(57)【要約】【課題】製造コストを特には増大することなく、回転体の取り付け位置の精度を向上することのできる捩り振動低減装置を提供する。【解決手段】トルクが入力されて回転する回転体Ｃ８２と、回転体Ｃ８２の円周方向に回転自在に配置された慣性質量体１２と、回転体Ｃ８２および慣性質量体１２を相対回転可能に連結する複数の転動体１４と、回転体Ｃ８２に形成されていて転動体１４を回転体Ｃ８２の回転方向に拘束しかつ回転体Ｃ８２の半径方向に移動可能に係合させた複数の支持部１３とを備えた捩り振動低減装置１１において、回転体Ｃ８２は少なくとも３つの回転要素によって差動作用を行うように構成された遊星回転機構８における３つの回転要素のうちの第１回転要素Ｃ８２と一体となって回転するように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクが入力されて回転する回転体と、
前記回転体の半径方向で外側であって、かつ、前記回転体の回転中心軸線を中心として前記回転体の円周方向に回転自在に配置された慣性質量体と、
前記回転体および前記慣性質量体を相対回転可能に連結する複数の転動体と、
前記回転体に形成されていて、前記転動体を前記回転体の回転方向に拘束しかつ前記回転体の半径方向に移動可能に係合させた複数の支持部とを備え、
前記回転体に対する前記慣性質量体の相対回転によって前記回転体の捩り振動を抑制する捩り振動低減装置において、
前記回転体は、第１回転要素と、前記第１回転要素と同心円状に配置された第２回転要素と、前記第１回転要素の半径方向で前記第１回転要素と前記第２回転要素との間に配置されかつ前記第１回転要素と前記第２回転要素との少なくともいずれか一方に係合している複数の遊星回転要素と、前記遊星回転要素を回転可能に保持している第３回転要素とを有する遊星回転機構における前記第３回転要素と一体となって回転するように構成されている
ことを特徴とする捩り振動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力されたトルクの変動（振動）に起因する捩り振動を低減させる振動低減装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置の一例が特許文献１に記載されている。その装置は、トルクが入力される回転体と、回転体に対して相対回転可能に配置された慣性体と、回転体および慣性体をトルク伝達可能に連結する転動体とを備えている。回転体には、転動体を回転体の回転方向に拘束するとともに回転体の半径方向には移動可能に係合するガイド溝部が形成され、慣性体には、転動体が遠心力によって押し付けられて係合する転動面が形成されている。トルクが変動すると、回転体の回転に振動が生じる。転動体は転動面に沿って往復動し、また、ガイド溝部に対する転動体の接触箇所が回転体の半径方向に変化する。つまり、転動体は振子運動し、それによって回転体に対する慣性体の慣性トルクの作用箇所が変化する。このような変化がトルクの変動に応じて繰り返し生じ、また、トルクの変動に対して慣性トルクが制振トルクとして作用して前記トルクの変動が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１４５８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された装置では、トルクの変動を低減する慣性トルクを生じさせるために、回転体が取り付けられる制振対象である回転軸の回転中心軸線を中心とした同一の半径位置で各転動体を往復動するように構成されている。つまり、回転体は、制振対象の回転軸と同一軸線上に配置される。回転軸と同軸上に回転体を配置するためには、回転体に高い位置精度が要求される。そのため、回転軸に対する回転体の位置合わせのための高い精度での調整を繰り返し行って作業工数が増大したり、それに伴って製造コストが増大したりする可能性がある。
【０００５】
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り、製造コストを特には増大することなく、回転体の取り付け位置の精度を向上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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記の目的を達成するために、トルクが入力されて回転する回転体と、前記回転体の半径方向で外側であって、かつ、前記回転体の回転中心軸線を中心として前記回転体の円周方向に回転自在に配置された慣性質量体と、前記回転体および前記慣性質量体を相対回転可能に連結する複数の転動体と、前記回転体に形成されていて、前記転動体を前記回転体の回転方向に拘束しかつ前記回転体の半径方向に移動可能に係合させた複数の支持部とを備え、前記回転体に対する前記慣性質量体の相対回転によって前記回転体の捩り振動を抑制する捩り振動低減装置において、前記回転体は、第１回転要素と、前記第１回転要素と同心円状に配置された第２回転要素と、前記第１回転要素の半径方向で前記第１回転要素と前記第２回転要素との間に配置されかつ前記第１回転要素と前記第２回転要素との少なくともいずれか一方に係合している複数の遊星回転要素と、前記遊星回転要素を回転可能に保持している第３回転要素とを有する遊星回転機構における前記第３回転要素と一体となって回転するように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、既に高い精度で構成されている遊星回転機構における３つの回転要素のうち、遊星回転要素を回転可能に保持している第３回転要素と一体となって回転するように回転体が構成されている。そのため、制振対象の回転軸などに遊星回転機構を取り付けると、遊星回転機構と同じ精度で回転体を取り付けることができる。すなわち、回転体を設計上、予め定めた位置に、具体的には前記回転軸と同軸に配置するために、回転体の位置を調整するいわゆるアジャスターを特には用いることなく、前記予め定めた位置とほぼ同じ位置に回転体を配置することができる。その結果、回転体を予め定めた位置に取り付けるための調整を繰り返し行うことを抑制して作業工数を削減したり、製造コストを低減したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置を適用することのできるハイブリッド車両のパワートレーンを模式的に示す図である。
【図２】図１に示すハイブリッド車両の動力分割機構およびこの発明の実施形態に係る捩り振動低減装置を模式的に示す図である。
【図３】この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の一例を模式的に示す正面図である。
【図４】図２に示すIV-IV線に沿う矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置は、駆動力源の出力軸や、駆動力源と駆動対象部との間の動力伝達経路における動力伝達軸などの回転軸と同軸上に設けられる。そして、駆動力源と、駆動力源で発生させたトルクが伝達される駆動対象部との間で伝達されるトルクの変動を低減して下流側に伝達するように構成されている。上記の駆動力源は例えば、出力トルクが不可避的に変動するエンジンである。したがって、この発明で対象とすることができる車両は、駆動力源としてエンジンのみを備えた車両、あるいは、エンジンと駆動用のモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車両などである。
【００１０】
図１は、この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置を適用することのできる車両のパワートレーンを模式的に示す図である。図１に示す車両は、駆動力源としてエンジン１と２つのモータ２，３とを備えたいわゆる２モータタイプのハイブリッド車両Ｖｅである。エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であって、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。
【００１１】
第１モータ（ＭＧ１）２および第２モータ（ＭＧ２）３は、いずれも電気を発生する発電機としての機能（発電機能）と、電気が供給されることによって駆動されてモータトルクを出力する電動機としての機能（電動機能）とを有する、いわゆるモータ・ジェネレータであり、例えば永久磁石式の同期電動機などによって構成されている。第１モータ２および第２モータ３は、いずれもインバータを介してバッテリ（それぞれ図示せず）に接続されている。また、これらのモータ２，３は相互に電気を授受できるように構成されており、第１モータ２で発電した電気を第２モータ３に供給して第２モータ３をモータとして機能させることができる。また、バッテリに蓄えられている電気によって第１モータ３を駆動してモータトルクを出力することもできる。さらに、各モータ２，３にバッテリから電気を供給してこれらをモータとして機能させることもできる。
【００１２】
エンジン１の出力軸１Ａにフライホイール４を介してトルクリミッタ５が連結されている。フライホイール４は従来知られたフライホイールと同様に構成されている。トルクリミッタ５は係合力に応じた伝達トルク容量を上限としてトルクを伝達するものであり、トルクリミッタ５は予め定められたトルク以上のトルクが入力されたときにスリップすることにより、伝達するトルクを制限するように構成されている。トルクリミッタ５は従来知られたトルクリミッタと同様に構成されている。なお、トルクリミッタ５は、油圧アクチュエータや電磁アクチュエータなどによって、係合力を変化させることができるように構成されていてもよい。
【００１３】
トルクリミッタ５の出力側にばねダンパ６が連結されている。ばねダンパ６は従来知られているばねダンパと同様に構成されている。ばねダンパ６は例えば駆動側のプレートと従動側のプレートとそれらのプレートの間に配置されたコイルばねとを備え、それらのプレートにトルクが作用して各プレートが相対的にねじれることによりコイルばねが圧縮されて、これらのプレートの間で伝達されるトルクの変動（振動）を低減するように構成されている。また、上記のコイルばねとして長さやばね定数が異なる複数種類のコイルばねが設けられていてもよく、つまり、捩れ角とトルクとの関係すなわちねじれ特性が一定でなく変化するように構成されたばねダンパ６であってもよい。
【００１４】
ばねダンパ６の出力側であって、エンジン１の出力軸１Ａと同軸上に、エンジン１が出力した動力を第１モータ２側と駆動輪７側とに分割する動力分割機構８が設けられている。動力分割機構８はこの発明の実施形態おける遊星回転機構に相当しており、遊星歯車機構や遊星ローラ機構などの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。図２に、動力分割機構８の構成の一例を示してあり、図２に示す例では、動力分割機構８はシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されており、サンギヤＳ８と、サンギヤＳ８と同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤＲ８と、サンギヤＳ８およびリングギヤＲ８に噛み合っているピニオンギヤＰ８を保持しているキャリヤＣ８とを備えている。なお、上述したサンギヤＳ８とリングギヤＲ８とのうちのいずれか一方がこの発明の実施形態における第１回転要素に相当し、サンギヤＳ８とリングギヤＲ８とのうちのいずれか他方がこの発明の実施形態における第２回転要素に相当し、ピニオンギヤＰ８がこの発明の実施形態における遊星回転要素に相当し、キャリヤＣ８がこの発明の実施形態における第３回転要素に相当している。
【００１５】
キャリヤＣ８は、動力分割機構８の回転中心軸線方向（以下、単に軸線方向と記す。）で、ピニオンギヤＰ８を挟んでエンジン１側に配置された第１キャリヤプレートＣ８１と、ピニオンギヤＰ８を挟んで第１キャリヤプレートＣ８１とは反対側に配置された第２キャリヤプレートＣ８２とを有している。各キャリヤプレートＣ８１，Ｃ８２は一体となって回転するように互いに連結されている。また、各キャリヤプレートＣ８１，Ｃ８２の間にピニオンシャフトＰＳ８が設けられており、ピニオンシャフトＰＳ８に図示しないニードルベアリングを介して上述したピニオンギヤＰ８が回転可能に取り付けられている。
【００１６】
第１キャリヤプレートＣ８１に動力分割機構８の入力軸８Ａが連結されていて、入力軸８Ａにばねダンパ６における従動側のプレートにトルク伝達可能に連結されている。そのため、キャリヤＣ８はエンジン１で発生させたエンジントルクが入力される入力要素となっている。また、第２キャリヤプレートＣ８２は環状に形成されていて、その内周部に、板厚方向に貫通する貫通孔を有している。その貫通孔を中空軸が貫通しており、中空軸を介して第１モータ２のロータ軸にサンギヤＳ８が連結されている。サンギヤＳ８は、いわゆる反力要素となっている。
【００１７】
リングギヤＲ８に出力ギヤ９が一体に設けられており、出力ギヤ９から駆動輪７に向けてトルクを出力するようになっている。したがって、リングギヤＲ８が、いわゆる出力要素となっている。また、出力ギヤ９から駆動輪７にトルクを伝達する経路における所定箇所に第２モータ３が連結されている。第２モータ３は、動力分割機構８から駆動輪７に伝達されるトルクを増加あるいは減少させるように構成されている。なお、第１モータ２は、動力分割機構８を挟んでエンジン１とは反対側であって、エンジン１の出力軸１Ａと同軸上に配置されている。また、図１における符号１０は終減速機であって、終減速機１０から左右の駆動輪７に動力が伝達されるようになっている。
【００１８】
さらに、ここに示す例では、軸線方向で第１モータ２と動力分割機構８との間に、この発明の実施形態に係る捩り振動低減装置１１が設けられている。ここに示す捩り振動低減装置１１は振子式と称されるものである。その捩り振動低減装置１１は、トルクの変動に応じて回転体に対して相対的に慣性質量体１２を回転させ、つまり、回転体の回転の振動に対して、遅れて慣性質量体１２の回転に振動を生じさせ、その慣性質量体の慣性トルクによってトルクの変動や、トルクの変動に起因する回転体の捩り振動を低減して下流側に伝達するように構成されている。
【００１９】
図３はこの発明の実施形態に係る捩り振動低減装置の一例を模式的に示す正面図であり、図４は図２に示すIV-IV線に沿う矢視断面図である。ここに示す例では、軸線方向で第２キャリヤプレートＣ８２における第１モータ２側の面に、この発明の実施形態における支持部１３が複数設けられている。つまり、第２キャリヤプレートＣ８２はこの発明の実施形態における回転体と一体に形成され、あるいは、回転体を兼ねている。上記の支持部１３は、この発明の実施形態における転動体１４を第２キャリヤプレートＣ８２の円周方向には拘束すると共に、第２キャリヤプレートＣ８２の半径方向には移動可能に係合させるものであって、図３に示すように、第２キャリヤプレートＣ８２の円周方向に一定の間隔で、ピニオンシャフトＰＳ８と交互に支持部１３が３つ設けられている。また、各支持部１３は、エンジン１の出力軸１Ａおよび動力分割機構８の入力軸８Ａの各回転中心軸線を中心とした同一の半径位置の円周上に位置している。
【００２０】
上記の支持部１３は、軸線方向で第２キャリヤプレートＣ８２から第１モータ２側に所定の長さ突出した突出部１５を備えている。突出部１５における第２キャリヤプレートＣ８２の半径方向で外側の面に、図３および図４に示すように、前記半径方向に延びる一対の爪部１６が予め定めた間隔で設けられている。このように、支持部１３は前記半径方向で外側に開いた二股のフォーク状に形成されており、一対の爪部１６同士の間の溝部１７に転動体１４の軸部１８が嵌合するようになっている。そのため、一対の爪部１６同士の間の間隔あるいは溝部１７の幅は、軸部１８の外径とほぼ同じあるいは僅かに大きく設定されている。また、軸線方向における爪部１６と第２キャリヤプレートＣ８２との間の長さつまり突出部１５の突出長さは、軸線方向に転動体１４が移動した場合に、転動体１４と第２キャリヤプレートＣ８２との接触を抑制できる長さに設定されている。
【００２１】
転動体１４の軸部１８は円柱状もしくは円筒状に形成されており、軸部１８の両端部に軸部１８より大径の円板状のフランジ部１９がそれぞれ設けられている。そのため、転動体１４は、図２に示すように、断面形状が「Ｈ」形を成している。また、軸線方向における軸部１８の長さは爪部１６の板厚より僅かに長く設定されている。このような構成であれば、軸線方向における爪部１６の両側面に各フランジ部１９が引っ掛かって、転動体１４が支持部１３の軸線方向に抜け出ることを抑制することができる。
【００２２】
前記半径方向で第２キャリヤプレートＣ８２の外側に、第２キャリヤプレートＣ８２と並んで慣性質量体１２が配置されている。慣性質量体１２は環状に形成され、その内径は第２キャリヤプレートＣ８２の外径より僅かに大きく設定されている。ここで、「並んで」とは、第２キャリヤプレートＣ８２と慣性質量体１２との少なくとも一部が半径方向で互いに重なり合っている状態を意味している。つまり、慣性質量体１２は第２キャリヤプレートＣ８２と同心円状に配置されている。
【００２３】
慣性質量体１２の内壁面のうちの支持部１３に対向する内壁面に、遠心力によって転動体１４が押し付けられかつトルクの変動によって往復動させられる転動面２０が形成されている。転動面２０は、図３に示す例では、慣性質量体１２の円周方向に一定の間隔で合計３つ形成されている。転動面２０の形状は、慣性質量体１２の半径より小さい曲率半径の円弧面もしくは円弧面に近似した曲面であり、遠心力によって転動面２０に転動体１４が押し付けられる箇所がこれらの間でのトルクの伝達箇所となっている。そのトルクの伝達箇所はトルクの変動に応じて転動面２０に沿って転動体１４が転動することにより、転動面２０に沿って移動し、すなわち、半径方向に変化する。また、転動体１４は上述したように、「Ｈ」形を成しているから、転動面２０に各フランジ部１９の外周面１９Ａが遠心力によって押し付けられる。
【００２４】
また、軸線方向で転動面２０の中央部に、転動体１４の往復動を案内すると共に軸線方向に転動体１４が抜け出ることを抑制する半月状のガイド部２１が形成されている。ガイド部２１は転動面２０から半径方向で内側に突出して形成されており、軸線方向におけるガイド部２１の板厚あるいは長さは爪部１６の板厚とほぼ同じ長さ、つまり、軸部１８の軸長より僅かに短く設定されている。なお、第２キャリヤプレートＣ８２の円周方向で、転動面２０に続いている両側の内壁面が各転動面２０を区画している境界面となっており、転動体１４はこれらの境界面を限度として、あるいは各境界面同士の間で転動するように構成されている。
【００２５】
このように、上述した構成では、この発明の実施形態における回転体は、高い加工精度で構成されている遊星歯車機構のキャリヤＣ８と一体に構成されている。そのため、動力分割機構８を構成している遊星歯車機構をエンジン１の出力軸１Ａと同一の軸線上にある入力軸８Ａに取り付けると、捩り振動低減装置１１の回転体も、遊星歯車機構と同じ精度で入力軸８Ａに取り付けられる。すなわち、この発明の実施形態では、入力軸８Ａと同軸上に高い位置精度で回転体を取り付けるために、回転体の加工精度を特には高くすることがなく、また、回転体の取り付けのために、回転体の取り付ける位置を調整するいわゆるアジャスターを特には用いることがない。さらに、各支持部１３は遊星歯車機構の回転中心軸線から同一の半径位置の円周上に形成されるから、すなわち、遊星歯車機構の回転中心軸線を基準点として各支持部１３を形成することができるから、支持部１３の加工精度を向上することができる。そのため、捩り振動低減装置１１の全体として、加工精度や取り付け位置の精度などを向上することができる。また、回転体を予め定めた位置に取り付けるための調整を繰り返し行うことを抑制して作業工数を削減したり、製造コストを低減したりすることができる。さらに、回転体は第２キャリヤプレートＣ８２と一体に構成されているから、それらを別体として構成する場合と比較して、部品点数や部材コストを削減することができ、また、捩り振動低減装置１１を軽量化することができる。
【００２６】
そして、エンジン１の出力軸１Ａの回転中心軸線と捩り振動低減装置１１の回転中心軸線とがほぼ同軸上に配置されるから、設計上、定めた振動減衰性能を得ることができる。すなわち、トルクが伝達されて第２キャリヤプレートＣ８２が回転すると、転動体１４は遠心力によって支持部１３の溝部１７に沿って半径方向で外側に移動し、転動面２０に押し付けられる。トルクが変動して第２キャリヤプレートＣ８２の回転に振動が生じると、慣性質量体１２は転動体１４を介して第２キャリヤプレートＣ８２に連結されているから、第２キャリヤプレートＣ８２に対して慣性質量体１２が所定角度、相対回転する。つまり、慣性質量体１２は、第２キャリヤプレートＣ８２の回転の振動に対して遅れて振動する。また、転動体１４は転動面２０に沿って転動する。転動面２０は曲率半径が小さい曲面となっているので、半径方向における転動体１４の位置が転動面２０に沿って半径方向に変化し、転動体１４は実質的に振子運動する。そして、上述したトルクの作用箇所つまり第２キャリヤプレートＣ８２に対する慣性質量体１２の慣性トルクの作用箇所が転動体１４と同様にエンジントルクの変動に応じて実質的に振子のように変動する。このように、上述した構成の捩り振動低減装置１１では、第２キャリヤプレートＣ８２に対する慣性質量体１２の相対回転と、第２キャリヤプレートＣ８２に対する慣性質量体１２の慣性トルクの作用箇所の変化とがトルク変動によって繰り返し生じる。そして、前記慣性トルクがトルクの変動に対して制振トルクとして作用し、トルクの変動や前記トルクの変動に起因する捩り振動を効果的に抑制できる。
【００２７】
なお、この発明の実施形態に基づいて説明したが、この発明は上述した実施形態に限定されない。例えば、回転体は第２キャリヤプレートＣ８２に接合されていてもよく、要は、遊星歯車機構のキャリヤＣ８と一体に構成されていればよい。また、転動体１４は「Ｈ」形に替えて、円柱状あるいは円筒状であってもよく、要は、転動体１４を介して回転体Ｃ８２と慣性質量体１２とがトルク伝達可能に連結されていればよい。
【符号の説明】
【００２８】
２…エンジン（駆動力源）、  ８…動力分割機構（遊星回転機構）、  １１…捩り振動低減装置、  １２…慣性質量体、  １３…支持部、  １４…転動体、  ２０…転動面、  Ｃ８…キャリヤ、  Ｃ８２…第２キャリヤプレート（回転体）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019152242.tif 000005
【図４】
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