JP2015152159A - ダイナミックダンパ及び動力伝達軸の回転変動抑制装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明のダイナミックダンパを遠心振り子式の吸振器に応用した場合、遠心振り子となるフリーな回転要素の回転のため遊星歯車機構の回転要素の一つを固定する必要がないため、遊星歯車機構の付近に固定部が必要なく、設置場所の自由度を高めることができる。
IC:キャリアの慣性モーメント
IS:サンギヤの慣性モーメント
IP:プラネタリギヤ(自転)の慣性モーメント
IP’:プラネタリギヤ(公転)の慣性モーメント
IR:リングギヤの慣性モーメント
I0:従来のダイナミックダンパ慣性モーメント
I1:エンジン+入力部の慣性モーメント
I2:ダイナミックダンパ部材(図5の符号102にて表す)の慣性モーメント
I3:変速機(図5の符号104にて表す)の慣性モーメント
K0:従来のダイナミックダンパのねじり剛性
KC:第1の弾性体(スプリング30)のねじり剛性
K1:第2の弾性体(スプリング28)のねじり剛性
K2:第3の弾性体(スプリング32)のねじり剛性
K3:車両ドライブシャフトのねじり剛性
NS:サンギヤ回転数
NP:プラネタリギヤ回転数
NR:リングギヤ回転数
NC:キャリア回転数
ZR:リングギヤ歯数
ZC:キャリア歯数
ZS:サンギヤ歯数
ZP:プラネタリギヤ歯数
T1:入力部材のトルク変動
θ0:従来のダイナミックダンパの回転変位
θ1:エンジン+入力部の回転変位
θ2:ダイナミックダンパ部材の回転変位
θ3:変速機の回転変位
θC:キャリアの回転変位
θS:サンギヤの回転変位
θP:プラネタリギヤの回転変位
C0−C3, CC:夫々の弾性体の減衰係数
を夫々表す。
NS=(ZS+ZR)/ZS NP=(ZR−ZP)/ZP
の関係が成立し、図1の構成の運動方程式は、弾性体の減衰係数C0−C3, CCを無視すると、以下のようになる。
I1×(d2θ1/dt2)+K1×θ1=T1×sin(ωt) (1)
(I2+IR)(d2θ2/dt2)+K1(θ2−θ1)+K2(θ2−θ3)+KC (θ2−θC)=0 (2)
(IC+IP’+(((ZS+ZR)/ZS)2×IS+((ZR−ZP)/ZP)2×IP))×(d2θC/dt2)
+KC(θC−θ2)=0 (3)
I3×(d2θ3/dt2)+K2(θ3−θ2)+K3θ3=0 (4)
(IC+IP'+×IS)×(d2θC/dt2)+KC (θC−θ2)=0 (3')
に置き換えられるが、数値計算を実行したときの周波数特性を図6のラインBにて示し、本発明実施形態における遊星増速によるトルク変動抑制効果が分かる。また、ラインCはダイナミックダンパを完全に取り去ったときの特性を示す。ラインB及びCのいずれでも許容のトルク変動の伝達率の上限ラインLFに対する下限周波数はLF´まで上がってしまうことが分かる。
NR+NS×(ZS/ZR)−NC×((ZR+ZS)/ZR)=0 (5)
の関係式が成立する。本発明実施形態にあっては、動力伝達軸に取り付けられたリングギヤ40に対して、リングギヤ40−キャリア42間に取り付けられたねじり剛性KC(第2のスプリング30)を介してサンギヤ36、プラネタリギヤ38の公転を含むキャリア42、プラネタリギヤ38の自転及び公転の各々の慣性モーメントIS,IC,IP,IP’が図7に模式的に示すように動力伝達軸110に対し作用する。角度にて表した弾性体(第2のスプリング30)の歪量(リングギヤ40に対するキャリア42との相対回転)θCを基準として、遊星歯車の各要素間の回転数関係式(1)より、動力伝達軸に取り付けれらたリングギヤ40の回転数に対するそれぞれの要素の相対回転関係を求めるため、NR=0、NC=1とすると、サンギヤ36の回転数は、
NS=(ZS+ZR)/ZS
と求めることができ、また、プラネタリギヤ38の回転数は、
NP=(ZR−ZP)/ZP
と求めることができる。また、図7にて示すように速度直線上(実線)にサンギヤ36、プラネタリギヤ38、リングギヤ40、キャリア42が図示のように位置され、回転の基準となるキャリア(回転数:0)を中心として破線にて示すようなキャリア42との相対回転角度θCに対するサンギヤ36の相対回転角度はθSにて、またプラネタリギヤ38の相対回転角度はθPに表される。図7には基準となるリングギヤ40に対する増速比がリングギヤ42からのアーム長として表現されている。このアーム長は各要素の速度線図ともなっており、リングギヤ40の増速比1に対しプラネタリギヤ38は減速となっているがサンギヤ36は増速となっていることが直ぐに分かる。
TC=1×IC×(d2θC/dt2) (6)
そして、プラネタリギヤの公転による慣性力(トルク)は
TP'=IP’×(d2θC/dt2) (7)
サンギヤの慣性モーメントによる慣性力(トルク)は
TS=((ZS+ZR)/ZS)×IS×(d2θS/dt2)
d2θS/dt2=((ZS+ZR)/ZS)×(d2θC/dt2)なので
TS=((ZS+ZR)/ZS)2×IC×(d2θC/dt2) (8)
プラネタリギヤの慣性モーメントによる慣性力(トルク)は
TP=((ZR−ZP)/ZP)×IP×(d2θP/dt2)
d2θP/dt2=((ZR−ZP)/ZP)×(d2θC/dt2)なので
TP=((ZR−ZP)/ZP)2×IP×(d2θC/dt2) (9)
TC+TP'+TS+TP
=(IC+IP'+((ZS+ZR)/ZS)2×IS+((ZR−ZP)/ZP)2×IP)×(d2θC/dt2) (10)
となり、これが(3)式における遊星増速による慣性力増加項となる。
図11の実施形態は図10と同様に動力伝達軸110をキャリア42に取り付けているが、弾性体KC(第1のスプリング30)はリングギヤ40とサンギヤ36間に配置した点が相違である。
12…ポンプライナ
14…タービン羽根
16…ステータ
18…ロックアップピストン
20…ダイナミックダンパ
22…ハブ
26…摩擦材
28…弾性体(第2のスプリング)
30…弾性体(第1のスプリング)
32…弾性体(第3のスプリング)
34…遊星歯車機構
36…サンギヤ
38…プラネタリギヤ
40…リングギヤ
42…キャリア
44…スプリング係合板
48…スプリング係合板
50…スプリング係合板
60…ダイナミックダンパ支持板
Claims (4)
- 遊星歯車機構を備えたダイナミックダンパであって、遊星歯車機構の一つの回転要素を動力伝達軸にその回転駆動力を受けるように連結し、遊星歯車機構の回転要素間を回転方向にかつ回転動力伝達系における入力側から出力側に対する動力伝達に直接的には関与しないように弾性体にて連結し、回転動力伝達系の回転数に対して増速されたフリーな回転要素の回転を得るようにし、このフリーな回転要素の回転による増大された慣性質量を得るようにしたことを特徴とするダイナミックダンパ。
- 請求項1に記載のダイナミックダンパを具備し、ロックアップ装置を備えたトルクコンバータにおけるロックアップ時の動力伝達軸の回転変動を前記ダイナミックダンパにより抑制する装置であって、ダイナミックダンパはトルクコンバータ内部に配置され、ロックアップ装置がロックアップ時にトルクコンバータ内の対向面に摩擦材を介して係合されるロックアップピストンを備え、かつダイナミックダンパにおける前記弾性体(以下第1の弾性体)に加えて第2の弾性体を具備し、第2の弾性体はロックアップピストン側の回転部材とダイナミックダンパにおける遊星歯車機構の前記一つの回転要素側の回転部材との間を回転方向に連結する回転変動抑制装置。
- 請求項2に記載の発明において、ダイナミックダンパの一つの回転要素側の回転部材と変速機側の回転部材との間に回転方向に配設された第3の弾性体を更に具備した回転変動抑制装置。
- 請求項1に記載のダイナミックダンパを具備し、内燃機関の動力伝達軸の回転変動を抑制する遠心振り子式の回転変動抑制装置であって、ダイナミックダンパにおける遊星歯車機構の前記第1の回転要素側の回転部材が動力伝達軸に固定され、遊星歯車機構のフリーな回転要素側に遠心振り子を構成するようにした回転変動抑制装置。
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