JP7021050B2 - Torsion vibration reduction device - Google Patents
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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。 The present invention relates to a torsional vibration reducing device configured to reduce torsional vibration caused by fluctuation (vibration) of an input torque.
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、半径方向でばねダンパの外側に当該ばね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ばね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トルクが入力されるようになっている。また、サンギヤにばね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ばね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おり、それらの側板とリングギヤとはリベットによって一体化されている。各側板とリベットとは、リングギヤと共に慣性質量体として機能する。そして、入力されるトルクが振動すると、ばねダンパのばねが伸縮し、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、リングギヤの慣性トルクが入力されるトルクの振動に対する抵抗として作用し、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。
慣性質量体の往復動によってトルクの振動を低減する装置では、慣性トルクが大きいほど、共振回転数を下げ、また、制振トルクを大きくできる。その慣性トルクは慣性モーメントと角加速度とによって決まり、慣性モーメントは、慣性質量体の質量が大きいほど、また、半径方向で外側に慣性質量体が配置されるほど大きくなる。特許文献1に記載された装置では、リングギヤと側板とを慣性質量体として機能させるように構成されているので、他の回転要素を慣性質量体として機能させる場合と比較して慣性モーメントを大きくできる。しかしながら、そのリングギヤの外径は、当該リングギヤとトルクコンバータの内面との干渉を避けるためにそれらの間に設定されたクリアランスとトルクコンバータの内径などとによる制約を受ける。一方、リングギヤのピッチ円直径は当該リングギヤの内側に配置されるピニオンギヤやサンギヤの各ピッチ円直径とトルクコンバータの半径方向におけるばねの搭載位置などとによる制約を受ける。そのため、半径方向にリングギヤを大型化することによる慣性モーメントの増大は困難である。なお、万が一、リングギヤを大型化するとしても、リングギヤを単に大型化すると、装置の全体として大型化する可能性がある。
In a device that reduces torque vibration by the reciprocating motion of an inertial mass, the larger the inertial torque, the lower the resonance rotation speed and the larger the vibration damping torque. The moment of inertia is determined by the moment of inertia and the angular acceleration, and the moment of inertia increases as the mass of the inertial mass body increases and as the inertial mass body is arranged outside in the radial direction. In the device described in
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、半径方向に装置を大型化することなく、入力されるトルクの振動を低減するために必要な慣性モーメントを増大することの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。 The present invention has been made by paying attention to the above technical problems, and can increase the moment of inertia required to reduce the vibration of the input torque without increasing the size of the device in the radial direction. It is an object of the present invention to provide a torsional vibration reduction device.
この発明は、上記の目的を達成するために、トルクが入力される第1回転要素と第2回転要素と回転慣性質量体として機能する第3回転要素とを有しかつ前記第1回転要素と前記第2回転要素と前記第3回転要素とによって差動作用を行う遊星回転機構と、前記第1回転要素と前記第2回転要素とを所定角度、相対回転可能に連結する弾性部材とを備え、前記トルクの振動によって前記弾性部材が弾性変形させられて前記第1回転要素と前記第2回転要素とが相対回転させられると共に、前記第3回転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、前記遊星回転機構の半径方向で前記第3回転要素の外周部であってかつ、前記遊星回転機構の回転中心軸線方向で前記第3回転要素から突出するように、前記第3回転要素に追加慣性体が付加され、前記遊星回転機構は、中心回転要素と、前記中心回転要素に対して同心円上に配置されたリング回転要素と、前記中心回転要素の外周部と前記リング回転要素の内周部との間に配置されていて前記中心回転要素と前記リング回転要素とが相対回転することにより自転かつ公転する複数の遊星回転要素を保持しているキャリヤ回転要素とを有し、前記第1回転要素は、前記中心回転要素と前記キャリヤ回転要素とのうちの一方とされ、前記第2回転要素は、前記中心回転要素と前記キャリヤ回転要素とのうちの他方とされ、前記第3回転要素は、前記リング回転要素とされていることを特徴とするものである。 The present invention has a first rotating element to which torque is input, a second rotating element, and a third rotating element that functions as a rotational inertia mass body, in order to achieve the above object, and the first rotating element. It is provided with a planetary rotation mechanism that performs a differential action by the second rotation element and the third rotation element, and an elastic member that connects the first rotation element and the second rotation element at a predetermined angle so as to be relatively rotatable. The elastic member is elastically deformed by the vibration of the torque, the first rotating element and the second rotating element are relatively rotated, and the rotation of the third rotating element is configured to generate vibration. In the torsional vibration reducing device, the first is such that it is the outer peripheral portion of the third rotating element in the radial direction of the planetary rotation mechanism and protrudes from the third rotating element in the direction of the rotation center axis of the planetary rotating mechanism. An additional inertial body is added to the three rotating elements, and the planetary rotating mechanism includes a central rotating element, a ring rotating element arranged concentrically with respect to the central rotating element, and an outer peripheral portion of the central rotating element and the ring. It has a carrier rotating element that is arranged between the inner peripheral portion of the rotating element and holds a plurality of planetary rotating elements that rotate and revolve due to relative rotation between the central rotating element and the ring rotating element. The first rotating element is one of the central rotating element and the carrier rotating element, and the second rotating element is the other of the central rotating element and the carrier rotating element. The third rotating element is characterized by being the ring rotating element.
この発明では、前記追加慣性体は、前記回転中心軸線方向における長さが前記リング回転要素よりも長い円筒状に形成され、前記半径方向で前記追加慣性体の内周面に前記リング回転要素が一体化されていてよい。 In the present invention, the additional inertial body is formed in a cylindrical shape having a length in the rotation center axis direction longer than the ring rotating element, and the ring rotating element is formed on the inner peripheral surface of the additional inertial body in the radial direction. It may be integrated.
この発明では、前記追加慣性体は、前記リング回転要素の外径と同じ外径であってかつ前記リング回転要素の内径より大きい内径の環状のプレートによって形成され、前記プレートの外周部に、前記回転中心軸線方向に突出した突出部が設けられ、前記プレートは、前記回転中心軸線方向における前記リング回転要素の両側面のうちの少なくともいずれか一方の側面に設けられていてよい。 In the present invention, the additional inertial body is formed by an annular plate having the same outer diameter as the outer diameter of the ring rotating element and having an inner diameter larger than the inner diameter of the ring rotating element, and is formed on the outer peripheral portion of the plate. A protrusion protruding in the direction of the center axis of rotation may be provided, and the plate may be provided on at least one of both side surfaces of the ring rotating element in the direction of the center axis of rotation.
この発明では、前記半径方向で前記遊星回転機構の内側に、前記弾性部材が前記遊星回転機構と同心円状に並んで配置されていてよい。 In the present invention, the elastic member may be arranged concentrically with the planetary rotation mechanism inside the planetary rotation mechanism in the radial direction.
この発明では、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、前記ハウジングの内面に係合することにより前記駆動側部材および前記従動側部材を連結する直結クラッチ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いてよい。 In the present invention, a housing connected to an engine, a drive-side member connected to the housing to generate a fluid flow, and a driven-side member driven by the fluid flow are engaged with the inner surface of the housing. A fluid transmission device having a drive-side member and a direct-coupled clutch for connecting the driven-side member may be provided, and the planetary rotation mechanism may be provided inside the fluid transmission device.
この発明では、前記第1回転要素は、前記キャリヤ回転要素とされ、前記第2回転要素は、前記中心回転要素とされていてよい。 In the present invention, the first rotating element may be the carrier rotating element, and the second rotating element may be the central rotating element.
この発明では、前記遊星回転機構は、前記中心回転要素がサンギヤによって構成され、前記リング回転要素がリングギヤによって構成され、前記遊星回転要素がピニオンギヤによって構成され、前記キャリヤ回転要素が前記ピニオンギヤを保持しているキャリヤによって構成されていてよい。 In the present invention, in the planetary rotation mechanism, the central rotation element is configured by a sun gear, the ring rotation element is configured by a ring gear, the planet rotation element is configured by a pinion gear, and the carrier rotation element holds the pinion gear. It may be composed of carriers.
この発明によれば、トルクの振動によって弾性部材が弾性変形させられて第1回転要素と第2回転要素との相対回転が生じると、遊星回転機構の差動作用によって回転慣性質量体として機能する第3回転要素が強制的に回転させられる。第3回転要素の回転はトルクの振動によるものであるため、第3回転要素の回転に振動が生じる。その第3回転要素は遊星回転機構のリング回転要素とされており、そのリング回転要素には、当該リング回転要素の外周部であって、遊星回転機構の回転中心軸線方向にリング回転要素から突出するように、追加慣性体が付加されている。そのため、追加慣性体を、半径方向でリング回転要素の内周部や、半径方向でリング回転要素の内周部から外周部に亘ってほぼ均等に設ける場合と比較して、リング回転要素の全体の慣性モーメントが大きくなる。そして、慣性モーメントと角加速度とによって決まるリング回転要素の慣性トルクが大きくなる。つまり、リング回転要素の外径を特には増大することなく、慣性モーメントを増大することができる。また、装置の全体として大型化することが特にはない。 According to the present invention, when the elastic member is elastically deformed by the vibration of torque and the relative rotation between the first rotating element and the second rotating element occurs, it functions as a rotational inertia mass body by the differential action of the planetary rotation mechanism. The third rotating element is forcibly rotated. Since the rotation of the third rotating element is due to the vibration of torque, vibration occurs in the rotation of the third rotating element. The third rotating element is a ring rotating element of the planetary rotating mechanism, and the ring rotating element is an outer peripheral portion of the ring rotating element and protrudes from the ring rotating element in the direction of the rotation center axis of the planetary rotating mechanism. As such, an additional inertial body is added. Therefore, as compared with the case where the additional inertial body is provided almost evenly from the inner peripheral portion of the ring rotating element in the radial direction and from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion of the ring rotating element in the radial direction, the entire ring rotating element is provided. The moment of inertia of is increased. Then, the inertial torque of the ring rotating element determined by the moment of inertia and the angular acceleration becomes large. That is, the moment of inertia can be increased without particularly increasing the outer diameter of the ring rotating element. In addition, the size of the device as a whole is not particularly large.
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実施形態としての捩り振動低減装置1を備えたトルクコンバータ2の一例を示す断面図である。駆動力源の出力軸(それぞれ図示せず)にトルクコンバータ2が連結されている。駆動力源は燃料と空気との混合気を間欠的に燃焼させることにより動力を出力する内燃機関であり、したがって駆動力源の出力トルクは不可避的に振動する。なお、以下の説明では、駆動力源をエンジンと記す。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3は、エンジンの出力軸に連結されるフロントカバー4と、フロントカバー4に一体化されているポンプシェル5とによって液密状態に形成されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a
ハウジング3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5の内面に複数のポンプブレード6が取り付けられてポンプインペラ7が構成されている。ポンプインペラ7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8がポンプインペラ7に対向して配置されている。タービンランナ8はポンプインペラ7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9とによって構成されている。タービンランナ8はタービンハブ10を介して、変速機の入力軸(それぞれ図示せず)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7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8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。変速機は例えば、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であってよい。
A fluid (oil) that transmits torque is sealed inside the
ポンプインペラ7とタービンランナ8との間に、ステータ11が配置されている。ステータ11は一方向クラッチ12を介してトルクコンバータ2内の固定軸に取り付けられている。ステータ11はポンプインペラ7とタービンランナ8との速度比が小さい状態では、タービンランナ8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7に供給し、速度比が大きい状態ではタービンランナ8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12は速度比が小さい状態では係合してステータ11の回転を止め、速度比が大きい状態ではステータ11を回転させるように構成されている。
A
フロントカバー4の内面に対向してこの発明の実施形態における直結クラッチに相当するロックアップクラッチ13が配置されている。図1に示すロックアップクラッチ13は多板クラッチであって、例えばフロントカバー4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14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15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14と交互に配置された複数のクラッチプレート16とを備えている。これらのクラッチディスク14とクラッチプレート16とは、ロックアップピストン17とクラッチドラム15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17が前進してクラッチディスク14およびクラッチプレート16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14とクラッチプレート16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13がトルクを伝達する係合状態になる。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13の内周側に、ロックアップクラッチ13の少なくとも一部と並んでリターンスプリング18が配置されている。リターンスプリング18はロックアップクラッチ13を解放させる方向に、つまり、クラッチディスク14とクラッチプレート16とを離隔させる方向にロックアップピストン17を押圧している。
A lockup clutch 13 corresponding to the directly connected clutch in the embodiment of the present invention is arranged facing the inner surface of the
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13と互いに隣接して、上述した捩り振動低減装置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スプリングダンパ19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20によって構成されている。遊星歯車機構20はサンギヤ21と、サンギヤ21に対して同心円状に配置されたリングギヤ22と、サンギヤ21とリングギヤ22とに噛み合う複数のピニオンギヤ23を回転可能に保持するキャリヤ24とを備えている。なお、上述したサンギヤ21がこの発明の実施形態における第1回転要素、第2回転要素、中心回転要素に相当し、リングギヤ22がこの発明の実施形態における回転慣性質量体として機能する第3回転要素、リング回転要素に相当し、ピニオンギヤ23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24がこの発明の実施形態における第1回転要素、第2回転要素、キャリヤ回転要素に相当している。
The above-mentioned torsional
キャリヤ24にロックアップクラッチ13のクラッチドラム15とスプリングダンパ19のドライブプレート25とが連結されていて、これが入力要素となっている。サンギヤ21はスプリングダンパ19のドリブンプレート26の外周部に形成されていて、これが出力要素となっている。リングギヤ22の外周部には、軸線方向にリングギヤ22から突出するように構成された追加慣性体27が一体に設けられている。つまり、半径方向でリングギヤ22の外周部に偏って追加慣性体27が設けられている。これにより、同じ質量の追加慣性体27をリングギヤ22の内周部に設ける場合や、半径方向でリングギヤ22の内周部から外周部に亘ってほぼ均等に設ける場合と比較して、リングギヤ22で生じる慣性モーメントが大きくなる。なお、追加慣性体27はリングギヤ22とは別体として構成し、リングギヤ22と一体となって回転するようにリングギヤ22に取り付けてもよい。
The
上記のスプリングダンパ19は、トルクコンバータ2の半径方向で遊星歯車機構20の内周側に、遊星歯車機構20と同心円状に並んで配置されている。ここで、「並んで」とは、スプリングダンパ19と遊星歯車機構20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。スプリングダンパ19のドライブプレート25は、スプリングダンパ19におけるトルクの伝達方向で上流側に配置されており、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の外周部25AOと内周部25AIとは軸線方向に互いにずれて構成されており、図1に示す例では、第1ドライブプレート25Aの外周部25AOはその内周部25AIに対してロックアップクラッチ13側に位置している。
The
第2ドライブプレート25Bの外周部25BOと内周部25BIとは軸線方向に互いにずれて構成されており、図1に示す例では、第2ドライブプレート25Bの外周部25BOはその内周部25BIに対してタービンランナ8側に位置している。そのため、軸線方向で第1ドライブプレート25Aの外周部25AOと第2ドライブプレート25Bの外周部25BOとの間の間隔は、それらの内周部25AI,25BI同士の間の間隔より大きくなっており、ここに遊星歯車機構20が配置されている。また、各ドライブプレート25A,25Bの外周部25AO,25BOに遊星歯車機構20のピニオンギヤ23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はキャリヤ24を兼ねている。
The outer peripheral portion 25B O and the inner peripheral portion 25B I of the second drive plate 25B are configured to be offset from each other in the axial direction, and in the example shown in FIG. 1, the outer peripheral portion 25BO of the second drive plate 25B is the inner peripheral portion thereof. It is located on the
前記トルクの伝達方向で各ドライブプレート25A,25Bの下流側であって、かつ、軸線方向で各ドライブプレート25A,25Bの両側に環状のセンタープレート28A,28Bがそれぞれ設けられている。各ドライブプレート25A,25Bと各センタープレート28A,28Bとは所定角度、相対回転できるように、第1スプリング29を介して連結されている。前記トルクの伝達方向で各センタープレート28A,28Bの下流側であって、かつ、軸線方向で各ドライブプレート25A,25B同士の間に、環状のドリブンプレート26が配置されている。ドリブンプレート26と各センタープレート28A,28Bとは所定角度、相対回転できるように、図示しない第2スプリングを介して連結されている。それら第1スプリング29と第2スプリングとはここに示す例ではコイルスプリングによって構成され、また、ほぼ同じ捩り剛性(ばね定数)に設定されている。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、遊星歯車機構20のサンギヤ21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10にリベット止めされている。なお、第1スプリング29と第2スプリングとがこの発明の実施形態における弾性部材に相当しており、その弾性部材は、要は、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。
An annular center plates 28A and 28B are provided on both sides of the drive plates 25A and 25B in the axial direction and on the downstream side of the drive plates 25A and 25B in the torque transmission direction. The drive plates 25A and 25B and the center plates 28A and 28B are connected via a first spring 29 so that they can rotate relative to each other at a predetermined angle. An annular driven
図2は、図1に示す遊星歯車機構20を拡大して示す断面図である。遊星歯車機構20の構成について具体的に説明すると、各ドライブプレート25A,25Bの外周部25AO,25BOにピニオンピン30が保持されており、そのピニオンピン30の外周側にニードルベアリングなどの軸受31を介してピニオンギヤ23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23の両側に大径のスラストワッシャ32が設けられている。スラストワッシャ32の外径はリングギヤ22のピッチ円直径より僅かに大径に設定されている。各スラストワッシャ32の両側に当該スラストワッシャ32より小径の他のワッシャ33が設けられている。これらのワッシャ32,33によってピニオンギヤ23とサンギヤ21との噛み合いによる軸線方向の分力や、ピニオンギヤ23とリングギヤ22との噛み合いによる軸線方向の分力を受けると共に、上述した分力による軸線方向へのリングギヤ22の移動を抑制するようになっている。また、追加慣性体27は上述したように、リングギヤ22よりも軸線方向に突出して形成されており、追加慣性体27の内径はクラッチドラム15の外径およびスラストワッシャ32の外径より大きく設定されている。そのため、追加慣性体27と、クラッチドラム15やスラストワッシャ32との干渉を回避もしくは抑制できる。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the
また、クラッチドラム15の外周部は軸線方向でタービンランナ8側に僅かに延びている。その外周部における半径方向で内側の面に、第1ドライブプレート25Aの外周部25AOが嵌まり合うよう構成されている。また、軸線方向でクラッチドラム15における第1ドライブプレート25A側の面に、軸線方向に凹んだ嵌合部34が形成されており、その嵌合部34にピニオンピン30の頭部35が嵌まり合うようになっている。
Further, the outer peripheral portion of the
図3は、リングギヤ22の一部を拡大して示す側面図である。図3に示すように、追加慣性体27は、ハウジング3の内面36との間に所定のクリアランスCを開けてリングギヤ22の外周部に一体に設けられている。そのクリアランスCは追加慣性体27とハウジング3の内面36との干渉を回避もしくは抑制するために設計上、定められる。
FIG. 3 is an enlarged side view showing a part of the
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13が係合状態になると、エンジントルクがキャリヤ24に入力される。これに対してサンギヤ21には、図示しない変速機を回転させるためのトルクが、第1スプリング29および第2スプリングを介して作用している。そのため、これらのエンジントルクおよび変速機を回転させるためのトルクとによって第1スプリング29と第2スプリングとを圧縮する荷重が生じ、その荷重に応じた変位が第1スプリング29と第2スプリングとに生じる。その結果、キャリヤ24とサンギヤ21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。
Next, the operation of the first embodiment will be described. When the
エンジントルクの振動によって、第1スプリング29と第2スプリングとに作用する圧縮力(捩り力)が変化する。そのため、キャリヤ24とサンギヤ21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23が所定角度の範囲内で回転し、リングギヤ22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22の回転速度はサンギヤ21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22の角加速度が増大される。
The compression force (torsional force) acting on the first spring 29 and the second spring changes due to the vibration of the engine torque. Therefore, the relative rotation between the
また、リングギヤ22の外周部に追加慣性体27が偏って設けられているため、リングギヤ22の内周部や、半径方向でリングギヤ22の内周部から外周部に亘ってほぼ均等に追加慣性体27を設ける場合と比較して、リングギヤ22の慣性モーメントが大きくなる。その結果、慣性モーメントと角加速度とによって決まるリングギヤ22の慣性トルクが大きくなる。この慣性トルクが、エンジントルクの振動に対する制振トルクとして作用するから、キャリヤ24に入力されたエンジントルクは、リングギヤ22の慣性トルクによって低減されて滑らかになり、ドリブンプレート26から出力される。また第1実施形態では、追加慣性体27は軸線方向に延びて形成されており、半径方向にはリングギヤ22を特には大型化しない。そのため、トルクコンバータ2や捩り振動低減装置1を特には大型化することがない。なお、上述した構成では、追加慣性体27を設けることによってリングギヤ22の内周部の形状を特には変更しないので、つまり、リングギヤ22の回転を阻害する要因がなく、リングギヤ22を滑らかに回転させることができる。
Further, since the additional
図4は、エンジン回転数と、捩り振動低減装置1によって低減されたエンジントルクとの関係を示す図である。第1実施形態では、上述したようにリングギヤ22の慣性モーメントを増大できるので、ドリブンプレート26でのトルクの振動が最も小さくなるエンジン回転数ω0である反共振点Aを、リングギヤ22の慣性モーメントを増大させない場合と比較して、図4に示すように、低回転数側にシフトすることができる。これにより、低回転数域でのトルクの振動が滑らかになり、低回転数域でロックアップクラッチ13を係合することができる。つまり、ロックアップクラッチ13を係合状態に維持できる回転数域が低回転数側に拡大するため、燃費を向上することができる。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the engine speed and the engine torque reduced by the torsional
また、反共振点Aでのエンジン回転数ω0は下記の(1)式によって算出することができる。下記の(1)式において、「K1」は第1スプリング29の捩り剛性(ばね定数)を示し、「K2」は第2スプリングの捩り剛性(ばね定数)を示し、「IR」は上記のように追加慣性体27を設けたリングギヤ22の慣性モーメントを示し、「I2」はセンタープレート28A,28Bの慣性モーメントを示し、「B」はサンギヤ21の歯数をリングギヤ22の歯数で除算して求めた遊星歯車機構20のギヤ比である。
(1)式に示すように、リングギヤ22の慣性モーメントIRが大きいほど、反共振点Aに対応するエンジン回転数ω0は小さくなる。そのため、第1実施形態では、設計上、定めたエンジン回転数ω0でドリブンプレート26から出力されるトルクの振動が最も小さくなるように、リングギヤ22の慣性モーメントIRが設定される。また、第1実施形態では、リングギヤ22の外周部に偏って追加慣性体27を設けているので、リングギヤ22の内周部に追加慣性体27を設ける場合と比較して、設計上、要求される慣性モーメントIRを得るために必要な追加慣性体27の質量を低減することができる。つまり、小さい質量で大きい慣性モーメントIRを得ることができる。
As shown in the equation (1), the larger the moment of inertia IR of the
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、追加慣性体27は、要は、リングギヤ22の外周部の質量を、内周部の質量よりも増大するように設けられていればよい。図5に示す例は、軸線方向でリングギヤ22の両側面のうち、タービンランナ8側の側面に一体に追加慣性体27を設けた例である。図5に示す構成では、図1に示す第1実施形態と同様の作用・効果を得ることができると共に、ロックアップクラッチ13との干渉をより抑制することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the additional
図6に示す例は、図2に示す構成の追加慣性体27の外周面をハウジング3の内面36の形状に倣って形成した例である。図6に示す構成では、ハウジング3の内面36との干渉をより抑制することができると共に、追加慣性体27の質量を可及的に大きくすることができ、また、クリアランスCを可及的に小さくすることができる。
The example shown in FIG. 6 is an example in which the outer peripheral surface of the additional
図7に示す例は、図2に示す構成の追加慣性体27をリングギヤ22とは別体として構成した例である。図7に示す追加慣性体27は、軸線方向の長さがリングギヤ22より長い円筒状に形成されており、その内部に所定の固定手段によってリングギヤ22が固定されている。その固定手段は従来知られている固定手段であってよく、例えば、圧入や溶接、リベット止め、あるいはボルト止めなどであってよい。図7に示す構成では、追加慣性体27は別体となっているので、リングギヤ22の設計や製造を特には変更することがないので、コストアップを最小限に抑えることができる。また、リングギヤ22に取り付けた追加慣性体27を、これとは異なる軸長あるいは外径の追加慣性体27に交換することによって、リングギヤ22の慣性モーメントを増減できるため、リングギヤ22の慣性モーメントのチューニングを容易に行うことができる。図7に示す構成であっても、図1に示す第1実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
The example shown in FIG. 7 is an example in which the additional
図8に示す例は、軸線方向でリングギヤ22の両側面のそれぞれに、環状のプレートによって形成され追加慣性体27を設けた例である。その追加慣性体27の外周部分は軸線方向に突出した突出部27Aとなっており、追加慣性体27の断面は図8に示すようにL字型をなしている。また、図8に示す追加慣性体27の外径はリングギヤ22の外径とほぼ同じに設定され、その内径はスラストワッシャ32との干渉を避けるために、スラストワッシャ32の外径より大径に設定されている。その追加慣性体27はリングギヤ22の両側面のそれぞれに溶接やリベット止めあるいはボルト止めされている。図8に示す構成では、追加慣性体27を例えばプレス加工によって形成することができるから、追加慣性体27の製造コストを最小限に抑えることができる。また、リングギヤ22に取り付けた追加慣性体27を、突出部27Aの大きさが異なる追加慣性体27に交換することによって、リングギヤ22の慣性モーメントを増減できるため、リングギヤ22の慣性モーメントのチューニングを容易に行うことができる。図8に示す構成であっても、図1に示す第1実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
The example shown in FIG. 8 is an example in which an additional
図9に示す例は、図8に示す追加慣性体27を軸線方向でリングギヤ22の両側面のうち、タービンランナ8側の側面に一体に設けた例である。このような構成であれば、ロックアップクラッチ13との干渉をより抑制することができ、また、図1や図8に示す第1実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
The example shown in FIG. 9 is an example in which the additional
さらに、この発明の実施形態では、サンギヤを入力要素とし、キャリヤを出力要素としてもよい。要は、リングギヤが回転慣性質量体として機能するように構成されていればよい。そして、この発明の実施形態における遊星回転機構は歯車に限らず、ローラによって構成されていてもよい。 Further, in the embodiment of the present invention, the sun gear may be used as an input element and the carrier may be used as an output element. In short, the ring gear may be configured to function as a rotational inertia mass body. The planetary rotation mechanism in the embodiment of the present invention is not limited to gears, and may be configured by rollers.
1…捩り振動低減装置、 20…遊星歯車機構(遊星回転機構)、 21…サンギヤ(中心回転要素)、 22…リングギヤ(リング回転要素)、 23…ピニオンギヤ(遊星回転要素)、 24…キャリヤ(キャリヤ回転要素)、 27…追加慣性体、 29…第1スプリング(弾性部材)。 1 ... torsional vibration reduction device, 20 ... planetary gear mechanism (planetary rotation mechanism), 21 ... sun gear (center rotation element), 22 ... ring gear (ring rotation element), 23 ... pinion gear (planetary rotation element), 24 ... carrier (carrier) Rotating element), 27 ... additional inertial body, 29 ... first spring (elastic member).
Claims (7)
前記第1回転要素と前記第2回転要素とを所定角度、相対回転可能に連結する弾性部材とを備え、
前記トルクの振動によって前記弾性部材が弾性変形させられて前記第1回転要素と前記第2回転要素とが相対回転させられると共に、前記第3回転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、
前記遊星回転機構の半径方向で前記第3回転要素の外周部であってかつ、前記遊星回転機構の回転中心軸線方向で前記第3回転要素から突出するように、前記第3回転要素に追加慣性体が付加され、
前記遊星回転機構は、中心回転要素と、前記中心回転要素に対して同心円上に配置されたリング回転要素と、前記中心回転要素の外周部と前記リング回転要素の内周部との間に配置されていて前記中心回転要素と前記リング回転要素とが相対回転することにより自転かつ公転する複数の遊星回転要素を保持しているキャリヤ回転要素とを有し、
前記第1回転要素は、前記中心回転要素と前記キャリヤ回転要素とのうちの一方とされ、
前記第2回転要素は、前記中心回転要素と前記キャリヤ回転要素とのうちの他方とされ、
前記第3回転要素は、前記リング回転要素とされている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 It has a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element that functions as a rotational inertia mass body to which torque is input, and by the first rotating element, the second rotating element, and the third rotating element. A planetary rotation mechanism that performs differential action,
An elastic member for connecting the first rotating element and the second rotating element at a predetermined angle so as to be relatively rotatable is provided.
The elastic member is elastically deformed by the vibration of the torque so that the first rotating element and the second rotating element are relatively rotated, and at the same time, a torsion configured so that vibration is generated in the rotation of the third rotating element. In the vibration reduction device
Additional inertia to the third rotating element so that it is the outer peripheral portion of the third rotating element in the radial direction of the planetary rotating mechanism and protrudes from the third rotating element in the direction of the rotation center axis of the planetary rotating mechanism. The body is added,
The planetary rotation mechanism is arranged between a central rotation element, a ring rotation element concentrically arranged with respect to the center rotation element, an outer peripheral portion of the center rotation element, and an inner peripheral portion of the ring rotation element. It has a carrier rotating element that holds a plurality of planetary rotating elements that rotate and revolve by the relative rotation of the central rotating element and the ring rotating element.
The first rotating element is one of the central rotating element and the carrier rotating element.
The second rotating element is the other of the central rotating element and the carrier rotating element.
The third rotating element is a torsional vibration reducing device, characterized in that it is the ring rotating element.
前記追加慣性体は、前記回転中心軸線方向における長さが前記リング回転要素よりも長い円筒状に形成され、前記半径方向で前記追加慣性体の内周面に前記リング回転要素が一体化されている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 In the torsional vibration reducing device according to claim 1,
The additional inertial body is formed in a cylindrical shape having a length in the rotation center axis direction longer than the ring rotating element, and the ring rotating element is integrated with the inner peripheral surface of the additional inertial body in the radial direction. A torsional vibration reduction device characterized by inertia.
前記追加慣性体は、前記リング回転要素の外径と同じ外径であってかつ前記リング回転要素の内径より大きい内径の環状のプレートによって形成され、
前記プレートの外周部に、前記回転中心軸線方向に突出した突出部が設けられ、
前記プレートは、前記回転中心軸線方向における前記リング回転要素の両側面のうちの少なくともいずれか一方の側面に設けられている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 In the torsional vibration reducing device according to claim 1,
The additional inertial body is formed by an annular plate having an outer diameter equal to the outer diameter of the ring rotating element and an inner diameter larger than the inner diameter of the ring rotating element.
A protruding portion protruding in the direction of the rotation center axis is provided on the outer peripheral portion of the plate.
A torsional vibration reducing device, wherein the plate is provided on at least one of both side surfaces of the ring rotating element in the direction of the rotation center axis.
前記半径方向で前記遊星回転機構の内側に、前記弾性部材が前記遊星回転機構と同心円状に並んで配置されている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 In the torsional vibration reducing device according to any one of claims 1 to 3.
A torsional vibration reducing device, characterized in that the elastic members are arranged concentrically with the planetary rotation mechanism inside the planetary rotation mechanism in the radial direction.
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、前記ハウジングの内面に係合することにより前記駆動側部材および前記従動側部材を連結する直結クラッチ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いる
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 In the torsional vibration reducing device according to any one of claims 1 to 4.
The drive-side member by engaging the inner surface of the housing with a housing connected to the engine, a drive-side member connected to the housing to generate a fluid flow, and a driven-side member driven by the fluid flow. And a fluid transmission device having a direct-coupled clutch for connecting the driven side member.
The planetary rotation mechanism is a torsional vibration reducing device provided inside the fluid transmission device.
前記第1回転要素は、前記キャリヤ回転要素とされ、
前記第2回転要素は、前記中心回転要素とされている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 In the torsional vibration reducing device according to any one of claims 1 to 5.
The first rotating element is a carrier rotating element, and the first rotating element is a carrier rotating element.
The second rotating element is a torsional vibration reducing device, characterized in that it is the central rotating element.
前記遊星回転機構は、前記中心回転要素がサンギヤによって構成され、前記リング回転要素がリングギヤによって構成され、前記遊星回転要素がピニオンギヤによって構成され、前記キャリヤ回転要素が前記ピニオンギヤを保持しているキャリヤによって構成されている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 In the torsional vibration reducing device according to any one of claims 1 to 6.
In the planetary rotation mechanism, the central rotation element is configured by a sun gear, the ring rotation element is configured by a ring gear, the planet rotation element is configured by a pinion gear, and the carrier rotation element is configured by a carrier holding the pinion gear. A torsional vibration reduction device characterized by being configured.
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