KR20180052596A - 토크 변동 억제 장치, 토크 컨버터 및 동력 전달 장치 - Google Patents

토크 변동 억제 장치, 토크 컨버터 및 동력 전달 장치 Download PDF

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Abstract

회전 부재의 토크 변동을 억제하기 위한 장치에 있어서, 비교적 넓은 회전수 영역에서 토크 변동의 피크를 억제한다. 상기 장치는 관성 링(20)과, 원심 소자(21)와, 캠 기구(22)를 포함하고 있다. 관성 링(20)은 출력 측 회전체(12)와 축방향으로 나란히 배치되고, 출력 측 회전체(12)와 함께 회전 가능하며, 출력 측 회전체(12)에 대하여 상대 회전 가능하다. 원심 소자(21)는 출력 측 회전체(12) 및 관성(20)의 회전에 의한 원심력을 받는다. 캠 기구(22)는 캠(26) 및 캠플로워(25)를 구비하고, 원심 소자(21)에 작용하는 원심력을 받아, 출력 측 회전체(12) 및 관성 링(20)을 회전시키고, 또한 출력 측 회전체(12)와 관성 링(20) 사이에 회전 방향에 있어서의 상대 변위가 생겼을 때는, 원심력을, 상대 변위가 작아지는 방향의 원주 방향력으로 변환시킨다.

Description

토크 변동 억제 장치, 토크 컨버터 및 동력 전달 장치
본 발명은, 토크 변동 억제 장치, 특히, 토크가 입력되는 회전체의 토크 변동을 억제하기 위한 토크 변동 억제 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 토크 변동 억제 장치를 포함한 토크 컨버터 및 동력 전달 장치에 관한 것이다.
예를 들면, 자동차의 엔진과 트랜스미션 사이에는, 댐퍼 장치를 포함하는 클러치 장치나 토크 컨버터가 설치되어 있다. 또한, 토크 컨버터에는 연비 저감을 위해, 소정의 회전수 이상으로 기계적으로 토크를 전달하기 위한 록업(lock-up) 장치가 설치되어 있다.
일반적으로, 록업 장치는 클러치부와, 복수의 토션 스프링을 가지는 댐퍼를 포함하고 있다. 또한, 클러치부는, 유압(油壓)의 작용에 의해 프론트 커버에 가압되는 마찰 부재부가 장착된 피스톤을 가지고 있다. 그리고, 록업 온 상태에서는, 토크는 프론트 커버로부터 마찰 부재를 통하여 피스톤에 전달되고, 복수의 토션 스프링을 통하여 출력 측의 부재에 더 전달된다.
이와 같은 록업 장치에서는, 복수의 토션 스프링을 가지는 댐퍼에 의해 토크 변동(회전 속도 변동)을 억제할 수 있다.
또한, 특허문헌 1의 록업 장치에서는, 관성 부재를 포함하는 다이나믹 댐퍼 장치를 설치함으로써, 토크 변동을 억제하도록 하고 있다. 특허문헌 1의 다이나믹 댐퍼 장치는, 토션 스프링을 지지하는 플레이트에 장착되어 있고, 이 플레이트와 상대 회전 가능한 한 쌍의 관성 링과, 플레이트와 관성 링 사이에 설치된 복수의 코일 스프링을 가지고 있다.
일본공개특허 제2015-094424호 공보
특허문헌 1의 다이나믹 댐퍼 장치를 록업 장치에 설치함으로써, 소정의 회전수 영역에 발생하는 토크 변동의 피크를 억제할 수 있다.
특허문헌 1을 포함하는 종래의 다이나믹 댐퍼 장치에서는, 소정의 회전수 영역의 토크 변동의 피크를 억제할 수 있다. 그러나, 엔진의 사양 등이 바뀌면, 거기에 따라 토크 변동의 피크가 나타나는 회전수 영역이 바뀐다. 이 때문에, 엔진의 사양 등의 변경에 수반하여 관성 링의 관성량 및 코일 스프링의 스프링 상수를 변경할 필요가 있고, 대응이 곤란한 경우가 있다.
본 발명의 과제는, 회전 부재의 토크 변동을 억제하기 위한 장치에 있어서, 비교적 넓은 회전수 영역에서 토크 변동의 피크를 억제할 수 있도록 하는 것에 있다.
(1) 본 발명에 관한 토크 변동 억제 장치는, 토크가 입력되는 회전체의 토크 변동을 억제하기 위한 장치로서, 질량체와, 원심 소자(centrifugal element)와, 캠 기구(機構)를 포함하고 있다. 질량체는 회전체와 축방향으로 나란히 배치되고, 회전체와 함께 회전 가능하며, 또한 회전체에 대하여 상대 회전 가능하게 배치되어 있다. 원심 소자는 회전체 및 질량체의 회전에 의한 원심력을 받도록 배치되어 있다. 캠 기구는 캠 및 캠플로워를 구비하고, 원심 소자에 작용하는 원심력을 받아, 회전체와 질량체 사이에 회전 방향에 있어서의 상대 변위가 생겼을 때는, 원심력을, 상대 변위가 작아지는 방향의 원주 방향력으로 변환시킨다. 캠은 원심 소자, 또는 회전체 및 질량체 중 어느 하나에 설치되어 있다. 캠플로워는 회전체 및 질량체 중 어느 하나, 또는 원심 소자에 설치되어 있다.
상기 장치에서는, 회전체에 토크가 입력되면, 회전체 및 질량체가 회전한다. 회전체에 입력되는 토크에 변동이 없는 경우에는, 회전체와 질량체 사이의 회전 방향에 있어서의 상대 변위는 없고, 동기하여 회전한다. 한편, 입력되는 토크에 변동이 있는 경우에는, 질량체는 회전체에 대하여 상대 회전 가능하게 배치되어 있으므로, 토크 변동의 정도에 따라서는, 양자 간에 회전 방향에 있어서의 상대 변위(이하, 이 변위를 「회전 위상차」라고 표현하는 경우가 있음)가 생기는 경우가 있다.
여기에서, 회전체 및 질량체가 회전하면, 원심 소자는 원심력을 받는다. 그리고, 캠 기구는, 상기 원심 소자에 작용하는 원심력에 의해, 회전체와 질량체 사이에 상대 변위가 생겼을 때는, 원심 소자에 작용하는 원심력을 원주 방향력으로 변환시키고, 상기 원주 방향력에 의해 회전체와 질량체의 사이의 상대 변위를 작게 하도록 작동한다. 이와 같은 캠 기구의 작동에 의해, 토크 변동을 억제할 수 있다.
여기서는, 원심 소자에 작용하는 원심력을, 토크 변동을 억제하기 위한 힘으로서 이용하고 있으므로, 회전체의 회전수에 따라서 토크 변동을 억제하는 특성이 바뀌게 된다. 또한, 예를 들면 캠의 형상 등에 의해, 토크 변동을 억제하는 특성을 적절하게 설정할 수 있고, 보다 넓은 회전수 영역에서의 토크 변동의 피크를 억제할 수 있다.
(2) 바람직하게는, 질량체는, 회전체를 사이에 두고 대향하여 배치된 제1 관성 링 및 제2 관성 링을 구비하고 있다.
여기서는, 회전체의 축방향 양측에 관성 링이 배치되어 있으므로, 장치의 직경 방향 치수를 억제하여 관성량을 크게 할 수 있고, 토크 변동의 억제에 유효하다.
(3) 바람직하게는, 질량체는, 회전체를 축방향으로 관통하여 제1 관성 링과 제2 관성 링을 상대 회전 불가능하게 연결하는 핀을 더 구비하고 있다. 또한, 바람직하게는 원심 소자는, 회전체의 외주부이며 또한 핀의 내주 측에 있어서 제1 관성 링과 제2 관성 링의 축방향 사이에 배치되어 있다. 그리고, 캠플로워는, 내부에 핀이 축방향으로 관통하는 구멍을 가지는 원통형의 롤러다. 또한, 캠은 원심 소자에 형성되어 캠플로워에 맞닿고, 회전체와 질량체 사이의 회전 방향에 있어서의 상대 변위량에 따라서 원주 방향력이 변화되는 형상을 갖는다.
여기서는, 제1 관성 링과 제2 관성 링을 연결하는 핀을 이용하여, 캠플로워를 장착하고 있다. 이 때문에, 캠 기구의 구성이 간단해진다.
(4) 바람직하게는, 질량체는, 제1 관성 링의 외주단(外周端)과 제2 관성 링의 외주단을 연결하는 연결부를 더 구비하고, 제1 관성 링 및 제2 관성 링은 동일한 내경(內徑)을 가지고 있다. 또한, 바람직하게는, 원심 소자는 회전체의 외주부에 있어서 제1 관성 링과 제2 관성 링의 축방향 사이에 배치되어 있다. 그리고, 캠플로워는 원심 소자에 설치되어 있다. 또한, 캠은, 제1 관성 링 및 제2 관성 링의 내주 단면(端面)에 형성되어 캠플로워가 맞닿을 수 있고, 회전체와 질량체 사이의 회전 방향에 있어서의 상대 변위량에 따라서 원주 방향력이 변화되는 형상을 갖는다.
여기서는, 제1 관성 링과 제2 관성 링이 외주단에서 연결되어 있으므로, 2개의 관성 링을 연결하기 위한 핀이 불필요해진다. 그리고, 2개의 관성 링의 내주 단면이 캠으로서 구성되어 있으므로, 캠 기구의 구성이 간단해진다.
(5) 바람직하게는, 회전체는 외주면에 오목부를 가지고, 원심 소자는 오목부에 수용되어 있다. 이 경우에는, 회전체의 오목부에 원심 소자가 수용되어 있으므로, 장치의 축방향 치수를 억제할 수 있다.
(6) 바람직하게는, 원심 소자는 오목부 내에서 직경 방향으로 이동 가능하고, 원심 소자와 오목부 사이의 마찰 계수는 0.1 이하다.
(7) 바람직하게는, 원심 소자가 이동하는 방향의 원심 소자 측면과 오목부 사이에는, 원심 소자가 이동할 때의 마찰을 저감하기 위한 마찰 저감 부재가 배치되어 있다.
(8) 바람직하게는, 마찰 저감 부재는, 원심 소자의 원주 방향 양단부에 회전 가능하게 지지되고, 원심 소자의 원주 방향 양단면과 오목부의 측면 사이에서 전동(轉動)하는 복수의 롤러다.
(9) 바람직하게는, 오목부 내에 배치되고, 회전체 및 질량체가 회전하고 있지 않은 상태에서 캠플로워와 캠이 서로 맞닿도록 원심 소자를 직경 방향 외측으로 가압하는 가압 부재를 더 구비하고 있다.
여기서는, 원심 소자가 가압 부재에 의해 직경 방향 외측으로 가압되고 있는 것에 의해, 캠과 캠플로워가 항상 맞닿게 되어 있다. 이 때문에, 회전 정지 시에 캠플로워가 캠으로부터 떨어지거나, 또는 회전 개시 시에 캠플로워가 캠에 맞닿거나(충돌) 할 때의 음을 없앨 수 있다.
(10) 바람직하게는, 질량체는 연속된 원환형으로 형성되어 있다.
(11) 본 발명에 관한 토크 컨버터는, 엔진과 트랜스미션 사이에 배치된다. 상기 토크 컨버터는, 엔진으로부터의 토크가 입력되는 입력 측 회전체와, 트랜스미션에 토크를 출력하는 출력 측 회전체와, 입력 측 회전체와 터빈 사이에 배치된 댐퍼와, 이상에 기재된 어느 하나의 토크 변동 억제 장치를 포함하고 있다.
(12) 바람직하게는, 토크 변동 억제 장치는 입력 측 회전체에 배치되어 있다.
(13) 바람직하게는, 토크 변동 억제 장치는 출력 측 회전체에 배치되어 있다.
(14) 바람직하게는, 댐퍼는 입력 측 회전체로부터 토크가 입력되는 제1 댐퍼와, 출력 측 회전체에 토크를 출력하는 제2 댐퍼와, 제1 댐퍼와 제2 댐퍼 사이에 설치된 중간 부재를 구비하고 있다. 그리고, 토크 변동 억제 장치는 중간 부재에 배치되어 있다.
(15) 바람직하게는, 댐퍼는 복수의 코일 스프링을 구비하고 있다. 바람직하게는, 입력 측 회전체 및 출력 측 회전체에 대하여 상대 회전 가능하며, 복수의 코일 스프링을 지지하는 플로트 부재(float member)를 더 구비하고, 토크 변동 억제 장치는 플로트 부재에 배치되어 있다.
(16) 본 발명에 관한 동력 전달 장치는 플라이휠과, 클러치 장치와, 이상에 기재된 어느 하나의 토크 변동 억제 장치를 포함하고 있다. 플라이휠은, 회전축을 중심으로 회전하는 제1 관성체와, 회전축을 중심으로 회전하고 제1 관성체와 상대 회전 가능한 제2 관성체와, 제1 관성체와 제2 관성체 사이에 배치된 댐퍼를 가진다. 클러치 장치는 플라이휠의 제2 관성체에 설치되어 있다.
(17) 바람직하게는, 토크 변동 억제 장치는 제2 관성체에 배치되어 있다.
(18) 바람직하게는, 토크 변동 억제 장치는 제1 관성체에 배치되어 있다.
(19) 바람직하게는, 댐퍼는 제1 관성체로부터 토크가 입력되는 제1 댐퍼와, 제2 관성체에 토크를 출력하는 제2 댐퍼와, 제1 댐퍼와 제2 댐퍼 사이에 설치된 중간 부재를 구비하고 있다. 그리고, 토크 변동 억제 장치는 중간 부재에 배치되어 있다.
이상과 같은 본 발명에서는, 회전 부재의 토크 변동을 억제하기 위한 장치에 있어서, 비교적 넓은 회전수 영역에서 토크 변동의 피크를 억제할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 토크 컨버터의 모식도이다.
도 2a는, 도 1의 출력 측 회전체 및 토크 변동 억제 장치의 정면도이다.
도 2b는, 다른 실시형태의 도 2a에 상당하는 도면이다.
도 3은, 도 2a의 확대 부분도이다.
도 4는, 도 3의 IV-IV선 단면도이다.
도 5는, 캠 기구의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 회전수와 토크 변동의 관계를 나타낸 특성도이다.
도 7은, 본 발명의 제2 실시형태의 도 3에 상당하는 도면이다.
도 8은, 도 7의 IIIV-IIIV선 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 제3 실시형태에 의한 토크 변동 억제 장치의 정면 부분도이다.
도 10은, 도 9의 X-X선 단면도이다.
도 11은, 제3 실시형태의 원심 소자의 평면도이다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타낸 도 1에 상당하는 도면이다.
도 13은, 본 발명의 적용예 1를 나타내는 모식도이다.
도 14는, 본 발명의 적용예 2를 나타내는 모식도이다.
도 15는, 본 발명의 적용예 3을 나타내는 모식도이다.
도 16은, 본 발명의 적용예 4를 나타내는 모식도이다.
도 17은, 본 발명의 적용예 5를 나타내는 모식도이다.
도 18은, 본 발명의 적용예 6을 나타내는 모식도이다.
도 19는, 본 발명의 적용예 7을 나타내는 모식도이다.
도 20은, 본 발명의 적용예 8을 나타내는 모식도이다.
도 21은, 본 발명의 적용예 9를 나타내는 모식도이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 토크 변동 억제 장치를 토크 컨버터의 록업 장치에 장착한 경우의 모식도이다. 도 1에 있어서, O-O가 토크 컨버터의 회전축선이다.
[전체 구성]
토크 컨버터(1)는 프론트 커버(2)과, 토크 컨버터 본체(3)와, 록업 장치(4)와, 출력 허브(5)를 포함하고 있다. 프론트 커버(2)에는 엔진으로부터 토크가 입력된다. 토크 컨버터 본체(3)는 프론트 커버(2)에 연결된 임펠러(7)와, 터빈(8)과, 스테이터(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 터빈(8)은 출력 허브(5)에 연결되어 있고, 출력 허브(5)의 내주부에는, 트랜스미션의 입력축(도시하지 않음)이 스플라인에 의해 걸어맞춤 가능하다.
[록업 장치(4)]
록업 장치(4)는 클러치부나, 유압에 의해 작동하는 피스톤 등을 구비하고, 록업 온 상태와, 록업 오프 상태를 취할 수 있다. 록업 온 상태에서는, 프론트 커버(2)에 입력된 토크는, 토크 컨버터 본체(3)를 통하지 않고, 록업 장치(4)를 통하여 출력 허브(5)에 전달된다. 한편, 록업 오프 상태에서는, 프론트 커버(2)에 입력된 토크는, 토크 컨버터 본체(3)를 통하여 출력 허브(5)에 전달된다.
록업 장치(4)는 입력 측 회전체(11)와, 출력 측 회전체(12)와, 댐퍼(13)와, 토크 변동 억제 장치(14)를 구비하고 있다.
입력 측 회전체(11)는 축방향으로 이동 가능한 피스톤을 포함하고, 프론트 커버(2) 측의 측면에 마찰 부재(16)를 구비하고 있다. 상기 마찰 부재(16)가 프론트 커버(2)에 가압되는 것에 의해, 프론트 커버(2)로부터 입력 측 회전체(11)에 토크가 전달된다.
출력 측 회전체(12)는, 입력 측 회전체(11)와 축방향으로 대향하여 배치되고, 입력 측 회전체(11)와 상대 회전 가능하다. 출력 측 회전체(12)는 출력 허브(5)에 연결되어 있다.
댐퍼(13)는, 입력 측 회전체(11)와 출력 측 회전체(12) 사이에 배치되어 있다. 댐퍼(13)는, 복수의 토션 스프링을 가지고 있고, 입력 측 회전체(11)와 출력 측 회전체(12)를 회전 방향으로 탄성적으로 연결하고 있다. 상기 댐퍼(13)에 의하여, 입력 측 회전체(11)로부터 출력 측 회전체(12)에 토크가 전달되고, 또한 토크 변동이 흡수, 쇠퇴된다.
[토크 변동 억제 장치(14)]
-제1 실시형태-
도 2a는, 출력 측 회전체(12) 및 토크 변동 억제 장치(14)의 정면도이다. 또한, 도 2a의 일부를 확대하여 도 3에 나타내고, 도 4에 도 3의 IV-IV선 단면을 나타내고 있다. 이들 도면에 나타낸 바와 같이, 토크 변동 억제 장치(14)는, 제1 관성 링(201) 및 제2 관성 링(202)과, 4개의 원심 소자(21)와, 4개의 캠 기구(22)를 포함하고 있다. 각각 4개의 원심 소자(21) 및 캠 기구(22)는, 원주 방향으로 90°의 등간격으로 배치되어 있다.
그리고, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 각 원심 소자(21)의 내주 측에 코일 스프링(23)을 배치해도 된다. 코일 스프링(23)은 원심 소자(21)를 외주 측으로 가압하도록 설치되어 있다. 또한, 이후에 설명하는 각 예에서도, 마찬가지로 코일 스프링(23)을 설치해도 되고, 생략해도 된다.
제1 관성 링 및 제2 관성 링(201, 202)은, 각각 연속된 원환형으로 형성된 소정의 두께를 가지는 플레이트이고, 도 4에 나타낸 바와 같이, 출력 측 회전체(12)를 사이에 두고 출력 측 회전체(12)의 축방향 양측에 소정의 간극을 두고 배치되어 있다. 즉, 출력 측 회전체(12)와 제1 관성 링 및 제2 관성 링(201, 202)은, 축방향으로 나란히 배치되어 있다. 제1 관성 링 및 제2 관성 링(201, 202)의 외경은, 출력 측 회전체(12)의 외경과 대략 동일한 치수로 설정되어 있다. 또한, 제1 관성 링 및 제2 관성 링(201, 202)은, 출력 측 회전체(12)의 회전축과 동일한 회전축을 가지고, 출력 측 회전체(12)와 함께 회전 가능하며, 또한 출력 측 회전체(12)에 대하여 상대 회전 가능하다.
제1 관성 링 및 제2 관성 링(201, 202)의 한쪽 측면에는, 축방향으로 소정의 깊이를 가지는 오목부(201a, 202a)가 형성되고, 그 중심부에는 축방향으로 관통하는 구멍(201b, 202b)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 관성 링(201)과 제2 관성 링(202)은, 이들 구멍(201b, 202b) 및 출력 측 회전체(12)를 관통하는 리벳(24)에 의해 고정되어 있다. 따라서, 제1 관성 링(201)은 제2 관성 링(202)에 대하여, 축방향, 직경 방향 및 회전 방향으로 이동 불가능하다.
원심 소자(21)는 출력 측 회전체(12)에 배치되어 있고, 출력 측 회전체(12)의 회전에 의한 원심력에 의해 직경 방향으로 이동 가능하다. 보다 상세하게는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 출력 측 회전체(12)에는 외주면에 오목부(12a)가 형성되어 있다. 오목부(12a)는, 출력 측 회전체(12)의 외주면에, 내주 측의 회전 중심을 향하여 오목하게 직사각형으로 형성되어 있다. 그리고, 상기 오목부(12a)에 원심 소자(21)가 직경 방향으로 이동 가능하게 삽입되어 있다. 원심 소자(21) 및 오목부(12a)는, 원심 소자(21)의 측면과 오목부(12a) 사이의 마찰 계수가 0.1 이하로 되도록 설정되어 있다. 또한, 원심 소자(21)는, 출력 측 회전체(12)와 대략 같은 두께를 가지는 플레이트이고, 또한 외주면(21a)이 내주 측으로 오목한 원호형으로 형성되어 있다. 후술하는 바와 같이, 원심 소자(21)의 외주면(21a)이 캠(26)으로서 기능한다.
캠 기구(22)는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 캠플로워로서의 원통형 롤러(25)와, 원심 소자(21)의 외주면(21a)인 캠(26)으로 구성되어 있다. 롤러(25)는, 리벳(24)의 몸통부(trunk)의 외주에 끼워넣어져 있다. 즉, 롤러(25)는 리벳(24)에 지지되어 있다. 그리고, 롤러(25)는 리벳(24)에 대하여 회전 가능하게 장착되어 있는 것이 바람직하지만, 회전 불가능해도 된다. 캠(26)은, 롤러(25)가 맞닿는 원호형의 면이고, 출력 측 회전체(12)와 제1 관성 링 및 제2 관성 링(201, 202)이 소정 각도 범위에서 상대 회전했을 때는, 롤러(25)는 상기 캠(26)을 따라 이동한다.
상세한 내용은 후술하지만, 롤러(25)와 캠(26)의 접촉에 의해, 출력 측 회전체(12)와 제1 관성 링 및 제2 관성 링(201, 202) 사이에 회전 위상차가 생겼을 때, 원심 소자(21)에 생긴 원심력은, 회전 위상차가 작아지는 원주 방향의 힘으로 변환된다.
그리고, 코일 스프링(23)을 설치하는 경우에는, 오목부(12a)의 바닥면과 원심 소자(21)의 내주 측의 면 사이에, 원심 소자(21)를 외주 측으로 가압하도록 배치한다. 상기 코일 스프링(23)을 설치한 경우에는, 코일 스프링(23)의 가압력에 의해, 원심 소자(21)의 외주면(21a)인 캠(26)은, 캠플로워로서의 롤러(25)에 가압된다. 따라서, 출력 측 회전체(12)가 회전하고 있지 않은 상태에서, 원심 소자(21)에 원심력이 작용하지 않는 경우라도, 캠(26)과 캠플로워[롤러(25)]는 맞닿는다.
[캠 기구(22)의 작동]
도 3 및 도 5를 이용하여, 캠 기구(22)의 작동(토크 변동의 억제)에 대하여 설명한다. 그리고, 이하의 설명에서는, 제1 관성 링 및 제2 관성 링(201, 202)을, 단지 「관성 링(201, 202)」이라고 기재하는 경우도 있다.
록업 온 시에는, 프론트 커버(2)에 전달된 토크는, 입력 측 회전체(11) 및 댐퍼(13)를 통하여 출력 측 회전체(12)에 전달된다.
토크 전달 시에 토크 변동이 없는 경우에는, 도 3에 나타낸 바와 같은 상태에서, 출력 측 회전체(12) 및 관성 링(201, 202)은 회전한다. 이 상태에서는, 캠 기구(22)의 롤러(25)는 캠(26)의 가장 내주 측의 위치(원주 방향의 중앙 위치)와 맞닿고, 출력 측 회전체(12)와 관성 링(201, 202)의 회전 위상차는 「0」이다.
전술한 바와 같이, 출력 측 회전체(12)와 관성 링(201, 202) 사이의 회전 방향에 있어서의 상대 변위량을, 「회전 위상차」라고 칭하고 있지만, 이들은 도 3 및 도 5에서는, 원심 소자(21) 및 캠(26)의 원주 방향 중앙 위치와, 캠플로워(25)의 중심 위치(원주 방향의 중앙 위치)의 어긋남을 나타내는 것이다.
여기에서, 토크의 전달 시에 토크 변동이 존재하면, 도 5의 (a), 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 출력 측 회전체(12)와 관성 링(201, 202) 사이에는, 회전 위상차 ±θ가 생긴다. 도 5의 (a)는 +R 측으로 회전 위상차 +θ가 생겼을 경우를 나타내고, 도 5의 (b)는 -R 측으로 회전 위상차 -θ가 생겼을 경우를 나타내고 있다.
도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 출력 측 회전체(12)와 관성 링(201, 202) 사이에 회전 위상차 +θ가 생겼을 경우에는, 캠 기구(22)의 롤러(25)는, 캠(26)을 따라 상대적으로 도 5의 (a)의 좌측으로 이동한다. 이 때, 원심 소자(21)에는 원심력이 작용하고 있으므로, 원심 소자(21)에 형성된 캠(26)이 롤러(25)로부터 받는 반력은, 도 5의 (a)의 P0의 방향 및 크기로 된다. 상기 반력(P0)에 의하여, 원주 방향의 제1 분력(P1)과, 원심 소자(21)를 회전 중심을 향하여 이동시키는 방향의 제2 분력(P2)이 발생한다.
그리고, 제1 분력(P1)은, 캠 기구(22) 및 원심 소자(21)를 통하여 출력 측 회전체(12)를 도 5의 (a)의 좌측 방향으로 이동시키는 힘이 된다. 즉, 출력 측 회전체(12)와 관성 링(201, 202)의 회전 위상차를 작게 하는 방향의 힘이, 출력 측 회전체(12)에 작용하게 된다. 또한, 제2 분력(P2)에 의하여, 원심 소자(21)는 원심력에 저항하여 직경 방향 내주 측으로 이동된다.
도 5의 (b)는, 출력 측 회전체(12)와 관성 링(201, 202) 사이에 회전 위상차-θ가 생겼을 경우를 나타내고, 캠 기구(22)의 롤러(25)의 이동 방향, 반력(P0), 제1 분력(P1) 및 제2 분력(P2)의 방향이 도 5의 (a)와 상이할 뿐이며, 캠 기구(22)의 작동은 동일하다.
이상과 같이, 토크 변동에 의해 출력 측 회전체(12)와 관성 링(201, 202) 사이에 회전 위상차가 생기면, 원심 소자(21)에 작용하는 원심력 및 캠 기구(22)의 작용에 의해, 출력 측 회전체(12)는, 양자의 회전 위상차를 작게 하는 방향의 힘[제1 분력(P1)]을 받는다. 상기 힘에 의하여, 토크 변동이 억제된다.
이상의 토크 변동을 억제하는 힘은 원심력, 즉 출력 측 회전체(12)의 회전수에 의해 변화되고, 회전 위상차 및 캠(26)의 형상에 의해서도 변화된다. 따라서, 캠(26)의 형상을 적절하게 설정함으로써, 토크 변동 억제 장치(14)의 특성을 엔진 사양 등에 따른 최적의 특성으로 할 수 있다.
예를 들면, 캠(26)의 형상은 동일한 원심력이 작용하고 있는 상태에서, 회전 위상차에 따라서 제1 분력(P1)이 선형으로 변화되는 형상으로 할 수 있다. 또한, 캠(26)의 형상은, 회전 위상차에 따라서 제1 분력(P1)이 비선형으로 변화되는 형상으로 할 수 있다.
[특성의 예]
도 6은, 토크 변동 억제 특성의 일례를 나타내는 도면이다. 가로축은 회전수, 세로축은 토크 변동(회전 속도 변동)이다. 특성 Q1은 토크 변동을 억제하기 위한 장치가 설치되어 있지 않은 경우, 특성 Q2는 종래의 다이나믹 댐퍼 장치가 설치된 경우, 특성 Q3은 본 실시형태의 토크 변동 억제 장치(14)가 설치된 경우를 나타내고 있다.
상기 도 6으로부터 명백한 바와 같이, 종래의 다이나믹 댐퍼 장치가 설치된 장치(특성 Q2)에서는, 특정한 회전수 영역에 대해서만 토크 변동을 억제할 수 있다. 한편, 본 실시형태(특성 Q3)에서는, 모든 회전수 영역에서 토크 변동을 억제할 수 있다.
-제2 실시형태-
도 7은, 본 발명의 제2 실시형태에 의한 토크 변동 억제 장치의 일부를 나타내고, 제1 실시형태의 도 3에 상당하는 도면이다. 또한, 도 8은 도 7의 IIIV-IIIV선 단면도이다.
본 제2 실시형태의 토크 변동 억제 장치(140)는 관성 링(30)과, 4개의 원심 소자(31)와, 4개의 캠 기구(32)를 포함하고 있다. 각각 4개의 원심 소자(31) 및 캠 기구(32)는, 원주 방향으로 90°의 등간격으로 배치되어 있다. 그리고, 상기 도 7에 나타낸 예에서는, 코일 스프링을 설치하지 않고 있지만, 전술한 바와 같이, 원심 소자(31)를 외주 측으로 가압하기 위한 코일 스프링을 배치해도 된다.
관성 링(30)은 단면이 역U자 형상이고, 제1 링부 및 제2 링부(301, 302)와, 연결부(303)를 가지고 있다. 관성 링(30)은, 출력 측 회전체(12)의 회전축과 동일한 회전축을 가지고, 출력 측 회전체(12)와 함께 회전 가능하며, 또한 출력 측 회전체(12)에 대하여 상대 회전 가능하다.
제1 링부 및 제2 링부(301, 302)는 각각 연속된 원환형으로 형성되어 있고, 출력 측 회전체(12)를 사이에 두고 출력 측 회전체(12)의 축방향 양측에 소정의 간극을 두고 배치되어 있다. 즉, 출력 측 회전체(12)와 제1 링부 및 제2 링부(301, 302)는, 축방향으로 나란히 배치되어 있다. 제1 링부 및 제2 링부(301, 302)의 외경은, 출력 측 회전체(12)의 외경보다 크게 설정되어 있다. 또한, 제1 링부(301)의 내경과 제2 링부(302)의 내경은 같은 직경이다. 연결부(303)는, 출력 측 회전체(12)의 외주 측에 있어서, 제1 링부(301)의 외주단과 제2 링부(302)의 외주단을 연결하고 있다.
원심 소자(31)는 출력 측 회전체(12)에 배치되어 있고, 출력 측 회전체(12)의 회전에 의한 원심력에 의해 직경 방향으로 이동 가능하다. 출력 측 회전체(12)는 제1 실시형태와 동일하고, 외주면에 오목부(12a)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 오목부(12a)에 원심 소자(31)가 직경 방향으로 이동 가능하게 삽입되어 있다. 제1 실시형태와 마찬가지로, 원심 소자(31) 및 오목부(12a)는, 원심 소자(31)의 측면과 오목부(12a) 사이의 마찰 계수가 0.1 이하로 되도록 설정되어 있다. 또한, 원심 소자(31)는, 출력 측 회전체(12)와 대략 같은 두께를 가지는 플레이트형의 부재다.
캠 기구(32)는 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 캠플로워(35)와, 제1 링부 및 제2 링부(301, 302)의 내주 단면에 형성된 캠(36)으로 구성되어 있다. 캠플로워(35)는 원심 소자(31)의 하단부에 고정되어 있다. 보다 상세하게는, 캠플로워(35)는, 원심 소자(31)에 형성된 축방향으로 관통하는 구멍에 끼어넣어진 몸통부(35a)와, 몸통부(35a)의 양단부에 형성된 한 쌍의 롤러(35b, 35c)를 구비하고 있다. 그리고, 몸통부(35a)는, 원심 소자(31)의 관통공에 대하여 회전 가능하게 장착되어 있는 것이 바람직하지만, 회전 불가능해도 된다. 캠(36)은, 한 쌍의 롤러(35b, 35c)가 맞닿는 원호형의 면이다. 출력 측 회전체(12)와 관성 링(30)이 소정 각도 범위에서 상대 회전했을 때는, 롤러(35b, 35c)는 상기 캠(36)을 따라 이동한다. 이하, 롤러(35b, 35c)를 「캠플로워(35)」라고 기재하는 경우도 있다.
[캠 기구(32)의 작동]
캠 기구(32)의 작동(토크 변동의 억제)에 대해서는, 캠플로워(35) 및 캠(36)의 배치가 제1 실시형태와 상이할 뿐이며, 기본적인 작동은 제1 실시형태와 동일하다. 즉, 토크 전달 시에 토크 변동이 없는 경우에는, 도 7에 나타낸 바와 같은 상태에서, 캠플로워(35)는 캠(36)의 가장 외주 측의 깊은 위치(원주 방향의 중앙 위치)에 맞닿고, 출력 측 회전체(12)와 관성 링(30)의 회전 위상차는 「0」이다.
한편, 토크 변동에 의해 출력 측 회전체(12)와 관성 링(30) 사이에 회전 위상차가 생기면, 캠플로워(35)가 캠(36)을 따라 상대적으로 좌우 방향으로 이동한다. 이 때, 상기와 마찬가지로, 원심 소자(31)에는 원심력이 작용하고 있으므로, 원심 소자(31)에 장착된 캠플로워(35)가 캠(36)으로부터 반력을 받는다. 이 반력의 원주 방향의 분력이 원심 소자(31)를 통하여 출력 측 회전체(12)에 작용하고, 출력 측 회전체(12)와 관성 링(30)의 회전 위상차가 작아진다.
이상과 같이, 토크 변동에 의해 출력 측 회전체(12)와 관성 링(30) 사이에 회전 위상차가 생기면, 원심 소자(31)에 작용하는 원심력 및 캠 기구(32)의 작용에 의해, 출력 측 회전체(12)는 양자의 회전 위상차를 작게 하는 방향의 힘을 받는다. 이 힘에 의하여, 토크 변동이 억제된다.
제1 실시형태와 마찬가지로, 이상의 토크 변동을 억제하는 힘은 원심력, 즉 출력 측 회전체(12)의 회전수에 의해 변화되고, 회전 위상차 및 캠(36)의 형상에 의해서도 변화된다. 따라서, 캠(36)의 형상을 적절하게 설정함으로써, 토크 변동 억제 장치(140)의 특성을, 엔진 사양 등에 따른 최적의 특성으로 할 수 있다.
-제3 실시형태-
도 9는 본 발명의 제3 실시형태에 의한 토크 변동 억제 장치의 일부를 나타내고, 제1 실시형태의 도 3에 상당하는 도면이다. 또한, 도 10은 도 9의 X-X선 단면도이다. 그리고, 도 9는 한쪽의 관성 링을 떼어내어 나타내고 있다.
본 제3 실시형태의 토크 변동 억제 장치(240)는, 기본적으로는 제1 실시형태와 동일하지만, 주로 각각의 부재의 구체적인 형상 및 원심 소자의 양단면에 마찰 저감용 롤러를 설치한 점이 상이하다.
도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 관성 링(40)은 제1 관성 링(401)과 제2 관성 링(402)을 가지고 있다. 상기 관성 링(401, 402)은, 각각 연속된 원환형으로 형성된 소정의 두께를 가지는 플레이트이고, 출력 측 회전체(120)를 사이에 두고 출력 측 회전체(120)의 축방향 양측에 소정의 간극을 두고 배치되어 있다. 즉, 상기 실시형태와 마찬가지로, 출력 측 회전체(120)와 제1 관성 링 및 제2 관성 링(401, 402)은 축방향으로 나란히 배치되어 있다. 제1 관성 링 및 제2 관성 링(401, 402)은, 출력 측 회전체(120)의 회전축과 동일한 회전축을 가지고, 출력 측 회전체(120)와 함께 회전 가능하며, 또한 출력 측 회전체(120)에 대하여 상대 회전 가능하다.
또한, 상기 제1 실시형태와 마찬가지로, 제1 관성 링 및 제2 관성 링(401, 402)은, 출력 측 회전체(120)를 관통하는 리벳(24)에 의해 고정되고, 제1 관성 링(401)은 제2 관성 링(402)에 대하여, 축방향, 직경 방향 및 회전 방향으로 이동 불가능하다.
출력 측 회전체(120)의 외주면에는, 제1 실시형태와 동일한 오목부(120a)가 형성되어 있다. 여기서는, 오목부(12a)의 바닥면(120b)(내주 측의 면)은, 회전축을 중심으로 하는 원호형으로 형성되어 있다.
원심 소자(41)는 출력 측 회전체(120)에 배치되어 있고, 출력 측 회전체(120)의 회전에 의한 원심력에 의해 직경 방향으로 이동 가능하다. 원심 소자(41)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 원주 방향의 양단에 홈(41a)을 가지고 있다. 그리고, 도 11은 원심 소자(41)의 평면도(장치의 외주 측으로부터 본 도면)다. 홈(41a)의 폭은, 출력 측 회전체(12)의 두께보다 크고, 도 9로부터 명백한 바와 같이 홈(41a)의 일부에 출력 측 회전체(12)가 삽입되어 있다.
원심 소자(41)의 대부분은 오목부(12a)에 수용되고, 원심 소자(41)는 직경 방향으로 이동 가능하다. 원심 소자(41)의 외주면(41b)은, 내주 측으로 오목한 원호형으로 형성되고, 캠(46)으로서 기능한다. 또한, 원심 소자(41)의 내주 측의 면(41c)은, 오목부(120a)의 바닥면(120b)과 마찬가지로, 회전축을 중심으로 하는 원호형으로 형성되어 있다. 이 때문에, 원심 소자(41)의 직경 방향으로의 이동 가능 범위가 넓어지고 있다.
원심 소자(41) 양단의 홈(41a)에는, 각각 2개의 롤러(47)(마찰 저감 부재)가 배치되어 있다. 각 롤러(47)는, 원심 소자(41)의 양단부에 지지된 핀(48)의 주위에 회전 가능하게 장착되어 있다. 각 롤러(47)는 오목부(12a)의 측면에 맞닿고, 전동 가능하다. 이 때문에, 원심 소자(41)가 오목부(12a) 내에서 직경 방향으로 이동할 때, 원심 소자(41)의 직경 방향 이동이 원활하게 된다.
캠 기구(42)는, 제1 실시형태와 동일하고, 캠플로워로서의 원통형의 롤러(49)와, 원심 소자(41)의 외주면(41b)에 형성된 캠(46)으로 구성되어 있다. 또한, 캠 기구(42)의 동작에 대해서도 제1 실시 형태와 동일하고, 토크 변동이 생겼을 경우에는, 출력 측 회전체(120)와 제1 관성 링및 제2 관성 링(401, 402) 사이에 회전 위상차가 생기고, 캠 기구(42)의 작용에 의해 토크 변동이 억제된다.
그리고, 제3 실시형태에서는, 출력 측 회전(120)에 있어서, 인접하는 오목부(120a)의 원주 방향 사이에는, 원주 방향으로 긴 장공(長孔)(120c)이 형성되어 있다. 또한, 제1 관성 링(401)과 제2 관성 링(402)을 연결하는 스톱 핀(50)이 형성되어 있고, 상기 스톱 핀(50)이 장공(120c)을 관통하고 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 스토퍼 기구가 형성되고, 출력 측 회전체(120)와 제1 관성 링 및 제2 관성 링(401, 402)의 상대 회전 각도 범위가 규제되고 있다.
[다른 실시형태]
본 발명은 이상과 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 각종 변형 또는 수정이 가능하다.
(a) 상기 각 실시형태에서는, 출력 측 회전체의 축방향 양측에 관성 링을 배치하였으나, 반대로, 관성 링의 축방향 양측에 출력 측 회전체를 배치해도 된다. 또한, 출력 측 회전체의 한쪽에만 관성 링을 배치해도 된다.
(b) 상기 실시형태에서는, 관성 링을 연속된 원환형 부재로 구성하였으나, 분할된 복수의 관성체를 원주 방향으로 나란히 배치해도 된다. 이 경우에는, 복수의 관성체를 유지하기 위해, 관성체의 외주 측에 원환형 유지 링 등의 유지 부재를 설치할 필요가 있다.
(c) 도 12에 나타낸 바와 같이, 토크 변동 억제 장치(14)를 구성하는 관성 링을 터빈(8)에 연결하도록 해도 된다. 이 경우에는, 터빈(8)은 출력 허브(5)에는 연결되어 있지 않다. 이 경우에는, 관성 링이 터빈(8)[정확하게는, 터빈 쉘(8a)]에 연결되어 있으므로, 터빈 쉘(8a)도 관성 링과 함께, 관성(관성체)으로서 기능한다.
그리고, 도 12에 나타내는 실시형태에서는, 록업 오프 상태에서는, 토크 컨버터 본체(3)로부터의 토크는, 터빈(8)을 통하여 토크 변동 억제 장치(14)로부터 출력 측 회전체(12)에 전달되어, 출력 허브(5)에 출력된다. 이 때, 관성 링으로부터 캠 기구를 통하여 출력 측 회전체(12)에 토크(변동 토크가 아니고, 정상적인 평균 토크)를 전달하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 캠 기구의 작동 각도를 확보하고 나서, 스프링 또는 기계적인 스토퍼 등을 이용하여 토크가 전달되도록 구성할 필요가 있다.
(d) 제3 실시형태에서는, 원심 소자와 오목부 사이에 마찰 저감 부재로서 롤러를 배치하였으나, 수지 레이스나 시트 등의 마찰을 저감하는 다른 부재를 배치해도 된다.
[적용예]
이상과 같은 토크 변동 억제 장치를, 토크 컨버터나 다른 동력 전달 장치에 적용할 경우, 여러가지 배치가 가능하다. 이하에, 토크 컨버터나 다른 동력 전달 장치의 모식도를 이용하여, 구체적인 적용예에 대하여 설명한다.
(1) 도 13은, 토크 컨버터를 모식적으로 나타낸 도면이고, 토크 컨버터는 입력 측 회전체(61)와, 출력 측 회전체(62)와, 양 회전체(61, 62) 사이에 설치된 댐퍼(63)를 포함하고 있다. 입력 측 회전체(61)는 프론트 커버, 드라이브 플레이트, 피스톤 등의 부재를 포함한다. 출력 측 회전체(62)는, 드리븐 플레이트(driven plate), 터빈 허브를 포함한다. 댐퍼(63)는 복수의 토션 스프링을 포함한다.
상기 도 13에 나타낸 예에서는, 입력 측 회전체(61)를 구성하는 회전 부재 중 어느 하나에 원심 소자가 설치되어 있고, 상기 원심 소자에 작용하는 원심력을 이용하여 작동하는 캠 기구(64)가 설치되어 있다. 캠 기구(64)에 대해서는, 상기 각 실시형태에 나타낸 구성과 동일한 구성을 적용할 수 있다.
(2) 도 14에 나타낸 토크 컨버터는, 출력 측 회전체(62)를 구성하는 회전 부재 중 어느 하나에 원심 소자가 설치되어 있고, 상기 원심 소자에 작용하는 원심력을 이용하여 작동하는 캠 기구(64)가 설치되어 있다. 캠 기구(64)에 대해서는, 상기 각실시형태에 나타낸 구성과 동일한 구성을 적용할 수 있다.
(3) 도 15에 나타낸 토크 컨버터는 도 13 및 도 14에 나타낸 구성에 더하여, 별도의 댐퍼(65)와, 2개의 댐퍼(63, 65) 사이에 설치된 중간 부재(66)를 포함하고 있다. 중간 부재(66)는, 입력 측 회전체(61) 및 출력 측 회전체(62)와 상대 회전 가능하고, 2개의 댐퍼(63, 65)를 직렬로 작용시킨다.
도 15에 나타낸 예에서는, 중간 부재(66)에 원심 소자가 형성되어 있고, 상기 원심 소자에 작용하는 원심력을 이용하여 작동하는 캠 기구(64)가 설치되어 있다. 캠 기구(64)에 대해서는, 상기 각 실시형태에 나타낸 구성과 동일한 구성을 적용할 수 있다.
(4) 도 16에 나타낸 토크 컨버터는, 플로트 부재(67)를 포함하고 있다. 플로트 부재(67)는, 댐퍼(63)를 구성하는 토션 스프링을 지지하기 위한 부재이고, 예를 들면 환형으로 형성되어, 토션 스프링의 외주 및 적어도 한쪽의 측면을 덮도록 배치되어 있다. 또한, 플로트 부재(67)는, 입력 측 회전체(61) 및 출력 측 회전체(62)와 상대 회전 가능하고, 또한 댐퍼(63)의 토션 스프링과의 마찰에 의해 댐퍼(63)에 동반하여 회전한다. 즉, 플로트 부재(67)도 회전한다.
상기 도 16에 나타낸 예에서는, 플로트 부재(67)에 원심 소자(68)가 설치되어 있고, 상기 원심 소자(68)에 작용하는 원심력을 이용하여 작동하는 캠 기구(64)가 설치되어 있다. 캠 기구(64)에 대해서는, 상기 각 실시형태에 나타낸 구성과 동일한 구성을 적용할 수 있다.
(5) 도 17은, 2개의 관성체(71, 72)를 가지는 플라이휠(70)과, 클러치 장치(74)를 포함하는 동력 전달 장치의 모식도이다. 즉, 엔진과 클러치 장치(74) 사이에 배치된 플라이휠(70)은 제1 관성체(71)와, 제1 관성체(71)와 상대 회전 가능하게 배치된 제2 관성체(72)와, 2개의 관성체(71, 72) 사이에 배치된 댐퍼(73)를 포함하고 있다. 그리고, 제2 관성체(72)는, 클러치 장치(74)를 구성하는 클러치 커버도 포함한다.
도 17에 나타낸 예에서는, 제2 관성체(72)를 구성하는 회전 부재 중 어느 하나에 원심 소자가 설치되어 있고, 상기 원심 소자에 작용하는 원심력을 이용하여 작동하는 캠 기구(75)가 설치되어 있다. 캠 기구(75)에 대해서는, 상기 각 실시형태에 나타낸 구성과 동일한 구성을 적용할 수 있다.
(6) 도 18은, 도 17과 동일한 동력 전달 장치에 있어서, 제1 관성체(71)에 원심 소자가 설치된 예다. 그리고, 상기 원심 소자에 작용하는 원심력을 이용하여 작동하는 캠 기구(75)가 설치되어 있다. 캠 기구(75)에 대해서는, 상기 각 실시형태에 나타낸 구성과 동일한 구성을 적용할 수 있다.
(7) 도 19에 나타낸 동력 전달 장치는 도 17 및 도 18에 나타낸 구성에 더하여, 별도의 댐퍼(76)와, 2개의 댐퍼(73, 76) 사이에 설치된 중간 부재(77)를 포함하고 있다. 중간 부재(77)는, 제1 관성체(71) 및 제2 관성체(72)와 상대 회전 가능하다.
도 19에 나타낸 예에서는, 중간 부재(77)에 원심 소자(78)가 설치되어 있고, 상기 원심 소자(78)에 작용하는 원심력을 이용하여 작동하는 캠 기구(75)가 설치되어 있다. 캠 기구(75)에 대해서는, 상기 각 실시형태에 나타낸 구성과 동일한 구성을 적용할 수 있다.
(8) 도 20은, 하나의 플라이휠에 클러치 장치가 설치된 동력 전달 장치의 모식도이다. 도 20의 제1 관성체(81)는 하나의 플라이휠과, 클러치 장치(82)의 클러치 커버를 포함한다. 본 예에서는, 제1 관성체(81)를 구성하는 회전 부재 중 어느 하나에 원심 소자가 설치되어 있고, 상기 원심 소자에 작용하는 원심력을 이용하여 작동하는 캠 기구(84)가 설치되어 있다. 캠 기구(84)에 대해서는, 상기 각 실시형태에 나타낸 구성과 동일한 구성을 적용할 수 있다.
(9) 도 21은, 도 20과 동일한 동력 전달 장치에 있어서, 클러치 장치(82)의 출력 측에 원심 소자(85)가 설치된 예다. 그리고, 상기 원심 소자(85)에 작용하는 원심력을 이용하여 작동하는 캠 기구(84)가 설치되어 있다. 캠 기구(84)에 대해서는, 상기 각 실시형태에 나타낸 구성과 동일한 구성을 적용할 수 있다.
(10) 도면에는 나타내고 있지 않지만, 본 발명의 토크 변동 억제 장치를, 트랜스미션을 구성하는 회전 부재 중 어느 하나에 배치해도 되고, 또한 트랜스미션의 출력 측의 샤프트(프로펠러 샤프트 또는 드라이브 샤프트)에 배치해도 된다.
(11) 다른 적용예로서, 종래부터 주지의 다이나믹 댐퍼 장치나, 진자식 댐퍼 장치가 설치된 동력 전달 장치에, 본 발명의 토크 변동 억제 장치를 더 적용해도 된다.
본 발명에서는, 회전 부재의 토크 변동을 억제하기 위한 장치에 있어서, 비교적 넓은 회전수 영역에서 토크 변동의 피크를 억제할 수 있다.
1 : 토크 컨버터
11, 61 : 입력 측 회전체
12, 62 : 출력 측 회전체
14, 140, 240 : 토크 변동 억제 장치
20, 30, 40 : 관성 링(질량체)
21, 31, 41, 68, 78, 85 : 원심 소자
22, 32, 42, 64, 75, 84 : 캠 기구
23 : 코일 스프링(가압 부재)
25, 35, 49 : 롤러(캠플로워)
26, 36, 46 : 캠
63, 65, 73, 76 : 댐퍼
66, 77 : 중간 부재
67 : 플로트 부재
70 : 플라이휠
71, 72, 81 : 관성체
74, 82 : 클러치 장치
301, 302 : 링부
303 : 연결부

Claims (19)

  1. 토크가 입력되는 회전체의 토크 변동을 억제하기 위한 토크 변동 억제 장치로서,
    상기 회전체와 축방향으로 나란히 배치되고, 상기 회전체와 함께 회전 가능하며, 또한 상기 회전체에 대하여 상대 회전 가능하게 배치된 질량체;
    상기 회전체 및 상기 질량체의 회전에 의한 원심력을 받도록 배치된 원심 소자(centrifugal element); 및
    상기 원심 소자, 또는 상기 회전체 및 상기 질량체 중 어느 하나에 설치된 캠과, 상기 회전체 및 상기 질량체 중 어느 하나, 또는 상기 원심 소자에 설치된 캠플로워를 구비하고, 상기 원심 소자에 작용하는 원심력을 받아, 상기 회전체와 상기 질량체 사이에 회전 방향에 있어서의 상대 변위가 생겼을 때는, 상기 원심력을, 상기 상대 변위가 작아지는 방향의 원주 방향력으로 변환시키는 캠 기구
    를 포함하는 토크 변동 억제 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 질량체는, 상기 회전체를 사이에 두고 대향하여 배치된 제1 관성 링 및 제2 관성 링을 구비하고 있는, 토크 변동 억제 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 질량체는, 상기 회전체를 축방향으로 관통하여 상기 제1 관성 링과 상기 제2 관성 링을 상대 회전 불가능하게 연결하는 핀을 더 구비하고,
    상기 원심 소자는, 상기 회전체의 외주부이며 또한 상기 핀의 내주 측에 있어서 상기 제1 관성 링과 상기 제2 관성 링의 축방향 사이에 배치되어 있고,
    상기 캠플로워는, 내부에 상기 핀이 축방향으로 관통하는 구멍을 가지는 원통형 롤러이고,
    상기 캠은, 상기 원심 소자에 형성되어 상기 캠플로워에 맞닿고, 상기 회전체와 상기 질량체 사이의 회전 방향에 있어서의 상대 변위량에 따라서 상기 원주 방향력이 변화하하는 형상을 가지는, 토크 변동 억제 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 질량체는, 상기 제1 관성 링의 외주단(外周端)과 상기 제2 관성 링의 외주단을 연결하는 연결부를 더 구비하고, 상기 제1 관성 링 및 상기 제2 관성 링은 동일한 내경(內徑)을 가지고,
    상기 원심 소자는 상기 회전체의 외주부에 있어서 상기 제1 관성 링과 상기 제2 관성 링의 축방향 사이에 배치되어 있고,
    상기 캠플로워는 상기 원심 소자에 설치되고,
    상기 캠은, 상기 제1 관성 링 및 상기 제2 관성 링의 내주 단면(端面)에 형성되어 상기 캠플로워가 맞닿을 수 있고, 상기 회전체와 상기 질량체 사이의 회전 방향에 있어서의 상대 변위량에 따라서 상기 원주 방향력이 변화되는 형상을 가지는, 토크 변동 억제 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전체는 외주면에 오목부를 가지고,
    상기 원심 소자는, 상기 오목부에 수용되어 있는, 토크 변동 억제 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 원심 소자는 상기 오목부 내에서 직경 방향으로 이동 가능하고,
    상기 원심 소자와 상기 오목부 사이의 마찰 계수는 0.1 이하인, 토크 변동 억제 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 원심 소자가 이동하는 방향의 상기 원심 소자의 측면과 상기 오목부 사이에는, 상기 원심 소자가 이동할 때의 마찰을 저감하기 위한 마찰 저감 부재가 배치되어 있는, 토크 변동 억제 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 마찰 저감 부재는, 상기 원심 소자의 원주 방향 양단부에 회전 가능하게 지지되고, 상기 원심 소자의 원주 방향 양단면과 상기 오목부의 측면 사이에서 전동(轉動)하는 복수의 롤러인, 토크 변동 억제 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목부 내에 배치되고, 상기 회전체 및 상기 질량체가 회전하고 있지 않은 상태에서 상기 캠과 상기 캠플로워가 서로 맞닿도록 상기 원심 소자를 직경 방향 외측으로 가압하는 가압 부재를 더 포함하는, 토크 변동 억제 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 질량체는 연속된 원환형으로 형성되어 있는, 토크 변동 억제 장치.
  11. 엔진과 트랜스미션 사이에 배치되는 토크 컨버터로서,
    상기 엔진으로부터의 토크가 입력되는 입력 측 회전체;
    상기 트랜스미션에 토크를 출력하는 출력 측 회전체;
    상기 입력 측 회전체와 상기 터빈 사이에 배치된 댐퍼; 및
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 토크 변동 억제 장치
    를 포함하는 토크 컨버터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 토크 변동 억제 장치는 상기 입력 측 회전체에 배치되어 있는, 토크 컨버터.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 토크 변동 억제 장치는 상기 출력 측 회전체에 배치되어 있는, 토크 컨버터.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 댐퍼는,
    상기 입력 측 회전체로부터 토크가 입력되는 제1 댐퍼;
    상기 출력 측 회전체에 토크를 출력하는 제2 댐퍼; 및
    상기 제1 댐퍼와 상기 제2 댐퍼 사이에 설치된 중간 부재를 구비하고,
    상기 토크 변동 억제 장치는 상기 중간 부재에 배치되어 있는, 토크 컨버터.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 댐퍼는 복수의 코일 스프링을 가지고,
    상기 입력 측 회전체 및 상기 출력 측 회전체에 대하여 상대 회전 가능하고, 상기 복수의 코일 스프링을 지지하는 플로트 부재(float member)를 더 포함하고,
    상기 토크 변동 억제 장치는 상기 플로트 부재에 배치되어 있는, 토크 컨버터.
  16. 회전축을 중심으로 회전하는 제1 관성체, 상기 회전축을 중심으로 회전하고 상기 제1 관성체와 상대 회전 가능한 제2 관성체, 및 상기 제1 관성체와 상기 제2 관성체 사이에 배치된 댐퍼를 가지는 플라이휠;
    상기 플라이휠의 상기 제2 관성체에 설치된 클러치 장치; 및
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 토크 변동 억제 장치
    를 포함하는 동력 전달 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 토크 변동 억제 장치는 상기 제2 관성체에 배치되어 있는, 동력 전달 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 토크 변동 억제 장치는 상기 제1 관성체에 배치되어 있는, 동력 전달 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 댐퍼는,
    상기 제1 관성체로부터 토크가 입력되는 제1 댐퍼;
    상기 제2 관성체에 토크를 출력하는 제2 댐퍼; 및
    상기 제1 댐퍼와 상기 제2 댐퍼 사이에 설치된 중간 부재를 구비하고,
    상기 토크 변동 억제 장치는 상기 중간 부재에 배치되어 있는, 동력 전달 장치.
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