TWI657207B - 扭轉振動衰減裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種:不須降低振動衰減用之慣性質量體的質量,能抑制因共振導致慣性扭矩增大的扭轉振動衰減裝置。 本發明的扭轉振動衰減裝置,引擎(1)的扭矩輸入行星旋轉機構(19)的第1旋轉元件(23),藉由扭矩的振動使第1旋轉元件(23)與第2旋轉元件(21)相對旋轉,並藉由第3元轉元件(20)旋轉產生慣性扭矩而降低扭矩的振動,並傳遞至變速箱(12),其中具備:與第1旋轉元件(23)形成一體旋轉的連結構件(25)、與第2旋轉元件(21)形成一體旋轉的中間構件(26)、對變速箱(12)輸出扭矩的輸出構件(30)、連結中間構件與連結構件(25)的第1彈性構件(27)、連結中間構件(26)與輸出構件(30)的第2彈性構件(29)。
Description
本發明關於:為了降低起因於「所輸入之扭矩的變動(振動)」的扭轉振動,所構成的扭轉振動衰減裝置。
在專利文獻1中記載了:使用行星齒輪機構,作為用來降低扭轉振動之裝置的例子。在專利文獻1所記載的構造中,是將引擎連結於行星齒輪機構的環齒輪,並將變速箱連結於行星齒輪機構的行星支架。這些環齒輪與行星支架,是透過彈簧連結成可相對旋轉。不僅如此,在行星齒輪機構的太陽齒輪,安裝有使其質量增大的追加慣性體(additional inertial member)。藉由輸入環齒輪之引擎扭矩的週期性變化、亦即振動,對環齒輪作用角加速度,對應於該角加速度、與環齒輪等慣性力矩(inertia moment)的扭矩,作用於環齒輪。相對於此,由於慣性力朝維持角速度的方向作用於行星支架、和連結於行星支架的構件等,因此在環齒輪與行星支架之間,反覆地產生伴隨著上述彈簧之伸縮的相對旋轉。藉由這種環齒輪與行星支架之間的相對旋轉,使得太陽齒輪強制地旋轉。該太陽齒輪的旋轉,與「藉由前述扭矩的振動使環齒輪產生的旋轉」相同,是以特定的角度範圍反覆地往復移動的旋轉,是與上述的旋轉相同的旋轉。一旦太陽齒輪以及與太陽齒輪一體的追加慣性體產生振動,將產生:對應於其加速度與慣性力矩所決定的慣性力(慣性扭矩)。由於「引擎扭矩和環齒輪的振動」與「太陽齒輪及與太陽齒輪一體之追加慣性體的振動」存在相位的偏移(錯位),由太陽齒輪及與太陽齒輪一體之追加慣性體的振動所引起的慣性扭矩,作為所謂的制振扭矩發揮作用,使輸入變速箱之扭矩的振動降低(衰減)。
另外,在專利文獻2記載了車輛用減振裝置,在扭矩轉換器的鎖定離合器、與渦輪輪轂(turbine hub)之間設置:藉由螺旋彈簧執行緩衝之所謂的彈簧阻尼;及構成使慣性扭矩作為制振扭矩發揮作用的行星齒輪機構。該行星齒輪機構是單一小齒輪型的行星齒輪機構,鎖定離合器或者彈簧阻尼之輸入側的板兼任行星支架,環齒輪連結於彈簧阻尼之輸出側的構件或者渦輪輪轂,此外,慣性構件安裝於太陽齒輪。亦即,彈簧阻尼及行星齒輪機構,一起連結於渦輪輪轂。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-177956號公報 [專利文獻2]日本特開2008-164013號公報
[發明欲解決之問題]
在專利文獻1所記載的裝置中,由行星齒輪機構與彈簧等所構成的振動系統、與變速箱直接連結。因此,藉由「由太陽齒輪與追加慣性體所產生之慣性扭矩的振動」、與「由輸出軸等的變速箱側之構件的扭轉所產生的振動」形成共振,當該慣性扭矩變成較「透過彈簧從環齒輪傳遞至行星支架之扭矩的振動」更大時,有可能導致在上述太陽齒輪產生的慣性扭矩變成振動來源(振動力)。此外,只要將「共振所產生之慣性扭矩的振動等級」抑制成具有實用性的等級,便能使太陽齒輪和追加慣性體的質量降低(衰減)。一旦降低太陽齒輪和追加慣性體的質量,慣性扭矩將隨之變小,因此有可能導致制振裝置整體的制振性能下降,作為車輛的制振裝置,還有改進的空間。
這樣的情形,在專利文獻2所記載的減振裝置中也是相同,彈簧阻尼及行星齒輪機構一起透過渦輪輪轂連結於變速箱,藉此,「變速箱和前往變速箱的輸入軸」與「彈簧阻尼及行星齒輪機構」形成共振,當該共振點進入車輛的一般操作領域,有乘車品質或者肅靜性惡化的可能。
本發明,是著眼於上述的技術性課題所研發的發明,其目的是提供一種:能迴避或者抑制因和變速箱等輸出側構件之間的共振致使制振性能低落的扭轉振動衰減裝置。 [解決問題之手段]
為了達成上述的目的,本發明為以下的扭轉振動衰減裝置:被設在引擎與變速箱之間的扭矩傳遞路徑,並具備行星旋轉機構,該行星旋轉機構具有供前述引擎的扭矩輸入的第1旋轉元件、和第2旋轉元件、及作為旋轉慣性質量體發揮作用的第3旋轉元件,並且藉由前述第1旋轉元件與前述第2旋轉元件與前述第3旋轉元件執行差動作用(differential action),藉由前述引擎輸出之扭矩的振動,使前述第1旋轉元件與前述第2旋轉元件相對旋轉,藉由前述第3旋轉元件旋轉產生慣性扭矩,降低前述扭矩的振動並傳遞至前述變速箱,其特徵為具備:與前述第1旋轉元件形成一體旋轉的連結構件、與前述第2旋轉元件形成一體旋轉的中間構件、朝前述變速箱輸出扭矩的輸出構件、連結前述連結構件與前述中間構件的第1彈性構件、及連結前述中間構件與前述輸出構件的第2彈性構件,前述行星旋轉機構是由行星齒輪機構所構成,該行星齒輪機構具備:太陽齒輪;相對於前述太陽齒輪配置成同心圓狀的環齒輪;用來保持嚙合於前述太陽齒輪與前述環齒輪之複數個小齒輪的行星支架,前述第1旋轉元件被作為前述太陽齒輪,前述第2旋轉元件被作為前述環齒輪與前述行星支架之中的其中一個,前述第3旋轉元件被作為前述環齒輪與前述行星支架之中的另一個。
此外,本發明的扭轉振動衰減裝置,是以下的扭轉振動衰減裝置:被設在引擎與變速箱之間的扭矩傳遞路徑,並具備行星旋轉機構,該行星旋轉機構具有供前述引擎的扭矩輸入的第1旋轉元件、和第2旋轉元件、及作為旋轉慣性質量體發揮作用的第3旋轉元件,並且藉由前述第1旋轉元件與前述第2旋轉元件與前述第3旋轉元件執行差動作用,藉由前述引擎輸出之扭矩的振動,使前述第1旋轉元件與前述第2旋轉元件相對旋轉,藉由前述第3旋轉元件旋轉產生慣性扭矩,降低前述扭矩的振動並傳遞至前述變速箱,其特徵為具備:與前述第1旋轉元件形成一體旋轉的連結構件、與前述第2旋轉元件形成一體旋轉的中間構件、朝前述變速箱輸出扭矩的輸出構件、連結前述連結構件與前述中間構件的第1彈性構件、及連結前述中間構件與前述輸出構件的第2彈性構件,前述行星旋轉機構是由行星齒輪機構所構成,該行星齒輪機構具備:太陽齒輪;相對於前述太陽齒輪配置成同心圓狀的環齒輪;用來保持嚙合於前述太陽齒輪與前述環齒輪之複數個小齒輪的行星支架,前述第1旋轉元件被作為前述環齒輪,前述第2旋轉元件被作為前述太陽齒輪與前述行星支架之中的其中一個,前述第3旋轉元件被作為前述太陽齒輪與前述行星支架之中的另一個。
除此之外,本發明的扭轉振動衰減裝置,是以下的扭轉振動衰減裝置:被設在引擎與變速箱之間的扭矩傳遞路徑,並具備行星旋轉機構,該行星旋轉機構具有供前述引擎的扭矩輸入的第1旋轉元件、和第2旋轉元件、及作為旋轉慣性質量體發揮作用的第3旋轉元件,並且藉由前述第1旋轉元件與前述第2旋轉元件與前述第3旋轉元件執行差動作用,藉由前述引擎輸出之扭矩的振動,使前述第1旋轉元件與前述第2旋轉元件相對旋轉,藉由前述第3旋轉元件旋轉產生慣性扭矩,降低前述扭矩的振動並傳遞至前述變速箱,其特徵為具備:與前述第1旋轉元件形成一體旋轉的連結構件、與前述第2旋轉元件形成一體旋轉的中間構件、朝前述變速箱輸出扭矩的輸出構件、連結前述連結構件與前述中間構件的第1彈性構件、連結前述中間構件與前述輸出構件的第2彈性構件、及流體傳動裝置,該流體傳動裝置具有:連結於前述引擎的外殼、連結於前述外殼並產生流體流(fluid flow)的驅動側構件、由前述流體流所驅動的從動側構件、及藉由卡合於前述外殼的內面而連結前述驅動側構件及前述從動側構件的直結離合器,前述行星旋轉機構被設在前述流體傳動裝置的內部,前述第1旋轉元件透過前述直結離合器而選擇地連結於前述引擎,前述變速箱連結於前述從動側構件,在前述外殼的半徑方向上,於前述行星旋轉機構的內側,前述直結離合器與前述行星旋轉機構並列配置。
在本發明中,前述第1彈性構件與前述第2彈性構件亦可並列配置於前述行星旋轉機構的圓周方向上。
本發明的前述行星旋轉機構,亦可形成:由行星齒輪機構所構成,該行星齒輪機構具備太陽齒輪、相對於前述太陽齒輪配置成同心圓狀的環齒輪、用來保持嚙合於前述太陽齒輪與前述環齒輪之複數個小齒輪的行星支架,前述第1旋轉元件被作為前述行星支架,前述第2旋轉元件被作為前述環齒輪與前述太陽齒輪之中的其中一個,前述第3旋轉元件被作為前述環齒輪與前述太陽齒輪之中的另一個。
在本發明中,亦可形成:具備流體傳動裝置,該流體傳動裝置具有:連結於前述引擎的外殼、連結於前述外殼並產生流體流的驅動側構件、由前述流體流所驅動的從動側構件、藉由卡合於前述外殼的內面而連結前述驅動側構件及前述從動側構件的直結離合器,前述行星旋轉機構被設在前述流體傳動裝置的內部,前述第1旋轉元件透過前述直結離合器選擇地連結於前述引擎,前述變速箱連結於前述從動側構件。
在該場合中,亦可形成:在前述外殼的半徑方向上,於前述行星旋轉機構的內側,前述直結離合器與前述行星旋轉機構並列配置。
本發明中的前述直結離合器,可以是具備離合器圓盤、及摩擦接觸於前述離合器圓盤之離合器板的多片式離合器(multi-plate clutch)。
接著,在本發明中,亦可形成:前述第1彈性構件的扭轉剛性,較前述第2彈性構件的扭轉剛性更低。 [發明的效果]
根據本發明,引擎輸出之扭矩的週期性變動,亦即振動,是透過連結構件而輸入第1旋轉元件。連結構件,是透過第1彈性構件而連結於「與第2旋轉元件形成一體旋轉的中間構件」。在第2旋轉元件及中間構件,用來促使前述兩者旋轉的扭矩作為反作用力發揮作用。伴隨於此,一旦使第1彈性構件形成彈性變形,將產生第1旋轉元件與第2旋轉元件之間的相對旋轉。作為旋轉慣性質量體發揮功效的第3旋轉元件,藉由行星旋轉機構的差動作用強制地形成旋轉,並產生對應於其質量的慣性扭矩。第3旋轉元件的慣性扭矩,作為對扭矩變動的抵抗而發揮作用,藉由第3旋轉元件的慣性扭矩使扭矩變動下降(衰減),變得平順。該平順的扭矩,作用於「與第2旋轉元件形成一體旋轉的中間構件」。中間構件,是透過第2彈性構件而連結於「對變速箱輸出扭矩的輸出構件」。在輸出構件及變速箱,用來促使該輸出構件及變速箱旋轉的扭矩作為反作用力發揮作用。伴隨於此,一旦使第2彈性構件形成彈性變形,中間構件與輸出構件將相對旋轉。亦即,含有第2彈性構件之本發明的扭轉振動衰減裝置與變速箱,是作為振動系統且實質上形成分離,各慣性質量難以彼此影響,其結果,產生2個慣性系統。由於變速箱的質量明顯地降低,因此變速箱的共振振動數,亦即共振點成為高頻率。在高頻率領域中,引擎扭矩的振動變小,由於前述慣性扭矩的振動對應於引擎扭矩的振動,因此也變小。因此,即使產生共振,也能降低或者抑制因共振所導致之慣性扭矩的增大。另外,在本發明的扭轉振動衰減裝置中,相對於其整體的質量,由於第3旋轉元件的質量明顯地增大,因此本發明之扭轉振動衰減裝置的共振點成為低頻率。如此一來,在本發明中,產生2個慣性系統,能將存在於引擎之一般操作領域的共振點一分為二,因此能輕易地將各慣性系統的共振點設定於引擎的一般操作領域之外。此外,即使為了更進一步提高低轉數領域中的制振性能,而增大了第3旋轉元件的質量,如以上所述,由於本發明的扭轉振動衰減裝置與變速箱實質上形成分離,變速箱的慣性質量不會增大,因此能抑制變速箱之共振點的變化。以上的結果,不必降低「用於振動衰減之慣性質量體的質量」,能抑制因共振所導致之慣性扭矩的增大。換言之,可兼顧:本發明的扭轉振動衰減裝置之共振點的低轉數化、高轉數領域中之振動的降低。
(第1實施形態) 以下,說明本發明的實施形態。第1圖,是顯示作為本發明的第1實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例的構架圖。在驅動力來源1的輸出軸2,連結有扭矩轉換器(T/C)3。驅動力來源1,是藉由使燃料與空氣的混合氣間歇地燃燒而輸出動力的內燃機(引擎),因此,驅動力來源1的輸出扭矩不可避免地形成變動(振動)。在以下的說明中,將驅動力來源1記載為引擎1。扭矩轉換器3,構造與習知的既有裝置相同,扭矩轉換器3的外殼4,是藉由「連結於引擎(ENG)1之輸出軸2的前蓋5」與「在前蓋5形成一體化的泵殼6」形成液密狀態。
在外殼4的內部,封入有執行扭矩之傳遞的液體(油)。在泵殼6的內面安裝有複數個泵葉片7,而構成泵葉輪8。承受「由泵葉輪8所產生的流體流」而旋轉的渦輪轉子9,配置成對向於泵葉輪8。渦輪轉子9形成與泵葉輪8幾乎對稱的形狀,且由圖面中未顯示的渦輪機殼、與被安裝於渦輪機殼內面之大量的渦輪機葉片10所構成。渦輪轉子9,透過渦輪輪轂11連結於變速箱(TM)12的輸入軸13。上述的扭矩轉換器3相當於本發明實施形態中的流體傳動裝置,泵葉輪8相當於本發明實施形態中的驅動側構件,渦輪轉子9相當於本發明實施形態中的從動側構件。舉例來說,變速箱12,可以是變速比形成階段性變化的有段式變速箱、或變速比形成連續性變化的無段變速箱等的習知變速箱。
在泵葉輪8與渦輪轉子9之間,配置有定子14。定子14透過單向離合器15,安裝於圖面中未顯示的特定固定部。定子14構成:在泵葉輪8與渦輪轉子9之間的速度比小的狀態中,改變「從渦輪轉子9流出之油的流動方向」,而供給至泵葉輪8,在速度比大的狀態中,被「從渦輪轉子9流出的油」所按壓而旋轉,因而不會改變油的流動方向。因此單向離合器15在速度比小的狀態中形成卡合,而停止定子14的旋轉,在速度比大的狀態中,促使定子14旋轉。
面向前蓋5的內面配置有鎖定離合器16,該鎖定離合器16相當於本發明實施形態中的直結離合器。第1圖所示的鎖定離合器16為多片式離合器,譬如具備:複數個離合器圓盤17,鍵槽咬合於在前蓋5形成一體化的離合器轂(clutch hub)(圖面中未顯示);及複數個離合器板18,鍵槽咬合於「配置成覆蓋離合器轂的外周側」之離合器筒(clutch drum)(圖面中未顯示)的內周面,並且與離合器圓盤17交互地配置。這些離合器圓盤17與離合器板18,交互地配置於圖面中未顯示的鎖定活塞、與安裝於離合器筒的扣環(圖面中未顯示)之間。因此,鎖定活塞前進,藉由將離合器圓盤17及離合器板18夾入鎖定活塞與扣環之間,使離合器圓盤17與離合器板18形成摩擦接觸,而在兩者之間傳遞扭矩。亦即,鎖定離合器16形成傳遞扭矩的卡合狀態。
在扭矩轉換器3的半徑方向上,於鎖定離合器16的外周側,與鎖定離合器16的至少一部份並列地配置有本發明實施形態中的行星旋轉機構。行星旋轉機構,主要是由行星齒輪機構和行星滾子機構等三個旋轉要件執行差動作用的機構,在此所列舉的例子,是由單一小齒輪型的行星齒輪機構19所構成。以上所述的「並列」是指:鎖定離合器16與行星齒輪機構19之各自的至少一部分,在半徑
方向上重疊的狀態。行星齒輪機構19具備:太陽齒輪20、相對於太陽齒輪20配置成同心圓狀的環齒輪21、可旋轉地保持「嚙合於太陽齒輪20與環齒輪21之複數個小齒輪22」的行星支架23。
在太陽齒輪20,一體地設有慣性質量體24。慣性質量體24是用來增加太陽齒輪20之質量的構件,可以與太陽齒輪20形成一體、或者與太陽齒輪20構成不同的構件,而安裝於太陽齒輪20。行星支架23,是由連接構件25連結於鎖定離合器16(特別是作為其從動側構件的離合器筒)。連結構件25也可以是行星支架23的一部分。除此之外,在環齒輪21連結有中間構件26。中間構件26,是構成後述彈簧阻尼28之局部的構件,連結構件25與中間構件26是透過第1彈性構件27連結成可相對旋轉。第1彈性構件27,只要是能彈性變形並容許上述相對旋轉者即可,在第1圖所示的例子中,是由螺旋彈簧所構成。第1彈性構件27形成:藉由上述的相對旋轉,朝扭矩轉換器3的圓周方向形成伸縮。
連結構件25,在第1圖所示的例子中,具備「構成後述彈簧阻尼28之其他部分」的一對板25A、25B。這些板25A、25B,譬如是在同一軸線上對向配置的環狀板,在保持預定間隔的狀態下彼此形成一體化。
藉由第1彈性構件27而連結於連結構件25的中間構件26,形成環狀的板狀,並配置成可在連結構件25的上述各板25A、25B之間相對旋轉。接著,在中間構件26與各板25A、25B之間配置有第1彈性構件27,中間構件26卡合於該第1彈性構件27其中一個端部,各板25A、25B卡合於另一個端部。亦即,藉由中間構件26與各板25A、25B相對性的旋轉,而構成:第1彈性構件27形成伸縮。因此,由中間構件26與各板25A、25B及第1彈性構件27,構成彈簧阻尼28。對於彈簧阻尼28的具體性構造,將在稍後說明。
除此之外,構成從中間構件26透過第2彈性構件29,將扭矩傳遞至與變速箱12之輸入軸13一體的輸出構件30。因此,中間構件26形成:被配置於本發明之第1實施形態中的行星齒輪機構19與輸出構件30之間的傳遞通路。第2彈性構件29,只要是能彈性變形並容許中間構件26與輸出構件30之相對旋轉者即可,舉例來說,可由彈簧所構成。在此所列舉的例子中,第2彈性構件29是由螺旋彈簧所構成,而形成:該螺旋彈簧藉由中間構件26與輸出構件30的相對性旋轉,而朝扭矩轉換器3的圓周方向形成伸縮。
輸出構件30,是用來將彈簧阻尼28的扭矩傳遞至渦輪輪轂11的構件,可以是構成彈簧阻尼28之局部的構件、或者構成渦輪輪轂11之局部的構件。就其中一例而言,在中間構件26與輸出構件30的其中任一個,設有抵接第2彈性構件29之一端部的承接部,此外,在中間構件26與輸出構件30的其中另一個,設有抵接第2彈性構件29之另一端部的承接部。因此,在中間構件26與輸出構件30形成相對性旋轉的場合中,藉由這些承接部之間隔的變化,使第2彈性構件29形成伸縮。
因此,彈簧阻尼28具備:在中間構件26與連結構件25之間緩衝扭矩傳遞的第1彈性構件27、在中間構件26與輸出構件30之間緩衝扭矩傳遞的第2彈性構件29。這些第1彈性構件27及第2彈性構件29的各扭轉剛性[N/mm],亦即彈簧常數[N/mm],可設定為相同的值,或亦可將第1彈性構件27的扭轉剛性,設定成較第2彈性構件29的扭轉剛性更小的值。
第2圖中,顯示彈簧阻尼28的具體例。第2圖,是從變速箱12側所見,彈簧阻尼28之局部截斷的前視圖,在此所列舉的例子,是將第1彈性構件27與第2彈性構件29,直列配置於行星齒輪機構之圓周方向(引擎1的旋轉方向)的例子。連結構件25的各板25A、25B形成環狀,在這些板25A、25B之間,呈現環狀的板狀中間構件26,是配置成能以預定的角度對各板25A、25B形成旋轉。中間構件26的內徑,較各板25A、25B的內徑更大,在該中間構件26的內周側,於各板25A、25B彼此之間,配置有環狀且板狀的輸出構件30。中間構件26、各板25A、25B以及輸出構件30,皆配置於同一軸線上。輸出構件30的外徑,較中間構件26的內徑更小,在這些輸出構件30的外周面與中間構件26的內周面之間,設有彈簧收容部31。該彈簧收容部31,是用來收容前述第1彈性構件27及第2彈性構件29的部位,在第2圖所示的例子中,是在圓周方向上等間隔地設置三處。此外,各彈簧收容部31構成:將第1彈性構件27與第2彈性構件29直列地並列於輸出構件30的圓周方向上並加以收容。
說明其具體性構造,在第2圖所示的例子中,在輸出構件30的外周部,於圓周方向上相等間隔的三個部位,形成有在半徑方向上朝外側突出的凸部(暫時作為第2凸部)33,各第2凸部33之間的部分,分別被作為彈簧收容部31。此外,在中間構件26的內周面,於圓周方向上相等間隔的三個部位,形成有朝彈簧收容部31內部突出的凸部(暫時作為第1凸部)32。各彈簧收容部31,是由第1凸部32在其長度方向(圓周方向)上一分為二。然後,在各彈簧收容部31的內部,作為第2彈性構件29的螺旋彈簧,稍微被壓縮地收容在挾持第1凸部32的一側(在引擎1或者彈簧阻尼28的旋轉方向前方側)。此外,在各彈簧收容部31的內部,作為第1彈性構件27的螺旋彈簧,稍微被壓縮地收容在挾持第1凸部32的另一側(在引擎1或者彈簧阻尼28的旋轉方向後方側)。
此外,在各板25A、25B中對應於上述彈簧收容部31的部位,為了避免與第2彈性構件29之間的干涉,形成有稍大於彈簧收容部31的輪廓,圓周方向較長之輪廓形狀的貫穿孔。各板25A、25B的間隔(軸線方向上的間隔),是小於第1彈性構件27的外徑,因此,上述貫穿孔的端部(在引擎1或者彈簧阻尼28之旋轉方向上,後方側的擋板)30A,在圓周方向上面向第1彈性構件27的端部。第2圖顯示扭矩未作用於彈簧阻尼28的狀態,一旦鎖定離合器16從該狀態形成卡合並對連結構件25作用扭矩,各板25A、25B將朝第2圖的逆時針方向旋轉。伴隨於此,形成於各板25A、25B之貫穿孔的端部30A,將第1彈性構件27的端部朝圓周方向按壓,其結果,第1彈性構件27被前述的第1凸部32與前述端部30A所挾持而受到壓縮。亦即,在連結構件25與中間構件26之間,產生「扭矩透過第1彈性構件27傳遞」的情形,第1彈性構件27執行緩衝。
此外,在扭矩轉換器3的半徑方向,於中間構件26的外周部,長孔34形成朝圓周方向延伸且沿著中間構件26的外徑彎曲。在長孔34的內部,插入著延伸於軸線方向的緊固構件35,並由緊固構件35,使隔著中間構件26配置於兩側的各板25A、25B彼此連結。緊固構件35,可以是鉚釘和螺栓等,其外徑設定成小於「扭矩轉換器3之半徑方向中的長孔34的寬度」,而形成不易接觸於長孔34的內面。因此,一旦各板25A、25B與中間構件26相對旋轉,緊固構件35將在長孔34的內部朝圓周方向前後移動。
其次,針對第1實施形態的作用進行說明。首先,針對將第1彈性構件27的扭轉剛性與第2彈性構件29的扭轉剛性設定為相同的值的場合進行說明,而將第1彈性構件27的扭轉剛性設定成較第2彈性構件29的扭轉剛性更小的值的場合則稍後說明。一旦鎖定離合器16成為卡合狀態,引擎扭矩便輸入行星支架23和連結構件25。相對於此,用來令輸出構件30和變速箱12旋轉的負荷,透過各彈性構件27、29作用於環齒輪21。因此,由這些引擎扭矩及負荷產生「壓縮第1彈性構件27的荷重」,並在第1彈性構件27,產生對應於該荷重的位移。其結果,行星支架23與環齒輪21以預定的角度相對旋轉,且各板25A、25B與中間構件26以預定的角度相對旋轉。亦即,扭轉。
藉由引擎扭矩的變動,作用於第1彈性構件27的壓縮力(扭轉力)產生變化。亦即,行星支架23與環齒輪21的相對旋轉,藉由引擎扭矩的週期性變化、亦即振動而反覆地產生。伴隨於此,小齒輪22在預定的角度範圍內旋轉,而強制地使太陽齒輪20旋轉。由於在太陽齒輪20一體地設有慣性質量體24,故產生對應於「將太陽齒輪20的質量與慣性質量體24的質量予以合計」的質量(慣性力矩)與旋轉角加速度的慣性扭矩。此外,在此所例示的例子中,太陽齒輪20的旋轉速度,相對於環齒輪21的旋轉速度,是對應於齒輪比而增速。因此,太陽齒輪20及慣性質量體24之旋轉角加速度增大,慣性扭矩也隨之增大。該慣性扭矩,作為「對應於引擎扭矩之變動」的制振扭矩發揮作用。其結果,輸入行星支架23的引擎扭矩,被上述的慣性扭矩所降低而變得平順,並由中間構件26輸出。該輸出扭矩,在以下的說明中稱為「阻尼通過扭矩」。
在輸出構件30,用來促使變速箱12旋轉的扭矩作為反作用力發揮作用。因此,由「阻尼通過扭矩」與「輸出構件30中用來促使變速箱12旋轉的扭矩」,產生用來壓縮第2彈性構件29的荷重,在第2彈性構件29產生對應於該荷重的位移。如此一來,中間構件26與輸出構件30以預定的角度相對旋轉。亦即,扭轉。由第2彈性構件29降低阻尼通過扭矩的變動,並傳遞至變速箱12。在以下的說明中,將上述「作為反作用力作用於輸出構件30,促使變速箱12旋轉」的扭矩,簡稱為「反作用力扭矩」。
第3圖,是示意地顯示本發明的第1實施形態之扭轉振動衰減裝置的共振點的圖。在第3圖中,是以符號R1表示「本發明的第1實施形態之扭轉振動衰減裝置的共振振動數、亦即共振點」,並以符號R2表示變速箱12的共振點。此外,在本發明之第1實施形態的扭轉振動衰減裝置與變速箱12不夾介著第2彈性構件29而直接連結的場合中,扭轉振動衰減裝置與變速箱12同時振動的共振點,則以符號R3表示。第3圖所記載之所謂「引擎1的一般操作領域」,是車輛在一般的行駛狀態中,引擎1運轉之轉數的範圍,舉例來說,是當將「引擎1的怠速轉數」或者「來自於斷油控制的再啟動轉數」作為下限轉數LL時,從該下限轉數LL,到一般行駛狀態下所容許之預定的上限轉數UL為止的範圍。
針對本發明的第1實施形態之扭轉振動衰減裝置的共振點R1、變速箱12的共振點R2進行說明。一旦由引擎扭矩的振動使第2彈性構件29彈性變形,由於扭轉振動衰減裝置與變速箱12,作為振動系統而實質上切離,因此變速箱12的慣性質量很難作用於扭轉振動衰減裝置。其結果,扭轉振動衰減裝置的慣性質量降低。此外,相對於扭轉振動衰減裝置之整體的慣性質量,由「作為旋轉慣性質量體發揮作用的太陽齒輪20與慣性質量體24」所產生的慣性質量,實質地增大。因此,第1實施形態之扭轉振動衰減裝置的共振點R1變低,這裡所例示的例子中,是形成與「對應於下限轉數LL的頻率」大致相同的頻率。此外,由輸出構件30及輸入軸13以及變速箱12所形成之振動系統的慣性質量降低。因此,變速箱12的共振點R2變高,在第3圖所例示的例子中,是形成較「對應於上限轉數UL的頻率」更高。亦即,藉由設置第2彈性構件29,可區分成2個慣性系統(振動系統),其結果,可將傳統上存在於引擎1之一般操作領域的共振點R3,區分為「第1實施形態之扭轉振動衰減裝置的共振點R1」與「變速箱12的共振點R2」,並且可從引擎1的一般操作領域脫離。
第4圖,是示意地顯示本發明的第1實施形態之扭轉振動衰減裝置所產生之振動的衰減特性的圖,在第4圖中,引擎轉數顯示於橫軸,透過本發明之第1實施形態的扭轉振動衰減裝置傳遞至變速箱12之扭矩的振動,則顯示於縱軸。此外,本發明之第1實施形態的扭轉振動衰減裝置所產生之振動的衰減特性,是以實線標示,作為比較例之「不透過第2彈性構件29而直接連結於變速箱12的扭轉振動衰減裝置」所產生的振動的衰減特性,則以虛線標示。第4圖中以符號α表示的線,是可容許之「扭矩的振動」之大小的閾值,可對應於車輛尺寸和車輛種類預先設定。如以上所述,由於共振點R1、R2從引擎1的一般操作領域脫離,引擎一般操作領域的整體、與振動閾值α的分離變大,可使引擎扭矩的振動,在整個引擎1的一般操作領域中降低。特別是,由於變速箱12側振動系統的共振點R2,位在較上限轉數UL更高的轉數領域,因此,如第4圖所示,能使引擎1之高轉數領域中的振動降低,相較於傳統,制振性能變得良好。此外,慣性扭矩的振動,形成對應於引擎扭矩的振動。因此,即使在高轉數領域中,相對於引擎扭矩的振動,慣性扭矩產生共振,相較於傳統,也能降低「因共振所導致之慣性扭矩的增大幅度」。亦即,即使產生共振,也能降低變速箱12和該振動系統中的負荷,能提高其耐久性。
除此之外,在上述構造的裝置裝中,增大了慣性質量體24的質量,能更進一步提升低轉數領域中的制振性能。第5圖,是示意地顯示在已促使慣性質量體24的質量增大的場合中,本發明的第1實施形態之扭轉振動衰減裝置所產生之振動的衰減特性的圖。此外,在第5圖中,是以實線標示「使慣性質量體24的質量,較傳統的扭轉振動衰減裝置更加增大的裝置所產生之振動的衰減特性」,且在第5圖中,以虛線標示「慣性質量體24的質量握增大之裝置」所產生的振動的衰減特性。如第5圖所示,一旦增大慣性質量體24的質量,相較於未使慣性質量體24的質量增大的場合,共振點R1變低,能降低「在更低的轉數領域中之引擎扭矩的振動」。亦即,能使「可將鎖定離合器16維持卡合狀態的轉數領域」朝低轉數側擴大。如此一來,增加鎖定的機會降低扭矩轉換器3的損失,能提高燃料使用率(省油)。此外,由於扭轉振動衰減裝置與變速箱12,是藉由第2彈性構件29而作為振動系統實質上切離,因此由慣性質量體24的振動所引起的振動力,不易作用於變速箱12,變速箱12的共振點R2不會有特的變化。以上的結果,能使共振點R1形成低轉速化而提高在低轉數領域中振動的衰減性能,並且能使高轉數領域中引擎扭矩的振動衰減。在第1實施形態中,行星支架23相當於本發明之實施形態中的第1旋轉元件,環齒輪21相當於本發明之實施形態中的第2旋轉元件,太陽齒輪20相當於本發明之實施形態中作為旋轉慣性質量體的第3旋轉元件。
(第2實施形態) 在第6圖中,顯示本發明的第2實施形態。第2實施形態的扭轉振動衰減裝置,是變更了前述第1圖和第2圖所示之第1實施形態的扭轉振動衰減裝置之部分構造的裝置。亦即,在第1實施形態中,行星支架23連結於鎖定離合器16而成為所謂的輸入元件,太陽齒輪20安裝慣性質量體24而成為所謂的反作用力元件,除此之外,環齒輪21安裝中間構件26而成為所謂的輸出元件。相對於此,在第2實施形態中,行星支架23成為所謂的輸出元件,太陽齒輪20成為所謂的輸入元件,環齒輪21成為所謂的反作用力元件。因此,前述的連結構件25連結於太陽齒輪20。在第6圖中顯示:太陽齒輪20與連結構件25透過離合器筒連結。此外,環齒輪21成為慣性質量體24,或者在環齒輪21安裝有慣性質量體24。除此之外,在行星支架23連結於中間構件26。因此,在第6圖所示的構造中,太陽齒輪20相當於本發明之實施形態中的第1旋轉元件,行星支架23相當於本發明之實施形態中的第2旋轉元件,環齒輪21相當於本發明之實施形態中作為旋轉慣性質量體的第3旋轉元件。
此外,在第6圖中,將第1圖所記載的參考圖號,如以下所示地變更紀載。亦即,在第1圖中以圖號26標示的構件(中間構件),在第6圖中標示圖號25作為連結構件。此外,在第1圖中以圖號25標示的構件(連結構件),在第6圖中標示圖號26作為中間構件。伴隨於此,在第1圖中以圖號25A、25B標示的板,在第6圖中是構成中間構件26的板26A、26B。接著,在第6圖所示的構造中,這些板26A、26B是透過第2彈性構件29而連結於輸出構件30。第6圖所示的其他構造,由於與第1圖所示的構造相同,故在第6圖中標示與第1圖相同的圖號,並省略其詳細說明。
針對上述第2實施形態之扭轉振動衰減裝置的作用進行說明。一旦鎖定離合器16成為卡合狀態,引擎扭矩便輸入太陽齒輪20和連結構件25。相對於此,用來令輸出構件30和變速箱12旋轉的負荷,作用於中間構件26和行星支架23。由這些引擎扭矩與負荷將第1彈性構件27壓縮,太陽齒輪20與行星支架23相對旋轉,且連結構件25與中間構件26以預定的角度相對旋轉。太陽齒輪20與行星支架23的相對旋轉,藉由引擎扭矩的週期性變化、亦即振動而反覆地產生,伴隨於此,小齒輪22在預定的角度範圍內旋轉,強制地使環齒輪21旋轉。其結果,產生對應於「將環齒輪21的質量與慣性質量體24的質量予以合計」的質量(慣性力矩)與旋轉角加速度的慣性扭矩。引擎扭矩,其變動被慣性扭矩所降低而變得平順,並由中間構件26輸出。藉由該阻尼通過扭矩、與輸出構件30中的反作用力扭矩將第2彈性構件29壓縮,中間構件26與輸出構件30以預定的角度相對旋轉。亦即,藉由第2彈性構件29,扭轉振動衰減裝置與變速箱12作為振動系統實質地被切離,且阻尼通過扭矩的變動由第2彈性構件29所降低並傳遞至變速箱12。
在第2實施形態中,在扭矩轉換器3的半徑方向上配置於外側的環齒輪21、及與環齒輪21一體的慣性質量體24,作為旋轉慣性質量體發揮作用。環齒輪21的旋轉速度,相對於行星支架23的旋轉速度,是對應於齒輪比而增速。因此,環齒輪21及慣性質量體24之旋轉角加速度增大,慣性扭矩也隨之增大。此外,在上述的第2實施形態中,由於使「在半徑方向上,位在較太陽齒輪20更外側的環齒輪21及慣性質量體24」作為旋轉慣性質量體發揮功效,故相較於第1實施形態,作用於環齒輪21及慣性質量體24的離心力大,藉此能增大慣性扭矩而更進一步提升振動的衰減性能。此外,在第2實施形態中,與第1實施形態相同,由於在扭轉振動衰減裝置與變速箱12之間夾介著第2彈性構件29,因此前述兩者的慣性質量不易相互影響。其結果,與第1實施形態相同的理由,扭轉振動衰減裝置之共振點R1的頻率變低,變速箱12之共振點R2的頻率變高,能使各共振點R1、R2從引擎1的一般操作領域脫離。因此,即使是第2實施形態,也能獲得與第1實施形態相同的作用、效果。
(第3實施形態) 第7圖,是顯示本發明的第3實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例。這裡所示的例子,是將上述第6圖所示的構造中「輸入引擎扭矩且連結有連結構件25的輸入元件」,由太陽齒輪20變更為行星支架23,此外「連結有中間構件的輸出元件」,由行星支架23變更為太陽齒輪20,其他的構造,則形成與第6圖之例子的構造相同的扭轉振動衰減裝置。因此,在第7圖中,與第6圖所示的構造相同的部分,標示與第6圖相同的圖號,並省略其詳細說明。在第3實施形態中,行星支架23相當於本發明之實施形態中的第1旋轉元件,太陽齒輪20相當於本發明之實施形態中的第2旋轉元件,環齒輪21相當於本發明之實施形態中作為旋轉慣性質量體的第3旋轉元件。
針對第7圖所示之第3實施形態的作用進行說明。一旦鎖定離合器16成為卡合狀態,引擎扭矩便輸入行星支架23和連結構件25。用來令輸出構件30和變速箱12旋轉的負荷,作用於太陽齒輪20和中間構件26。由這些引擎扭矩與負荷將第1彈性構件27壓縮,伴隨於此,行星支架23與太陽齒輪20相對旋轉,且連結構件25與中間構件26以預定的角度相對旋轉。太陽齒輪20與行星支架23,藉由引擎扭矩的振動,在預定角度的範圍內反覆地相對旋轉。其結果,與第1實施形態及第2實施形態相同,小齒輪22在預定的角度範圍內旋轉,強制地使環齒輪21旋轉,產生對應於「將環齒輪21的質量與慣性質量體24的質量予以合計」的質量(慣性力矩)與旋轉角加速度的慣性扭矩。引擎扭矩,其振動被該慣性扭矩所降低而變得平順,並由中間構件26輸出。藉由該阻尼通過扭矩、與輸出構件30中的反作用力扭矩將第2彈性構件29壓縮,中間構件26與輸出構件30以預定的角度相對旋轉。亦即,藉由第2彈性構件29,扭轉振動衰減裝置與變速箱12作為振動系統實質地被切離,且阻尼通過扭矩的變動由第2彈性構件29所降低並傳遞至變速箱12。
在第3實施形態中,與第2實施形態相同,環齒輪21、及與環齒輪21一體的慣性質量體24,作為旋轉慣性質量體發揮功效。因此,相較於使太陽齒輪20作為旋轉慣性質量體發揮功能的場合,作用於環齒輪21及慣性質量體24的離心力大,藉此能增大「用來降低引擎扭矩之變動」的慣性扭矩而提升振動的衰減性能。此外,與第1實施形態相同,由於扭轉振動衰減裝置與變速箱12是透過第2彈性構件29形成連結,因此前述兩者的慣性質量不易相互影響。其結果,與第1實施形態相同的理由,扭轉振動衰減裝置之共振點R1的頻率變低,變速箱12之共振點R2的頻率變高,能使各共振點R1、R2從引擎1的一般操作領域脫離。因此,即使是第3實施形態,也能獲得與第1實施形態相同的作用、效果。
(第4實施形態) 第8圖,是顯示本發明的第4實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例。這裡所示的例子,是將上述第6圖所示的構造中「輸入引擎扭矩且連結有連結構件25的輸入元件」,由太陽齒輪20變更為環齒輪21,此外「安裝有慣性質量體24的反作用力元件」,由環齒輪21變更為太陽齒輪20,其他的構造,則形成與第6圖之例子的構造相同的扭轉振動衰減裝置。因此,在第8圖中,與第6圖所示的構造相同的部分,標示與第6圖相同的圖號,並省略其詳細說明。在第4實施形態中,環齒輪21相當於本發明之實施形態中的第1旋轉元件,行星支架23相當於本發明之實施形態中的第2旋轉元件,太陽齒輪20相當於本發明之實施形態中作為旋轉慣性質量體的第3旋轉元件。
其次,針對第4實施形態的作用進行說明。一旦鎖定離合器16成為卡合狀態,引擎扭矩便輸入環齒輪21和連結構件25。相對於此,用來令輸出構件30和變速箱12旋轉的負荷,作用於中間構件26和行星支架23。由這些引擎扭矩與負荷將第1彈性構件27壓縮,環齒輪21與行星支架23相對旋轉,且連結構件25與中間構件26以預定的角度相對旋轉。其結果,小齒輪22在預定的角度範圍內旋轉,而強制地使太陽齒輪20旋轉。產生對應於「將太陽齒輪20的質量與慣性質量體24的質量予以合計」的質量(慣性力矩)與旋轉角加速度的慣性扭矩。與上述各實施形態相同,引擎扭矩,其變動被該慣性扭矩所降低而變得平順,並由中間構件26輸出。藉由該阻尼通過扭矩、與輸出構件30中的反作用力扭矩將第2彈性構件29壓縮,中間構件26與輸出構件30以預定的角度相對旋轉。亦即,藉由第2彈性構件29,扭轉振動衰減裝置與變速箱12作為振動系統實質地被切離,且阻尼通過扭矩的變動由第2彈性構件29所降低並傳遞至變速箱12。
在第4實施形態中,一旦藉由引擎扭矩使環齒輪21旋轉,太陽齒輪20的旋轉速度,相對於行星支架23的旋轉速度,是對應於齒輪比而增速。如此一來,由於可使太陽齒輪20及慣性質量體24的旋轉角加速度增大,故能使「作為制振扭矩發揮作用的慣性扭矩」增大,能提升振動的衰減性能。此外,在第4實施形態中,與第1實施形態相同,由於在扭轉振動衰減裝置與變速箱12之間夾介著第2彈性構件29,因此前述兩者的慣性質量不易相互影響。因此,與第1實施形態相同的理由,扭轉振動衰減裝置之共振點R1的頻率變低,變速箱12之共振點R2的頻率變高,與第1實施形態相同,能使各共振點R1、R2從引擎1的一般操作領域脫離。因此,即使是第4實施形態,也能獲得與上述各實施形態相同的作用、效果。
(第5實施形態) 第9圖,是顯示本發明的第5實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例。這裡所示的例子,是將上述第1圖所示的構造中「輸入引擎扭矩且連結有連結構件25的輸入元件」,由行星支架23變更為太陽齒輪20,因此,將太陽齒輪20連結於連結構件25,此外「安裝有慣性質量體24的反作用力元件」,由太陽齒輪20變更為行星支架23,其他的構造,則與第1圖的例子形成相同構造的扭轉振動衰減裝置。因此,在第9圖中,與第1圖所示的構造相同的部分,標示與第1圖相同的圖號,並省略其詳細說明。在第5實施形態中,太陽齒輪20相當於本發明之實施形態中的第1旋轉元件,環齒輪21相當於本發明之實施形態中的第2旋轉元件,行星支架23相當於本發明之實施形態中作為旋轉慣性質量體的第3旋轉元件。
針對第9圖所示之第5實施形態的作用進行說明。一旦鎖定離合器16成為卡合狀態,引擎扭矩便輸入太陽齒輪20和連結構件25。用來令輸出構件30和變速箱12旋轉的負荷,作用於環齒輪21和中間構件26。由這些引擎扭矩與負荷將第1彈性構件27壓縮,伴隨於此,連結構件25與中間構件26以預定的角度相對旋轉,且太陽齒輪20與環齒輪21以預定角度相對旋轉。其結果,小齒輪22在預定角度範圍內旋轉,而強制地使行星支架23旋轉。藉由行星支架23的旋轉,產生對應於「將行星支架23的質量與慣性質量體24的質量予以合計」的質量(慣性力矩)與旋轉角加速度的慣性扭矩。與上述各實施形態相同,引擎扭矩,其振動被該慣性扭矩所降低而變得平順,並由中間構件26輸出。藉由該阻尼通過扭矩、與輸出構件30中的反作用力扭矩將第2彈性構件29壓縮,中間構件26與輸出構件30以預定角度相對旋轉。亦即,藉由第2彈性構件29,扭轉振動衰減裝置與變速箱12作為振動系統實質地被切離,且阻尼通過扭矩的變動由第2彈性構件29所降低並傳遞至變速箱12。
在第5實施形態中,在扭矩轉換器3的半徑方向上位於太陽齒輪20外側的行星支架23、及與行星支架23一體的慣性質量體24,作為旋轉慣性質量體發揮功能。因此,相較於使太陽齒輪20作為旋轉慣性質量體發揮功能的場合,作用於行星支架23及慣性質量體24的離心力大,藉此能使慣性扭矩增大。如此一來,可提升振動的衰減性能。此外,與第1實施形態相同,由於扭轉振動衰減裝置與變速箱12是透過第2彈性構件29形成連結,因此前述兩者的慣性質量不易相互影響。因此,與第1實施形態相同的理由,扭轉振動衰減裝置之共振點R1的頻率變低,變速箱12之共振點R2的頻率變高,與第1實施形態相同,能使各共振點R1、R2從引擎1的一般操作領域脫離。因此,即使是第5實施形態,也能獲得與上述各實施形態相同的作用、效果。
(第6實施形態) 第10圖,是顯示本發明的第6實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例。這裡所示的例子,是將上述第9圖所示的構造中的太陽齒輪20與環齒輪21予以替換。亦即,是將「輸入引擎扭矩且連結有連結構件25的輸入元件」,由太陽齒輪20變更為環齒輪21,此外「連結有中間構件26的輸出元件」,由環齒輪21變更為太陽齒輪20,其他的構造,則與第9圖之例子形成相同構造的扭轉振動衰減裝置。因此,在第10圖中,與第9圖所示的構造相同的部分,標示與第9圖相同的圖號,並省略其詳細說明。在該第6實施形態中,環齒輪21相當於本發明之實施形態中的第1旋轉元件,太陽齒輪20相當於本發明之實施形態中的第2旋轉元件,行星支架23相當於本發明之實施形態中作為旋轉慣性質量體的第3旋轉元件。
針對第10圖所示之第6實施形態的作用進行說明。一旦鎖定離合器16成為卡合狀態,引擎扭矩便輸入環齒輪21和連結構件25。用來令輸出構件30和變速箱12旋轉的負荷,作用於太陽齒輪20和中間構件26。由這些引擎扭矩與負荷將第1彈性構件27壓縮,連結構件25與中間構件26以預定角度相對旋轉,且環齒輪21與太陽齒輪20相對旋轉。其結果,小齒輪22在預定角度範圍內旋轉,而強制地使行星支架23旋轉。藉由行星支架23的旋轉,產生對應於「將行星支架23的質量與慣性質量體24的質量予以合計」的質量(慣性力矩)與旋轉角加速度的慣性扭矩。與上述各實施形態相同,引擎扭矩,其變動被該慣性扭矩所降低而變得平順,並由中間構件26輸出。接著,藉由阻尼通過扭矩、與輸出構件30中的反作用力扭矩將第2彈性構件29壓縮,中間構件26與輸出構件30以預定角度相對旋轉。亦即,藉由第2彈性構件29,扭轉振動衰減裝置與變速箱12作為振動系統實質地被切離,且阻尼通過扭矩的變動由第2彈性構件29所降低並傳遞至變速箱12。
在第6實施形態中,與第4實施形態相同,行星支架23、及與行星支架23一體的慣性質量體24,作為旋轉慣性質量體發揮功能。因此,相較於使太陽齒輪20作為旋轉慣性質量體發揮功能的場合,作用於行星支架23及慣性質量體24的離心力大,藉此使慣性扭矩增大,能提高振動的衰減性能。此外,與第1實施形態相同,由於扭轉振動衰減裝置與變速箱12是透過第2彈性構件29形成連結,因此前述兩者的慣性質量不易相互影響。因此,與第1實施形態相同的理由,扭轉振動衰減裝置之共振點R1的頻率變低,變速箱12之共振點R2的頻率變高,與第1實施形態相同,能使各共振點R1、R2從引擎1的一般操作領域脫離。因此,即使是第6實施形態,也能獲得與上述各實施形態相同的作用、效果。
(第7實施形態) 接著,針對本發明的第7實施形態之扭轉振動衰減裝置進行說明。第7實施形態,是既能維持上述各實施形態中「第1彈性構件27與第2彈性構件29所帶來的扭轉剛性kt
」,又能使第1彈性構件27的扭轉剛性較第2彈性構件29扭轉剛性更為下降,並使慣性質量體24的質量較上述各實施形態更為下降的扭轉振動衰減裝置。各構成構件的基本構造與上述各實施形態相同。
在本發明之各實施形態的扭轉振動衰減裝置中,是藉由慣性質量體24的慣性扭矩使引擎的扭矩下降。因為這緣故,為了使「將慣性扭矩作為振動來源的振動」不會產生,慣性扭矩,最好是小於或者至少等於「藉由慣性扭矩降低其振動的引擎扭矩,亦即阻尼通過扭矩」。阻尼通過扭矩與慣性扭矩形成相等的引擎轉數ω,可如同以下的計算式(1)所示。在以下的計算式(1)中,「k1
」是表示第1彈性構件27的扭轉剛性,「Ii」是表示慣性質量體24的慣性質量。「B」是表示:作為旋轉慣性質量體發揮功能的旋轉元件的旋轉速度,相對於「連結於中間構件26之旋轉元件的旋轉速度」的比,是由行星齒輪機構19的基本規格,亦即大小(尺寸)、各旋轉元件的齒數、齒輪比等所決定的特定值。齒輪比,譬如是太陽齒輪20的齒數相對於環齒輪21的齒數的比(太陽齒輪20的齒數/環齒輪21的齒數)。在此,將「B」稱為增速增益B(speed increase gain B)。在增速增益B大於「1」的場合中,是意味著:作為旋轉慣性質量體發揮功能之旋轉元件的旋轉速度,相對於「連結於中間構件26之旋轉元件的旋轉速度」形成增速。
此外,在上述各實施形態中,阻尼通過扭矩,是藉由第2彈性構件29降低的其振動。由於這些第1彈性構件27與第2彈性構件29連接成串聯,因此各實施形態之扭轉振動衰減裝置中的總扭轉剛性kt
,倘若將第2彈性構件29的扭轉剛性設為k2
,能由以下的計算式(2)表示。 1/kt
= 1/k1
+ 1/k2
...(2) 在第7實施形態中,為了滿足上述的計算式(1)與計算式(2),設定第1彈性構件27的扭轉剛性k1
、第2彈性構件29的扭轉剛性K2
、慣性質量體24的慣性質量Ii。亦即,使第1彈性構件27的扭轉剛性k1
下降,並且降低慣性質量體24的慣性質量Ii。此外,對應於「第1彈性構件27之扭轉剛性k1
下降的量」,增大第2彈性構件29的扭轉剛性k2
。亦即,維持總扭轉剛性kt
。
在第11圖中,示意地顯示本發明第7實施形態之扭轉振動衰減裝置所產生之振動的衰減特性。在第11圖中,是以實線標示:將第1彈性構件27的扭轉剛性k1
設為第2彈性構件29的扭轉剛性k2
的3分之1,並且將慣性質量體24的質量降低至較「未設有第2彈性構件29之傳統構造的扭轉振動衰減裝置」更低的裝置的振動特性。此外,以虛線標示:使第1彈性構件27的扭轉剛性k1
與第2彈性構件29的扭轉剛性k2
形成相等,並且相對於「傳統構造的扭轉振動衰減裝置」,使慣性質量體24的質量不會降低地設定為相等的裝置的振動特性。而不論是哪一個裝置,總扭轉剛性kt
皆設定為相同的值。如第11圖所示,在使第1彈性構件27的扭轉剛性k1
小於第2彈性構件29的扭轉剛性k2
,且已使慣性質量下降的裝置中,在轉數側的振動小於閾值α的範圍中,是較「各扭轉剛性k1
、k2
形成相等的裝置」稍大。然而,無論是哪一個裝置,超過閾值α的轉數大致相等,因此,即使降低慣性質量,可以使鎖定離合器16預先卡合的鎖定領域,不會朝高轉數側變窄。如此一來,根據第7實施形態,即能維持制振性能,又能降低慣性質量體24的質量,能使扭轉振動衰減裝置的整體構造小型化且輕量化。
(第8實施形態) 在本發明的實施形態中,將中間構件26分割為複數個,並且可形成藉由彈性構件將各分割部分連結的構造。在第12圖及第13圖中顯示其中一例。第12圖及第13圖所示的例子,是將前述第6圖所示之構造中的中間構件26,分割為第1分割部261與第2分割部262,並藉由第3彈性構件263將前述的各分割部261、262連結的例子。前述的各分割部261、262,只要與第6圖所示的中間構件26相同,分別由彼此相對向的兩張板所構成即可。第1分割部261,與第6圖所示的中間構件26相同,透過第1彈性構件27而連結於連結構件25,進而構成彈簧阻尼28。此外,第2分割部262,連結於行星支架23,並透過第2彈性構件29而連結於輸出構件30。接著,將第2分割部262配置於第1分割部261的內周側,並且分別在譬如第1分割部261的內周部與第2分割部262外周部,設置在圓周方向(旋轉方向)上彼此相對向的部分(圖面中未顯示),在該部分之間設置由螺旋彈簧所構成的第3彈性構件263。因此,由各分割部261、262及第3彈性構件263,構成彈簧阻尼。第12圖中,由於其他構造與第6圖所示的構造相同,故對這些構造標示與第6圖相同的圖號,並省略其詳細說明。
第13圖,是示意地顯示第12圖所示之構造中的振動系統的塊狀圖,在連結於太陽齒輪20的連結構件25、與連結於行星支架23的第2分割部262之間,夾介著第1分割部261,該第1分割部261,在其中一側透過第1彈性構件27連結於連結構件25,在另一側透過第3彈性構件263連結於第2分割部262。即使是這樣的構造,也和前述第6圖所示的構造相同,由於扭轉振動衰減裝置與變速箱12作為振動系統實質上被切離,因此產生與構成如第6圖所示之場合相同的作用、或者獲得效果。
(第9實施形態) 第14圖及第15圖所示的例子,是將中間構件26分割為第1分割部261與第2分割部262,並使第3彈性構件263夾介於前述各分割部261、262之間的其他實施形態。該第14圖及第15圖所示的例子,是將前述第8圖所示之構造中的中間構件26,分割為第1分割部261與第2分割部262,並藉由第3性構件263將前述的各分割部261、262連結的例子。前述的各分割部261、262,只要與第8圖所示的中間構件26相同,分別由彼此相對向的兩張板所構成即可。第1分割部261,與第8圖所示的中間構件26相同,透過第1彈性構件27而連結於連結構件25,進而構成彈簧阻尼28。此外,第2分割部262,連結於行星支架23,並透過第2彈性構件29而連結於輸出構件30。接著,將第2分割部262配置於第1分割部261的內周側,並且分別在譬如第1分割部261的內周部與第2分割部262外周部,設置在圓周方向(旋轉方向)上彼此相對向的部分(圖面中未顯示),在該部分之間設置由螺旋彈簧所構成的第3彈性構件263。因此,由各分割部261、262及第3彈性構件263,構成彈簧阻尼。第14圖中,由於其他構造與第8圖所示的構造相同,故對這些構造標示與第8圖相同的圖號,並省略其詳細說明。
第15圖,是示意地顯示第14圖所示之構造中的振動系統的塊狀圖,在連結於環齒輪21的連結構件25、與連結於行星支架23的第2分割部262之間,夾介著第1分割部261,該第1分割部261,在其中一側透過第1彈性構件27連結於連結構件25,在另一側透過第3彈性構件263連結於第2分割部262。即使是這樣的構造,也和前述第8圖所示的構造相同,由於扭轉振動衰減裝置與變速箱12作為振動系統實質上被切離,因此產生與構成如第8圖所示之場合相同的作用、或者獲得效果。
(第10實施形態) 第16圖及第17圖所示的例子,是將中間構件26分割為第1分割部261與第2分割部262,並使第3彈性構件263夾介於前述各分割部261、262之間的另外一種實施形態。該第16圖及第17圖所示的例子,是將前述第9圖所示之構造中的中間構件26,分割為第1分割部261與第2分割部262,並藉由第3性構件263將前述的各分割部261、262連結的例子。前述的各分割部261、262,只要與第9圖所示的中間構件26相同,分別由彼此相對向的兩張板所構成即可。第1分割部261,與第9圖所示的中間構件26相同,透過第1彈性構件27而連結於連結構件25(或者太陽齒輪20),進而構成彈簧阻尼28。此外,第2分割部262,連結於環齒輪21,並透過第2彈性構件29而連結於輸出構件30。接著,將第1分割部261配置於第2分割部262的內周側,並且分別在譬如第2分割部262的內周部與第1分割部261外周部,設置在圓周方向(旋轉方向)上彼此相對向的部分(圖面中未顯示),在該部分之間設置由螺旋彈簧所構成的第3彈性構件263。因此,由各分割部261、262及第3彈性構件263,構成彈簧阻尼。第16圖中,由於其他構造與第9圖所示的構造相同,故對這些構造標示與第9圖相同的圖號,並省略其詳細說明。
第17圖,是示意地顯示第16圖所示之構造中的振動系統的塊狀圖,在連結於太陽齒輪20的連結構件25、與連結於環齒輪21的第2分割部262之間,夾介著第1分割部261,該第1分割部261,在其中一側透過第1彈性構件27連結於連結構件25,在另一側透過第3彈性構件263連結於第2分割部262。即使是這樣的構造,也和前述第9圖所示的構造相同,由於扭轉振動衰減裝置與變速箱12作為振動系統實質上被切離,因此產生與構成如第9圖所示之場合相同的作用、或者獲得效果。
(第11實施形態) 第18圖及第19圖所示的例子,是將中間構件26分割為第1分割部261與第2分割部262,並使第3彈性構件263夾介於前述各分割部261、262之間的另外一種實施形態。該第18圖及第19圖所示的例子,是將前述第10圖所示之構造中的中間構件26,分割為第1分割部261與第2分割部262,並藉由第3彈性構件263將前述的各分割部261、262連結的例子。前述的各分割部261、262,只要與第10圖所示的中間構件26相同,分別由彼此相對向的兩張板所構成即可。第1分割部261,與第10圖所示的中間構件26相同,透過第1彈性構件27而連結於連結構件25(或者環齒輪21),進而構成彈簧阻尼28。此外,第2分割部262,連結於太陽齒輪20,並透過第2彈性構件29而連結於輸出構件30。接著,將第2分割部262配置於第1分割部261的內周側,並且分別在譬如第1分割部261的內周部與第2分割部262外周部,設置在圓周方向(旋轉方向)上彼此相對向的部分(圖面中未顯示),在該部分之間設置由螺旋彈簧所構成的第3彈性構件263。因此,由各分割部261、262及第3彈性構件263,構成彈簧阻尼。第18圖中,由於其他構造與第10圖所示的構造相同,故對這些構造標示與第10圖相同的圖號,並省略其詳細說明。
第19圖,是示意地顯示第18圖所示之構造中的振動系統的塊狀圖,在連結於環齒輪21的連結構件25、與連結於太陽齒輪20的第2分割部262之間,夾介著第1分割部261,該第1分割部261,在其中一側透過第1彈性構件27連結於連結構件25,在另一側透過第3彈性構件263連結於第2分割部262。即使是這樣的構造,也和前述第10圖所示的構造相同,由於扭轉振動衰減裝置與變速箱12作為振動系統實質上被切離,因此產生與構成如第10圖所示之場合相同的作用、或者獲得效果。
本發明並不侷限於上述的各實施形態,本發明中的行星旋轉機構並不受限於齒輪,亦可藉由滾子構成。此外,本發明中的行星旋轉機構,亦可設在沒有扭矩放大作用的流體聯結器的內部。
1‧‧‧引擎
12‧‧‧變速箱
13‧‧‧輸入軸
16‧‧‧鎖定離合器(lock-up clutch)
17‧‧‧離合器圓盤(clutch disc)
18‧‧‧離合器板(clutch plate)
19‧‧‧行星齒輪機構(行星旋轉機構)
20‧‧‧太陽齒輪(sun gear)
21‧‧‧環齒輪(ring gear)
23‧‧‧行星支架(carrier)
24‧‧‧慣性質量體
25‧‧‧連結構件
26‧‧‧中間構件
25A、25B、26A、26B‧‧‧板
27‧‧‧第1彈性構件
29‧‧‧第2彈性構件
30‧‧‧輸出構件
261‧‧‧第1分割部
262‧‧‧第2分割部
263‧‧‧第3彈性構件
第1圖:是顯示作為本發明的第1實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器(torque converter)之其中一例的構架圖。 第2圖:是顯示用來說明彈簧阻尼(spring damper)之具體性構造的局部截斷前視圖。 第3圖:是示意地顯示作為本發明的第1實施形態之扭轉振動衰減裝置的共振點的圖。 第4圖:是示意地顯示作為本發明的第1實施形態之扭轉振動衰減裝置所產生之振動的衰減特性的圖。 第5圖:是示意地顯示在已促使慣性質量體的質量增大的場合中,作為本發明的第1實施形態之扭轉振動衰減裝置所產生之振動的衰減特性的圖。 第6圖:是顯示作為本發明的第2實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例的構架圖。 第7圖:是顯示作為本發明的第3實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例的構架圖。 第8圖:是顯示作為本發明的第4實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例的構架圖。 第9圖:是顯示作為本發明的第5實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例的構架圖。 第10圖:是顯示作為本發明的第6實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例的構架圖。 第11圖:是示意地顯示在「利用第2彈性構件的剛性促使第1彈性構件的剛性下降,且已使慣性質量體的質量衰減」的場合中,作為本發明的第7實施形態之扭轉振動衰減裝置所產生之振動的衰減特性的圖。 第12圖:是顯示作為本發明的第8實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例的構架圖。 第13圖:是示意地顯示作為振動系統之本發明的第8實施形態的塊狀圖。 第14圖:是顯示作為本發明的第9實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例的構架圖。 第15圖:是示意地顯示作為振動系統之本發明的第9實施形態的塊狀圖。 第16圖:是顯示作為本發明的第10實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例的構架圖。 第17圖:是示意地顯示作為振動系統之本發明的第10實施形態的塊狀圖。 第18圖:是顯示作為本發明的第11實施形態之具備扭轉振動衰減裝置的扭矩轉換器之其中一例的構架圖。 第19圖:是示意地顯示作為振動系統之本發明的第11實施形態的塊狀圖。
Claims (9)
- 一種扭轉振動衰減裝置,被設在引擎與變速箱之間的扭矩傳遞路徑,並具備行星旋轉機構,該行星旋轉機構具有供前述引擎的扭矩輸入的第1旋轉元件、和第2旋轉元件、及作為旋轉慣性質量體發揮功效的第3旋轉元件,並且藉由前述第1旋轉元件與前述第2旋轉元件與前述第3旋轉元件執行差動作用,藉由前述引擎輸出之扭矩的振動,使前述第1旋轉元件與前述第2旋轉元件相對旋轉,藉由前述第3旋轉元件旋轉產生慣性扭矩,降低前述扭矩的振動並傳遞至前述變速箱,其特徵為:具備:連結構件,與前述第1旋轉元件形成一體旋轉;和中間構件,與前述第2旋轉元件形成一體旋轉;和輸出構件,對前述變速箱輸出扭矩;和第1彈性構件,連結前述連結構件與前述中間構件;及第2彈性構件,連結前述中間構件與前述輸出構件;前述行星旋轉機構是由行星齒輪機構所構成,該行星齒輪機構具備:太陽齒輪;相對於前述太陽齒輪配置成同心圓狀的環齒輪;用來保持嚙合於前述太陽齒輪與前述環齒輪之複數個小齒輪的行星支架,前述第1旋轉元件被作為前述太陽齒輪,前述第2旋轉元件被作為前述環齒輪與前述行星支架之中的其中一個,前述第3旋轉元件被作為前述環齒輪與前述行星支架之中的另一個。
- 一種扭轉振動衰減裝置,被設在引擎與變速箱之間的扭矩傳遞路徑,並具備行星旋轉機構,該行星旋轉機構具有供前述引擎的扭矩輸入的第1旋轉元件、和第2旋轉元件、及作為旋轉慣性質量體發揮功效的第3旋轉元件,並且藉由前述第1旋轉元件與前述第2旋轉元件與前述第3旋轉元件執行差動作用,藉由前述引擎輸出之扭矩的振動,使前述第1旋轉元件與前述第2旋轉元件相對旋轉,藉由前述第3旋轉元件旋轉產生慣性扭矩,降低前述扭矩的振動並傳遞至前述變速箱,其特徵為:具備:連結構件,與前述第1旋轉元件形成一體旋轉;和中間構件,與前述第2旋轉元件形成一體旋轉;和輸出構件,對前述變速箱輸出扭矩;和第1彈性構件,連結前述連結構件與前述中間構件;及第2彈性構件,連結前述中間構件與前述輸出構件;前述行星旋轉機構是由行星齒輪機構所構成,該行星齒輪機構具備:太陽齒輪;相對於前述太陽齒輪配置成同心圓狀的環齒輪;用來保持嚙合於前述太陽齒輪與前述環齒輪之複數個小齒輪的行星支架,前述第1旋轉元件被作為前述環齒輪,前述第2旋轉元件被作為前述太陽齒輪與前述行星支架之中的其中一個,前述第3旋轉元件被作為前述太陽齒輪與前述行星支架之中的另一個。
- 一種扭轉振動衰減裝置,被設在引擎與變速箱之間的扭矩傳遞路徑,並具備行星旋轉機構,該行星旋轉機構具有供前述引擎的扭矩輸入的第1旋轉元件、和第2旋轉元件、及作為旋轉慣性質量體發揮功效的第3旋轉元件,並且藉由前述第1旋轉元件與前述第2旋轉元件與前述第3旋轉元件執行差動作用,藉由前述引擎輸出之扭矩的振動,使前述第1旋轉元件與前述第2旋轉元件相對旋轉,藉由前述第3旋轉元件旋轉產生慣性扭矩,降低前述扭矩的振動並傳遞至前述變速箱,其特徵為:具備:連結構件,與前述第1旋轉元件形成一體旋轉;和中間構件,與前述第2旋轉元件形成一體旋轉;和輸出構件,對前述變速箱輸出扭矩;和第1彈性構件,連結前述連結構件與前述中間構件;和第2彈性構件,連結前述中間構件與前述輸出構件;及流體傳動裝置,該流體傳動裝置具有:連結於前述引擎的外殼、連結於前述外殼並產生流體流的驅動側構件、由前述流體流所驅動的從動側構件、藉由卡合於前述外殼的內面而連結前述驅動側構件及前述從動側構件的直結離合器,前述行星旋轉機構,被設在前述流體傳動裝置的內部,前述第1旋轉元件,透過前述直結離合器選擇地連結於前述引擎,前述變速箱,連結於前述從動側構件,在前述外殼的半徑方向上,於前述行星旋轉機構的內側,前述直結離合器與前述行星旋轉機構並列配置。
- 如請求項1至請求項3之其中任1項所記載的扭轉振動衰減裝置,其中前述第1彈性構件與前述第2彈性構件並列配置於前述行星旋轉機構的圓周方向上。
- 如請求項3所記載的扭轉振動衰減裝置,其中前述行星旋轉機構是由行星齒輪機構所構成,該行星齒輪機構具備:太陽齒輪;相對於前述太陽齒輪配置成同心圓狀的環齒輪;用來保持嚙合於前述太陽齒輪與前述環齒輪之複數個小齒輪的行星支架,前述第1旋轉元件被作為前述行星支架,前述第2旋轉元件被作為前述環齒輪與前述太陽齒輪之中的其中一個,前述第3旋轉元件被作為前述環齒輪與前述太陽齒輪之中的另一個。
- 如請求項1或請求項2所記載的扭轉振動衰減裝置,其中具備流體傳動裝置,該流體傳動裝置具有:連結於前述引擎的外殼、連結於前述外殼並產生流體流的驅動側構件、由前述流體流所驅動的從動側構件、藉由卡合於前述外殼的內面而連結前述驅動側構件及前述從動側構件的直結離合器,前述行星旋轉機構,被設在前述流體傳動裝置的內部,前述第1旋轉元件,透過前述直結離合器選擇地連結於前述引擎,前述變速箱,連結於前述從動側構件。
- 如請求項6所記載的扭轉振動衰減裝置,其中在前述外殼的半徑方向上,於前述行星旋轉機構的內側,前述直結離合器與前述行星旋轉機構並列配置。
- 如請求項3所記載的扭轉振動衰減裝置,其中前述直結離合器,是具備離合器圓盤、及摩擦接觸於前述離合器圓盤之離合器板的多片式離合器。
- 如請求項1至請求項3之其中任1項所記載的扭轉振動衰減裝置,其中前述第1彈性構件的扭轉剛性,較前述第2彈性構件的扭轉剛性更低。
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