JP2019060493A - Dynamic damper device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイナミックダンパ装置、特に、回転軸の回りに回転するとともにトルクが入力される回転体のトルク変動を抑制するためのダイナミックダンパ装置に関する。 The present invention relates to a dynamic damper device, and more particularly to a dynamic damper device for suppressing torque fluctuation of a rotating body that rotates around a rotation axis and receives torque.
例えば、自動車のエンジンとトランスミッションとの間には、ダンパ装置を含むクラッチ装置やトルクコンバータが設けられている。また、トルクコンバータには、燃費低減のために、所定の回転数以上で機械的にトルクを伝達するためのロックアップ装置が設けられている。 For example, a clutch device including a damper device and a torque converter are provided between an engine and a transmission of an automobile. Further, the torque converter is provided with a lockup device for mechanically transmitting torque at a predetermined rotational speed or more in order to reduce fuel consumption.
ロックアップ装置は、一般に、クラッチ部と、複数のトーションスプリングを有するダンパと、を有している。このようなロックアップ装置では、複数のトーションスプリングを有するダンパによって、トルク変動(エンジン回転数の変動)が抑えられる。 The lockup device generally includes a clutch portion and a damper having a plurality of torsion springs. In such a lockup device, torque fluctuations (variations in engine speed) are suppressed by the damper having a plurality of torsion springs.
また、特許文献1のロックアップ装置では、イナーシャ部材を含むダイナミックダンパ装置を設けることによって、トルク変動を抑えるようにしている。特許文献1のダイナミックダンパ装置では、出力プレートとイナーシャ部材とを回転方向に弾性的に連結するためにコイルスプリングが設けられている。
Further, in the lock-up device of
特許文献1で示されるように、従来のダイナミックダンパ装置では、出力プレートとイナーシャ部材とがコイルスプリングによって連結されている場合が多い。
As shown in
しかし、コイルスプリングを使用する場合、作動時にコイルスプリングが密着するのを防止するために、ストッパ機構を設ける必要がある。そのために、装置の構造が複雑化し、また装置が大型化するという問題がある。 However, when using a coil spring, it is necessary to provide a stopper mechanism in order to prevent the coil spring from being in close contact during operation. Therefore, there is a problem that the structure of the device is complicated and the device is enlarged.
また、ダイナミックダンパ装置が共振することによってストッパ機構が頻繁に作動し、作動時に打音が発生するという問題がある。 In addition, there is a problem that the stopper mechanism operates frequently due to the resonance of the dynamic damper device, and a striking sound is generated at the time of operation.
本発明の課題は、ダイナミックダンパ装置において、ストッパ機構を廃止することによって構造の簡素化及び装置の小型化を可能とし、しかも打音の発生をなくすことにある。 It is an object of the present invention to simplify the structure and miniaturize the device by eliminating the stopper mechanism in the dynamic damper device, and to eliminate the generation of striking noise.
(1)本発明に係るダイナミックダンパ装置は、トルクが入力される回転体のトルク変動を抑制する装置であって、質量体と、磁力ダンパ機構と、を備えている。質量体は、回転体とともに回転可能であり、かつ回転体に対して相対回転自在に配置されている。磁力ダンパ機構は、回転体及び質量体に配置された少なくとも1対の磁石を有し、回転体と質量体との間に回転方向における相対変位が生じたときに、その相対変位を小さくするための復元力を発生させる。 (1) A dynamic damper device according to the present invention is a device that suppresses torque fluctuation of a rotating body to which torque is input, and includes a mass body and a magnetic force damper mechanism. The mass is rotatable with the rotating body, and is disposed so as to be rotatable relative to the rotating body. The magnetic force damper mechanism has at least one pair of magnets disposed in the rotating body and the mass, and when relative displacement in the rotational direction occurs between the rotating body and the mass, the relative displacement is reduced. Generate the resilience of
この装置では、回転体と質量体とは1対の磁石によって磁気的に連結されている。すなわち、磁気によって回転体と質量体とが回転方向員連結されている。このため、回転体にトルクが入力されると、回転体及び質量体は回転する。回転体に入力されるトルクに変動がない場合は、回転体と質量体との間の回転方向における相対変位はない。一方、入力されるトルクに変動がある場合は、質量体は回転体に対して相対回転自在に配置されているために、トルク変動の程度によっては、両者の間に回転方向における相対変位(以下、この変位を「回転位相差」と表現する場合がある)が生じる。 In this device, the rotor and the mass are magnetically coupled by a pair of magnets. That is, the rotating body and the mass body are connected in the rotational direction by magnetism. Therefore, when torque is input to the rotating body, the rotating body and the mass body rotate. When there is no change in the torque input to the rotating body, there is no relative displacement in the rotational direction between the rotating body and the mass body. On the other hand, if there is a fluctuation in the torque to be input, the mass body is disposed so as to be rotatable relative to the rotating body, so depending on the degree of the torque fluctuation, the relative displacement in the rotational direction This displacement may be expressed as “rotational phase difference”).
ここで、トルク変動がない場合、すなわち回転体と質量体との間に回転位相差がない場合は、回転体及び質量体に対向して配置された磁石の磁力線は安定した状態である。一方、回転体と質量体との間に回転位相差が生じると、磁石によって生じている磁力線が歪み、不安定状態になる。不安定状態になった磁力線は安定状態に戻ろうとするので、回転体及び質量体に、両者の間の回転位相差が「0」になるような復元力が作用する。すなわち、スプリング等の弾性部材を弾性変形させたときに、弾性部材が元の形状に戻ろうとする弾性力が作用するのと同様の復元力が作用する。この復元力(弾性力)によってトルク変動が抑えられる。 Here, when there is no torque fluctuation, that is, when there is no rotational phase difference between the rotating body and the mass body, the magnetic lines of force of the magnets disposed facing the rotating body and the mass body are in a stable state. On the other hand, when a rotational phase difference occurs between the rotating body and the mass body, magnetic lines of force generated by the magnet are distorted and become unstable. Since the magnetic lines of force that are in an unstable state try to return to a stable state, a restoring force acts on the rotating body and the mass so that the rotational phase difference between the two becomes “0”. That is, when an elastic member such as a spring is elastically deformed, the same restoring force acts as the elastic force acting to return the elastic member to its original shape. The torque fluctuation is suppressed by this restoring force (elastic force).
ここでは、回転体と質量体とが磁気的に連結されているので、従来装置におけるコイルスプリング及びストッパ機構を廃止でき、構造の簡素化、装置の小型化を実現できる。また、ストッパ機構が廃止できるので、従来装置で発生していたストッパ機構の作動時における打音をなくすことができる。 Here, since the rotating body and the mass body are magnetically coupled, the coil spring and the stopper mechanism in the conventional device can be eliminated, and simplification of the structure and downsizing of the device can be realized. In addition, since the stopper mechanism can be eliminated, it is possible to eliminate the striking noise at the time of operation of the stopper mechanism generated in the conventional device.
(2)好ましくは、磁力ダンパ機構は、複数の第1磁石及び複数の第2磁石を有している。第1磁石は回転体に装着されている。第2磁石は、質量体に、第1磁石と対向して配置されている。 (2) Preferably, the magnetic force damper mechanism has a plurality of first magnets and a plurality of second magnets. The first magnet is attached to the rotating body. The second magnet is disposed on the mass body so as to face the first magnet.
ここでは、複数の対向する第1磁石と第2磁石とによって、回転体と質量体とが磁気的に連結されている。トルク変動によって回転体と質量体との間に回転位相差が生じると、第1磁石と第2磁石との間の磁力線が安定状態から不安定状態になる。そして、磁力線は安定状態に戻ろうとするので、これにより回転体及び質量体に復元力(両者の回転位相差を「0」にするような力)が作用し、トルク変動が抑えられる。 Here, the rotating body and the mass body are magnetically coupled by the plurality of opposing first magnets and second magnets. When a rotational phase difference occurs between the rotating body and the mass body due to the torque fluctuation, magnetic lines of force between the first magnet and the second magnet change from the stable state to the unstable state. Then, since the magnetic lines of force tend to return to the stable state, a restoring force (a force that sets the rotational phase difference between the two to “0”) acts on the rotating body and the mass body, and torque fluctuation is suppressed.
(3)好ましくは、質量体は、環状に形成されて回転体の外周側に配置され、内周面が回転体の外周面と対向している。そして、第1磁石は回転体の外周部に配置され、第2磁石は質量体の内周部に配置されている。 (3) Preferably, the mass body is annularly formed and disposed on the outer peripheral side of the rotating body, and the inner peripheral surface faces the outer peripheral surface of the rotating body. And a 1st magnet is arrange | positioned at the outer peripheral part of a rotary body, and a 2nd magnet is arrange | positioned at the inner peripheral part of a mass body.
ここでは、回転体の外周に質量体が配置され、第1磁石と第2磁石とが径方向に対向するように配置されている。したがって、装置の軸方向スペースを抑えることができる。 Here, the mass body is disposed on the outer periphery of the rotating body, and the first magnet and the second magnet are disposed to face in the radial direction. Thus, the axial space of the device can be reduced.
(4)好ましくは、複数の第1磁石は回転体の外周部に円周上に並べて配置され、複数の第2磁石は質量体の内周部に円周上に並べて配置されている。また、磁力ダンパ機構は、隣接する2つの第1磁石の円周方向間、及び隣接する2つの第2磁石の円周方向間のそれぞれに設けられたフラックスバリアをさらに有している。 (4) Preferably, the plurality of first magnets are circumferentially arranged on the outer peripheral portion of the rotating body, and the plurality of second magnets are circumferentially arranged on the inner peripheral portion of the mass body. In addition, the magnetic force damper mechanism further includes flux barriers provided respectively in the circumferential direction between two adjacent first magnets and in the circumferential direction between two adjacent second magnets.
ここでは、隣接する磁石の間にフラックスバリアが設けられているので、各磁石における磁束の回り込みを防止でき、例えば磁石間の吸引力、又は回転体及び質量体に作用する復元力をより強くすることができる。 Here, since the flux barrier is provided between the adjacent magnets, the wraparound of the magnetic flux in each magnet can be prevented, and for example, the attraction between the magnets or the restoring force acting on the rotating body and the mass can be made stronger. be able to.
なお、フラックスバリアは、空隙や樹脂などの非磁性体によって構成することができる。 The flux barrier can be made of a nonmagnetic material such as an air gap or a resin.
(5)好ましくは、複数の第1磁石及び複数の第2磁石は、磁極の向きが周方向に交互に並ぶように配置されている。 (5) Preferably, the plurality of first magnets and the plurality of second magnets are arranged such that the directions of the magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction.
(6)好ましくは、回転体及び質量体の少なくともいずれか一方は、軸方向に少なくとも2つに分割されている。この場合は、分割された回転体又は質量体の分割片の間を絶縁することによって、回転体又は質量体の内部を通る磁束の時間変化により生じる渦電流の発生を低減することができる。 (6) Preferably, at least one of the rotating body and the mass body is divided into at least two in the axial direction. In this case, the generation of the eddy current caused by the time change of the magnetic flux passing through the interior of the rotating body or the mass can be reduced by insulating between the divided rotating body or the divided pieces of the mass.
(7)好ましくは、磁力ダンパ機構は、分割された回転体における分割境界面、及び分割された質量体における分割境界面に設けられた絶縁体をさらに有している。 (7) Preferably, the magnetic force damper mechanism further includes an insulator provided at the division boundary surface of the divided rotary body and the division boundary surface of the divided mass body.
分割された回転体又は質量体の分割境界面に絶縁体を設けた場合は、回転体又は質量体に発生する渦電流をより低減することができる。このため、各部材の発熱を抑えることができ、捩じり特性上ではヒステリシストルクを小さくすることができる。 When an insulator is provided on the divided boundary surface of the divided rotating body or mass, the eddy current generated in the rotating body or mass can be further reduced. Therefore, the heat generation of each member can be suppressed, and the hysteresis torque can be reduced in terms of the torsion characteristics.
(8)好ましくは、第1磁石及び第2磁石の少なくとも一方は、対向する第1磁石又は第2磁石に対して少なくとも2つに分割されている。 (8) Preferably, at least one of the first magnet and the second magnet is divided into at least two with respect to the opposing first magnet or the second magnet.
第1磁石又は第2磁石を分割した場合、磁力線の安定状態、すなわち回転体と質量体との間の回転位相差がない場合において、磁力線の初期歪みが発生する。この初期歪みによって、回転位相差がない状態であっても回転体と質量体との間に予復元力が作用する。このような予復元力によって、低捩り角度領域において捩じり角度に対するトルクを大きくすることができ、捩じり剛性を向上することができる。 When the first magnet or the second magnet is divided, initial distortion of the magnetic field lines occurs in a stable state of the magnetic field lines, that is, when there is no rotational phase difference between the rotating body and the mass body. Due to this initial strain, a pre-restoring force acts between the rotating body and the mass even in the absence of rotational phase difference. Such pre-restoring force can increase the torque for the torsion angle in the low torsion angle region, and can improve the torsional rigidity.
(9)好ましくは、回転体及び質量体のいずれかを軸方向に移動させる移動機構をさらに備えている。 (9) Preferably, the apparatus further comprises a moving mechanism for moving either the rotating body or the mass in the axial direction.
回転体及び質量体のいずれかを軸方向に移動させることにより、磁気ダンパ機構の有効厚が変化する。 By moving either the rotating body or the mass in the axial direction, the effective thickness of the magnetic damper mechanism is changed.
ここで、「磁気ダンパ機構の有効厚」とは、回転軸と直交する方向から視て、回転体と質量体とが軸方向において重なっている部分の軸方向長さを意味する。 Here, "the effective thickness of the magnetic damper mechanism" means the axial length of the portion where the rotating body and the mass body overlap in the axial direction when viewed from the direction orthogonal to the rotation axis.
磁気ダンパ機構の有効厚を変化させることで、ダイナミックダンパ装置の捩り剛性を任意の剛性にすることができる。例えば、磁気ダンパ機構の有効厚を小さくすることで、回転体と質量体との間の磁気連結力、すなわち弾性力を小さくすることができる。これにより、従来のダイナミックダンパ装置におけるコイルスプリングを低剛性にした場合と同様に、捩り剛性を低くすることができる。 By changing the effective thickness of the magnetic damper mechanism, the torsional rigidity of the dynamic damper device can be made to be any rigidity. For example, by reducing the effective thickness of the magnetic damper mechanism, the magnetic coupling force between the rotating body and the mass body, that is, the elastic force can be reduced. As a result, as in the case where the coil spring in the conventional dynamic damper device has low rigidity, it is possible to lower the torsional rigidity.
(10)好ましくは、回転体にはエンジンからのトルクが入力されるものである。この場合は、好ましくは、移動機構を駆動するための駆動機構と、少なくともエンジンの回転数に応じて、駆動機構を制御する移動制御部と、をさらに備えている。 (10) Preferably, torque from the engine is input to the rotating body. In this case, preferably, the apparatus further includes a drive mechanism for driving the movement mechanism, and a movement control unit that controls the drive mechanism according to at least the number of revolutions of the engine.
(11)好ましくは、移動機構は、回転体及び質量体のいずれかとともに軸方向に移動可能なピストンを有し、駆動機構は油圧源からの油圧によりピストンを駆動する油圧制御バルブであり、移動制御部は、油圧制御バルブの油圧制御信号を出力する。 (11) Preferably, the moving mechanism has a piston movable in the axial direction together with either the rotating body or the mass, and the driving mechanism is a hydraulic control valve for driving the piston by hydraulic pressure from a hydraulic source, The control unit outputs a hydraulic control signal of the hydraulic control valve.
(12)好ましくは、磁力ダンパ機構は、1対の磁石の吸引力によって回転体と質量体との間に回転方向における相対変位が生じたときに、その相対変位を小さくするための復元力を発生させる。 (12) Preferably, when the relative displacement in the rotational direction between the rotating body and the mass body occurs due to the attraction force of the pair of magnets, the magnetic force damper mechanism is designed to reduce the relative displacement. generate.
(13)本発明に係る動力伝達装置は、トルクが入力される回転体と、質量体と、磁力ダンパ機構と、を備えている。質量体は、回転体とともに回転可能であり、かつ回転体に対して相対回転自在に配置されている。磁力ダンパ機構は、回転体及び質量体に配置された少なくとも1対の磁石を有し、回転体と質量体との間に回転方向における相対変位が生じたときに相対変位を小さくするための復元力を発生させる。 (13) A power transmission device according to the present invention includes a rotating body to which torque is input, a mass body, and a magnetic force damper mechanism. The mass is rotatable with the rotating body, and is disposed so as to be rotatable relative to the rotating body. The magnetic force damper mechanism has at least one pair of magnets disposed on the rotating body and the mass, and a restoration for reducing the relative displacement when the relative displacement in the rotational direction occurs between the rotating body and the mass. Generate force.
以上のような本発明では、ダイナミックダンパ装置において、ストッパ機構を廃止することができ、構造の簡素化及び装置の小型化が可能になる。また、従来装置におけるストッパ機構作動時の打音の発生をなくすことができる。 In the present invention as described above, in the dynamic damper device, the stopper mechanism can be eliminated, and the structure can be simplified and the device can be miniaturized. In addition, it is possible to eliminate the generation of striking sound when the stopper mechanism is activated in the conventional device.
−第1実施形態−
図1は、本発明の第1実施形態によるダイナミックダンパ装置を有する動力伝達装置の断面図である。図1において、O−Oが回転軸線である。
-1st Embodiment-
FIG. 1 is a cross-sectional view of a power transmission device having a dynamic damper device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, OO is a rotation axis.
[全体構成]
この動力伝達装置1は、トルクが入力される回転体10と、回転体10に入力されるトルク変動を抑制するためのダイナミックダンパ装置20と、を備えている。回転体10は、例えば、トルクコンバータのロックアップ装置の出力側の回転体である。この場合は、回転体10には、フロントカバーからクラッチ部及びダンパ機構を介してトルクが入力される。そして、入力されたトルクはトランスミッション側の入力軸に伝達される。また、回転体10には、トルクコンバータのタービンからもトルクが入力される。
[overall structure]
The
[回転体10]
回転体10は、本体部11と、ハブ12と、1対の内周側サイドプレート13,14と、を有している。
[Rotor 10]
The rotating
本体部11は、内周円筒部110と、円板部111と、を有している。内周円筒部110は、軸方向に延びて形成されており、その中心軸は回転軸線と一致する。回転体10がロックアップ装置の出力側の回転体として用いられる場合は、内部にスプライン孔が形成される。そして、このスプライン孔にトランスミッションの入力軸が係合する。円板部111は、外周部に軸方向に伸びる筒状の径方向支持部111aを有している。また、径方向支持部111aの先端部は、径方向外方に延びるように折り曲げられ、軸方向支持部111bが形成されている。軸方向支持部111bには、軸方向に貫通するネジ孔111cが形成されている。
The
ハブ12は、環状に形成され、円板部111の径方向支持部111aの外周面に支持されている。ハブ12は、鉄などの軟磁性体によって形成されている。ハブ12の内周部には、軸方向に貫通する孔12aが形成されている。
The
また、ハブ12において、孔12aの外周部には、図2に示すように、複数の第1収容部12b及び第1フラックスバリア12cが形成されている。なお、図2では、ハブ12と慣性部材21(後述する)及びそれらに収容された磁石31,32のみを示しており、その他の部材は取り外して示している。
Further, in the
第1収容部12bは、正面視矩形状の開口であり、径方向に所定の厚みを有している。また、第1収容部12bは軸方向に貫通している。そして、複数の第1収容部12bは、円周上に並べて配置されている。第1フラックスバリア12cは第1収容部12bの周方向の両端部に形成されている。なお、第1収容部12bと第1フラックスバリア12cとは連続して形成された1つの軸方向に貫通する開口である。すなわち、第1フラックスバリア12cはここでは空隙である。なお、第1フラックスバリア12cとして、樹脂等の非磁性体を装着してもよい。
The
1対の内周側サイドプレート13,14は、アルミニウム等の非磁性体によって形成され、ハブ12の軸方向の両側に配置されている。すなわち、1対の内周側サイドプレート13,14はハブ12を軸方向において挟むように配置されている。1対の内周側サイドプレート13,14の内周部には、ハブ12の孔12aと同じ位置に、軸方向に貫通する孔13a,14aが形成されている。
The pair of inner
そして、ハブ12と1対の内周側サイドプレート13,14とは、各孔12a,13a,14aを貫通するボルト16によって固定されている。より詳細には、ボルト16が軸方向支持部111bのネジ孔111cに螺合することによって、ハブ12と1対の内周側サイドプレート13,14とは、軸方向支持部111bに固定されている。
The
以上のような構成により、ハブ12及び1対の内周側サイドプレート13,14からなるユニットは、本体部11の径方向支持部111aにより径方向に位置決めされ、軸方向支持部111bにより軸方向に位置決めされている。
With the above configuration, the unit composed of the
[ダイナミックダンパ装置20]
ダイナミックダンパ装置20は、回転体10に入力されたトルク変動を抑制するための装置である。このダイナミックダンパ装置20は、質量体としての慣性部材21と、1対の外周側サイドプレート22,23と、支持部材24と、磁力ダンパ機構25と、を有している。
[Dynamic damper device 20]
The
<慣性部材21及び1対の外周側サイドプレート22,23>
慣性部材21は、環状に形成されており、ハブ12の径方向外方に、ハブ12と径方向に対向するように配置されている。すなわち、慣性部材21の内周面とハブ12の外周面とは所定の隙間をあけて径方向に対向している。慣性部材21は、ハブ12と同様に、鉄などの軟磁性体によって形成されている。慣性部材21の外周部には、軸方向に貫通する孔21aが形成されている。
<
The
また、慣性部材21において、孔21aの内周部には、図2に示すように、複数の第2収容部21b及び第2フラックスバリア21cが形成されている。
Further, in the
第2収容部21bは、正面視矩形状の開口であり、径方向に所定の厚みを有している。また、第2収容部21bは軸方向に貫通している。そして、複数の第2収容部21bは、円周上に並べて配置され、第1収容部12bと径方向において対向している。第2フラックスバリア21cは、第2収容部21bの周方向の両端部に形成されている。第2フラックスバリア21cは、軸方向に貫通して形成された開口である。すなわち、第2フラックスバリア21cはここでは空隙である。なお、第2フラックスバリア21cとして、樹脂等の非磁性体を装着してもよい。第2フラックスバリア21cは、第2収容部21bと連続して形成されており、第2収容部21bと接する部分から離れるにしたがい、径方向内側に傾斜して形成されている。
The
1対の外周側サイドプレート22,23は、アルミニウム等の非磁性体によって形成され、慣性部材21の軸方向の両側に配置されている。すなわち、1対の外周側サイドプレート22,23は慣性部材21を軸方向において挟むように配置されている。1対の外周側サイドプレート22,23の内周部には、慣性部材21の貫通孔21aと同じ位置に、軸方向に貫通する孔22a,23aが形成されている。
The pair of outer
<支持部材24>
支持部材24は、回転体10に軸受27を介して回転自在に支持されている。より詳細には、支持部材24は、回転体10の内周円筒部110に軸受27を介して回転自在に支持されている。支持部材24は、内周支持部24aと、円板部24bと、外周支持部24cと、を有している。
<
The
内周支持部24aは、筒状に形成され、内周部に軸受27が装着されている。円板部24bは、内周支持部24aの一端側から径方向外方に延びて形成されている。外周支持部24cは、筒状に形成され、円板部24bの外周部から軸方向に延びるように形成されている。そして、この外周支持部24cの内周面に、慣性部材21及び1対の外周側サイドプレート22,23が固定されている。より詳細には、円板部24bの外周部には、ネジ孔24dが形成され、孔21a,22a,23aを貫通するボルト28がネジ孔24dに螺合することによって、慣性部材21及び1対の外周側サイドプレート22,23が支持部材24に固定されている。
The inner
以上のような構成により、慣性部材21及び1対の外周側サイドプレート22,23からなるユニットは、支持部材24の外周支持部24cにより径方向に位置決めされ、円板部24bにより軸方向に位置決めされている。
With the above configuration, the unit including the
<磁力ダンパ機構25>
磁力ダンパ機構25は、回転体10(磁力ダンパ機構25が作用する部材は、直接的にはハブ12であるので、以下、単に「ハブ12」と記す)と慣性部材21とを磁気的に連結するとともに、ハブ12と慣性部材21との間に回転方向における相対変位が生じたときに相対変位を小さくするための復元力を発生させる機構である。なお、「磁気的に連結」とは、前述のように、磁気によってハブ12と慣性部材21とを回転方向に連結することを意味する。
<Magnetic
The magnetic
磁力ダンパ機構25は、複数の第1磁石31と、複数の第2磁石32と、を有している。複数の第1磁石31は、それぞれハブ12の第1収容部12bに配置されている。また、複数の第2磁石32は、それぞれ慣性部材21の第2収容部21bに配置されている。したがって、第1磁石31と第2磁石32とは、径方向に対向して配置されている。
The magnetic
第1磁石31及び第2磁石32は、ネオジム焼結磁石等によって形成された永久磁石である。図2に示すように、第1磁石31と第2磁石32とは、互いの間に吸引力が発生するように、N極とS極とが対向するように配置されている。また、複数の第1磁石31及び第2磁石32は、それぞれ磁極の向きが周方向に交互に並ぶように配置されている。
The
[磁力ダンパ機構25の作動]
この実施形態では、図示しないエンジン等の駆動源から回転体10にトルクが入力される。例えば、この動力伝達装置1がトルクコンバータのロックアップ装置に用いられた場合は、ロックアップオン時において、フロントカバーに伝達されたトルクは、入力側回転体やトーションスプリングを含むダンパを介して回転体10に伝達される。
[Operation of Magnetic Damper Mechanism 25]
In this embodiment, torque is input to the
図3及び図4は磁界図であり、第1磁石31及び第2磁石32の間の磁力線を示している。なお、図3及び図4において、周方向に隣接する第1及び第2磁石31,32の間に放射方向に延びる直線を描いているが、この直線は、ハブ12と慣性部材21の回転位相差や磁力線の様子がわかりやすいように便宜的に書き入れたもので、磁力線ではない。また、ハブ12及び慣性部材21が周方向に分割されているわけでもない。
FIG.3 and FIG.4 is a magnetic field figure, and has shown the magnetic force line between the
トルク伝達時にトルク変動がない場合は、図3に示すような状態で、ハブ12及び慣性部材21は回転する。すなわち、両者12,21に設けられた第1磁石31及び第2磁石32の吸引力によってハブ12と慣性部材21とは磁気的に連結されているので、ハブ12と慣性部材21とは回転方向に相対変位がない状態(すなわち回転位相差が「0」の状態)で回転する。
When there is no torque fluctuation at the time of torque transmission, the
このような状態、すなわち、第1磁石31のN極と第2磁石32のS極とが回転方向にずれることなく対向している状態では、第1磁石31及び第2磁石32によって生じている磁力線は最も安定した状態である。図5の捩じり特性線図では、捩じり角度が0°の原点に相当している。
In such a state, that is, in a state in which the N pole of the
一方、トルクの伝達時にトルク変動が存在すると、図4に示すように、ハブ12と慣性部材21との間には、回転位相差θ(この例では10°)が生じる。この状態では、第1磁石31及び第2磁石32によって生じている磁力線が歪み、不安定状態になる。不安定状態になった磁力線は、図3に示すような安定状態に戻ろうとするために、復元力が発生する。すなわち、ハブ12と慣性部材21との間の回転位相差を「0」にしようとする復元力が発生する。この復元力は、トーションスプリングを用いた周知のダンパ機構における弾性力に相当する。
On the other hand, when torque fluctuation occurs during transmission of torque, a rotational phase difference θ (10 ° in this example) occurs between the
以上のように、トルク変動によってハブ12と慣性部材21との間に回転位相差が生じると、第1磁石31及び第2磁石32によって、ハブ12は、両者12,21の回転位相差を小さくする方向の復元力を受ける。この力によって、トルク変動が抑制される。
As described above, when a rotational phase difference occurs between the
以上のトルク変動を抑制する力は、ハブ12と慣性部材21との回転位相差に応じて変化し、図5に示すような捩じり特性C0を得ることができる。
The force for suppressing the above-mentioned torque fluctuation changes in accordance with the rotational phase difference between the
[変形例1,2,3]
図2の例では、1つの第1磁石31に対して1つの第2磁石32が対向するように配置されていたが、一方の磁石を分割するようにしてもよい。
[
In the example of FIG. 2, one
例えば、図6に示す変形例1では、1つの第1磁石31に対して2つの第2磁石32a,32bが対向するように配置されている。また、図7に示す変形例2では、2つの第1磁石31a,31bに対して1つの第2磁石32が対向するように配置されている。
For example, in the first modification shown in FIG. 6, two
このような図6及び図7の例では、図3に示すような安定状態、すなわち、ハブ12と慣性部材21との間に回転位相差がない状態において、磁力線の初期歪みが発生することになる。この初期歪みによって、予復元力(安定状態において発生する復元力)が発生する。このため、捩じり剛性を向上することができる。例えば、図5に示すように、0〜4°の低捩り角度領域において、特性C0を特性C1のように、捩じり角度に対するトルクを向上することができる。なお、変形例1,2の捩じり特性では、捩じり角度0°においてトルクが「0」であるが、これは、分割された磁石の初期歪(予復元力)がそれぞれ逆方向に生じるので、これらが相殺されている理由による。
In the example shown in FIGS. 6 and 7, in the stable state as shown in FIG. 3, that is, in the state where there is no rotational phase difference between the
図5に、図2の例、図6の例、図7の例のそれぞれにおける捩じり特性を示している。特性C0が図2の例の特性であり、特性C1が図6の変形例1の特性、特性C2が図7の変形例2の特性である。
FIG. 5 shows twisting characteristics in each of the example of FIG. 2, the example of FIG. 6, and the example of FIG. The characteristic C0 is the characteristic of the example of FIG. 2, the characteristic C1 is the characteristic of the
さらに、図8に示すように、第1磁石31及び第2磁石32の両方を分割し、それぞれが対向するように配置してもよい。すなわち、この図8の例では、2つのS極の第1磁石31a,31bと2つのN極の第2磁石32a,32bとが対向して配置されている。また、ハブ12及び慣性部材21において、2つのS極の磁石31a,31b(32a,32b)→2つのN極の磁石31a,31b(32a,32b)→2つのS極の磁石31a,31b(32a,32b)・・・のように、2つの同極の磁石のセットが円周方向に交互に並べて配置されている。
Furthermore, as shown in FIG. 8, both of the
−第2実施形態−
図9A及び図9Bに、第2実施形態によるダイナミックダンパ装置40を有する動力伝達装置1’を示している。以下、第2実施形態について説明するが、第1実施形態と同様あるいは対応する構成については同じ符号を用い、その説明を省略する。
-Second embodiment-
9A and 9B show a power transmission 1 'having a
この第2実施形態の装置は、ハブ12に対して慣性部材21を軸方向に移動させる有効厚可変機構(移動機構)42を備えている。有効厚可変機構42は、油室形成部材43と、ピストン44と、を有している。
The device according to the second embodiment includes an effective thickness variable mechanism (moving mechanism) 42 for moving the
油室形成部材43は、回転体10の本体部11の内周部と軸方向に対向して配置されている。油室形成部材43は、円板部43aと、筒状部43bと、を有している。
The oil
円板部43aの内周部は、回転体10の内周円筒部110の外周面に固定されている。より詳細には、内周円筒部110に段付き部が形成され、この段付き部と、内周円筒部110の外周面に装着されたスナップリング46とによって、油室形成部材43が軸方向に移動不能に固定されている。なお、円板部43aの内周面と内周円筒部110の外周面との間にはシール部材47が設けられている。
The inner peripheral portion of the
筒状部43bは、円板部43aの外周部から軸方向に延びて形成されている。筒状部43bと回転体10の径方向支持部111aとの間には、環状の空間であるシリンダ部43cが形成されている。なお、回転体10の内周円筒部110には、シリンダ部43cに作動油を導入するための油路48が形成されている。
The
ピストン44は、回転体10と支持部材24との軸方向間において、軸方向に移動自在に配置されている。ピストン44は、本体部44aと、支持部44bと、を有している。
The
本体部44aは、環状に形成され、内部に空間を有する。本体部44aは、シリンダ部43cに軸方向に摺動自在に装着されている。本体部44aの外周面と内周面には、シリンダ部43cとの間にシール部材49,50が設けられている。
The
支持部44bは、本体部44aのさらに径方向内方に形成されている。支持部44bは軸方向に延びる筒状に形成され、この支持部44bの内周面と支持部材24の内周支持部24aの外周面との間に、軸受41が装着されている。すなわち、支持部材24は、軸受41を介してピストン44の支持部44bに回転自在に支持されている。
The
このような第2実施形態では、油路48を介してシリンダ部43cに作動油を導入することにより、支持部材24に支持された慣性部材21を軸方向に移動させることができる。例えば、図9Bに示すように、ハブ12に対して慣性部材21を図の右側に移動させることにより、磁力ダンパ機構25の有効厚(前述のように、軸と直交する方向から視た場合のハブ12と慣性部材21とが軸方向において重なっている部分の軸方向長さ)を小さくすることができる。有効厚を小さくすることによって、ハブ12と慣性部材21との間の磁気連結力、すなわち弾性力(復元力)を小さくすることができる。このため、ダイナミックダンパ装置の捩じり剛性を低くすることができる。具体的には、図5に示した特性の傾斜をより緩くすることができる。
In the second embodiment, by introducing the hydraulic fluid to the
以上のように、有効厚可変機構42を設けて磁力ダンパ機構25の有効厚を変化させることができ、ダイナミックダンパ装置の捩じり剛性を任意の特性に設定することができる。
As described above, the effective
図10に、有効厚可変機構42の制御ブロック図を示している。有効厚可変機構42には、駆動機構としての油圧制御バルブ51が接続されている。油圧制御バルブ51には、オイルポンプ等の油圧源から油圧が供給される。また、油圧制御バルブ51は、コントローラ52からの油圧制御信号によって制御され、制御された油圧が有効厚可変機構42の油路48に供給される。
A control block diagram of the effective thickness
コントローラ52には、エンジン回転数センサ53からのエンジン回転数と、エンジンコントローラ54からアクティブ気筒数と、が制御パラメータとして入力されている。そして、コントローラ52は、以上の制御パラメータに応じて、図11に示すフローチャートにしたがって油圧制御信号を演算し、油圧制御バルブ51に対して出力する。なお、アクティブ気筒数とは、エンジンの全気筒のうち、実際に作動している気筒の個数である。
The engine speed from the
まず、ステップS1及びステップS2では、エンジン回転数及びアクティブ気筒数から、エンジン燃焼次数周波数及びダイナミックダンパ捩じり剛性を演算する。ここで、図11に示すように、
エンジン燃焼周波数f=N・n/120 −−−−(式1)
ダイナミックダンパ共振周波数f=(1/2π)・(k/I)1/2−−−(式2)
I:慣性部材21の慣性量
N:エンジン回転数
n:アクティブ気筒数
であるから、式(1)及び(2)から、ダイナミックダンパの捩じり剛性kは、
ダイナミックダンパ捩じり剛性k=I・(π・N・n/60)2
で求められる。
First, at step S1 and step S2, the engine combustion order frequency and the dynamic damper torsional rigidity are calculated from the engine speed and the number of active cylinders. Here, as shown in FIG.
Engine combustion frequency f = N · n / 120---(Equation 1)
Dynamic damper resonance frequency f = (1 / 2π) · (k / I) 1/2 ---(Equation 2)
I: amount of inertia of inertia member 21 N: engine speed n: number of active cylinders, therefore, from equations (1) and (2), the torsional rigidity k of the dynamic damper is
Dynamic damper torsional stiffness k = I · (π · N · n / 60) 2
It is determined by
次にステップS3では、図11に示すように、予め求められている有効厚と捩じり剛性との関係を示すテーブルT1を参照して、ステップS2で得られたダイナミックダンパ捩じり剛性kから有効厚を求める。 Next, in step S3, as shown in FIG. 11, the dynamic damper torsional rigidity k obtained in step S2 is referred to with reference to a table T1 indicating the relationship between the effective thickness and the torsional rigidity calculated in advance. Find the effective thickness from
さらに、ステップS4において、ステップS3で得られた有効厚から、予め求められている油圧と有効厚との関係を示すテーブルT2を参照して、油圧を求める。そして、ステップS5において、油圧制御信号を求め、この油圧制御信号によって、油圧制御バルブ51が制御される。
Further, in step S4, based on the effective thickness obtained in step S3, the hydraulic pressure is determined with reference to a table T2 indicating the relationship between the hydraulic pressure and the effective thickness determined in advance. Then, in step S5, a hydraulic pressure control signal is obtained, and the hydraulic
なお、図10に2点差線で示すように、有効厚可変機構42による有効厚又は移動変位を検出し、この検出結果をコントローラ52に入力し、フィードバック制御するようにしてもよい。
As shown by a two-dot chain line in FIG. 10, the effective thickness or movement displacement by the effective thickness
[適用例]
図12に、以上の実施形態の動力伝達装置1をトルクコンバータに適用した例を示している。このトルクコンバータは、フロントカバー2と、トルクコンバータ本体3と、ロックアップ装置4と、出力ハブ5と、を有している。フロントカバー2にはエンジンからトルクが入力される。トルクコンバータ本体3は、フロントカバー2に連結されたインペラ7と、タービン8と、ステータ(図示せず)と、を有している。タービン8は出力ハブ5に連結されており、出力ハブ5の内周部には、トランスミッションの入力軸(図示せず)がスプラインによって係合可能である。
[Example of application]
FIG. 12 shows an example in which the
[ロックアップ装置4]
ロックアップ装置4は、クラッチ部や、油圧によって作動するピストン等を有し、ロックアップオン状態と、ロックアップオフ状態と、を取り得る。ロックアップオン状態では、フロントカバー2に入力されたトルクは、トルクコンバータ本体3を介さずに、ロックアップ装置4を介して出力ハブ5に伝達される。一方、ロックアップオフ状態では、フロントカバー2に入力されたトルクは、トルクコンバータ本体3を介して出力ハブ5に伝達される。
[Lock-up device 4]
The
ロックアップ装置4は、入力側回転体61と、ハブフランジ62と、ダンパ63と、ダイナミックダンパ装置64と、を有している。
The
入力側回転体61は、軸方向に移動自在なピストンを含み、フロントカバー2側の側面に摩擦部材66が固定されている。この摩擦部材66がフロントカバー2に押し付けられることによって、フロントカバー2から入力側回転体61にトルクが伝達される。
The input-side
ハブフランジ62は、入力側回転体61と軸方向に対向して配置され、入力側回転体61と相対回転自在である。ハブフランジ62は出力ハブ5に連結されている。
The
ダンパ63は、入力側回転体61とハブフランジ62との間に配置されている。ダンパ63は、複数のトーションスプリングを有しており、入力側回転体61とハブフランジ62とを回転方向に弾性的に連結している。このダンパ63によって、入力側回転体61からハブフランジ62にトルクが伝達されるとともに、トルク変動が吸収、減衰される。
The
以上のようなロックアップ装置4において、ハブフランジ62が図2の実施形態の回転体10に相当し、ダイナミックダンパ装置64が図2の実施形態のダイナミックダンパ装置20に相当する。
In the
[他の実施形態]
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the embodiments as described above, and various changes or modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
(a)図13に示すように、ハブ及び慣性部材の少なくともいずれか一方を、軸方向に分割し、その間を絶縁するようにしてもよい。この図13に示す例では、ハブ12が、第1分割ハブ121と第2分割ハブ122とから構成されている。また、慣性部材21が、第1分割慣性部材211と第2分割慣性部材212とから構成されている。そして、第1分割ハブ121と第2分割ハブ122との軸方向間、及び第1分割慣性部材211と第2分割慣性部材212との軸方向間に、それぞれ絶縁体55,56が設けられている。
(A) As shown in FIG. 13, at least one of the hub and the inertia member may be divided in the axial direction to insulate between them. In the example shown in FIG. 13, the
このような例では、ハブ12及び慣性部材21に生じる渦電流を低減することができる。このため、渦電流の発生による発熱を抑えることができ、捩り特性上に現れるヒステリシストルクを抑えることができる。
In such an example, the eddy current generated in the
(b)図13に示す例では、分割されたハブ及び慣性部材の分割境界面に絶縁体を設けたが、絶縁体を設けなくてもよい。絶縁体を設けない場合は、ハブ及び慣性部材に生じる渦電流に起因するヒステリシストルクを比較的大きくすることができる。すなわち、エンジン仕様等によっては、ダイナミックダンパ装置に所定のヒステリシストルクが必要な場合があるが、分割されたハブ及び慣性部材の間に絶縁体を設けないことにより、所望の性能を有するダイナミックダンパ装置を実現できる。 (B) In the example shown in FIG. 13, although the insulator is provided on the divided interface between the divided hub and the inertia member, the insulator may not be provided. When the insulator is not provided, the hysteresis torque due to the eddy current generated in the hub and the inertia member can be made relatively large. That is, depending on engine specifications etc., the dynamic damper device may require a predetermined hysteresis torque, but the dynamic damper device having a desired performance by not providing an insulator between the divided hub and the inertia member Can be realized.
(c)図6〜図8の変形例では、一方又は両方の磁石を2個に分割するようにしたが、分割する磁石の個数等については図6〜8に示す例に限定されない。例えば、一方の磁石を2個(又は3個)に分割し、対する他方の磁石を3個(又は2個)に分割してもよい。 (C) In the modification of FIGS. 6-8, although one or both magnets were divided into two, about the number of magnets to divide | segment etc., it is not limited to the example shown in FIGS. For example, one magnet may be divided into two (or three) and the other magnet may be divided into three (or two).
1 動力伝達装置
10 回転体
12 ハブ
121 第1分割ハブ
122 第2分割ハブ
12b 第1収容部
12c 第1フラックスバリア
20 ダイナミックダンパ装置
21 慣性部材(質量体)
211 第1分割慣性部材
212 第2分割慣性部材
21b 第2収容部
21c 第2フラックスバリア
25 磁力ダンパ機構
31,31a,31b 第1磁石
32,32a,32b 第2磁石
42 有効厚可変機構(移動機構)
51 油圧制御バルブ
52 コントローラ
55,56 絶縁体
DESCRIPTION OF
211 first divided
51
Claims (13)
前記回転体とともに回転可能であり、かつ前記回転体に対して相対回転自在に配置された質量体と、
前記回転体及び前記質量体に配置された少なくとも1対の磁石を有し、前記回転体と前記質量体との間に回転方向における相対変位が生じたときに前記相対変位を小さくするための復元力を発生させる磁力ダンパ機構と、
備えたダイナミックダンパ装置。 A dynamic damper device that suppresses torque fluctuation of a rotating body to which torque is input,
A mass body that is rotatable with the rotating body and is disposed so as to be rotatable relative to the rotating body;
A restoration for reducing the relative displacement when the relative displacement in the rotational direction occurs between the rotating body and the mass body, having at least one pair of magnets disposed in the rotating body and the mass body A magnetic damper mechanism that generates a force,
Dynamic damper device equipped.
前記回転体に装着された複数の第1磁石と、
前記質量体に、前記第1磁石と対向して配置された複数の第2磁石と、
を有する、
請求項1に記載のダイナミックダンパ装置。 The magnetic damper mechanism is
A plurality of first magnets attached to the rotating body;
A plurality of second magnets disposed on the mass body so as to face the first magnets;
Have
The dynamic damper device according to claim 1.
前記第1磁石は前記回転体の外周部に配置され、
前記第2磁石は前記質量体の内周部に配置されている、
請求項2に記載のダイナミックダンパ装置。 The mass body is annularly formed and disposed on the outer peripheral side of the rotating body, and the inner peripheral surface is opposed to the outer peripheral surface of the rotating body,
The first magnet is disposed on an outer peripheral portion of the rotating body,
The second magnet is disposed on an inner circumferential portion of the mass body,
The dynamic damper device according to claim 2.
複数の前記第2磁石は前記質量体の内周部に円周上に並べて配置され、
前記磁力ダンパ機構は、隣接する2つの前記第1磁石の円周方向間、及び隣接する2つの前記第2磁石の円周方向間のそれぞれに設けられたフラックスバリアをさらに有している、
請求項2に記載のダイナミックダンパ装置。 The plurality of first magnets are circumferentially arranged on the outer peripheral portion of the rotating body,
The plurality of second magnets are circumferentially arranged on the inner circumferential portion of the mass body,
The magnetic force damper mechanism further includes flux barriers provided respectively in the circumferential direction of two adjacent first magnets and in the circumferential direction of two adjacent second magnets.
The dynamic damper device according to claim 2.
前記移動機構を駆動するための駆動機構と、
少なくとも前記エンジンの回転数に応じて、前記駆動機構を制御する移動制御部と、
をさらに備えた、請求項9に記載のダイナミックダンパ装置。 The torque from the engine is input to the rotating body,
A drive mechanism for driving the movement mechanism;
A movement control unit that controls the drive mechanism according to at least the number of revolutions of the engine;
The dynamic damper device according to claim 9, further comprising:
前記駆動機構は油圧源からの油圧により前記ピストンを駆動する油圧制御バルブであり、
前記移動制御部は、前記油圧制御バルブの油圧制御信号を出力する、
請求項10に記載のダイナミックダンパ装置。 The movement mechanism has a piston axially movable with any of the rotating body and the mass body,
The drive mechanism is a hydraulic control valve that drives the piston by hydraulic pressure from a hydraulic source,
The movement control unit outputs an oil pressure control signal of the oil pressure control valve.
A dynamic damper device according to claim 10.
前記回転体とともに回転可能であり、かつ前記回転体に対して相対回転自在に配置された質量体と、
前記回転体及び前記質量体に配置された少なくとも1対の磁石を有し、前記回転体と前記質量体との間に回転方向における相対変位が生じたときに前記相対変位を小さくするための復元力を発生させる磁力ダンパ機構と、
備えた動力伝達装置。 A rotating body to which torque is input;
A mass body that is rotatable with the rotating body and is disposed so as to be rotatable relative to the rotating body;
A restoration for reducing the relative displacement when the relative displacement in the rotational direction occurs between the rotating body and the mass body, having at least one pair of magnets disposed in the rotating body and the mass body A magnetic damper mechanism that generates a force,
Power transmission device equipped.
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