CN108368911A - 减振装置 - Google Patents
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Abstract
减振装置(10)包括配置在驱动部件(11)与第一中间部件(12)之间的第一外侧弹簧(SP11)、配置在第一中间部件(12)与从动部件(16)之间的第二外侧弹簧(SP12)、配置在驱动部件(11)与第二中间部件(14)之间的第一内侧弹簧(SP21)、配置在第二中间部件(14)与从动部件(16)之间的第二内侧弹簧(SP22)、以及配置在第一中间部件(12)与第二中间部件(14)之间的具有负刚度的中间弹簧(SPm)。
Description
技术领域
本公开的发明涉及具有传递来自发动机的扭矩的输入元件和输出元件的减振装置。
背景技术
以往,作为这种减振装置,公知有与变矩器关联使用的双通道减振器(例如,参照专利文献1)。在该减振装置中,从发动机和锁止离合器至输出毂这段振动路径被分割成两条并行的振动路径B和C,两条振动路径B、C分别具有一对弹簧和配置在该一对弹簧之间的单独的中间凸缘。另外,为了使两条振动路径的固有频率不同,变矩器的涡轮结合于振动路径B的中间凸缘,从而振动路径B的中间凸缘的固有频率小于振动路径C的中间凸缘的固有频率。在这样的减振装置中,在连接有锁止离合器的情况下,来自发动机的振动进入减振装置的两条振动路径B、C。然后,若某频率的发动机振动到达包括结合于涡轮的中间凸缘的振动路径B,则从振动路径B的中间凸缘至输出毂这段区间的振动的相位相对于输入振动的相位错开180度。此时,振动路径C的中间凸缘的固有频率大于振动路径B的中间凸缘的固有频率,因此进入振动路径C的振动不产生相位的偏移(错位)地传递至输出毂。如上,将从振动路径B向输出毂传递的振动的相位与从振动路径C向输出毂传递的振动的相位错开180度,从而能够使输出毂处的振动衰减。
专利文献1:日本特表2012-506006号公报
在专利文献1所记载的双通道减振器中,各振动路径的固有频率由中间凸缘的质量、和其两侧的弹性体的弹簧常数决定。另一方面,在减振装置中,并不希望中间凸缘、涡轮的重量增加,因此弹性体的弹簧常数的设定范围也受到空间、重量方面的制约。因此,在上述双通道减振器中,适当地设定各振动路径的固有频率来提高振动衰减性能并不容易。而且,在向振动路径B以及C传递的振动的频率小于振动路径B的中间凸缘的固有频率(较小一方的固有频率)的情况下,上述双通道减振器不能良好地使该振动衰减,因此在低旋转区域的振动衰减性能方面,仍有改善的余地。
发明内容
因此,本发明的主要目的在于,提供具有更高的振动衰减性能的减振装置。
本公开的减振装置是具有传递来自发动机的扭矩的输入元件和输出元件的减振装置,其具备:第一中间元件;第二中间元件;第一弹性体,其配置在上述输入元件与上述第一中间元件之间;第二弹性体,其配置在上述第一中间元件与上述输出元件之间;第三弹性体,其配置在上述输入元件与上述第二中间元件之间;第四弹性体,其配置在上述第二中间元件与上述输出元件之间;以及第五弹性体,其配置在上述第一中间元件与上述第二中间元件之间,上述第一弹性体、上述第二弹性体、上述第三弹性体、上述第四弹性体以及上述第五弹性体中的任意一个具有负刚度。
在该减振装置中,第一弹性体从输入元件向第一中间元件传递扭矩,第二弹性体从第一中间元件向输出元件传递扭矩。另外,第三弹性体从输入元件向第二中间元件传递扭矩,第四弹性体从第二中间元件向输出元件传递扭矩。此外,第五弹性体在第一中间元件与第二中间元件之间传递扭矩,第一弹性体~第五弹性体中的任意一个具有负刚度。由此,在从发动机传递至输入元件的扭矩向输出元件进行传递扭矩时,使第一中间元件与第二中间元件相互朝相反方向旋转,从而能够使从第二弹性体向输出元件传递的振动的相位与从第四弹性体向输出元件传递的振动的相位错开。因此,在本公开的减振装置中,无论第一中间元件以及第二中间元件中的至少任意一方的共振的有无,都能够利用从第二弹性体向输出元件传递的振动以及从第四弹性体向输出元件传递的振动中的一方,将另一方的至少一部分抵消。其结果,从输入元件的转速至少比与第一中间元件以及第二中间元件的固有频率中的较小的一方对应的转速低的时候开始,就能够良好地提高振动衰减性能。
附图说明
图1是表示包括本公开的减振装置的起步装置的简要结构图。
图2是用于说明本公开的减振装置中的第一弹性体~第四弹性体的平均安装半径的示意图。
图3是表示本公开的减振装置的主要部分的示意图。
图4是用于说明本公开的减振装置的动作的示意图。
图5是例示出发动机的转速与减振装置的输出元件的扭矩变动TFluc的关系的说明图。
图6是表示包括本公开的其他减振装置的起步装置的简要结构图。
图7是表示包括本公开的另一其他减振装置的起步装置的简要结构图。
图8是表示包括本公开的其他减振装置的起步装置的简要结构图。
具体实施方式
接下来,参照附图对用于实施本公开的发明的方式进行说明。
图1是表示包括本公开的减振装置10的起步装置1的简要结构图。该图所示的起步装置1搭载于具有作为原动机的发动机(在本实施方式中为内燃机)EG的车辆,除减振装置10之外,起步装置1还包括连结于发动机EG的曲轴的前盖3、固定于前盖3的泵叶轮(输入侧流体传动元件)4、能够与泵叶轮4同轴地旋转的涡轮(输出侧流体传动元件)5、连结于减振装置10并且固定于作为自动变速器(AT)、无级变速器(CVT)、双离合变速器(DCT)、混合动力变速器或者减速器的变速器(动力传递装置)TM的输入轴IS的作为动力输出部件的减振毂7、锁止离合器8等。
此外,在以下的说明中,除了特别明示的情况之外,“轴向”基本上表示起步装置1、减振装置10的中心轴CA(轴心,参照图2)的延伸方向。另外,除了特别明示的情况之外,“径向”基本上表示起步装置1、减振装置10、该减振装置10等的旋转元件的径向、即从起步装置1、减振装置10的中心轴CA向与该中心轴CA正交的方向(径向)延伸的直线的延伸方向。另外,除了特别明示的情况之外,“周向”基本上表示起步装置1、减振装置10、该减振装置10等的旋转元件的周向、即沿着该旋转元件的旋转方向的方向。
泵叶轮4具有紧密地固定于前盖3的未图示的泵壳和配设于泵壳的内表面的多个泵叶片(省略图示)。涡轮5具有未图示的涡轮壳和配设于涡轮壳的内表面的多个涡轮叶片(省略图示)。涡轮壳的内周部借助多个铆钉固定于减振毂7。
泵叶轮4与涡轮5相互彼此对置,在两者之间同轴地配置有对工作油(工作流体)从涡轮5向泵叶轮4的流动进行整流的导叶6。导叶6具有未图示的多个导叶叶片,导叶6的旋转方向被单向离合器61设定为仅为单方向。该泵叶轮4、涡轮5以及导叶6形成使工作油循环的环路(环状流路),作为具有扭矩放大功能的变矩器(流体传动装置)发挥功能。其中,在起步装置1中,也可以省略导叶6、单向离合器61,使泵叶轮4和涡轮5作为液力联轴器发挥功能。
锁止离合器8是执行经由减振装置10连结前盖3与减振毂7的锁止、以及解除该锁止的机构。锁止离合器8既可以是单片液压式离合器,也可以是至少包括一片摩擦卡合片(多个摩擦材料)的多片液压式离合器。
减振装置10在发动机EG与变速器TM之间使振动衰减,如图1所示,作为同轴相对旋转的旋转元件(旋转部件即旋转质量体),包括驱动部件(输入元件)11、第一中间部件(第一中间元件)12、第二中间部件(第二中间元件)14以及从动部件(输出元件)16。进一步,减振装置10作为扭矩传递元件(扭矩传递弹性体),包括在驱动部件11与第一中间部件12之间配置并传递旋转扭矩(旋转方向的扭矩)的多个(在本实施方式中,例如为四个)第一外侧弹簧(第一弹性体)SP11、在第一中间部件12与从动部件16之间配置并传递旋转扭矩的多个(在本实施方式中,例如为四个)第二外侧弹簧(第二弹性体)SP12、在驱动部件11与第二中间部件14之间配置并传递旋转扭矩的多个(在本实施方式中,例如为四个)第一内侧弹簧(第三弹性体)SP21、在第二中间部件14与从动部件16之间配置并传递旋转扭矩的多个(在本实施方式中,例如为四个)第二内侧弹簧(第四弹性体)SP22、以及在第一中间部件12与第二中间部件14之间配置并传递旋转扭矩的多个(在本实施方式中,例如为四个)中间弹簧(第五弹性体)SPm。
在本实施方式中,作为第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12以及第一内侧弹簧SP21和第二内侧弹簧SP22,采用以具有不被施加载荷时笔直地延伸的轴心的方式卷绕为螺旋状的由金属材料构成的直线型螺旋弹簧。由此,与使用弧形螺旋弹簧的情况相比,能够使弹簧SP11、SP12、SP21及SP22沿着轴心适当地伸缩,而能够使由在传递扭矩的弹簧与旋转元件之间产生的摩擦力所引起的迟滞现象,即向驱动部件11的输入扭矩逐渐增加时的输出扭矩与向驱动部件11的输入扭矩逐渐减少时的输出扭矩之间的差减少。迟滞现象可以通过减振装置10在向驱动部件11的输入扭矩增加的状态下的扭转角成为规定角度时被从从动部件16输出的扭矩与减振装置10在向驱动部件11的输入扭矩减少的状态下的扭转角成为上述规定角度时被从从动部件16输出的扭矩的差量而被定量化。此外,弹簧SP11、SP12、SP21以及SP22中的至少任意一个也可以是弧形螺旋弹簧。进一步,在本实施方式中,作为中间弹簧SPm,采用以具有在不被施加载荷时笔直地延伸的轴心的方式卷绕为螺旋状的由金属材料构成的直线型螺旋弹簧。
另外,在本实施方式中,第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12以沿着减振装置10(第一中间部件12)的周向交替排列并一个一个成对(以串联的方式发挥作用)的方式配设在流体传动室9内的外周侧区域。另外,第一内侧弹簧SP21和第二内侧弹簧SP22以沿着减振装置10(第二中间部件14)的周向交替排列并一个一个成对(以串联的方式发挥作用)的方式配设在第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12以及中间弹簧SPm的径向内侧,并被第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12包围。
由此,在减振装置10中,第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12的平均安装半径ro比第一内侧弹簧SP21和第二内侧弹簧SP22的平均安装半径ri大。如图2所示,第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12的平均安装半径ro为从减振装置10的中心轴CA至第一外侧弹簧(第一弹性体)SP11的轴心的距离亦即该第一外侧弹簧SP11的安装半径rSP11与从中心轴CA至第二外侧弹簧(第二弹性体)SP12的轴心的距离亦即该第二外侧弹簧SP12的安装半径rSP12的平均值(=(rSP11+rSP12)/2)。如图2所示,第一内侧弹簧SP21和第二内侧弹簧SP22的平均安装半径ri为从中心轴CA至第一内侧弹簧(第三弹性体)SP21的轴心的距离亦即该第一内侧弹簧SP21的安装半径rSP21与从中心轴CA至第二内侧弹簧(第四弹性体)SP22的轴心的距离亦即该第二内侧弹簧SP22的安装半径rSP22的平均值(=(rSP21+rSP22)/2)。此外,安装半径rSP11、rSP12、rSP21或者rSP22也可以是中心轴CA与各弹簧SP11、SP12、SP21、SP22的轴心上的预先决定的点(例如,轴向的中央或端部)的距离。
另外,在本实施方式中,第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12以安装半径rSP11与安装半径rSP12相等的方式排列配置在同一圆周上,第一外侧弹簧SP11的轴心与第二外侧弹簧SP12的轴心被包含于与中心轴CA正交的一个平面。进一步,在本实施方式中,第一内侧弹簧SP21和第二内侧弹簧SP22以安装半径rSP21与安装半径rSP22相等的方式排列配置在同一圆周上,第一内侧弹簧SP21的轴心与第二内侧弹簧SP22的轴心被包含于与中心轴CA正交的一个平面。除此之外,在减振装置10中,第一内侧弹簧SP21以及第二内侧弹簧SP22以从径向观察与第一外侧弹簧SP11以及第二外侧弹簧SP12在轴向上重叠的方式配置在该第一外侧弹簧SP11以及第二外侧弹簧SP12的径向内侧。由此,能够使减振装置10在径向上小型化,并且能够进一步缩短该减振装置10的轴向长度。
其中,如图2所示,从中心轴CA至第一外侧弹簧SP11的轴心的安装半径rSP11与从该中心轴CA至第二外侧弹簧SP12的轴心的安装半径rSP12也可以不同。另外,从中心轴CA至第一内侧弹簧SP21的轴心的安装半径rSP21与从该中心轴CA至第二内侧弹簧SP22的轴心的安装半径rSP22也可以不同。即,也可以第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12中的至少任意一方的安装半径rSP11、rSP12比第一内侧弹簧SP21和第二内侧弹簧SP22中的至少任意一方的安装半径rSP21、rSP22大。进一步,第一外侧弹簧SP11的轴心与第二外侧弹簧SP12的轴心也可以不被包含于与中心轴CA正交的一个平面。另外,第一内侧弹簧SP21的轴心与第二内侧弹簧SP22的轴心也可以不被包含于与中心轴CA正交的一个平面。另外,既可以弹簧SP11、SP12、SP21以及SP22的轴心被包含于与中心轴CA正交的一个平面,也可以弹簧SP11、SP12、SP21以及SP22中的至少任意一个的轴心不被包含于该一个平面。
减振装置10的驱动部件11固定于锁止离合器8的锁止活塞或者离合器鼓或离合器毂,并能够与该锁止活塞等一体地旋转。因此,通过锁止离合器8的卡合而连结前盖3(发动机)与减振装置10的驱动部件11。驱动部件11也可以包括以沿减振装置10的轴向排列的方式配设并且以一体地旋转的方式连结的多个片部件。
另外,驱动部件11具有沿周向隔开间隔(等间隔)地形成的多个(在本实施方式中,例如为四个)内侧弹簧抵接部(弹性体抵接部)、和以位于比该多个内侧弹簧抵接部靠径向外侧的位置的方式沿周向隔开间隔地形成的多个(在本实施方式中,例如为四个)外侧弹簧抵接部(弹性体抵接部)(均省略图示)。
第一中间部件12为图3所示的环状部件,具有分别以向该第一中间部件12的轴向突出的方式沿周向隔开间隔(等间隔)地形成的多个(在本实施方式中,例如为四个)弹簧抵接部12c。另外,如图3所示,第二中间部件14为直径比第一中间部件12小的环状部件,具有分别以向该第二中间部件14的轴向突出的方式沿周向隔开间隔(等间隔)地形成的多个(在本实施方式中,例如为四个)弹簧抵接部14c。
从动部件16借助铆钉或者通过焊接固定于减振毂7。另外,从动部件16具有以接近其内周缘的方式沿周向隔开间隔地形成的多个(在本实施方式中,例如为四个)内侧弹簧抵接部(弹性体抵接部)和以位于比该多个内侧弹簧抵接部靠径向外侧的位置的方式沿周向隔开间隔地形成的多个(在本实施方式中,例如为四个)外侧弹簧抵接部(弹性体抵接部)(均省略图示)。
在减振装置10的安装状态(组装完成后且为减振装置10不工作的静止状态)下,驱动部件11的各外侧弹簧抵接部在不成对(不以串联的方式发挥作用)的第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12之间与两者的端部抵接。同样地,从动部件16的各外侧弹簧抵接部也在减振装置10的安装状态下,在不成对(不以串联的方式发挥作用)的第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12之间与两者的端部抵接。另外,驱动部件11的各内侧弹簧抵接部在减振装置10的安装状态下,在不成对(不以串联的方式发挥作用)的第一内侧弹簧SP21和第二内侧弹簧SP22之间与两者的端部抵接。同样地,从动部件16的各内侧弹簧抵接部在减振装置10的安装状态下,在不成对(不以串联的方式发挥作用)的第一内侧弹簧SP21和第二内侧弹簧SP22之间与两者的端部抵接。
第一中间部件12在本实施方式中以比驱动部件11和从动部件16更接近涡轮5的方式配置。另外,第一中间部件12的各弹簧抵接部12c在相互成对的第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12之间与两者的端部抵接。进一步,第二中间部件14在本实施方式中以比驱动部件11和从动部件16更接近涡轮5的方式配置在第一中间部件12的径向内侧。进而,第二中间部件14的各弹簧抵接部14c在相互成对的第一内侧弹簧SP21和第二内侧弹簧SP22之间与两者的端部抵接。
由此,在减振装置10的安装状态下,各第一外侧弹簧SP11的一端与驱动部件11的对应的外侧弹簧抵接部以及从动部件16的对应的外侧弹簧抵接部抵接,各第一外侧弹簧SP11的另一端与第一中间部件12的对应的弹簧抵接部12c抵接。另外,在减振装置10的安装状态下,各第二外侧弹簧SP12的一端与第一中间部件12的对应的弹簧抵接部12c抵接,各第二外侧弹簧SP12的另一端与驱动部件11的对应的外侧弹簧抵接部以及从动部件16的对应的外侧弹簧抵接部抵接。
进一步,各第一内侧弹簧SP21的一端与驱动部件11的对应的内侧弹簧抵接部以及从动部件16的对应的内侧弹簧抵接部抵接,各第一内侧弹簧SP21的另一端与第二中间部件14的对应的弹簧抵接部14c抵接。另外,在减振装置10的安装状态下,各第二内侧弹簧SP22的一端与第二中间部件14的对应的弹簧抵接部14c抵接,各第二内侧弹簧SP22的另一端与驱动部件11的对应的内侧弹簧抵接部以及从动部件16的对应的内侧弹簧抵接部抵接。
其结果,从动部件16经由多个第一外侧弹簧SP11、第一中间部件12以及多个第二外侧弹簧SP12连结于驱动部件11,并且经由多个第一内侧弹簧SP21、第二中间部件14以及多个第二内侧弹簧SP22连结于驱动部件11。另外,在减振装置10的安装状态下,第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12以及第一内侧弹簧SP21和第二内侧弹簧SP22均被保持为自然长度或者与自然长度相比稍微被压缩的状态。由此,各弹簧SP11、SP12、SP21以及SP22的反作用力随着各自的位于两侧的两个旋转元件的相对扭转角变大而变大。即,第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12以及第一内侧弹簧SP21和第二内侧弹簧SP22均具有正刚度。
如图3所示,多个中间弹簧SPm分别连结于第一中间部件12的沿着周向相邻的弹簧抵接部12c之间、和第二中间部件14的沿着周向相邻的弹簧抵接部14c之间,并相对于第一以及第二中间部件12、14呈放射状配设。如图示那样,各中间弹簧SPm的一端固定于第一连结部件120,各中间弹簧SPm的另一端固定于第二连结部件140。第一连结部件120经由在第一中间部件12(减振装置10)的轴向上延伸的第一连结销125以自如旋转的方式连结于固定在该第一中间部件12的沿着周向相邻的弹簧抵接部12c之间的连结部。如图3所示,多个第一连结销125相对于第一中间部件12等间隔(在本实施方式中,为90°间隔)地配设。另外,第二连结部件140经由在第二中间部件14(减振装置10)的轴向上延伸的第二连结销145以自如旋转的方式连结于固定在该第二中间部件14的沿着周向相邻的弹簧抵接部14c之间的连结部。如图3所示,多个第二连结销145相对于第二中间部件14等间隔(在本实施方式中,为90°间隔)地配设。
而且,多个中间弹簧SPm在减振装置10的安装状态下,分别以在与自然长度相比被充分地压缩的状态下在减振装置10的径向上延伸的方式连结于第一以及第二中间部件12、14。由此,各中间弹簧SPm能够与第一以及第二中间部件12、14的相对旋转相对应地伸长,各中间弹簧SPm的反作用力随着位于两侧的第一以及第二中间部件12、14的相对扭转角变大而变小。即,中间弹簧SPm具有负刚度。
另外,如图1所示,减振装置10包括限制第一外侧弹簧SP11的挠曲的第一限制器21、限制第二外侧弹簧SP12的挠曲的第二限制器22、限制第一内侧弹簧SP21的挠曲的第三限制器23、限制第二内侧弹簧SP22的挠曲的第四限制器24、以及限制中间弹簧SPm的挠曲的第五限制器25。第一限制器21~第五限制器25构成为在从发动机向驱动部件11传递的输入扭矩达到小于与减振装置10的最大扭转角θmax对应的扭矩T2(第二阈值)的预先决定的扭矩(第一阈值)T1后,限制对应的弹簧的挠曲。适当地设定上述第一限制器21~第五限制器25的工作时机,从而能够使减振装置10具有多个阶段(两个阶段以上)的衰减特性。
在本实施方式中,第一限制器21构成为限制驱动部件11与第一中间部件12的相对旋转,第二限制器22构成为限制第一中间部件12与从动部件16的相对旋转。另外,第三限制器23构成为限制驱动部件11与第二中间部件14的相对旋转,第四限制器24构成为限制第二中间部件14与从动部件16的相对旋转,第五限制器25构成为限制第一中间部件12与第二中间部件14的相对旋转。此外,如在图1中用双点划线所示那样,也可以设置限制驱动部件11与从动部件16的相对旋转的限制器26,并且省略第一限制器21~第五限制器25中的任意两个或三个。即,若弹簧SP11~SPm的挠曲在适当的时机被限制,则并非必须以与弹簧SP11~SPm的每一个对应的方式设置五个限制器。
接下来,对减振装置10的动作进行说明。
在起步装置1中,在解除由锁止离合器8形成的锁止时,例如,从发动机EG传递至前盖3的旋转扭矩(动力)经由泵叶轮4、涡轮5、从动部件16、减振毂7这样的路径向变速器TM的输入轴IS传递。与此相对,若通过起步装置1的锁止离合器8执行锁止,则从发动机EG经由前盖3和锁止离合器8传递至驱动部件11的旋转扭矩(输入扭矩),在向驱动部件11的输入扭矩达到上述扭矩T1之前,即在全部第一外侧弹簧SP11、第二外侧弹簧SP12、第一内侧弹簧SP21、第二内侧弹簧SP22以及中间弹簧SPm的挠曲被允许的期间,经由全部的弹簧SP11~SPm向从动部件16以及减振毂7传递。
即,在输入扭矩在锁止的执行过程中达到扭矩T1之前的期间,第一外侧弹簧(第一弹性体)SP11从驱动部件11向第一中间部件12传递旋转扭矩,第二外侧弹簧(第二弹性体)SP12从第一中间部件12向从动部件16传递旋转扭矩。另外,第一内侧弹簧(第三弹性体)SP21从驱动部件11向第二中间部件14传递旋转扭矩,第二内侧弹簧(第四弹性体)SP22从第二中间部件14向从动部件16传递旋转扭矩。因此,减振装置10作为驱动部件11与从动部件16之间的扭矩传递路径,如图4所示,具有包括第一外侧弹簧SP11、第一中间部件12以及第二外侧弹簧SP12的第一扭矩传递路径P1、和包括第一内侧弹簧SP21、第二中间部件14以及第二内侧弹簧SP22的第二扭矩传递路径P2。
另外,如上述那样,第一外侧弹簧SP11、第二外侧弹簧SP12以及第一内侧弹簧SP21、第二内侧弹簧SP22具有正刚度,而中间弹簧SPm具有负刚度。由此,若伴随着来自发动机EG的扭矩的传递引起的驱动部件11的旋转开始而使第一中间部件12与第二中间部件14相对旋转,则在静止状态下与自然长度相比被压缩的各中间弹簧SPm与开始两者的相对旋转同时伸长,从图4可知,使第一中间部件与第二中间部件相互朝相反方向旋转(使相对扭转角变化)。因此,在减振装置10中,能够在从发动机EG传递至驱动部件11的扭矩向从动部件16传递时,使从第二外侧弹簧(第二弹性体)SP12向从动部件16传递的振动的相位与从第二内侧弹簧(第四弹性体)SP22向从动部件16传递的振动的相位错开。其结果,在减振装置10中,能够利用从第二外侧弹簧SP12向从动部件16传递的振动以及从第二内侧弹簧SP22向从动部件16传递的振动中的一方,将另一方的至少一部分抵消。
另外,若在执行锁止过程中,在输入扭矩达到扭矩T1之前的期间,向驱动部件11传递扭矩,则如图4所示,第一中间部件12以及第二中间部件14中的一方(在图4的例子中,为第二中间部件14)相对于另一方(在图4的例子中,为第一中间部件12)朝旋转方向(车辆前进时的旋转方向)的行进方向侧(下游侧)(稍微)扭曲。由此,在执行锁止过程中,在输入扭矩达到扭矩T1之前的期间,各中间弹簧SPm将从驱动部件11经由第一内侧弹簧SP21传递至第二中间部件14的扭矩的一部分(平均扭矩的一部分)向第一中间部件12传递,或将从驱动部件11经由第一外侧弹簧SP11传递至第一中间部件12的扭矩的一部分(平均扭矩的一部分)向第二中间部件14传递。因此,减振装置10具有包括第一内侧弹簧SP21、第二中间部件14、中间弹簧SPm、第一中间部件12以及第二外侧弹簧SP12的第三扭矩传递路径,或者包括第一外侧弹簧SP11、第二中间部件14、中间弹簧SPm、第二中间部件14以及第二内侧弹簧SP22的第三扭矩传递路径。
进一步,若向驱动部件11的输入扭矩达到上述扭矩T1,则弹簧SP11、SP12、SP21、SP22以及SPm中的预先决定的弹簧的挠曲被限制。因此,若向驱动部件11的输入扭矩变为上述扭矩T1以上,则直至全部弹簧SP11、SP12、SP21、SP22以及SPm的挠曲被限制为止,利用未被限制挠曲的弹簧将向驱动部件11传递的扭矩的变动衰减(吸收)。
如上述那样,在减振装置10中,无论第一中间部件12以及第二中间部件14中的至少任意一方的共振的有无,都能够利用从第二外侧弹簧SP12向从动部件16传递的振动以及从第二内侧弹簧SP22向从动部件16传递的振动中的一方,将另一方的至少一部分抵消。因此,如图5所示,从由发动机EG向驱动部件11传递的输入扭矩较小,从驱动部件11即发动机EG的转速Ne至少比与第一中间部件12以及第二中间部件14的固有频率中的较小的一方对应的转速低的时候开始,就能够良好地提高振动衰减性能。另外,根据减振装置10,如图5所示,能够将由锁止离合器8执行锁止的锁止转速Nlup设定在具有该图中用虚线所示那样的振动衰减特性的普通的减振装置中无法设定的低旋转区域。这样,通过使锁止转速Nlup进一步降低来在早期将来自发动机EG的扭矩机械式地向变速器TM传递,能够使发动机EG与变速器TM之间的动力传递效率提高,从而能够进一步提高发动机EG的燃料效率。
进一步,在减振装置10中,以从第二外侧弹簧SP12向从动部件16传递的振动的相位与从第二内侧弹簧SP22向从动部件16传递的振动的相位错开180°的方式调整弹簧SP11、SP12、SP21、SP22的弹簧常数、第一中间部件12和第二中间部件14的惯性力矩(Inertia),由此能够进一步提高振动衰减性能。但是,也并非必须使从第二外侧弹簧SP12向从动部件16传递的振动的相位与从第二内侧弹簧SP22向从动部件16传递的振动的相位错开180°。
另外,在减振装置10中,第一外侧弹簧SP11、第二外侧弹簧SP12以及第一内侧弹簧SP21、第二内侧弹簧SP22均具有正刚度,中间弹簧SPm具有负刚度。由此,能够容易地进行减振装置10整体的设计,并且能够使从第二外侧弹簧SP12向从动部件16传递的振动的相位与从第二内侧弹簧SP22向从动部件16传递的振动的相位错开。
进一步,减振装置10的中间弹簧SPm在减振装置10的安装状态下以沿径向延伸的方式与第一中间部件12以及第二中间部件14连结,当第一中间部件12以及第二中间部件14的相对扭转角变为零时,中间弹簧SPm成为与自然长度相比被压缩的状态。而且,中间弹簧SPm与第一中间部件12以及第二中间部件14的相对旋转相对应地伸长。由此,从伴随着来自发动机EG的扭矩的传递而引起的驱动部件11的旋转开始而使第一中间部件12和第二中间部件14相对旋转的时刻、即驱动部件11(发动机EG)的转速极低的时候开始,使第一中间部件12与第二中间部件14相互朝相反方向旋转,从而能够使从第二外侧弹簧SP12向从动部件16传递的振动的相位与从第二内侧弹簧SP22向从动部件16传递的振动的相位错开。
此外,在减振装置10中,具有负刚度的弹性体并不限于中间弹簧SPm,也可以第一外侧弹簧SP11和第二外侧弹簧SP12以及第一内侧弹簧SP21和第二内侧弹簧SP22中的任意一个具有负刚度。另外,在减振装置10中,还可以第一外侧弹簧SP11、第二外侧弹簧SP12、第一内侧弹簧SP21、第二内侧弹簧SP22以及中间弹簧SPm中的多个具有负刚度。例如,也可以第一外侧弹簧SP11、第二外侧弹簧SP12以及第一内侧弹簧SP21、第二内侧弹簧SP22中的任意一个、和中间弹簧SPm具有负刚度。进一步,如图6所示的起步装置1A的减振装置10A那样,也可以第二外侧弹簧SP12(第二弹性体)以及第一内侧弹簧SP21(第三弹性体)具有负刚度。另外,也可以第一外侧弹簧SP11(第一弹性体)以及第二内侧弹簧SP22(第四弹性体)具有负刚度。进一步,还可以第二外侧弹簧SP12、第一内侧弹簧SP21以及中间弹簧SPm具有负刚度。另外,还可以第一外侧弹簧SP11、第二内侧弹簧SP22以及中间弹簧SPm具有负刚度。
进一步,在减振装置10中,作为具有负刚度的弹性体,例如也可以使用碟形弹簧、橡胶材料那样的除螺旋弹簧以外的弹性体。另外,在减振装置10中,作为输出元件的从动部件16与变矩器(流体传动装置)的涡轮5以一体旋转的方式连结,但并不限于此。即,如在图1中用双点划线所示那样,既可以驱动部件11或者第一中间部件12与涡轮5以一体旋转的方式连结,也可以第二中间部件14与涡轮5以一体旋转的方式连结。
图7是包括本公开的另一其他减振装置10B的起步装置1B的简要结构图。此外,在减振装置10B的构成元件之中对与上述减振装置10相同的元件标注相同的附图标记,并省略重复的说明。
图7所示的减振装置10B除驱动部件11、第一中间部件12、第二中间部件14以及从动部件16以外,还包括第三中间部件(第三中间元件)13作为旋转元件,并且除弹簧SP11、SP12、SP21、SP22以及SPm以外,还包括第三外侧弹簧SP13作为扭矩传递元件。从第二外侧弹簧SP12向减振装置10B的第三中间部件13传递扭矩,第三外侧弹簧SP13配置在第三中间部件13与从动部件16之间并在两者之间传递旋转扭矩。即,减振装置10B的第一扭矩传递路径包括第一外侧弹簧SP11、第一中间部件12、第二外侧弹簧SP12、第三中间部件13以及第三外侧弹簧SP13。
即使在这样的减振装置10B中,也能够获得与上述的减振装置10同样的作用效果。另外,在包括第三外侧弹簧SP13的减振装置10B中,能够使减振装置10B整体的刚度即等效刚度进一步降低,因此能够进一步提高振动衰减性能。此外,在图7所示的减振装置10B中,作为输出元件的从动部件16与变矩器(流体传动装置)的涡轮5以一体旋转的方式连结,但并不限于此。即,如在图7中用双点划线所示那样,既可以驱动部件11及第一中间部件12或者第三中间部件13与涡轮5以一体旋转的方式连结,也可以第二中间部件14与涡轮5以一体旋转的方式连结。
图8是表示包括本公开的其他减振装置10C的起步装置1C的简要结构图。此外,在减振装置10C的构成元件之中对与上述的减振装置10、10B相同的元件标注相同的附图标记,并省略重复的说明。
图8所示的减振装置10C也除驱动部件11、第一中间部件12、第二中间部件14以及从动部件16以外,还包括第三中间部件(第三中间元件)13作为旋转元件,并且除弹簧SP11、SP12、SP21、SP22以及SPm以外,还包括第三外侧弹簧SP13作为扭矩传递元件。从第一外侧弹簧SP11向减振装置10C的第三中间部件13传递扭矩,第三外侧弹簧SP13配置在第三中间部件13与第一中间部件12之间并在两者之间传递旋转扭矩。即,减振装置10C的第一扭矩传递路径包括第一外侧弹簧SP11、第三中间部件、第三外侧弹簧SP13、第一中间部件12以及第二外侧弹簧SP12。
即使在这样的减振装置10C中,也能够获得与上述的减振装置10B同样的作用效果。此外,在图8所示的减振装置10C中,作为输出元件的从动部件16与变矩器(流体传动装置)的涡轮5以一体旋转的方式连结,但并不限于此。即,如在图8中用双点划线所示那样,既可以驱动部件11、第一中间部件12或者第三中间部件13与涡轮5以一体旋转的方式连结,也可以第二中间部件14与涡轮5以一体旋转的方式连结。
如以上说明的那样,本公开的减振装置是具有传递来自发动机(EG)的扭矩的输入元件(11)和输出元件(16)的减振装置(10、10B、10C),其中,具备第一中间元件(12)、第二中间元件(14)、配置在上述输入元件(11)与上述第一中间元件(12)之间的第一弹性体(SP11)、配置在上述第一中间元件(12)与上述输出元件(16)之间的第二弹性体(SP12)、配置在上述输入元件(11)与上述第二中间元件(14)之间的第三弹性体(SP21)、配置在上述第二中间元件(14)与上述输出元件(16)之间的第四弹性体(SP22)、以及配置在上述第一中间元件(12)与上述第二中间元件(14)之间的第五弹性体(SPm),上述第一弹性体、上述第二弹性体、上述第三弹性体、上述第四弹性体以及上述第五弹性体(SP11、SP12、SP21、SP22、SPm)中的任意一个具有负刚度。
在本公开的减振装置中,第一弹性体从输入元件向第一中间元件传递扭矩,第二弹性体从第一中间元件向输出元件传递扭矩。另外,第三弹性体从输入元件向第二中间元件传递扭矩,第四弹性体从第二中间元件向输出元件传递扭矩。进一步,第五弹性体在第一中间元件与第二中间元件之间传递扭矩,第一弹性体~第五弹性体中的任意一个具有负刚度。由此,在从发动机传递至输入元件的扭矩向输出元件进行传递扭矩时,使第一中间元件与第二中间元件相互朝相反方向旋转,从而能够使从第二弹性体向输出元件传递的振动的相位与从第四弹性体向输出元件传递的振动的相位错开。因此,在本公开的减振装置中,无论第一中间元件和第二中间元件中的至少任意一方的共振的有无,都能够利用从第二弹性体向输出元件传递的振动以及从第四弹性体向输出元件传递的振动中的一方,将另一方的至少一部分抵消。其结果,从输入元件的转速至少比与第一中间元件以及第二中间元件的固有频率中的较小的一方对应的转速低的时候开始,就能够良好地提高振动衰减性能。
如上述那样,可以在全部上述第一弹性体、上述第二弹性体、上述第三弹性体、上述第四弹性体以及上述第五弹性体(SP11、SP12、SP21、SP22、SPm)的挠曲被允许时,从上述第二弹性体(SP12)向上述输出元件(16)传递的振动以及从上述第四弹性体(SP22)向上述输出元件(16)传递的振动中的一方将另一方的至少一部分抵消。
另外,也可以上述第一弹性体、上述第二弹性体、上述第三弹性体以及上述第四弹性体(SP11、SP12、SP21、SP22)具有正刚度,上述第五弹性体(SPm)具有负刚度。由此,能够容易地进行减振装置整体的设计,并且能够使从第二弹性体向输出元件传递的振动的相位与从第四弹性体向输出元件传递的振动的相位错开。此外,“正刚度”是指随着位于弹性体的两侧的两个旋转元件的相对扭转角变大而使该弹性体的反作用力增加,“负刚度”是指随着位于弹性体的两侧的两个旋转元件的相对扭转角变大而使该弹性体的反作用力减少。
进一步,也可以上述第五弹性体(SPm)在上述第一以及第二中间元件(12、14)的相对扭转角变为零时成为与自然长度相比被压缩的状态,并与上述第一以及第二中间元件(12、14)的相对旋转相对应地伸长。由此,从伴随着输入元件的旋转开始(扭矩传递的开始)而使第一中间元件和第二中间元件相对旋转的时刻起,使第一中间元件与第二中间元件相互朝相反方向旋转,从而能够使从第二弹性体向输出元件传递的振动的相位与从第四弹性体向输出元件传递的振动的相位错开。
另外,上述第五弹性体(SPm)也可以在上述减振装置(10、10B、10C)的安装状态下以沿该减振装置(10、10B、10C)的径向延伸的方式与上述第一以及第二中间元件(12、14)连结。
进一步,上述减振装置(10、10B、10C)也可以构成为,直至向上述输入元件传递的输入扭矩成为预先决定的阈值(T1)以上为止,上述第一弹性体、上述第二弹性体、上述第三弹性体、上述第四弹性体以及上述第五弹性体(SP11、SP12、SP21、SP22、SPm)的挠曲不被限制。由此,能够良好地提高向输入元件传递的输入扭矩较小、且该输入元件的转速较低时的减振装置的振动衰减性能。
另外,上述第一弹性体、上述第二弹性体、上述第三弹性体以及上述第四弹性体(SP11、SP12、SP21、SP22)可以是螺旋弹簧,该螺旋弹簧既可以是直线型螺旋弹簧,也可以是弧形螺旋弹簧。其中,在上述第一弹性体、上述第二弹性体、上述第三弹性体以及上述第四弹性体中的任一个为具有负刚度的弹性体的情况下,该任一个的弹性体例如也可以是碟形弹簧、橡胶材料那样的除螺旋弹簧以外的弹性体。
进一步,上述第五弹性体(SPm)可以是螺旋弹簧,该螺旋弹簧可以是直线型螺旋弹簧。其中,在第五弹性体为具有负刚度的弹性体的情况下,该第五弹性体例如也可以是碟形弹簧、橡胶材料那样的除螺旋弹簧以外的弹性体。
另外,上述输出元件(16)也可以与变速器(TM)的输入轴(IS)功能性地(直接或者间接地)连结,上述输入元件(11)也可以与内燃机(EG)的输出轴功能性地(直接或者间接地)连结。
进一步,上述输入元件(11)、上述输出元件(16)、上述第一以及第二中间元件(12、14)中的任意一个也可以以一体旋转的方式与泵叶轮(4)一同连结于流体传动装置的涡轮(5)。
此外,本公开的发明完全不限定于上述实施方式,不言而喻,在本公开的外延的范围内能够进行各种变更。另外,上述实施方式只不过是发明内容部分所记载的发明的具体的一个方式,不限定发明内容部分所记载的发明的元件。
工业上的利用可行性
本公开的发明能够利用在减振装置的制造领域等中。
Claims (10)
1.一种减振装置,其具有传递来自发动机的扭矩的输入元件和输出元件,其中,具备:
第一中间元件;
第二中间元件;
第一弹性体,其配置在所述输入元件与所述第一中间元件之间;
第二弹性体,其配置在所述第一中间元件与所述输出元件之间;
第三弹性体,其配置在所述输入元件与所述第二中间元件之间;
第四弹性体,其配置在所述第二中间元件与所述输出元件之间;以及
第五弹性体,其配置在所述第一中间元件与所述第二中间元件之间,
所述第一弹性体、所述第二弹性体、所述第三弹性体、所述第四弹性体以及所述第五弹性体中的任意一个具有负刚度。
2.根据权利要求1所述的减振装置,其中,
在全部所述第一弹性体、所述第二弹性体、所述第三弹性体、所述第四弹性体以及所述第五弹性体的挠曲被允许时,从所述第二弹性体向所述输出元件传递的振动以及从所述第四弹性体向所述输出元件传递的振动中的一方,将从所述第二弹性体向所述输出元件传递的振动以及从所述第四弹性体向所述输出元件传递的振动中的另一方的至少一部分抵消。
3.根据权利要求1或2所述的减振装置,其中,
所述第一弹性体、所述第二弹性体、所述第三弹性体以及所述第四弹性体具有正刚度,所述第五弹性体具有负刚度。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的减振装置,其中,
所述第五弹性体在所述第一中间元件以及所述第二中间元件的相对扭转角变为零时成为与自然长度相比被压缩的状态,并与所述第一中间元件以及所述第二中间元件的相对旋转相对应地伸长。
5.根据权利要求4所述的减振装置,其中,
所述第五弹性体在所述减振装置的安装状态下以沿该减振装置的径向延伸的方式与所述第一中间元件以及所述第二中间元件连结。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的减振装置,其中,
直至向所述输入元件传递的输入扭矩成为预先决定的阈值以上为止,所述第一弹性体、所述第二弹性体、所述第三弹性体、所述第四弹性体以及所述第五弹性体的挠曲不被限制。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的减振装置,其中,
所述第一弹性体、所述第二弹性体、所述第三弹性体以及所述第四弹性体为螺旋弹簧。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的减振装置,其中,
所述第五弹性体为螺旋弹簧。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的减振装置,其中,
所述输出元件与变速器的输入轴功能性地连结。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的减振装置,其中,
所述输入元件、所述输出元件、所述第一中间元件以及所述第二中间元件中的任意一个以一体旋转的方式与流体传动装置的涡轮连结。
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