JPWO2015151654A1

JPWO2015151654A1 - 遠心振子式吸振装置およびその設計方法

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Publication number: JPWO2015151654A1
Application number: JP2016511451A
Authority: JP
Inventors: 博喜辻; 章裕長江; 陽一大井; 数人丸山; 智紀稲垣; 英明宮腰
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2017-04-13
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Abstract

【解決手段】遠心振子式吸振装置１０は、ロックアップクラッチ９を介してエンジンに連結されるドライブ部材８１と変速機に連結されるドリブン部材８３とを含む複数の回転要素およびドライブ部材８１とドリブン部材８３との間でトルクを伝達する第１および第２コイルスプリングＳＰ１，ＳＰ２を含むダンパ機構８と共に発進装置１を構成するものであり、ダンパ機構８のドリブン部材８３と一体に回転する支持部材１１と、支持部材１１により揺動自在に支持される質量体１２とを含み、エンジンで発生する減衰すべき振動の次数よりも、ダンパ機構８のヒステリシスに関連した補正量だけ大きい有効次数を有するように設計される。

Description

本発明は、駆動装置に連結される入力要素と変速機に連結される出力要素とを含む複数の回転要素および入力要素と出力要素との間でトルクを伝達するトルク伝達弾性体を含むダンパ機構と共に発進装置を構成する遠心振子式吸振装置およびその設計方法に関する。

従来、遠心振子式吸振装置を備えた力伝達装置として、少なくとも１つの入力体と、出力体と、ポンプホイールと出力体に相対回動不能に結合されたタービンホイールとを有するハイドロダイナミック式の構成要素と、ロックアップクラッチの形で形成されるハイドロダイナミック式の構成要素を跨ぐための装置と、少なくとも部分的に運転媒体、特に油で充填可能な室内に配置された少なくとも２つのダンパ（ばねユニット）を有する振動減衰装置と、当該振動減衰装置に連結された遠心振子式の回転数適応型動吸振器とを含み、駆動装置と被駆動装置との間で動力を伝達するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この力伝達装置において、回転数適応型動吸振器は、油影響に関連して、駆動装置の励振の次数ｑよりも所定の次数オフセット値ｑＦだけ大きい有効次数ｑｅｆｆに設計されている。そして、次数オフセット値ｑＦは、励振の次数ｑに合致しないように、励振の次数ｑの変化に比例して変化するように定められる。

特表２０１１−５０４９８７号公報

上記特許文献１に記載された有効次数ｑｅｆｆの設定手法は、質量体と回転する油との間の相対運動による抵抗、すなわち粘性抵抗を考慮して有効次数ｑｅｆｆを設定するものであると考えられる。しかしながら、特許文献１に記載された手法は、理論的な裏付けに乏しいものであり、本発明者らの研究によれば、作動油といった液体の存在下における質量体の揺動に対する粘性抵抗の影響は小さいことが判明している。従って、特許文献１に記載された手法により遠心振子式吸振装置における質量体の振動次数を設定しても、遠心振子式吸振装置の吸振性能を向上させることができず、場合によっては吸振性能を低下させてしまうおそれもある。

そこで、本発明は、入力要素と出力要素との間でトルクを伝達するトルク伝達弾性体を含むダンパ機構と共に発進装置を構成する遠心振子式吸振装置の吸振性能をより向上させることを主目的とする。

本発明による遠心振子式吸振装置は、駆動装置に連結される入力要素と変速機に連結される出力要素とを含む複数の回転要素および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トルク伝達弾性体を含むダンパ機構と共に発進装置を構成する遠心振子式吸振装置において、前記ダンパ機構の前記回転要素の何れかと一体に回転する支持部材と、前記支持部材により揺動自在に支持される質量体とを備え、前記駆動装置で発生する減衰すべき振動の次数よりも、少なくとも前記ダンパ機構のヒステリシスに関連した補正量だけ大きい有効次数を有するように設計されることを特徴とする。

一般に、入力要素と出力要素とを含む複数の回転要素および入力要素と出力要素との間でトルクを伝達するトルク伝達弾性体を含むダンパ機構では、主にトルク伝達弾性体と回転要素との間で発生する摩擦力に起因して、入力要素への入力トルクが増加していく際の出力トルクと、入力要素への入力トルクが減少していく際の出力トルクとの差すなわちヒステリシスを生じる。そして、本発明者らがダンパ機構と共に発進装置を構成する遠心振子式吸振装置について鋭意研究を行った結果、上述のようなダンパ機構のヒステリシスに起因して、ダンパ機構の何れかの回転要素に連結される遠心振子式吸振装置によって本来減衰されるべき振動が良好に減衰されなくなること、すなわち遠心振子式吸振装置によって本来減衰されるべき振動の次数と、当該遠心振子式吸振装置により実際に減衰される振動の次数との間にズレを生じることが判明した。これを踏まえて、この遠心振子式吸振装置は、駆動装置で発生する減衰すべき振動の次数よりも、ダンパ機構のヒステリシスに関連した補正量だけ大きい有効次数を有するように設計される。これにより、ダンパ機構と共に発進装置を構成する遠心振子式吸振装置の吸振性能をより向上させることが可能となる。

本発明による遠心振子式吸振装置を含む発進装置を示す概略構成図である。本発明による遠心振子式吸振装置を示す平面図である。図２のIII−III線に沿った断面図である。本発明による遠心振子式吸振装置を示す拡大図である。ダンパ機構のヒステリシスと、遠心振子式吸振装置によって減衰される振動の次数との関係を示す図表である。

次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明による遠心振子式吸振装置１０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、原動機としてのエンジン（内燃機関）を備えた車両に搭載され、当該エンジンからの動力を自動変速機（ＡＴ）あるいは無段変速機（ＣＶＴ）である変速機に伝達するものである。発進装置１は、遠心振子式吸振装置１０に加えて、エンジンのクランクシャフトに連結されるフロントカバー（入力部材）３と、フロントカバー３に固定されるポンプインペラ（入力側流体伝動要素）４と、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と、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と、変速機の入力軸ＩＳに固定されるダンパハブ（出力部材）７と、ダンパハブ７に接続されるダンパ機構８と、ダンパ機構８に連結される図示しないロックアップピストンを有する例えば単板摩擦式のロックアップクラッチ（発進クラッチ）９とを含む。

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、ポンプインペラ４やタービンランナ５と同軸に回転するようにステータ６が配置される。ステータ６の回転方向は、ワンウェイクラッチ６０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、フロントカバー３とポンプインペラ４のポンプシェルとにより画成される流体伝動室（液体室）２の内部において作動油（流体）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として機能する。なお、発進装置１において、ステータ６やワンウェイクラッチ６０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。

ダンパ機構８は、回転要素として、ドライブ部材（入力要素）８１と、中間部材（中間要素）８２と、ドリブン部材（出力要素）８３とを含む。また、ダンパ機構８は、トルク伝達要素（トルク伝達弾性体）として、ドライブ部材８１と中間部材８２との間に配置される複数の第１コイルスプリングＳＰ１と、例えば第１コイルスプリングＳＰ１よりも高い剛性（バネ定数）を有すると共に中間部材８２とドリブン部材８３との間に配置される複数の第２コイルスプリング（第２弾性体）ＳＰ２とを含む。

本実施形態において、第１コイルスプリングＳＰ１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である。これにより、第１コイルスプリングＳＰ１をより低剛性化し（バネ定数を小さくし）、ダンパ機構８をより低剛性化（ロングストローク化）することができる。同様に、本実施形態において、第２コイルスプリングＳＰ２は、荷重が加えられてないときに円弧状に延びる軸心（中心線）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である。ただし、第１および第２コイルスプリングＳＰ１，ＳＰ２として、荷重が加えられてないときに真っ直ぐに延びる軸心（中心線）を有するように螺旋状に巻かれた金属材からなる直線型コイルスプリングが採用されてもよい。

ドライブ部材８１は、それぞれ対応する第１コイルスプリングＳＰ１の一端と当接する複数の当接部を有する。ドライブ部材８１の各当接部は、ダンパ機構８の取付状態において互いに隣り合う第１コイルスプリングＳＰ１の間で両者と当接する。中間部材８２は、それぞれ対応する第１コイルスプリングＳＰ１の他端と当接する複数の第１当接部と、それぞれ対応する第２コイルスプリングＳＰ２の端部と当接する複数の第２当接部とを有する。中間部材８２の各第１当接部は、ダンパ機構８の取付状態において互いに隣り合う第１コイルスプリングＳＰ１の間で両者と当接する。また、第２コイルスプリングＳＰ２は、ダンパ機構８の取付状態において中間部材８２の互いに隣り合う２つの第２当接部の間に配置され、当該２つの第２当接部の一方が第２コイルスプリングＳＰ２の一端と当接し、他方が第２コイルスプリングＳＰ２の他端と当接する。ドリブン部材８３は、それぞれ対応する第２コイルスプリングＳＰ２の端部と当接する複数の当接部を有し、ダンパハブ７に固定される。第２コイルスプリングＳＰ２は、ダンパ機構８の取付状態においてドリブン部材８３の互いに隣り合う２つの当接部の間に配置され、当該２つの当接部の一方が第２コイルスプリングＳＰ２の一端と当接し、他方が第２コイルスプリングＳＰ２の他端と当接する。

更に、ダンパ機構８は、ドライブ部材８１とドリブン部材８３との相対回転を規制する回転規制ストッパとして、ドライブ部材８１と中間部材８２との相対回転を規制する第１ストッパ８４と、中間部材８２とドリブン部材８３との相対回転を規制する第２ストッパ８５とを含む。第１ストッパ８４は、ドライブ部材８１に形成されたストッパ部と、中間部材８２に形成された第１ストッパ部とにより構成され、ドライブ部材８１のストッパ部と中間部材８２の第１ストッパ部とが当接すると、第１コイルスプリングＳＰ１の捩れおよびドライブ部材８１と中間部材８２との相対回転が規制される。第２ストッパ８５は、中間部材８２に形成された第２ストッパ部と、ドリブン部材８３に形成されたストッパ部とにより構成され、中間部材８２の第２ストッパ部とドリブン部材８３のストッパ部とが当接すると、第２コイルスプリングＳＰ２の捩れおよび中間部材８２とドリブン部材８３との相対回転が規制される。

本実施形態において、第１ストッパ８４（ドライブ部材８１、中間部材８２および第１コイルスプリングＳＰ１の諸元）および第２ストッパ８５（中間部材８２、ドリブン部材８３および第２コイルスプリングＳＰ２の諸元）は、例えば、第２ストッパ８５により第２コイルスプリングＳＰ２の捩れおよび中間部材８２とドリブン部材８３との相対回転が規制される前に、第１コイルスプリングＳＰ１の捩れおよびドライブ部材８１と中間部材８２との相対回転が規制されるように構成（設定）される。具体的には、ロックアップの実行時にエンジンからフロントカバー３に伝達されるトルク、すなわちドライブ部材８１への入力トルクがダンパ機構８の最大捩れ角θｍａｘに対応したトルクＴ２（第２の値）よりも小さく定められた相対回転規制角度θｒｅｆに対応したトルクＴ１（第１の値）に達すると、第１ストッパ８４により、第１コイルスプリングＳＰ１の捩れおよびドライブ部材８１と中間部材８２との相対回転が規制される。また、ドライブ部材８１への入力トルクがダンパ機構８の最大捩れ角θｍａｘに対応したトルクＴ２に達すると、第２ストッパ８５により第２コイルスプリングＳＰ２の捩れおよび中間部材８２とドリブン部材８３との相対回転が規制される。

また、本実施形態の発進装置１では、ダンパ機構８の出力要素であるドリブン部材８３に複数の第３コイルスプリング（第３弾性体）ＳＰ３を介してタービンランナ５が連結されており、これら複数の第３コイルスプリングＳＰ３とタービンランナ５とは、ダイナミックダンパ２０を構成する。これにより、ロックアップクラッチ９の係合時（スリップ制御時を含む）には、遠心振子式吸振装置１０とダイナミックダンパ２０との双方によりダンパ機構８全体の振動を良好に吸収することが可能となる。

ロックアップクラッチ９は、図示しない油圧制御装置からの油圧により動作するものであり、フロントカバー３とドライブ部材８１とを直結することによりダンパ機構８を介してフロントカバー３とダンパハブ７すなわち変速機の入力軸ＩＳとを連結するロックアップと、当該ロックアップの解除とを選択的に実行する。また、予め定められたスリップ制御実行条件が成立した際に、エンジンすなわちフロントカバー３と入力軸ＩＳすなわちダンパハブ７との回転速度差（実スリップ速度）が目標スリップ速度に一致するように（エンジン（クランクシャフト）とドライブ部材８１とに回転速度差を生じさせるように）ロックアップクラッチ９を制御するスリップ制御を実行することで、ロックアップクラッチ９を介した動力の伝達効率やエンジン（原動機）の燃費を向上させることができる。なお、スリップ制御実行条件は、例えば、ロックアップクラッチ９によるロックアップの実行時や、車両の加速中や減速中、変速機の変速中等に成立するものである。

ロックアップクラッチ９を構成する図示しないロックアップピストンは、例えばダンパハブ７により軸方向に移動自在かつ回転自在に支持される。また、ロックアップピストンの外周側かつフロントカバー３側の面には、環状の摩擦材が貼着され、上述のドライブ部材８１は、ロックアップピストンの例えば外周部に連結される。なお、発進装置１は、単板摩擦式のロックアップクラッチ９の代わりに、多板摩擦式のロックアップクラッチを含むものとして構成されてもよい。

遠心振子式吸振装置１０は、図２および図３に示すように、ダンパ機構８の回転要素であるドリブン部材８３に対して同軸に連結（固定）されて当該ドリブン部材８３と一体に回転する支持部材（フランジ）１１と、それぞれ重心が予め定められた揺動軌道１００（図４参照）に沿って移動するように支持部材１１により揺動自在に支持されると共に周方向に隣り合う複数（本実施形態では、４個）の質量体１２とを含む。また、遠心振子式吸振装置１０は、フロントカバー３とポンプインペラ４のポンプシェルとにより画成されて作動油を収容する流体伝動室２（液体室）の内部に配置される。そして、遠心振子式吸振装置１０は、支持部材１１（ドリブン部材８３）の回転に伴って、作動油で満たされた流体伝動室２の内部で複数の質量体１２が当該支持部材１１に対して同方向に揺動することで、ダンパ機構８のドリブン部材８３に対して当該ドリブン部材８３の振動とは逆方向の位相を有する振動を付与する。これにより、ロックアップクラッチ９からダンパハブ７（変速機）までの間で振動を遠心振子式吸振装置１０により吸収（減衰）することが可能となる。

本実施形態において、各質量体１２は、支持部材１１を介して発進装置１の軸方向に対向し合うと共に図示しないリベット等により互いに連結される２つの錘１２０と、２つのガイドローラ１５とを有する。各錘１２０は、図２に示すように、支持部材１１の軸方向からみて当該支持部材１１の外周に沿うように概ね円弧状に延びる金属板であり、左右対称の形状を有する。ガイドローラ１５は、図３に示すように、２つの小径ローラ１５１との大径ローラ１５２とを一体化したものである。小径ローラ１５１は、大径ローラ１５２の軸方向における両端面から互いに反対側に突出する。

また、支持部材１１には、１つの質量体１２に２つずつ（一対ずつ）対応するように複数の第１ガイド切欠部（第１ガイド部）１１ｇが形成されている。一対の第１ガイド切欠部１１ｇは、例えば、それぞれ支持部材１１の径方向外側に向けて凸となる曲線を軸線とする左右非対称あるいは左右対称の長穴として形成され、支持部材１１（ドリブン部材８３）の回転中心（軸心）ＲＣを含む質量体１２の揺動中心線（振幅の中心線）に関して対称に配置される。第１ガイド切欠部１１ｇ内には、対応するガイドローラ１５の大径ローラ１５２が転動自在に挿入され、各ガイドローラ１５の大径ローラ１５２は、対応する第１ガイド切欠部１１ｇの内周面（基本的に、径方向外側の内周面）上を転動する。

更に、質量体１２の各錘１２０には、２つ（一対）の第２ガイド切欠部（第２ガイド部）１２０ｇが形成されている。一対の第２ガイド切欠部１２０ｇは、例えば、支持部材１１の中心に向けて凸となる曲線を軸線とする左右非対称あるいは左右対称の長穴として形成され、質量体１２の揺動中心線に関して対称に配置される。第２ガイド切欠部１２０ｇ内には、対応するガイドローラ１５の小径ローラ１５１が転動自在に挿入され、各ガイドローラ１５の小径ローラ１５１は、対応する第２ガイド切欠部１２０ｇの内周面（基本的に、径方向内側の内周面）上を転動する。

これにより、遠心振子式吸振装置１０では、支持部材１１の回転に伴って第１および第２ガイド切欠部１１ｇ，１２０ｇによりガイドされる各質量体１２を振子支点の周りに回動させると共に揺動範囲内で振れるのに伴って当該質量体１２の重心の周りに回転させることができる。従って、遠心振子式吸振装置１０によれば、質量体１２の振子支点周りの揺動のみならず、質量体１２の重心周りの回転モーメントをも利用して支持部材１１に伝達される振動を減衰することが可能となる。なお、第１ガイド切欠部１１ｇは、１つの質量体１２に１つずつ対応するように支持部材１１に形成されてもよく、第２ガイド切欠部１２０ｇは、各錘１２０に１つずつ形成されてもよい。また、遠心振子式吸振装置は、支持部材１１として、１個の質量体を揺動自在に支持する２本のアーム部材を備えた、いわゆるバイファイラ（ｂｉｆｉｌａｒ）式の装置として構成されてもよい。

次に、図５を参照しながら、遠心振子式吸振装置１０の設計方法について説明する。

本発明者らは、上述のようなダンパ機構の回転要素（本実施形態では、ドリブン部材８３）に連結される遠心振子式吸振装置の吸振性能をより向上させるべく鋭意研究を行った。ここで、入力要素と出力要素とを含む複数の回転要素および入力要素と出力要素との間でトルクを伝達するトルク伝達弾性体を含むダンパ機構では、一般に、入力要素への入力トルクが増加していく際の出力トルク（出力要素から出力されるトルク）と、入力要素への入力トルクが減少していく際の出力トルクとの間に差すなわちヒステリシスを生じる。つまり、ダンパ機構の入力要素から出力要素へとトルクが伝達される際に出力要素から出力されるトルクは、主にトルク伝達弾性体と回転要素との間で発生する摩擦力に起因して、トルク伝達弾性体の剛性に応じて定まる本来の出力トルク（理論値）よりも大きくなる。また、入力要素への入力トルクの減少時（減荷時）に出力要素から出力されるトルクは、主にトルク伝達弾性体と回転要素との間で発生する摩擦力に起因して、ダンパ機構の剛性に応じて定まる本来の出力トルクよりも小さくなる。

本発明者らは、研究・解析の過程で、上述のようなダンパ機構におけるヒステリシスに着目するに至った。そして、本発明者らは、構造・諸元が異なるダンパ機構に対応すべく、ダンパ機構のヒステリシスを、入力要素への入力トルクが増加する状態でダンパ機構の捩れ角が所定角度になったときに出力要素から出力されるトルクと、入力要素への入力トルクが減少する状態でダンパ機構の捩れ角が上記所定角度になったときに出力要素から出力されるトルクとの差分（以下、「トルク差ΔＴ」という）により定量化することとし、トルク差ΔＴと遠心振子式吸振装置により減衰される振動の次数との相関を精査した。

具体的には、本発明者らは、遠心振子式吸振装置が連結された回転要素を含む諸元の異なる複数のダンパ機構ごとに上述のトルク差（ヒステリシス）ΔＴをシミュレーションにより求めると共に、当該複数のダンパ機構ごとに遠心振子式吸振装置により減衰される振動の次数をシミュレーションにより求めた。シミュレーションに際しては、トルク差ΔＴを導出する際のダンパ機構の捩れ角（所定角度）を、回転規制ストッパによって入力要素（ドライブ部材）と出力要素（ドリブン部材）との相対回転が規制される際の捩れ角よりも小さい角度とし、２ステージあるいは３ステージ式のダンパ機構については、複数のストッパの何れかにより最も剛性の低いトルク伝達弾性体の捩れが規制される際の入力トルクに対応した捩れ角（上記ダンパ機構８では、相対回転規制角度θｒｅｆに一致する。）よりも若干小さい角度とした。また、各ダンパ機構の遠心振子式吸振装置は、何れも４気筒エンジンから入力要素（ドライブ部材）に伝達される振動（次数ｑ＝２．０）を減衰するものとした。図５に、複数のダンパ機構のヒステリシスと、各ダンパ機構の遠心振子式吸振装置によって減衰される振動の次数との関係を示す。

図５に示すように、本発明者らの研究・解析により、上述のようなダンパ機構のヒステリシスに起因して、遠心振子式吸振装置によって本来減衰されるべき振動（エンジンからの振動）の次数と、当該遠心振子式吸振装置により実際に（良好に）減衰される振動の次数との間にズレを生じることが判明した。すなわち、ダンパ機構の何れかの回転要素に連結される遠心振子式吸振装置によって実際に減衰される振動の次数は、ダンパ機構のヒステリシスすなわちトルク差ΔＴが大きいほど、当該遠心振子式吸振装置によって本来減衰されるべき振動の次数（図５の例では、振動次数ｑ＝２．０）よりも小さくなる（低次側にズレていく）。従って、ダンパ機構のヒステリシスが大きいほど、遠心振子式吸振装置の質量体の振動次数をエンジン（駆動装置）からダンパ機構の入力要素（ドライブ部材）に伝達される振動の次数（３気筒エンジンの場合、ｑ＝１．５、４気筒エンジンの場合、ｑ＝２．０）よりも大きくすれば、ダンパ機構と共に発進装置を構成する遠心振子式吸振装置の吸振性能を極めて良好に向上させることが可能となる。

上述のような研究・解析結果を踏まえて、発進装置１の遠心振子式吸振装置１０では、ダンパ機構のヒステリシスを考慮して質量体１２の振動次数が定められる。質量体１２の振動次数の設定に際しては、まず、ダンパ機構８における上述のトルク差ΔＴの値（例えば、図５におけるΔＴ＝Ｔａ）が求められる。また、図５に示すようなダンパ機構のヒステリシスと遠心振子式吸振装置によって減衰される振動の次数との関係に基づいて、トルク差ΔＴ（＝Ｔａ）に応じた振動次数のズレ量が定められる。当該ズレ量は、エンジンからドライブ部材８１に伝達される振動の次数、つまりエンジンで発生する減衰すべき振動の次数ｑ_tagから、トルク差ΔＴ＝Ｔｔとなるダンパ機構８の遠心振子式吸振装置１０により実際に（良好に）減衰される振動の次数（解析値：図５における“ｑ_a”）を差し引くことにより得られる。更に、エンジンで発生する減衰すべき振動の次数ｑ_tagとトルク差ΔＴに応じた上記ズレ量に一致、若しくはそれに基づいて設定される補正量Δｑとの和（エンジンからドライブ部材８１に伝達される振動の次数よりも大きい値）が質量体１２（遠心振子式吸振装置１０）の振動次数の設計上の目標値である有効次数ｑ_effとして設定される。

図５からわかるように、補正量Δｑは、基本的に、ダンパ機構のヒステリシスすなわちトルク差ΔＴが大きいほど大きくなる。また、同図からわかるように、ヒステリシスを示すトルク差ΔＴが実験・解析を経て定められる閾値（例えば、ΔＴ＝５０Ｎｍ程度の値）未満である場合には、補正量Δｑをゼロとしてよく、トルク差ΔＴが当該閾値以上である場合には、補正量Δｑをトルク差ΔＴ（ヒステリシス）に応じた値に定めるとよい。本発明者らの研究・解析によれば、トルク差ΔＴが上記閾値を上回っている場合には、補正量Δｑをトルク差ΔＴ（ヒステリシス）に応じてエンジンで発生する減衰すべき振動の次数ｑ_tagの１．０％以下（かつΔｑ＞０）の値とすれば、実用上良好な結果が得られることが判明している。また、ヒステリシスが大きいダンパ機構（例えば、トルク差ΔＴ＞１５０Ｎｍとなるダンパ機構）では、補正量Δｑをトルク差ΔＴ（ヒステリシス）に応じてエンジンで発生する減衰すべき振動の次数ｑ_tagの２．５％以下（かつΔｑ＞０）の値としてもよいことが判明している。

そして、設定された有効次数ｑ_effに応じて質量体１２の重心が辿る揺動軌道１００（図４参照）が定められ、支持部材１１の第１ガイド切欠部１１ｇと質量体１２（錘１２０）の第２ガイド切欠部１２０ｇとの形状が揺動軌道１００に基づいて定められる。揺動軌道１００は、円弧や、エピサイクロイド、エピトロコイドあるいはサイクロイドといったトロコイド曲線により形成されるとよく、これら複数の曲線を組み合わせたものにより形成されてもよい。また、質量体１２が揺動範囲内で振れるのに伴って当該質量体１２を重心の周りに回転させない場合、第１ガイド切欠部１１ｇと第２ガイド切欠部１２０ｇとは、揺動軌道１００の相似曲線を軸線とする長穴とされればよい。

上述のように、遠心振子式吸振装置１０は、エンジンで発生する減衰すべき振動の次数ｑ_tagよりも、少なくともダンパ機構８のヒステリシス（トルク差ΔＴ）に関連した補正量Δｑだけ大きい有効次数ｑ_effを有するように設計される。これにより、第１および第２コイルスプリングＳＰ１，ＳＰ２としてアークコイルスプリングを採用することで、第１コイルスプリングＳＰ１とドライブ部材８１および中間部材８２と接触面積や、第２コイルスプリングＳＰ２と中間部材８２およびドリブン部材８３との接触面積が増加する分だけダンパ機構８のヒステリシスが大きくなったとしても、ドリブン部材８３に連結される遠心振子式吸振装置１０の吸振性能を良好に確保することができる。従って、発進装置１では、ダンパ機構８の低剛性化を図りつつ、遠心振子式吸振装置１０によりエンジンからの振動を遠心振子式吸振装置１０により良好に吸収（減衰）することが可能となる。

なお、上述の発進装置１は、いわゆる湿式の発進装置として構成されるが、本発明による発進装置は、ポンプインペラ、タービンランナ、ステータ等を含む流体伝動装置が省略された、いわゆる乾式の発進装置として構成されてもよい。更に、発進装置１のダイナミックダンパ２０は、専用の質量体を有するように構成されてもよく、ダンパ機構８の中間部材８２（中間要素）やドライブ部材８１（入力要素）に連結されてもよく、発進装置１から省略されてもよい。また、遠心振子式吸振装置１０が連結される回転要素は、ダンパ機構のドリブン部材８３（出力要素）に限られず、ダンパ機構の中間部材８２やドライブ部材８１（入力要素）であってもよい。更に、発進装置１に含まれるダンパ機構は、例えば径方向に離間して配置される複数のスプリング（弾性体）が並列に作用するように構成された並列式ダンパ機構であってもよく、複数の中間要素を有するものであってもよい。

以上説明したように、本発明による遠心振子式吸振装置は、駆動装置に連結される入力要素と変速機に連結される出力要素とを含む複数の回転要素および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トルク伝達弾性体を含むダンパ機構と共に発進装置を構成する遠心振子式吸振装置において、前記ダンパ機構の前記回転要素の何れかと一体に回転する支持部材と、前記支持部材により揺動自在に支持される質量体とを備え、前記駆動装置で発生する減衰すべき振動の次数よりも、少なくとも前記ダンパ機構のヒステリシスに関連した補正量だけ大きい有効次数を有するように設計されることを特徴とする。

一般に、入力要素と出力要素とを含む複数の回転要素および入力要素と出力要素との間でトルクを伝達するトルク伝達弾性体を含むダンパ機構では、主にトルク伝達弾性体と回転要素との間で発生する摩擦力に起因して、入力要素への入力トルクが増加していく際の出力トルクと、入力要素への入力トルクが減少していく際の出力トルクとの差すなわちヒステリシスを生じる。そして、本発明者らがダンパ機構と共に発進装置を構成する遠心振子式吸振装置について鋭意研究を行った結果、上述のようなダンパ機構のヒステリシスに起因して、ダンパ機構の何れかの回転要素に連結される遠心振子式吸振装置によって本来減衰されるべき振動が良好に減衰されなくなること、すなわち遠心振子式吸振装置によって本来減衰されるべき振動の次数と、当該遠心振子式吸振装置により実際に減衰される振動の次数との間にズレを生じることが判明した。これを踏まえて、この遠心振子式吸振装置は、駆動装置で発生する減衰すべき振動の次数よりも、少なくともダンパ機構のヒステリシスに関連した補正量だけ大きい有効次数を有するように設計される。これにより、ダンパ機構と共に発進装置を構成する遠心振子式吸振装置の吸振性能をより向上させることが可能となる。

また、前記補正量は、前記ダンパ機構のヒステリシスが大きいほど大きくなるように定められてもよい。すなわち、本発明者らの研究・解析の結果、ダンパ機構の何れかの回転要素に連結される遠心振子式吸振装置によって実際に減衰される振動の次数は、ダンパ機構のヒステリシスが大きいほど、当該遠心振子式吸振装置によって本来減衰されるべき振動の次数よりも小さくなることが判明した。従って、ダンパ機構のヒステリシスが大きいほど上記補正量を大きくして、遠心振子式吸振装置の有効次数をダンパ機構のヒステリシスが大きいほど駆動装置からダンパ機構の入力要素に伝達される振動の次数よりも大きくすれば、ダンパ機構と共に発進装置を構成する遠心振子式吸振装置の吸振性能を極めて良好に向上させることが可能となる。

更に、前記ダンパ機構の前記ヒステリシスは、前記入力要素への入力トルクが増加する状態で前記ダンパ機構の捩れ角が所定角度になったときに前記出力要素から出力されるトルクと、前記入力要素への入力トルクが減少する状態で前記ダンパ機構の捩れ角が前記所定角度になったときに前記出力要素から出力されるトルクとのトルク差により定量化されてもよく、前記補正量は、前記トルク差が大きいほど大きくなるように定められてもよい。これにより、構造・諸元が異なるダンパ機構のヒステリシスを適正に定量化した上で、遠心振子式吸振装置の有効次数を当該ヒステリシスに応じてより適正に定めることが可能となる。

また、前記ダンパ機構は、該ダンパ機構の捩れ角が予め定められた相対回転規制角度未満であるときに前記複数の回転要素のすべての相対回転を許容すると共に、前記捩れ角が前記相対回転規制角度に達すると前記複数の回転要素のうちの少なくとも２つの回転要素間の相対回転を規制するストッパ機構を含んでもよく、前記所定角度は、前記相対回転規制角度よりも小さく定められてもよい。

更に、前記補正量は、前記ヒステリシスが前記閾値以上である場合に、該ヒステリシスに応じた値に定められてもよい。この場合、前記補正量は、前記ヒステリシスに応じて、ゼロよりも大きく、かつ前記駆動装置で発生する減衰すべき振動の次数の２．５％以下の値に設定されてもよく、前記ヒステリシスに応じて、ゼロよりも大きく、かつ前記駆動装置で発生する減衰すべき振動の次数の１．０％以下の値に設定されてもよい。

本発明による遠心振子式吸振装置の設計方法は、駆動装置に連結される入力要素と変速機に連結される出力要素とを含む複数の回転要素および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トルク伝達弾性体を含むダンパ機構の前記回転要素の何れかと一体に回転する支持部材と、前記支持部材により揺動自在に支持される質量体とを備えた遠心振子式吸振装置の設計方法であって、
前記駆動装置で発生する減衰すべき振動の次数よりも、少なくとも前記ダンパ機構のヒステリシスに関連した補正量だけ大きい有効次数を有するように前記遠心振子式吸振装置を設計することを特徴とする。

この方法のように、ダンパ機構のヒステリシスを考慮して遠心振子式吸振装置の有効次数を定めれば、ダンパ機構と共に発進装置を構成する遠心振子式吸振装置の吸振性能をより向上させることが可能となる。

そして、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明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。

本発明は、遠心振子式吸振装置の製造産業において利用可能である。

Claims

駆動装置に連結される入力要素と変速機に連結される出力要素とを含む複数の回転要素および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トルク伝達弾性体を含むダンパ機構と共に発進装置を構成する遠心振子式吸振装置において、
前記ダンパ機構の前記回転要素の何れかと一体に回転する支持部材と、
前記支持部材により揺動自在に支持される質量体とを備え、
前記遠心振子式吸振装置は、前記駆動装置で発生する減衰すべき振動の次数よりも、少なくとも前記ダンパ機構のヒステリシスに関連した補正量だけ大きい有効次数を有するように設計されていることを特徴とする遠心振子式吸振装置。
請求項１に記載の遠心振子式吸振装置において、
前記補正量は、前記ダンパ機構のヒステリシスが大きいほど大きくなるように定められることを特徴とする遠心振子式吸振装置。
請求項１または２に記載の遠心振子式吸振装置において、
前記ダンパ機構の前記ヒステリシスは、前記入力要素への入力トルクが増加する状態で前記ダンパ機構の捩れ角が所定角度になったときに前記出力要素から出力されるトルクと、前記入力要素への入力トルクが減少する状態で前記ダンパ機構の捩れ角が前記所定角度になったときに前記出力要素から出力されるトルクとのトルク差により定量化され、
前記補正量は、前記トルク差が大きいほど大きくなるように定められることを特徴とする遠心振子式吸振装置。
請求項３に記載の遠心振子式吸振装置において、
前記ダンパ機構は、該ダンパ機構の捩れ角が予め定められた相対回転規制角度未満であるときに前記複数の回転要素のすべての相対回転を許容すると共に、前記捩れ角が前記相対回転規制角度に達すると前記複数の回転要素のうちの少なくとも２つの回転要素間の相対回転を規制するストッパ機構を含み、
前記所定角度は、前記相対回転規制角度よりも小さく定められることを特徴とする遠心振子式吸振装置。
請求項１から４の何れか一項に記載の遠心振子式吸振装置において、
前記補正量は、前記ヒステリシスが前記閾値以上である場合に、該ヒステリシスに応じた値に定められることを特徴とする遠心振子式吸振装置。
請求項５に記載の遠心振子式吸振装置において、
前記補正量は、前記ヒステリシスに応じて、ゼロよりも大きく、かつ前記駆動装置で発生する減衰すべき振動の次数の２．５％以下の値に設定されることを特徴とする遠心振子式吸振装置。
請求項５に記載の遠心振子式吸振装置において、
前記補正量は、前記ヒステリシスに応じて、ゼロよりも大きく、かつ前記駆動装置で発生する減衰すべき振動の次数の１．０％以下の値に設定されることを特徴とする遠心振子式吸振装置。
駆動装置に連結される入力要素と変速機に連結される出力要素とを含む複数の回転要素および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トルク伝達弾性体を含むダンパ機構の前記回転要素の何れかと一体に回転する支持部材と、前記支持部材により揺動自在に支持される質量体とを備えた遠心振子式吸振装置の設計方法であって、
前記駆動装置で発生する減衰すべき振動の次数よりも、少なくとも前記ダンパ機構のヒステリシスに関連した補正量だけ大きい有効次数を有するように前記遠心振子式吸振装置を設計することを特徴とする遠心振子式吸振装置の設計方法。