆位相（１８０°位相差）となるようにすることができる。また、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、第１弾性体保持部２６ａに保持された第２磁石２８ｂとロータ２０ａに保持された第１磁石２８ａとの位置関係が第２弾性体保持部２６ｂに保持された第３磁石２８ｃとロータ２０ａに保持された第１磁石２８ａとの位置関係と同位相（０位相差）となるようにすることができる。

図９の逆位相（１８０°位相差）の状態では、図９（ｃ）の細実線に示すように、第１弾性体保持部２６ａに保持された第２磁石２８ｂとロータ２０ａに保持された第１磁石２８ａとの間の磁力によって回転体２０にトルクが周期的に与えられる。また、図９（ｃ）の細破線に示すように、第２弾性体保持部２６ｂに保持された第３磁石２８ｃとロータ２０ａに保持された第１磁石２８ａとの間の磁力によって回転体２０にトルクが周期的に与えられる。これらのトルクは互いに打ち消し合い、図９（ｃ）の太実線に示すように、回転体２０に与えられるトルクはゼロとなる。

これに対して、図１０の同位相（０位相差）の状態では、図１０（ｃ）の細実線に示すように、第１弾性体保持部２６ａに保持された第２磁石２８ｂとロータ２０ａに保持された第１磁石２８ａとの間の磁力によって回転体２０にトルクが周期的に与えられる。また、第２弾性体保持部２６ｂに保持された第３磁石２８ｃとロータ２０ａに保持された第１磁石２８ａとの間の磁力によって回転体２０に与えられるトルクも同位相となる。したがって、図１０（ｃ）の太実線に示すように、回転体２０に与えられる合成トルクは第１弾性体保持部２６ａと第２弾性体保持部２６ｂとから回転体２０に与えられるトルクを加算した値となる。

このように、本実施の形態におけるトルク制御機構２００では、第１弾性体保持部２６ａ及び第２磁石２８ｂからなる弾性構造から回転体２０に与えられるトルクの位相を変化させることで回転体２０に与えられる合成トルクを可変とすることができる。

なお、トルク制御機構２００では、位相を１８０°ずらすことでトルクを完全に打ち消し合うことができる。すなわち、０〜１８０°の位相範囲におけるトルクをＴ_{０−１８０}とし、１８０°〜３６０°の位相範囲におけるトルクをＴ_{１８０−３６０}とした場合に数式（１）の関係を満たす。
[数１]
Ｔ_{０−１８０}＝−Ｔ_{１８０−３６０} ・・・（１）
トルク制御機構２００のように、数式（１）を満たす構成とすることによって、より広い範囲でトルクを変化させることができ、トルクを発生させる必要がない場合にはトルクをゼロにするゼロトルク制御が可能となる。

［位相調整機構］
トルク制御機構１００，２００では、弾性構造から回転体に与えられる弾性力及びトルクの位相を調整する必要がある。以下では、本発明の実施の形態における位相調整機構について説明する。

図１１は、トルク制御機構２００をショックアブソーバ３００に結合した構成を示す。ショックアブソーバ３００は、トルク制御機構２００の位相調整機構として機能させることができる。

ショックアブソーバ３００は、第１油室３０、第２油室３２、第１逆止弁３４、第２逆止弁３６、第１隙間調整手段３８、第２隙間調整手段４０、ピストン４２及び結合軸４４を含んで構成される。

第１油室３０及び第２油室３２は、抵抗力を発生させる油を収容する空間を構成する。第１油室３０の一端はオリフィスを介して第１逆止弁３４に連通され、第２油室３２の一端はオリフィスを介して第２逆止弁３６に連通されている。第１逆止弁３４と第２逆止弁３６とは、逆止弁が設けられている側において連通される。また、第１油室３０の他端側と第２油室３２の他端側は、互いに油Ａが流通可能なように連通孔Ｂによって連通されている。第１油室３０には、油を仕切るピストン４２が配置される。ピストン４２とトルク制御機構２００の第１弾性体保持部２６ａは結合軸４４によって連結される。すなわち、トルク制御機構２００の第１弾性体保持部２６ａの回転運動が直進運動に変換されて第１油室３０内に配置されたピストン４２に伝達される。

第１逆止弁３４は、第１隙間調整手段３８によって逆止機能の調整が行われる。第１隙間調整手段３８は、ネジ機構とピンとを組み合わせた構造を有し、第１逆止弁３４に設けられたボール部材を自由に動ける状態（フリー状態）とピンによってボール部材が弁に当接できない状態（非フリー状態）とにすることができる。第２逆止弁３６は、第２隙間調整手段４０によって逆止機能の調整が行われる。第２隙間調整手段４０は、ネジ機構とピンとを組み合わせた構造を有し、第２逆止弁３６に設けられたボール部材を自由に動ける状態（フリー状態）とピンによってボール部材が弁に当接できない状態（非フリー状態）とにすることができる。フリー状態では、図中の上方向に油を動かそうとするとボール部材が弁部に当接して、油の流れが抑止される状態（逆止状態）となる。非フリー状態では、図中の上方向に油を動かそうとするとボール部材はピンによって弁部に当接しないように保持され、ボール部材と弁との間の隙間の大きさに応じて油が流通する状態（流量調整状態）となる。なお、フリー状態及び非フリー状態のいずれにおいても、図中の下方向に油を動かそうとするとボール部材はオリフィスを塞がないように構成されており、油の流れは妨げられない（非逆止状態）となる。

例えば、図１２に示すように、第１隙間調整手段３８によって第１逆止弁３４をフリー状態とし、第２隙間調整手段４０によって第２逆止弁３６を非フリー状態とすることができる。このような状態では、図１２（ａ）に示すように、第１弾性体保持部２６ａによって結合軸４４が引っ張られた場合（図中、細実線矢印のようにピストン４２が右方向に動くように力が加えられた場合）、第１油室３０及び第２油室３２の内部の油は第２逆止弁３６及び第１逆止弁３４を介して流動することができる。したがって、ピストン４２の動き（図中、右方向への動き）に対する抵抗力（図中、左方向への力（白抜き矢印で示す））は小さくなる。一方、図１２（ａ）に示すように、第１弾性体保持部２６ａによって結合軸４４が押し込まれた場合（図中、細実線矢印のようにピストン４２が左方向に動くように力が加えられた場合）、第１油室３０及び第２油室３２の内部の油は第１逆止弁３４の逆止機能によって流動が妨げられる。したがって、ピストン４２の動き（図中、左方向への動き）に対する抵抗力（図中、右方向への力（白抜き矢印で示す））は大きくなる。すなわち、ピストン４２が図中の右方向へ動く場合の抵抗力は、ピストン４２が図中の左方向へ動く場合の抵抗力より小さくなり、抵抗力に異方性を生じさせることができる。抵抗力の大きさの差は、第２隙間調整手段４０によって形成される第２逆止弁３６におけるボール部材と弁との間の隙間の大きさによって調整することができる。

また、第１逆止弁３４と第１隙間調整手段３８の状態と第２逆止弁３６と第２隙間調整手段４０の状態とを入れ替えることによって、ピストン４２に対して逆の抵抗力を発生させることもできる。

さらに、第１逆止弁３４と第１隙間調整手段３８の状態と第２逆止弁３６と第２隙間調整手段４０の状態とを同じにすることで、ピストン４２に対する抵抗力に異方性をもたせないようにすることもできる。例えば、第１逆止弁３４と第２逆止弁３６の両方をフリー状態にすることでピストン４２に対して異方性なく抵抗力を最大の状態とすることができる。また、例えば、第１逆止弁３４のボール部材と弁との隙間を第２逆止弁３６のボール部材と弁との隙間と等しくすることでピストン４２に対して異方性なく抵抗力を発生させ、隙間を調整することでその抵抗力の大きさも調整することができる。

図１３は、ショックアブソーバ３００に異方性をもたせない状態において減衰係数を小さく（抵抗力を小さく，減数係数：５０Ｎ／（ｍ／ｓ））した状態においてトルク制御機構２００を動作させたときのピストン４２の速度、ピストン４２の位置の変化、ピストン４２に与えられる減衰力及びピストン４２に加わる力（反転ばね力，トータル力）を示す。図１４は、ショックアブソーバ３００に異方性をもたせない状態において減衰係数を大きく（抵抗力を大きく，減数係数：５００Ｎ／（ｍ／ｓ））した状態においてトルク制御機構２００を動作させたときのピストン４２の速度、ピストン４２の位置の変化、ピストン４２に与えられる減衰力及びピストン４２に加わる力（反転ばね力，トータル力）を示す。

減衰係数が小さい場合、トルク制御機構２００からの反転ばね力によりピストン４２の位置は大きく変動する。減衰係数が大きい場合、トルク制御機構２００からの反転ばね力によりピストン４２の位置の変動量は小さくなる。このとき、ショックアブソーバ３００による減衰力はピストン４２の速度が正又は負のときにそれぞれ対応して同じように反力として作用する。したがって、減衰係数に関わらず、ピストン４２の位置は振動するが、その平均位置は初期状態の位置を保っている。

なお、減衰係数が小さいほどピストン４２の振動速度は大きくなり、ピストン４２の速度と減衰係数の乗算で求まる減衰力は減衰係数によって大きく変化しない。一方、減衰係数が小さいほど、ピストン４２に働くトータル力（反転ばね力＋減衰力）は大きくなる。

図１５は、ショックアブソーバ３００に異方性をもたせた状態の例を示す。図１５では、ショックアブソーバ３００のピストン４２への一方向（ピストン速度が負のときの方向）への減衰係数を途中から半分にした場合の結果を示す。ピストン４２の速度が正のときは減衰力が外力（反転ばね力）を大きく減らし、ピストン４２に加わるトータル力は小さくなる。一方、ピストン４２の速度が負のときは減衰力が外力（反転ばね力）を減らす量が小さくなり、ピストン４２に加わるトータル力は大きくなる。図１５のピストン４２の位置の時間変化から読み取れるように、減衰係数に異方性をもたせることによってピストン４２の平均位置を変化させることができる。これによって、トルク制御機構２００の弾性体保持部２６を回転させて、トルク制御機構２００における周期反転ばねの位相を制御することができる。

図１６は、ショックアブソーバ３００の一方向の減衰係数（ピストン速度が負のときの方向）を間欠的に０にする制御を行った状態の例を示す。例えば、第１隙間調整手段３８又は第２隙間調整手段４０に対してＰＷＭ制御を適用することにより、減衰係数を間欠的に０にする。このとき、制御周波数は、外力（反転ばね力）の振動周波数よりも十分に大きいことが好適である。この例においても、減衰係数に異方性をもたせて、ピストン４２の平均位置を変化させることができる。これによって、トルク制御機構２００の弾性体保持部２６を回転させて、トルク制御機構２００における周期反転ばねの位相を制御することができる。

他の位相制御方法として、外力（反転ばね力）の振動周波数に同期させたパルスでショックアブソーバ３００の減衰係数に異方性を与える方法が挙げられる。図１７は、外力（反転ばね力）の振動周波数と同じ周波数でショックアブソーバ３００の減数係数に異方性を与える制御であって、外力（反転ばね力）が０となるタイミングにパルスの立ち上がりと立ち下がりのタイミングを合わせた制御を行った場合を示す。この場合、ピストン４２の平均位置は変化しない。図１８は、外力（反転ばね力）の振動周波数と同じ周波数でショックアブソーバ３００の減数係数に異方性を与える制御であって、外力（反転ばね力）が０となるタイミングからパルスの立ち上がりと立ち下がりのタイミングをずらした制御を行った場合を示す。この場合、ピストン４２の平均位置は変化する。これによって、トルク制御機構２００の弾性体保持部２６を回転させて、トルク制御機構２００における周期反転ばねの位相を制御することができる。このとき、外力（反転ばね力）に対するパルスの位相を制御することで、ピストン４２の移動速度を変化させることも可能である。

なお、上記のいずれの制御を適用した場合であっても、トルク制御機構２００を所望の位相に調整した後、ショックアブソーバ３００に異方性をもたせない状態にすることで位相を固定した状態でトルク制御機構２００を機能させることができる。このとき、第１逆止弁３４及び第２逆止弁３６をフリー状態にすることで、ピストン４２に加わるトータル力を最も小さくすることができ、ショックアブソーバ３００における損失を抑制することができる。

図１９は、ショックアブソーバ３００に異方性をもたせたうえで、ピストン４２の位置又はトルク制御機構２００の周期反転ばねの位相をストッパによって制限した例を示す。図１９に示すように、ショックアブソーバ３００において減衰係数に異方性を与えると、ピストン４２の位置は移動した後（図中、０〜０．０５ｓ）、ストッパによって移動を停止させる（通常時：図中、０．０５ｓ〜０．１ｓ）。このような状態では、外力を与えない限り、ピストン４２及びトルク制御機構２００の周期反転ばねの位置は一定に維持される。その後、周期反転ばねの力とは別に振動しない外力（駆動力）を加えると、ピストン４２の位置を変化させ、トルク制御機構２００の周期反転ばねの位相を調整することができる（位相調整時：図中、０．１ｓ〜０．２ｓ）。このとき、印加する外力（駆動力）は、周期反転ばねの力の最大値よりも小さくてもよい。

なお、ストッパによって発生させる力は、特に限定されるものではなく、部材同士の摩擦力等を利用するようにしてもよい。

［変形例２］
図２０は、変形例におけるショックアブソーバ４００の構成を示す。このような構成を採用することにより、トルク制御機構２００の位相調整機構として機能させることができる。

ショックアブソーバ４００は、第１油室３０Ａ、第２油室３２Ａ、第１逆止弁３４、第２逆止弁３６、第１隙間調整手段３８、第２隙間調整手段４０及びベーン５０を含んで構成される。

第１油室３０Ａ及び第２油室３２Ａは、トルク制御機構２００の第１弾性体保持部２６ａの外周を取り囲むように油を収容する空間を構成する。第１油室３０Ａの一端はオリフィスを介して第１逆止弁３４に連通され、第２油室３２Ａの一端はオリフィスを介して第２逆止弁３６に連通されている。第１逆止弁３４と第２逆止弁３６とは、逆止弁が設けられている側において連通される。また、第１油室３０Ａと第２油室３２Ａとはトルク制御機構２００の第１弾性体保持部２６ａに設けられたベーン５０によって仕切られている。すなわち、トルク制御機構２００の第１弾性体保持部２６ａの回転運動がそのままベーン５０に伝達される。

第１逆止弁３４と第１隙間調整手段３８及び第２逆止弁３６と第２隙間調整手段４０の構成は上記実施の形態と同様であり、その作用についても同様である。

このように、変形例におけるショックアブソーバ４００では、ピストン４２及び結合軸４４を設けることなく、ベーン５０によって第１弾性体保持部２６ａの回転運動をショックアブソーバ４００の油に直接伝達させることができる。これによって、ショックアブソーバ３００に比べて簡素な構成にてトルク制御機構２００の位相調整機構を実現することができる。

１０回転体、１０ａクランク部、１０ｂクランク部、１２ケース、１４保持部、１４ａ第１保持部、１４ｂ第２保持部、１６弾性体保持部、１６ａ第１弾性体保持部、１６ｂ第２弾性体保持部、１８弾性体、１８ａ第１弾性体、１８ｂ第２弾性体、２０回転体、２０ａロータ、２０ｂ軸、２２ケース、２４保持部、２４ａ第１保持部、２４ｂ第２保持部、２６弾性体保持部、２６ａ第１弾性体保持部、２６ｂ第２弾性体保持部、２８磁石、２８ａ第１磁石、２８ｂ第２磁石、２８ｃ第３磁石、３０，３０Ａ第１油室、３２，３２Ａ第２油室、３４第１逆止弁、３６第２逆止弁、３８第１隙間調整手段、４０第２隙間調整手段、４２ピストン、４４結合軸、５０ベーン、１００，２００トルク制御機構、３００，４００ショックアブソーバ。

Claims

回転体と、前記回転体の回転に伴って周期的に変化するトルクを前記回転体に対して与える弾性構造と、前記回転体と前記弾性構造との位相を調整することで出力トルクを変化させることが可能なトルク制御機構と、
前記トルク制御機構において前記位相を調整する部材の速度に応じた減衰力を発生させることが可能な位相調整機構と、
を備えることを特徴とするトルク制御装置。
請求項１に記載のトルク制御装置であって、
前記位相調整機構は、前記速度の方向によって前記減衰力が異なることを特徴とするトルク制御装置。
請求項１又は２に記載のトルク制御装置であって、
前記位相調整機構は、前記減衰力を調整可能なことを特徴とするトルク制御装置。
請求項３に記載のトルク制御装置であって、
前記位相調整機構における前記減衰力を調整することで前記位相を調整することを特徴とするトルク制御装置。
請求項４に記載のトルク制御装置であって、
位相調整時において前記減衰力を通常時よりも小さくすることで前記位相を調整することを特徴とするトルク制御装置。