JP2006077884A - スプリング組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】 親子ばねを用いたスプリング組立体において、内側コイルスプリングの外側面と外側コイルスプリングの内側面との摺動抵抗を減らすとともに、コイルスプリングの性能を安定して発揮できるようにする。
【解決手段】 スプリング組立体１４は、捩り振動を吸収・減衰するためのものであり、大コイルスプリング２１と、１対のスプリングシート２２と、小コイルスプリング２３と、覆い部材２４とを備えている。小コイルスプリング２３は、大コイルスプリング２１の内側に配置されており、大コイルスプリング２１より自由長が短い。覆い部材２４は、小コイルスプリング２３のコイルの外側面を覆うとともにコイルの内部に充填されており１対のスプリングシート２２の一方に固定されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、スプリング組立体、特に、捩り振動を吸収・減衰するためのスプリング組立体に関する。

車両のクラッチディスク組立体、フライホイール組立体、トルクコンバータのロックアップクラッチ等のダンパー機構には、捩り振動を吸収・減衰するためにスプリング組立体が設置されている。スプリング組立体は、入力側回転部材および出力側回転部材を回転方向において弾性的に連結するように配置されている。このスプリング組立体は、入力側回転部材と出力側回転部材とが相対回転することで、両部材間で回転方向に圧縮される。そして、このようなスプリング組立体として、コイルスプリングが二重に配置された親子ばねを用いたものが知られている。

親子ばねを用いたスプリング組立体は、主として、外側コイルスプリングと、１対のスプリングシートと、外側コイルスプリングの内側に配置された内側コイルスプリングとを有している。そして、両コイルスプリングが圧縮されることによって、単一のコイルスプリングの場合に比べて剛性が高くなり、発生する荷重も大きくなる。さらに、内側コイルスプリングの自由長が外側コイルスプリングの自由長より短い場合は、捩り角度の小さな範囲では外側コイルスプリングのみが圧縮され、捩じり角度の大きな範囲では外側コイルスプリングとともに内側コイルスプリングも圧縮され、高荷重を発生する。

しかし、上記従来の親子ばねを用いたスプリング組立体では、内側コイルスプリングが、捩り振動によって圧縮される際に遠心力によって外周側に移動することで、外側コイルスプリングの内側面に摺動する。この摺動抵抗によるヒステリシストルクは、ダンパー機構をソリッドな特性としてしまうため、音振動性能を悪化させる原因となる。
これに対して、特許文献１には、内側コイルスプリングの外側面を覆う覆い部材を備えたスプリング組立体が開示されており、内側コイルスプリングの外側面と外側コイルスプリングの内側面との摺動抵抗を減らすことを可能にしている。
特開２００４−１８３８７１号公報

しかし、上記の特許文献１に記載された親子ばねを用いたスプリング組立体においては、内側コイルスプリングが外側コイルスプリングの内側で回転方向に移動可能になっている。また、内側コイルスプリングの外側面と外側コイルスプリングの内側面との間には、わずかな隙間が存在している。このため、外側コイルスプリングの内側における内側コイルスプリングの位置が安定せず、内側コイルスプリングが作動する軌道がやや不安定になるおそれがあり、内側コイルスプリングの性能にばらつきが生じるおそれがある。このように、内側コイルスプリングの性能にばらつきが生じると、内側及び外側コイルスプリング全体としての性能が安定して発揮されにくくなる。

本発明の課題は、親子ばねを用いたスプリング組立体において、内側コイルスプリングの外側面と外側コイルスプリングの内側面との摺動抵抗を減らすとともに、コイルスプリングの性能を安定して発揮できるようにすることにある。

請求項１に記載のスプリング組立体は、捩り振動を吸収・減衰するためのスプリング組立体であって、外側コイルスプリングと、１対のスプリングシートと、内側コイルスプリングと、覆い部材とを備えている。１対のスプリングシートは、外側コイルスプリングの両端にそれぞれ対向して配置され、外側コイルスプリングの両端を受けている。内側コイルスプリングは、外側コイルスプリングの内側に配置され、外側コイルスプリングより自由長が短い。覆い部材は、内側コイルスプリングのコイルの外側面を覆うとともにコイルの内部に充填されており、１対のスプリングシートの一方に固定されている。

このスプリング組立体では、内側コイルスプリングのコイルの外側面を覆うとともにコイルの内部に充填された覆い部材が、１対のスプリングシートの一方に固定されているため、外側コイルスプリングの内側における内側コイルスプリングの位置を安定させることができ、内側コイルスプリングが作動する軌道を安定させることができる。これにより、内側コイルスプリングの外側面と外側コイルスプリングの内側面との摺動抵抗を減らすとともに、コイルスプリングの性能を安定して発揮できるようにすることができる。

請求項２に記載のスプリング組立体は、請求項１において、覆い部材は、その回転方向端部がスプリングシートに圧入により固定されている。
このスプリング組立体では、覆い部材の回転方向端部がスプリングシートに圧入により固定されているため、他の固定部材を用いる必要がない。
請求項３に記載のスプリング組立体は、請求項１又は２において、覆い部材は、弾性樹脂又はゴムからなる。

このスプリング組立体では、覆い部材が弾性樹脂又はゴムからなるため、内側コイルスプリングとともに撓み可能である。

本発明にかかるスプリング組立体では、内側コイルスプリングのコイルの外側面を覆うとともにコイルの内部に充填された覆い部材が、１対のスプリングシートの一方に固定されているため、内側コイルスプリングの外側面と外側コイルスプリングの内側面との摺動抵抗を減らすとともに、コイルスプリングの性能を安定して発揮できるようにすることができる。

以下、図面に基づいて、本発明にかかるスプリング組立体の実施形態について説明する。
（１）クラッチディスク組立体の全体構成
図１及び図２は、本発明にかかるスプリング組立体の一実施形態が採用されたクラッチディスク組立体１を示している。クラッチディスク組立体１は、主に、クラッチ機能とダンパー機能とを有しているが、ここでは、ダンパー機能について主に説明する。尚、図１のＯ−Ｏは、クラッチディスク組立体１の回転軸線である。

クラッチディスク組立体１は、主に、入力側の一対のプレートであるクラッチプレート１１と、リティーニングプレート１２と、ハブフランジ１３と、それらを回転方向に連結するスプリング組立体１４とから構成されている。
クラッチプレート１１及びリティーニングプレート１２は、概ね円板状の部材であり、軸線方向に所定間隔を空けて対向している。両プレート１１、１２の外周部は複数のストッパーピン１６によって固定され、これにより一体回転するようになっている。各プレート１１、１２には、円周方向に並んで複数（本実施形態では、４つ）の窓部１１ａ、１２ａがそれぞれ形成されている。窓部１１ａ、１２ａは、円周方向に比較的長く延びる孔部であり、その孔の縁には軸方向外側に起こされた支持部が形成されている。

ハブフランジ１３は、プレート１１、１２の軸方向間に相対回転可能に配置された概ね円板状の部材である。ハブフランジ１３には、プレート１１、１２の窓部１１ａ、１２ａに対応した位置に窓孔１３ａが形成されている。窓孔１３ａは、円周方向に比較的長く延びる孔部であり、窓部１１ａ、１２ａに対応した形状である。
スプリング組立体１４は、プレート１１、１２とハブフランジ１３とを回転方向に弾性的に連結するための部材であり、窓部１１ａ、１２ａ及び窓孔１３ａ内にそれぞれ配置されている。次に、スプリング組立体１４について、図３を用いて説明する。

（２）スプリング組立体の構成
スプリング組立体１４は、図３に示されるように、主として、大コイルスプリング２１と、スプリングシート２２と、小コイルスプリング２３と、覆い部材２４とから構成されている。
大コイルスプリング２１は、ダンパー機構において捩り振動を吸収・減衰するための部材であり、円周方向に延びている。

スプリングシート２２は、大コイルスプリング２１の円周方向両側に配置され、さらに窓部１１ａ、１２ａ及び窓孔１３ａの円周方向端部の縁に当接している。スプリングシート２２は、シート本体２５から構成されている。シート本体２５は、大コイルスプリング２１のトルクを受けるための部分であり、高強度材料からなることが好ましく、例えば金属製である。シート本体２５は、主として、大コイルスプリング２１の回転方向端部を受ける支持部２５ａと、支持部２５ａの中心から大コイルスプリング２１内に延びる突出部２５ｂとを有している。また、スプリングシート２２の一方（図３において、大コイルスプリング２１の左側に配置されたスプリングシート２２）の突出部２５ｂには、固定孔２５ｃが形成されている。

小コイルスプリング２３は、大コイルスプリング２１の内側に配置されており、自由長が大コイルスプリング２１より短く設定されている。
覆い部材２４は、小コイルスプリング２３の外側面を覆うとともに、小コイルスプリング２３のコイル内部に充填されている。そして、覆い部材２４は、スプリングシート２２の一方に固定されている。より具体的には、覆い部材２４は、本実施形態において、小コイルスプリング２３の外側面を覆うとともに小コイルスプリング２３のコイル内部に充填された本体部２４ａと、本体部２４ａの回転方向端部の一方（図３において、小コイルスプリング２３の左端部に対応する側の端部）に形成された固定突起２４ｂとを有している。本体部２４ａは、その外形が、大コイルスプリング２１のコイルの内径よりもわずかに小さい外径を有し、かつ、大コイルスプリング２１の自由長よりも短く設定された略円柱形状である。固定突起２４ｂは、本体部２４ａの回転方向端部からスプリングシート２２の突出部２５ｂ側に向かって延びる部分であり、他の固定部材を用いることなく、突出部２５ｂに形成された固定孔２５ｃに圧入により固定されている。また、覆い部材２４は、全体が弾性樹脂又はゴムからなり、小コイルスプリング２３とともに回転方向に圧縮可能であり、ダンパー機構においてストッパートルクを発生させることができる。

（３）クラッチディスク組立体の動作
このクラッチディスク組立体１にエンジンからのトルク変動が入力されると、プレート１１、１２とハブフランジ１３とが相対回転し、その間で大コイルスプリング２１が圧縮される。プレート１１、１２とハブフランジ１３の捩じり角度が大きくなると、やがて小コイルスプリング２３がスプリングシート２２同士の間で圧縮される。このとき、小コイルスプリング２３のみならず覆い部材２４も圧縮されて、大きなトルクを発生する。

このとき、小コイルスプリング２３及び覆い部材２４は、遠心力により外側に移動しようとするが、小コイルスプリング２３のコイルの外側面を覆うとともにコイルの内部に充填された覆い部材２４の本体部２４ａがスプリングシート２２の一方に固定されているため、大コイルスプリング２１の内側における小コイルスプリング２３の位置を安定させることができ、小コイルスプリング２３が作動する軌道を安定させることができる。これにより、コイルスプリングの性能を安定して発揮できるようにすることができる。また、覆い部材２４は全体が弾性樹脂又はゴムからなるため、小コイルスプリング２３が遠心力により外側に移動しようとする際に、その変位を吸収することができて、小コイルスプリング２３が作動する軌道を安定させるのに寄与することができる。しかも、小コイルスプリング２３の外側面は覆い部材２４によって覆われているため、大コイルスプリング２１のコイルの内側面に摺動しても、小コイルスプリング２３は摩耗しにくくなっている。

このように、本実施形態のスプリング組立体１４を用いることによって、小コイルスプリング２３の外側面と大コイルスプリング２１の内側面との摺動抵抗を減らすとともに、両コイルスプリング２１、２３の性能を安定して発揮できるようにすることができる。
（４）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、覆い部材をスプリングシートに圧入により固定する構造は、上記実施形態に限定されず、種々の形状の突起や孔等により実現されていてもよい。

本発明の一実施形態が採用されたクラッチディスク組立体の縦断面概略図（図２のＩ−Ｏ−Ｉ断面図）である。 本発明の一実施形態が採用されたクラッチディスク組立体の平面図（スプリング組立体の一部を破断して図示）である。 図２の部分拡大図であり、スプリング組立体の横断面である。

符号の説明

１４ スプリング組立体
２１ 大コイルスプリング（外側コイルスプリング）
２２ スプリングシート
２３ 小コイルスプリング（内側コイルスプリング）
２５ 覆い部材

Claims (3)

1. 捩り振動を吸収・減衰するためのスプリング組立体であって、
   外側コイルスプリングと、
   前記外側コイルスプリングの両端にそれぞれ対向して配置され、前記外側コイルスプリングの両端を受ける１対のスプリングシートと、
   前記外側コイルスプリングの内側に配置され、前記外側コイルスプリングより自由長が短い内側コイルスプリングと、
   前記内側コイルスプリングのコイルの外側面を覆うとともにコイルの内部に充填されており、前記１対のスプリングシートの一方に固定されている覆い部材と、
   を備えたスプリング組立体。
2. 前記覆い部材は、その円周方向端部が前記スプリングシートに圧入により固定されている、請求項１に記載のスプリング組立体。
3. 前記覆い部材は、弾性樹脂又はゴムからなる、請求項１又は２に記載のスプリング組立体。

Images