JP6264305B2 - Torsional vibration reduction device - Google Patents
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Description
この発明は、慣性質量体の振子運動によって振動を低減する捩り振動低減装置に関し、特に流体継手の内部に収容される捩り振動低減装置に関するものである。 The present invention relates to a torsional vibration reducing device that reduces vibration by a pendulum motion of an inertial mass body, and more particularly to a torsional vibration reducing device that is housed inside a fluid coupling.
この種の装置では、慣性質量体の回転数を高くすることにより、質量を増大したのと同様の制振効果を得ることができるので、特許文献1に記載された吸振器では、遊星歯車機構からなる増速機構を設けている。また、特許文献2に記載された装置では、クランクシャフトと振動減衰のための質量体との間に遊星歯車機構が設けられている。
In this type of device, by increasing the rotational speed of the inertial mass body, it is possible to obtain the same vibration damping effect as increasing the mass. Therefore, the vibration absorber described in
遊星歯車機構は基本的には、三つの回転要素によって差動作用を行う機構であるから、捩り振動低減装置に対するトルクの伝達機構として使用する場合、いずれかの回転要素を所定の箇所もしくは回転部材に連結することにより、あるいはその連結を解くことにより捩り振動低減装置に対するトルクの伝達の状態を変化させることができる。このような連結およびその解除を行うために係合機構を設けることが考えられるが、その切替動作を行うためにアクチュエータを新たに設けるとすれば、必要部品が更に増え、また制御のための装置が必要になるなど、振動低減装置の全体としての軸長が長くなったり、構成が複雑になったりする可能性がある。特に、捩り振動低減装置をトルクコンバータなどの密閉されたケーシングの内部に設けるとすれば、構成が更に複雑化する可能性がある。 Since the planetary gear mechanism is basically a mechanism that performs a differential action by three rotating elements, when using it as a torque transmission mechanism for a torsional vibration reducing device, any rotating element is a predetermined location or rotating member. It is possible to change the state of torque transmission to the torsional vibration reducing device by connecting to or by releasing the connection. It is conceivable to provide an engagement mechanism to perform such connection and release. However, if a new actuator is provided to perform the switching operation, the number of necessary parts is further increased, and a device for control is provided. Therefore, there is a possibility that the axial length of the vibration reducing device as a whole becomes long or the configuration becomes complicated. In particular, if the torsional vibration reducing device is provided inside a sealed casing such as a torque converter, the configuration may be further complicated.
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであって、トルクコンバータなどの流体継手の内部に設けられ、かつトルクの伝達状態を切り替える機構を有する捩り振動低減装置の構成の簡素化を図ることを目的とするものである。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and is intended to simplify the configuration of a torsional vibration reduction device that is provided inside a fluid coupling such as a torque converter and has a mechanism for switching the transmission state of torque. It is intended.
上記の目的を達成するために、この発明は、伝達されたトルクの振動によって振子運動をする質量体を有する回転体が、流体継手の内部に該流体継手と同一軸線上に収容され、前記流体継手における従動側部材のトルクの振動を前記質量体の振子運動によって低減する捩り振動低減装置において、前記流体継手は該流体継手の内部の圧力に応じて軸線方向の変形が生じるケーシングを有し、三つの回転要素によって差動作用を行う遊星回転機構が前記ケーシングの内部に配置され、前記三つの回転要素のうちの第1の回転要素が前記回転体に連結され、前記三つの回転要素のうちの第2の回転要素が前記従動側部材に連結され、前記三つの回転要素のうちの第3の回転要素に、該第3の回転要素を所定の箇所に選択的に連結する係合機構が連結され、前記ケーシングを軸線方向に変形させる力を前記係合機構に伝達して前記係合機構を係合もしくは解放させる切替機構を更に備えていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a rotating body having a mass body that performs a pendulum motion by vibration of transmitted torque is accommodated inside the fluid coupling on the same axis as the fluid coupling. In a torsional vibration reduction device that reduces vibration of torque of a driven member in a joint by a pendulum motion of the mass body, the fluid coupling has a casing that undergoes axial deformation in accordance with the pressure inside the fluid coupling, A planetary rotating mechanism that performs differential action by three rotating elements is disposed inside the casing, a first rotating element of the three rotating elements is connected to the rotating body, and among the three rotating elements A second rotation element is coupled to the driven member, and an engagement mechanism that selectively couples the third rotation element to a predetermined position to the third rotation element of the three rotation elements. Communicating It is, and is characterized in that it forces deforming the casing in the axial direction, further comprising a switching mechanism for engaging or releasing the engagement mechanism is transmitted to the engagement mechanism.
この発明によれば、流体継手を介して伝達するトルクもしくは動力に応じて流体継手の内部の圧力が変化し、その圧力に応じてケーシングが変形する。そのケーシングの変形に伴って切替機構を介して係合機構に力が伝達され、切替機構が係合状態から解放状態に、もしくは解放状態から係合状態に切り替わる。その結果、遊星回転機構が増速機として機能し、あるいは減速機として機能し、もしくは一体回転し、さらには空転状態になるので、前記回転体およびこれに保持されている質量体の回転数が変化し、その回転数もしくはトルクの伝達状態に応じた振動減衰特性を得ることができる。 According to the present invention, the pressure inside the fluid coupling changes according to the torque or power transmitted through the fluid coupling, and the casing is deformed according to the pressure. Along with the deformation of the casing, a force is transmitted to the engagement mechanism via the switching mechanism, and the switching mechanism is switched from the engaged state to the released state, or from the released state to the engaged state. As a result, the planetary rotation mechanism functions as a speed increaser, functions as a speed reducer, or rotates integrally, and further enters an idle state, so that the rotational speed of the rotating body and the mass body held by the rotating body is It is possible to obtain a vibration damping characteristic according to the rotation speed or torque transmission state.
つぎにこの発明の実施の形態を図を参照して説明する。図1はこの発明に係る捩り振動低減装置の一例を示す模式図であって、流体継手としてのトルクコンバータ1の内部に、振子運動を行って振動を減衰させる質量体2を配置した例を示している。このトルクコンバータ1は従来車両の駆動機構に用いられているものと同様の構成であり、フロントカバー3と、このフロントカバー3に一体化されているポンプシェル4によって、液密状態に密封されたケーシング5が形成されている。このケーシング5は内部に封入されている油圧が高くなると軸線方向に弾性的に膨張し、その油圧が低くなると弾性力によって収縮するように構成されている。したがって、例えばフロントカバー3の内壁面は、ケーシング5の内部の圧力に応じて、軸線方向に前後動する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an example of a torsional vibration reducing device according to the present invention, and shows an example in which a
そのポンプシェル4の内面にポンプインペラーが取り付けられてポンプ6が構成され、この駆動側部材としてのポンプ6に対向して従動側部材であるタービン7が配置されている。このタービン7はハブ8を介して入力軸9に連結されている。ポンプ6の内周部とタービン7の内周部との間に一方向クラッチ(図示せず)を介してステータ10が配置され、所定の低回転数域では、タービン7から流出したフルードの流れの向きを変換してポンプ6に供給するように構成されている。
A pump impeller is attached to the inner surface of the
ケーシング5の一部を構成しているフロントカバー3の内面に対向してロックアップクラッチ11が配置されている。このロックアップクラッチ11は、フロントカバー3側の油圧とこれとは反対側の油圧との圧力差に応じてフロントカバー3に摩擦接触させられ、あるいはフロントカバー3から離隔させられるクラッチであり、ばねダンパー12を介してハブ8に連結されている。
A lock-
前述した質量体2は、タービン7あるいはこれと一体に回転する入力軸9のトルクの振動を低減するためのものであり、所定の回転体13にその回転体13の円周方向に往復回転(振子運動)するように保持されている。その保持の形態は従来知られているいわゆる振子ダンパと同様の形態であってよく、回転体13に転動面を形成し、質量体2を遠心力によってその転動面に押し付け、トルクの変動によって転動面に沿って質量体2が往復動作する形態であってよい。また、質量体2を回転体13にいわゆるピン止めして回転体13のトルクが変動することによって質量体2が揺動(振子運動)するように構成されていてもよい。
The
その回転体13は、タービン7とロックアップクラッチ11との間に配置され、遊星回転機構14を介してハブ8もしくは入力軸9に連結されている。遊星回転機構14は、回転中心側に配置されているサン回転要素15と、そのサン回転要素15に対して同心円上に配置されたリング回転要素16と、サン回転要素15の外周面とリング回転要素16の内周面との間に配置された遊星回転部材を自転かつ公転可能に保持しているキャリヤ回転要素17との3つの回転要素によって差動作用を行う機構である。より具体的には、サンギヤ15と、リングギヤ16と、キャリヤ17とを有する遊星歯車機構14を介して、回転体13はハブ8もしくは入力軸9に連結されている。図1に示す例では、回転体13は環状に形成されていてリングギヤ16の外周側に嵌合した状態でリングギヤ16に連結されている。また、キャリヤ17がロックアップクラッチ11におけるばねダンパー12とハブ8との間に介在させられ、これらばねダンパー12とハブ8とに連結されている。そして、サンギヤ15は、係合機構18を介して、固定軸などの所定の固定部19に連結されている。
The rotating
係合機構18は、軸線方向の力(スラスト力)を受けて係合し、あるいは解放する摩擦係合機構もしくは噛み合い係合機構であり、フロントカバー3の内壁面に隣接して配置されている。そして、係合機構18とフロントカバー3の内壁面との間に、フロントカバー3の前述した軸線方向での変形に応じて動作し、その変形を生じさせるスラスト力を係合機構18に伝達する切替機構20が設けられている。図1に示す例では、係合機構18は軸線方向に押圧されることにより係合状態になって前記サンギヤ15の回転を止め、そのスラスト力が減少することにより解放状態になってサンギヤ15の固定を解除するように構成されており、切替機構20とそのスラスト力を係合機構18に伝達する弾性部材(例えばコイルスプリング)20aによって構成されている。なお、スラスト力に対する反力は、前述した所定の固定部19で受け持たせ、もしくは前記ハブ8を回転可能に支持しているスラスト軸受部21で受け持たせるように構成することができる。
The
つぎに上述した構成の捩り振動低減装置の作用について説明する。フロントカバー3は、例えば図示しないエンジンに連結され、エンジンからトルクが伝達されて回転し、それに伴ってポンプ6がフルードの螺旋流を生じさせ、そのフルードがタービン7に送られてタービン7が回転し、このようにしてトルクが入力軸9に伝達される。また、ロックアップクラッチ11の背面側の圧力を正面側(フロントカバー3側)の圧力より相対的に高くすることにより、ロックアップクラッチ11がフロントカバー3の内面に摩擦接触させられて係合状態になり、ロックアップクラッチ11を介してハブ8あるいは入力軸9にトルクが伝達される。このようにして回転するハブ8にキャリヤ17が連結されているので、トルクコンバータ1がトルクを伝達している状態ではキャリヤ17が回転する。
Next, the operation of the torsional vibration reducing device having the above-described configuration will be described. The
その場合、トルクコンバータ1の内部の圧力が低ければ、ケーシング15は特には膨張していないので、フロントカバー3の内壁面が係合機構18側に寄っている。その結果、係合機構18には、係合方向のスラスト力が作用し、係合する。係合機構18が係合してサンギヤ15の回転が止められると、遊星歯車機構14はサンギヤ15を固定要素(もしくは反力要素)、キャリヤ17を入力要素とした増速機として機能する。すなわち、回転体13およびこれに保持されている質量体2がタービン7やこれが連結されている入力軸9よりも高速で回転する。その状態でタービン7などのトルクが変動すると、タービン7と共に回転している回転体13の回転数の変動に対して質量体2が遅れて回転体13に対して相対回転し、その際の慣性力(慣性トルク)がタービン7や入力軸9のトルクの変動を抑制するように作用する。すなわち、制振作用もしくは振動低減作用が生じる。
In that case, if the pressure inside the
一方、ケーシング5の内部の圧力が高くなると、ケーシング5が軸線方向に膨張する。すなわち、フロントカバー3が係合機構18から離隔する方向に移動する。そのため、切替機構20を介して係合機構18に作用していたスラスト力(係合力)が低下し、係合機構18が解放し、あるいは係合機構18に滑りが生じる。その結果、サンギヤ15が空転し、もしくはサンギヤ15が係合機構18の滑り抵抗を受けて低速で回転するので、リングギヤ16すなわち回転体13およびこれに保持されている質量体2の回転数が上記の場合より低下する。質量体2の回転数が低下すると、回転数が高い場合に比較してその質量が低下したのと同様の動作状態になり、振動の伝達ゲインが極小になる周波数が高周波数側に変位し、高回転数の場合に比較して高周波数側での制振性能が向上する。
On the other hand, when the pressure inside the
このように、この発明に係る上記の振動低減装置では、係合機構18が係合し、あるいは解放することにより、もしくは係合機構18の伝達トルク容量が変化することにより、制振効果についての周波数特性を変化させることができる。しかも、その係合機構18の動作状態の変更をトルクコンバータ1の内部の油圧およびそれに起因するケーシング5の変形力を利用して行うことができる。したがって、この発明によれば、構成や制御が簡単で、しかも複数の周波数に対応することのできる振動低減装置を得ることができる。
As described above, in the vibration reducing device according to the present invention, the
つぎにこの発明に係る捩り振動低減装置の他の例を説明する。図2に示す例は、図1に示す構成の一部を変更した例であって、ケーシング5の変形に伴うスラスト力を増大させ、したがってストローク量を減少させるテコ機構22を追加して設けた例である。前述した弾性部材20aとフロントカバー3の内壁面との間にレバー20bが設けられている。このレバー20bの一端部は、前記固定部19に取り付けられたステー23に回転可能に連結されており、また中間部が前記弾性部材20aに連結されている。さらに、レバー20bの他方の端部がフロントカバー3の内壁面に回転かつ摺動可能に連結されている。
Next, another example of the torsional vibration reducing device according to the present invention will be described. The example shown in FIG. 2 is an example in which a part of the configuration shown in FIG. 1 is changed, and a
したがって、レバー20bはステー23側の端部を支点、中間部を作用点、他方の端部を力点とした第2種のテコ作用を行う。すなわち、フロントカバー3が内部の圧力に応じて図2の右方向あるいは左方向に移動すると、レバー20bの力点となっている他方の端部が、フロントカバー3と共に図2の右方向あるいは左方向に移動し、その作用点である中間部が同様に右方向もしくは左方向に移動する。その場合、作用点である中間部の移動量と、力点である端部の移動量とは、それらの各点の前記支点からの距離に応じたものとなり、作用点である中間部の移動量が小さくなる。それに伴って弾性部材20aに作用する力は、フロントカバー3から受ける力を前記各点の支点からの距離の比率に応じて増大させた力となる。なお、制振特性を変更できることは、図1に示す例と同様である。
Therefore, the
図3に示す例は、切替機構20に反転機構を組み込んだ例である。すなわち、レバー20bはその中間部でステー23に回転可能に連結されて保持されており、また一方の端部が弾性部材20aに連結されているとともに、他方の端部がフロントカバー3の内壁面に回転かつ摺動可能に連結されている。したがって、レバー20bはその中間部で回転するから、フロントカバー3が弾性部材20aから離れる方向に移動すると、弾性部材20aに連結されている端部は係合機構18側に移動し、これとは反対にフロントカバー3が弾性部材20aに接近する方向に移動すると、弾性部材20aに連結されている端部が弾性部材20aから離れる方向に移動する。このように図3に示す例では、上述した図1あるいは図2に示す例とは反対に、内部の油圧が高くなってケーシング5が膨張すると、係合機構18が切替機構20を介して押圧されて係合し、また内部の油圧が低くなってケーシング5が収縮すると、係合機構18は切替機構20を介して作用する押圧力が低下して解放する。係合機構18の係合および解放のそれぞれの状態に応じてサンギヤ15が固定され、あるいは回転するので、上述した図1や図2に示す例と同様に、簡単な構成で、複数の制振特性を有する振動低減装置を得ることができる。
The example shown in FIG. 3 is an example in which a reversing mechanism is incorporated in the
図4に示す例は、遊星回転機構14を遊星ローラによって構成した例である。すなわち、サン回転要素15は、外周面をテーパー状の転動面とした環状ローラによって構成され、リング回転要素16は、内周面をサン回転要素15のテーパー面に対向するテーパー面とした環状ローラによって構成され、これらサン回転要素15とリング回転要素16との間に配置された遊星回転要素は球状体もしくはローラによって構成され、その遊星回転要素がキャリヤ回転要素17によって自転かつ公転可能に保持されている。そのキャリヤ回転要素17にハブ8およびロックアップクラッチ11が連結され、またリング回転要素16に前述した質量体2を保持している回転体13が連結されている。
The example shown in FIG. 4 is an example in which the
さらに、サン回転要素15は、軸線方向(スラスト方向)に前後動可能に構成されている。このサン回転要素15の転動面(外周面)はテーパー状であるから、軸線方向に移動することにより、遊星回転要素をリング回転要素16との間に挟み付ける荷重が変化する。例えば図4の左方向に移動すれば、遊星回転要素を強く挟み付けるので、遊星回転機構14による伝達トルク容量が増大し、反対に図4の右方向に移動すると、遊星回転要素を挟み付ける力が低下するので、遊星回転機構14による伝達トルク容量が小さくなる。したがって、図4に示す遊星回転機構14は回転体13をハブ8あるいはロックアップクラッチ11に連結し、またその連結を解除する係合機構を兼ねている。そして、サン回転要素15とフロントカバー3の内壁面との間に前述した構成の切替機構20が配置されている。
Further, the
したがって、図4に示す構成においては、ケーシング5が膨張すると、フロントカバー3が遊星回転機構14から離れる方向に移動するので、サン回転要素15がリング回転要素16から離れる方向に移動し、遊星回転機構14による伝達トルク容量が低下する。そのため遊星回転要素がサン回転要素15に対してスリップし、リング回転要素16すなわち回転体13および質量体2の回転数が低下し、あるいは回転体13にトルクが伝達されなくなる。これに対してケーシング5が収縮すると、フロントカバー3が遊星回転機構14側に移動するので、サン回転要素15がリング回転要素16に接近する方向に押圧され、その結果、遊星回転機構14の伝達トルク容量が増大して、回転体13にトルクが伝達されて回転体13が質量体2と共に回転する。その場合、サン回転要素15が固定され、キャリヤ回転要素17が入力要素となるから、リング回転要素16およびこれと一体の回転体13がハブ8やロックアップクラッチ11よりも高速で回転する。このように図4に示すローラタイプの遊星回転機構14を使用した場合であっても、前述した図1に示す例と同様に作用して、簡単な構成でかつ複数の制振特性を有する振動低減装置とすることができる。
Therefore, in the configuration shown in FIG. 4, when the
図5に示す例は、図1に示す係合機構18の位置をフロントカバー3の外周側に変更した例である。この図5に示す例では、係合機構18および切替機構20がフロントカバー3の内壁面に対向して配置されることになるので、ロックアップクラッチ11は、タービン7と回転部材13との間に配置されている。また、ロックアップクラッチ11を摩擦接触させるいわゆる係合面11aが、ポンプシェル4の内壁面もしくはケーシング5の内壁面から軸線方向に延びている円筒部材24の先端部に形成されている。
The example shown in FIG. 5 is an example in which the position of the
この図5に示す例であっても、前述した図1に示す例と同様に、ケーシング5の膨張および収縮に応じて係合機構18が係合し、あるいは解放し、もしくは伝達トルク容量が増減するので、図1に示す例と同様に作用して、簡単な構成でかつ複数の制振特性を有する振動低減装置とすることができる。
Even in the example shown in FIG. 5, as in the example shown in FIG. 1 described above, the
1…トルクコンバータ、 2…質量体、 3…フロントカバー、 4…ポンプシェル、 5…ケーシング、 6…ポンプ、 7…タービン、 8…ハブ、 9…入力軸、 10…ステータ、 11…ロックアップクラッチ、 11a…係合面、 12…ばねダンパー、 13…回転体、 14…遊星回転機構、 15…サン回転要素(サンギヤ)、 16…リング回転要素(リングギヤ)、 17…キャリヤ回転要素(キャリヤ)、 18…係合機構、 19…固定部、 20…切替機構、 20a…弾性部材、 20b…レバー、 21…スラスト軸受部、 22…テコ機構、 23…ステー、 24…円筒部材。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記流体継手は該流体継手の内部の圧力に応じて軸線方向の変形が生じるケーシングを有し、
三つの回転要素によって差動作用を行う遊星回転機構が前記ケーシングの内部に配置され、
前記三つの回転要素のうちの第1の回転要素が前記回転体に連結され、
前記三つの回転要素のうちの第2の回転要素が前記従動側部材に連結され、
前記三つの回転要素のうちの第3の回転要素に、該第3の回転要素を所定の箇所に選択的に連結する係合機構が連結され、
前記ケーシングを軸線方向に変形させる力を前記係合機構に伝達して前記係合機構を係合もしくは解放させる切替機構を更に備えている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。 A rotating body having a mass body that performs a pendulum motion by vibration of transmitted torque is accommodated on the same axis as the fluid coupling inside the fluid coupling, and the vibration of the torque of the driven side member in the fluid coupling is the mass body. In the torsional vibration reduction device that reduces by the pendulum motion of
The fluid coupling has a casing that undergoes axial deformation in response to the pressure inside the fluid coupling;
A planetary rotating mechanism that performs differential action by three rotating elements is disposed inside the casing,
A first rotating element of the three rotating elements is coupled to the rotating body;
A second rotating element of the three rotating elements is coupled to the driven member;
An engagement mechanism that selectively connects the third rotating element to a predetermined location is connected to the third rotating element of the three rotating elements,
A torsional vibration reduction device further comprising a switching mechanism that transmits a force that deforms the casing in the axial direction to the engagement mechanism to engage or release the engagement mechanism.
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