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减振装置

文献发布时间:2023-06-19 12:14:58


减振装置

技术领域

本发明涉及包括在输入构件与输出构件之间传递扭矩的弹性体以及旋转惯性质量减振器的减振装置。

背景技术

以往,已知如下飞轮装置,该飞轮装置包括:弹性构件,在一次凸缘(输入构件)与毂部分(输出构件)之间传递扭矩;旋转惯性质量减振器,具有固定于毂部分的齿圈、被一次凸缘支撑为能够自由旋转的小齿轮、以及与小齿轮啮合的太阳轮(例如,参照专利文献1)。在该飞轮装置中,太阳轮作为根据一次凸缘与毂部分的相对旋转而旋转并对毂部分施加惯性扭矩的质量体发挥作用。另外,已知包括行星齿轮机构的旋转惯性质量减振器具有将质量体的惯性矩分配至输入侧旋转构件和输出侧旋转构件的功能(例如,参照非专利文献1、2)。根据非专利文献1、2,在例如齿圈作为质量体发挥作用的旋转惯性质量减振器中,能够调节惯性矩,以使输入侧以及输出侧旋转构件中的一方的惯性矩比作为惯性构件的齿圈以及小齿轮的惯性矩的合计值大,并且输入侧以及输出侧旋转构件中的另一方的惯性矩减少。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:特许第3041771号公报(图19)

非专利文献1:小川亚树,安达和彦,「关于利用了惯性器的旋转机械系统的扭转振动降低的基础研究”,日本机械学会东海支部总会演讲会演讲论文集2017.66卷

非专利文献2:小川亚树,安达和彦,“旋转机械的扭转振动系统中的行星齿轮机构式惯性器功能的理论考察”,汽车技术会论文集2017年48卷5号,1073-1078页

发明内容

在包括上述那样的旋转惯性质量减振器的减振装置的输出构件与变速器的输入轴连接的情况下,由于减振装置与变速器的连接方式,该变速器的输入轴等的共振(轴共振)有时会在比较低的旋转区域(低频区域)产生。这样,在变速器的轴共振在低旋转区域产生的情况下,若能够通过包括旋转惯性质量减振器的减振装置抑制轴共振的明显化,则不需要变速器的设计变更等,在成本方面是有利的。然而,在上述专利文献1、非专利文献1、2中,没有考虑与减振装置连接的变速器的轴共振。

因此,本发明的主要目的在于,通过包括旋转惯性质量减振器的减振装置,能够良好地抑制变速器的轴共振的明显化。

用于解决问题的手段

本发明的减振装置包括:输入构件,被传递来自发动机的扭矩;输出构件;弹性体,在所述输入构件与所述输出构件之间传递扭矩;以及旋转惯性质量减振器,具有根据所述输入构件与所述输出构件之间的相对旋转而旋转的质量体,其中,所述输出构件与电动机的转子连接,所述电动机的所述转子与变速器的输入轴连接,所述旋转惯性质量减振器包括行星齿轮机构,该行星齿轮机构具有太阳轮、齿圈、多个小齿轮以及支撑多个所述小齿轮的行星架,所述行星架是所述输入构件的一部分,所述太阳轮以及所述齿圈中的一方是所述输出构件的一部分,所述太阳轮以及所述齿圈中的另一方作为所述质量体发挥作用。

在本发明的减振装置中,输出构件与电动机的转子连接,该电动机的转子与变速器的输入轴连接。这样,在减振装置与变速器之间配置有电动机的情况下,除了输出构件的惯性矩以外,转子的惯性矩也附加于变速器的输入轴的惯性矩,由此,与输出构件、转子一体旋转的变速器的输入轴的固有振动频率即轴共振的振动频率变小。基于此,本发明的减振装置构成为,输入构件的一部分作为行星齿轮机构(旋转惯性质量减振器)的行星架发挥作用,并且输出构件的一部分作为太阳轮以及齿圈中的一方发挥作用。由此,通过包括行星齿轮机构的旋转惯性质量减振器的特性,能够将比多个小齿轮与作为质量体的太阳轮以及齿圈中的另一方的惯性矩的合计值大的惯性矩附加于行星架即输入构件,另一方面,能够使太阳轮以及齿圈中的一方即输出构件的惯性矩减少。其结果,能够抑制与输出构件、电动机的转子一体旋转的变速器的输入轴的惯性矩(合计值)的增加即轴共振的振动频率的降低。而且,在本发明的减振装置中,能够将与从弹性体向输出构件传递的振动相反的相位的振动(惯性扭矩)从旋转惯性质量减振器向输出构件传递,通过从该旋转惯性质量减振器向输出构件传递的振动能够使轴共振所引起的扭矩变动变小。因此,根据本发明的减振装置,能够良好地抑制变速器的轴共振在比较低的旋转区域产生而明显化。

附图说明

图1是包括本发明的第一实施方式的减振装置的动力传递装置的概略结构图。

图2是表示第一实施方式的减振装置的剖视图。

图3是表示第一实施方式的减振装置的主视图。

图4是例示发动机的转速与第一实施方式的减振装置的输出构件中的扭矩变动T

图5是表示第一实施方式的变形方式的减振装置的概略结构图。

图6是表示第一实施方式的其他变形方式的减振装置的概略结构图。

图7是表示本发明的第二实施方式的减振装置的概略结构图。

图8是表示第二实施方式的变形方式的减振装置的概略结构图。

图9是表示第二实施方式的其他变形方式的减振装置的概略结构图。

图10是表示第二实施方式的另一其他变形方式的减振装置的概略结构图。

图11是表示第二实施方式的变形方式的减振装置的概略结构图。

具体实施方式

接着,一边参照附图一边说明用于实施本发明的方式。

图1是表示包括本发明的第一实施方式的减振装置10的动力传递装置1的概略结构图。图1所示的动力传递装置1搭载于包括使汽油、轻油、LPG等碳氢化合物类的燃料与空气的混合气体爆发燃烧而产生动力的发动机(内燃机)EG的车辆V,能够将来自该发动机EG的动力向驱动轴DS传递。如图1所示,动力传递装置1除了与发动机EG的曲轴CS连接的减振装置10以外,还包括电动发电机MG、变速器TM、配置于减振装置10与电动发电机MG之间的离合器K0、配置于电动发电机MG与变速器TM之间的离合器K2、与变速器TM以及驱动轴DS连接的差动齿轮DF。

电动发电机MG是经由未图示的变换器与蓄电池(省略图示)连接的三相同步发电电动机。电动发电机MG包括定子S、以及经由离合器K0与减振装置10连接,并且经由离合器K2与变速器TM连接的转子R。电动发电机MG能够由来自蓄电池的电力驱动而将驱动扭矩向变速器TM输出,并且在车辆V制动时能够将再生制动扭矩向变速器TM输出。伴随着再生制动扭矩的输出而由电动发电机MG发电的电力供蓄电池的充电、未图示的辅助机械的驱动。

变速器TM例如是4档~10档变速式的有机变速器,包括经由离合器K2与电动发电机MG的转子R连接的输入轴(输入部件)IS、与输入轴IS连接的未图示的中间轴、与差动齿轮DF经由未图示的齿轮机构或直接连接的输出轴(输出部件)OS、用于将从输入轴IS至输出轴OS为止的动力传递路径变更为多个的至少一个行星齿轮机构、多个离合器以及制动器(均省略图示)等。但是,变速器TM也可以是例如带式的无级变速器(CVT)、双离合器变速器等。

离合器K0是例如多板式的油压离合器,将与减振装置10连接的传递轴TS和电动发电机MG的转子R连接,并且能够解除两者的连接。离合器K2是例如多板式的油压离合器,将电动发电机MG的转子R和变速器TM的输入轴IS连接,并且能够解除两者的连接。但是,离合器K0以及K2也可以是单板式的油压离合器,也可以是爪式离合器、电磁离合器等干式离合器。

在本实施方式的动力传递装置1中,在车辆V起步时,使离合器K0分离,并且使离合器K2接合。由此,在使发动机EG停止的状态下,能够将来自由来自蓄电池的电力驱动的电动发电机MG的驱动扭矩经由变速器TM、差动齿轮DF等向驱动轴DS输出来使车辆V起步。另外,在车辆V起动后,根据发动机起动条件的成立,发动机EG被未图示的起动电动机转动曲轴而被起动。而且,在离合器K0的接合条件成立时,该离合器K0通过打滑控制而逐渐地接合。由此,能够将驱动扭矩从发动机EG经由减振装置10、变速器TM、差动齿轮DF等向驱动轴DS输出。另外,在动力传递装置1中,在使离合器K2分离并且使离合器K0接合的状态下,通过来自由发动机EG驱动而发电的电动发电机MG的电力能够对蓄电池进行充电。

减振装置10构成为干式减振器,如图1以及图2所示,包括作为旋转构件的驱动构件(输入构件)11、中间构件(中间构件)12、以及从动构件(输出构件)15。而且,减振装置10包括作为扭矩传递构件(扭矩传递弹性体)的在驱动构件11与中间构件12之间传递扭矩的多个(在本实施方式中,例如为3个)第一弹簧(输入侧弹性体)SP1、与分别对应的第一弹簧SP1串联地作用而在中间构件12与从动构件15之间传递扭矩的多个(在本实施方式中,例如为3个)第二弹簧(输出侧弹性体)SP2、能够在驱动构件11与从动构件15之间相互并列地作用来传递扭矩的多个(在本实施方式中,例如为3个)弹簧(第二弹性体)SPx。

此外,在以下的说明中,“轴向”除了有特别的记载外,基本是表示减振装置10的中心轴(轴心)的延伸方向。另外,“径向”除了有特别的记载外,基本是表示减振装置10、该减振装置10等的旋转构件的径向,即从减振装置10的中心轴向与该中心轴正交的方向(半径方向)延伸的直线的延伸方向。而且,“周向”除了有特别的记载外,基本是表示减振装置10、该减振装置10等的旋转构件的周向,即沿该旋转构件的旋转方向的方向。

如图1所示,多个第一弹簧SP1、中间构件12以及多个第二弹簧SP2构成在驱动构件11与从动构件15之间传递扭矩的第一扭矩传递路径TP1。在本实施方式中,作为第一扭矩传递路径TP1的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2采用具有彼此相同的规格(弹簧常数)的螺旋弹簧。另外,多个弹簧SPx构成在驱动构件11与从动构件15之间传递扭矩的第二扭矩传递路径TP2。如图所示,第二扭矩传递路径TP2与第一扭矩传递路径TP1并列地设置。在向驱动构件11输入的输入扭矩达到比与减振装置10的最大扭转角θmax相对应的扭矩T2(第二阈值)小的预先确定的扭矩(第一阈值)T1并且驱动构件11相对于从动构件15的扭转角变为规定角度θref以上后,第二扭矩传递路径TP2的多个弹簧SPx与第一扭矩传递路径TP1的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2并列地作用。由此,减振装置10具有两个阶段(two stages)的衰减特性。

另外,在本实施方式中,作为第一弹簧SP1、第二弹簧SP2以及弹簧SPx,采用由金属材料构成的直线型螺旋弹簧,其以在未被施加负载时具有笔直地延伸的轴心的方式被卷绕为螺旋状。由此,与使用弧形螺旋弹簧的情况相比,能够使第一弹簧SP1、第二弹簧SP2以及弹簧SPx沿轴心更适当地伸缩。其结果,能够降低在驱动构件11(输入构件)与从动构件15(输出构件)的相对位移增加时从第二弹簧SP2等向从动构件15传递的扭矩和在驱动构件11与从动构件15的相对位移减少时从第二弹簧SP2等向从动构件15传递的扭矩之差即滞后。但是,作为第一弹簧SP1、第二弹簧SP2以及弹簧SPx中的至少任一个,也可以采用弧形螺旋弹簧。

如图2所示,减振装置10的驱动构件11包括固定于发动机EG的曲轴CS的前盖3、以及与该前盖3一体化的后盖21。前盖3是包括环状的侧壁部、从该侧壁部的外周沿轴向延伸的短条状的外筒部的环状构件。在前盖3(侧壁部)的内周部配置有多个螺栓孔,前盖3经由插通分别对应的螺栓孔而与曲轴CS螺接的多个螺栓固定于曲轴CS。另外,前盖3包括多个(在本实施方式中,例如为3个)扭矩传递接收部(弹性体抵接部)3c。多个扭矩传递接收部3c从前盖3的外周侧区域在周向上隔开间隔地(等间隔地)向与外筒部相同的方向(轴向)突出。而且,在前盖3的外周部固定有与安装于上述起动电动机的旋转轴的未图示的小齿轮啮合的外齿齿轮30。

后盖21是包括环状的侧壁部、从该侧壁部的外周沿轴向延伸的短条状的外筒部的环状构件,其具有比前盖3(侧壁部)的内径大的内径。后盖21的外筒部通过焊接与前盖3的外筒部接合,由此,前盖3和后盖21以侧壁部彼此隔开间隔地相互相对的方式一体化。另外,后盖21包括多个(在本实施方式中,例如为3个)扭矩传递接收部(弹性体抵接部)21c。多个扭矩传递接收部21c从后盖21的外周侧区域在周向上隔开间隔地(等间隔地)向与外筒部相同的方向(轴向)突出,分别与前盖3的对应的扭矩传递接收部3c在轴向上隔开间隔地相对。

而且,在后盖21的外周侧的角部的内表面,多个(在本实施方式中,例如为3个)弹簧保持凹部21x在周向上隔开间隔地形成。各弹簧保持凹部21x具有与弹簧SPx的自然长度对应的周长,如图3所示,从两侧保持弹簧SPx。而且,多个(在本实施方式中,例如为3个)弹簧支撑构件211通过焊接以分别位于对应的弹簧保持凹部21x的径向内侧的方式固定于后盖21。

如图2以及图3所示,中间构件12是配置于前盖3以及后盖21的内部的外周侧区域的环状构件。中间构件12具有:多个(在本实施方式中,例如为3个)弹簧容纳窗12w,分别圆弧状地延伸,并且在周向上隔开间隔地(等间隔地)配置;多个(在本实施方式中,例如为3个)扭矩传递接收部(弹性体抵接部)12c。扭矩传递接收部12c在沿周向相互相邻的弹簧容纳窗12w之间各设置有一个。

从动构件15包括固定有上述传递轴TS的减振器毂7、以及与该减振器毂7一体化的从动板25。减振器毂7是包括花键嵌合(固定)有传递轴TS的内筒部、以及从该内筒部向径向外侧延伸的环状的板部的环状构件。减振器毂7的板部的外周侧区域配置于前盖3以及后盖21的内部,减振器毂7的外周面形成为将中间构件12的内周面支撑为能够自由旋转(参照图2)。从动板25是具有比减振器毂7的外径小的内径以及比减振器毂7的外径大的外径的环状构件。从动板25从减振器毂7的板部向后盖21侧在轴向上偏移地配置,并且经由多个铆钉固定于减振器毂7(板部)的外周部。

如图2以及图3所示,从动板25包括多个(在本实施方式中,例如为3个)扭矩传递接收部(弹性体抵接部)25c和多个(在本实施方式中,例如为3个)弹簧抵接部25x。多个扭矩传递接收部25c形成为从从动板25的内周部在周向上隔开间隔地(等间隔地)向径向外侧突出。如图2所示,各扭矩传递接收部25c以能够在轴向上位于前盖3的扭矩传递接收部3c与后盖21的扭矩传递接收部21c之间的方式从从动板25的内周部在轴向上偏移。另外,多个弹簧抵接部25x配置为在周向上隔开间隔地(等间隔地)排列,分别位于后盖21的对应的弹簧保持凹部21x的周向上的一侧。而且,在从动板25的内周形成有多个内齿25tr。如图所示,多个内齿25tr可以形成于从动板25的整个内周,也可以形成于在从动板25的内周沿周向隔开间隔地(等间隔地)确定的多个部位。

在中间构件12的各弹簧容纳窗12w内,第一弹簧SP1、第二弹簧SP2以成对的方式(串联地作用)各配置有一个。如图3所示,在第一弹簧SP1、第二弹簧SP2向弹簧容纳窗12w配置前,先在一弹簧SP1、第二弹簧SP2上安装弹簧片90以及91。弹簧片90形成为与对应的第一弹簧SP1或第二弹簧SP2的一端嵌合,并且覆盖该第一弹簧SP1或第二弹簧SP2的外周面的径向外侧的区域。另外,弹簧片91与对应的第一弹簧SP1或第二弹簧SP2的另一端嵌合。安装有弹簧片90、91的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2以弹簧片90与形成对应的弹簧容纳窗12w的中间构件12的内壁面滑动接触的方式配置在该弹簧容纳窗12w内。

在减振装置10的安装状态下,构成驱动构件11的前盖3以及后盖21的各扭矩传递接收部3c、21c在配置于相互不同的弹簧容纳窗12w而不成对(不串联地作用)的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2之间与安装于两者的弹簧片91抵接。另外,在减振装置10的安装状态下,中间构件12的各扭矩传递接收部12c在配置于共同的弹簧容纳窗12w而相互成对的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2之间与安装于两者的弹簧片90的端部抵接。而且,在减振装置10的安装状态下,构成从动构件15的从动板25的各扭矩传递接收部25c在配置于相互不同的弹簧容纳窗12w而不成对(不串联地作用)的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2之间与安装于两者的弹簧片91抵接。

由此,如图3所示,第一弹簧SP1、第二弹簧SP2在减振装置10的周向上交替,并且相互成对的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2在驱动构件11与从动构件15之间经由中间构件12的扭矩传递接收部12c串联地连接。因此,在减振装置10中,能够使在驱动构件11与从动构件15之间传递扭矩的弹性体的刚性即第一弹簧SP1、第二弹簧SP2的合成弹簧常数变小。在本实施方式中,如图3所示,各自多个的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2配置在同一圆周上,减振装置10的轴心与各第一弹簧SP1的轴心之间的距离和减振装置10的轴心与各第二弹簧SP2的轴心之间的距离相等。

另外,在驱动构件11的后盖21的各弹簧保持凹部21x配置有弹簧SPx,各弹簧SPx被对应的弹簧支撑构件211从径向内侧支撑。由此,多个弹簧SPx配置在减振装置10的径向上的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2的外侧。在减振装置10的安装状态下,各弹簧SPx的一个端部与形成于对应的弹簧保持凹部21x的一侧的弹簧抵接部抵接,各弹簧SPx的另一端部与形成于对应的弹簧保持凹部21x的另一侧的弹簧抵接部抵接,另一方面,各弹簧SPx的另一端部与从动板25的对应的弹簧抵接部25x在周向上分离。并且,在向驱动构件11输入的输入扭矩(驱动扭矩)或从车轴侧赋予从动构件15的扭矩(被驱动扭矩)达到上述扭矩T1而驱动构件11相对于从动构件15的扭转角变为规定角度θref以上时,各弹簧SPx的另一端部与从动板25的对应的弹簧抵接部25x抵接。

而且,减振装置10包括限制驱动构件11与从动构件15的相对旋转的限制件17。在向驱动构件11输入的输入扭矩达到与减振装置10的最大扭转角θmax对应的上述扭矩T2时,限制件17限制驱动构件11与从动板15的相对旋转,与之伴随,限制所有的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2以及弹簧SPx的挠曲。

另外,如图1所示,减振装置10包括旋转惯性质量减振器20,所述旋转惯性质量减振器20与包括多个第一弹簧SP1、中间构件12以及多个第二弹簧SP2的第一扭矩传递路径TP1和包括多个弹簧SPx的第二扭矩传递路径TP2双方并列地设置。如图所示,旋转惯性质量减振器20包括配置在减振装置10的输入构件即驱动构件11与输出构件即从动构件15之间的单小齿轮式的行星齿轮机构PG(参照图1)。在本实施方式中,行星齿轮机构PG由如下构件构成:太阳轮22,包括多个外齿22t,并且作为旋转惯性质量减振器20的质量体(惯性质量体)发挥作用;多个(在本实施方式中,例如为6个)小齿轮23,具有分别与太阳轮22的外齿22t啮合的多个齿轮齿23t;驱动构件11的后盖21,将多个小齿轮23支撑为能够自由旋转,并作为行星架发挥作用;从动板25,包括与多个小齿轮23的齿轮齿23t啮合的多个内齿25tr,并作为齿圈发挥作用。

如图2以及图3所示,太阳轮22包括经由多个铆钉一体化的齿轮构件221、间隔件222以及环状构件223。齿轮构件221是包括多个外齿22t的环状构件,多个外齿22t以接近减振器毂7并且位于作为齿圈的从动板25(内齿25tr)的径向内侧的方式,相对于齿轮构件221的内周部在轴向上偏移。间隔件222是具有比后盖21的内径小的外径以及与齿轮构件221的内径大致相同的内径的环状构件。齿轮构件221以及间隔件222经由树脂制的垫圈224被减振器毂7的内筒部的外周面支撑为能够自由旋转。如图2所示,在齿轮构件221、间隔件222以及减振器毂7上形成有在利用螺栓将前盖3与曲轴CS连接时所使用的多个作业孔。

环状构件223具有比后盖21的内径小的内径以及比后盖21的内径大的外径。环状构件223配置于减振装置10的轴向上的后盖21的外侧(图2中的左侧),并且在后盖21的内周的径向内侧经由多个铆钉与齿轮构件221以及间隔件222连接。如图2所示,在减振器毂7上形成有在利用多个铆钉将齿轮构件221、间隔件222以及环状构件223连接时所使用的多个作业孔。另外,如图2所示,在从轴向(图2中的左侧)观察时,环状构件223与后盖21的一部分重叠。通过利用这样的齿轮构件221、间隔件222以及环状构件223形成太阳轮22,能够使作为质量体的太阳轮22的惯性矩变得更大。但是,也可以省略间隔件222,相当于该间隔件222的部分也可以形成于齿轮构件221以及环状构件223中的任一方。

作为行星架的后盖21在多个扭矩传递接收部21c的径向内侧在周向上隔开间隔地(等间隔地)悬臂支撑多个小齿轮轴24的一端(基端)。即,各小齿轮轴24的基端(图2中的左端)例如通过压入等固定于后盖21的内周部。另外,各小齿轮轴24的另一端(图2中的右端)以与减振器毂7不抵接的方式向前盖3以及后盖21的内部突出,并经由树脂制的垫圈24w将对应的小齿轮23支撑为自由旋转。即,后盖21通过多个扭矩传递接收部21c的径向内侧内的不传递平均扭矩的部分支撑多个小齿轮轴24。另外,第一弹簧SP1、第二弹簧SP2、作为齿圈的从动板25以及多个小齿轮23被驱动构件11即相互接合的前盖3以及后盖21包围。

而且,在各小齿轮23的周围配置有环状的润滑脂保持构件26。润滑脂保持构件26形成为从径向外侧覆盖各小齿轮23(齿轮齿23t)与作为齿圈的从动板25(内齿25tr)的啮合部,通过上述的多个铆钉固定于从动板25以及减振器毂7。由此,能够抑制涂敷于多个齿轮齿23t与多个内齿25tr之间、各小齿轮23与垫圈23w之间等的润滑脂因离心力向径向外侧流出,能够抑制多个齿轮齿23t、多个内齿25tr、小齿轮23、垫圈24w等的磨损。另外,在干式的减振装置10中,在相对旋转的两个构件之间配置有树脂制的片材等。

接着,说明上述减振装置10的动作。

如上所述,在根据离合器K0的接合条件的成立使该离合器K0接合时,来自发动机EG的驱动扭矩向驱动构件11即前盖3以及后盖21传递。从发动机EG传递至驱动构件11的扭矩(平均扭矩)经由包括多个第一弹簧SP1、中间构件12以及多个第二弹簧SP2的第一扭矩传递路径TP1向从动构件15传递,直到输入扭矩达到上述扭矩T1为止。然后,传递至从动构件15的扭矩经由传递轴TS、离合器K0、电动发电机MG的转子R、离合器K2、变速器TM以及差动齿轮DF等向驱动轴DS传递。

另外,在驱动构件11相对于从动构件15旋转(扭转)时,第一弹簧SP1、第二弹簧SP2等发生挠曲,并且与驱动构件11和从动构件15的相对旋转相对应地,作为质量体的太阳轮22以轴心为中心旋转(摆动)。这样,在驱动构件11相对于从动构件15旋转(摆动)时,行星齿轮机构PG的输入构件即作为行星架的后盖21的转速比作为齿圈的从动板25的转速高。因此,此时,太阳轮22因行星齿轮机构PG的作用被增速,以比后盖21即驱动构件11高的转速旋转。由此,能够从旋转惯性质量减振器20的质量体即太阳轮22经由小齿轮23向从动板25即作为减振装置10的输出构件的从动构件15施加惯性扭矩,从而能够使该从动构件15的振动衰减。此外,旋转惯性质量减振器20在驱动构件11与从动构件15之间主要传递惯性扭矩,不传递平均扭矩。

更详细地说,在第一弹簧SP1、第二弹簧SP2与旋转惯性质量减振器20并列地作用时,从多个第二弹簧SP2(第一扭矩传递路径TP1)向从动构件15传递的扭矩(平均扭矩)依赖(成比例)于中间构件12与从动构件15之间的第二弹簧SP2的位移(挠曲量即扭转角)。相对于此,从旋转惯性质量减振器20向从动构件15传递的扭矩(惯性扭矩)依赖(成比例)于驱动构件11与从动构件15的角加速度的差即驱动构件11与从动构件15之间的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2的位移的2次微分值。由此,若假定向减振装置10的驱动构件11传递的输入扭矩周期性地振动,则从驱动构件11经由多个第二弹簧SP2向从动构件15传递的振动的相位和从驱动构件11经由旋转惯性质量减振器20向从动构件15传递的振动的相位之间错开180°。其结果,在减振装置10中,利用从多个第二弹簧SP2向从动构件15传递的振动和从旋转惯性质量减振器20向从动构件15传递的振动中的一方来抵消另一方的至少一部分,从而能够使从动构件15的振动良好地衰减。

而且,在包括中间构件12的减振装置10中,针对允许第一弹簧SP1、第二弹簧SP2的挠曲且弹簧SPx不挠曲的状态,能够设定两个固有振动频率(共振频率)。即,在第一扭矩传递路径TP1中,在允许第一弹簧SP1、第二弹簧SP2的挠曲且弹簧SPx不挠曲,发动机EG的转速Ne(驱动构件11的转速)极低时,例如,产生因驱动构件11和从动构件15以相互相反相位振动而引起的共振(第一共振)。

另外,单自由度系统中的中间构件12的固有振动频率f12表示为

另一方面,在发动机EG的转速Ne达到与比较小的中间构件12的固有振动频率f

在此,减振装置10的从动构件15即减振器毂7以及从动板25经由传递轴TS以及离合器K0与电动发电机MG的转子R连接,该转子R经由离合器K2与变速器TM的输入轴IS连接。这样,在减振装置10与变速器TM之间配置有电动发电机MG,发动机EG、减振装置10、电动发电机MG以及变速器TM按该顺序连接的情况下,除了从动构件15、未图示的中间轴等的惯性矩以外,电动发电机MG的转子R的惯性矩、离合器K0以及K2的结构构件的惯性矩等也附加到变速器TM的输入轴IS的惯性矩。

因此,在与从动构件15、转子R等一体旋转的变速器TM的输入轴IS的固有振动频率变小,在减振装置10中未设置有旋转惯性质量减振器20的情况下,如图4中的虚线所示,变速器TM的输入轴IS等的共振即轴共振在发动机EG的动作转速区域(从零到上限转速的范围)中的中速转速区域至高速转速区域(例如,1500~4000rpm左右)发生,通过该减振装置10不能充分地衰减因轴共振引起的扭矩变动T

基于此,如上所述,减振装置10构成为,驱动构件11的一部分即后盖21作为行星齿轮机构PG(旋转惯性质量减振器20)的行星架发挥作用,并且从动构件15的一部分即从动板25作为行星齿轮机构PG的齿圈发挥作用。由此,通过包括行星齿轮机构PG的旋转惯性质量减振器20的特性,能够将比多个小齿轮23和作为质量体的太阳轮22的惯性矩的合计值大的惯性矩附加于作为行星架的后盖21即驱动构件11,另一方面,能够使作为齿圈的从动板25即从动构件15的惯性矩减小。

更详细地说,在将包括齿轮构件221、间隔件222以及环状构件223的太阳轮22的惯性矩设为“Js”,将多个小齿轮23的惯性矩的合计值设为“Jp”,将行星齿轮机构PG的齿数比(太阳轮22(外齿22t)的齿数/内齿25tr的齿数)设为“λ”时,由行星齿轮机构PG分配至驱动构件11的惯性矩Ji以及分配至从动构件15的惯性矩Jo以下面的数式(1)以及(2)那样来表示。在本实施方式中,太阳轮22的惯性矩Js充分大于多个小齿轮23的惯性矩的合计值Jp,分配至驱动构件11的惯性矩Ji变为比太阳轮22以及多个小齿轮23的惯性矩的合计值(Js+Jp)大的正值。另外,分配至从动构件15的惯性矩Jo为Jo=Js+Jp-Ji,变为负值。即,旋转惯性质量减振器20的作为质量体的太阳轮22等的惯性矩Js、多个小齿轮23的惯性矩Jp以及行星齿轮机构PG的齿数比λ被确定为,由该行星齿轮机构PG分配至从动构件15的惯性矩Jo变为负值。另外,在惯性矩Js,Jp以及齿数比λ被确定为,在将电动发电机MG的转子R的惯性矩设为“Jm”时,优选满足Jo+Jm≥0。

[数式1]

其结果,能够抑制与从动构件15、电动发电机MG的转子R等一体旋转的变速器TM的输入轴IS的惯性矩(合计值)的增加,由此,能够抑制轴共振的振动频率的降低。而且,在减振装置10中,能够将与从第二弹簧SP2向从动构件15传递的振动相反的相位的振动(惯性扭矩)从旋转惯性质量减振器20向从动构件15传递,如图4中的实线所示,通过从该旋转惯性质量减振器20向从动构件15传递的振动,能够使轴共振所引起的扭矩变动T

此外,在驱动构件11的一部分作为齿圈发挥作用,并且从动构件15的一部分作为行星架发挥作用,且太阳轮22作为质量体发挥作用的减振装置(省略图示)中,由行星齿轮机构PG分配至驱动构件11的惯性矩由上述数式(2)表示,分配至从动构件15的惯性矩由上述数式(1)表示。因此,在减振装置中,难以抑制变速器TM的输入轴IS的惯性矩(合计值)的增加即轴共振的振动频率的降低。而且,本发明人根据研究发现,在将行星齿轮机构PG的行星架作为质量体发挥作用的情况下,为了设定反共振点必须使各小齿轮的惯性矩变得非常大,这会导致减振装置的大型化、重量增加。

另外,在减振装置10中,从动构件15的一部分即从动板25作为齿圈发挥作用,并且太阳轮22作为质量体发挥作用,并且第一弹簧SP1、第二弹簧SP2配置于多个小齿轮23的径向外侧。由此,能够使第一弹簧SP1、第二弹簧SP2的刚性(两者的合成弹簧)降低,从而能够进一步提高减振装置10的振动衰减性能。

而且,太阳轮22包括:齿轮构件221,包括与多个小齿轮23的齿轮齿23t啮合的外齿22t;环状构件223,配置于形成为环状的后盖21的轴向上的外侧,并且在该后盖21的径向内侧经由间隔件222与齿轮构件221连接。由此,能够使作为质量体的太阳轮22的惯性矩Js变得更大,从而能够进一步提高旋转惯性质量减振器20的振动衰减性能,并且能够良好地抑制变速器TM的输入轴IS的惯性矩(合计值)的增加即轴共振的振动频率的降低。

另外,作为行星架的后盖21包括向第二弹簧SP2传递扭矩或从第二弹簧SP2接收扭矩的扭矩传递接收部25c,在该扭矩传递接收部25c的径向内侧支撑分别插通于小齿轮23的多个小齿轮轴24。由此,能够通过作为行星架的后盖21的不传递平均扭矩的部分支撑多个小齿轮轴24,能够抑制小齿轮轴24的变形,从而能够良好地维持旋转惯性质量减振器20的性能。

并且,在减振装置10中,在输入扭矩等变为上述扭矩T1以上而驱动构件11相对于从动构件15的扭转角变为规定角度θref以上时,各弹簧SPx的上述另一端部与从动板25的对应的弹簧抵接部25x抵接。由此,直到输入扭矩等达到上述扭矩T2而由限制件17限制驱动构件11与从动构件15的相对旋转为止,向驱动构件11传递的扭矩(平均扭矩)经由上述第一扭矩传递路径TP1和包括多个弹簧SPx的第二扭矩传递路径TP2向从动构件15传递。由此,能够根据驱动构件11与从动构件15的相对扭转角的增大而提高减振装置10的刚性,并且能够通过并列地作用的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2和弹簧SPx传递大的扭矩或承受冲击扭矩等。另外,通过在形成于后盖21的外周侧的角部的内表面的弹簧保持凹部21x内配置弹簧SPx,能够抑制减振装置10的轴长的增加。

但是,在减振装置10中,如图5所示,多个弹簧SPx也可以配置为,在减振装置10的径向上的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2的内侧与多个小齿轮23在周向上相邻。由此,能够实现减振装置10的紧凑化。而且,在减振装置10中,如图6所示,第一扭矩传递路径TP1也可以由能够在驱动构件11与从动构件15之间并列地作用来传递扭矩的多个(例如,6个)弹簧SP构成。

图7是表示本发明的第二实施方式的减振装置10B的概略结构图。此外,对减振装置10B的结构构件中的与上述的减振装置10等相同的构件标注相同的附图标记,并省略重复的说明。

在图7以及图8所示的减振装置10B中,在从动构件15B所包含的从动板25B的外周形成有与多个小齿轮23的齿轮齿23t啮合的外齿25ts,该从动板25B作为行星齿轮机构PG′的太阳轮发挥作用。另外,在减振装置10B中,包括与多个小齿轮23的齿轮齿23t啮合的内齿27t的行星齿轮机构PG′的齿圈27作为旋转惯性质量减振器20B的质量体发挥作用。而且,在减振装置10B中,如图8所示,第一弹簧SP1、第二弹簧SP2配置在多个小齿轮23的径向上的内侧。

在减振装置10B中,不管作为质量体的齿圈27的惯性矩的大小如何,都能够将比多个小齿轮23与齿圈27的惯性矩的合计值大的惯性矩施加至作为行星架的后盖21即驱动构件11,另一方面,能够使作为太阳轮的从动板25B即从动构件15B的惯性矩减少。更详细地说,在将齿圈27的惯性矩设为“Jr”,将多个小齿轮23的惯性矩的合计值设为“Jp”,将行星齿轮机构PG′的齿数比(外齿25ts的齿数/齿圈27的齿数)设为“λ”时,由行星齿轮机构PG′分配至驱动构件11的惯性矩Ji以及分配至从动构件15B的惯性矩Jo以下面的数式(3)以及(4)那样来表示。由数式(3)以及(4)可知,分配至驱动构件11的惯性矩Ji始终是比齿圈27以及多个小齿轮23的惯性矩的合计值(Jr+Jp)大的正值。另外,分配至从动构件15的惯性矩Jo为Jo=Jr+Jp-Ji,始终是负值。

[数式2]

其结果,通过减振装置10B也能够抑制与从动构件15B、电动发电机MG的转子R等一体旋转的变速器TM的输入轴IS的惯性矩(合计值)的增加即轴共振的振动频率的降低。而且,在减振装置10B中,也能够将与从第二弹簧SP2向从动构件15B传递的振动相反的相位的振动(惯性扭矩)从旋转惯性质量减振器20B向从动构件15B传递,通过从该旋转惯性质量减振器20B向从动构件15B传递的振动,能够使轴共振所引起的扭矩变动T

此外,在驱动构件11的一部分作为太阳轮发挥作用,并且从动构件15B的一部分作为行星架发挥作用,且齿圈27作为质量体发挥作用的减振装置(省略图示)中,由行星齿轮机构PG′分配至驱动构件11的惯性矩由上述的数式(4)来表示,分配至从动构件15B的惯性矩由上述的数式(3)来表示。因此,在减振装置中,难以抑制变速器TM的输入轴IS的惯性矩(合计值)的增加即轴共振的振动频率的降低。

另外,如图8所示,在减振装置10B中,具有与上述弹簧SPx相同的功能的橡胶或树脂制的短条圆柱状的弹性体(第二弹性体)EB同轴配置在第一弹簧SP1、第二弹簧SP2中的至少任一方的内部。但是,在减振装置10B中,如图9所示,多个弹簧SPx也可以以在减振装置10B的径向上的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2的外侧与多个小齿轮23在周向上相邻的方式配置。另外,如图10所示,多个弹簧SPx也可以配置在减振装置10B的径向上的第一弹簧SP1、第二弹簧SP2的内侧。而且,如图11所示,减振装置10B的第一扭矩传递路径TP1也可以由能够在驱动构件11与从动构件15B之间相互并列地作用来传递扭矩的多个(例如,6个)弹簧SP构成。

如上所述,本发明的减振装置(10、10B),包括:输入构件(11),被传递来自发动机(EG)的扭矩;输出构件(15、15B);弹性体(SP1、SP2、SP),在所述输入构件(11)与所述输出构件(15、15B)之间传递扭矩;以及旋转惯性质量减振器(20、20B),具有根据所述输入构件(11)与所述输出构件(15、15B)之间的相对旋转而旋转的质量体(22、27),其中,所述输出构件(15,15B)与电动机(MG)的转子(R)连接,所述电动机(MG)的所述转子(R)与变速器(TM)的输入轴(IS)连接,所述旋转惯性质量减振器(20、20B)包括行星齿轮机构(PG、PG′),该行星齿轮机构(PG、PG′)具有太阳轮(22、25B)、齿圈(25、27)、多个小齿轮(23)以及支撑多个所述小齿轮(23)的行星架(21),所述行星架(21)是所述输入构件(11)的一部分,所述太阳轮以及所述齿圈中的一方(25、25B)是所述输出构件(15、15B)的一部分,所述太阳轮以及所述齿圈中的另一方(22、27)作为所述质量体发挥作用。

在本发明的减振装置中,输出构件与电动机的转子连接,该电动机的转子与变速器的输入轴连接。这样,在减振装置与变速器之间配置有电动机的情况下,除了输出构件的惯性矩以外,转子的惯性矩也附加于变速器的输入轴的惯性矩,由此,与输出构件、转子一体旋转的变速器的输入轴的固有振动频率即轴共振的振动频率变小。基于此,本发明的减振装置构成为,输入构件的一部分作为行星齿轮机构(旋转惯性质量减振器)的行星架发挥作用,并且输出构件的一部分作为太阳轮以及齿圈中的一方发挥作用。由此,通过包括行星齿轮机构的旋转惯性质量减振器的特性,能够将比多个小齿轮与作为质量体的太阳轮以及齿圈中的另一方的惯性矩的合计值大的惯性矩附加于行星架即输入构件,另一方面,能够使太阳轮以及齿圈中的一方即输出构件的惯性矩减少。其结果,能够抑制与输出构件、电动机的转子一体旋转的变速器的输入轴的惯性矩(合计值)的增加即轴共振的振动频率的降低。而且,在本发明的减振装置中,能够将与从弹性体向输出构件传递的振动相反的相位的振动(惯性扭矩)从旋转惯性质量减振器向输出构件传递,通过从该旋转惯性质量减振器向输出构件传递的振动能够使轴共振所引起的扭矩变动变小。因此,根据本发明的减振装置,能够良好地抑制变速器的轴共振在比较低的旋转区域产生而明显化。

另外,所述齿圈(25)也可以是所述输出构件(15)的一部分,所述太阳轮(22)也可以作为所述质量体发挥作用,所述弹性体(SP1、SP2、SP)也可以配置于所述减振装置(10)的径向上的多个所述小齿轮(23)的外侧。由此,能够使弹性体的刚性降低,从而能够进一步提高减振装置的振动衰减性能。

而且,包括所述行星架(21)的所述输入构件(11)也可以形成为,包围所述弹性体(SP1、SP2、SP)、所述齿圈(25)以及多个所述小齿轮(23)。

另外,所述行星架(21)也可以形成为环状,所述太阳轮(22)也可以包括:齿轮构件(221),包括与多个所述小齿轮(23)的齿轮齿(23t)啮合的外齿(22t);以及环状构件(223),配置于所述减振装置(10)的轴向上的所述行星架(21)的外侧,并且在所述减振装置(10)的径向上的所述行星架(21)的内侧,与所述齿轮构件(221)连接。由此,能够使作为质量体的太阳轮的惯性矩变得更大,从而能够进一步提高旋转惯性质量减振器的振动衰减性能,并且能够良好地抑制变速器的输入轴的惯性矩(合计值)的增加即轴共振的振动频率的降低。

而且,所述行星架(21)也可以包括向对应的所述弹性体(SP1、SP2、SP)传递扭矩或从对应的所述弹性体(SP1、SP2、SP)接收扭矩的扭矩传递接收部(21c),所述行星架(21)也可以在所述减振装置(10)的径向上的所述扭矩传递接收部(21c)的内侧,支撑分别插通于所述小齿轮(23)的多个小齿轮轴(24)的一端。由此,能够通过行星架的不传递平均扭矩的部分支撑多个小齿轮轴,从而能够抑制小齿轮轴的变形,由此能够良好地维持旋转惯性质量减振器的性能。

另外,所述太阳轮(25B)也可以是所述输出构件(15B)的一部分,所述齿圈(27)也可以作为所述质量体发挥作用,所述弹性体(SP1、SP2、SP)也可以配置于所述减振装置(10B)的径向上的多个所述小齿轮(23)的内侧。由此,不管作为质量体的齿圈的惯性矩的大小如何,都能够将比多个小齿轮与齿圈的惯性矩的合计值大的惯性矩施加至行星架即输入构件,另一方面,能够使太阳轮即输出构件的惯性矩减少。

而且,包括所述行星架(21)的所述输入构件(11)也可以形成为,包围所述弹性体(SP1、SP2、SP)、所述齿圈(27)以及多个所述小齿轮(23)。

另外,所述减振装置(10、10B)也可以还具有中间构件(12),所述弹性体包括:输入侧弹性体(SP1),在所述输入构件(11)与所述中间构件(12)之间传递扭矩;以及输出侧弹性体(SP2),在所述中间构件(12)与所述输出构件(15、15B)之间传递扭矩。由此,能够设定从输出侧弹性体向输出构件传递的振动和从旋转惯性质量减振器向输出构件传递的振动理论上相互抵销的两个反共振点,因此,能够更进一步提高减振装置的振动衰减性能。

而且,所述减振装置(10、10B)也可以还具有第二弹性体(SPx),当在所述输入构件(11)与所述输出构件(15、15B)之间被传递的扭矩为规定值(T1)以上时,所述第二弹性体(SPx)与所述弹性体(SP1、SP2、SP)并列地作用。由此,根据在输入构件与输出构件之间传递的扭矩的增加来提高减振装置的刚性,通过并列地作用的弹性体以及第二弹性体能够传递大的扭矩或承受冲击扭矩等。

另外,所述第二弹性体(SPx)也可以配置于所述减振装置(10、10B)的径向上的所述弹性体(SP1、SP2、SP)的外侧。

而且,所述第二弹性体(SPx)也可以配置于所述减振装置(10、10B)的径向上的所述弹性体(SP1、SP2、SP)的内侧。

另外,所述第二弹性体(SPx)也可以配置为,在从所述减振装置(10、10B)的径向观察时,与所述弹性体(SP1、SP2、SP)至少部分重叠。

而且,所述弹性体(SP1、SP2、SP)也可以是螺旋弹簧,所述第二弹性体(EB)也可以同轴地配置于所述弹性体(SP1、SP2、SP)的内部。

另外,所述第二弹性体(SPx)也可以配置为,在周向上与多个所述小齿轮(23)相邻。

而且,所述减振装置(10、10B)也可以是干式减振器。

另外,也可以在所述减振装置(10,10B)与所述电动机(MG)之间以及在所述电动机(MG)与所述变速器(TM)之间配置有离合器(K0、K2)。

而且,所述质量体(22、27)的惯性矩、多个所述小齿轮(23)的惯性矩以及所述行星齿轮机构(PG、PG′)的齿数比(λ)被设定为,由所述行星齿轮机构(PG、PG′)分配给所述输出构件(15、15B)的惯性矩为负值。

并且,本发明并不被上述实施方式限定,当然可以在本发明的外延的范围内进行各种变更。而且,用于实施上述发明的方式仅是在发明内容中记载的发明的具体的一个方式,不限定在发明内容中记载的发明的要素。

产业上的可利用性

本发明能够利用于减振装置的制造领域等。

相关技术
  • 减振装置、减振装置的控制方法、减振装置的偏移校正方法和板簧
  • 减振装置及包含该减振装置的电子装置和移动设备
技术分类

06120113224731