JP7087947B2 - 振動減衰装置およびその設計方法 - Google Patents

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Description

本開示の発明は、支持部材の回転に伴って揺動可能な復元力発生部材と、復元力発生部材を介して支持部材に連結されると共に当該支持部材の回転に伴って復元力発生部材に連動して揺動する慣性質量体とを含む振動減衰装置およびその設計方法に関する。
従来、支持部材と、それぞれ連結軸を介して支持部材に回転自在に連結される復元力発生部材としての複数の錘体と、当該連結軸を介して支持部材および各錘体に連結される1体の環状の慣性質量体とを含む振動減衰装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この振動減衰装置では、錘体が支持部材および慣性質量体とすべり対偶をなし、支持部材と慣性質量体とが回り対偶をなす。これにより、支持部材、複数の錘体、および慣性質量体は、スライダクランク機構を構成する。そして、支持部材が回転する際、錘体は、支持部材に対して径方向に往復移動(揺動)すると共に慣性質量体に対して揺動(往復回転運動)し、慣性質量体は、錘体の揺動に伴って支持部材の回転中心の周りに揺動(往復回転運動)することになる。これにより、エンジンから支持部材に伝達される振動とは逆位相の振動を、揺動する慣性質量体から支持部材に付与し、当該支持部材の振動を減衰することが可能となる。また、特許文献1に記載された振動減衰装置では、各錘体の重心と当該錘体の揺動中心との距離L3および錘体の揺動中心と回転中心との距離L4の和(L3+L4)が一定である。これにより、各錘体は、慣性質量体に対する相対位置が不変となるように定められた揺動中心の周りで距離L3を一定に保ちながら往復回転運動する。更に、特許文献1には、“J2”を慣性質量体の慣性モーメントとし、“m”を全錘体の質量(合計値)とし、“k”をエンジンから支持部材までの間の系の剛性(ばね定数)としたときに、振動減衰装置の次数(基準次数)qが次式(1)のように表されることが記載されている。
q = √[[m・L4・(L4 + L3)2] / (J2・L3)]…(1)
特表2018-54038号公報
ここで、上記従来の振動減衰装置において、例えば振動減衰性能の更なる向上を図るべく慣性質量体の慣性モーメントJ2を増加させた場合、上記式(1)からわかるように、振動減衰装置の次数q、すなわち振動減衰装置により良好に減衰される振動の次数にズレを生じてしまう。従って、慣性質量体の慣性モーメントを増加させた場合には、同時に錘体の質量を増加させる必要がある。しかしながら、錘体は遠心力を受ける部材であり、錘体の重量を増加させることはスペースの制約や耐久性の面から容易ではない。更に、上述のような振動減衰装置では、慣性質量体の回転中心周りの振れ角(振幅)が大きくなったときに振動減衰装置の次数のズレができるだけ小さくなるように等時性を確保する必要もある。
そこで、本開示の発明は、振動減衰装置における等時性を確保しつつ、狙いの次数の振動を良好に減衰可能にすることを主目的とする。
本開示の振動減衰装置は、エンジンからのトルクが伝達される回転要素の回転中心の周りに該回転要素と一体に回転する支持部材と、前記支持部材との間でトルクを授受するように該支持部材に連結されると共に前記支持部材の回転に伴って揺動可能な復元力発生部材と、前記復元力発生部材を介して前記支持部材に連結されると共に該支持部材の回転に伴って該復元力発生部材に連動して前記回転中心の周りに揺動する慣性質量体とを含む振動減衰装置において、前記復元力発生部材が、前記慣性質量体に対する相対位置が不変となるように定められた揺動中心の周りに揺動し、前記慣性質量体に対する前記復元力発生部材の振れ角の変化に応じて、前記復元力発生部材の重心と前記揺動中心との距離が変化するものである。
本開示の振動減衰装置は、慣性質量体に対する復元力発生部材の振れ角の変化に応じて、復元力発生部材の重心と、慣性質量体に対する相対位置が不変となるように定められた揺動中心との距離が変化するように構成される。これにより、慣性質量体に対する復元力発生部材の振れ角の増加に応じた次数のズレを抑制しつつ、当該振れ角がゼロであるときの復元力発生部材の重心と揺動中心との距離を増減させると共に当該距離の増減に応じて慣性質量体の慣性モーメントを増減させることで、振動減衰装置の次数を狙いの次数に合わせると共に慣性質量体から支持部材に付与されるトルク(慣性トルク)を調整することができる。この結果、振動減衰装置における等時性を確保しつつ、狙いの次数の振動を良好に減衰することが可能となる。
本開示の振動減衰装置を含む発進装置の概略構成図である。 図1に示す発進装置の断面図である。 本開示の振動減衰装置を示す拡大図である。 本開示の振動減衰装置を示す要部拡大断面図である。 本開示の振動減衰装置に含まれる復元力発生部材を示す説明図である。 本開示の振動減衰装置を示す要部拡大断面図である。 本開示の振動減衰装置を示す拡大図である。 支持部材の回転に伴って揺動可能な復元力発生部材と当該復元力発生部材に連動して揺動する慣性質量体とを含む振動減衰装置の特性を示す図表である。 支持部材の回転に伴って揺動可能な復元力発生部材と当該復元力発生部材に連動して揺動する慣性質量体とを含む振動減衰装置の特性を示す図表である。 支持部材の回転に伴って揺動可能な復元力発生部材と当該復元力発生部材に連動して揺動する慣性質量体とを含む振動減衰装置の特性を示す図表である。 本開示の振動減衰装置の特性を示す図表である。 本開示の振動減衰装置の構成を説明するための模式図である。 本開示の振動減衰装置の構成を説明するための模式図である。 本開示の振動減衰装置に適用可能な他の復元力発生部材を示す正面図である。 図14の復元力発生部材を含む振動減衰装置の構成を説明するための模式図である。 図14の復元力発生部材を含む振動減衰装置の構成を説明するための模式図である。 本開示の他の振動減衰装置を示す拡大図である。 本開示の他の振動減衰装置を示す要部拡大断面図である。 本開示の他の振動減衰装置を示す要部拡大断面図である。 本開示の他の振動減衰装置に適用可能な他の復元力発生部材を示す正面図である。 本開示の振動減衰装置を含むダンパ装置の変形態様を示す概略構成図である。 本開示の振動減衰装置を含むダンパ装置の他の変形態様を示す概略構成図である。
次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本開示の振動減衰装置20を含む発進装置1の概略構成図である。同図に示す発進装置1は、例えば駆動装置としてのエンジン(内燃機関)EGを備えた車両に搭載されてエンジンEGからの動力を車両のドライブシャフトDSに伝達するためのものである。発進装置1は、振動減衰装置20に加えて、エンジンEGのクランクシャフトに連結される入力部材としてのフロントカバー3や、フロントカバー3に固定されて当該フロントカバー3と一体に回転するポンプインペラ(入力側流体伝動要素)4、ポンプインペラ4と同軸に回転可能なタービンランナ(出力側流体伝動要素)5、自動変速機(AT)、無段変速機(CVT)、デュアルクラッチトランスミッション(DCT)、ハイブリッドトランスミッションあるいは減速機である変速機(動力伝達装置)TMの入力軸ISに固定される出力部材としてのダンパハブ7、ロックアップクラッチ8、ダンパ装置10等を含む。
なお、以下の説明において、「軸方向」は、特に明記するものを除いて、基本的に、発進装置1やダンパ装置10(振動減衰装置20)の中心軸(軸心)の延在方向を示す。また、「径方向」は、特に明記するものを除いて、基本的に、発進装置1やダンパ装置10、当該ダンパ装置10等の回転要素の径方向、すなわち発進装置1やダンパ装置10の中心軸から当該中心軸と直交する方向(半径方向)に延びる直線の延在方向を示す。更に、「周方向」は、特に明記するものを除いて、基本的に、発進装置1やダンパ装置10、当該ダンパ装置10等の回転要素の周方向、すなわち当該回転要素の回転方向に沿った方向を示す。
ポンプインペラ4は、図2に示すように、フロントカバー3に密に固定されるポンプシェル40と、ポンプシェル40の内面に配設された複数のポンプブレード41とを有する。タービンランナ5は、図2に示すように、タービンシェル50と、タービンシェル50の内面に配設された複数のタービンブレード51とを有する。タービンシェル50の内周部は、複数のリベットを介してダンパハブ7に固定される。ポンプインペラ4とタービンランナ5とは、互いに対向し合い、両者の間には、タービンランナ5からポンプインペラ4への作動油(作動流体)の流れを整流するステータ6が同軸に配置される。ステータ6は、複数のステータブレード60を有し、ステータ6の回転方向は、ワンウェイクラッチ61により一方向のみに設定される。これらのポンプインペラ4、タービンランナ5およびステータ6は、作動油を循環させるトーラス(環状流路)を形成し、トルク増幅機能をもったトルクコンバータ(流体伝動装置)として機能する。ただし、発進装置1において、ステータ6やワンウェイクラッチ61を省略し、ポンプインペラ4およびタービンランナ5を流体継手として機能させてもよい。
ロックアップクラッチ8は、油圧式多板クラッチとして構成されており、ダンパ装置10を介してフロントカバー3とダンパハブ7すなわち変速機TMの入力軸ISとを連結するロックアップを実行すると共に当該ロックアップを解除する。ロックアップクラッチ8は、フロントカバー3に固定されたセンターピース3sにより軸方向に移動自在に支持されるロックアップピストン80と、ダンパ装置10の入力要素であるドライブ部材11に含まれるクラッチドラム110と、ロックアップピストン80と対向するようにフロントカバー3の内面に固定される環状のクラッチハブ82と、クラッチドラム110に形成されたスプラインに嵌合される複数の第1摩擦係合プレート(両面に摩擦材を有する摩擦板)83と、クラッチハブ82の外周面に形成されたスプラインに嵌合される複数の第2摩擦係合プレート(セパレータプレート)84とを含む。
更に、ロックアップクラッチ8は、ロックアップピストン80を基準としてフロントカバー3とは反対側、すなわちロックアップピストン80よりもタービンランナ5側に位置するようにフロントカバー3のセンターピース3sに取り付けられる環状のフランジ部材(油室画成部材)85と、フロントカバー3とロックアップピストン80との間に配置される複数のリターンスプリング86とを含む。図示するように、ロックアップピストン80とフランジ部材85とは、係合油室87を画成し、当該係合油室87には、図示しない油圧制御装置から作動油(係合油圧)が供給される。そして、係合油室87への係合油圧を高めることにより、第1および第2摩擦係合プレート83,84をフロントカバー3に向けて押圧するようにロックアップピストン80を軸方向に移動させ、それによりロックアップクラッチ8を係合(完全係合あるいはスリップ係合)させることができる。なお、ロックアップクラッチ8は、油圧式単板クラッチとして構成されてもよい。
ダンパ装置10は、図1および図2に示すように、回転要素として、上記クラッチドラム110を含むドライブ部材(入力要素)11と、中間部材(中間要素)12と、タービンシェル50の内周部と共に複数のリベットを介してダンパハブ7に固定されるドリブン部材(出力要素)15とを含む。更に、ダンパ装置10は、トルク伝達要素として、同一円周上に周方向に間隔をおいて交互に配設されるそれぞれ複数(本実施形態では、例えば3個ずつ)の第1スプリング(第1弾性体)SP1および第2スプリング(第2弾性体)SP2を含む。第1および第2スプリングSP1,SP2としては、荷重が加えられてないときに円弧状に延びる軸心を有するように巻かれた金属材からなるアークコイルスプリングや、荷重が加えられてないときに真っ直ぐに延びる軸心を有するように螺旋状に巻かれた金属材からなるストレートコイルスプリングが採用される。また、第1および第2スプリングSP1,SP2としては、いわゆる二重バネが採用されてもよい。
ダンパ装置10のドライブ部材11は、上述のクラッチドラム110と、複数のリベットを介して当該クラッチドラム110に一体に回転するように連結される環状のドライブプレート111とを含む。クラッチドラム110は、複数の第1摩擦係合プレート83が嵌合されるスプラインを含む筒状のドラム部110aと、ドラム部110aの一端から径方向外側に延出された環状の連結部110bと、連結部110bから周方向に間隔をおいて(等間隔に)径方向外側に延出されると共に軸方向に延びる爪部を有する複数(本実施形態では、例えば120°間隔で3個)のスプリング当接部110cと、それぞれ隣り合うスプリング当接部110cの周方向における間で連結部110bからドラム部110aの径方向外側に位置するように延出された複数のスプリング支持部110dとを有する。また、ドライブプレート111は、短尺筒状の内周部111aと、当該ドライブプレート111の外周部から軸方向にオフセットされると共に径方向外側に延出された支持部111bとを有し、クラッチドラム110の連結部110bと軸方向に間隔おいて対向するように当該連結部110bに複数のリベットを介して固定される。
中間部材12は、第1および第2スプリングSP1,SP2を外側から囲むと共に、クラッチドラム110(ドライブ部材11)の複数のスプリング支持部110dと共に第1および第2スプリングSP1,SP2を同一円周上で互いに隣り合わせにして(交互に)支持可能な環状部材として構成されている。また、中間部材12は、外周部から周方向に間隔をおいて径方向内側に延出された複数(本実施形態では、例えば120°間隔で3個)のスプリング当接部12caと、側部から軸方向に延出された複数(本実施形態では、例えば120°間隔で3個)のスプリング当接部12cbとを有する。図2に示すように、中間部材12の内周部は、ドライブプレート111の外周面により回転自在に支持されると共に、支持部111bにより軸方向に支持される。
ドリブン部材15は、図2に示すように、環状の第1ドリブンプレート16と、環状の第2ドリブンプレート17と、複数のリベットを介して当該第1および第2ドリブンプレート16,17に一体に回転するように連結されると共に、複数のリベットを介してダンパハブ7に固定される環状の第3ドリブンプレート18とを含む。図示するように、第2ドリブンプレート17は、第1ドリブンプレート16よりもフロントカバー3に近接するように配置され、第3ドリブンプレート18は、第2ドリブンプレート17よりもタービンランナ5に近接するように配置される。また、本実施形態において、第2および第3ドリブンプレート17,18の厚みは、互いに同一に定められている。
第1ドリブンプレート16は、環状の連結部16aと、当該連結部16aの外周から軸方向に延出された短尺の円筒部16bと、円筒部16bの端部から径方向外側に延出されると共に軸方向に延びる爪部を有する複数(本実施形態では、例えば120°間隔で3個)のスプリング当接部16cとを有する。第2ドリブンプレート17は、環状の板体であり、その外周部は、第3ドリブンプレート18に近接するように内周部から軸方向にオフセットされている。第3ドリブンプレート18は、第2ドリブンプレート17およびダンパハブ7に連結される環状の連結部18aと、第2ドリブンプレート17から離間するように連結部18aの外周から軸方向に延出された短尺の円筒部18bと、円筒部18bの端部から径方向外側に延出されると共に第2ドリブンプレート17と軸方向に間隔をおいて対向する環状部18cとを有する。図2に示すように、第1ドリブンプレート16の円筒部16bは、ドライブ部材11のドライブプレート111を回転自在に支持する。これにより、ドライブ部材11およびドライブプレート111により支持される中間部材12がドリブン部材15によってダンパハブ7に対して調心されることになる。
ダンパ装置10の取付状態において、第1および第2スプリングSP1,SP2は、ダンパ装置10の周方向に沿って交互に並ぶようにドライブ部材11のスプリング支持部11dと中間部材12とにより支持され、ドライブ部材11(クラッチドラム110)の互い隣り合うスプリング当接部110cの間に1個ずつ配置される。これにより、第1および第2スプリングSP1,SP2は、ロックアップクラッチ8(ロックアップピストン80や第1および第2摩擦係合プレート83,84)の径方向外側に位置するように流体室9の外周側領域に配設されることになる。
また、中間部材12の各スプリング当接部12caは、互い隣り合うスプリング当接部110cの間に配置されて対をなす(直列に作用する)第1および第2スプリングSP1,SP2の間で両者の端部と当接する。同様に、中間部材12の各スプリング当接部12cbも、互い隣り合うスプリング当接部110cの間に配置されて対をなす(直列に作用する)第1および第2スプリングSP1,SP2の間で両者の端部と当接する。これにより、ダンパ装置10の取付状態において、各第1スプリングSP1の一端部は、ドライブ部材11の対応するスプリング当接部110cと当接し、各第1スプリングSP1の他端部は、中間部材12の対応するスプリング当接部12ca、12cbと当接する。また、ダンパ装置10の取付状態において、各第2スプリングSP2の一端部は、中間部材12の対応するスプリング当接部12ca,12cbと当接し、各第2スプリングSP2の他端部は、ドライブ部材11の対応するスプリング当接部110cと当接する。
ドリブン部材15(第1ドリブンプレート16)の各スプリング当接部16cは、クラッチドラム110(スプリング当接部110c)とドライブプレート111との間に介設され、ダンパ装置10の取付状態において、ドライブ部材11のスプリング当接部110cと同様に、対をなさない(直列に作用しない)第1および第2スプリングSP1,SP2の間で両者の端部と当接する。これにより、ダンパ装置10の取付状態において、各第1スプリングSP1の上記一端部は、ドリブン部材15の対応するスプリング当接部16cとも当接し、各第2スプリングSP2の上記他端部は、ドリブン部材15の対応するスプリング当接部16cとも当接する。この結果、ドリブン部材15は、複数の第1スプリングSP1と、中間部材12と、複数の第2スプリングSP2とを介してドライブ部材11に連結され、互いに対をなす第1および第2スプリングSP1,SP2は、ドライブ部材11とドリブン部材15との間で、中間部材12のスプリング当接部12ca,12cbを介して直列に連結される。なお、本実施形態では、発進装置1やダンパ装置10の軸心と各第1スプリングSP1の軸心との距離と、発進装置1等の軸心と各第2スプリングSP2の軸心との距離とが等しくなっている。
また、本実施形態のダンパ装置10は、ドライブ部材11と中間部材12との相対回転および第1スプリングSP1の撓みを規制する第1ストッパと、ドライブ部材11とドリブン部材15との相対回転を規制する第2ストッパとを含む(何れも図示省略)。第1ストッパは、エンジンEGからドライブ部材11に伝達されるトルクがダンパ装置10の最大捩れ角に対応したトルクT2(第2の閾値)よりも小さい予め定められたトルク(第1の閾値)T1に達した段階でドライブ部材11と中間部材12との相対回転を規制するように構成される。第2ストッパは、ドライブ部材11に伝達されるトルクが最大捩れ角に対応したトルクT2に達した段階でドライブ部材11とドリブン部材15との相対回転を規制するように構成される。これにより、ダンパ装置10は、2段階(2ステージ)の減衰特性を有することになる。なお、第1ストッパは、中間部材12とドリブン部材15との相対回転および第2スプリングSP2の撓みを規制するように構成されてもよい。また、ダンパ装置10には、ドライブ部材11と中間部材12との相対回転および第1スプリングSP1の撓みを規制するストッパと、中間部材12とドリブン部材15との相対回転および第2スプリングSP2の撓みを規制するストッパとが設けられてもよい。
振動減衰装置20は、ダンパ装置10のドリブン部材15に連結され、作動油で満たされる流体室9の内部に配置される。図2から図6に示すように、振動減衰装置20は、支持部材(支持プレート)としての第2および第3ドリブンプレート17,18と、第2および第3ドリブンプレート17,18との間でトルクを授受するように当該第2および第3ドリブンプレート17,18に連結される復元力発生部材としての複数(本実施形態では、例えば3個)の錘体22と、各錘体22に連結される1体の環状の慣性質量体23とを含む。
第2ドリブンプレート17は、図3および図4に示すように、その外周面171から周方向に間隔をおいて(等間隔に)径方向外側に突出するように形成された複数(本実施形態では、例えば3個)の突出部172を有する。各突出部172には、第2ドリブンプレート17の径方向に延在する1つのスリット(開口部)173が形成されている。各スリット173は、それぞれ第2ドリブンプレート17の径方向に延在すると共に第2ドリブンプレート17の周方向に間隔をおいて対向する一対の平坦な内面174を有し、一対の内面174は、それぞれ錘体22との間でトルクを授受するトルク伝達面として機能する。本実施形態において、スリット173は、図3に示すように、径方向外側の端部が開口するように形成されているが、スリット173は、径方向外側の端部が開口しないように形成されてもよい。
また、第3ドリブンプレート18は、図4に示すように、その外周面から周方向に間隔をおいて(等間隔に)径方向外側に突出するように形成された複数(本実施形態では、例えば3個)の突出部182を有する。各突出部182には、第3ドリブンプレート18の径方向に延在する1つのスリット(開口部)183が形成されている。各スリット183は、それぞれ第3ドリブンプレート18の径方向に延在すると共に第3ドリブンプレート18の周方向に間隔をおいて対向する一対の平坦な内面184を有し、一対の内面184も、それぞれ錘体22との間でトルクを授受するトルク伝達面として機能する。本実施形態において、スリット183も、径方向外側の端部が開口するように形成されているが、スリット183は、径方向外側の端部が開口しないように形成されてもよい。
各錘体22は、図3から図6に示すように、互いに同一の形状を有する2つのプレート部材(質量体)220と、1本の第1連結軸221と、2本の第2連結軸222とを有する。図3および図5に示すように、各プレート部材220は左右対称かつ円弧状の平面形状を有するように金属板により形成されており、2つのプレート部材220は、1本の第1連結軸221および2本の第2連結軸222を介して第2および第3ドリブンプレート17,18の軸方向に間隔をおいて対向するように互いに連結される。図5に示すように、各プレート部材220は、円柱面CSoにより形成された外周面と、凹曲面状の内周面とを有する。また、各プレート部材220の内周面は、当該プレート部材220の幅方向における中央部すなわち第1連結軸221の近傍で外周面から離間する方向に突出する突出部220aと、それぞれプレート部材220の一端部または他端部で外周面から離間する方向に突出する2つの突出部220bとを含む。本実施形態において、突出部220a,220bは、何れも円柱面状の表面を有し、突出部220a,220bの表面は、図5に示すように、円柱面CSiに接する。
第1連結軸221は、中実(あるいは中空)の丸棒状に形成されており、図3および図5に示すように、その軸心が錘体22(プレート部材220)の幅方向(周方向)における中心線CL(錘体22の取付状態で第2および第3ドリブンプレート17,18の回転中心RCを通る直線)上の錘体22の重心Gを通るように2つのプレート部材220に固定(連結)される。第1連結軸221は、第2および第3ドリブンプレート17,18の一対の内面174,184同士の間隔(スリット173,183の幅)および内面174,184の径方向長さよりも短い外径を有する。そして、第1連結軸221は、第2ドリブンプレート17の各突出部172のスリット173内に一対の内面174の何れか一方と当接するように摺動自在に配置されると共に、第3ドリブンプレート18の各突出部182のスリット183内に一対の内面184の何れか一方と当接するように摺動自在に配置される。
これにより、各錘体22は、支持部材としての第2および第3ドリブンプレート17,18に対して径方向に移動自在となるように連結され、第2および第3ドリブンプレート17,18とすべり対偶をなす。更に、第1連結軸221は、対応するスリット173の内面174の何れか一方および対応するスリット183の内面184の何れか一方と当接可能となることで、第2および第3ドリブンプレート17,18との間でトルクを授受するトルク伝達部として機能する。なお、第1連結軸221は、複数のコロやボール(転動体)を介して円筒状の外輪を回転自在に支持するものであってもよく、転動体を介することなく外輪を回転自在に支持するものであってもよい。
また、各錘体22の2本の第2連結軸222は、中実(あるいは中空)の丸棒状に形成されており、図3に示すように、上記重心Gを通る錘体22(プレート部材220)の中心線CLに関して対称に位置するように2つのプレート部材220の一端部または他端部に固定される。すなわち、2つのプレート部材220に固定された2本の第2連結軸222の軸心は、錘体22の幅方向における中心線CLに関して対称に位置する。更に、図3および図6に示すように、第2連結軸222は、複数のコロ(転動体)223を介して円筒状の外輪(ローラ)224を回転自在に支持し、これらの第2連結軸222、複数のコロ223および外輪224は、錘体22の被ガイド部225を構成する。本実施形態では、図5に示すように、各プレート部材220の両端部に突出部220bが形成されているので、外輪224の外周がプレート部材220の周縁部の外側にはみ出すことはない。なお、第2連結軸222と外輪224との間には、複数のコロ223の代わりに複数のボールが配設されてもよく、コロやボールが省略されてもよい。
慣性質量体23は、金属板により形成された1枚の環状の第1プレート部材231と、金属板により形成された2つの環状の第2プレート部材232とを含み、当該慣性質量体23(第1および第2プレート部材231,232)の重量は、1個の錘体22の重量よりも十分に重く定められている。本実施形態では、第1プレート部材231の外周面の曲率半径と、各第2プレート部材232の外周面の曲率半径とが同一に定められている。また、各第2プレート部材232の内周面は、図4および図6に示すように、当該第2プレート部材232が第1プレート部材231と同軸に配置された際に、当該第1プレート部材231の内周面よりも径方向外側に位置するように形成されている。更に、各第2プレート部材232の厚みは、図4および図6に示すように、第2および第3ドリブンプレート17,18(突出部172,182)の厚みよりも小さく定められている。
また、図3および図6に示すように、第1プレート部材231は、2個ずつ対をなして周方向に間隔をおいて並ぶように配設された複数(本実施形態では、例えば6個)のガイド部235を有する。各ガイド部235は、弓なりに延びる開口部であって、それぞれ対応する錘体22の被ガイド部225を案内するものである。本実施形態において、対をなす2個のガイド部235は、第1プレート部材231に対して、当該第1プレート部材231を中心周りに3等分する径方向に延びる直線(錘体22の個数分だけ第1プレート部材231等を等分する直線)に関して対称に形成されている。
各ガイド部235は、図3に示すように、錘体22の被ガイド部225を構成する外輪224の転動面となる凹曲面状のガイド面236と、当該ガイド面236よりも第1プレート部材231等の内周側(第1プレート部材231等の中心側)でガイド面236と対向する凸曲面状の支持面237と、ガイド面236および支持面237の両側で両者に連続する2つのストッパ面238とを含む。ガイド面236は、第2および第3ドリブンプレート17,18の回転に伴って当該ガイド面236上を外輪224が転動することで、錘体22の重心Gが当該第2および第3ドリブンプレート17,18の回転中心RCに対して径方向に沿って揺動(接近離間)すると共に慣性質量体23に対する相対位置が不変となるように定められた仮想軸24との軸間距離L1を変化させながら当該仮想軸24の周りに揺動するように形成されている。
仮想軸24は、第1プレート部材231等を中心周りに3等分する径方向に延びる直線(錘体22の個数分だけ第1プレート部材231等を等分する直線)上の点であって当該第1プレート部材231等の中心(回転中心RC)から予め定められた一定の軸間距離L2だけ離間した点を通って第1プレート部材231等に直交する直線である。また、支持面237は、外輪224の外径よりも若干大きく定められた間隔をおいてガイド面236と対向するように形成された凸曲面であり、ストッパ面238は、例えば円弧状に延びる凹曲面である。なお、本実施形態では、図6に示すように、各第2プレート部材232の内周面に、第1プレート部材231の各ガイド部235のガイド面236に連続するように、複数のガイド面236が周方向に間隔をおいて形成されている。
図4および図6に示すように、支持部材としての第2および第3ドリブンプレート17,18は、錘体22を構成する2つのプレート部材220の間に軸方向に並べて配置される。また、第2ドリブンプレート17と第3ドリブンプレート18の環状部18cとは、上述のように軸方向に間隔をおいて対向し、両者の軸方向における間には、慣性質量体23の第1プレート部材231が配置される。更に、第1プレート部材231の内周面は、第3ドリブンプレート18の円筒部18bの外周面により回転自在に支持される。これにより、慣性質量体23は、ドリブン部材15によってダンパハブ7に対して調心されることで第2および第3ドリブンプレート17,18によって回転中心RCの周りに回転自在に支持され、当該第2および第3ドリブンプレート17,18と回り対偶をなす。そして、慣性質量体23の各第2プレート部材232は、錘体22の2つのプレート部材220の軸方向における間に配置されると共に第2および第3ドリブンプレート17,18(突出部172,182)の対応する一方の径方向外側に位置するように図示しない固定具を介して第1プレート部材231の表面に固定される。
また、錘体22の2つのプレート部材220は、図4および図6に示すように、第2おおよび第3ドリブンプレート17,18(突出部172,182)と慣性質量体23とを軸方向における両側から挟み込むように第1および第2連結軸221,222によって互いに連結される。更に、図3および図4に示すように、慣性質量体23の第1プレート部材231には、円弧状に延びる開口部239が形成されており、錘体22の第1連結軸221は、当該開口部239内に挿通される。本実施形態において、開口部239の内面は、第1連結軸221と接触しないように形成されている。また、2つのプレート部材220を連結する各第2連結軸222は、図6に示すように、慣性質量体23(第1プレート部材231)の対応するガイド部235を貫通し、各外輪224は、対応するガイド部235のガイド面236に接触する。
上述のように、振動減衰装置20では、錘体22と第2および第3ドリブンプレート17,18とがすべり対偶をなし、第2および第3ドリブンプレート17,18と慣性質量体23とが回り対偶をなす。また、各錘体22の外輪224が対応するガイド部235のガイド面236を転動可能となることで、各錘体22と慣性質量体23とがすべり対偶をなす。これにより、第2および第3ドリブンプレート17,18、複数の錘体22、およびガイド部235を有する慣性質量体23は、スライダクランク機構(両スライダクランク連鎖)を構成する。かかる振動減衰装置20の平衡状態は、各錘体22の重心Gが対応する仮想軸24と回転中心RCとを通る直線すなわち中心線CL上に位置する状態となる(図3参照)。
また、本実施形態において、各錘体22のプレート部材220と慣性質量体23(第1および第2プレート部材231,232)とは、支持部材としての第2および第3ドリブンプレート17,18の軸方向にオフセットして配置され、第2および第3ドリブンプレート17,18は、各錘体22のプレート部材220と慣性質量体23との軸方向における間に配置される。すなわち、第2ドリブンプレート17(突出部172)は、各錘体22の一方のプレート部材220と慣性質量体23の第1プレート部材231との軸方向における間に配置され、第3ドリブンプレート18(突出部182)は、各錘体22の他方のプレート部材220と慣性質量体23の第1プレート部材231との軸方向における間に配置される。更に、各錘体および慣性質量体23(第1および第2プレート部材231,232)は、軸方向(タービンランナ5側)からみてダンパ装置10の第1および第2スプリングSP1,SP2と少なくなくとも部分的に径方向に重なり合う。
加えて、錘体22の各プレート部材220には、図4に示すように、第2ドリブンプレート17の突出部172の表面または第3ドリブンプレート18の突出部182の表面に当接して第2および第3ドリブンプレート17,18に対する当該プレート部材220の軸方向における移動を規制する少なくとも1つの突起(ダボ)220pが形成されている。また、第2ドリブンプレート17には、図4に示すように、慣性質量体23の第1プレート部材231の一方の表面に当接して当該慣性質量体23の軸方向における移動を規制する複数の突起(ダボ)17pが周方向に間隔をおいて形成されている。更に、第3ドリブンプレート18には、図4に示すように、慣性質量体23の第1プレート部材231の他方の表面に当接して当該慣性質量体23の軸方向における移動を規制する複数の突起(ダボ)18pが周方向に間隔をおいて形成されている。なお、第2および第3ドリブンプレート17,18に錘体22の各プレート部材220に摺接する突起が形成されてもよく、慣性質量体23の第1プレート部材231に第2または第3ドリブンプレート17,18に摺接する突起が形成されてもよい。
続いて、振動減衰装置20を含む発進装置1の動作について説明する。発進装置1では、ロックアップクラッチ8によりロックアップが解除されている際、図1からわかるように、原動機としてのエンジンEGからのトルク(動力)が、フロントカバー3、ポンプインペラ4、タービンランナ5、ダンパハブ7という経路を介して変速機TMの入力軸ISへと伝達される。また、ロックアップクラッチ8によりロックアップが実行される際には、図1からわかるように、エンジンEGからのトルク(動力)が、フロントカバー3、ロックアップクラッチ8、ドライブ部材11、第1スプリングSP1、中間部材12、第2スプリングSP2、ドリブン部材15、ダンパハブ7という経路を介して変速機TMの入力軸ISへと伝達される。
ロックアップクラッチ8によりロックアップが実行されている際、エンジンEGの回転に伴ってロックアップクラッチ8によりフロントカバー3に連結されたドライブ部材11が回転すると、ドライブ部材11に伝達されるトルクが上記トルクT1に達するまで、ドライブ部材11とドリブン部材15との間で、第1および第2スプリングSP1,SP2が中間部材12を介して直列に作用する。これにより、フロントカバー3に伝達されるエンジンEGからのトルクが変速機TMの入力軸ISへと伝達されると共に、当該エンジンEGからのトルクの変動がダンパ装置10の第1および第2スプリングSP1,SP2により減衰(吸収)される。また、ドライブ部材11に伝達されるトルクがトルクT1以上になると、当該トルクがトルクT2に達するまで、エンジンEGからのトルクの変動がダンパ装置10の第1スプリングSP1により減衰(吸収)される。
更に、発進装置1では、ロックアップの実行に伴ってロックアップクラッチ8によりフロントカバー3に連結されたダンパ装置10がフロントカバー3と共に回転すると、ダンパ装置10の第2および第3ドリブンプレート17,18(ドリブン部材15)も発進装置1の軸心の周りにフロントカバー3と同方向に回転する。第2および第3ドリブンプレート17,18が回転すると、各錘体22の第1連結軸221は、第2および第3ドリブンプレート17,18の回転方向に応じて対応するスリット173,183の一対の内面174,184の何れか一方に当接する。また、錘体22の第2連結軸222により支持された外輪224は、当該錘体22への遠心力の作用により慣性質量体23の対応するガイド部235のガイド面236に押し付けられ、慣性質量体23の慣性モーメント(回りにくさ)による力を受けて当該ガイド面236上をガイド部235の一方の端部に向けて転動する。
これにより、図7に示すように、第2および第3ドリブンプレート17,18が回転中心RCの周りの一方向(例えば、図中反時計方向)に回転すると、各錘体22(重心G)は、2つ(一対)の被ガイド部225(外輪224および第2連結軸222)および2つ(一対)のガイド部235により案内されて自転を規制されながら第2および第3ドリブンプレート17,18の径方向に沿って回転中心RCに接近する。更に、被ガイド部225がガイド部235により案内されることで、各錘体22の重心Gは、揺動中心としての仮想軸24の周りに軸間距離L1を変化させながら回転し、それに伴って慣性質量体23が回転中心RCの周りに第2および第3ドリブンプレート17,18に対して逆方向に相対回転する。
また、各錘体22の重心Gに作用する遠心力の分力は、被ガイド部225(外輪224)およびガイド部235のガイド面236を介して慣性質量体23に伝達され、慣性質量体23を平衡状態での位置に戻そうとする復元力となる。かかる復元力は、エンジンEGから第2および第3ドリブンプレート17,18(ドリブン部材15)に伝達される振動の振幅(振動レベル)に応じて定まる錘体22の揺動範囲の端部で、慣性質量体23をそれまでの回転方向に回転させようとする力(慣性モーメント)に打ち勝つようになる。これにより、各錘体22は、一対の被ガイド部225および一対のガイド部235により案内されて自転を規制されながら第2および第3ドリブンプレート17,18の径方向に沿って回転中心RCから離間するようにそれまでとは逆方向に移動する。更に、慣性質量体23は、各錘体22からの復元力すなわち上記遠心力の分力の作用により各錘体22に連動しながら回転中心RCの周りに平衡状態での位置に向けてそれまでとは逆方向に回転する。
第2および第3ドリブンプレート17,18が上記一方向に回転した状態で慣性質量体23が平衡状態での位置に達した際、当該慣性質量体23は、慣性モーメント(止まりにくさ)により同じ方向に更に回転しようとする。また、錘体22の外輪224は、慣性質量体23の慣性モーメント(止まりにくさ)による力を受けて当該ガイド面236上をガイド部235の他方の端部に向けて転動する。これにより、各錘体22(重心G)は、一対の被ガイド部225および一対のガイド部235により案内されて自転を規制されながら第2および第3ドリブンプレート17,18の径方向に沿って回転中心RCに再度接近する。更に、被ガイド部225がガイド部235により案内されることで、各錘体22の重心Gは、揺動中心としての仮想軸24の周りに軸間距離L1を変化させながら回転し、それに伴って慣性質量体23が回転中心RCの周りに第2および第3ドリブンプレート17,18に対して同方向に相対回転する。
この場合も、各錘体22の重心Gに作用する遠心力の分力は、被ガイド部225およびガイド部235のガイド面236を介して慣性質量体23に上記復元力として伝達され、上記揺動範囲の端部で、慣性質量体23をそれまでの回転方向に回転させようとする力(慣性モーメント)に打ち勝つようになる。これにより、各錘体22は、一対の被ガイド部225および一対のガイド部235により案内されて自転を規制されながら第2および第3ドリブンプレート17,18の径方向に沿って回転中心RCから離間するように移動する。また、慣性質量体23は、各錘体22からの復元力すなわち上記遠心力の分力の作用により各錘体22に連動しながら回転中心RCの周りに平衡状態での位置に向けて回転する。
このように、第2および第3ドリブンプレート17,18(ドリブン部材15)が一方向に回転する際、振動減衰装置20の復元力発生部材としての各錘体22は、エンジンEGからドリブン部材15に伝達される振動の振幅(振動レベル)に応じて定まる平衡状態での位置を中心とした揺動範囲内で第2および第3ドリブンプレート17,18の径方向に沿って回転中心RCに対して揺動(往復運動)する。また、慣性質量体23には、被ガイド部225およびガイド部235を介して各錘体22に作用する遠心力の分力が復元力として伝達され、当該慣性質量体23は、各錘体22の揺動範囲に応じて定まる平衡状態での位置を中心とした揺動範囲内で回転中心RCの周りに第2および第3ドリブンプレート17,18と逆方向に揺動(往復回転運動)する。
これにより、揺動する慣性質量体23から、エンジンEGからドライブ部材11に伝達される変動トルク(振動)とは逆位相のトルク(慣性トルク)を各ガイド部235、被ガイド部225、各錘体22、第1連結軸221および突出部172,182を介して第2および第3ドリブンプレート17,18に付与することができる。この結果、エンジンEGから第2および第3ドリブンプレート17,18に伝達される振動の次数(励振次数:エンジンEGが3気筒エンジンである場合、1.5次、4気筒エンジンである場合、2次)に応じた次数を有するように振動減衰装置20の諸元を定めることで、エンジンEG(第2および第3ドリブンプレート17,18)の回転数に拘わらず、振動減衰装置20によってエンジンEGからドリブン部材15(第2および第3ドリブンプレート17,18)に伝達される振動を良好に減衰することが可能となる。
また、振動減衰装置20では、一対の被ガイド部225および一対のガイド部235によって各錘体22の自転を規制して当該錘体22の自転による等価質量の増加に起因した振動減衰装置20の次数低下を抑制することができる。更に、錘体22を第2および第3ドリブンプレート17,18に対してスムースに揺動させて慣性質量体23を揺動させるための復元力として用いられる当該錘体22に作用する遠心力(その分力)が減衰されてしまうのを抑制することが可能となる。加えて、錘体22の自転に起因した次数低下を抑制することで、慣性質量体23の重量を充分に確保して振動減衰効果を良好に得ることができる。また、各錘体22の運動を一対の被ガイド部225および一対のガイド部235により規定(拘束)することで、各錘体22と第2および第3ドリブンプレート17,18との間でのトルクの授受に際して第1連結軸221と第2および第3ドリブンプレート17,18の突出部172,182との間で発生する摩擦力を低減させることが可能となる。
更に、各錘体22において、2つの被ガイド部225は、プレート部材220の幅方向における中心線CLに関して対称に配設され、トルク伝達部としての第1連結軸221は、当該中心線CL上に設置される。これにより、一対のガイド部235および一対の被ガイド部225により自転を規制しながら錘体22をよりスムースに揺動させると共に、第1連結軸221と突出部172,182との間で発生する摩擦力を低減させて当該錘体22に作用する遠心力が減衰されてしまうのを良好に抑制することが可能となる。また、振動減衰装置20では、被ガイド部225が錘体22に設けられ、ガイド部235が慣性質量体23に形成される。これにより、錘体22の重心Gを回転中心RCからより遠ざけて当該錘体22に作用する遠心力すなわち慣性質量体23に作用する復元力が低下するのを抑制し、振動減衰性能を良好に確保することが可能となる。ただし、振動減衰装置20において、ガイド部235が錘体22に設けられてもよく、被ガイド部225が慣性質量体23に形成されてもよい。
続いて、図8から図13を参照しながら、振動減衰装置20の設計手順について説明する。
本発明者らは、ドリブン部材15の回転に伴って当該ドリブン部材15の径方向に揺動する錘体22と、当該錘体22に連動して回転中心RCの周りに揺動する慣性質量体23とを含む振動減衰装置20の振動減衰性能をより向上させるべく鋭意研究を行い、錘体22の重心Gと当該錘体22の揺動中心である仮想軸24との軸間距離L1と、当該仮想軸24とドリブン部材15の回転中心RCとの軸間距離L2との関係に着目した。例えば、上記特許文献1に記載された振動減衰装置では、各錘体の重心と当該錘体の揺動中心との距離L3および錘体の揺動中心と回転中心との距離L4の和(L3+L4)が一定である。そして、距離L3およびL4(両者の比)は、慣性質量体の振幅(錘体の振れ角に比例した慣性質量体の回転中心周りの振れ角)が大きくなったときに当該振動減衰装置の次数のズレをできるだけ小さくして等時性を良好に確保させ得るように定められていると考えられる。これに対して、本発明者らは、軸間距離L1およびL2の和を一定にしたまま両者の比を変化させたり、軸間距離L1を可変にしたりしながら各種解析を行い、その結果、ドリブン部材15の径方向に揺動する錘体22と当該錘体22に連動して回転中心RCの周りに揺動する慣性質量体23とを含む振動減衰装置20は、次の(1)から(6)の特性を有することを見出した。
(1)図8に示すように、軸間距離L1およびL2の和(L1+L2)が一定であり、かつ振動減衰装置20における等時性を良好に確保させ得る軸間距離L1およびL2の値がそれぞれ1つの値に定まっている場合(図中二点鎖線参照)、軸間距離L1およびL2の和を一定にしたまま軸間距離L1を短くすると、図中実線で示すように、慣性質量体23に対する錘体22の振れ角θがゼロであるときの振動減衰装置20の次数(振動減衰装置20により良好の減衰される振動の次数)が大きくなると共に、基本的に、当該振れ角θが大きくなるにつれて振動減衰装置20の次数が大きくなる(等時性が損なわれる)こと。
(2)図8に示すように、軸間距離L1およびL2の和(L1+L2)が一定であり、かつ振動減衰装置20における等時性を良好に確保させ得る軸間距離L1およびL2の値がそれぞれ1つの値に定まっている場合(図中二点鎖線参照)、軸間距離L1およびL2の和を一定にしたまま軸間距離L1を長くすると、図中点線で示すように、上記振れ角θがゼロであるときの振動減衰装置20の次数が小さくなると共に、基本的に、当該振れ角θが大きくなるにつれて振動減衰装置20の次数が小さくなる(等時性が損なわれる)こと。
(3)軸間距離L1およびL2の和を一定にしたまま軸間距離L1を短くした場合、慣性質量体23の慣性モーメント(イナーシャ)を増加させることで、図9において実線で示すように、慣性質量体23に対する錘体22の振れ角θがゼロであるときの振動減衰装置20の次数が小さくなること。
(4)軸間距離L1およびL2の和を一定にしたまま軸間距離L1を長くした場合、慣性質量体23の慣性モーメントを減少させることで、図9において点線で示すように、慣性質量体23に対する錘体22の振れ角θがゼロであるときの振動減衰装置20の次数が大きくなること。
(5)軸間距離L1およびL2の和を一定にしたまま軸間距離L1を短くした場合、慣性質量体23に対する錘体22の振れ角θがゼロである状態から当該振れ角θ(絶対値)が大きくなるにつれて軸間距離L1を徐々に長くしていくと、図10において実線で示すように、振れ角θの増加に伴う振動減衰装置20の次数のズレを抑制して等時性を確保し得ること。
(6)軸間距離L1およびL2の和を一定にしたまま軸間距離L1を長くした場合、慣性質量体23に対する錘体22の振れ角θがゼロである状態から当該振れ角θ(絶対値)が大きくなるにつれて軸間距離L1を徐々に短くしていくと、図10において点線で示すように、振れ角θの増加に伴う振動減衰装置20の次数のズレを抑制して等時性を確保し得ること。
上述のような(1)から(6)の知見を踏まえ、本開示の振動減衰装置20は、慣性質量体23に対する錘体22の振れ角θ(回転中心RC周りの慣性質量体23の振れ角)の変化に応じて、錘体22の重心Gと揺動中心としての仮想軸24との軸間距離L1が変化するように構成される。これにより、慣性質量体23に対する錘体22の振れ角θの増加に応じた次数のズレを抑制しつつ、振れ角θがゼロであるときの錘体22の重心Gと揺動中心である仮想軸24との軸間距離L1を増減させると共に当該軸間距離L1の増減に応じて慣性質量体23の慣性モーメントを増減させることで、図11に示すように振動減衰装置20の次数を狙いの次数に合わせると共に、慣性質量体23からドリブン部材15に付与されるトルク(慣性トルク)を調整することが可能となる。
すなわち、軸間距離L1およびL2(両者の比)が等時性を良好に確保させ得るようにそれぞれ一定に定められ、仮想軸24が図中点線で示す位置にある場合、図12に示すように、当該仮想軸24を中心線CL(仮想軸24(揺動中心)および回転中心RCを含む直線)上で径方向外側に移動させることで、軸間距離L1およびL2の和(L1+L2)を一定にしたまま慣性質量体23に対する錘体22の振れ角θがゼロであるときの軸間距離L1を短くすることができる。この場合、上記特性(1)より、振れ角θがゼロであるときの振動減衰装置20の次数が大きくなると共に、当該振れ角θが大きくなるにつれて次数が更に大きくなってしまう。これに対して、上記特性(3)に基づいて慣性質量体23の慣性モーメントを増加させることで、慣性質量体23に対する錘体22の振れ角θがゼロであるときの振動減衰装置20の次数を小さくし、軸間距離L1を短くする前の次数に戻すことができる。そして、図12に示すように、上記特性(5)に基づいて慣性質量体23に対する錘体22の振れ角θがゼロである状態から当該振れ角θが大きくなるにつれて軸間距離L1を徐々に長くしていくことで、振れ角θの増加に伴う振動減衰装置20の次数のズレを抑制して等時性を良好に確保することが可能となる。
これにより、振れ角θの増加に応じた次数のズレを抑制しつつ、振動減衰装置20の次数を狙いの次数に合わせると共に、慣性質量体23からドリブン部材15に付与されるトルク(慣性トルク)を増加させることができる。この結果、振動減衰装置20における等時性を確保すると共に各錘体22の慣性モーメントの増加を抑制しつつ、狙いの次数の振動を良好に減衰することが可能となる。
また、慣性質量体23(第1プレート部材231)の各ガイド部235のガイド面236の形状は、次のようにして定めることができる。すなわち、錘体22の振れ角θが大きくなるにつれて重心Gと仮想軸24(揺動中心)との軸間距離L1が長くなるように当該重心Gの揺動軌道P(図12参照)を解析等により定めた後、錘体22の重心Gを揺動軌道P上に位置させた上で、上記中心線CLに関して対称に2つの外輪224(被ガイド部225)を配置し、2つの外輪224の軸心同士を結ぶ線分を規定する。次いで、錘体22の重心Gを揺動軌道Pに沿って移動するように仮想軸24の周りに微小な一定の角度だけ回転させると共に、2つの外輪224を重心Gとの位置関係を維持したまま両者の軸心同士を結ぶ線分が中心線CLと直交するように移動させる。以後、かかるプロセスを繰り返し実行し、各外輪224に接する曲面(径方向外側で接する曲面)を規定することで、図3において実線で示すようなガイド部235のガイド面236を得ることができる。なお、支持面237やストッパ面238の形状は、外輪224の外径を考慮して任意に定めることができる。
一方、軸間距離L1およびL2(両者の比)が等時性を良好に確保させ得るようにそれぞれ一定に定められ、仮想軸24が図中点線で示す位置にある場合、図13に示すように、当該仮想軸24を中心線CL(仮想軸24(揺動中心)および回転中心RCを含む直線)上で径方向内側に移動させることで、軸間距離L1およびL2の和(L1+L2)を一定にしたまま慣性質量体23に対する錘体22の振れ角θがゼロであるときの軸間距離L1を長くすることができる。この場合、上記特性(2)より、振れ角θがゼロであるときの振動減衰装置20の次数が小さくなると共に、当該振れ角θが大きくなるにつれて次数が更に小さくなってしまう。これに対して、上記特性(4)に基づいて慣性質量体23の慣性モーメントを減少させることで、慣性質量体23に対する錘体22の振れ角θがゼロであるときの振動減衰装置20の次数を大きくし、軸間距離L1を長くする前の次数に戻すことができる。そして、図13に示すように、上記特性(6)に基づいて慣性質量体23に対する錘体22の振れ角θがゼロである状態から当該振れ角θが大きくなるにつれて軸間距離L1を徐々に短くしていくことで、振れ角θの増加に伴う振動減衰装置20の次数のズレを抑制して等時性を良好に確保することが可能となる。
これにより、振れ角θの増加に応じた次数のズレを抑制しつつ、振動減衰装置20の次数を狙いの次数に合わせると共に、慣性質量体23からドリブン部材15に付与されるトルク(慣性トルク)を低下させることができる。この結果、振動減衰装置20における等時性を確保すると共に各錘体22の慣性モーメントの変動を抑制しつつ、狙いの次数の振動を良好に減衰することが可能となる。この場合、錘体22の重心Gの揺動軌道Pは、図13に示すように、振れ角θが大きくなるにつれて重心Gと仮想軸24(揺動中心)との軸間距離L1が長くなるように解析等により定められ、慣性質量体23(第1プレート部材231)の各ガイド部235のガイド面236の形状(図3における点線参照)は、振れ角θが大きくなるにつれて重心Gと仮想軸24(揺動中心)との軸間距離L1が長くなる場合と同様にして定められる。
図14は、上述の振動減衰装置20に適用可能な他の錘体22Bを示す正面図である。なお、錘体22Bに関連した要素のうち、上述の振動減衰装置20等と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図14に示す錘体22Bは、錘本体としての錘体22と、当該錘体22に固定される重心調整錘229とを含むものである。錘体22は、上述したものと同様に、2つのプレート部材220と、基準点としての軸心Aが錘体22(プレート部材220)の幅方向(周方向)における中心線CL上の錘体22の重心を通るように2つのプレート部材220に固定(連結)される第1連結軸221とを含むものである。重心調整錘229は、例えば金属により形成されており、慣性質量体23に対する錘体22Bの振れ角θがゼロであるときに、錘体22および重心調整錘229を含む復元力発生部材としての錘体22Bの重心Gが揺動中心としての仮想軸24と回転中心RCとを含む中心線CL上で第1連結軸221の軸心A(基準点)よりも径方向内側に位置するように各プレート部材220に固定される。言い換えれば、重心調整錘229が固定される前の錘体22の重心すなわち第1連結軸221の軸心A(基準点)は、振れ角θがゼロであるときに中心線CL上で錘体22Bの重心Gよりも径方向外側に位置する。
かかる錘体22Bを含む振動減衰装置20において、錘体22Bの重心Gと仮想軸24との軸間距離L1は、慣性質量体23に対する錘体22Bの振れ角θがゼロであるときに、図14および図15に示すように、第1連結軸221の軸心A(重心調整錘229が固定される前の錘体22の重心)と仮想軸24との軸間距離L0よりも短くなる。また、錘体22Bを含む振動減衰装置20において、慣性質量体23(第1プレート部材231)の各ガイド部235のガイド面236は、第2および第3ドリブンプレート17,18の回転に伴って当該ガイド面236上を外輪224が転動することで、第1連結軸221の軸心A(錘体22の重心)が回転中心RCに対して径方向に沿って揺動(接近離間)すると共に仮想軸24との軸間距離L0を一定に保ちながら当該仮想軸24の周りに揺動するように形成される(図3における二点鎖線参照)。これにより、第2および第3ドリブンプレート17,18の回転に伴って第1連結軸221の軸心Aが仮想軸24の周りで軸間距離L0を一定に保ちながら揺動する際、錘体22Bの重心Gと揺動中心としての仮想軸24との軸間距離L1は、図15に示すように、慣性質量体23に対する錘体22Bの振れ角θがゼロである状態から当該振れ角θ(絶対値)が大きくなるにつれて長くなる。
このように、錘体22の重心(第1連結軸221の軸心A)が仮想軸24(揺動中心)との軸間距離L0を一定に保ちながら当該仮想軸24の周りに揺動する振動減衰装置において、錘本体としての錘体22に重心調整錘229を固定して当該錘体22および重心調整錘229(復元力発生部材)全体の重心Gを中心線CL上で径方向内側に移動させても、本開示の振動減衰装置20を得ることができる。そして、重心調整錘229を含む錘体22Bを振動減衰装置20に適用することで、当該振動減衰装置20の振動減衰性能のチューニング性をより向上させることが可能となる。
また、重心調整錘229は、図14において破線で示すように、錘体22および重心調整錘229を含む復元力発生部材としての錘体22Bの重心Gが、錘体22Bの振れ角θがゼロであるときに、揺動中心としての仮想軸24と回転中心RCとを含む中心線CL上で第1連結軸221の軸心A(基準点)よりも径方向外側に位置するように各プレート部材220に固定されてもよい。この場合、重心調整錘229が固定される前の錘体22の重心すなわち第1連結軸221の軸心A(基準点)は、錘体22Bの振れ角θがゼロであるときに中心線CL上で当該錘体22Bの重心Gよりも径方向内側に位置する。
かかる錘体22Bを含む振動減衰装置20において、錘体22Bの重心Gと仮想軸24との軸間距離L1は、慣性質量体23に対する錘体22Bの振れ角θがゼロであるときに、図16に示すように、第1連結軸221の軸心A(重心調整錘229が固定される前の錘体22の重心)と仮想軸24との軸間距離L0よりも長くなる。また、第2および第3ドリブンプレート17,18の回転に伴って第1連結軸221の軸心Aが仮想軸24の周りで軸間距離L0を一定に保ちながら揺動する際、錘体22Bの重心Gと揺動中心としての仮想軸24との軸間距離L1は、図16に示すように、慣性質量体23に対する錘体22Bの振れ角θがゼロである状態から当該振れ角θ(絶対値)が大きくなるにつれて短くなる。
このように、錘体22の重心G(第1連結軸221の軸心A)が仮想軸24(揺動中心)との軸間距離(L0)を一定に保ちながら当該仮想軸24の周りに揺動する振動減衰装置において、錘本体としての錘体22に重心調整錘229を固定して当該錘体22および重心調整錘229(復元力発生部材)全体の重心を上記中心線CL上で径方向外側に移動させてもよい。これにより、本開示の振動減衰装置20を得ること共に、当該振動減衰装置20の振動減衰性能のチューニング性をより向上させることが可能となる。なお、重心調整錘を用いることなく、振れ角θがゼロであるときに仮想軸(揺動中心)と回転中心RCとを含む直線上で重心Gよりも径方向外側または内側に位置するように錘体に対して基準点を定め、当該基準点が仮想軸との距離を一定に保ちながら当該仮想軸の周りに揺動するように基準点の軌道を定めても、本開示の振動減衰装置20を得ることができる。
図17は、本開示の他の振動減衰装置20Xを示す拡大図である。なお、振動減衰装置20Xの構成要素のうち、上述の振動減衰装置20等と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
振動減衰装置20Xも、ダンパ装置10のドリブン部材15に連結され、作動油で満たされる流体室9の内部に配置される。図17に示すように、振動減衰装置20Xは、支持部材(支持プレート)としての第2および第3ドリブンプレート17,18と、第2および第3ドリブンプレート17,18との間でトルクを授受するように当該第2および第3ドリブンプレート17,18に連結される復元力発生部材としての複数(本実施形態では、例えば3個)の錘体22Xと、各錘体22Xに連結される1体の環状の慣性質量体23Xと、複数(本実施形態では、例えば6個)の連結部材25とを含む。
各錘体22Xは、図18および図19に示すように、互いに同一の形状を有する2つのプレート部材(質量体)220と、1本の連結軸221Xとを有する。各プレート部材220は左右対称かつ円弧状の平面形状を有するように金属板により形成されており、2つのプレート部材220は、1本の連結軸221Xを介して第2および第3ドリブンプレート17,18の軸方向に間隔をおいて対向するように互いに連結される。図17に示すように、各プレート部材220は、それぞれ円柱面により形成された外周面および内周面を有する。
更に、各プレート部材220は、幅方向(周方向)に間隔をおいて並ぶように配設された2個の第1ガイド部225Xを有する。2個の第1ガイド部225Xは、プレート部材220に対して、錘体22Xの重心を通る当該プレート部材220の幅方向における中心線CLに関して対称に形成されている。各第1ガイド部225Xは、弓なりに延びる開口部であり、図17に示すように、プレート部材220の内周側で第2および第3ドリブンプレート17,18(ドリブン部材15)の回転中心RC側に窪む凹球面である第1ガイド面226と、当該第1ガイド面226に連続すると共にプレート部材220の外周側で第1ガイド面226と対向する凸曲面状の第1支持面227とを含む。ただし、第1ガイド面226は、回転中心RCとは反対側すなわち径方向外側に窪んだ凹曲面であってもよく、第1支持面227は、第1ガイド面226と対向する凹曲面であってもよい。
連結軸221Xは、中実(あるいは中空)の丸棒状に形成されており、図17に示すように、その軸心が錘体22X(プレート部材220)の幅方向(周方向)における中心線CL(錘体22Xの取付状態で第2および第3ドリブンプレート17,18の回転中心RCを通る直線)上の錘体22Xの重心Gを通るように2つのプレート部材220に固定(連結)される。連結軸221Xは、第2および第3ドリブンプレート17,18の一対の内面174,184同士の間隔(スリット173,183の幅)および内面174,184の径方向長さよりも短い外径を有する。連結軸221Xは、第2ドリブンプレート17の各突出部172のスリット173内に一対の内面174の何れか一方と当接するように摺動自在に配置されると共に、第3ドリブンプレート18の各突出部182のスリット183内に一対の内面184の何れか一方と当接するように摺動自在に配置される。
これにより、各錘体22Xは、支持部材としての第2および第3ドリブンプレート17,18に対して径方向に移動自在となるように連結され、第2および第3ドリブンプレート17,18とすべり対偶をなす。更に、連結軸221Xは、対応するスリット173の内面174の何れか一方および対応するスリット183の内面184の何れか一方と当接可能となることで、第2および第3ドリブンプレート17,18との間でトルクを授受するトルク伝達部として機能する。なお、連結軸221Xは、複数のコロやボール(転動体)を介して円筒状の外輪を回転自在に支持するものであってもよく、転動体を介することなく外輪を回転自在に支持するものであってもよい。
慣性質量体23Xは、図18および図19に示すように、金属板により形成された1つの環状の第1プレート部材231と、金属板により形成された2つの環状の第2プレート部材232とを含む。当該慣性質量体23X(第1および第2プレート部材231,232)の重量は、1個の錘体22Xの重量よりも十分に重く定められている。本実施形態では、第1プレート部材231の外周面の曲率半径と、各第2プレート部材232の外周面の曲率半径とが同一に定められている。また、各第2プレート部材232の内周面は、図19に示すように、当該第2プレート部材232が第1プレート部材231と同軸に配置された際に、当該第1プレート部材231の内周面よりも径方向外側に位置するように形成されている。更に、各第2プレート部材232の厚みは、第2および第3ドリブンプレート17,18(突出部172,182)の厚みよりも小さく定められている。
また、図17に示すように、第1プレート部材231は、2個ずつ対をなして周方向に間隔をおいて並ぶように配設された複数(本実施形態では、例えば6個)の第2ガイド部235Xを有する。本実施形態において、対をなす2個の第2ガイド部235Xは、第1プレート部材231に対して、当該第1プレート部材231を中心周りに3等分する径方向に延びる直線(錘体22Xの個数分だけ第1プレート部材231等を等分する直線)に関して対称に形成されている。各第2ガイド部235Xは、弓なりに延びる開口部であって、図17に示すように、第1プレート部材231の外周側で上記回転中心RCとは反対側、すなわち径方向外側に窪む凹球面である第2ガイド面236Xと、当該第2ガイド面236Xに連続すると共に第1プレート部材231の内周側で第2ガイド面236Xと対向する凸曲面状の第2支持面237Xとを含む。更に、本実施形態において、各第2プレート部材232の内周面には、図19に示すように、第1プレート部材231の各第2ガイド部235Xの第2ガイド面236Xに連続するように、複数の第2ガイド面236Xが周方向に間隔をおいて形成されている。なお、第1ガイド面226が回転中心RCとは反対側すなわち径方向外側に窪んだ凹曲面である場合、第2ガイド面236Xは、第1ガイド面226とは反対側すなわち回転中心RC側に窪んだ凹曲面とされてもよい。
連結部材25は、図17および図19に示すように、互いに一体化されて同軸に延在する丸棒状の2つの第1転動部(コロ)251および1つの第2転動部(コロ)252を有する。本実施形態では、第1転動部251の外径が第2転動部252の外径よりも小さく定められており、2つの第1転動部251は、第2転動部252の両端から軸方向外側に突出する。また、各第1転動部251の外周面の第2転動部252側の縁部は、当該第2転動部252の外周面の第1転動部251側の縁部から軸方向に離間しており、各第1転動部251の外周面と第2転動部252の外周面との間には、円錐面状のテーパ面253が形成されている。各テーパ面253は、内周側から外周側に向かうにつれて小径の第1転動部251から離間して大径の第2転動部252に近接するように傾斜する。なお、連結部材25は、図示するように中実に形成されてもよく、中空に形成されてもよい。また、連結部材25は、第2転動部252を形成する管材に、第1転動部251を形成する棒材または管材が嵌め込まれたものであってもよい。更に、振動減衰装置20Xの構成によっては、第1および第2転動部251,252の外径が同一に定められてもよく、第1転動部251の外径が第2転動部252の外径よりも大きく定められてもよい。
図18および図19に示すように、支持部材としての第2および第3ドリブンプレート17,18は、錘体22Xを構成する2つのプレート部材220の間に軸方向に並べて配置される。また、第2ドリブンプレート17と第3ドリブンプレート18の環状部18cとは、上述のように軸方向に間隔をおいて対向し、両者の軸方向における間には、慣性質量体23Xの第1プレート部材231が配置される。更に、第1プレート部材231の内周面は、第3ドリブンプレート18の円筒部18bの外周面により回転自在に支持される。これにより、慣性質量体23Xは、ドリブン部材15によってダンパハブ7に対して調心されることで第2および第3ドリブンプレート17,18によって回転中心RCの周りに回転自在に支持され、当該第2および第3ドリブンプレート17,18と回り対偶をなす。そして、慣性質量体23Xの各第2プレート部材232は、錘体22Xの2つのプレート部材220の軸方向における間に配置されると共に第2および第3ドリブンプレート17,18(突出部172,182)の対応する一方の径方向外側に位置するように図示しない固定具を介して第1プレート部材231の表面に固定される。
また、錘体22Xの2つのプレート部材220は、図18および図19に示すように、第2および第3ドリブンプレート17,18(突出部172,182)と慣性質量体23Xとを軸方向における両側から挟み込むように連結軸221Xによって互いに連結される。図18および図19に示すように、慣性質量体23Xの第1プレート部材231には、円弧状に延びる開口部239が形成されており、錘体22Xの連結軸221Xは、当該開口部239内に挿通される。本実施形態において、開口部239の内面は、連結軸221Xに接触しないように形成されている。
更に、図17からわかるように、各錘体22Xの各プレート部材220の第1ガイド部225Xおよび慣性質量体23Xの第1プレート部材231の第2ガイド部235Xは、第2および第3ドリブンプレート17,18の隣り合う突出部172,182の周方向における間に位置する。また、各連結部材25は、各プレート部材220の対応する第1ガイド部225Xおよび第1プレート部材231の対応する第2ガイド部235X内に配置される。すなわち、各連結部材25は、各第1転動部251が対応する第1ガイド面226を転動すると共に第2転動部252が対応する第2ガイド面236Xを転動するように対応する錘体22Xの第1ガイド部225Xと慣性質量体23Xの第2ガイド部235Xとの間に配置され、それにより各錘体22Xと慣性質量体23Xとが連結される。
ここで、錘体22Xの第1ガイド部225Xの第1ガイド面226と、慣性質量体23Xの第2ガイド部235Xの第2ガイド面236Xとは、第2および第3ドリブンプレート17,18の回転に伴って連結部材25の第1転動部251が第1ガイド面226を転動すると共に第2転動部252が第2ガイド面236Xを転動することで、錘体22Xの重心Gが当該第2および第3ドリブンプレート17,18の回転中心RCに対して径方向に沿って揺動(接近離間)すると共に慣性質量体23Xに対する相対位置が不変となるように定められた仮想軸24との軸間距離L1を変化させながら当該仮想軸24の周りに揺動するように形成されている。仮想軸24は、第1プレート部材231等を中心周りに3等分する径方向に延びる直線(錘体22Xの個数分だけ第1プレート部材231等を等分する直線)上の点であって当該第1プレート部材231等の中心(回転中心RC)から予め定められた一定の軸間距離L2だけ離間した点を通って第1プレート部材231等に直交する直線である。
上述のように、振動減衰装置20Xでは、各錘体22Xと第2および第3ドリブンプレート17,18とがすべり対偶をなし、第2および第3ドリブンプレート17,18と慣性質量体23Xとが回り対偶をなす。また、連結部材25の第1転動部251が第1ガイド面226を転動可能となり、かつ第2転動部252が第2ガイド面236Xを転動可能となることで、各錘体22Xと慣性質量体23Xとがすべり対偶をなす。これにより、第2および第3ドリブンプレート17,18、複数の錘体22X、慣性質量体23Xおよび連結部材25は、スライダクランク機構(両スライダクランク連鎖)を構成する。かかる振動減衰装置20Xの平衡状態は、各錘体22Xの重心Gが対応する仮想軸24と回転中心RCとを通る直線上に位置する状態となる(図17参照)。
また、本実施形態において、各錘体22Xのプレート部材220と慣性質量体23X(第1および第2プレート部材231,232)とは、支持部材としての第2および第3ドリブンプレート17,18の軸方向にオフセットして配置され、第2および第3ドリブンプレート17,18は、各錘体22Xのプレート部材220と慣性質量体23Xとの軸方向における間に配置される。すなわち、第2ドリブンプレート17(突出部172)は、各錘体22Xの一方のプレート部材220と慣性質量体23Xの第1プレート部材231との軸方向における間に配置され、第3ドリブンプレート18(突出部182)は、各錘体22Xの他方のプレート部材220と慣性質量体23Xの第1プレート部材231との軸方向における間に配置される。
更に、錘体22Xの各プレート部材220には、図18に示すように、第2ドリブンプレート17の突出部172の表面または第3ドリブンプレート18の突出部182の表面に当接して第2および第3ドリブンプレート17,18に対する当該プレート部材220の軸方向における移動を規制する少なくとも1つの突起(ダボ)220pが形成されている。また、第2ドリブンプレート17には、図18に示すように、慣性質量体23Xの第1プレート部材231の一方の表面に当接して当該慣性質量体23Xの軸方向における移動を規制する複数の突起(ダボ)17pが周方向に間隔をおいて形成されている。更に、第3ドリブンプレート18には、図18に示すように、慣性質量体23Xの第1プレート部材231の他方の表面に当接して当該慣性質量体23Xの軸方向における移動を規制する複数の突起(ダボ)18pが周方向に間隔をおいて形成されている。ただし、第2および第3ドリブンプレート17,18に錘体22Xの各プレート部材220に摺接する突起が形成されてもよく、慣性質量体23Xの第1プレート部材231に第2または第3ドリブンプレート17,18に摺接する突起が形成されてもよい。
上述のように構成される振動減衰装置20Xでは、第2および第3ドリブンプレート17,18(ドリブン部材15)が一方向に回転する際、復元力発生部材としての各錘体22Xが、エンジンEGからドリブン部材15に伝達される振動の振幅(振動レベル)に応じて定まる平衡状態での位置を中心とした揺動範囲内で第2および第3ドリブンプレート17,18の径方向に沿って回転中心RCに対して揺動(往復運動)する。また、慣性質量体23Xには、第1ガイド面226、連結部材25の第1および第2転動部251,252並びに第2ガイド面236Xを介して各錘体22Xに作用する遠心力の分力が復元力として伝達され、当該慣性質量体23Xは、各錘体22Xの揺動範囲に応じて定まる平衡状態での位置を中心とした揺動範囲内で回転中心RCの周りに第2および第3ドリブンプレート17,18の振動と逆方向に揺動(往復回転運動)する。
これにより、揺動する慣性質量体23Xから、エンジンEGからドライブ部材11に伝達される変動トルク(振動)とは逆位相のトルク(慣性トルク)を第2ガイド面236X、連結部材25、第1ガイド面226、および突出部172,182を介して第2および第3ドリブンプレート17,18に付与することができる。この結果、エンジンEGから第2および第3ドリブンプレート17,18に伝達される振動の次数に応じた次数を有するように振動減衰装置20Xの諸元を定めることで、エンジンEG(第2および第3ドリブンプレート17,18)の回転数に拘わらず、振動減衰装置20XによってエンジンEGからドリブン部材15(第2および第3ドリブンプレート17,18)に伝達される振動を減衰することが可能となる。
更に、第1および第2ガイド面226,236Xを転動する連結部材25により各錘体22Xと慣性質量体23Xとを連結することで、各錘体22Xがドリブン部材15により径方向に揺動自在に支持される場合に比べて、錘体22Xの第1ガイド面226と連結部材25の第1転動部251との間および慣性質量体23の第2ガイド面236Xと連結部材25の第2転動部252との間で発生する摩擦を低減化し、当該摩擦の振動減衰性能への影響をより小さくすることができる。加えて、第1および第2転動部251,252を有する連結部材25における形状変更の自由度は高く、上述のようなテーパ面253の形成といった連結部材25の形状の適正化により当該連結部材25と周辺の部材との接触を容易に抑制することが可能となる。この結果、振動減衰装置20Xの振動減衰性能をより向上させることができる。
また、振動減衰装置20Xでは、2組の第1および第2ガイド面226,236X並びに連結部材25によって錘体22Xの自転を規制して当該錘体22Xの自転の起因した振動減衰装置20Xの次数低下を抑制することが可能となる。更に、各錘体22Xを第2および第3ドリブンプレート17,18に対してスムースに揺動させて慣性質量体23を揺動させるための復元力として用いられる各錘体22Xに作用する遠心力(その分力)が減衰されてしまうのを抑制することができる。また、錘体22Xの運動を中心線CLに関して対称に配置される2組の第1および第2ガイド面226,236X並びに連結部材25により規定(拘束)することで、当該錘体22Xと第2および第3ドリブンプレート17,18との間でのトルクの授受に際して当該中心線CL上の連結軸221Xと第2および第3ドリブンプレート17,18の突出部172,182との間で発生する摩擦力を低減させることが可能となる。
そして、振動減衰装置20Xも、慣性質量体23Xに対する錘体22Xの振れ角θが大きくなるにつれて、錘体22の重心Gと揺動中心としての仮想軸24との軸間距離L1が変化するように構成される。これにより、慣性質量体23Xに対する錘体22Xの振れ角θの増加に応じた次数のズレを抑制しつつ、振れ角θがゼロであるときの錘体22Xの重心Gと揺動中心である仮想軸24との軸間距離L1を増減させると共に当該軸間距離L1の増減に応じて慣性質量体23Xの慣性モーメントを増減させることで、振動減衰装置20Xの次数を狙いの次数に合わせると共に、慣性質量体23Xからドリブン部材15に付与されるトルク(慣性トルク)を調整することが可能となる。
すなわち、振動減衰装置20Xにおいて、図12に示すように、慣性質量体23Xに対する錘体22Xの振れ角θがゼロである状態から当該振れ角θが大きくなるにつれて軸間距離L1が徐々に長くなるように第1および第2ガイド面226,236Xを形成することで、振れ角θの増加に応じた次数のズレを抑制しつつ、振動減衰装置20Xの次数を狙いの次数に合わせると共に、慣性質量体23Xからドリブン部材15に付与されるトルク(慣性トルク)を増加させることができる。この結果、振動減衰装置20Xにおける等時性を確保すると共に各錘体22Xの慣性モーメントの増加を抑制しつつ、狙いの次数の振動を良好に減衰することが可能となる。
更に、振動減衰装置20Xにおいて、図13に示すように、慣性質量体23Xに対する錘体22Xの振れ角θがゼロである状態から当該振れ角θが大きくなるにつれて軸間距離L1が徐々に短くなるように第1および第2ガイド面226,236Xを形成してもよい。これにより、振れ角θの増加に応じた次数のズレを抑制しつつ、振動減衰装置20Xの次数を狙いの次数に合わせると共に、慣性質量体23からドリブン部材15に付与されるトルク(慣性トルク)を低下させることもできる。この結果、振動減衰装置20Xにおける等時性を確保すると共に各錘体22の慣性モーメントの変動を抑制しつつ、狙いの次数の振動を良好に減衰することが可能となる。
また、振動減衰装置20Xにおける第1および第2ガイド面226,236Xの形状は、次のようにして定めることができる。すなわち、第1および第2ガイド面226,236Xの形状を定める際には、錘体22Xの振れ角θが大きくなるにつれて重心Gと仮想軸24(揺動中心)との軸間距離L1が長くあるいは短くなるように当該重心Gの揺動軌道Pを解析等により定めた後、錘体22Xの重心Gを中心線CL上に位置させた上で、当該中心線CLに関して対称に2つの連結部材25(第1および第2転動部251,252)を配置し、各連結部材25の軸心と回転中心RCとを通る2本の直線と、2つの連結部材25の軸心同士を結ぶ線分とを規定する。更に、連結部材25の軸心と回転中心RCとを通る直線と第1転動部251の外周との交点のうち、回転中心RCに近い方を第1転動部251の第1のプロット点とし、連結部材25の軸心と回転中心RCとを通る直線と第2転動部252の外周との交点のうち、回転中心RCから遠い方を第2転動部252の第1のプロット点とする。
続いて、錘体22Xの重心Gを揺動軌道Pに沿って予め定められた仮想軸24(揺動中心)の周りに微小な一定の角度だけ回転させると共に、当該重心Gと回転中心RCとを通る直線を規定する。更に、上述の2つの連結部材25の軸心同士を結ぶ線分を、その中心が回転後の重心Gと回転中心RCとを通る直線と交わるように水平に移動させる。この状態で、各連結部材25の軸心と回転中心RCとを通る2本の直線を規定し、連結部材25の軸心と回転中心RCとを通る直線と第1転動部251の外周との交点のうち、回転中心RCに近い方を第1転動部251の第2のプロット点とする。また、連結部材25の軸心と回転中心RCとを通る直線と第2転動部252の外周との交点のうち、回転中心RCから遠い方を第2転動部252の第2のプロット点とする。
以後、上述のプロセスを繰り返し実行し、第1転動部251および第2転動部252のそれぞれについて複数のプロット点を得る。そして、第1転動部251の複数のプロット点を通る滑らかな曲線を規定することで、第1ガイド部225Xの第1ガイド面226が定められ、第2転動部252の複数のプロット点を通る滑らかな曲線を規定することで、第2ガイド部235Xの第2ガイド面236Xが定められる。なお、第1ガイド部225Xの第1支持面227や第2ガイド部235Xの第2支持面237Xの形状は、第1転動部251や第2転動部252の外径を考慮して任意に定めることができる。
また、振動減衰装置20Xには、錘体22Xの代わりに、図20に示す錘体22Cが復元力発生部材として適用されてもよい。同図に示す錘体22Cは、錘本体としての錘体22Xと、当該錘体22Xに固定される重心調整錘229とを含むものである。錘体22Xは、上述したものと同様に、2つのプレート部材220と、基準点としての軸心Aが錘体22(プレート部材220)の幅方向(周方向)における中心線CL上の錘体22Xの重心を通るように2つのプレート部材220に固定(連結)される連結軸221Xとを含むものである。重心調整錘229は、慣性質量体23Xに対する錘体22Cの振れ角θがゼロであるときに、錘体22Xおよび重心調整錘229を含む復元力発生部材としての錘体22Cの重心Gが揺動中心としての仮想軸24と回転中心RCとを含む中心線CL上で連結軸221Xの軸心A(基準点)よりも径方向内側に位置するように各プレート部材220に固定される。
かかる錘体22Cを含む振動減衰装置20Xにおいて、錘体22Cの重心Gと仮想軸24との軸間距離L1は、慣性質量体23Xに対する錘体22Cの振れ角θがゼロであるときに、連結軸221Xの軸心A(重心調整錘229が固定される前の錘体22Xの重心)と仮想軸24との軸間距離L0よりも短くなる。また、錘体22Cを含む振動減衰装置20Xにおいて、第1および第2ガイド面226,236Xは、第2および第3ドリブンプレート17,18の回転に伴って連結部材25の第1転動部251が第1ガイド面226を転動すると共に第2転動部252が第2ガイド面236Xを転動することで、連結軸221Xの軸心A(錘体22Xの重心)が回転中心RCに対して径方向に沿って揺動(接近離間)すると共に仮想軸24との軸間距離L0を一定に保ちながら当該仮想軸24の周りに揺動するように形成される。これにより、第2および第3ドリブンプレート17,18の回転に伴って連結軸221Xの軸心Aが仮想軸24の周りで軸間距離L0を一定に保ちながら揺動する際、錘体22Cの重心Gと揺動中心としての仮想軸24との軸間距離L1は、慣性質量体23Xに対する錘体22Cの振れ角θがゼロである状態から当該振れ角θ(絶対値)が大きくなるにつれて長くなる。
このように、錘体22Xの重心(連結軸221Xの軸心A)が仮想軸24(揺動中心)との軸間距離L0を一定に保ちながら当該仮想軸24の周りに揺動する振動減衰装置において、錘本体としての錘体22Xに重心調整錘229を固定して当該錘体22Xおよび重心調整錘229(復元力発生部材)全体の重心Gを上記中心線CL上で径方向内側に移動させても、本開示の振動減衰装置20Xを得ることができる。また、重心調整錘229は、図20において破線で示すように、錘体22および重心調整錘229を含む復元力発生部材としての錘体22Cの重心Gが、揺動中心としての仮想軸24と回転中心RCとを含む中心線CL上で連結軸221Xの軸心A(基準点)よりも径方向外側に位置するように各プレート部材220に固定されてもよい。これにより、振動減衰装置20Xの振動減衰性能のチューニング性をより向上させることが可能となる。
そして、上述の振動減衰装置20,20Xは、上記ダンパ装置10の中間部材12に連結されてもよく、ドライブ部材(入力要素)11に連結されてもよい(図1における二点鎖線参照)。また、振動減衰装置20,20Xは、図21に示すダンパ装置10Bに適用されてもよい。図21のダンパ装置10Bは、上記ダンパ装置10から中間部材12を省略したものに相当し、回転要素としてドライブ部材(入力要素)11およびドリブン部材15(出力要素)を含むと共に、トルク伝達要素としてドライブ部材11とドリブン部材15との間に配置されるスプリングSPを含むものである。この場合、振動減衰装置20,20Xは、図示するようにダンパ装置10Bのドリブン部材15に連結されてもよく、図中二点鎖線で示すように、ドライブ部材11に連結されてもよい。
また、振動減衰装置20,20Xは、図22に示すダンパ装置10Cに適用されてもよい。図22のダンパ装置10Cは、回転要素としてドライブ部材(入力要素)11、第1中間部材(第1中間要素)121、第2中間部材(第2中間要素)122、およびドリブン部材(出力要素)15を含むと共に、トルク伝達要素としてドライブ部材11と第1中間部材121との間に配置される第1スプリングSP1、第2中間部材122とドリブン部材15との間に配置される第2スプリングSP2、および第1中間部材121と第2中間部材122との間に配置される第3スプリングSP3を含む。この場合、振動減衰装置20,20Xは、図示するようにダンパ装置10Cのドリブン部材15に連結されてもよく、図中二点鎖線で示すように、第1中間部材121、第2中間部材122あるいはドライブ部材11に連結されてもよい。何れにしても、ダンパ装置10,10B,10Cの回転要素に振動減衰装置20,20Xを連結することで、ダンパ装置10,10B,10Cと振動減衰装置20,20Xとの双方により振動を極めて良好に減衰することが可能となる。
以上説明したように、本開示の振動減衰装置は、エンジン(EG)からのトルクが伝達される回転要素(11,12,121,122,15)の回転中心(RC)の周りに該回転要素(11,12,121,122,15)と一体に回転する支持部材(17,18)と、前記支持部材(17,18)との間でトルクを授受するように該支持部材(17,18)に連結されると共に前記支持部材(17,18)の回転に伴って揺動可能な復元力発生部材(22,22B,22X,22C)と、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)を介して前記支持部材(17,18)に連結されると共に該支持部材(17,18)の回転に伴って該復元力発生部材(22,22B,22X,22C)に連動して前記回転中心(RC)の周りに揺動する慣性質量体(23,23X)とを含む振動減衰装置(20,20X)において、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)が、前記慣性質量体(23,23X)に対する相対位置が不変となるように定められた揺動中心(24)の周りに揺動し、前記慣性質量体(23,23X)に対する前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)の振れ角(θ)の変化に応じて、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)の重心(G)と前記揺動中心(24)との距離(L1)が変化するものである。
本発明者らは、支持部材の回転に伴って当該支持部材の径方向に揺動する復元力発生部材と当該復元力発生部材に連動して回転中心の周りに揺動する慣性質量体とを含む振動減衰装置の振動減衰性能をより向上させるべく鋭意研究を行い、その結果、復元力発生部材の重心と当該復元力発生部材の揺動中心との距離L1と、当該揺動中心と支持部材の回転中心との距離L2との関係に着目した。そして、本発明者らは、この種の振動減衰装置は、次の(1)から(6)の特性を有することを見出した。
(1)距離L1およびL2の和(L1+L2)が一定であり、かつ振動減衰装置における等時性を良好に確保させ得る距離L1およびL2の値がそれぞれ1つの値に定まっている場合、距離L1およびL2の和を一定にしたまま距離L1を短くすると、慣性質量体に対する復元力発生部材の振れ角がゼロであるときの振動減衰装置の次数(振動減衰装置により良好の減衰される振動の次数)が大きくなると共に、当該振れ角が大きくなるにつれて振動減衰装置の次数が大きくなる(等時性が損なわれる)こと。
(2)距離L1およびL2の和(L1+L2)が一定であり、かつ振動減衰装置における等時性を良好に確保させ得る距離L1およびL2の値がそれぞれ1つの値に定まっている場合、距離L1およびL2の和を一定にしたまま距離L1を長くすると、上記振れ角がゼロであるときの振動減衰装置の次数が小さくなると共に、当該振れ角が大きくなるにつれて振動減衰装置の次数が小さくなる(等時性が損なわれる)こと。
(3)距離L1およびL2の和を一定にしたまま距離L1を短くした場合、慣性質量体の慣性モーメントを増加させることで、当該慣性質量体に対する復元力発生部材の振れ角がゼロであるときの振動減衰装置の次数が小さくなること。
(4)距離L1およびL2の和を一定にしたまま距離L1を長くした場合、慣性質量体の慣性モーメントを減少させることで、当該慣性質量体に対する復元力発生部材の振れ角がゼロであるときの振動減衰装置の次数が大きくなること。
(5)距離L1およびL2の和を一定にしたまま距離L1を短くした場合、慣性質量体に対する復元力発生部材の振れ角がゼロである状態から当該振れ角(絶対値)が大きくなるにつれて距離L1を徐々に長くしていくと、振れ角の増加に伴う振動減衰装置の次数のズレを抑制して等時性を確保し得ること。
(6)距離L1およびL2の和を一定にしたまま距離L1を大きくした場合、慣性質量体に対する復元力発生部材の振れ角がゼロである状態から当該振れ角(絶対値)が大きくなるにつれて距離L1を徐々に短くしていくと、振れ角の増加に伴う振動減衰装置の次数のズレを抑制して等時性を確保し得ること。
上述のような(1)から(6)の知見を踏まえ、本開示の振動減衰装置は、振れ角の変化に応じて、復元力発生部材の重心と、慣性質量体に対する相対位置が不変となるように定められた揺動中心との距離が変化するように構成される。これにより、慣性質量体に対する復元力発生部材の振れ角の増加に応じた次数のズレを抑制しつつ、当該振れ角がゼロであるときの復元力発生部材の重心と揺動中心との距離L1を増減させると共に距離L1の増減に応じて慣性質量体の慣性モーメントを増減させることで、振動減衰装置の次数を狙いの次数に合わせると共に慣性質量体から支持部材に付与されるトルク(慣性トルク)を調整することができる。この結果、振動減衰装置における等時性を確保しつつ、狙いの次数の振動を良好に減衰することが可能となる。
また、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)の前記振れ角(θ)が大きくなるにつれて、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)の前記重心(G)と前記揺動中心(24)との前記距離(L1)が長くなってもよい。これにより、慣性質量体に対する復元力発生部材の振れ角の増加に応じた次数のズレを抑制しつつ、振れ角がゼロであるときの復元力発生部材の重心と揺動中心との距離L1を短くすると共に当該距離L1の短縮化に応じて慣性質量体の慣性モーメントを増加させることで、振動減衰装置の次数を狙いの次数に合わせると共に慣性質量体から支持部材に付与されるトルク(慣性トルク)を増加させることができる。この結果、振動減衰装置における等時性を確保しつつ、狙いの次数の振動を良好に減衰することが可能となる。
更に、前記復元力発生部材(22B,22C)は、前記振れ角(θ)がゼロであるときに前記揺動中心(24)と前記回転中心(RC)とを含む直線(CL)上で前記重心(G)よりも径方向外側に位置するように定められた基準点(A)を含むものであってもよく、前記復元力発生部材(22B,22C)の前記基準点(A)は、前記揺動中心(24)との距離(L0)を一定に保ちながら該揺動中心(24)の周りに揺動してもよい。これにより、復元力発生部材の前記振れ角が大きくなるにつれて当該復元力発生部材の重心と揺動中心との距離を長くすることが可能となる。
また、前記復元力発生部材(22B,22C)は、錘本体(22,22X)と、前記錘本体(22,22X)に固定される重心調整錘(229)とを含むものであってもよく、前記錘本体(22,22X)の重心は、前記基準点(A)に一致してもよく、前記重心調整錘(229)は、前記振れ角(θ)がゼロであるときに前記復元力発生部材(22B,22C)の前記重心(G)が前記直線上(CL)で前記基準点(A)よりも径方向内側に位置するように前記錘本体(22,22X)に固定されてもよい。これにより、錘本体と重心調整錘とを含む復元力発生部材の重心を上記直線上で基準点の径方向内側に位置させると共に、振れ角が大きくなるにつれて復元力発生部材の重心と揺動中心との距離を長くすることが可能となる。すなわち、錘本体の重心が揺動中心との距離を一定に保ちながら当該揺動中心の周りに揺動する場合、錘本体に重心調整錘を固定して当該錘本体および重心調整錘を含む復元力発生部材の重心を上記直線上で径方向内側に移動させることで、本開示の振動減衰装置を得ることができる。
更に、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)の前記振れ角(θ)が大きくなるにつれて、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)の前記重心(G)と前記揺動中心(24)との前記距離(L1)が短くなってもよい。これにより、慣性質量体に対する復元力発生部材の振れ角の増加に応じた次数のズレを抑制しつつ、振れ角がゼロであるときの復元力発生部材の重心と揺動中心との距離L1を増加させると共に当該距離L1の増加に応じて慣性質量体の慣性モーメントを減少させることで、振動減衰装置の次数を狙いの次数に合わせると共に慣性質量体から支持部材に付与されるトルク(慣性トルク)を低下させることができる。この結果、振動減衰装置における等時性を確保すると共に復元力発生部材の慣性モーメントの変動を抑制しつつ、狙いの次数の振動を良好に減衰することが可能となる。
また、前記復元力発生部材(22B,22C)は、前記振れ角(θ)がゼロであるときに前記揺動中心(24)と前記回転中心(RC)とを含む直線(CL)上で前記重心(G)よりも径方向内側に位置するように定められた基準点(A)を含んでもよく、前記復元力発生部材(22B,22C)の前記基準点(A)は、前記揺動中心(24)との距離(L0)を一定に保ちながら該揺動中心(24)の周りに揺動してもよい。これにより、復元力発生部材の振れ角が大きくなるにつれて当該復元力発生部材の重心と揺動中心との距離を短くすることが可能となる。
更に、前記復元力発生部材(22B,22C)は、錘本体(22,22X)と、前記錘本体(22,22X)に固定される重心調整錘(229)とを含むものであってもよく、前記錘本体(22,22X)の重心は、前記基準点(A)に一致してもよく、前記重心調整錘(229)は、前記振れ角(θ)がゼロであるときに前記復元力発生部材(22B,22C)の前記重心(G)が前記直線上(CL)で前記基準点(A)よりも径方向外側に位置するように前記錘本体(22,22X)に固定されてもよい。これにより、錘本体と重心調整錘とを含む復元力発生部材の重心を上記直線上で基準点の径方向外側に位置させると共に、振れ角が大きくなるにつれて復元力発生部材の重心と揺動中心との距離を短くすることが可能となる。すなわち、錘本体の重心が揺動中心との距離を一定に保ちながら当該揺動中心の周りに揺動する場合、錘本体に重心調整錘を固定して当該錘本体および重心調整錘を含む復元力発生部材の重心を上記直線上で径方向外に移動させても、本開示の振動減衰装置を得ることができる。
また、前記振動減衰装置(20)は、前記復元力発生部材(22,22B)および前記慣性質量体(23)の一方に設けられた被ガイド部(225)と、前記復元力発生部材(22,22B)および前記慣性質量体(23)の他方に形成されたガイド部(235)であって、前記支持部材(17,18)が回転する際に、前記復元力発生部材(22,22B)が前記揺動中心(24)の周りに揺動する共に前記回転中心(RC)に対して前記支持部材(17,18)の径方向に沿って揺動し、かつ前記慣性質量体(23)が前記回転中心(RC)の周りに揺動するように前記被ガイド部(225)を案内すると共に、前記被ガイド部(225)から前記復元力発生部材(22,22B)に作用する遠心力の分力が伝達されるガイド部(235)とを含むものであってもよい。
更に、前記振動減衰装置(20X)は、前記復元力発生部材(22X,22C)に設けられた第1ガイド面(226)と、前記慣性質量体(23X)に設けられた第2ガイド面(236X)と、互いに一体化された第1転動部(251)と第2転動部(252)とを有し、前記第1転動部(251)が前記第1ガイド面(226)を転動すると共に前記第2転動部(252)が前記第2ガイド面(236X)を転動するように配置される連結部材(25)とを含むものであってもよく、前記第1および第2ガイド面(226,236X)は、前記支持部材(17,18)の回転に伴って前記第1転動部(251)が前記第1ガイド面(226)を転動すると共に前記第2転動部(252)が前記第2ガイド面(236X)を転動することで、前記復元力発生部材(22X,22C)が前記揺動中心(24)の周りに揺動する共に前記回転中心(RC)に対して前記支持部材(17,18)の径方向に沿って揺動し、かつ前記慣性質量体(23X)が前記回転中心(RC)の周りに揺動するように形成されてもよく、前記支持部材(17,18)が回転する際に、前記復元力発生部材(22X,22C)に作用する遠心力の分力が前記連結部材(25)を介して前記第1ガイド面(226)から前記第2ガイド面(236X)に伝達されてもよい。
また、前記支持部材(17,18)は、少なくとも入力要素(11)および出力要素(15)を含む複数の回転要素と、前記入力要素(11)と前記出力要素(15)との間でトルクを伝達する弾性体(SP,SP1,SP2,SP3)とを有するダンパ装置(10,10B,10C)の何れかの回転要素と同軸かつ一体に回転するものであってもよい。このようにダンパ装置の回転要素に上記振動減衰装置を連結することで、当該ダンパ装置と上記振動減衰装置との双方により振動を極めて良好に減衰することが可能となる。
更に、前記ダンパ装置(10,10B,10C)の前記出力要素(15)は、変速機(TM)の入力軸(IS)に作用的(直接的または間接的)に連結されてもよい。
本開示の振動減衰装置の設計方法は、エンジン(EG)からのトルクが伝達される回転要素(11,12,121,122,15)の回転中心(RC)の周りに該回転要素(11,12,121,122,15)と一体に回転する支持部材(17,18)と、前記支持部材(17,18)との間でトルクを授受するように該支持部材(17,18)に連結されると共に前記支持部材(17,18)の回転に伴って揺動可能な復元力発生部材(22,22B,22X,22C)と、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)を介して前記支持部材(17,18)に連結されると共に該支持部材(17,18)の回転に伴って該復元力発生部材(22,22B,22X,22C)に連動して前記回転中心(RC)の周りに揺動する慣性質量体(23,23X)とを含み、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)が、前記慣性質量体(23,23X)に対する相対位置が不変となるように定められた揺動中心(24)の周りに揺動する振動減衰装置(20,20X)の設計方法において、前記慣性質量体(23,23X)に対する前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)の振れ角(θ)の変化に応じて、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)の重心(G)と前記揺動中心(24)との距離(L1)が変化するように前記重心(G)の軌道を定めるものである。
かかる方法によれば、振動減衰装置における等時性を確保しつつ、狙いの次数の振動を良好に減衰することが可能となる。
また、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)の前記振れ角(θ)が大きくなるにつれて、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)の前記重心(G)と前記揺動中心(24)との前記距離(L1)が長くなるように前記重心(G)の軌道を定めてもよい。
更に、前記復元力発生部材(22B,22C)対して、前記振れ角(θ)がゼロであるときに前記揺動中心(24)と前記回転中心(RC)とを含む直線(CL)上で前記重心(G)よりも径方向外側に位置する基準点(A)を定め、前記復元力発生部材(22B,22C)の前記基準点(A)が前記揺動中心(24)との距離(L0)を一定に保ちながら該揺動中心(24)の周りに揺動するように前記基準点(A)の軌道を定めてもよい。
また、前記復元力発生部材(22B,22C)は、錘本体(22,22X)と、前記錘本体(22,22X)に固定される重心調整錘(229)とを含むものであってもよく、前記錘本体(22,22X)の重心を前記基準点(A)に一致させてもよく、前記重心調整錘(229)を、前記振れ角(θ)がゼロであるときに前記復元力発生部材(22B,22C)の前記重心(G)が前記直線上(CL)で前記基準点(A)よりも径方向内側に位置するように前記錘本体(22,22X)に固定してもよい。
更に、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)の前記振れ角(θ)が大きくなるにつれて、前記復元力発生部材(22,22B,22X,22C)の前記重心(G)と前記揺動中心(24)との前記距離(L1)が短くなるように前記重心の軌道を定めてもよい。
また、前記復元力発生部材(22B,22C)対して、前記振れ角(θ)がゼロであるときに前記揺動中心(24)と前記回転中心(RC)とを含む直線(CL)上で前記重心(G)よりも径方向内側に位置する基準点(A)を定め、前記復元力発生部材(22B,22C)の前記基準点(A)が前記揺動中心(24)との距離(L0)を一定に保ちながら該揺動中心(24)の周りに揺動するように前記基準点(A)の軌道を定めてもよい。
更に、前記復元力発生部材(22B,22C)は、錘本体(22,22X)と、前記錘本体(22,22X)に固定される重心調整錘(229)とを含むものであってもよく、前記錘本体(22,22X)の重心を前記基準点(A)に一致させてもよく、前記重心調整錘(229)を、前記振れ角(θ)がゼロであるときに前記復元力発生部材(22B,22C)の前記重心(G)が前記直線上(CL)で前記基準点(A)よりも径方向外側に位置するように前記錘本体(22,22X)に固定してもよい。
そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記発明を実施するための形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。
本開示の発明は、回転要素の振動を減衰する振動減衰装置の製造分野等において利用可能である。
1 発進装置、3 フロントカバー、3s センターピース、4 ポンプインペラ、40 ポンプシェル、41 ポンプブレード、5 タービンランナ、50 タービンシェル、51 タービンブレード、6 ステータ、60 ステータブレード、61 ワンウェイクラッチ、7 ダンパハブ、8 ロックアップクラッチ、80 ロックアップピストン、82 クラッチハブ、83 第1摩擦係合プレート、84 第2摩擦係合プレート、85 フランジ部材、86 リターンスプリング、87 係合油室、9 流体室、10,10B,10C ダンパ装置、11 ドライブ部材、11d スプリング支持部、110 クラッチドラム、110a ドラム部、110b 連結部、110c スプリング当接部、110d スプリング支持部、111 ドライブプレート、111a 内周部、111b 支持部、12 中間部材、121 第1中間部材、122 第2中間部材、12ca,12cb スプリング当接部、15 ドリブン部材、16 第1ドリブンプレート、16a 連結部、16b 円筒部、16c スプリング当接部、17 第2ドリブンプレート、17o 開口部、17p 突起、171 外周面、172 突出部、173 スリット、174 内面、18 第3ドリブンプレート、18a 連結部、18b 円筒部、18c 環状部、18o 開口部、18p 突起、182 突出部、183 スリット、184 内面、20,20X 振動減衰装置、22,22B,22C,22X 錘体、220 プレート部材、220a 突出部、220b 突出部、220p 突起、221 第1連結軸、221X 連結軸、222 第2連結軸、223 コロ、224 外輪、225 被ガイド部、225X 第1ガイド部、226 第1ガイド面、227 第1支持面、229 重心調整錘、23,23X 慣性質量体、230 プレート部材、231 第1プレート部材、232 第2プレート部材、235 ガイド部、235X 第2ガイド部、236 ガイド面、236X 第2ガイド面、237 支持面、237X 第2支持面、238 ストッパ面、239 開口部、24 仮想軸、25 連結部材、251 第1転動部、252 第2転動部、253 テーパ面、A 軸心、CL 中心線、CSi,CSo 円柱面、DS ドライブシャフト、EG エンジン、G 重心、IS 入力軸、L0,L1,L2 軸間距離、RC 回転中心、SP スプリング、SP1 第1スプリング、SP2 第2スプリング、SP3 第3スプリング、TM 変速機。

Claims (18)

  1. エンジンからのトルクが伝達される回転要素の回転中心の周りに該回転要素と一体に回転する支持部材と、前記支持部材との間でトルクを授受するように該支持部材に連結されると共に前記支持部材の回転に伴って揺動可能な復元力発生部材と、前記復元力発生部材を介して前記支持部材に連結されると共に該支持部材の回転に伴って該復元力発生部材に連動して前記回転中心の周りに揺動する慣性質量体とを含む振動減衰装置において、
    前記復元力発生部材は、前記慣性質量体に対する相対位置が不変となるように定められた揺動中心の周りに揺動し、
    前記慣性質量体に対する前記復元力発生部材の振れ角の変化に応じて、前記復元力発生部材の重心と前記揺動中心との距離が変化する振動減衰装置。
  2. 請求項1に記載の振動減衰装置において、
    前記復元力発生部材の前記振れ角が大きくなるにつれて、前記復元力発生部材の前記重心と前記揺動中心との前記距離が長くなる振動減衰装置。
  3. 請求項2に記載の振動減衰装置において、
    前記復元力発生部材は、前記振れ角がゼロであるときに前記揺動中心と前記回転中心とを含む直線上で前記重心よりも径方向外側に位置するように定められた基準点を含み、
    前記復元力発生部材の前記基準点は、前記揺動中心との距離を一定に保ちながら該揺動中心の周りに揺動する振動減衰装置。
  4. 請求項3に記載の振動減衰装置において、
    前記復元力発生部材は、錘本体と、前記錘本体に固定される重心調整錘とを含み、
    前記錘本体の重心は、前記基準点に一致しており、前記重心調整錘は、前記振れ角がゼロであるときに前記復元力発生部材の前記重心が前記直線上で前記基準点よりも径方向内側に位置するように前記錘本体に固定される振動減衰装置。
  5. 請求項1に記載の振動減衰装置において、
    前記復元力発生部材の前記振れ角が大きくなるにつれて、前記復元力発生部材の前記重心と前記揺動中心との前記距離が短くなる振動減衰装置。
  6. 請求項5に記載の振動減衰装置において、
    前記復元力発生部材は、前記振れ角がゼロであるときに前記揺動中心と前記回転中心とを含む直線上で前記重心よりも径方向内側に位置するように定められた基準点を含み、
    前記復元力発生部材の前記基準点は、前記揺動中心との距離を一定に保ちながら該揺動中心の周りに揺動する振動減衰装置。
  7. 請求項6に記載の振動減衰装置において、
    前記復元力発生部材は、錘本体と、前記錘本体に固定される重心調整錘とを含み、
    前記錘本体の重心は、前記基準点に一致しており、前記重心調整錘は、前記振れ角がゼロであるときに前記復元力発生部材の前記重心が前記直線上で前記基準点よりも径方向外側に位置するように前記錘本体に固定される振動減衰装置。
  8. 請求項1から7の何れか一項に記載の振動減衰装置において、
    前記復元力発生部材および前記慣性質量体の一方に設けられた被ガイド部と、
    前記復元力発生部材および前記慣性質量体の他方に形成されたガイド部であって、前記支持部材が回転する際に、前記復元力発生部材が前記揺動中心の周りに揺動すると共に前記回転中心に対して前記支持部材の径方向に沿って揺動し、かつ前記慣性質量体が前記回転中心の周りに揺動するように前記被ガイド部を案内すると共に、前記被ガイド部から前記復元力発生部材に作用する遠心力の分力が伝達されるガイド部とを更に備える振動減衰装置。
  9. 請求項1から7の何れか一項に記載の振動減衰装置において、
    前記復元力発生部材に設けられた第1ガイド面と、
    前記慣性質量体に設けられた第2ガイド面と、
    互いに一体化された第1転動部と第2転動部とを有し、前記第1転動部が前記第1ガイド面を転動すると共に前記第2転動部が前記第2ガイド面を転動するように配置される連結部材と、
    を更に備え、
    前記第1および第2ガイド面は、前記支持部材の回転に伴って前記第1転動部が前記第1ガイド面を転動すると共に前記第2転動部が前記第2ガイド面を転動することで、前記復元力発生部材が前記揺動中心の周りに揺動する共に前記回転中心に対して前記支持部材の径方向に沿って揺動し、かつ前記慣性質量体が前記回転中心の周りに揺動するように形成され、
    前記支持部材が回転する際に、前記復元力発生部材に作用する遠心力の分力が前記連結部材を介して前記第1ガイド面から前記第2ガイド面に伝達される振動減衰装置。
  10. 請求項1から9の何れか一項に記載の振動減衰装置において、
    前記支持部材は、少なくとも入力要素および出力要素を含む複数の回転要素と、前記入力要素と前記出力要素との間でトルクを伝達する弾性体とを有するダンパ装置の何れかの回転要素と同軸かつ一体に回転する振動減衰装置。
  11. 請求項10に記載の振動減衰装置において、前記ダンパ装置の前記出力要素は、変速機の入力軸に作用的に連結される振動減衰装置。
  12. エンジンからのトルクが伝達される回転要素の回転中心の周りに該回転要素と一体に回転する支持部材と、前記支持部材との間でトルクを授受するように該支持部材に連結されると共に前記支持部材の回転に伴って揺動可能な復元力発生部材と、前記復元力発生部材を介して前記支持部材に連結されると共に該支持部材の回転に伴って該復元力発生部材に連動して前記回転中心の周りに揺動する慣性質量体とを含み、前記復元力発生部材が、前記慣性質量体に対する相対位置が不変となるように定められた揺動中心の周りに揺動する振動減衰装置の設計方法において、
    前記慣性質量体に対する前記復元力発生部材の振れ角の変化に応じて、前記復元力発生部材の重心と前記揺動中心との距離が変化するように前記重心の軌道を定める振動減衰装置の設計方法。
  13. 請求項12に記載の振動減衰装置の設計方法において、
    前記復元力発生部材の前記振れ角が大きくなるにつれて、前記復元力発生部材の前記重心と前記揺動中心との前記距離が長くなるように前記重心の軌道を定める振動減衰装置の設計方法。
  14. 請求項13に記載の振動減衰装置の設計方法において、
    前記復元力発生部材に対して、前記振れ角がゼロであるときに前記揺動中心と前記回転中心とを含む直線上で前記重心よりも径方向外側に位置する基準点を定め、
    前記復元力発生部材の前記基準点が前記揺動中心との距離を一定に保ちながら該揺動中心の周りに揺動するように前記基準点の軌道を定める振動減衰装置の設計方法。
  15. 請求項14に記載の振動減衰装置の設計方法において、
    前記復元力発生部材は、錘本体と、前記錘本体に固定される重心調整錘とを含み、
    前記錘本体の重心を前記基準点に一致させ、前記重心調整錘を、前記振れ角がゼロであるときに前記復元力発生部材の前記重心が前記直線上で前記基準点よりも径方向内側に位置するように前記錘本体に固定する振動減衰装置の設計方法。
  16. 請求項12に記載の振動減衰装置の設計方法において、
    前記復元力発生部材の前記振れ角が大きくなるにつれて、前記復元力発生部材の前記重心と前記揺動中心との前記距離が短くなるように前記重心の軌道を定める振動減衰装置の設計方法。
  17. 請求項16に記載の振動減衰装置の設計方法において、
    前記復元力発生部材に対して、前記振れ角がゼロであるときに前記揺動中心と前記回転中心とを含む直線上で前記重心よりも径方向内側に位置する基準点を定め、
    前記復元力発生部材の前記基準点が前記揺動中心との距離を一定に保ちながら該揺動中心の周りに揺動するように前記基準点の軌道を定める振動減衰装置の設計方法。
  18. 請求項17に記載の振動減衰装置の設計方法において、
    前記復元力発生部材は、錘本体と、前記錘本体に固定される重心調整錘とを含み、
    前記錘本体の重心を前記基準点に一致させ、前記重心調整錘を、前記振れ角がゼロであるときに前記復元力発生部材の前記重心が前記直線上で前記基準点よりも径方向外側に位置するように前記錘本体に固定する振動減衰装置の設計方法。
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