JPH06129491A - トーショナルダンパの振動減衰装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トーショナルダンパ用の振動減衰装置を、こ
れにより減衰すべき共振が生ずる回転数のときのみ有効
に機能させ、共振を生じない回転数では無効にさせてト
ーショナルダンパの緩衝機能が阻害されることのないよ
うにする。 【構成】 クランクシャフト１とコンバータカバー５と
の間をトーショナルダンパ３で結合し、このダンパ故に
生ずる共振を防止するための振動減衰装置４は、遠心力
で体積減少してディスク２３，２４間の高粘性流体量を
減ずる多孔質弾性体２６を内蔵した構成にする。よっ
て、共振を生じない高回転時は装置４の粘性抵抗が小さ
くなり、トーショナルダンパ３の緩衝機能を有効に機能
させ得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転伝動系、特にエンジ
ン等のようにトルク変動を伴う原動機の伝動系に緩衝の
目的で挿入したトーショナルダンパと共に用いる振動減
衰装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トーショナルダンパとしては従来例え
ば、実開昭５８ー１４４１４６号公報に記載の如きもの
があり、これはエンジンからの回転動力をトーションス
プリングを介して緩衝下に伝達することによりトルク変
動を吸収することを狙ったものである。

【０００３】ところで、かかるトーショナルダンパを用
いた場合、エンジン及びトルクコンバータを含む伝動系
につき説明すると、エンジンに係わるイナーシャＩ_E 、
トルクコンバータに係わるイナーシャＩ_C 及びトーショ
ナルダンパに係わる捩りばね定数Ｋを含む振動系が成立
し、これが

【数１】 ｆ＝〔Ｋ（Ｉ_E ＋Ｉ_C ）／（Ｉ_E ×Ｉ_C ）〕^1/2 で表される周波数ｆにおいて激しい共振を起こし、異音
や伝動部品の破損を生ずる。

【０００４】そこで従来、実開昭５４−６９２８９号公
報や、同５８−７９１５６号公報により、トーショナル
ダンパの前後における回転体の相対回転振動を粘性抵抗
により減衰させる粘性抵抗型振動減衰技術が提案され
た。

【０００５】これら先行技術は、エンジン始動時や、エ
ンジン停止直前や、アイドリング運転中のように、エン
ジン回転数が比較的低く、上記共振を生起する所謂共振
点を通過する時の共振対策を旨とする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかして従来の振動減
衰装置は、エンジン回転数が上記共振点を通過した後の
比較的高い常用領域にある時も、つまり共振を生ずるこ
とがないエンジン回転数にも係わらず、上記粘性抵抗を
発生し続ける。このことは、当該領域でエンジンのトル
ク変動が上記粘性抵抗を通じて伝達されることを意味
し、トルク変動を吸収するトーショナルダンパの緩衝機
能が阻害される。このようにトーショナルダンパの緩衝
機能が損なわれる弊害は、エンジン回転をトルクコンバ
ータを介し自動変速機へ入力する場合について述べる
と、当該エンジン回転数では通常トルクコンバータを入
出力要素間が直結されたロックアップ状態にすることか
ら、顕著となる。

【０００７】本発明は、原動機の回転数に応じて振動減
衰装置の粘性抵抗が変化するようにして上記の問題を解
消することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的のため本発明
は、原動機により回転される第１回転体と、これからの
回転を入力されるべき第２回転体との間を緩衝下に駆動
結合するトーショナルダンパと共に用いられ、前記両回
転体の相対回転振動を粘性抵抗により減衰する粘性抵抗
型振動減衰装置において、前記原動機の回転数に応じ前
記粘性抵抗が変化するよう構成したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】原動機により回転される第１回転体の回転はト
ーショナルダンパを介して第２回転体に伝わり、この時
トーショナルダンパはトルク変動を吸収しつつ上記の動
力伝達を滑らかに行う。そしてこの間振動減衰装置は、
トーショナルダンパを含む伝動系が共振すると、これに
伴う第１及び第２回転体の相対回転振動を粘性抵抗によ
り減衰させ、共振を防止することができる。

【００１０】ところで振動減衰装置が、粘性抵抗を原動
機の回転数に応じ変化される構成であるため、上記の共
振を生じない原動機の比較的高い常用回転域で粘性抵抗
を小さくし、これにより当該領域で振動減衰装置がトー
ショナルダンパの緩衝機能を阻害しないようにすること
ができる。従って、原動機低回転時の振動減衰装置によ
る共振防止機能はそのままに、トーショナルダンパによ
る原動機高回転時のトルク変動吸収機能が振動減衰装置
によって損なわれるのを回避することができ、これら共
振対策と緩衝機能とを両立させる得る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１及び図２（ａ），（ｂ）は自動変速機の
入力段に用いるトルクコンバータと、エンジンとの間の
結合部に採用するトーショナルダンパ用として構成した
本発明振動減衰装置の一実施例を示し、１は第１回転体
としてのエンジンクランクシャフト、２は第２回転体と
してのトルクコンバータ、３はこれら両者間を駆動結合
するトーショナルダンパ、４は粘性抵抗型振動減衰装置
である。

【００１２】トルクコンバータ２は、その入力要素とし
ての図示せざるポンプインペラに結着したコンバータカ
バー５を具え、このコンバータカバー５をトーショナル
ダンパ３を介してエンジンクランクシャフト１に駆動結
合する。トルクコンバータ２は、コンバータカバー５を
介してエンジン駆動されるポンプインペラ及びこれに対
設したタービンランナ並びにこれらの間に介在させたス
テータ（共に図示せず）を具え、ポンプインペラにより
内部作動流体を介しタービンランナを、ステータによる
反力下でトルク増大しつつ、またトルク変動を吸収しつ
つ流体駆動することにより所定の動力伝達を行うものと
する。

【００１３】トルクコンバータ２は更に、ロックアップ
クラッチ（図示せず）を内蔵し、該ロックアップクラッ
チの締結時トルクコンバータ２の入出力要素であるポン
プインペラ及びタービンランナ間を直結（ロックアッ
プ）して、トルクコンバータ２の所謂スリップをなくし
得るロックアップ式トルクコンバータとする。この直結
は、トルクコンバータ２の上記トルク増大機能及びトル
ク変動吸収機能が不要なエンジンの比較的高回転域、例
えば図５にＮｅで示すエンジン回転数以上の高回転域
（ロックアップ領域）で実行させ、この間スリップがな
くなる分トルクコンバータ２の伝動効率を高めることが
できる。

【００１４】エンジンクランクシャフト１及びコンバー
タカバー５間を駆動結合するトーショナルダンパ３は、
エンジンクランクシャフト１の軸端にボルト７で結合し
たドライブプレート８と、コンバータカバー５の端面に
ボルト９で結合したドリブンプレート１０と、このドリ
ブンプレートから遠いドライブプレート８の側に設けた
別のドリブンプレート１１と、トーションスプリング１
２とで通常通りに構成する。即ち、ドリブンプレート１
０，１１はリベット１３により一体結合するが、ドライ
ブプレート８に対して相対回転可能とし、この相対回転
をリベット１３とドライブプレート８に形成したリベッ
ト貫通窓との衝合により制限する。トーションスプリン
グ１２はドライブプレート８と、ドライブプレート１
０，１１とを相対回転中立位置に弾支するよう円周方向
に延在させて配置し、従ってドライブプレート８と、ド
ライブプレート１０，１１との間での動力伝達はトーシ
ョンスプリング１２を介してこれを行なわさせる。

【００１５】本例においては、粘性抵抗型振動減衰装置
４を以下の如き特異な構成とする。即ち、トーショナル
ダンパドライブプレート８を取り付けたエンジンクラン
クシャフト１の端面に開口し、且つエンジンクランクシ
ャフト１の内周面にも開口する窪み１ａをエンジンクラ
ンクシャフト１に形成し、かかる窪みの端面開口をアダ
プタプレート２１により、また内周開口をアダプタスリ
ーブ２２により夫々塞いで高粘性流体封入空間を画成す
る。この空間内にドライブディスク２３とドリブンディ
スク２４とを交互に配置し、ドライブディスク２３相互
間をスペーサリング２５により全て同じ隙間に保つ。

【００１６】ドライブディスク２３はエンジンクランク
シャフト１のスプライン１ｂに嵌合してこのエンジンク
ランクシャフト１と共に回転可能とし、ドリブンディス
ク２４はアダプタスリーブ２２のスプライン２２ａに嵌
合してこのアダプタスリーブ２２と共に回転可能とす
る。なお、アダプタスリーブ２２はその内周をコンバー
タカバー５の中心ボス部５ａ上にスプラインまたはセレ
ーション嵌合して、このコンバータカバー５と共に回転
可能とする。

【００１７】そして本例では特に、エンジンクランクシ
ャフト１に形成したスプライン１ｂの歯間における溝を
夫々通常よりも深くし、これら各溝内に多孔質弾性体２
６を配置する。

【００１８】上記実施例の作用を次ぎに説明する。クラ
ンクシャフト１からのエンジン動力はトーショナルダン
パ３を経てコンバータカバー５に入力され、このエンジ
ン動力をトルクコンバータ２は前記の作用により例えば
自動変速機に入力する。この際トーショナルダンパ３
は、トーションスプリング１３を介して動力伝達を行う
ため、緩衝機能によりエンジンのトルク変動を吸収する
ことができ、滑らかな動力伝達を可能ならしめる。

【００１９】一方、トーショナルダンパ３を設けたため
に上記の伝動系は、或る共振周波数で共振する傾向にあ
るが、この共振を発生するエンジンの低速回転中は図１
及び図２に示すように、多孔質弾性体２６が小さな遠心
力しか受けないため圧縮されることなく大きな体積を持
った状態にあって、ディスク２３，２４間に高粘性流体
を充満させているため、粘性抵抗型振動減衰装置４は以
下の作用によりこの共振を抑制することができる。

【００２０】即ち、上記の共振は、エンジンクランクシ
ャフト１と共に回転するドライブディスク２３と、アダ
プタスリーブ２２を介してコンバータカバー５と共に回
転するドリブンディスク２４との相対回転を生起させ
る。この時ディスク２３，２４間に存在する高粘性流体
が、当該ドライブディスク２３とドリブンディスク２４
との相対回転に粘性抵抗を付与し、この相対回転、即ち
共振を抑制することができる。

【００２１】しかして、上記の共振を生ずることのない
エンジンの高回転域、即ち図５のエンジン回転数Ｎｅ以
上のロックアップ領域では、図３（ａ）、（ｂ）に示す
ように多孔質弾性体２６が高回転に伴う大きな遠心力で
圧縮されて体積を減少するため、高粘性流体がＬで示す
如く円周方向外方に集まってドライブディスク２３とド
リブンディスク２４との間にほとんど高粘性流体が存在
しなくなる。従って当該高回転域では、粘性抵抗型振動
減衰装置４がドライブディスク２３とドリブンディスク
２４との相対回転に粘性抵抗を付与しなくなり、無効に
される結果、この高回転域においては振動減衰装置４の
存在にも係わらず、トーショナルダンパ３による前記緩
衝機能を確実ならしめる。

【００２２】上記の振動減衰装置４付きのトーショナル
ダンパ３を有したトルクコンバータ２を自動車の自動変
速機に用いた場合、その振動モデルは図４の如くにな
る。即ち、トルク変動が不可避なエンジン（クランクシ
ャフト）１からの動力はトーショナルダンパ３による緩
衝下に、また振動減衰装置４による振動減衰下にトルク
コンバータ２を経て自動変速機Ａ／Ｔへ入力され、この
自動変速機は変速動力をプロペラシャフトＰ／Ｓ、ファ
イナルドライブＦ／Ｄ及びアクスルシャフトＡ／Ｓを順
次経て車輪へ伝達し、自動車の走行を可能にする。

【００２３】かかる振動モデルにおいて、エンジン回転
数に対するアクスルシャフトＡ／Ｓのトルク変動変化を
示すと、図５のごとくになることを確かめた。これから
明らかなように本例の構成によれば、エンジン回転数Ｎ
ｅ未満のコンバータ領域で共振を抑制するに十分な粘性
抵抗を発生しつつ、この共振を発生することのないエン
ジン回転数Ｎｅ以上のロックアップ領域では粘性抵抗を
小さくしてトーショナルダンパ３による緩衝機能を有効
に働かせ得るようにすることで、アクスルシャフトのト
ルク変動を確実に減少させることができる。

【００２４】なお、上述の例では多孔質弾性体２６を遠
心力で体積減少させることにより高回転時に振動減衰装
置の粘性抵抗を小さくする構成としたが、同様の作用は
ポンプ等、他のものを用いても生じさせ得ること勿論で
ある。

【００２５】

【発明の効果】かくして本発明によるトーショナルダン
パの振動減衰装置は請求項１に記載の如く、粘性抵抗を
原動機の回転数に応じ変化させる構成であるため、共振
を生じない原動機の比較的高い常用回転域で粘性抵抗を
小さくし、これにより当該領域で振動減衰装置がトーシ
ョナルダンパの緩衝機能を阻害しないようにすることが
できる。従って、原動機低回転時の振動減衰装置による
共振防止機能はそのままに、トーショナルダンパによる
原動機高回転時のトルク変動吸収機能が振動減衰装置に
よって損なわれるのを回避することができ、これら共振
対策と緩衝機能とを両立させる得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明振動減衰装置の一実施例を示すトルクコ
ンバータ用トーショナルダンパの断面図である。

【図２】（ａ）は同例における粘性抵抗型振動減衰装置
の詳細断面図、（ｂ）は同振動減衰装置の詳細正面図で
ある。

【図３】同振動減衰装置の作用説明に用いた図２
（ａ），（ｂ）と同様な詳細断面図及び詳細正面図であ
る。

【図４】同例における振動減衰装置付きトーショナルダ
ンパを自動車の自動変速機に用いた場合の振動モデル図
である。

【図５】同振動モデルにおいて、エンジン回転数に対す
るアクスルシャフトのトルク変動特性を示す線図であ
る。

【符号の説明】

１ エンジンクランクシャフト（第１回転体） ２ トルクコンバータ（第２回転体） ３ トーショナルダンパ ４ 粘性抵抗型振動減衰装置 ５ コンバータカバー ８ ドライブプレート 10 ドリブンプレート 11 ドリブンプレート 12 トーションスプリング 21 アダプタプレート 22 アダプタスリーブ 23 ドライブディスク 24 ドリブンディスク 25 スペーサリング 26 多孔質弾性体

フロントページの続き (72)発明者 森下 達也 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ア ツギユニシア内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機により回転される第１回転体と、
   これからの回転を入力されるべき第２回転体との間を緩
   衝下に駆動結合するトーショナルダンパと共に用いら
   れ、前記両回転体の相対回転振動を粘性抵抗により減衰
   する粘性抵抗型振動減衰装置において、 前記原動機の回転数に応じ前記粘性抵抗が変化するよう
   構成したことを特徴とするトーショナルダンパの振動減
   衰装置。