(57)【要約】【課題】振子式振動減衰機構を回転軸に選択的に連結でき、しかも制振性能の悪化を防止もしくは抑制することができる振動減衰装置を提供する。【解決手段】トルクを受けて回転する回転体４，５に生じる捩り振動を慣性力によって減衰する一次慣性質量体１３と、弾性力によって捩り振動を減衰する弾性式振動低減機構２２とを備えた振動減衰装置１において、回転体４，５の回転中心から離れた箇所に設けられた収容室２９に収容され、収容室２９の内壁面に形成された転動面３１を捩り振動に応じて回転体４，５の円周方向に往復運動することにより捩り振動を減衰する二次慣性質量体１０，３０を備えている振子式振動減衰機構９と、振子式振動減衰機構９と回転体４，５とを選択的に連結するクラッチ機構８と、振子式振動減衰機構９の回転軸線を回転体４，５の回転軸線上に維持する芯ずれ防止機構１２とを備えている。【選択図】図１
2013092183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクを受けて回転する回転体に生じる捩り振動を慣性力によって減衰する一次慣性質量体と、弾性力によって前記捩り振動を減衰する弾性式振動低減機構とを備えた振動減衰装置において、
前記回転体の回転中心から離れた箇所に設けられた収容室に収容され、その収容室の内壁面に形成された転動面を前記捩り振動に応じて前記回転体の円周方向に往復運動することにより前記捩り振動を減衰する二次慣性質量体を備えている振子式振動減衰機構と、
その振子式振動減衰機構と前記回転体とを選択的に連結するクラッチ機構と、
前記振子式振動減衰機構の回転軸線を前記回転体の回転軸線上に維持する芯ずれ防止機構とを備えている
ことを特徴とする振動減衰装置。
【請求項２】
前記回転体は、トルクを発生させる駆動力源に連結された駆動側回転体と、その駆動側回転体に動力伝達可能に連結された従動側回転体とを含み、
前記クラッチ機構は前記従動側回転体に設けられ、かつ、前記駆動力源の動作状態に応じて前記振子式振動減衰機構を前記従動側回転体に選択的に連結するように構成され、
前記芯ずれ防止機構は、前記駆動側回転体および前記振子式振動減衰機構の回転軸線同士を同一軸線上に配置させるとともに、これらを相対回転可能に接続するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の振動減衰装置。
【請求項３】
前記芯ずれ防止機構は、前記振子式振動減衰機構と前記駆動側回転体とのいずれか一方に設けられた凹部に対していずれか他方に設けられた凸部を嵌め合わせることによりこれらの回転軸線を同一軸線上に配置させかつその状態でこれらを相対回転可能にする嵌め合い機構と、前記振子式振動減衰機構と前記駆動側回転体との間に設けられてこれらの回転軸線を相対回転可能にしかついずれか一方の回転軸線がいずれか他方の回転軸線上から外れた場合にそれらの回転軸線を同一軸線上に配置させるように構成された自動調心機構とのいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の振動減衰装置。
【請求項４】
前記クラッチ機構は、前記振子式振動減衰機構と前記従動側回転体とを摩擦力によって連結してトルクを伝達する摩擦クラッチと、電磁力によってそれらを連結してトルクを伝達する電磁クラッチと、磁性流体を励磁させてその粘性を変化させることによりそれらを連結してトルクを伝達する磁性流体式クラッチとのいずれかを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の振動減衰装置。
【請求項５】
前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に作用するトルクが予め定められたトルク以上である場合に、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間のトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ機構を備えていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の振動減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トルクを受けて回転する回転体のトルク変動や捩り振動を防止あるいは減衰させる振動減衰装置に関し、特に回転体の捩り振動に応じた慣性質量体の往復運動により、前記捩り振動を減衰するように構成された振子式振動減衰機構を備えている振動減衰装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
駆動力源が出力するトルクが振動する装置や回転に伴って不可避的な振動が生じる装置、あるいは運転状況によってトルクが大きく変動する装置には、騒音対策や安定した動作を確保するなどのために、振動減衰装置、すなわちダンパが用いられる。その一例が特許文献１や特許文献２に記載されている。
【０００３】
特許文献１には、回転軸に生じる捩り振動を低減するための遠心振子式ダイナミックダンパが記載されており、そのダイナミックダンパは、回転軸に一体的に設けられた回転盤と、回転盤の円周方向に一定間隔で形成された複数の収容室と、収容室の内壁面に形成された円筒状凹面と、円筒状凹面を転動可能に収容室に収容されている転動マスとを備えている。上記の回転軸はエンジンのクランクシャフトによって構成されており、回転盤はクランクシャフトに取り付けられてクランクシャフトと一体回転するハブによって構成されている。そして、クランクシャフトの回転に伴って生じた捩り振動を転動マスが収容室内で円筒状凹面を転動しつつ往復運動することにより低減するように構成されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載されたダイナミックダンパは、質量部すなわちダンパマスと、トランスミッションの入力軸およびダンパマスを弾性的に連結する弾性部と、ダンパマスを入力軸に接続したりその接続を解除したりするサブクラッチとを備えている。そして、エンジンのクランクシャフトとトランスミッションの入力軸とを連結するメインクラッチが接続されている状態である場合には、サブクラッチが接続されてダイナミックダンパが機能するように構成されている。これに加えて、メインクラッチが接続解除の状態である場合には、サブクラッチも接続解除の状態にされるように構成されている。すなわち、メインクラッチの接続状態に応じてダイナミックダンパをトランスミッションの入力軸に接続したりその接続を解除したりするように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２７４４８９号公報
【特許文献２】特開平１１−８２６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載されているダイナミックダンパは、クランクシャフトの回転が一定もしくはほぼ一定の場合には、転動マスはこれに生じる遠心力が重力に勝ることにより円筒状凹面に押し付けられている。そして、クランクシャフトに捩り振動が生じた場合に、転動マスがその捩り振動に応じて円筒状凹面を往復運動するように構成されている。すなわち、特許文献１に記載されているダイナミックダンパは、クランクシャフトに捩り振動が生じた場合には、その捩り振動が常にダイナミックダンパに入力されることになる。そのため、例えば、エンジンを始動させる場合においては、クランクシャフトの回転数が一定ではないため、転動マスに生じる遠心力と重力とのバランスが変化し、その結果、転動マスが円筒状凹面から離脱して収容室内を自在に運動することが可能になる。そのため、転動マスと収容室内壁面とが衝突して異音や微振動が発生する虞がある。
【０００７】
そこで、このような構成に、特許文献２に記載されたクラッチ機構をダイナミックダンパと回転軸との間に設けた構成とすれば、上述したエンジンを始動させる場合のように、目的としたダイナミックダンパの制振性能を得られなかったり、あるいは、ダイナミックダンパが不要であったりする場合などに、ダイナミックダンパをクランクシャフトから切り離すことができる。そのため、上述したような不都合を未然に回避することができる。しかしながら、一般的に、クラッチ機構を挟んで駆動側の慣性トルクと従動側の慣性トルクとは異なっている。そのため、組み付け時において、クラッチ機構を挟んで駆動側の回転軸線と従動側の回転軸線とを同軸上に配置したとしても、クラッチ機構が作動した場合に、駆動側の回転軸線と従動側の回転軸線とが同一軸線上から外れる可能性がある。すなわち、転動マスの往復運動次数は、クランクシャフトの回転中心と転動マスの往復運動支点との間の距離や、振子支点と転動マスの転動の中心との間の距離すなわち振子長さなどに基づいて設計されている。そのため、クラッチ機構が作動してダイナミックダンパの回転軸線がクランクシャフトの回転軸線上から外れた場合には、クランクシャフトの回転中心と転動マスの往復運動支点との間の距離が変化してしまい、転動マスを設計した往復運動次数で往復運動させられなくなる。その結果、ダイナミックダンパの制振性能が悪化する可能性がある。
【０００８】
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、振子式振動減衰機構を回転軸に選択的に連結でき、しかも制振性能の悪化を防止もしくは抑制することができる振動減衰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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、トルクを受けて回転する回転体に生じる捩り振動を慣性力によって減衰する一次慣性質量体と、弾性力によって前記捩り振動を減衰する弾性式振動低減機構とを備えた振動減衰装置において、前記回転体の回転中心から離れた箇所に設けられた収容室に収容され、その収容室の内壁面に形成された転動面を前記捩り振動に応じて前記回転体の円周方向に往復運動することにより前記捩り振動を減衰する二次慣性質量体を備えている振子式振動減衰機構と、その振子式振動減衰機構と前記回転体とを選択的に連結するクラッチ機構と、前記振子式振動減衰機構の回転軸線を前記回転体の回転軸線上に維持する芯ずれ防止機構とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記回転体は、トルクを発生させる駆動力源に連結された駆動側回転体と、その駆動側回転体に動力伝達可能に連結された従動側回転体とを含み、前記クラッチ機構は前記従動側回転体に設けられ、かつ、前記駆動力源の動作状態に応じて前記振子式振動減衰機構を前記従動側回転体に選択的に連結するように構成され、前記芯ずれ防止機構は、前記駆動側回転体および前記振子式振動減衰機構の回転軸線同士を同一軸線上に配置させるとともに、これらを相対回転可能に接続するように構成されていることを特徴とする振動減衰装置である。
【００１１】
さらに、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記芯ずれ防止機構は、前記振子式振動減衰機構と前記駆動側回転体とのいずれか一方に設けられた凹部に対していずれか他方に設けられた凸部を嵌め合わせることによりこれらの回転軸線を同一軸線上に配置させかつその状態でこれらを相対回転可能にする嵌め合い機構と、前記振子式振動減衰機構と前記駆動側回転体との間に設けられてこれらの回転軸線を相対回転可能にしかついずれか一方の回転軸線がいずれか他方の回転軸線上から外れた場合にそれらの回転軸線を同一軸線上に配置させるように構成された自動調心機構とのいずれか一方を含むことを特徴とする振動減衰装置である。
【００１２】
さらにまた、請求項４の発明は、請求項１または２の発明において、前記クラッチ機構は、前記振子式振動減衰機構と前記従動側回転体とを摩擦力によって連結してトルクを伝達する摩擦クラッチと、電磁力によってそれらを連結してトルクを伝達する電磁クラッチと、磁性流体を励磁させてその粘性を変化させることによりそれらを連結してトルクを伝達する磁性流体式クラッチとのいずれかを含むことを特徴とする振動減衰装置である。
【００１３】
そして、請求項５の発明は、請求項２ないし４のいずれかの発明において、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に作用するトルクが予め定められたトルク以上である場合に、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間のトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ機構を備えていることを特徴とする振動減衰装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、二次慣性質量体の往復運動によって捩り振動を減衰する振子式振動減衰機構を回転体に選択的に連結するクラッチ機構と、振子式振動減衰機構の回転軸線を回転体の回転軸線上に維持する芯ずれ防止機構とを備えている。したがって、振子式振動減衰機構を必要に応じて回転体に連結することができる。具体的には、振子式振動減衰機構によって捩り振動を減衰する場合には、振子式振動減衰機構を回転体に連結でき、これとは反対に、振子式振動減衰機構によって捩り振動を減衰する必要がない場合や振子式振動減衰機構を回転体に連結することが好ましくない場合などにおいては、振子式振動減衰機構を回転体から切り離すことができる。これに加えて、クラッチ機構が作動した場合であっても、芯ずれ防止機構によって振子式振動減衰機構の回転軸線が回転体の回転軸線上に維持され、これにより慣性質量体を設計した往復運動次数で往復運動させることができる。すなわち、例えば、回転体から振子式振動減衰機構が切り離され、その後に回転体に振子式振動減衰機構を連結した場合であっても、芯ずれ防止機構によって振子式振動減衰機構および回転体の回転軸線同士を同一軸線上に配置させることができる。以上のことから、この発明によれば、振動減衰装置の制振性能を向上させることができる。
【００１５】
また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明による効果と同様の効果に加えて、回転体は、トルクを発生させる駆動力源に連結された駆動側回転体と、その駆動側回転体に動力伝達可能に連結された従動側回転体とを含み、クラッチ機構は従動側回転体に設けられ、かつ、駆動力源の動作状態に応じて振子式振動減衰機構を従動側回転体に連結するように構成されている。より具体的には、例えば、駆動力源が駆動されてトルクを発生し始めるいわゆる始動時や、駆動力源の回転数が相対的に高いいわゆる高回転時などにおいては、従来一般的に、回転体に捩り振動が生じ難いように構成されているため、振子式振動減衰機構を従動側回転体から切り離すように構成されている。また、芯ずれ防止機構は駆動側回転体の回転軸線と振子式振動減衰機構の回転軸線とを同一軸線上に配置させ、かつ、これらを相対回転可能に接続するように構成されている。すなわち、振子式振動減衰機構がクラッチ機構によって従動側回転体に連結された場合であっても、これに加えて、従動側回転体から切り離された場合であっても、振子式振動減衰機構の回転軸線と駆動側回転体の回転軸線とは同一軸線上に配置され、かつ相対回転可能の接続されようになっている。それらの結果、振子式振動減衰機構を従動側回転体に連結すれば、慣性質量体を設計した往復運動次数で往復運動させることができ、減衰対象の捩り振動を確実に減衰することができる。これに対して、振子式振動減衰機構を従動側回転体から切り離せば、従動側回転体における慣性トルクを低減することができる。具体的には、上述した駆動力源の始動時において、駆動側回転体の慣性トルクが低減できるため、駆動力源の始動性を向上させることができ、かつ、駆動側回転体のトルク変動に伴って振子式振動減衰機構の慣性質量体が収容室の内壁面に衝突して異音や微振動が発生することを未然に防止することができる。
【００１６】
さらに、請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明による効果と同様の効果に加えて、芯ずれ防止機構は、振子式振動減衰機構と駆動側回転体とのいずれか一方に設けられた凹部に対して、いずれか他方に設けられた凸部を嵌め合わせることにより振子式振動減衰機構と駆動側回転体との回転軸線同士を同一軸線上に配置させかつこれらを相対回転可能にする嵌め合い機構によって構成されている。あるいは、振子式振動減衰機構と駆動側回転体との間に設けられ、これらの回転軸線同士を相対回転可能にしかついずれか一方の回転軸線がいずれか他方の回転軸線上から外れた場合にそれらの回転軸線同士を再び同一軸線上に配置させる自動調心機構によって構成されている。すなわち、芯ずれ防止機構は、振子式振動減衰機構の回転軸線が駆動側回転体の回転軸線上から外れることを防止もしくは抑制するように構成されており、しかもこれらの回転軸線同士を相対回転可能に接続するように構成されている。そのため、クラッチ機構を作動させたとしても、振子式振動減衰機構の回転軸線を駆動側回転体の回転軸線に一致させることができる。
【００１７】
さらにまた、請求項４の発明によれば、請求項１または２の発明による効果と同様の効果に加えて、クラッチ機構は、いわゆる摩擦力によってトルクを伝達する摩擦係合式のクラッチ、あるいは、電磁力によってトルクを伝達するクラッチ、もしくは、磁性流体を励磁させてその粘性を変化させることによりトルクを伝達する磁性流体式クラッチによって構成されている。すなわち、クラッチ機構はその係合および解放に伴って、振子式振動減衰機構を従動側回転体に連結したり、従動側回転体から振子式振動減衰機構を切り離したりするように構成されていればよく、したがって、いずれの構成のクラッチであっても使用することができる。
【００１８】
そして、請求項５の発明によれば、請求項２ないし４のいずれかの発明による効果と同様の効果に加えて、この発明に係る振動減衰装置は、駆動側回転体と従動側回転体との間に作用するトルクが、予め定められたトルク以上である場合に、駆動側回転体と従動側回転体との間のトルク伝達を遮断するトルクリミッタ機構を備えた構成とすることができる。したがって、トルクリミッタ機構をユニットとして一体化させておくことができる。これに加えて、この発明では、上述したように、芯ずれ防止機構を備えているため、トルクリミッタ機構を備えている振動減衰装置であっても、その制振性能を向上させることができる。具体的には、トルクリミッタ機構が作動した場合に、これを挟んでドライブ側の回転体の回転軸線と、ドリブン側の回転体の回転軸線とが同一軸線上から外れるいわゆるトルクリミッタ機構の軸心ばらつきを未然に防止することができる。そして、トルクリミッタ機構の軸心ばらつきに起因する振子式振動減衰機構の制振性能の低下を未然に防止することができる。これに加えて、トルクリミッタ機構を挟んで駆動側と従動側との慣性質量のバランスの変化を未然に防止することができる。すなわち、アンバランス量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明に係る振動減衰装置を適用することができる車両の構成の一例を示す振動モデルである。
【図２】この発明に係る振動減衰装置の一例の半分の部分を模式的に示す図である。
【図３】クラッチ機構として電磁クラッチを用いる場合の構成を模式的に示す図である。
【図４】クラッチ機構として磁性流体式クラッチを用いる場合の構成を模式的に示す図である。
【図５】芯ずれ防止機構として自動調心スラスト軸受を用いる場合の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
つぎに、この発明を具体的に説明する。この発明に係る振動減衰装置は、トルクを受けて回転する回転体に生じる捩り振動を、慣性力によって減衰する一次慣性質量体と、弾性力によって捩り振動を減衰するように構成された弾性式振動減衰機構と、捩り振動に応じた二次慣性質量体の往復運動により捩り振動を減衰するように構成された振子式振動減衰機構と、振子式振動減衰機構を上記の回転体に選択的に連結するクラッチ機構と、振子式振動減衰機構の回転軸線を回転体の回転軸線上に維持する芯ずれ防止機構とを主要な構成要素として備えている。これに加えて、この発明に係る振動減衰装置は、上述した回転体に作用するトルクが予め定められたトルク以上の場合に、その回転体におけるトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ機構を備えた構成とすることができる。
【００２１】
この発明に係る振動減衰装置を適用することができる車両の構成の一例を振動モデルを用いて示せば、図１の通りである。振動減衰装置１は、駆動力源２の出力側と、駆動力源２が発生した動力を変速して伝達する変速機３との間に設けることができる。駆動力源２には、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、あるいは、電気モータ、あるいは、電気モータと内燃機関とを併用したハイブリッドタイプの駆動力源２などを使用することができる。以下の説明では、駆動力源２をエンジン２と記す。
【００２２】
エンジン２の出力軸、すなわちクランクシャフト４に変速機３の入力軸５が動力伝達可能に連結されており、これに加えて、クランクシャフト４と変速機入力軸５との間のトルク伝達経路には、詳細は図示しないが、一例として上述した一次慣性質量体や弾性式振動減衰機構などが設けられている。したがって、そのトルク伝達経路は予め定められたいわゆるダンパ剛性ｋ１を有しており、また、変速機入力軸５は予め定められた強度、すなわち捩り剛性ｋ２を有している。変速機３の出力側には、予め定められた捩り剛性ｋ３を有するドライブシャフト６が連結され、そのドライブシャフト６には、詳細は図示しないが、デファレンシャルなどを介して駆動輪７が動力伝達可能に連結されている。駆動輪７は、予め定められた剛性ｋ４を有するサスペンション機構（図示せず）を介して車体Ｂに支持されている。上記のクランクシャフト４がこの発明に係る駆動側回転体に相当し、変速機入力軸５がこの発明に係る従動側回転体に相当し、また、これらがこの発明に係る回転体に相当している。
【００２３】
これに加えて、変速機入力軸５には、クラッチ機構８を介して振子式振動減衰機構９が連結されている。クラッチ機構８は振子式振動減衰機構９を変速機入力軸５に選択的に連結するものであって、振子式振動減衰機構９を変速機入力軸５に対して接続したり、あるいは切り離したりして、これらの間でのトルク伝達を接続・遮断するためのものである。クラッチ機構８は、例えば変速機入力軸５に一体的に連結されている入力側回転体と、その入力側回転体に選択的に係合される出力側回転体と、これらを選択的に係合させる係合手段とを備えることができる。係合手段は例えば電動アクチュエータや油圧アクチュエータ、あるいはばねなどであってもよく、要は、入力側回転体と出力側回転体とを選択的に係合することができるように構成されていればよい。出力側回転体には、振子式振動減衰機構９が一体的に連結される。したがって、入力側回転体と出力側回転体とを係合することにより変速機入力軸５に入力されたトルクが振子式振動減衰機構９に伝達され、これらを解放することにより振子式振動減衰機構９が変速機入力軸５から切り離されるように構成されている。クラッチ機構８としては、例えば摩擦力によりトルク伝達をおこなうように構成された摩擦クラッチ、あるいは、電磁力によりトルク伝達をおこなうように構成された電磁クラッチ、あるいは、磁性流体を励磁してその粘性を変化させることによりトルク伝達をおこなうように構成された磁性流体式クラッチ、あるいは、シンクロメッシュ機構などを利用した同期連結装置などを用いることができる。
【００２４】
振子式振動減衰機構９は、これが取り付けられる回転体に生じるトルク変動や捩り振動を二次慣性質量体の往復運動によって減衰するように構成されている。その振子式振動減衰機構９は、例えば、捩り振動に応じてクランクシャフト４や変速機入力軸５の円周方向に往復運動することにより上記の捩り振動を減衰する二次慣性質量体１０と、上述したクラッチ機構８の出力側回転体に一体的に連結されるダンパハウジング１１とを備えている。その二次慣性質量体１０は、例えば、ダンパハウジング１１の内部に収容され、もしくは、ダンパハウジング１１に吊り下げられており、上述した捩り振動に応じて往復運動できるように構成されている。これに加えて、二次慣性質量体１０の往復運動次数は減衰の対象である捩り振動の次数に等しくなるように、あるいは減衰の対象である捩り振動の次数に近似した値になるように設計されている。
【００２５】
上述したクランクシャフト４とダンパハウジング１１との間に、芯ずれ防止機構１２が設けられている。この芯ずれ防止機構１２は、一例としてクランクシャフト４の回転軸線と、振子式振動減衰機構９の回転軸線、すなわち振子式振動減衰機構９が取り付けられる変速機入力軸５の回転軸線とを同一軸線上に配置させ、かつ、それらを同一軸線上に維持し、更にそれらの回転軸線を同一軸線上に配置させた状態でクランクシャフト４とダンパハウジング１１とを相対回転可能に接続するように構成されている。そのため、クラッチ機構８が作動して振子式振動減衰機構９が変速機入力軸５に連結されたり、振子式振動減衰機構９が変速機入力軸５から切り離されたりしたとしても、クランクシャフト４の回転軸線と振子式振動減衰機構９の回転軸線とは同一軸線上に維持される。その結果、クラッチ機構８を作動させたとしても、二次慣性質量体１０を設計した往復運動次数で往復運動させることができるように構成されている。
【００２６】
図２は、この発明に係る振動減衰装置をより具体的に示す図であって、クランクシャフト４の回転中心軸線より上側の半分を模式的に示す図である。一次慣性質量体として機能するフライホイール１３が駆動側回転体としてのクランクシャフト４に取り付けられている。そのフライホイール１３に、円板状の保持プレート１４を介してトルクリミッタ機構１５が連結されている。保持プレート１４はフライホイール１３の変速機３側を向く面に面接触させられてリベット１６によって固定されている。
【００２７】
トルクリミッタ機構１５は、予め設定したトルクを超えるトルクが作用した場合に滑りが生じてトルクの伝達を遮断するためのものであって、上記フライホイール１３に取り付けられた保持部材１７と、その保持部材１７によって保持された摩擦挟持部１８と、その摩擦挟持部１８に挟持されるリミッタディスク１９とを備えている。この保持部材１７は、円筒状の部分と、その先端部を半径方向で内側に折り曲げたフランジ部とを有している。さらにその円筒状部分の内周側に軸線方向に前後動する可動プレート２０が配置されている。そして、その可動プレート２０の背面と前記保持プレート１４との間に、可動プレート２０をフランジ部側に押圧する弾性部材すなわち皿バネ２１が配置されている。
【００２８】
リミッタディスク１９の内周部は後述するトーショナルダンパ２２に連結されている。リミッタディスク１９の外周部は上述したフランジ部と可動プレート２０との間に挿入されて摩擦接触している。より具体的に説明すると、リミッタディスク１９は円盤状の部材であって、その外周部のうち保持部材１７に挿入されている箇所の両面に摩擦材２３が取り付けられ、その摩擦材２３を介してフランジ部と可動プレート２０とによって挟み付けられ、その結果、保持部材１７に対して摩擦接触している。この部分が上述した摩擦挟持部１８とされる。なお、その摩擦挟持部１８で生じる摩擦力とその摩擦力が生じる箇所の回転半径との積がトルクリミッタ機構１５の上限トルクとなっている。したがって、変速機入力軸５とクランクシャフト４との間に作用するトルクがその上限トルクを超えることにより摩擦挟持部１８で滑りが生じてトルクの伝達が遮断されるように構成されている。摩擦材２３は、リミッタディスク１９と保持部材１７とのいずれに取り付けてもよい。
【００２９】
リミッタディスク１９は、上述したように、弾性部材を変形させつつ相対回転することにより衝撃力あるいは捩り振動を吸収するトーショナルダンパ２２に連結されている。トーショナルダンパ２２は、リミッタディスク１９に一体化されている環状の入力側回転体と、入力側回転体に対して相対回転する出力側回転体と、入力側回転体と出力側回転体との間に保持されている圧縮コイルばね２４とを備えている。出力側回転体は、ここに示す例では、変速機入力軸５に一体的に連結されている。そして、入力側回転体と出力側回転体との間に捩れが生じることによりこれらの回転体が相対回転した場合に圧縮コイルばね２４が圧縮され、その圧縮コイルばね２４の弾性力によってクランクシャフト４や変速機入力軸５の上記の捩れを吸収し、もしくは圧縮コイルばね２４の捩れによってクランクシャフト４や変速機入力軸５の上記の振動を減衰するように構成されている。このトーショナルダンパ２２がこの発明に係る弾性式振動減衰機構に相当している。
【００３０】
図２には、クラッチ機構８として、摩擦クラッチ８を用いた例を示してあり、その摩擦クラッチ８は、変速機入力軸５に一体的に設けられ、かつ、その軸線方向に移動可能なクラッチディスク２５と、クラッチディスク２５に取り付けられるとともにダンパハウジング１１に一体的に設けられたフランジ状のハブ２６に押し付けられて摩擦力を生じる摩擦材２７と、クラッチディスク２５をダンパハウジング１１のハブ２６に向けて押圧する係合手段２８とを備えている。ダンパハウジング１１やハブ２６の構成については後述する。係合手段２８は、ここに示す例では、例えば電動アクチュエータや油圧アクチュエータ、あるいはばねなどであってよく、要は、クラッチディスク２５とハブ２６とを選択的に係合することができるように構成されていればよい。
【００３１】
そして、係合手段２８の押圧力によりクラッチディスク２５がハブ２６に係合されることにより、振子式振動減衰機構９が変速機入力軸５に連結され、その結果、クランクシャフト４や変速機入力軸５に生じたトルク変動や捩り振動が振子式振動減衰機構９に入力されるように構成されている。なお、係合手段２８は、振子式振動減衰機構９と変速機入力軸５との間のトルク伝達経路を接続・遮断することに加えて、そのトルク伝達経路を接続・遮断する際に伝達トルク容量を連続的に変化させるように構成してもよい。
【００３２】
振子式振動減衰機構９の一部を構成しているダンパハウジング１１は、図２に示すように、変速機入力軸５から離れた箇所に設けられている。これに加えて、ダンパハウジング１１は中空部と、変速機入力軸５側に突出したハブ２６とを備えている。ハブ２６は環状の板状部材であって、このハブ２６が上述した摩擦クラッチ８の出力側回転体に相当している。したがって、クラッチディスク２５が係合手段２８の押圧力によりハブ２６に押し付けられてこれらが係合された場合には、振子式振動減衰機構９が変速機入力軸５と一体的に回転することが可能になり、エンジン２のトルクが振子式振動減衰機構９に入力されるようになる。
【００３３】
ダンパハウジング１１の中空部は、図２に示すように、変速機入力軸５の回転軸線方向に測った深さが浅い矩形断面をなし、かつ全体として環状をなすように構成されている。また中空部の内部の形状は、詳細は図示しないが、例えば、外周側の面が半径方向に連続して凹凸に変化する曲面として形成され、内周側の面が単純な円弧面となっており、これら外周側の面と内周側の面との間隔が狭い部分の間によって区画された部分が収容室２９とされている。そして、それぞれの収容室２９の内部に、クランクシャフト４や変速機入力軸５の回転方向に移動自在な転動体３０が収容されている。
【００３４】
その転動体３０は、一例として円盤状の錘であって、その外径は、収容室２９を形成している外周側の面と内周側の面との最大の間隔より小さくかつ収容室２９の両側の最小の間隔より大きく設定されている。すなわち、転動体３０は、各収容室２９の内部でクランクシャフト４や変速機入力軸５の回転方向に移動できるように構成されている。これに加えて、転動体３０はその往復運動によってクランクシャフト４や変速機入力軸５に生じる捩り振動を減衰するものであるから、その往復運動次数は、減衰の対象としている捩り振動の次数に等しく、あるいはその捩り振動の次数に近似した値になるように設計されている。この転動体３０が上述した二次慣性質量体１０に相当している。
【００３５】
上述した各収容室２９の外周側の面は、転動体３０が遠心力を受けた場合に接触し、かつ転動体３０を沿わせて移動させる転動面３１であり、したがってその中央部を起点とした左右両側の面が例えばトロイダル面として構成されている。なお、中空部は円筒形状に形成してもよく、中空部を円筒形状に形成した場合には、その円筒形状の内部が収容室２９とされ、単純な一定曲率の内壁面が転動面３１とされる。
【００３６】
上記のダンパハウジング１１とフライホイール１３との間に、この発明に係る芯ずれ防止機構１２が設けられている。この芯ずれ防止機構１２は、組み付け時にクランクシャフト４の回転中心軸線と変速機入力軸５の回転中心軸線とを同一軸線上に配置させ、かつ、これらを同一軸線上に維持し、すなわち、これらの軸線が同一軸線上から外れることを未然に防止するためのものである。あるいは、芯ずれ防止機構１２は、いずれか一方の回転軸線が他方の回転軸線に対して傾いた場合に、すなわち、いずれか一方の回転軸線がいずれか他方の回転軸線上から外れた場合に、これらの回転軸線同士を同一軸線上に再び配置させるためのものである。芯ずれ防止機構１２は、図２に示すように、例えば嵌め合い機構によって構成されている。より具体的には、芯ずれ防止機構１２は、ダンパハウジング１１の外周部であってフライホイール１３側を向く面に軸線方向に突出して形成された凸部３２と、フライホイール１３の変速機３側を向く面に上記の凸部３２に対向して形成された凹部３３とを備えている。その凹部３３は、図２に示す例では、フライホイール１３の変速機３側の面と、その面から変速機３側に凸となった凸部の外周側の側面とによって形成されている。そして、凸部３２の内周側の面と凹部３３の外周側の面とが嵌め合わされることにより、クランクシャフト４の回転軸線と変速機入力軸５の回転軸線とが同軸上に配置されるように構成されている。すなわち、芯ずれ防止機構１２はフライホイール１３とダンパハウジング１１とをインロー嵌合するように構成されており、そのため、同一軸線上に配置させたクランクシャフト４の回転軸線が変速機入力軸５の回転軸線上から外れることを未然に防止できるように構成されている。
【００３７】
つぎに、上述したこの発明に係る振動減衰装置１の作用について説明する。例えば、エンジン２を始動させる場合においては、クランクシャフト４の回転数が一定ではないことに加えて、エンジン２の始動に伴って車体Ｂに振動が生じるために、摩擦クラッチ８が解放状態に制御される。具体的には、クラッチディスク２５をハブ２６に向けて軸線方向に移動させ、これらを係合させるために係合手段２８が発生する押圧力が減少させられる。そして、クラッチディスク２５の摩擦材２７がハブ２６から離れて振子式振動減衰機構９とクランクシャフト４や変速機入力軸５との間でのトルクの伝達が遮断される。すなわち、振子式振動減衰機構９が振動減衰装置１から切り離される。
【００３８】
その結果、エンジン２を始動させる場合において、エンジン２のトルクが振子式振動減衰機構９に伝達されることがない。そのため、転動体３０が収容室２９内を自在に移動したり、転動体３０が収容室２９の内壁面に衝突して異音や微振動を発生させるなどのことを未然に防止することができる。これに加えて、振子式振動減衰機構９を変速機入力軸５から切り離すために、エンジン２の始動時における変速機入力軸５の慣性トルクを減少させることができ、エンジン２の始動性を向上させることができる。また、芯ずれ防止機構１２はクランクシャフト４の回転軸線と振子式振動減衰機構９の回転軸線とを同一軸線上に配置し、かつ、これらの回転軸線を同一軸線上に維持するように構成されている。すなわち、フライホイール１３とダンパハウジング１１とを半径方向に移動不可能に、かつ、これらを相対回転可能に接続するように構成されている。そのため、摩擦クラッチ８を係合・解放させたとしても、転動体３０を設計した往復運動次数で転動面３１を往復運動させることができる。すなわち、転動体３０の次数ずれを未然に防止することができる。
【００３９】
これに加えて、例えば、エンジン２の回転数が高い領域にある場合においては、減衰の対象としている次数の捩り振動が発生し難いために、摩擦クラッチ８は解放状態に制御される。すなわち、上述した構成の振動減衰装置１から振子式振動減衰機構９が切り離される。具体的には、転動体３０にはクランクシャフト４の回転数に応じた遠心力が作用し、その遠心力はクランクシャフト４の回転数が上昇するほど大きくなる。そして、転動体３０に生じる遠心力が転動体３０に作用する重力よりも大きくなることにより転動体３０は図２に示す収容室２９の外周側の面、すなわち転動面３１に移動する。これに加えて、クランクシャフト４の回転数が一定であり、かつ、クランクシャフト４の回転軸線と平行な方向に転動体３０を移動させるような外力が生じていない場合には、図２に示したように、転動体３０は、収容室２９におけるいわゆる最外周位置に配置される。すなわち、転動体３０は転動面３１に張り付いた状態となる。したがって、上述したように、振子式振動減衰機構９を振動減衰装置１から切り離すことによって、変速機入力軸５の慣性トルクを低減でき、かつ、上記の外力によって転動面３１から転動体３０が離脱した場合に、その転動体３０が収容室２９の内壁面に衝突して異音や微振動が発生するなどのことを未然に防止することができる。
【００４０】
更にこれに加えて、例えば、エンジン２の気筒数を減少させた減筒運転をおこなう場合においても摩擦クラッチ８は解放状態に制御される。すなわち、トルクを発生するエンジン２の気筒数が変化した場合には、クランクシャフト４に生じる捩り振動の次数も変化する。そのため、減筒運転により上述した転動体３０の往復振動次数に等しいあるいは近似した次数の捩り振動がクランクシャフト４や変速機入力軸５に生じない場合には振子式振動減衰機構９が振動減衰装置１から切り離される。その結果、減筒運転時においては、変速機入力軸５の慣性トルクを減少させることができ、その分、変速機入力軸５の剛性を向上させることができる。これに加えて、外力によって転動面３１から転動体３０が離脱した場合に、その転動体３０が収容室２９の内壁面に衝突して異音や微振動が発生するなどのことを未然に防止することができる。
【００４１】
これに対して、例えば、エンジン２の回転数が低い領域にある場合においては、摩擦クラッチ８は係合状態に制御される。すなわち、係合手段２８が発生する押圧力が増大させられ、それに伴ってクラッチディスク２５がハブ２６に向けて移動させられる。そして、クラッチディスク２５の摩擦材２７がハブ２６に押し付けられてこれらの部材同士が係合させられ、エンジン２のトルクが摩擦クラッチ８を介して振子式振動減衰機構９に伝達される。すなわち、クランクシャフト４や変速機入力軸５に生じる捩り振動が振子式振動減衰機構９に入力されるようになる。したがって、エンジン２の回転数が低い領域にある場合において、クランクシャフト４や変速機入力軸５に生じた捩り振動は、振子式振動減衰機構９の転動体３０の往復運動により減衰することができる。
【００４２】
そして、例えば、クランクシャフト４や変速機入力軸５に作用するトルクが上記の上限トルクを越える場合には、トルクリミッタ機構１５が作動してこれらの間のトルク伝達経路におけるトルクの伝達が遮断される。より具体的には、トルクリミッタ機構１５は、上述したように、リミッタディスク１９の相対的な滑りを許容するように構成されている。したがって、例えば車両の走行中にそのような滑りが生じてリミッタディスク１９が保持部材１７やトーショナルダンパ２２に対して相対的に回転した場合には、組み付け時に同一軸線上に配置されていたクランクシャフト４の回転軸線と変速機入力軸５の回転軸線とが同一軸線上から外れる能性がある。しかしながら、そのような場合であっても、この発明に係る振動減衰装置１によれば、芯ずれ防止機構１２が設けられているため、クランクシャフト４の回転軸線上に振子式振動減衰機構９の回転軸線が維持され、その結果、転動体３０を設計した往復運動次数で転動面３１を往復運動させることができる。すなわち、転動体３０の次数ずれを未然に防止することができる。
【００４３】
図３に、クラッチ機構として電磁クラッチを用いる場合の構成を模式的に示してある。電磁クラッチ３４は、図３に示す例では、入力側の回転体であるアーマチュア３５と、通電されて磁界を発生させる電磁コイル３６とを備え、それらのアーマチュア３５と電磁コイル３６との間に上述したハブ２６が配置されている。アーマチュア３５は変速機入力軸５と一体回転可能に、かつ、変速機入力軸５の軸線方向に移動可能に連結されている。これに加えて、アーマチュア３５には磁性を帯びることが可能な磁性体３７が設けられている。したがって、電磁コイル３６に通電して磁界を発生させた場合に、磁界が磁性体３７に作用することによって電磁コイル３６とアーマチュア３５との間にこれらが引き合う電磁力が生じる。その結果、ハブ２６とアーマチュア３５とが係合され、エンジン２のトルクが振子式振動減衰機構９に伝達されるように構成されている。なお、詳細は図示しないが、電磁コイル３６には、電磁コイル３６に電流を供給する電源と、電磁コイル３６に印加する電流を制御する制御装置とが接続されている。そのため、電磁コイル３６に印加する電流値を制御することにより、上記の電磁力を制御することができるように構成されている。
【００４４】
図４に、クラッチ機構として磁性流体式クラッチを用いる場合の構成を模式的に示してある。図４に示したように、変速機入力軸５には、その半径方向で外側に突出したボス部３８が形成されている。一方、ハブ２６の半径方向で内側の端部には、ボス部３８にインロー嵌合する嵌合部３９が形成されている。この嵌合部３９は円筒状の部分と、変速機入力軸５の軸線方向でボス部３８の両側を挟み込むように形成されたフランジ部とを備え、さらに、円筒状の部分の内周面とボス部３８の外周面との間にギャップ４０が形成されている。そのギャップ４０は液密性を有しており、磁気粘性流体４１が封入されている。磁気粘性流体４１は、一例としてベース液と強磁性微粒子と界面活性剤などとによって構成されている。すなわち、磁気粘性流体４１は、磁性を帯びることが可能なコロイド溶液である。磁気粘性流体４１は磁性を帯びることによりその流動性が低下もしくは実質的に固化するようになっている。
【００４５】
また、変速機入力軸５の半径方向で円筒状の部分の外側に、電磁コイル４２が設けられている。この電磁コイル４２には、詳細は図示しないが、電磁コイル４２に電流を供給する電源と、電磁コイル４２に印加する電流値を制御する制御装置とが接続されている。そのため、電磁コイル４２に印加する電流値を制御することにより、電磁コイル４２と磁気粘性流体４１との間に生じる電磁力を制御して磁気粘性流体４１の粘性を低下させたり、るいは磁気粘性流体４１を固化させたりすることができるように構成されている。したがって、磁性流体式クラッチ４３は磁気粘性流体４１の粘性が増大することにより、もしくは磁気粘性流体４１が固化することにより、ギャップ４０におけるハブ２６とボス部３８との間の摩擦抵抗が増大してエンジン２のトルクが振子式振動減衰機構９に伝達されるように構成されている。
【００４６】
したがって、図３および図４に示す構成であっても、電磁コイル３６，４２に通電して振子式振動減衰機構９が振動減衰装置１に連結された場合には、上述した図２に示す構成と同様に、クランクシャフト４や変速機入力軸５に生じた捩り振動を振子式振動減衰機構９の転動体３０の往復運動により減衰することができる。また、フライホイール１３とダンパハウジング１１との間に、上述した図２に示す構成と同様に、クランクシャフト４の回転軸線上に振子式振動減衰機構９の回転軸線を維持する芯ずれ防止機構１２が設けられているため、電磁クラッチ３４や磁性流体式クラッチ４３あるいはトルクリミッタ機構１５が作動したとしても振子式振動減衰機構９の回転軸線をクランクシャフト４の回転軸線上に維持することができ、その結果、転動体３０を設計した往復運動次数で往復運動させることができる。
【００４７】
図５に、芯ずれ防止機構として自動調心機能を備えたスラスト軸受を用いる場合の構成を模式的に示してある。この自動調心スラスト軸受４４は、例えば、これを介して相対回転可能に接続される少なくとも二つの部材の回転軸線のうち、いずれか一方の回転軸線がいずれか他方の回転軸線に対して傾いた場合に、予め定められた角度の範囲内でその傾きを矯正して各回転軸線を同一の軸線上に配置させるように構成されている。この自動調心スラスト軸受４４には、例えば、従来一般的に知られているものと同様の構成のものを用いることができる。より具体的には、自動調心スラスト軸受４４は、入力側軌道盤４５と、出力側軌道盤４６と、入力側軌道盤４５と出力側軌道盤４６との間に保持器（図示せず）を介して保持された球状または円筒状の軸受用転動体４７とを主要な構成要素として備えている。図５に示す例では、入力側軌道盤４５がフライホイール１３の外周部に取り付けられ、変速機入力軸５の軸線方向で前記入力側軌道盤４５に対向するダンパハウジング１１の面に出力側軌道盤４６が取り付けられている。入力側軌道盤４５および出力側軌道盤４６は環状の板状部材であって、各軌道盤４５，４６はフライホイール１３とほぼ等しい外径に形成されている。変速機入力軸５の半径方向で各軌道盤４５，４６の内側には、図５に示したように、上述したトルクリミッタ機構１５の保持部材１７が配置されており、したがって、各軌道盤４５，４６の内径は保持部材１７の外径よりも大きくなっている。
【００４８】
したがって、上述した図５に示す構成では、例えば、トルクリミッタ機構１５が作動して上述したトルクリミッタ機構１５の軸心ばらつきが生じ、その結果、振子式振動減衰機構９の回転軸線がクランクシャフト４の回転軸線に対して傾いたとしても、自動調心スラスト軸受４４がその傾きを矯正する。そのため、トルクリミッタ機構の軸心ばらつきに起因する振子式振動減衰機構９の制振性能の低下を防止もしくは抑制することができる。また、図２ないし図４に示すようなクラッチ機構が作動した場合であっても、これと同様の原理で、クランクシャフト４の回転軸線上に振子式振動減衰機構９の回転軸線を維持することができる。その結果、軸受用転動体４７を設計した往復運動次数で往復運動させることができる。
【００４９】
このように、この発明に係る振動減衰装置１によれば、車両やエンジン２の状態に応じて振子式振動減衰機構９を振動減衰装置１に連結したり、切り離したりすることができる。その結果、例えば、エンジン２を始動させる場合においては、振動減衰装置１から振子式振動減衰機構９を切り離すため、変速機入力軸５の慣性トルクを低減してエンジン２の始動性を向上させることができる。これに加えて、エンジン２の回転数が高い領域にある場合や減筒運転時などにおいても、振動減衰装置１から振子式振動減衰機構９を切り離すため、変速機入力軸５の慣性トルクを低減したり、外力によって転動面３１から離脱した転動体３０が収容室２９の内壁面に衝突して異音や微振動が発生するなどのことを未然に防止することができる。すなわち、エンジン２の回転数が低い領域にあることにより減衰の対象としている捩り振動が生じる場合に、振子式振動減衰機構９を振動減衰装置１に選択的に連結してその捩り振動を減衰することができる。さらにこれに加えて、この発明に係る振動減衰装置１によれば、クランクシャフト４の回転軸線と振子式振動減衰機構９の回転軸線とを同軸上に維持する芯ずれ防止機構１２を備えているため、各部材の組み付け時において、同軸上に配置させたクランクシャフト４および変速機入力軸５の各回転軸線を、上述したクラッチ機構が作動した場合であっても、同一軸線上に維持することができる。すなわち、クラッチ機構が作動した場合であっても、転動体３０を設計した往復運動次数で往復運動させることができ、減衰の対象としている次数の捩り振動を確実に減衰することができる。
【００５０】
また、この発明に係る振動減衰装置１はクランクシャフト４と変速機入力軸５との間のトルク伝達経路に作用するトルクが予め定められたトルク以上の場合に、トルクの伝達を遮断するトルクリミッタ機構１５を備えた構成とすることができる。そして、この発明に係る振動減衰装置１によれば、トルクリミッタ機構１５が作動したとしても、上述した芯ずれ防止機構１２を備えているため、上述したように、クランクシャフト４の回転軸線と振子式振動減衰機構９の回転軸線とを同軸上に維持することができる。すなわち、いわゆるトルクリミッタ機構１５の軸心ばらつきに起因する制振性能の低下を未然に防止することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…振動減衰装置、  ４…クランクシャフト、  ５…変速機入力軸、  ８…クラッチ機構、  ９…振子式振動減衰機構、  １０，３０…二次慣性質量体（転動体）、  １２…芯ずれ防止機構、  １３…一次慣性質量体（フライホイール）、  ２２…トーショナルダンパ、  ２９…収容室、  ３１…転動面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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