JP6690318B2 - ダンパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチディスク等に利用されるダンパ装置に関する。

特許文献１には、クラッチディスク等に利用される従来のダンパ装置が開示されている。このダンパ装置は、フランジ付きハブとフランジ付きハブのフランジに対して対向するようにフランジ付きハブのハブ周りに配置されたプレートとをスプリングを介して周方向において弾性的に連結したものであり、プレート側からの入力をスプリングの撓み収縮により緩衝させながらスプリングを介してフランジ付きハブ側に伝達している。

特許第３３８１３９６号公報

このような従来のダンパ装置では、回転数が高くなるほど、スプリングの撓み始め付近の回転振動吸収において、設計時とは異なる意図しないヒステリシストルクが発生するという問題がある。

本件発明者らは、このような問題点に着目して鋭意研究を重ねた結果、スプリングの撓み始め付近の回転振動吸収では、フランジ付きハブのフランジがスプリングの端面のシートに対して押圧と離間を繰り返す際に、フランジとシートとの間で面摺動が発生し、この面摺動が意図しないヒステリシストルクを引き起こしていることを知見した。

本発明は、以上のような知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、意図しないヒステリシストルクの発生を抑制できるダンパ装置を提供することにある。

本発明によるダンパ装置は、
押圧プレートと、
前記押圧プレートに対向するように配置された回転プレートと、
前記押圧プレートと前記回転プレートとを周方向において弾性的に連結する弾性部材と、
前記弾性部材の周方向の端面に設けられたシートと、
を備え、
前記シートは、内径側において周方向に突出する凸面を有し、
前記押圧プレート及び前記回転プレートは、それぞれ、前記凸面と嵌合可能な凹面を有し、
前記シートの凸面が前記回転プレートの凹面に嵌合した状態では、前記シートの凸面と前記押圧プレートの凹面との間に隙間が形成されている。

本発明によれば、シートの凸面が回転プレートの凹面に嵌合した状態では、シートの凸面と押圧プレートの凹面との間に隙間が形成されているため、押圧プレートがシートに対して押圧と離間を繰り返すような場合においても、シートの凸面と押圧プレートの凹面との間にて面摺動が発生しない。これにより、弾性部材の撓みを開始する時点において、意図しないヒステリシストルクの発生が抑制され得る。

本発明によるダンパ装置において、前記シートは、外径側において前記押圧プレートと接触可能な接触部を有し、前記押圧プレートが前記シートを押圧して前記弾性部材の撓みを開始する時点において、前記シートの凸面と前記押圧プレートの凹面との間に隙間が形成されていてもよい。

本発明によるダンパ装置において、前記押圧プレートが前記シートを更に押圧する時、前記シートは前記接触部を中心に回転して前記シートの凸面が前記押圧プレートの凹面に嵌合してもよい。

本発明によるダンパ装置において、前記押圧プレートが前記シートを押圧して前記弾性部材の撓みを開始する時点において、前記シートは前記弾性部材の外径側を押圧し、前記シートが回転して前記シートの凸面が前記押圧プレートの凹面に嵌合した後に、前記シートは前記弾性部材の中心軸を押圧してもよい。

本発明によれば、ダンパ装置において、意図しないヒステリシストルクの発生を抑制できる。

図１は、本発明の一実施の形態によるダンパ装置の概略平面図である。 図２は、図１に示すダンパ装置の一部のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図３は、図２に示すダンパ装置のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図４は、図２に示すダンパ装置のＣ−Ｃ線に沿った断面図であって、初期状態におけるダンパ装置の断面図である。 図５は、図２に示すダンパ装置のＣ−Ｃ線に沿った断面図であって、回転時においてフランジ付きハブがシートに接触する時のダンパ装置の断面図である。 図６は、図２に示すダンパ装置のＣ−Ｃ線に沿った断面図であって、回転時においてフランジ付きハブがシートから離間する時のダンパ装置の断面図である。 図７は、図２に示すダンパ装置のＣ−Ｃ線に沿った断面図であって、回転時においてフランジ付きハブがシートを押圧する時のダンパ装置の断面図である。 図８は、回転時においてフランジ付きハブがシートに接触する時の従来のダンパ装置の断面図である。 図９は、回転時においてフランジ付きハブがシートから離間する時の従来のダンパ装置の断面図である。 ダンパ装置の捩じれ特性を示す図である。 従来のダンパ装置のヒステリシストルクを説明するための図である。 本発明の一実施の形態によるダンパ装置のヒステリシストルクを説明するための図である。

以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。

図１は、本発明の一実施の形態によるダンパ装置の概略平面図である。図２は、図１に示すダンパ装置の一部のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図３は、図２に示すダンパ装置のシート２１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図４は、図２に示すダンパ装置のＣ−Ｃ線に沿った断面図であって、初期状態におけるダンパ装置の断面図である。図５は、図５は、図２に示すダンパ装置のＣ−Ｃ線に沿った断面図であって、回転時においてフランジ付きハブがシートに接触する時のダンパ装置の断面図である。図６は、図２に示すダンパ装置のＣ−Ｃ線に沿った断面図であって、回転時においてフランジ付きハブがシートから離間する時のダンパ装置の断面図である。図７は、図２に示すダンパ装置のＣ−Ｃ線に沿った断面図であって、回転時においてフランジ付きハブがシートを押圧する時のダンパ装置の断面図である。

図１に示すように、本実施の形態によるダンパ装置１０は、フランジ付きハブ１１と、フランジ付きハブ１１に対向するように配置されたディスクプレート１２と、フランジ付きハブ１１とディスクプレート１２とをディスク周方向において弾性的に連結する弾性部材１４と、弾性部材１４のディスク周方向の端面に設けられたシート２１、２２と、を備えている。本実施の形態では、フランジ付きハブ１１が特許請求の範囲の「押圧プレート」に対応し、ディスクプレート１２が特許請求の範囲の「回転プレート」に対応している。

本実施の形態によるダンパ装置１０は、例えば自動車のエンジンと変速機との間に配設される摩擦クラッチのクラッチディスクの用途に用いられる。この場合、駆動軸としてのフライホイールとプレッシャープレートとの間に挟着され得るフェーシング５１がリベット５２により両側に固定された多数の波付板バネが、ディスクプレート１２の外周部にリベットにより固定される。また、出力軸としての変速機インプットシャフトが、フランジ付きハブ１１のハブにスプライン嵌合される。

フランジ付きハブ１１は、円筒形状のハブと、ハブの外周からディスク径方向に延在するフランジ１１Ｆ（図２参照）と、を有している。ディスクプレート１２は、略円板形状を有しており、フランジ付きハブ１１のハブ周りにフランジ１１Ｆに対向するように配置されている。

弾性部材１４は、図示された例ではコイルスプリングであるが、弾性体であればゴム等であってもよい。以下の説明では、弾性部材１４をスプリングと呼ぶことがある。

図１に示すように、ディスクプレート１２には、ディスク周方向に延在する複数の窓１２Ｗが形成されており、フランジ付きハブ１１のフランジ１１Ｆには、窓１２Ｗと対向する複数の切欠き１１Ｗが形成されている。この対向する窓１２Ｗ及び切欠き１１Ｗにて一つの組が構成され、この組となる窓１２Ｗ及び切欠き１１Ｗ内に組毎に弾性部材１４が所定量撓み収縮された状態で配置されている。これにより、弾性部材１４は、フランジ付きハブ１１及びディスクプレート１２に対して組み付けられる。

図２及び図４〜図７に示すように、シート２１、２２は、弾性部材１４のディスク周方向端面と窓１２Ｗ及び切欠き１１Ｗのディスク周方向端面との間に、弾性部材１４の反力にて挟持された状態で配設されている。したがって、窓１２Ｗのディスク周方向端面及び切欠き１１Ｗのディスク周方向端面は、シート２１、２２を介して弾性部材１４のディスク周方向端面と当接し得る。

図示された例では、シート２１、２２のうち弾性部材１４のディスク周方向端面と当接する一方の側面のディスク径方向中央部に、スプリング１４のコイル内側に嵌挿されてスプリング１４を保持するスプリング保持突起部２１ｂ、２２ｂが、当該一方の側面に対してディスク周方向に突出するように設けられている。また、当該一方の側面のディスク径方向外側には、スプリング１４の外周を保持するシート外周保持部２１ｃ、２２ｃが、当該一方の側面に対してディスク周方向に突出するように設けられている。

一方、シート２１、２２のうち他方の側面のディスク径方向内側には、ディスク軸方向に延在する断面半円形状の凸面２１ａ、２２ａが、当該他方の側面に対してディスク周方向に突出するように一体に設けられている。

本実施の形態では、図３に示すように、シート２１の凸面２１ａのうちディスクプレート１２の窓１２Ｗのディスク周方向端面と対向する部分２１ａ１は、フランジ付きハブ１１の切欠き１１Ｗのディスク周方向端面と対向する部分２１ａ２に比べて、ディスク周方向に突出するように形成されている。図示は省略するが、他方のシート２２の凸面２２ａも同様の形状にて形成されている。

図４〜図７に示すように、フランジ付きハブ１１の切欠き１１Ｗ及びディスクプレート１２の窓１２Ｗのディスク周方向端面には、それぞれ、シート２１、２２の凸面２１ａ、２２ａと対向するように凸面２１ａ、２２ａと同一の断面形状である半円形状の凹面１１ａ、１２ａが形成されている。シート２１、２２の凸面２１ａ、２２ａはフランジ付きハブ１１の凹面１１ａまたはディスクプレート１２の凹面１２ａ内に嵌挿され、これにより、シート２１、２２は、フランジ付きハブ１１またはディスクプレート１２にディスク周方向及び径方向において保持され得る。

図４に示すように、ディスクプレート１２の窓１２Ｗは、扇側形状を呈するものであって、回転がない初期状態においては、シート２１、２２の凸面２１ａ、２２ａがディスクプレート１２の凹面１２ａに当接されており、窓１２Ｗのディスク周方向端面のうちディスク径方向外側部分は、シート２１、２２の対向する側面に対して所定角度αだけ傾斜している。これにより、図５に示すように、回転時にシート２１、２２に対してディスク径方向外向きの遠心力が加わると、シート２１、２２は、ディスクプレート１２との接触部２６を中心に、ディスクプレート１２に対して所定角度αだけ回転し、これにより、シート２１、２２の凸面２１ａ、２２ａがディスクプレート１２の凹面１２ａに嵌合して保持される。

また、図５及び図６に示すように、フランジ付きハブ１１の切欠き１１Ｗは、扇側形状を呈するものであって、シート２１、２２の凸面２１ａ、２２ａがディスクプレート１２の凹面１２ａに嵌合して保持された状態では、シート２１、２２の凸面２１ａ、２１ｂとフランジ付きハブ１１の凹面１１ａとの間に隙間３１が形成されている。

さらに、図５に示すように、シート２１は、ディスク径方向外側においてフランジ付きハブ１１と接触可能な接触部２５を有しており、フランジ付きハブ１１がシート２１を押圧して弾性部材１４の撓みを開始する時点において、シート２１の凸面２１ａとフランジ付きハブ１１の凹面１１ａとの間に隙間３１が形成されている。

より詳しくは、図５に示すように、フランジ付きハブ１１がシート２１を押圧して弾性部材１４の撓みを開始する時点において、フランジ付きハブ１１の切欠き１１Ｗのディスク周方向端面は、シート２１の対向する側面に対して所定角度βだけ傾斜している。これにより、図７に示すように、フランジ付きハブ１１がシート２１を更に押圧する時に、シート２１は、フランジ付きハブ１１に対する接触部２５を中心に、フランジ付きハブ１１に対して所定角度βだけ回転し、これにより、シート２１の凸面２１ａはフランジ付きハブ１１の凹面１１ａに嵌合して保持され得る。

図５に示すように、フランジ付きハブ１１がシート２１を押圧して弾性部材１４の撓みを開始する時点では、フランジ付きハブ１１からの押圧力がシート２１のディスク径方向外側の接触部２５に加わるため、シート２１は弾性部材１４の外径側を押圧する。一方、図７に示すように、シート２１の凸面２１ａがフランジ付きハブ１１の凹面１１ａに嵌合して保持された状態では、フランジ付きハブ１１からの押圧力がシート２１の対向する側面に均等に加わるため、シート２１は弾性部材１４を外径側と内径側とを均等に押圧する。

次に、このような構成からなるダンパ装置１０の動作について説明する。
クラッチの接続時、エンジンからのトルクは、フェーシング５１及び波付板バネを介してディスクプレート１２に入力され、ディスクプレート１２から弾性部材１４を介してフランジ付きハブ１１に伝達され、フランジ付きハブ１１から変速機へと出力される。この時、フランジ付きハブ１１とディスクプレート１２とが入力されたトルク値に応じて弾性部材１４を撓み収縮させながら、図１０に示される捩じれ特性にて相対捩じれ回転し、これにより、ディスクプレート１２からフランジ付きハブ１１へのトルク伝達に緩衝作用が働く。

なお、図示は省略するが、ダンパ装置１０には、それ自体は公知のヒステリシス機構が設けられており、フランジ付きハブ１１とディスクプレート１２とが相対捩じれ回転する際の捩じれ特性にヒステリシスを持たせ、ディスクプレート１２からフランジ付きハブ１１へのトルク伝達に減衰作用を働かせている。ヒステリシス機構としては、例えば特許第３３８１３９６号公報の段落００１３に記載されたような構成を採用することができる。

本実施の形態では、図４及び図５に示すように、ダンパ装置１０に回転が加わると、シート２１、２２は、ディスク径方向外向きの遠心力を受けることで、ディスクプレート１２との接触部２６を中心に所定角度αだけ回転する。これにより、弾性部材１４の撓み収縮による捩じれ特性の前に、シート２１、２２の回転により捩じれ特性が得られる。

図５に示すように、シート２１、２２がディスクプレート１２に対して所定角度αだけ回転することで、シート２１、２２の凸面２１ａ、２２ａはディスクプレート１２の凹面１２ａに嵌合する。これにより、シート２１、２２の確実な保持が可能となる。

ところで、発明が解決しようとする課題の欄でも言及したように、従来のダンパ装置では、図８及び図９に示すように、シート１２１、１２２の凸面１２１ａ、１２２ａがディスクプレート１１２の凹面１１２ａに嵌合した状態において、シート１２１の凸面１２１ａとフランジ付きハブ１１１の凹面１１１ａとは互いに接触する接触部分１３０を有している。

そのため、スプリング１１４の撓み始め付近の回転振動吸収（図１０における符号Ｄを付した一点鎖線で囲われた領域に対応する）では、フランジ付きハブ１１１がシート１２１に対して押圧と離間を繰り返す際に、フランジ１１１Ｆの凹面１１１ａとシート１２１の凸面１２１ａとの間の接触部分１３０にて面摺動が発生する。ダンパ装置の回転数が高くなるほど、シート１２１、１２２に加わる遠心力が大きくなるため、面摺動も大きくなる。この面摺動の影響により、図１１に示すように、設計時とは異なる意図しないヒステリシストルクが発生することになる。

一方、本実施の形態では、図５及び図６に示すように、シート２１、２２の凸面２１ａ、２２ａがディスクプレート１２の凹面１２ａに嵌合した状態では、シート２１の凸面２１ａとフランジ付きハブ１１の凹面１１ａとの間に隙間３１が形成されている。そのため、フランジ付きハブ１１がシート２１に対して押圧と離間を繰り返すような場合においても、シート２１の凸面２１ａとフランジ付きハブ１１の凹面１１ａとの間で面摺動が発生しない。これにより、図１２に示すように、スプリング１４の撓み始め付近の回転振動吸収（図１２における符号Ｄを付した一点鎖線で囲われた領域に対応する）において、設計時と同様のヒステリシストルクが実現され得る。

また、本実施の形態では、図５に示すように、フランジ付きハブ１１がシート２１を押圧して弾性部材１４の撓みを開始する時点において、フランジ付きハブ１１とシート２１とが接触部２５の一点にて接触するので、面摺動に起因する意図しないヒステリシストルクの発生が確実に防止され得る。

図７に示すように、フランジ付きハブ１１がシート２１を更に押圧する時、シート２１は接触部２５を中心に所定角度βだけ回転して、シート２１の凸面２１ａがフランジ付きハブ１１の凹面１１ａに嵌合する。これにより、シート２１の確実な押圧及び保持が可能となる。

ここで、図５に示すように、フランジ付きハブ１１がシート２１を押圧して弾性部材１４の撓みを開始する時点では、シート２１は弾性部材１４の外径側を押圧するが、図７に示すように、シート２１が回転してシート２１の凸面２１ａがフランジ付きハブ１１の凹面１１ａに嵌合した後では、シート２１は弾性部材１４の中心軸を押圧する（言い換えれば、弾性部材１４の外径側及び内径側を均等に押圧する）。このように、弾性部材１４が段階的に押圧されることにより、ダンパ装置１０におけるトルク段差が低減され得る。

以上のように、本実施の形態によれば、シート２１の凸面２１ａがディスクプレート１２の凹面１２ａに嵌合した状態では、シート２１の凸面２１ａとフランジ付きハブ１１の凹面１１ａとの間に隙間が形成されているため、フランジ付きハブ１１がシート２１に対して押圧と離間を繰り返すような場合においても、シート２１の凸面２１ａとフランジ付きハブ１１の凹面１１ａとの間にて面摺動が発生しない。これにより、弾性部材１４の撓みを開始する時点において、意図しないヒステリシストルクの発生が抑制され得る。

また、本実施の形態によれば、フランジ付きハブ１１がシート２１を押圧して弾性部材１４の撓みを開始する時点において、シート２１の凸面２１ａとフランジ付きハブ１１の凹面１１ａとの間に隙間が形成されており、フランジ付きハブ１１とシート２１とが接触部２５の一点にて接触するため、面摺動に起因する意図しないヒステリシストルクの発生が確実に防止され得る。

また、本実施の形態によれば、フランジ付きハブ１１がシート２１を更に押圧する時に、シート２１は接触部２５を中心に回転してシート２１の凸面２１ａがフランジ付きハブ１１の凹面１１ａに嵌合するため、シート２１の確実な押圧及び保持が可能となる。

また、本実施の形態によれば、フランジ付きハブ１１がシート２１を押圧して弾性部材１４の撓みを開始する時点において、シート２１は弾性部材１４の外径側を押圧し、シート２１が回転してシート２１の凸面２１ａがフランジ付きハブ１１の凹面１１ａに嵌合した後に、シート２１は弾性部材１４の中心軸を押圧するため、弾性部材１４が段階的に押圧されることになり、これにより、ダンパ装置１０のトルク段差が低減される。

なお、上述した実施の形態では、図３に示すように、シート２１の凸面２１ａのうちディスクプレート１２の窓１２Ｗのディスク周方向端面と対向する部分２１ａ１が、フランジ付きハブ１１の切欠き１１Ｗのディスク周方向端面と対向する部分２１ａ２に比べて、ディスク周方向に突出するように形成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、フランジ付きハブ１１の凹面１１ａが、ディスクプレート１２の凹面１２ａに比べて、ディスク周方向に没入するように形成されていてもよい。このような態様によっても、シート２１の凸面２１ａがディスクプレート１２の凹面１２ａに嵌合した状態において、シート２１の凸面２１ａとフランジ付きハブ１１の凹面１１ａとの間に隙間３１が形成され得て、上述した実施の形態と同様の作用効果が得られる。

また、上述した実施の形態では、フランジ付きハブ１１が特許請求の範囲の「押圧プレート」に対応し、ディスクプレート１２が特許請求の範囲の「回転プレート」に対応していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ディスクプレート１２が特許請求の範囲の「押圧プレート」に対応し、フランジ付きハブ１１が特許請求の範囲の「回転プレート」に対応してもよい。この場合、フランジ付きハブ１１に入力されるトルクが、弾性部材１４の撓み収縮により緩衝されながら弾性部材１４を介してディスクプレート１２に伝達されるが、このような態様においても上述した実施の形態と同様の作用効果が得られる。

１０ ダンパ装置
１１ フランジ付きハブ（押圧プレート）
１１Ｆ フランジ
１２ ディスクプレート（回転プレート）
１４ 弾性部材
２１、２２ シート
２１ａ、２２ａ 凸部
２１ａ１ ディスクプレートの窓のディスク周方向端面と対向する部分
２２ａ２ フランジ付きハブの切欠きのディスク周方向端面と対向する部分
２１ｂ、２２ｂ シート弾性部材保持突起部
２１ｃ、２２ｃ シート外周保持部
２５ 接触部
３１ 隙間
５１ フェーシング
５２ リベット

Claims (2)

1. 押圧プレートと、
   前記押圧プレートに対向するように配置された回転プレートと、
   前記押圧プレートと前記回転プレートとを周方向において弾性的に連結する弾性部材と、
   前記弾性部材の周方向の端面に設けられたシートと、
   を備え、
   前記シートは、内径側において周方向に突出する凸面を有し、
   前記押圧プレート及び前記回転プレートは、それぞれ、前記凸面と嵌合可能な凹面を有し、
   前記シートの凸面が前記回転プレートの凹面に嵌合した状態では、前記シートの凸面と前記押圧プレートの凹面との間に隙間が形成されており、
   前記シートは、外径側において前記押圧プレートと接触可能な接触部を有し、
   前記押圧プレートが前記シートを押圧して前記弾性部材の撓みを開始する時点において、前記シートの凸面と前記押圧プレートの凹面との間には隙間が形成されており、
   前記押圧プレートが前記シートを更に押圧する時、前記シートは前記接触部を中心に回転して前記シートの凸面が前記押圧プレートの凹面に嵌合する
   ことを特徴とするダンパ装置。
2. 前記押圧プレートが前記シートを押圧して前記弾性部材の撓みを開始する時点において、前記シートは前記弾性部材の外径側を押圧し、前記シートが回転して前記シートの凸面が前記押圧プレートの凹面に嵌合した後に、前記シートは前記弾性部材の中心軸を押圧する
   ことを特徴とする請求項１に記載のダンパ装置。

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