JP2015215005A - Twisting damper device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のねじりダンパ装置に関する。 The present invention relates to a torsion damper device for a vehicle.
特許文献１には、プロペラシャフトのねじり振動を抑制するために、デフフランジの段部に、環状質量体と弾性連結体とスリーブとから構成したダイナミックダンパを圧入して装着した回転振動防止装置が記載されている。 Patent Document 1 describes a rotational vibration preventing apparatus in which a dynamic damper composed of an annular mass body, an elastic coupling body, and a sleeve is press-fitted into a step portion of a differential flange to suppress torsional vibration of a propeller shaft. Has been.
特許文献２には、クランクシャフトの先端に装着されたゴムトーショナルダンパにおいて、慣性リングにクラッチを介して付加マスを取り付けたクランクダンパ装置が記載されている。エンジンの回転数に応じてクラッチを作動させることによって、付加マスが慣性リングに接着及び脱離して慣性マスが増減し、クランクシャフトの固有振動数が変更されて、エンジン回転中の捩り振動が軽減される。
車両の駆動系（エンジンからトランスミッション及びプロペラシャフトを介してドライブシャフトまで）の部品は、動力を伝達する回転体によって主に構成され、回転体のねじりバネ特性と慣性モーメントとにより、特定の周波数（ねじり共振周波数）でねじり共振が発生する。ねじり共振によるねじり振動の増大は、トランスミッションギヤの歯打ち騒音や車室内の騒音の発生を招く。 The components of the vehicle drive system (from the engine to the drive shaft via the transmission and propeller shaft) are mainly composed of a rotating body that transmits power, and the specific frequency (by the torsion spring characteristics and moment of inertia of the rotating body) Torsional resonance occurs at the torsional resonance frequency). An increase in torsional vibration due to torsional resonance causes gear rattling noise and noise in the passenger compartment.
このような振動の発生は、特許文献１の装置において、ダイナミックダンパの共振周波数を駆動系のねじり共振周波数に合わせるようにダイナミックダンパの諸元（環状質量体の質量や弾性連結体の弾性係数等）を設定することによって抑制可能である。 Such vibration is generated in the apparatus of Patent Document 1 by changing the dynamic damper's specifications (the mass of the annular mass body, the elastic coefficient of the elastic coupling body, etc.) so that the resonance frequency of the dynamic damper matches the torsional resonance frequency of the drive system. ) Can be suppressed.
しかし、駆動系のねじり共振周波数は、トランスミッション（変速機）のギヤ位置によって変化する。これに対し、特許文献１の装置では、１つの環状質量体がプロペラシャフトに対して固定的に設けられているため、ねじり振動が抑制されるギヤ位置は１箇所に限定され、他のギヤ位置でのねじり振動を抑制することはできない。 However, the torsional resonance frequency of the drive system varies depending on the gear position of the transmission (transmission). On the other hand, in the apparatus of Patent Document 1, since one annular mass body is fixedly provided with respect to the propeller shaft, the gear position where torsional vibration is suppressed is limited to one place, and other gear positions are The torsional vibration cannot be suppressed.
また、特許文献２の装置では、慣性リングに１つの付加マスをクラッチによって着脱して慣性マスを増減する。このため、特許文献２の付加マス及びクラッチを特許文献１に適用することによって、慣性マスの質量を２段階に変更することが可能となるが、ねじり振動が抑制されるギヤ位置は２箇所に限定され、３箇所のギヤ位置においてねじり振動を抑制することはできない。
Moreover, in the apparatus of
そこで本発明は、３つの異なるねじり共振周波数に対してねじり振動を的確に抑制することが可能な車両のねじりダンパ装置の提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a torsion damper device for a vehicle capable of accurately suppressing torsional vibration with respect to three different torsional resonance frequencies.
上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様は、回転軸のねじり振動を低減する車両のねじりダンパ装置であって、環状の質量体と、第１及び第２の電力受入部と、第１及び第２の環状の付加マスと、第１及び第２の連結部と、第１及び第２の磁性粉体と、第１及び第２の電磁コイルと、第１及び第２の電力送出部とを備える。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a torsional damper device for a vehicle that reduces torsional vibration of a rotating shaft, comprising an annular mass, first and second power receiving units, First and second annular additional masses, first and second connecting portions, first and second magnetic powders, first and second electromagnetic coils, and first and second electric power And a sending unit.
質量体は、磁性材によって形成され、回転軸の外周に弾性体を介して固定される。第１及び第２の電力受入部は、質量体の外周面にそれぞれ設けられる。第１の付加マスは、回転軸に支持され、質量体の一方の側面に対向して配置される。第２の付加マスは、回転軸に支持され、質量体の他方の側面に対向して配置される。 The mass body is formed of a magnetic material, and is fixed to the outer periphery of the rotating shaft via an elastic body. The first and second power receiving portions are respectively provided on the outer peripheral surface of the mass body. The first additional mass is supported by the rotation shaft and is disposed to face one side surface of the mass body. The second additional mass is supported by the rotation shaft and is disposed to face the other side surface of the mass body.
第１の連結部は、磁性材によって形成されて第１の付加マスから一体的に突出し、質量体の内部へ進入して質量体との間に第１の環状空隙を形成する。第２の連結部は、磁性材によって形成されて第２の付加マスから一体的に突出し、質量体の内部へ進入して質量体との間に第２の環状空隙を形成する。第１の磁性粉体は第１の環状空隙に封入され、第２の磁性粉体は第２の環状空隙に封入される。第１の電磁コイルは、第１の環状空隙の近傍で質量体の内部に配置され、第１の電力受入部に接続される。第２の電磁コイルは、第２の環状空隙の近傍で質量体の内部に配置され、第２の電力受入部に接続される。 The first connecting portion is formed of a magnetic material, protrudes integrally from the first additional mass, enters the inside of the mass body, and forms a first annular gap with the mass body. The second connecting portion is formed of a magnetic material and integrally protrudes from the second additional mass, enters the inside of the mass body, and forms a second annular gap with the mass body. The first magnetic powder is enclosed in the first annular gap, and the second magnetic powder is enclosed in the second annular gap. The first electromagnetic coil is disposed in the mass body in the vicinity of the first annular gap, and is connected to the first power receiving unit. The second electromagnetic coil is disposed in the mass body in the vicinity of the second annular gap, and is connected to the second power receiving unit.
第１の電力送出部は、車体側に固定されて第１の電力受入部と対向し、回転軸と共に回転する第１の電力受入部に対して電力を供給する電力供給状態と供給しない供給停止状態とに選択的に設定される。第２の電力送出部は、車体側に固定されて第２の電力受入部と対向し、回転軸と共に回転する第２の電力受入部に対して電力を供給する電力供給状態と供給しない供給停止状態とに選択的に設定される。 The first power delivery unit is fixed to the vehicle body side and faces the first power reception unit, and a power supply state for supplying power to the first power reception unit that rotates together with the rotating shaft and a supply stop for not supplying the power Selectively set to state. The second power transmission unit is fixed to the vehicle body side, faces the second power reception unit, and supplies power to the second power reception unit that rotates together with the rotating shaft. Selectively set to state.
第１の電力送出部から第１の電力受入部に対して電力が供給されると、第１の電磁コイルが通電して励磁され、第１の環状空隙を磁束が貫流し、第１の磁性粉体が磁束に沿って鎖状に連結して、第１の連結部が質量体に結合される。第２の電力送出部から第２の電力受入部に対して電力が供給されると、第２の電磁コイルが通電して励磁され、第２の環状空隙を磁束が貫流し、第２の磁性粉体が磁束に沿って鎖状に連結して、第２の連結部が質量体に結合される。 When electric power is supplied from the first electric power sending unit to the first electric power receiving unit, the first electromagnetic coil is energized and excited, the magnetic flux flows through the first annular gap, and the first magnetic The powder is connected in a chain along the magnetic flux, and the first connecting portion is connected to the mass body. When electric power is supplied from the second electric power sending unit to the second electric power receiving unit, the second electromagnetic coil is energized and excited, the magnetic flux flows through the second annular gap, and the second magnetic The powder is connected in a chain along the magnetic flux, and the second connecting portion is connected to the mass body.
なお、第１及び第２の電力送出部は、第１及び第２の電力受入部から離間した非接触状態で第１及び第２の電力受入部に対して電力を供給してもよく、第１及び第２の電力受入部に接した接触状態で第１及び第２の電力受入部に対して電力を供給してもよい。 The first and second power transmission units may supply power to the first and second power receiving units in a non-contact state spaced apart from the first and second power receiving units. Electric power may be supplied to the first and second power receiving units in contact with the first and second power receiving units.
上記構成では、第１及び第２の電力送出部の双方が供給停止状態に設定されている場合、第１及び第２の連結部は何れも質量体に結合せず、質量体が単独で回転する。第１の電力送出部が電力供給状態に設定されると、第１の電力送出部から第１の電力受入部に対して電力が供給され、第１の磁性粉体によって第１の連結部が質量体に結合し、第１の付加マスが質量体と一体的に回転する。さらに、第２の電力送出部が電力供給状態に設定されると、第２の電力送出部から第２の電力受入部に対して電力が供給され、第２の磁性粉体によって第２の連結部が質量体に結合し、第２の付加マスが質量体と一体的に回転する。質量体が単独で回転する場合と、質量体と第１の付加マスとが一体的に回転する場合と、質量体と第１及び第２の付加マスが一体的に回転する場合とでは、ねじりダンパ装置の慣性マスの質量（弾性体が支持する全体の質量）が相違する。このため、３つの異なるねじり共振周波数に対してねじり振動を的確に抑制することが可能となる。 In the above configuration, when both the first and second power transmission units are set to the supply stop state, neither the first nor the second coupling unit is coupled to the mass body, and the mass body rotates independently. To do. When the first power delivery unit is set to the power supply state, power is supplied from the first power delivery unit to the first power receiving unit, and the first magnetic powder causes the first coupling unit to It couple | bonds with a mass body and a 1st additional mass rotates integrally with a mass body. Furthermore, when the second power delivery unit is set to the power supply state, power is supplied from the second power delivery unit to the second power receiving unit, and the second connection is performed by the second magnetic powder. The part is coupled to the mass body, and the second additional mass rotates integrally with the mass body. When the mass body rotates independently, when the mass body and the first additional mass rotate integrally, and when the mass body and the first and second additional masses rotate integrally, the torsion The mass of the inertial mass of the damper device (the total mass supported by the elastic body) is different. For this reason, it is possible to accurately suppress torsional vibration with respect to three different torsional resonance frequencies.
また、質量体と第１及び第２の連結部とを磁性粉体によって結合するので、結合時の衝撃や異音の発生を防止することができる。 Moreover, since the mass body and the first and second connecting portions are coupled by the magnetic powder, it is possible to prevent the occurrence of impact and abnormal noise during the coupling.
本発明の第２の態様は、第１の態様のねじりダンパ装置であって、ギヤ位置検出手段と、給電制御手段とを備える。回転軸は、変速機の出力軸に連結され、ギヤ位置検出手段は、変速機のギヤ位置を検出する。給電制御手段は、ギヤ位置検出手段が検出したギヤ位置に応じて、第１及び第２の電力送出部を電力供給状態又は供給停止状態の何れかにそれぞれ設定する。 A second aspect of the present invention is the torsional damper device according to the first aspect, comprising gear position detection means and power supply control means. The rotating shaft is connected to the output shaft of the transmission, and the gear position detecting means detects the gear position of the transmission. The power supply control unit sets the first and second power transmission units to either the power supply state or the supply stop state, respectively, according to the gear position detected by the gear position detection unit.
なお、変速機のギヤ位置は３箇所以上である。また、車両の駆動系（エンジンからトランスミッション（変速機）及びプロペラシャフト（回転軸）を介してドライブシャフトまで）の共振周波数は、変速機のギヤ位置によって変化する。 Note that there are three or more gear positions of the transmission. The resonance frequency of the vehicle drive system (from the engine to the drive shaft via the transmission (transmission) and propeller shaft (rotary shaft)) varies depending on the gear position of the transmission.
上記構成では、変速機の異なる３箇所のギヤ位置（特定ギヤ位置）に対応する駆動系の３つのねじり共振周波数にねじりダンパ装置の３つのねじり共振周波数をそれぞれ合わせるように、ねじりダンパ装置の３段階の慣性マスの質量（質量体と第１及び第２の付加マスの各質量）と弾性体の剛性（弾性係数）とを設定する。給電制御手段は、変速機のギヤ位置が上記３箇所の特定ギヤ位置の１つである場合にねじりダンパ装置の慣性マスの質量がその特定ギヤ位置に対応する質量に設定されるように、ギヤ位置検出手段が検出したギヤ位置に応じて、第１及び第２の電力送出部を電力供給状態又は供給停止状態の何れかにそれぞれ設定する。これにより、異なる３箇所の特定ギヤ位置においてねじり振動を的確に抑制することができる。
In the above configuration, the
本発明の第３の態様は、第２の態様のねじりダンパ装置であって、変速機のギヤ位置は、低ギヤ段と、低ギヤ段よりも変速比が小さい中間ギヤ段と、中間ギヤ段よりも変速比が小さい高ギヤ段とを含む。ギヤ位置検出手段が検出したギヤ位置が低ギヤ段である場合、給電制御手段は、第１及び第２の電力送出部の双方を供給停止状態に設定する。ギヤ位置検出手段が検出したギヤ位置が中間ギヤ段である場合、給電制御手段は、第１の電力送出部を電力供給状態に、第２の電力送出部を電力停止状態にそれぞれ設定する。ギヤ位置検出手段が検出したギヤ位置が高ギヤ段である場合、給電制御手段は、第１及び第２の電力送出部の双方を電力供給状態に設定する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a torsional damper device according to the second aspect, wherein a gear position of the transmission includes a low gear stage, an intermediate gear stage having a smaller gear ratio than the low gear stage, and an intermediate gear stage. And a high gear stage having a smaller gear ratio. When the gear position detected by the gear position detection unit is the low gear stage, the power supply control unit sets both the first and second power transmission units to the supply stop state. When the gear position detected by the gear position detection means is the intermediate gear stage, the power supply control means sets the first power transmission unit to the power supply state and the second power transmission unit to the power stop state. When the gear position detected by the gear position detection means is the high gear stage, the power supply control means sets both the first and second power transmission units to the power supply state.
なお、駆動系の共振周波数は、変速機の変速比が小さくなる（ギヤ段が高くなる）ほど低下する傾向を示す。また、駆動系のねじり共振周波数にねじりダンパ装置のねじり共振周波数を合わせるように、ねじりダンパ装置の弾性体を変えずに慣性マスの質量を変更する場合、変速比が小さくなるほど慣性マスの質量を増大させる。 The resonance frequency of the drive system tends to decrease as the gear ratio of the transmission decreases (the gear stage increases). In addition, when changing the mass of the inertial mass without changing the elastic body of the torsional damper device so that the torsional resonance frequency of the torsional damper device matches the torsional resonance frequency of the drive system, the mass of the inertial mass becomes smaller as the gear ratio becomes smaller. Increase.
上記構成では、例えば、低ギヤ段に対応する駆動系のねじり共振周波数にねじりダンパ装置のねじり共振周波数を合わせるように、質量体の形状及び質量と弾性体の剛性（弾性係数）とを設定し、中間ギヤ段に対応する駆動系のねじり共振周波数にねじりダンパ装置のねじり共振周波数を合わせるように、質量体に付加する第１の付加マスの形状及び質量を設定し、高ギヤ段に対応する駆動系のねじり共振周波数にねじりダンパ装置のねじり共振周波数を合わせるように、質量体と第１の付加マスとに付加する第２の付加マスの形状及び質量を設定する。給電制御手段は、ギヤ位置検出手段が検出したギヤ位置が低ギヤ段である場合には、第１及び第２の電力送出部の双方を供給停止状態に設定し、中間ギヤ段である場合には、第１の電力送出部を電力供給状態に、第２の電力送出部を電力停止状態にそれぞれ設定し、高ギヤ段である場合には、第１及び第２の電力送出部の双方を電力供給状態に設定する。従って、低ギヤ段と中間ギヤ段と高ギヤ段とにおいてねじり振動を的確に抑制することができる。 In the above configuration, for example, the shape and mass of the mass body and the rigidity (elastic coefficient) of the elastic body are set so that the torsional resonance frequency of the torsion damper device matches the torsional resonance frequency of the drive system corresponding to the low gear stage. The shape and mass of the first additional mass added to the mass body are set so that the torsional resonance frequency of the torsional damper device is matched with the torsional resonance frequency of the drive system corresponding to the intermediate gear stage, and the high gear stage is supported. The shape and mass of the second additional mass to be added to the mass body and the first additional mass are set so that the torsional resonance frequency of the torsion damper device matches the torsional resonance frequency of the drive system. When the gear position detected by the gear position detecting means is the low gear stage, the power feeding control means sets both the first and second power transmission units to the supply stop state and when the gear position is the intermediate gear stage. Sets the first power transmission unit to the power supply state and the second power transmission unit to the power stop state, and in the case of the high gear stage, both the first and second power transmission units are set. Set to the power supply state. Therefore, torsional vibration can be accurately suppressed in the low gear stage, the intermediate gear stage, and the high gear stage.
本発明によれば、３つの異なるねじり共振周波数に対してねじり振動を的確に抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately suppress torsional vibration with respect to three different torsional resonance frequencies.
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明における左右方向は、図中の左右方向であり、軸方向及び径方向は、プロペラシャフト（回転軸）３１の軸に沿った方向及び直径方向である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the left-right direction is the left-right direction in the figure, and the axial direction and the radial direction are the direction along the axis of the propeller shaft (rotating shaft) 31 and the diameter direction.
車両は、駆動系の部品として、エンジン、図３に示すトランスミッション（変速機）３０、図１に示すプロペラシャフト３１及びドライブシャフト等を備える。プロペラシャフト３１は、トランスミッション３０の出力軸に連結され、エンジンの駆動回転は、トランスミッション３０、プロペラシャフト３１及びドライブシャフトを介して駆動輪に伝達される。
The vehicle includes an engine, a transmission (transmission) 30 shown in FIG. 3, a
車両の駆動系では、回転する各部品のねじりバネ特性と慣性モーメントとにより、特定の周波数（ねじり共振周波数）でねじり共振が発生する。ねじり共振によるねじり振動の増大は、トランスミッションギヤの歯打ち騒音や車室内の騒音の発生を招くため、駆動系には、プロペラシャフト３１のねじり共振を抑制するためのねじりダンパ装置１が設けられている。
In a vehicle drive system, torsional resonance occurs at a specific frequency (torsional resonance frequency) due to the torsion spring characteristics and the moment of inertia of each rotating component. An increase in torsional vibration due to torsional resonance causes rattling noise in the transmission gear and noise in the vehicle interior. Therefore, the drive system is provided with a torsional damper device 1 for suppressing torsional resonance of the
図１〜図３に示すように、ねじりダンパ装置１は、ダンパユニット２と、第１及び第２の電力送出部２１Ｌ，２１Ｒと、ギヤ位置センサ（ギヤ位置検出手段）２２と、ＥＣＵ（Electric Control Unit）２３と、第１及び第２の給電スイッチ２４Ｌ，２４Ｒとを備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, the torsional damper device 1 includes a
ダンパユニット２は、質量体３と中央弾性体４とダンパ支持体５と第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒと左弾性体７Ｌと右弾性体７Ｒとを備える。
The
ダンパ支持体５は、プロペラシャフト３１が挿通する円環形状であり、プロペラシャフト３１の外周に固定される。中央弾性体４、左弾性体７Ｌ及び右弾性体７Ｒは、ダンパ支持体５の外周を覆う円環形状であり、合成ゴム等の弾性材によって形成され、ダンパ支持体５の外周に固定される。左弾性体７Ｌと右弾性体７Ｒとは、ダンパ支持体５の外周面の左側部分と右側部分とにそれぞれ配置され、左弾性体７Ｌと右弾性体７Ｒとの間に中央弾性体４が配置される。中央弾性体４と左弾性体７Ｌ及び右弾性体７Ｒとは、その剛性（バネ定数）が相違し、左弾性体７Ｌ及び右弾性体７Ｒは、中央弾性体４よりも剛性が低い（バネ定数が小さい）。
The
質量体３は、中央弾性体４の外周を覆う円環形状であり、密度（単位体積当りの質量）が比較的高い磁性材（鉄などの金属）によって形成され、中央弾性体４の外周に固定される。このように、質量体３は、プロペラシャフト３１の外周にダンパ支持体５及び中央弾性体４を介して固定される。
The
質量体３の左側面には、後述する第１の連結部９Ｌが挿入される左凹部８Ｌが形成され、質量体３の右側面には、後述する第２の連結部９Ｒが挿入される右凹部８Ｒが形成されている。
A left
第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒは、中央弾性体４の外周を覆う円環形状であり、密度が比較的高い材料によって形成されている。第１の付加マス６Ｌは、左弾性体７Ｌの外周に固定され、その右側面が質量体３の左側面に対向する。第２の付加マス６Ｒは、右弾性体７Ｒの外周に固定され、その左側面が質量体３の右側面に対向する。
The first and second
第１の付加マス６Ｌは、第１の連結部９Ｌを一体的に有し、第１の連結部９Ｌは、第１の付加マス６Ｌの右側面から突出して質量体３の左凹部８Ｌに進入する。第２の付加マス６Ｒは、第２の連結部９Ｒを一体的に有し、第２の連結部９Ｒは、第１の付加マス６Ｒの左側面から突出して質量体３の右凹部８Ｒに進入する。第１の付加マス６Ｌの少なくとも第１の連結部９Ｌと、第２の付加マス６Ｒの少なくとも第２の連結部９Ｒとは、磁性材（鉄などの金属）によって形成されている。
The first
第１の連結部９Ｌは、第１の付加マス６Ｌの右側面から軸方向右側に延びて径方向外側へ曲折するＬ状断面を有し、第１の連結部９Ｌの先端面は、左凹部８Ｌの奥部内面との間に第１の環状空隙１２Ｌを形成する。第２の連結部９Ｒは、第２の付加マス６Ｒの左側面から軸方向左側に延びて径方向外側へ曲折するＬ状断面を有し、第２の連結部９Ｒの先端面は、右凹部８Ｒの奥部内面との間に第２の環状空隙１２Ｒを形成する。第１及び第２の環状空隙１２Ｌ，１２Ｒは、質量体３の周方向の全域に形成される。
The first connecting
第１の環状空隙１２Ｌには、第１の磁性粉体１３Ｌが封入され、第２の環状空隙１２Ｒには、第２の磁性粉体１３Ｒが封入される。磁性粉体（磁性粒子）１３Ｌ，１３Ｒは、例えば磁性鉄粉である。なお、図示を省略しているが、第１及び第２の環状空隙１２Ｌ，１２Ｒには、環状空隙１２Ｌ，１２Ｒから脱落した磁性粉体１３Ｌ，１３Ｒを受け止めて磁性粉体１３Ｌ，１３Ｒの外部への流出を防止するラビリンスが設けられている。
A first
質量体３の外周面の左側部分と右側部分とには、第１及び第２の電力受入部１０Ｌ，１０Ｒがそれぞれ設けられ、質量体３の内部には、第１及び第２の円環状の電磁コイル１１Ｌ，１１Ｒが固定されている。第１の電磁コイル１１Ｌは、第１の環状空隙１２Ｌの径方向外側近傍に配置され、第１の電力受入部１０Ｌに接続される。第２の電磁コイル１１Ｒは、第２の環状空隙１２Ｒの径方向外側近傍に配置され、第２の電力受入部１０Ｒに接続される。なお、本実施形態では、第１及び第２の電力受入部１０Ｌ，１０Ｒをそれぞれ１箇所ずつ設けているが、第１及び第２の電力受入部１０Ｌ，１０Ｒを周方向に沿ってそれぞれ複数箇所に（例えば、周方向の４箇所に等間隔に）設けてもよい。この場合、複数の第１の電力受入部１０Ｌは、第１の電磁コイル１１Ｌに並列に接続され、複数の第２の電力受入部１０Ｒは、第２の電磁コイル１１Ｒに並列に接続される。
First and second
第１の電磁コイル１１Ｌが通電して励磁されると、第１の環状空隙１２Ｌを磁束（磁束線）１４Ｌが貫流し、第１の磁性粉体１３Ｌが磁束１４Ｌに沿って鎖状に連結して固化し、第１の連結部９Ｌが第１の磁性粉体１３Ｌによって質量体３に結合される。同様に、第２の電磁コイル１１Ｒが通電して励磁されると、第２の環状空隙１２Ｒを磁束（磁束線）１４Ｒが貫流し、第２の磁性粉体１３Ｒが磁束１４Ｒに沿って鎖状に連結して固化し、第２の連結部９Ｒが第２の磁性粉体１３Ｒによって質量体３に結合される。このように、各連結部９Ｌ，９Ｒと質量体３とは、パウダクラッチのように解除可能に結合される。
When the first
第１の電力送出部２１Ｌと第２の電力送出部２１Ｒとは、それぞれ質量体３の外径よりも大きな内径を有する円環形状であり、車体側に固定される。第１の電力送出部２１Ｌは、質量体３から離間した非接触状態で質量体３の外周面の左側（第１の電力受入部１０Ｌ）と対向するように質量体３の外側に配置され、プロペラシャフト３１と共に回転することはない。第１の電力送出部２１Ｌには第１の給電スイッチ２４Ｌが接続され、第１の電力送出部２１Ｌは、第１の給電スイッチ２４Ｌのオン／オフに応じて、プロペラシャフト３１と共に回転する第１の電力受入部１０Ｌに対して電力を供給する電力供給状態と供給しない供給停止状態とに切り換わる。第２の電力送出部２１Ｒは、質量体３から離間した非接触状態で質量体３の外周面の右側（第２の電力受入部１０Ｒ）と対向するように、質量体３の外側に配置され、プロペラシャフト３１と共に回転することはない。第２の電力送出部２１Ｒには第２の給電スイッチ２４Ｒが接続され、第２の電力送出部２１Ｒは、第２の給電スイッチ２４Ｒのオン／オフに応じて、プロペラシャフト３１と共に回転する第２の電力受入部１０Ｒに対して電力を供給する電力供給状態と供給しない供給停止状態とに切り換わる。
The first
第１の給電スイッチ２４Ｌがオフからオンに切り換わり、第１の電力送出部２１Ｌから第１の電力受入部１０Ｌに対して電力が供給されると、第１の電磁コイル１１Ｌが通電して励磁され、第１の磁性粉体１３Ｌが磁束１４Ｌに沿って鎖状に連結して固化し、第１の連結部９Ｌが質量体３に結合される。同様に、第２の給電スイッチ２４Ｒがオフからオンに切り換わり、第２の電力送出部２１Ｒから第２の電力受入部１０Ｒに対して電力が供給されると、第２の電磁コイル１１Ｒが通電して励磁され、第２の磁性粉体１３Ｒが磁束１４Ｒに沿って鎖状に連結して固化し、第２の連結部９Ｒが質量体３に結合される。
When the first
従って、第１及び第２の給電スイッチ２４Ｌ，２４Ｒの双方がオフに設定された状態では、左弾性体７Ｌ及び右弾性体７Ｒに弾性支持された第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒは何れも質量体３に結合せず、質量体３が単独で（第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒから分離した状態で）回転する。この状態から第１の給電スイッチ２４Ｌのみがオンに切り換わると、第１の連結部９Ｌが質量体３に結合し、質量体３と第１の付加マス６Ｌとが一体的に回転する。さらに、第２の給電スイッチ２４Ｒがオンに切り換わると、第２の連結部９Ｒが質量体３に結合し、質量体３と第１の付加マス６Ｌと第２の付加マス６Ｒとが一体的に回転する。このように、質量体３が単独で回転する場合と、質量体３と第１の付加マス６Ｌとが一体的に回転する場合と、質量体３と第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒとが一体的に回転する場合とでは、ねじりダンパ装置１の慣性マスの質量（中央弾性体４が支持する全体の質量）が相違するため、駆動系の３つの異なるねじり共振周波数に対してねじり振動を的確に抑制することが可能となる。
Therefore, in a state where both the first and second power feeding switches 24L and 24R are set to OFF, the first and second
ギヤ位置センサ２２は、トランスミッション３０のギヤ段（ギヤ位置）を逐次検出し、検出したギヤ段をＥＣＵ２３へ出力する。なお、本実施形態のトランスミッション３０には、前進走行用として５段階（変速比が最大の１速〜最小の５速）のギヤ段が設定されている。また、トランスミッション３０は、アクチュエータにより自動変速される自動変速機であってもよく、運転者のシフトレバー操作によってマニュアル変速されるマニュアル変速機であってもよい。
The gear position sensor 22 sequentially detects the gear stage (gear position) of the
ＥＣＵ２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）とを備え、ＲＯＭに記憶されたダンパ制御プログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、ダンパ制御部（給電制御手段）２５として機能する。
The
ダンパ制御部２５は、ギヤ位置センサ２２が検出したギヤ段に応じて、第１及び第２の給電スイッチ２４Ｌ，２４Ｒのオン／オフを制御し、第１及び第２の電力送出部を電力供給状態又は供給停止状態の何れかにそれぞれ設定する。
The
次に、ダンパユニット２の各要素の設定と、ダンパ制御部２５が実行するダンパ制御処理とについて説明する。
Next, the setting of each element of the
図４は、プロペラシャフト３１の回転速度の変動とねじり周波数との関係を、３速〜５速の各ギヤ段について測定した結果を示すグラフである。図中の実線はギヤ段が３速の場合を示し、破線はギヤ段が４速の場合を示し、１点鎖線はギヤ段が５速の場合を示す。図４に示されるように、３速よりも４速の方がねじり共振周波数が低く、４速よりも５速の方がねじり共振周波数が低い。すなわち、車両の駆動系のねじり共振周波数は、ギヤ段が高くなる（変速比が小さくなる）ほど低下する傾向を示す。なお、１速〜５速のうち３速〜５速を対象としているのは、３速〜５速は１速及び２速に比べて使用頻度（使用される時間割合）が高く、ねじり振動の抑制に対する要求が高いためである。
FIG. 4 is a graph showing the results of measuring the relationship between the fluctuation in the rotational speed of the
また、駆動系の複数の異なるねじり共振周波数に対してねじりダンパ装置１のねじり共振周波数をそれぞれ合わせるように、中央弾性体４を変えずに慣性マスの質量を変更する場合、ギヤ段が高くなる（変速比が小さくなる）ほど慣性マスの質量（慣性モーメント）を増大させればよい。
Further, when the mass of the inertial mass is changed without changing the central
このような実情に基づき、ダンパユニット２の各要素の設定では、先ず、ねじりダンパ装置１の共振周波数が３速のギヤ段（低ギヤ段）に対応する駆動系のねじり共振周波数と一致するように、質量体３の形状（内径や外径等）及び質量ＭＢ（質量体３の慣性モーメント）と中央弾性体４の剛性（弾性係数）とを設定する。次に、ねじりダンパ装置１の共振周波数が４速のギヤ段（中間ギヤ段）に対応する駆動系のねじり共振周波数と一致するように、質量体３に付加する第１の付加マス６Ｌの形状及び質量ＭＬ（質量体３と第１の付加マス６Ｌとを合わせた慣性モーメント）を設定する。最後に、ねじりダンパ装置１の共振周波数が５速のギヤ段（高ギヤ段）に対応する駆動系のねじり共振周波数と一致するように、質量体３及び第１の付加マス６Ｌに付加する第２の付加マス６Ｒの形状及び質量ＭＲ（質量体３と第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒとを合わせた慣性モーメント）を設定する。
Based on such a situation, in the setting of each element of the
ダンパ制御部２５は、ギヤ位置センサ２２が検出したギヤ段が３速の場合、第１及び第２の電力送出部２１Ｌ，２１Ｒの双方が供給停止状態となるように、第１及び第２の給電スイッチ２４Ｌ，２４Ｒの双方をオフに設定する。ギヤ位置センサ２２が検出したギヤ段が４速の場合、第１の電力送出部２１Ｌが電力供給状態となり、第２の電力送出部２１Ｒが電力停止状態となるように、第１の給電スイッチ２４Ｌをオンに、第２の給電スイッチ２４Ｒをオフにそれぞれ設定する。ギヤ位置センサ２２が検出したギヤ段が５速の場合、第１及び第２の電力送出部２１Ｌ，２１Ｒの双方が電力供給状態となるように、第１及び第２の給電スイッチ２４Ｌ，２４Ｒの双方をオンに設定する。なお、ギヤ位置センサ２２が検出したギヤ段が１速又は２速の場合、ダンパ制御部２５は第１及び第２の給電スイッチ２４Ｌ，２４Ｒの双方をオフに設定する。
When the gear position detected by the gear position sensor 22 is the third speed, the
第１及び第２の給電スイッチ２４Ｌ，２４Ｒの上記オン／オフ制御により、ギヤ段が３速の場合には、質量体３の質量ＭＢが慣性マスの質量となり、ねじりダンパ装置１の共振周波数が駆動系のねじり共振周波数と一致する。ギヤ段が４速の場合には質量体３と第１の付加マス６Ｌの合計質量（ＭＢ＋ＭＬ）が慣性マスの質量となり、ねじりダンパ装置１の共振周波数が駆動系のねじり共振周波数と一致する。またギヤ段が５速の場合には、質量体３と第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒの合計質量（ＭＢ＋ＭＬ＋ＭＲ）が慣性マスの質量となり、ねじりダンパ装置１の共振周波数が駆動系のねじり共振周波数と一致する。このため、３速〜５速の各ギヤ段において、ねじりダンパ装置１のねじり共振周波数が駆動系のねじり共振周波数に合うように調整される。
By the on / off control of the first and second power feeding switches 24L and 24R, when the gear stage is in the third speed, the mass MB of the
なお、第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒは左弾性体７Ｌ及び右弾性体７Ｒによって弾性支持されているため、質量体３に結合していない状態の第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒは、それぞれ独立した質量体として機能し得る。しかし、左弾性体７Ｌ及び右弾性体７Ｒは中央弾性体４に比べて低剛性であるため、その共振周波数は、中央弾性体４に弾性支持された慣性マス（質量体３）の共振周波数よりも高周波帯域で発生する。このため、中央弾性体４に弾性支持された慣性マス（質量体３）による振動抑制は、第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒによる影響を受けることなく発揮される。
Since the first and second
また、第１及び第２の給電スイッチ２４Ｌ，２４Ｒがオンとなり、第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒが質量体３に結合した状態においても、左弾性体７Ｌ及び右弾性体７Ｒによる第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒの弾性支持は維持される。しかし、左弾性体７Ｌ及び右弾性体７Ｒは中央弾性体４に比べて低剛性であるため、質量体３と第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒの合計質量（ＭＢ＋ＭＬ＋ＭＲ）を、中央弾性体４によって弾性支持される慣性マスの質量と看做すことが可能である。
Even when the first and second power feeding switches 24L and 24R are turned on and the first and second
以上説明したように、本実施形態によれば、ギヤ位置センサ２２が検出するギヤ段に応じて第１及び第２の給電スイッチ２４Ｌ，２４Ｒのオン／オフが制御され、慣性マスの質量（慣性モーメント）が３段階に切り換わり、３速〜５速の各ギヤ段において、ねじりダンパ装置１のねじり共振周波数が駆動系のねじり共振周波数に合うように調整される。従って、各ギヤ段でのねじり振動を的確に抑制することができる。 As described above, according to the present embodiment, on / off of the first and second power feeding switches 24L and 24R is controlled according to the gear stage detected by the gear position sensor 22, and the mass of the inertial mass (inertia) is controlled. Moment) is switched to three stages, and the torsional resonance frequency of the torsional damper device 1 is adjusted to match the torsional resonance frequency of the drive system at each of the third to fifth gear stages. Therefore, torsional vibration at each gear stage can be accurately suppressed.
また、質量体３と第１及び第２の連結部９Ｌ，９Ｒ（第１及び第２の付加マス６Ｌ，６Ｒ）とを磁性粉体１２Ｌ，１２Ｒによって結合するので、結合時の衝撃や異音の発生を防止することができる。
In addition, since the
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。 As mentioned above, although the embodiment to which the invention made by the present inventor is applied has been described, the present invention is not limited by the discussion and the drawings that form part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. That is, it is needless to say that other embodiments, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.
例えば、第１及び第２の電力送出部２１Ｌ，２１Ｒは、第１及び第２の電力受入部１０Ｌ，１０Ｒに接した接触状態で第１及び第２の電力受入部１０Ｌ，１０Ｒに対して電力を供給してもよい。
For example, the first and second
また、左弾性体７Ｌ及び右弾性体７Ｒを介在させず、第１及び第２の付加マス７Ｌ，７Ｒをダンパ支持体５によって軸方向にスライド移動自在に支持してもよい。
Alternatively, the first and second
また、プロペラシャフト３１の外周に付加マス支持部材を設け、付加マス支持部材によって付加マス７Ｌ，７Ｒを支持してもよい。
Further, an additional mass support member may be provided on the outer periphery of the
本発明は、回転軸のねじりダンパ装置として様々な車両に適用可能である。 The present invention is applicable to various vehicles as a torsional damper device for a rotating shaft.
１ ねじりダンパ装置
２ ダンパユニット
３ 質量体
４ 中央弾性体（弾性体）
５ ダンパ支持体
６Ｌ 第１の付加マス
６Ｒ 第２の付加マス
７Ｌ 左弾性体
７Ｒ 右弾性体
８Ｌ 左凹部
８Ｒ 右凹部
９Ｌ 第１の連結部
９Ｒ 第２の連結部
１０Ｌ 第１の電力受入部
１０Ｒ 第２の電力受入部
１１Ｌ 第１の電磁コイル
１１Ｒ 第２の電磁コイル
１２Ｌ 第１の環状空隙
１２Ｒ 第２の環状空隙
１３Ｌ 第１の磁性粉体
１３Ｒ 第２の磁性粉体
２１Ｌ 第１の電力送出部
２１Ｒ 第２の電力送出部
２２ ギヤ位置センサ（ギヤ位置検出手段）
２３ ＥＣＵ
２４Ｌ 第１の給電スイッチ
２４Ｒ 第２の給電スイッチ
２５ ダンパ制御部（給電制御手段）
３０ トランスミッション（変速機）
３１ プロペラシャフト（回転軸）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
5
23 ECU
24L first
30 Transmission (transmission)
31 Propeller shaft (rotating shaft)
Claims (3)
磁性材によって形成され、前記回転軸の外周に弾性体を介して固定される環状の質量体と、
前記質量体の外周面にそれぞれ設けられる第１及び第２の電力受入部と、
前記回転軸に支持され、前記質量体の一方の側面に対向して配置される環状の第１の付加マスと、
前記回転軸に支持され、前記質量体の他方の側面に対向して配置される環状の第２の付加マスと、
磁性材によって形成されて前記第１の付加マスから一体的に突出し、前記質量体の内部へ進入して前記質量体との間に第１の環状空隙を形成する第１の連結部と、
磁性材によって形成されて前記第２の付加マスから一体的に突出し、前記質量体の内部へ進入して前記質量体との間に第２の環状空隙を形成する第２の連結部と、
前記第１の環状空隙に封入される第１の磁性粉体と、
前記第２の環状空隙に封入される第２の磁性粉体と、
前記第１の環状空隙の近傍で前記質量体の内部に配置され、前記第１の電力受入部に接続される第１の電磁コイルと、
前記第２の環状空隙の近傍で前記質量体の内部に配置され、前記第２の電力受入部に接続される第２の電磁コイルと、
車体側に固定されて前記第１の電力受入部と対向し、前記回転軸と共に回転する前記第１の電力受入部に対して電力を供給する電力供給状態と供給しない供給停止状態とに選択的に設定される第１の電力送出部と、
車体側に固定されて前記第２の電力受入部と対向し、前記回転軸と共に回転する前記第２の電力受入部に対して電力を供給する電力供給状態と供給しない供給停止状態とに選択的に設定される第２の電力送出部と、を備え、
前記第１の電力送出部から前記第１の電力受入部に対して電力が供給されると、前記第１の電磁コイルが通電して励磁され、前記第１の環状空隙を磁束が貫流し、前記第１の磁性粉体が前記磁束に沿って鎖状に連結して、前記第１の連結部が前記質量体に結合され、
前記第２の電力送出部から前記第２の電力受入部に対して電力が供給されると、前記第２の電磁コイルが通電して励磁され、前記第２の環状空隙を磁束が貫流し、前記第２の磁性粉体が前記磁束に沿って鎖状に連結して、前記第２の連結部が前記質量体に結合される
ことを特徴とする車両のねじりダンパ装置。 A torsion damper device for a vehicle that reduces torsional vibration of a rotating shaft,
An annular mass body formed of a magnetic material and fixed to the outer periphery of the rotating shaft via an elastic body;
First and second power receiving portions respectively provided on the outer peripheral surface of the mass body;
An annular first additional mass supported by the rotating shaft and disposed to face one side surface of the mass body;
An annular second additional mass supported by the rotating shaft and disposed opposite to the other side surface of the mass body;
A first connecting portion that is formed of a magnetic material and integrally protrudes from the first additional mass, enters the inside of the mass body, and forms a first annular gap with the mass body;
A second connecting portion that is formed of a magnetic material and integrally protrudes from the second additional mass, enters the inside of the mass body, and forms a second annular gap with the mass body;
A first magnetic powder enclosed in the first annular gap;
A second magnetic powder enclosed in the second annular gap;
A first electromagnetic coil disposed within the mass body in the vicinity of the first annular gap and connected to the first power receiving portion;
A second electromagnetic coil disposed within the mass body in the vicinity of the second annular gap and connected to the second power receiving portion;
Selectable between a power supply state in which power is supplied to the first power reception unit that is fixed to the vehicle body and faces the first power reception unit and rotates together with the rotating shaft, and a supply stop state in which supply is not performed A first power sending unit set to
A power supply state that supplies power to the second power reception unit that is fixed to the vehicle body side and faces the second power reception unit and rotates together with the rotating shaft, and a supply stop state that does not supply power are selectively used. A second power transmission unit set to
When power is supplied from the first power sending unit to the first power receiving unit, the first electromagnetic coil is energized and excited, and a magnetic flux flows through the first annular gap, The first magnetic powder is connected in a chain along the magnetic flux, and the first connecting part is coupled to the mass body,
When power is supplied from the second power sending unit to the second power receiving unit, the second electromagnetic coil is energized and excited, and magnetic flux flows through the second annular gap, The torsion damper device for a vehicle, wherein the second magnetic powder is connected in a chain shape along the magnetic flux, and the second connecting portion is coupled to the mass body.
ギヤ位置検出手段と、給電制御手段と、を備え、
前記回転軸は、変速機の出力軸に連結され、
前記ギヤ位置検出手段は、前記変速機のギヤ位置を検出し、
前記給電制御手段は、前記ギヤ位置検出手段が検出したギヤ位置に応じて、前記第１及び第２の電力送出部を電力供給状態又は供給停止状態の何れかにそれぞれ設定する
ことを特徴とする車両のねじりダンパ装置。 The torsional damper device for a vehicle according to claim 1,
A gear position detecting means and a power feeding control means,
The rotating shaft is coupled to an output shaft of the transmission;
The gear position detecting means detects a gear position of the transmission;
The power supply control unit sets the first and second power transmission units to either a power supply state or a supply stop state, respectively, according to the gear position detected by the gear position detection unit. Vehicle torsion damper device.
前記変速機のギヤ位置は、低ギヤ段と、この低ギヤ段よりも変速比が小さい中間ギヤ段と、この中間ギヤ段よりも変速比が小さい高ギヤ段とを含み、
前記ギヤ位置検出手段が検出したギヤ位置が前記低ギヤ段である場合、前記給電制御手段は、前記第１及び第２の電力送出部の双方を供給停止状態に設定し、
前記ギヤ位置検出手段が検出したギヤ位置が前記中間ギヤ段である場合、前記給電制御手段は、前記第１の電力送出部を電力供給状態に、前記第２の電力送出部を電力停止状態にそれぞれ設定し、
前記ギヤ位置検出手段が検出したギヤ位置が前記高ギヤ段である場合、前記給電制御手段は、前記第１及び第２の電力送出部の双方を電力供給状態に設定する
ことを特徴とする車両のねじりダンパ装置。 A torsional damper device for a vehicle according to claim 2,
The gear position of the transmission includes a low gear stage, an intermediate gear stage having a smaller gear ratio than the low gear stage, and a high gear stage having a smaller gear ratio than the intermediate gear stage,
When the gear position detected by the gear position detection means is the low gear stage, the power supply control means sets both the first and second power transmission units to a supply stop state,
When the gear position detected by the gear position detection means is the intermediate gear stage, the power supply control means sets the first power transmission unit to a power supply state and the second power transmission unit to a power stop state. Set each one
When the gear position detected by the gear position detection means is the high gear stage, the power supply control means sets both the first and second power transmission units to a power supply state. Torsion damper device.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017223291A (en) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | 本田技研工業株式会社 | Torsion damper |
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- 2014-05-08 JP JP2014096989A patent/JP2015215005A/en active Pending
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