(57)【要約】【課題】ドリブンシャフトを回転駆動させる回転伝動要素によって伝達される振動を吸収するフィルタ装置を提供する。【解決手段】フィルタ装置において、吸収される振動数の範囲内に収まるよう設定された振動数に同調されたドリブンシャフト用ダンパ20を備えるようにする。また、電磁変調手段23が、ダンパ20の振動数を、回転伝動要素11によって伝達される振動の振動数に同調させるようにする。さらに、クランクシャフトから構成される回転伝動要素に連結されたドライブシャフトと、変速装置50と、クラッチを介してドライブシャフトと着脱可能に連結され、変速装置50の入力シャフトとなるドリブンシャフト19とを備える自動車用トランスミッションにおいて、回転伝動要素によって生起されかつ伝達される振動を吸収する上述のフィルタ装置とを備えるようにする。【選択図】図１
2004526110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリブンシャフト(19)(119)(219)を回転駆動させる回転伝動要素(11)(111)によって伝達される振動を吸収するフィルタ装置であって、吸収される振動数の範囲内の振動数に同調されたドリブンシャフト用ダンパ(20)(120)(220)を備えるフィルタ装置において、前記ダンパ(20)(120)(220)の振動数を回転伝動要素(11)(111)によって伝達される振動の振動数に同調させるため、電磁型の変調手段が設けられていることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記ダンパ(20)(120)(220)は、ドリブンシャフト(19)(119)(219)に弾性的に取付けられた回転塊からなり、かつステータ(126)(226)に関連づけられたロータ(21)(121)(221)を具備し、前記変調手段は、前記ロータ(21)(121)(221)とステータ(126)(226)によって保持される電磁手段(23)(123)(223)(127)(227)からなることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記電磁手段は、ロータ(21)(121)(221)の極の遷移を定める永久磁石(127)(227)と、この永久磁石(127)(227)と直線をなすように配置され、ステータ(126)(226)の極の遷移を定めるコイル(23)(123)(223)とからなることを特徴とする請求項２記載のフィルタ装置。
【請求項４】
前記コイル(123)(223)は、前記永久磁石(127)(227)と径方向に直線をなすように配置されていることを特徴とする請求項３記載のフィルタ装置。
【請求項５】
前記コイル(23)は、前記永久磁石(127)(227)と軸方向に直線をなすように配置されていることを特徴とする請求項３記載のフィルタ装置。
【請求項６】
前記ロータは、ディスク(21)(121)(221)の形状を有するか、または円錐台もしくは円筒形状であることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のフィルタ装置。
【請求項７】
前記永久磁石(127)(227)は、遠心力に抗する締付けリング(132)により、径方向において定位置に保持されていることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載のフィルタ装置。
【請求項８】
吸収すべき振動の大きさを測定する振動センサを具備することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフィルタ装置。
【請求項９】
前記電磁手段のコイル(23)(123)(223)に電流を供給する手段が設けられ、前記電流の供給は、前記振動センサによる振動の大きさの測定結果に応答するものであり、この電流の供給によって、前記ダンパ(20)(120)(220)において、前記測定された振動によって生起されるトルクと大きさが等しく、かつ反対方向に作用するトルクが生起されるようになっていることを特徴とする、請求項３〜５のいずれかに記載のフィルタ装置と、請求項８に記載のフィルタ装置とを組み合わせたフィルタ装置。
【請求項１０】
前記ダンパの上流側においてドリブンシャフトに取付けられる１次振動ダンパを具備することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のフィルタ装置。
【請求項１１】
自動車エンジンのクランクシャフトからなる回転伝動要素に連結されたドライブシャフト(11)(111)と、このドライブシャフトにクラッチを介して着脱自在に連結されるドリブンシャフト(19)(119)(219)と、変速装置(50)とを備え、前記ドリブンシャフトは、前記変速装置(50)の入力シャフトとなり、さらに前記回転伝動要素によって生起され、かつ伝達される振動を吸収するフィルタ装置が設けられた型の自動車のトランスミッションにおいて、前記フィルタ装置が、請求項１〜１０のいずれかに記載のフィルタ装置であることを特徴とするトランスミッション。
【請求項１２】
前記クラッチは、前記回転伝動要素に直接に、または他の手段を介して連結された応答プレート(12)(112B)と、この応答プレート(12)(112B)に対して、回転自在かつ軸方向に変位自在に連結されるプレッシャプレート(14)(114)とを備え、これら２つのプレートの間に、摩擦ディスク(16)(116)の外縁部に保持された摩擦ライナが、軸方向に作用する弾性手段(15)の作用の下に締着され、前記摩擦ディスク(16)(116)は、前記ドリブンシャフト(19)(119)(219)に回転自在に取付けられたハブ(17)(117)を具備することを特徴とする請求項１１記載のトランスミッション。
【請求項１３】
前記摩擦ディスク(16)(116)は、前記１次振動ダンパを構成するトーションダンパを具備することを特徴とする請求項１２記載のトランスミッション。
【請求項１４】
前記応答プレート(112B)は、２つの部分からなるフライホイール(112)の第２の部分となり、前記フライホイール(112)の第１の部分(112A)は、前記回転伝動要素(111)に連結され、これら２つの部分(112A)と(112B)は、互いに回転しうるよう弾性的に連結されていることを特徴とする請求項１２記載のトランスミッション。
【請求項１５】
前記クラッチの解除は、電子制御により行われ、前記変速装置(50)は、オートマチック式の変速装置であり、ギヤチェンジは、前記変速装置の入力シャフト(19)の回転速度を測定するセンサ(53)と、前記変速装置の出力シャフト(51)の回転速度を測定するセンサ(54)とによって提供される情報を判断材料とするコンピュータであって、さらに前記クラッチが解除され、かつ前記ダンパ(20)が前記変速装置(50)の入力シャフト(19)の回転速度に同調されると、新しいギヤ比をも判断材料とするコンピュータ(24)によって制御されるようになっていることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項１６】
前記ダンパ(20)(120)(220)は、電動機として用いられ、かつ自動車のエンジン(10)によって付与されるトルクの外に、ドリブンシャフト(19)(119)(219)に追加トルクを付与するように制御されるようになっていることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項１７】
前記ダンパ(20)は、制動の間、エネルギーの回復装置として用いられることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載のトランスミッション。
【請求項１８】
前記クラッチは、エネルギー回復相にある間、解除されるようになっていることを特徴とする請求項１７記載のトランスミッション。
【請求項１９】
前記ギヤ比は、シフトダウンされるようになっていることを特徴とする請求項１８記載のトランスミッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転に伴う振動を吸収するフィルタ装置、詳しくはドリブンシャフトを回転駆動させる回転伝動要素、例えば自動車エンジンのクランクシャフトによって伝達される振動を吸収するフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転に伴う振動を吸収する装置として、シャフトと弾性的に連結させた回転塊からなるものは公知である。しかし、受動ダンパとして知られるこのような装置によると、他の振動数から明瞭に識別される特定の単一振動数の振動は、非常によく吸収されるものの、これに隣接する振動数の振動は、むしろ増幅される。
【０００３】
モータと同じような構成を有する、いわゆる能動ドリブンシャフトが、例えば特許文献１において提案されている。この能動ドリブンシャフトは、そのトルクが、所定範囲内の回転数のときに生起される振動を吸収するべく、この振動と反対向きに作用するように制御される。しかし、この装置による消費電力は、無視できるようなものではない。
【特許文献１】
フランス国特許公開第２，６５８，８８８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ドリブンシャフトを回転駆動させる回転伝動要素、例えば自動車エンジンのクランクシャフトによって伝達される振動を吸収するフィルタ装置であって、上述のような欠点のないフィルタ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る、吸収範囲内の振動数の振動に同調されたドリブンシャフト用ダンパを備え、かつドリブンシャフトを回転駆動させる回転伝動要素によって伝達される振動を吸収するフィルタ装置は、前記ダンパの振動数を、前記回転伝動要素によって伝達される振動の振動数に同調させるための、電磁型の変調手段を備えていることを特徴とする。
【０００６】
ダンパは、ドリブンシャフトに弾性的に取付けられる回転塊からなる、ステータと関連づけられたロータを備え、変調手段は、このロータとステータによって保持される電磁手段からなるのが好ましい。
【０００７】
前記電磁手段は、ロータの極の遷移を定める永久磁石と、この永久磁石と直線をなすように配置され、ステータの極の遷移を定めるコイルとを具備するのが好ましい。
【０００８】
前記コイルは、前記永久磁石と径方向に直線をなすように配置されるのが好ましい。
【０００９】
もう一つの態様においては、前記コイルは、前記永久磁石と軸方向に直線をなすように配置される。
【００１０】
前記ロータは、ディスク形状、または円錐台もしくは円筒状であるのが好ましい。
【００１１】
前記永久磁石は、遠心力に抗する締付けリングにより、径方向において定位置に保持されるのが好ましい。
【００１２】
本発明のフィルタ装置は、吸収すべき振動の大きさを測定する振動センサを具備するのが好ましい。
【００１３】
前記電磁手段としてのコイルに電流を供給する手段が設けられ、前記電流の供給は、前記振動センサによる振動の大きさの測定結果に応答するものであり、この電流の供給によって、前記ダンパにおいて、前記測定された振動によって生起されるトルクと大きさが等しく、かつ反対方向に作用するトルクが生起されるのが好ましい。
【００１４】
本発明のフィルタ装置は、前記ダンパの上流側において、ドリブンシャフトに取付けられる１次振動ダンパを具備するのが好ましい。
【００１５】
本発明はまた、自動車エンジンのクランクシャフトからなる回転伝動要素に連結されたドライブシャフトと、このドライブシャフトにクラッチを介して着脱自在に連結されるドリブンシャフトと、変速装置とを備え、前記ドリブンシャフトが、前記変速装置の入力シャフトとなり、さらに前記回転伝動要素によって生起され、かつ伝達される振動を吸収するフィルタ装置が設けられている型の自動車のトランスミッションにおいて、前記フィルタ装置が、上述のフィルタ装置であることを特徴とするトランスミッションを提供するものである。
【００１６】
前記クラッチは、前記回転伝動要素に直接に、または他の手段を介して連結された応答プレートと、この応答プレートに対して、回転自在かつ軸方向に変位自在に連結されるプレッシャプレートとを備え、これら２つのプレートの間に、摩擦ディスクの外縁部に保持された摩擦ライナが、軸方向に作用する弾性手段の作用の下に締着され、前記摩擦ディスクは、前記ドリブンシャフトに回転自在に取付けられたハブを具備するのが好ましい。
【００１７】
前記摩擦ディスクは、前記１次振動ダンパを構成するトーションダンパを具備するのが好ましい。
【００１８】
他の態様によれば、前記応答プレートは、２つの部分からなるフライホイールの第２の部分となり、前記フライホイールの第１の部分は、前記回転伝動要素に連結され、これら２つの部分は、互いに回動しうるよう弾性的に連結されるのが好ましい。
【００１９】
前記クラッチの解除は、電子制御により行われ、前記変速装置は、いわゆるオートマチック式の変速装置であり、ギヤチェンジは、トランスミッションの入力シャフトの回転速度を測定するセンサと、トランスミッションの出力シャフトの回転速度を測定するセンサとによって提供される情報を判断材料とするコンピュータであって、最初に前記クラッチが解除され、次に前記ダンパが前記トランスミッションの入力シャフトの回転速度に同調されると、新しいギヤ比をも判断材料とするコンピュータによって制御されるようになっているのが好ましい。
【００２０】
しかし、制御可能であれば、機械式のトランスミッションも、勿論用いることができる。エンジンは、その時点でのギヤ比の検出器に指示されながら行う同調操作を支援する。
【００２１】
本発明の他の用途においては、前記ダンパは、電動機として用いられ、かつ自動車のエンジンによって付与されるトルクの外に、ドリブンシャフトに追加トルクを付与するように制御される。
【００２２】
さらに他の用途においては、前記ダンパは、制動の間、エネルギーの回復装置として用いられる。前記クラッチは、エネルギー回復相にある間、解除される。また、このとき、前記ギヤ比は、シフトダウンされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明がより明瞭に理解されるよう、添付の図面に示すいくつかの実施形態を、本発明の単なる例として以下に説明する。
【００２４】
図１は、自動車のトランスミッションに本発明を適用した例を示す。図１に示す自動車は、エンジン10と、ドライブシャフトまたはクランクシャフト11と、プレッシャプレート14および軸方向に作用する弾性手段、この実施形態においてはダイアフラム15を支持するカバープレート13とからなるクラッチ機構とを備えている。エンジン10は、フライホイールまたは応答プレート12に連結されている。
【００２５】
摩擦ディスク16は、応答プレート12とプレッシャプレート14の間で軸方向に配置され、その外周部において、２つのプレート12と14の間で軸方向に把持される摩擦ライナと、この摩擦ライナが取付けられている外周部に周方向に作用するばね18を介して弾性的に連結されている中央ハブ17とを具備する。
【００２６】
摩擦ディスク16のハブ17は、いわゆる入力シャフト19に回転自在に取付けられる。
【００２７】
このようなクラッチは公知であるため、本明細書においてはこれ以上説明しない。
【００２８】
ダンパ20は、入力シャフト19に取付けられる。
【００２９】
ダンパ20は、入力シャフト19に回転自在に取付けられた回転塊またはロータ21からなり、ロータ21は、スプリング22を介して、入力シャフト19に弾性的に連結されている。
【００３０】
本発明によれば、ダンパ20の振動数を、ドライブシャフト11から摩擦ディスク16を介して伝達され、かつ摩擦ディスク16によっては吸収されない振動の振動数に同調させるために、変調手段が設けられる。
【００３１】
この変調手段は電磁型であり、この実施形態においては、模式的に符号23によって示すステータの巻線との間で電磁誘導が生起されるように配置された、ロータ21の周縁に位置する複数の永久磁石からなる。
【００３２】
ダンパ20の振動数は、吸収されるべき振動数の範囲内に同調される。この同調は、巻線23を介して、例えば振動センサ（図示せず）によって測定される振動の大きさの関数、すなわち、吸収されるべき振動の大きさの関数である電流を流すことにより、前述の振動と反対向きに作用する振動トルクを設定することにより行う。
【００３３】
コンピュータ24は、巻線23に通す電流の値を設定するため、吸収すべき残存振動のリアルタイムの測定情報を受け取る。したがって、振動吸収の操作は、閉鎖ループ型になるという利点を有する。
【００３４】
本発明に係るフィルタ装置の消費電力は、１００Ｗのオーダーで済む。
【００３５】
図１に示す巻線23は、径方向において、ロータ21の磁石と同一平面上に配置される。
【００３６】
図２は、ロータ121とステータ126からなる入力シャフト用のダンパ120をより正確に示す。
【００３７】
ステータ126は、巻線123を具備する。ステータ126には、断面Ｌ字状のリング128が設けられ、このリング128は、巻線を中央に位置決めするとともに、ステータ126を締着する。
【００３８】
ロータ121は、ハブ130を有するディスク129を具備する。ハブ130は、入力シャフト119に対して、ここでは、滑り軸受131を介して回転自在に取付けられている。ディスク129は、巻線123と対向する表面に、複数の永久磁石127を具備する。リング132は、例えばスチール、ガラス繊維その他の材料から形成され、遠心力に抗して永久磁石127を締着する。
【００３９】
ばね122は、ロータ121と入力シャフト119とを互いに回転できるよう弾性的に連結する。
【００４０】
このばね122は、図３に最もよく表わされているように、通常この実施形態におけるように、アーム134によって径方向につながった外環リム133と内環リム134とが残るように打ち抜かれたディスク形状をしている。
【００４１】
図２に示すように、内環リム134の内縁には、ばね122と入力シャフト119とを回動自在に連結するため、入力シャフト119の溝137と共働する内歯136が設けられている。
【００４２】
同じく図２に示すように、外環リム133は、軸方向のボス139と共働する孔138を有する。ボス139は、ディスク129に形成され、ロータ121とばね122とを回転自在に連結する。
【００４３】
この実施形態においては、ダンパ120は、摩擦ディスク116の摩擦ライナがハブ117と固く連結されているクラッチと関連づけられている。プレッシャプレート114と関連づけられた応答プレート112Bは、２つの部分からなるフライホイール112の第２の部分を構成する。
【００４４】
フライホイール112の第１の部分112Aは、回転部材111と直に連結されている。フライホイール112の第１の部分112Aと第２の部分112Bは、この実施形態においては、径方向に延びるばね118を介して、互いに回動しうるよう弾性的に連結されている。
【００４５】
図４におけるダンパ120は、図２におけるそれと類似している。しかし、図４のダンパ120においては、ばね122は、径方向の両端部が支持された複数のコイルばね150からなる。すなわち、コイルばね150の径方向における一方の端部は、入力シャフト119に回転自在に連結されたディスク151に設けられた窓孔に支持されている。コイルばね150の径方向における他方の端部は、ディスク151の一方の側に配置され、入力シャフト119に回転自在に取付けられ、かつ永久磁石127を保持するシリンダヘッド129に回転自在に連結されたカウンターディスク152に設けられた窓孔に支持されている。
【００４６】
図２を参照して説明したように、ダンパ120のロータ121は、ハブ130を介して、入力シャフト119に取付けられている。ばね122は、ロータ121とシャフト119の間に伸縮自在に配置されている。
【００４７】
図５に示すダンパ220は、変速装置の１次シャフト（入力シャフト）219の端部に取付けられる。変速装置の２次シャフト（出力シャフト）は、符号240で示す。この実施形態においては、ダンパのロータ221を支持するのは、ばね222である。
【００４８】
ばね222は、この目的のため、ハブ形状の内環リム234を具備する。内環リム234は、１次シャフト219の端部において、１次シャフト219に螺合されるナット242により、ワッシャ241を介して軸方向に固着されている。ばね222のアーム235の外端は、永久磁石227を保持するシリンダヘッドの形状をしたディスク229の軸方向の戻り部と噛合している。
【００４９】
永久磁石227は、ステータのアーマチュア（電機子）226に巻回された巻線223と軸方向に直線をなすように配置され、またアーマチュア226は、カバープレート243の基部によって保持されている。アーマチュア226は、フーコー電流による損失を最小限にとどめるため、１次シャフト219の回りに金属帯を巻回して積層構造とするか、または鉄粉を焼結してなる複数の部材から構成するのが好ましい。
【００５０】
図６は、変速装置の１次シャフト219の端部に位置するダンパ220の変形例を示す。この実施形態においては、軸方向におけるステータ226とロータ221の順序は逆になっており、ロータ221が外側に配置されている。ロータ221は、１次シャフト219に回転自在に取付けられる。ロータ221はまた、径方向外側において、１次シャフト219と平行に延び、周方向にスロット245が形成されたスカート部244を保持する。
【００５１】
ばね222の一端は、このスロットの一方の側に係合する。周方向に延びるばね222の他端は、１次シャフト219に回転自在に取付けられるリング247の戻り部246に保持される。
【００５２】
図７に示すように、この実施形態においては、巻線223は、インターリーブドコイルではなく、二重に重ね合わせたコイルの形状をなす。
【００５３】
他の実施形態においては、巻線223は、図８に示すように、１つのコイル線の縁が次のコイル線の縁の上に位置するインターリーブドコイルとされる。このような立体構造においては、コイルは、シャフト219に対して直角な面から、わずかに傾く。
【００５４】
本発明に係るダンパによれば、いわゆるオートマチック式の変速装置のように、特にギヤチェンジが電気的に制御されるアクチュエータによって行われる場合に、ギヤチェンジの間にシャフトの振動数を同調させることもできる。
【００５５】
図１においては、変速装置50は、入力シャフト19と、自動車のパワートレイン52を駆動させる出力シャフト51との間に配置される。
【００５６】
したがって、入力シャフト19が、クラッチ解除の操作によって遊動状態にされたときは、このシャフトの回転速度は、次に係合されるギヤのギヤ比に従って迅速に調整される。このような配置にすると、入力シャフト用のダンパに、中央同調装置としての機能が与えられる。このため、各ギヤ比について配置されていた従来の同調装置は省かれる。その結果、本発明によれば、同調時間が短縮され、製造コストも同様に節減される。
【００５７】
本発明に係る自動車においては、変速装置50の上流側と下流側に速度センサ53,54があるために、変速操作が正確かつ容易になる。
【００５８】
本発明によれば、電子制御されるクラッチ解除アクチュエータ55を設けることにより、出力の電子制御機能を有することとなったコンピュータ24は、トルク、速度等のエンジンのパラメータを判断材料として、上述のすべての機能を発揮することができる。
【００５９】
入力シャフト用のダンパの振動吸収機能についていうと、上述の閉鎖ループの作用は、ダンパに与えられるトルクの値を予め決定する種々のパラメータの機能を果たす振動マップにより置き換えることができる。
【００６０】
本発明に係るダンパは、エネルギーの回復装置、さらにはオールタネータや同期モータとしても用いられることは理解されると思う。図９は、ダンパ20が、クラッチ58の下流側において、変速装置の１次シャフト19に取付けられた実施形態を示す。
【００６１】
この実施形態においては、１次シャフト19は、２つのピニオン60,62を備える。これらのピニオン60,62は、それぞれ、２次シャフトまたは出力シャフト51に保持される２つのピニオン61,63と噛合する。制御された案内クラッチ64は、２次シャフト51がピニオン61または63によって確実に駆動されるようにする。
【００６２】
締着装置56があるために、自動車のバッテリ57は、例えば制動操作の間充電することができる。アクセルが解除された後ブレーキペダル59を踏むと、クラッチ58が解除され、ダンパ20は、バッテリ57を充電する発電機として作用する。発電機の回転速度が十分に大きくなるよう、ギヤは、クラッチ64を制御することによりシフトダウンされる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】自動車のトランスミッションに適用した本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す要部の断面図である。
【図３】図２のドリブンシャフト用ダンパのばねの一部を示す平面図である。
【図４】ダンパのばねの他の態様を示す要部の断面図である。
【図５】ダンパのさらに他の態様を示す断面図である。
【図６】図５に示したダンパのもう一つの態様を示す要部の断面図である。
【図７】図６に示すダンパにおける巻線の形状を示す要部の正面断面図である。
【図８】ダンパにおける巻線の配置の他の態様を示す要部の側面図である。
【図９】他の用途に適用した本発明の実施形態を示す図１と同様のブロック図である。
【符号の説明】
【００６４】
10  エンジン
11  ドライブシャフトまたはクランクシャフト
13  カバープレート
14  プレッシャプレート
15  ダイアフラム
16  摩擦ディスク
17  中央ハブ
18  ばね
19  入力シャフト
20  ダンパ
21  ロータ
22  スプリング
23  巻線
24  コンピュータ
119  入力シャフト
120  ダンパ
121  ロータ
122  ばね
123  巻線
126  ステータ
127  永久磁石
128  リング
129  ディスク
130  ハブ
131  滑り軸受
132  リング
133  外環リム
134  内環リム
135  アーム
【国際公開パンフレット】
2004526110.tif 000003
2004526110.tif 000004
2004526110.tif 000005
2004526110.tif 000006
2004526110.tif 000007
2004526110.tif 000008
2004526110.tif 000009
2004526110.tif 000010
2004526110.tif 000011
2004526110.tif 000012
2004526110.tif 000013
2004526110.tif 000014
2004526110.tif 000015
2004526110.tif 000016
2004526110.tif 000017
2004526110.tif 000018
2004526110.tif 000019
【国際調査報告】
2004526110.tif 000020
2004526110.tif 000021
2004526110.tif 000022
2004526110.tif 000023
2004526110.tif 000024
2004526110.tif 000025
2004526110.tif 000026
2004526110.tif 000027