JP6327182B2 - Torsional vibration reduction device - Google Patents
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Description
この発明は、入力されたトルクの振動を、その振動に伴って生じる慣性トルクによって低減させるように構成された振動低減装置に関するものである。 The present invention relates to a vibration reducing device configured to reduce vibration of input torque by inertia torque generated with the vibration.
特許文献1には、遊星歯車機構におけるサンギヤを入力要素とし、キャリアもしくはリングギヤを出力要素とした捩り振動緩衝装置が記載されている。そのサンギヤには第1のはずみ質量体が連結され、出力要素とされるキャリアもしくはリングギヤには第2のはずみ質量体が連結されている。そして、サンギヤとキャリアとリングギヤとのいずれか二つの回転要素の間に、それらの回転要素の相対回転を可能にするとともに相対回転させるトルクに対抗する弾性力を生じるばね装置が設けられている。 Patent Document 1 describes a torsional vibration damper using a sun gear in a planetary gear mechanism as an input element and a carrier or ring gear as an output element. A first fly mass body is connected to the sun gear, and a second fly mass body is connected to the carrier or ring gear which is an output element. A spring device is provided between any two rotating elements of the sun gear, the carrier, and the ring gear to generate an elastic force that allows relative rotation of the rotating elements and counteracts the relative rotating torque.
特許文献2には、慣性質量体に接続する遊星歯車要素をベアリングにより支持する捩り振動の制振装置および制振方法について記載されている。
特許文献1に記載されている回転要素のうちはずみ質量体とされる回転要素は、トルクの振動によって他の回転要素に対して相対回転する。したがって、はずみ質量体と他の回転要素とは同軸上に指示されている必要があるが、特許文献1には、はずみ質量体を回転可能に支持する構成が開示されていない。一方、特許文献2には、遊星歯車要素をベアリングによって回転可能に支持する構成が記載されている。この特許文献2に記載された構成を特許文献1に記載された装置に適用することが考えられる。しかしながら、例えば特許文献1に記載されているリングギヤをはずみ質量体としてベアリングによって支持するとした場合、ベアリングをリングギヤの外周側に嵌合させることになるので、大径のベアリングが必要になってコストの増大要因となり、また外径の制約がある場合にはリングギヤの外径を小さくすることになるので、慣性質量が小さくなってしまう可能性がある。また、リングギヤをその外周側に配置したベアリングによって回転可能に支持し、かつサンギヤをはずみ質量体とする場合、サンギヤのためのスペースが制約されるので、その慣性質量が減少して制振性能が不十分となる可能性がある。さらに、遊星機構の内周側にベアリングを配置するとした場合、サンギヤの径やサンギヤに連結される軸の径を維持するためにベアリングをサンギヤに対して軸線方向に並べて配置することになる。そのために、装置の全体としての軸長が増大してしまう可能性がある。
Among the rotating elements described in Patent Document 1, the rotating element that is a fly-by mass is rotated relative to the other rotating elements by the vibration of torque. Therefore, although the fly mass and the other rotating elements need to be indicated coaxially, Patent Document 1 does not disclose a configuration for supporting the fly mass so as to be rotatable. On the other hand,
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、遊星回転機構におけるいずれか一つの回転要素を制振のための慣性質量体とし、その慣性質量体をベアリングによって回転可能に支持するとともに、装置の全体しての構成の大型化を回避もしくは抑制することのできる捩り振動低減装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and any one rotating element in the planetary rotation mechanism is an inertial mass body for vibration suppression, and the inertial mass body can be rotated by a bearing. An object of the present invention is to provide a torsional vibration reduction device that can support and avoid an increase in the size of the overall configuration of the device.
上記の目的を達成するため、この発明は、中心回転要素と前記中心回転要素に対して同心円上に配置されたリング回転要素と、前記中心回転要素の外周部と前記リング回転要素との内周部との間に配置された前記中心回転要素と前記リング回転要素とが相対回転することにより自転かつ公転する複数の遊星回転要素を保持しているキャリア回転要素とによって差動作用を行う遊星回転機構を有し、これらの三つの回転要素のうちの第1の回転要素がトルクが入力される入力要素とされ、第2の回転要素がトルクを出力する出力要素とされ、第3の回転要素が慣性質量体とされ、さらに第1の回転要素と第2の回転要素とが所定角度相対回転できるように弾性体を介して連結された捩り振動低減装置であって、前記弾性体は、前記相対回転の方向に所定の間隔をあけて複数配置され、これらの弾性体の間に、前記第3の回転要素を回転可能に支持するベアリングが配置されていることを特徴としている。 To achieve the above object, the present invention provides a center rotating element, a ring rotating element disposed concentrically with respect to the center rotating element, an inner periphery of the outer periphery of the center rotating element, and the ring rotating element. Planetary rotation that performs a differential action by a carrier rotating element that holds a plurality of planetary rotating elements that rotate and revolve when the center rotating element and the ring rotating element that are disposed between the two parts rotate relative to each other. A first rotating element among these three rotating elements is an input element to which torque is input, and a second rotating element is an output element that outputs torque, and a third rotating element Is a torsional vibration reduction device in which the first rotating element and the second rotating element are coupled via an elastic body so that the first rotating element and the second rotating element can be rotated relative to each other by a predetermined angle. Relative rotation At predetermined intervals in a plurality of arranged, between which elastic bodies, a bearing for rotatably supporting the third rotating element is characterized by being arranged.
この発明によれば、入力要素に伝達されるトルクが振動すると、入力要素と出力要素とが弾性体を介して連結されているので、これら入力要素と出力要素との間で相対回転が生じる。遊星回転機構は、上述した三つの回転要素によって差動作用を行うように構成されているから、入力要素と出力要素との間に相対回転が生じると、更に他の回転要素が回転する。そして前記第3の回転要素がそれ自体の質量と加速度とに応じた慣性力を発生し、その慣性力が前記トルクの振動に対する抵抗力として作用する。慣性質量体として機能する第3の回転要素を回転可能に支持しているベアリングは、相対回転方向に所定の間隔をあけて配置された複数の弾性体の間に配置されているから、ベアリングのために軸線方向あるいは半径方向の新たなスペースを設ける必要がなく、そのため軸長や外径などを増大させる要因がないので装置の全体としての構成の大型化を回避もしくは抑制することができる。 According to the present invention, when the torque transmitted to the input element vibrates, the input element and the output element are connected via the elastic body, so that relative rotation occurs between the input element and the output element. Since the planetary rotation mechanism is configured to perform a differential action by the three rotation elements described above, when a relative rotation occurs between the input element and the output element, another rotation element further rotates. The third rotating element generates an inertial force corresponding to its own mass and acceleration, and the inertial force acts as a resistance force against the vibration of the torque. Since the bearing that rotatably supports the third rotating element that functions as an inertial mass body is disposed between a plurality of elastic bodies that are disposed at predetermined intervals in the relative rotational direction, For this reason, it is not necessary to provide a new space in the axial direction or the radial direction, and there is no factor for increasing the axial length, the outer diameter, and the like. Therefore, the increase in the size of the entire apparatus can be avoided or suppressed.
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は遊星回転機構を主体として構成した捩り振動低減装置1の一例である。この捩り振動低減装置1を構成する遊星回転機構は具体的には遊星歯車機構や遊星ローラ機構であり、中心回転要素2と、その中心回転要素2に対して同心円上に配置されたリング回転要素3と、前記中心回転要素2の外周部と前記リング回転要素3の内周部との間に配置され前記中心回転要素2と前記リング回転要素3とが相対回転することにより自転かつ公転する複数の遊星回転要素4を保持しているキャリア回転要素5とを有し、これらの回転要素によって差動作用を行うように構成されている。遊星歯車機構の場合には、中心回転要素2がサンギヤであって、外周面に歯が形成されている外歯歯車であり、リング回転要素3は内歯歯車であるリングギヤによって構成され、遊星回転要素4はピニオンギヤによって構成され、キャリア回転要素5はキャリアによって構成される。ローラ機構の場合には、遊星回転要素4は円筒状もしくは円柱状のピニオンローラによって構成され、外周面が転動面とされた前記中心回転要素2とされるサンローラと、内周面が転動面とされた前記リング回転要素3とされるリングローラとの間にピニオンローラが挟み込まれ、そのピニオンローラが前記キャリア回転要素5とされるキャリアによって保持される。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a torsional vibration reduction device 1 mainly composed of a planetary rotation mechanism. Specifically, the planetary rotating mechanism constituting the torsional vibration reducing device 1 is a planetary gear mechanism or a planetary roller mechanism, and includes a
以下、遊星歯車機構によって捩り振動低減装置1を構成した例について説明する。図2は図1に示す捩り振動低減装置1を所定の動力伝達経路に組み込んだ状態を示すII-II断面図である。図2の例では、リング回転要素であるリングギヤ3が入力要素とされ、キャリア回転要素であるキャリア5が出力要素とされており、これらリングギヤ3とキャリア5とが、この発明の実施形態における弾性体に相当するばねダンパ6を介して連結されている。
Hereinafter, an example in which the torsional vibration reduction device 1 is configured by a planetary gear mechanism will be described. 2 is a sectional view taken along the line II-II showing a state in which the torsional vibration reducing device 1 shown in FIG. 1 is incorporated in a predetermined power transmission path. In the example of FIG. 2, the
また前記ばねダンパ6はリングギヤ3とキャリア5とが相対回転する方向に所定の間隔をあけて複数配置されたコイルバネ6aを有している。そして、中心回転要素であるサンギヤ2はリングギヤ3とキャリア5との間に相対回転が生じた場合に回転する慣性質量体となっている。さらにそのサンギヤ2を回転可能に支持するベアリング9が前記コイルバネ6a同士の間に配置されている。このベアリング9はガイドベアリングであって、ガイドローラ、ガイドメタルなどに置き換えられる。
The
そして入力要素であるリングギヤ3に駆動力源7が連結され、出力要素であるキャリア5に駆動対象部8が連結されている。その駆動力源7は例えば内燃機関であり、リングギヤ3やキャリア5に伝達されるトルクは振動する。また、駆動対象部8は例えば変速機である。
A
つぎにこの発明に係る捩り振動低減装置1の作用について説明する。図1および図2に示す捩り振動低減装置1を構成する遊星歯車機構は、中心回転要素であるサンギヤ2を慣性質量体としている。リングギヤ3に駆動力源7からトルクが伝達される場合、キャリア5には駆動対象部8を回転させるためのトルクが反力として作用する。それに伴って、ばねダンパ6にはコイルバネ6aを圧縮する荷重が掛かり、その荷重に応じた変位が生じるので、リングギヤ3とキャリア5とが所定の角度相対回転する。すなわち、リングギヤ3とキャリア5とは、ばねダンパ6の構成によって決まる所定の角度の範囲で相対回転可能であり、その相対回転を生じさせるトルクに対してばねダンパ6の弾性力が反力として作用する。またサンギヤ2がリングギヤ3とキャリア5との相対回転角度に応じた角度回転する。
Next, the operation of the torsional vibration reducing device 1 according to the present invention will be described. The planetary gear mechanism that constitutes the torsional vibration reduction device 1 shown in FIGS. 1 and 2 uses a
リングギヤ3に伝達するトルクが振動すると、上述したようにばねダンパ6に掛かる圧縮力(捩り力)が変化するので、リングギヤ3とキャリア5との間に相対回転が生じる。その相対回転はトルクの振動による回転であるから、回転角度はばねダンパ6におけるばね定数や入力されるトルクの振幅などに応じる角度になる。そして、サンギヤ2も上述したようにリングギヤ3とキャリア5との間に相対回転が生じた場合に回転し、相対回転角度に応じた角度回転する。すなわち、サンギヤ2がそれ自体の質量と加速度とに応じた慣性力を発生し、その慣性力が前記トルクの振動に対する抵抗力として作用する。そのような回転によってサンギヤ2は慣性トルクを発生し、その慣性トルクは慣性モーメントと加速度とに応じたトルクになる。
When the torque transmitted to the
慣性質量体として作用するサンギヤ2は、上述したように、コイルバネ6a同士の間に配置された複数のベアリング9によって支持されており、したがって入力トルクの振動に起因するリングギヤ3とキャリヤ5との相対回転によって滑らかに回転する。サンギヤ2をこのように支持しているベアリング9は、複数個設けられているから、それぞれは外径の小さい小型のものであり、しかも、コイルバネ6a同士の間のスペースを有効に利用して配置されている。したがって、上述した構成によれば、慣性質量体を回転可能に支持するベアリング9を設けているとしても、そのベアリング9が装置全体の大型化の要因にはならない。そのため、この発明によれば、振動減衰特性に優れ、しかも小型で低廉な捩り振動低減装置を得ることができる。
As described above, the
つぎにこの発明の他の実施の形態について説明する。この発明に係る捩り振動低減装置1は、三つの回転要素によって差動作用を行う遊星回転機構を有し、これらの三つの回転要素のうちの第1の回転要素が入力要素、第2の回転要素が出力要素、第3の回転要素が慣性質量体となってればよい。したがって慣性質量体はサンギヤ2以外の回転要素であってもよい。以下にリング回転要素であるリングギヤ3を慣性質量体とした捩り振動低減装置1について説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described. The torsional vibration reduction device 1 according to the present invention has a planetary rotation mechanism that performs differential action by three rotating elements, and the first rotating element of these three rotating elements is the input element and the second rotating element. It is sufficient that the element is an output element and the third rotating element is an inertial mass body. Therefore, the inertia mass body may be a rotating element other than the
図3および図4に示す例は、ばねダンパ6をリングギヤ3の外周側に配置した例であり、したがってサンギヤ2が入力要素、キャリヤ5が出力要素とされている。他の構成は、図1に示す構成と同様であるから、図3および図4には、図1および図2と同様の符号を付してその説明を省略する。
The example shown in FIGS. 3 and 4 is an example in which the
捩り振動低減装置1を図3に示すように構成した場合にはリングギヤ3が振動減衰のための慣性質量体として機能する。したがって図3に示す遊星歯車機構を主体として構成した捩り振動低減装置1を動力伝達装置に組み込む場合、図4に示すように構成することになる。すなわち、図4に示すように、サンギヤ2が駆動力源7と連結されて入力要素となり、キャリア5が駆動対象部8と連結されて出力要素となる。またこれらサンギヤ2とキャリア5との間にばねダンパ6が配置される。そして上述した図1の実施形態と同様に、慣性質量体(本実施形態ではリングギヤ3)の支持要素であるベアリング9をコイルバネ6a同士の間に配置する。
When the torsional vibration reducing device 1 is configured as shown in FIG. 3, the
図3および図4に示すように構成した場合であっても、上述した図1に示す実施形態1と同様の作用および効果を得られる。すなわち、慣性質量体を配置する空間が減少しないので、制振性能の低下の抑制もしくは回避することができる。また小径のベアリング9を使用できることにより低コスト化を図ることができる。さらに捩り振動低減装置1の全体としての軸長を低減できる。またいずれの実施形態であっても動力伝達機構への搭載が良好であり、制振性能の低下の抑制もしくは回避することができる。
Even when configured as shown in FIGS. 3 and 4, the same operations and effects as those of the first embodiment shown in FIG. 1 described above can be obtained. That is, since the space where the inertial mass body is disposed does not decrease, it is possible to suppress or avoid a decrease in vibration damping performance. Further, the use of the small-
1…捩り振動低減装置、 2…中心回転要素(サンギヤ)、 3…リング回転要素(サンギヤ)、 4…遊星回転要素(ピニオンギヤ)、 5…キャリヤ回転要素(キャリヤ)、 6…ダンパばね、 6a…コイルバネ、 7…駆動力源、 8…駆動対象部、 9…ベアリング。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Torsional vibration reduction apparatus, 2 ... Center rotation element (sun gear), 3 ... Ring rotation element (sun gear), 4 ... Planetary rotation element (pinion gear), 5 ... Carrier rotation element (carrier), 6 ... Damper spring, 6a ... Coil spring, 7 ... Driving force source, 8 ... Drive target part, 9 ... Bearing.
Claims (1)
前記弾性体は、前記相対回転の方向に所定の間隔をあけて複数配置され、これらの弾性体の間に、前記第3の回転要素を回転可能に支持するベアリングが配置されていることを特徴とする捩り振動低減装置。 A central rotating element, a ring rotating element disposed concentrically with respect to the central rotating element, and the central rotating element disposed between an outer peripheral portion of the central rotating element and an inner peripheral portion of the ring rotating element And a planetary rotation mechanism that performs a differential action by a carrier rotation element that holds a plurality of planetary rotation elements that rotate and revolve when the ring rotation element rotates relative to each other. Of these, the first rotation element is an input element to which torque is input, the second rotation element is an output element that outputs torque, the third rotation element is an inertial mass body, and further the first rotation A torsional vibration reducing device in which an element and a second rotating element are connected via an elastic body so as to be relatively rotatable by a predetermined angle;
A plurality of the elastic bodies are arranged at predetermined intervals in the direction of the relative rotation, and a bearing for rotatably supporting the third rotating element is arranged between these elastic bodies. Torsional vibration reduction device.
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