JP2011241918A - 捩り振動減衰装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ角の範囲を広角化することができる捩り振動減衰装置を提供すること。
【解決手段】捩り振動減衰装置１０を、摩擦材１８ａ、１８ｂを支持する円板部１３および円板部１３から回転軸Ｌ方向に突出する円筒部１４を有するカップ部材１１と、円板部１３に対向して設けられ、放射方向内周部に入力シャフト２０を支持するボス１９を有する円板部１５および円板部１５から円板部１３に向かって回転軸Ｌ方向に突出する円筒部１６を有するカップ部材１２と、一端部が円筒部１４に連結されるとともに、他端部が円筒部１６に連結され、カップ部材１１、１２が相対回転したときに、カップ部材１１とカップ部材１２との間で回転トルクを伝達するコイルスプリング２１、２２とを含んで構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、捩り振動減衰装置に関し、特に、第１の回転部材と第２の回転部材とを弾性部材を介して相対回転自在に連結した捩り振動減衰装置に関する。

従来から内燃機関や電動モータ等の駆動源と車輪等と連結して駆動源からの回転トルクを伝達するとともに、駆動源と変速歯車組を有する駆動系との間の捩り振動を吸収する捩り振動減衰装置が知られている。

この捩り振動減衰装置は、例えば、駆動源側のフライホイールに締結および解放される駆動側回転部材と、変速機の入力シャフトに連結される被駆動側回転部材と、駆動側回転部材および被駆動側回転部材を円周方向に弾性的に連結する弾性部材とから構成されている（例えば、特許文献１参照）。

駆動側回転部材は、クラッチディスクと、クラッチディスクの半径方向内方に設けられた一対のディスクプレートから構成されており、被駆動側回転部材は、変速機の入力シャフトに回転不能にかつ回転軸方向に移動可能に連結され、ディスクプレートの間に設けられたハブから構成されている。

ハブは、入力シャフトにスプライン係合する筒状のボスおよびボスから半径方向外方に広がる円板状のフランジを有している。また、弾性部材は、単独のコイルスプリングから構成されており、コイルスプリングは、フランジに形成された窓孔内に収容されて円周方向両端部を円周方向に支持されているとともに、一対のディスクプレートに形成された窓部によって円周方向に支持されている。

このような構成を有する捩り振動減衰装置にあっては、クラッチディスクおよび一対のディスクプレートとハブとが相対回転すると、コイルスプリングがクラッチディスクおよび一対のディスクプレートとハブとの間で円周方向に圧縮されることにより、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に入力される捩り振動をコイルスプリングによって、吸収・減衰するようになっている。

ところで、捩り振動によって発生する変速機側の騒音としては、アイドリング時の異音、走行時の異音およびこもり音が知られている。したがって、各異音の発生原因となる捩り振動を吸収するためには、捩り振動減衰装置の捩れ特性を適切に設定する必要がある。

ここで、アイドル時の異音としては、ニュートラルに変速したアイドル時に、駆動源のトルク変動による回転変動を起振源とした捩り振動によって、無負荷状態にある歯車対が衝突して生じるガラガラという異音、所謂、ガラ音が知られている。

また、走行時の異音としては、車両の加減速中に、駆動源のトルク変動による回転変動を起振源とした捩り振動や、駆動系の捩り共振によって変速歯車組の空転歯車対が衝突して生じるジャラジャラという異音、所謂、ジャラ音が知られている。

また、こもり音としては、駆動源のトルク変動を起振力とする駆動系の捩り共振による振動によって車室内に発生する異音が知られており、駆動系の捩り共振は、通常、定常走行時（例えば、内燃機関の回転数が２５００ｒｐｍ付近）に存在するため、定常走行時にこもり音が発生する。

従来、捩れ特性を適切に設定した捩り振動減衰装置としては、例えば、特許文献２に記載されたようなものが知られている。
この捩り振動減衰装置は、被駆動側回転部材を構成する筒状のボスと、ボスから半径方向外方に広がる円板状のフランジとを二分割し、ボスの外周部とフランジの内周部にボスとフランジとの捩り振動を吸収するバネ定数の小さい小コイルスプリングを介装するようにしている。

また、一対のディスクプレートには第１の窓部と第２の窓部とが設けられており、この第１の窓部および第２の窓部は、ディスクプレートの円周方向に離隔している。
また、フランジは、第１の窓部と第２の窓部とにそれぞれ対応する第１の窓孔と第２の窓孔とが設けられており、第１の窓部と第１の窓孔内に小コイルスプリングよりもバネ定数が大きい第１のコイルスプリングと第１のシート部材とが設けられている。

また、第２の窓部と第２の窓孔内には小コイルスプリングよりもバネ定数が大きい第２のコイルスプリングと第２のシート部材とが設けられている。
また、第１シート部材は、第１の窓孔から円周方向に隙間が設けられており、第１コイルスプリングは、捩れ特性において第２コイルスプリングが圧縮される領域の捩れ角度の小さな領域では圧縮されず、捩れ角度の大きな領域で圧縮されるようになっている。

具体的には、アイドル状態でニュートラルに変速したとき等のようにクラッチディスクとハブとの捩れ角が小さい領域にあっては、小コイルスプリングのみを圧縮させることにより、捩れ角の小さな領域を低剛性にしてガラ音の発生を抑制する。

また、捩れ角が大きい領域では、第２のコイルスプリングのみを圧縮させることで、トルクが緩やかに上昇する中剛性の捩れ特性を得ることにより、こもり音を抑制することができる。

また、捩れ角がさらに大きくなり、捩れ角が所定の位置になると、第１のコイルスプリングと第２コイルスプリングとを並列に圧縮することで、トルクの上昇率が大きくなる高剛性の捩れ特性を得ることにより、ジャラ音を抑制するようにしている。すなわち、多段の捩れ特性を得ることができる。

特開２００３−１９４０９５号公報 特開２００１−３０４３４１号公報

しかしながら、特許文献２に示す捩り振動減衰装置にあっては、小コイルスプリングの変形によってアイドル時のガラ音を抑制することができるが、トルク変動を吸収するための第１、２のコイルスプリングが筒状のボスに対して放射方向外方に設けられているため、第１のコイルスプリングおよび第２のコイルスプリングの軸長を長くすることができない。

したがって、駆動側回転部材と被駆動側回転部材との捩れ角を広く取ることが構成上困難となってしまい、走行時のジャラ音を充分に抑制することが困難であるという問題があった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ角の範囲を広角化することができる捩り振動減衰装置を提供することを目的とする。

本発明に係る捩り振動減衰装置は、上記目的を達成するため、（１）動力伝達手段を支持する第１の回転部材と、前記第１の回転部材に対向して設けられ、放射方向内周部に回転軸部材を支持する支持部を有する第２の回転部材と、前記第１の回転部材から前記回転軸部材の回転軸方向に突出する第１の突出部材と、前記第２の回転部材から前記第１の突出部材の外周部または内周部に対向するように前記回転軸方向に突出する第２の突出部材と、一端部が前記第１の突出部材に連結されるとともに、他端部が前記第２の突出部材に連結され、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材が相対回転したときに、前記第１の突出部材と前記第２の突出部材との間で回転トルクを伝達する弾性部材とを備えたものから構成されている。

この捩り振動減衰装置は、第１の回転部材から回転軸部材の回転軸方向に突出する第１の突出部材と、放射方向内周部に回転軸部材を支持する支持部を有する第２の回転部材から第１の突出部材の外周部または内周部に対向するように回転軸方向に突出する第２の突出部材とを有し、弾性部材を第１の突出部材と第２の突出部材との間に設けたので、従来のように弾性部材の設置スペースが支持部の放射方向外方のみに限定されることがなく、回転軸部材を軸方向に投影した空間内に弾性部材の一部を設置することができる。

したがって、弾性部材がレイアウトの制限を受けることがなく、弾性部材の軸長を長くすることができるので、第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ特性を低剛性化することができるとともに、弾性部材の変形量（例えば、圧縮量）を増大させて第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ角の範囲を広角化することができる。

この結果、捩り振動減衰装置を車両の駆動源と変速歯車組を有する変速機の間に介装した場合に、第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ角が小さいときには、第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ剛性を小さくすることができる。

このため、アイドル状態でニュートラルに変速したとき等のように第１の回転部材から第２の回転部材に伝達される回転トルクが小さい、すなわち、第２の回転部材の出力トルクが小さい領域では、駆動源のトルク変動による回転変動を起振源とした捩り振動を減衰して、無負荷状態にある変速機の歯車対からガラ音が発生するのを抑制することができる。

また、第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ角の範囲を広角化することができるため、第１の回転部材から第２の回転部材に伝達される回転トルクが大きい車両の加減速中には、駆動源のトルク変動による回転変動を起振源とした大きな捩り振動や、駆動系の捩り共振を減衰して、変速歯車組の空転歯車対が衝突して生じるジャラ音や駆動系の捩り共振によるこもり音の発生を抑制することができる。

上記（１）に記載の捩り振動減衰装置において、（２）前記弾性部材は、前記弾性部材は、前記支持部を前記回転軸方向に投影した空間内に前記弾性部材の一部が設置され、前記第１の突出部材および前記第２の突出部材の間に介装されるものから構成されている。

この捩り振動減衰装置は、弾性部材の一部が支持部を回転軸方向に投影した空間内に設置されるように弾性部材が第１の突出部材および第２の突出部材の間に介装されるので、弾性部材の設置スペースが支持部の放射方向外方のみに限定されることがなく、弾性部材の軸長を長くすることができる。

このため、第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ特性を低剛性化することができるとともに、弾性部材の変形量を増大させて第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ角の範囲を広角化することができる。

上記（１）または（２）に記載の捩り振動減衰装置において、（３）前記第１の突出部材および前記第２の突出部材がヒステリシス機構を介して相対回転自在に連結されるものから構成されている。

この捩り振動減衰装置は、第１の突出部材および前記第２の突出部材がヒステリシス機構を介して相対回転自在に連結されるので、車両の加減速時に変速機を有する駆動系の捩り共振が発生したときに、第１の回転部材と第２の回転部材のヒステリシストルクを大きくすることができる。このため、駆動系の捩り共振をより一層抑制することができ、こもり音が発生するのをより一層抑制することができる。

上記（１）ないし（３）に記載の捩り振動減衰装置において、（４）前記弾性部材は、一端部が前記第１の突出部材および前記第２の突出部材のいずれか一方に固定され、他端部が前記第１の突出部材および前記第２の突出部材のいずれか他方に摺動自在に連結されるものから構成されている。

この捩り振動減衰装置は、例えば、弾性部材の一端部を第１の突出部材に固定し、弾性部材の他端部を第２の突出部材に摺動自在に連結した場合には、第１の回転部材が回転したときに弾性部材の他端部が第２の突出部材に摩擦接触して弾性部材が圧縮するように変形することにより、第２の突出部材を介して第２の回転部材に回転トルクを伝達することができる。

このとき、第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ角が小さいときには、弾性部材の変形量が少ないため、弾性部材が低剛性にして第１の回転部材と第２の回転部材との捩り振動を吸収してガラ音の発生を抑制する。

また、第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ角が大きくなると、弾性部材がさらに圧縮するように変形することにより、第１の回転部材と第２の回転部材との捩り振動を吸収することができる。

本発明では、第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ角の範囲を広角化することができるため、第１の回転部材から第２の回転部材に伝達される回転トルクが大きい車両の加減速中には、駆動源のトルク変動による回転変動を起振源とした大きな捩り振動や、駆動系の捩り共振を減衰して、変速歯車組の空転歯車対が衝突して生じるジャラ音や駆動系の捩り共振によるこもり音の発生を抑制することができる。

また、弾性部材の他端部を第２の突出部材に摺動自在に連結しているので、第１の回転部材に過大なトルクが入力した場合には、弾性部材の他端部が第２の突出部材に対して摺動することにより、第１の回転部材から第２の回転部材に回転トルクを伝達しないようにすることができるため、弾性部材をトルクリミッタとして機能させることができ、弾性部材が破損してしまうのを防止することができる。

上記（４）に記載の捩り振動減衰装置において、（５）前記第１の突出部材および前記第２の突出部材のいずれか他方が円筒部材から構成され、前記円筒部材の内周部に、前記円筒部材の円周方向に延在し、湾曲した凹部および湾曲した凸部を前記円周方向に交互に有する波状形状のガイドレールを設け、前記弾性部材の他端部が前記ガイドレールの内周部に摺動自在に接触するものから構成されている。

この捩り振動減衰装置は、例えば、第２の突出部材を円筒部材から構成し、円筒部材の内周部に設けられたガイドレールの内周部に弾性部材の他端部を摺動自在に接触するようにした場合には、第１の回転部材に回転トルクが入力したときに、弾性部材の他端部がガイドレールの凸部に当接することでストッパーとして機能して第２の回転部材に回転トルクを伝達する。

また、第１の回転部材に過大なトルクが入力した場合には、弾性部材の他端部が凸部を乗り越えることにより、第１の回転部材から第２の回転部材に回転トルクを伝達しないようにすることができるため、弾性部材およびガイドレールをトルクリミッタとして機能させることができ、弾性部材が破損してしまうのを防止することができる。

上記（１）ないし（５）に記載の捩り振動減衰装置において、（６）前記弾性部材は、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材が所定方向に相対回転したときに、前記第１の突出部材と前記第２の突出部材との間で回転トルクを伝達する第１の弾性部材と、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材が前記所定方向と反対方向に相対回転したときに、前記第１の突出部材と前記第２の突出部材との間で回転トルクを伝達する第２の弾性部材とを含んで構成されている。

この捩り振動減衰装置は、第１の回転部材および第２の回転部材が所定方向に相対回転したときに、第１の突出部材と第２の突出部材との間で回転トルクを伝達する第１の弾性部材と、第１の回転部材および第２の回転部材が所定方向と反対方向に相対回転したときに、第１の突出部材と第２の突出部材との間で回転トルクを伝達する第２の弾性部材とを備えているので、第１の回転部材から第２の回転部材に回転トルクが伝達された場合および第２の回転部材から第１の回転部材に回転トルクが伝達された場合のいずれにおいても、第１の回転部材と第２の回転部材との間で回転トルクを伝達することができる。

本発明によれば、第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ角の範囲を広角化することができる捩り振動減衰装置を提供することができる。

本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、一部を断面で示す捩り振動減衰装置の正面図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、図１のＡ−Ａ方向矢視断面図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、図２のＢ−Ｂ方向矢視断面図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、一方のカップ部材の斜視図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、他方のカップ部材の断面図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、捩り振動減衰装置が正側に捩れた状態を示す図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、捩り振動減衰装置が正側に捩れたときに過大なトルクが入力した状態を示す図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、捩り振動減衰装置が負側に捩れた状態を示す図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、捩り振動減衰装置が負側に捩れたときに過大なトルクが入力した状態を示す図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、捩り振動減衰装置の捩れ角と回転トルクの関係を示す図である。

以下、本発明に係る捩り振動減衰装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図１０は、本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
なお、本実施の形態では、捩り振動減衰装置１０をクラッチ装置１に適用した例を説明する。

図１〜図３において、捩り振動減衰装置１０は、有底筒状のカップ部材１１および有底筒状の円筒部材としてのカップ部材１２を備えており、カップ部材１１およびカップ部材１２は、回転軸Ｌに対して回転自在となっている。なお、この回転軸Ｌは、後述する入力シャフト２０の回転軸であり、この回転軸Ｌは、カップ部材１１、１２の回転軸と同一である。

カップ部材１１は、第１の回転部材としての円板部１３および円板部１３の放射方向外端から回転軸Ｌ方向に突出する第１の突出部材としての円筒部１４を備えており、カップ部材１２は、第２の回転部材としての円板部１５および円板部１５の放射方向外端から回転軸Ｌ方向に突出して円筒部１４の外周部に対向する第２の突出部材および円筒部材としての円筒部１６を備えている。

また、図４に示すように、円筒部１４の上部には、円筒部１４から回転軸Ｌ方向に対してカップ部材１２側に突出し、円筒部１４の円周方向に沿って所定の長さだけ延在する突出片１４ａが設けられており、この突出片１４ａは、円筒部１４の一部を構成している。

カップ部材１１の外周部には環状のクッショニングプレート１７の内周部が取付けられており、このクッショニングプレート１７の軸方向両側には、図示しないリベットを介して環状の摩擦材１８ａ、１８ｂが固定されている。

なお、クッショニングプレート１７は、溶接、ボルト締め等によってカップ部材１１の外周部に取付けられていればよい。なお、クッショニングプレート１７および摩擦材１８ａ、１８ｂは、動力伝達手段を構成している。

摩擦材１８ａ、１８ｂは、内燃機関のクランクシャフトに固定された図示しないフライホイールとフライホイールにボルト固定されたクラッチカバーのプレッシャプレートとの間に位置しており、摩擦材１８ａ、１８ｂがプレッシャプレートに押圧されてフライホイールとプレッシャプレートに摩擦係合することで、内燃機関の回転トルクがカップ部材１１に入力されるようになっている。

また、図示しないクラッチペダルが踏み込まれると、プレッシャプレートが摩擦材１８ａ、１８ｂを押圧するのを解除し、摩擦材１８ａ、１８ｂがフライホイールから離隔することで、内燃機関の回転トルクがカップ部材１１に入力されないようになっている。

また、カップ部材１２の放射方向内周部には支持部としてのボス１９が取付けられており、このボス１９の内周部には回転軸部材としての変速機の入力シャフト２０がスプライン嵌合されている。なお、図３および後述する図６〜図９において、後述するコイルスプリングの位置関係およびカップ部材１１とカップ部材１２との相対回転の状態が明確になるようにボス１９を仮想線で示している。

また、カップ部材１１の突出片１４ａの内周部には弾性部材および第１の弾性部材としてのコイルスプリング２１の一端部と、弾性部材および第２の弾性部材としてのコイルスプリング２２の一端部とが連結されている。

また、コイルスプリング２１、２２の一端部側の内周部には弾性体からなる円柱部材２４ａ、２４ｂが設けられており、円柱部材２４ａ、２４ｂは、カップ部材１１の突出片１４ａからコイルスプリング２１、２２の他端側に向かって所定の長さに亘って突出している。なお、円柱部材２４ａ、２４ｂの突出長さは、カップ部材１１、１２の相対回転が略０のときのコイルスプリング２１、２２の初期状態の長さの１／３程度に設定されている。

なお、コイルスプリング２１、２２の一端部が連結される突出片１４ａの連結方法としては、突出片１４ａに円柱部材２４ａ、２４ｂと一体化されたスプリングシートを設けるようにすればよい。

具体的には、スプリングシートは、コイルスプリング２１、２２の円周方向両端部の一巻分あるいは二巻分する座巻を有し、この座巻にコイルスプリング２１、２２の一端部を着座させ、コイルスプリング２１、２２の一端部を座巻に係合させることにより、コイルスプリング２１、２２の回転を防止してコイルスプリング２１、２２をスプリングシートに強固に装着するようにすればよい。また、コイルスプリング２１、２２を突出片１４ａに溶接等によって固着してもよい。

また、カップ部材１２の円筒部１６の内周部には波状形状のガイドレール２３が設けられており（図５参照）、このガイドレール２３は、円周方向に延在し、湾曲した凹部２３ａおよび湾曲した凸部２３ｂを円筒部１６の円周方向に交互に有している。

また、コイルスプリング２１、２２の他端部には球状部材２１ａ、２２ａが設けられており、この球状部材２１ａ、２２ａは、ガイドレール２３の内周部に摺動自在に連結されている。このため、球状部材２１ａ、２２ａは、ガイドレール２３に沿って摺動自在とななっている。

したがって、コイルスプリング２１、２２は、ボス１９に対してカップ部材１１およびカップ部材１２の回転軸Ｌ方向に離隔して設けられ、回転軸Ｌに対して直交する方向に延在してカップ部材１１とカップ部材１２の間に介装されることになる。なお、コイルスプリング２１、２２は、回転軸Ｌに対して傾斜する方向に延在してカップ部材１１とカップ部材１２の間に介装されてもよい。

また、カップ部材１１の円筒部１４の外周面にはスプライン１４ｂが形成されているとともに、カップ部材１２の円筒部１６の内周面にはスプライン１４ｂに嵌合されるスプライン１６ａが形成されており、カップ部材１１、１２は、スプライン１４ｂ、１６ａを介して回転軸Ｌを中心に回転可能で、回転軸Ｌ方向に移動不能に連結されている。

また、スプライン１４ｂ、１６ａは、ヒステリシス機構を構成しており、カップ部材１１、１２は、スプライン１４ｂ、１６ａによって回転時に摩擦摺動するようになっている。また、カップ部材１１、１２は、スプライン１４ｂ、１６ａがスプライン嵌合することにより、カップ部材１１がカップ部材１２から抜け出てしまうのを防止することができる。

この捩り振動減衰装置１０は、カップ部材１１およびカップ部材１２が所定方向に相対回転したとき、すなわち、カップ部材１１がカップ部材１２に対して正側に捩れたときに、コイルスプリング２１がカップ部材１１およびカップ部材１２の回転方向に圧縮することにより、カップ部材１１とカップ部材１２との間で回転トルクを伝達するようになっている。

また、捩り振動減衰装置１０は、カップ部材１１およびカップ部材１２が所定方向と反対方向に相対回転したとき、すなわち、カップ部材１１がカップ部材１２に対して負側に捩れたときに、コイルスプリング２２がカップ部材１１およびカップ部材１２の回転方向に圧縮することにより、カップ部材１１とカップ部材１２との間で回転トルクを伝達するようになっている。

次に、作用を説明する。
摩擦材１８ａ、１８ｂがプレッシャプレートに押圧されてフライホイールとプレッシャプレートに摩擦係合することで、内燃機関の回転トルクがカップ部材１１に入力される。

このとき、カップ部材１１に図３中、Ｒ１方向（時計回転方向）に回転トルクが入力された場合には、カップ部材１１がＲ１方向に回転するため、コイルスプリング２１の球状部材２１ａがガイドレール２３の凸部２３ｂに係合する。

このとき、カップ部材１１からコイルスプリング２１を介してカップ部材１２に回転トルクが伝達され、カップ部材１２がＲ１方向に回転することになる。そして、捩り振動減衰装置１０にコイルスプリング２１を収縮させるだけの回転トルクが加わると、カップ部材１２がカップ部材１１に対して捩れる。

捩り振動減衰装置１０に加わる内燃機関のトルク変動による回転変動は、コイルスプリング２１の収縮によってカップ部材１１とカップ部材１２との間で緩衝されながら変速機の入力シャフト２０に伝達される。この結果、内燃機関の回転トルクがクラッチ装置１から入力シャフト２０を介して変速機に伝達される。

一方、入力シャフト２０からカップ部材１２に図３中、Ｒ１方向に回転トルクが加わると、カップ部材１２がＲ１方向に回転するため、コイルスプリング２１のガイドレール２３の凸部２３ｂが球状部材２２ａに係合してカップ部材１１をＲ１方向に回転させる。

このとき、カップ部材１２からコイルスプリング２２を介してカップ部材１１に回転トルクが伝達され、カップ部材１１がＲ１方向に回転することになる。そして、捩り振動減衰装置１０にコイルスプリング２２を収縮させるだけの回転トルクが加わると、カップ部材１１がカップ部材１２に対して捩れる。

捩り振動減衰装置１０に加わる入力シャフト２０の回転トルクは、コイルスプリング２２の収縮によってカップ部材１１とカップ部材１２との間で緩衝されながら内燃機関に伝達される。この結果、変速機の回転トルクがクラッチ装置１から内燃機関に伝達される。

次に、カップ部材１２がカップ部材１１に対して正側（Ｒ２方向）に捩れる場合の動作と、負側（Ｒ１方向）に捩れる場合の動作を説明する。なお、カップ部材１２がカップ部材１１に対して正側に捩れるのは、車両の加速時であり、カップ部材１２がカップ部材１１に対して負側に捩れるのは、エンジンブレーキが発生する車両の減速時である。

また、コイルスプリング２１、２２の初期状態、すなわち、コイルスプリング２１、２２をカップ部材１１、１２に取付けたときの圧縮量は、カップ部材１１とカップ部材１２の捩れ角が略０となるようにカップ部材１１およびカップ部材１２を付勢する付勢力を発生する程度に設定されている。

車両の加速時に内燃機関の回転変動が大きくなると、カップ部材１１がＲ１方向に回転するのに伴ってコイルスプリング２１の球状部材２１ａがガイドレール２３の凸部２３ｂを押圧することにより、コイルスプリング２１が圧縮してカップ部材１１からカップ部材１２にコイルスプリング２１を介して回転トルクを伝達する。

このとき、カップ部材１２は、カップ部材１１に対して相対的に正側（Ｒ２方向）に捩れることになる。カップ部材１１とカップ部材１２との捩れ角が小さい状態では、コイルスプリング２１の圧縮量は小さいため、カップ部材１１とカップ部材１２との捩れ剛性は小さいものとなる。

また、内燃機関の回転変動がさらに大きくなると、カップ部材１２がカップ部材１１に対して相対的に正側（Ｒ２方向）にさらに捩れることになり、カップ部材１１とカップ部材１２との捩れ角がさらに大きくなる。

カップ部材１１とカップ部材１２との捩れ角が大きくなると、図６に示すように、コイルスプリング２１の球状部材２１ａがガイドレール２３の凸部２３ｂを押圧するのに伴ってカップ部材１２がカップ部材１１に対してＲ２方向に捩れることにより、コイルスプリング２１がさらに圧縮してカップ部材１１からカップ部材１２にコイルスプリング２１を介して回転トルクを伝達することになる。

このため、カップ部材１２は、カップ部材１１に対して相対的に正側（Ｒ２方向）にさらに捩れてカップ部材１１とカップ部材１２との捩れ角がさらに大きくなる。このとき、コイルスプリング２１の圧縮量が増大するため、図１０に示すように、カップ部材１１とカップ部材１２との捩れ剛性が大きくなる。
この結果、内燃機関の回転変動をカップ部材１１とカップ部材１２との間で緩衝して内燃機関の回転トルクを変速機の入力シャフト２０に伝達することができる。

なお、コイルスプリング２１が圧縮するときには、コイルスプリング２１は湾曲するが、円柱部材２４ａが弾性体から構成されているため、円柱部材２４ａは、コイルスプリング２１が湾曲するのに伴って変形することにより、コイルスプリング２１の変形を許容することができる。

また、カップ部材１２がカップ部材１１に対してＲ２方向に捩れるときには、コイルスプリング２２の球状部材２２ａがガイドレール２３の凹部２３ａに沿って摺動する。このとき、コイルスプリング２２は、伸長するが、コイルスプリング２２が円柱部材２４ｂによって支持されているため、コイルスプリング２２の伸長状態においてコイルスプリング２２がその中心軸に対して大きく傾いてしまうのを抑制することができる。

また、加速時に、カップ部材１１がＲ１方向に回転してカップ部材１２がカップ部材１１に対して正側に捩れるときには、カップ部材１２がスプライン１４ｂ、１６ａを介してカップ部材１１に沿って回転することにより、カップ部材１１とカップ部材１２との間にヒステリシストルクが発生する。

また、カップ部材１１に内燃機関から過大なトルクが入力した場合には、図７に示すように、コイルスプリング２１の球状部材２１ａがガイドレール２３の凸部２３ｂを乗り越える、すなわち、ガイドレール２３を滑るため、コイルスプリング２１およびガイドレール２３がトルクリミッタとして機能する。このとき、ガイドレール２３の凸部２３ｂがコイルスプリング２１の球状部材２１ａを押し上げることで球状部材２１ａが凸部２３ｂを乗り越えることになる。

一方、車両の減速時には、内燃機関の回転トルクが小さくなり、エンジンブレーキが発生するため、変速機の入力シャフト２０からカップ部材１２に回転トルクが入力される。
このとき、カップ部材１２がＲ１方向に回転するのに伴ってガイドレール２３の凸部２３ｂがコイルスプリング２２の球状部材２２ａを押圧することにより、コイルスプリング２２が圧縮してカップ部材１２からカップ部材１１にコイルスプリング２２を介して回転トルクを伝達する。

このとき、カップ部材１２は、カップ部材１１に対して相対的に負側（Ｒ１方向）に捩れることになる。カップ部材１１とカップ部材１２との捩れ角が小さい状態では、コイルスプリング２２の圧縮量は小さいため、カップ部材１１とカップ部材１２との捩れ剛性は小さいものとなる。

また、変速機の入力シャフト２０からカップ部材１２に伝達される回転トルクがさらに大きくなると、カップ部材１２がカップ部材１１に対して相対的に負側（Ｒ１方向）にさらに捩れることになり、カップ部材１１とカップ部材１２との捩れ角がさらに大きくなる。

カップ部材１１とカップ部材１２との捩れ角が大きくなると、図８に示すように、コイルスプリング２２の球状部材２２ａがガイドレール２３の凸部２３ｂを押圧するのに伴ってカップ部材１２がカップ部材１１に対してＲ１方向に捩れることにより、コイルスプリング２２がさらに圧縮してカップ部材１２からカップ部材１１にコイルスプリング２２を介して回転トルクを伝達することになる。

このため、カップ部材１２は、カップ部材１１に対して相対的に負側（Ｒ１方向）にさらに捩れてカップ部材１１とカップ部材１２との捩れ角がさらに大きくなる。このとき、コイルスプリング２２の圧縮量が増大するため、図１０に示すように、カップ部材１１とカップ部材１２との捩れ剛性が大きくなる。

なお、コイルスプリング２２が圧縮するときには、コイルスプリング２２は湾曲するが、円柱部材２４ｂが弾性体から構成されているため、円柱部材２４ｂは、コイルスプリング２２が湾曲するのに伴って変形することにより、コイルスプリング２２の変形を許容することができる。
また、カップ部材１２がカップ部材１１に対してＲ１方向に捩れるときには、コイルスプリング２１の球状部材２１ａがガイドレール２３の凹部２３ａに沿って摺動する。

このとき、コイルスプリング２１は、伸長するが、コイルスプリング２１の一端部側が円柱部材２４ｂによって支持されているため、コイルスプリング２２の伸長状態においてコイルスプリング２２がその中心軸に対して大きく傾いてしまうのを抑制することができる。
この結果、変速機の入力シャフト２０から内燃機関に伝達される回転トルクをカップ部材１１とカップ部材１２との間で緩衝して変速機からの回転トルクを内燃機関に伝達することができる。

また、カップ部材１２に変速機から過大なトルクが入力した場合には、図９に示すように、コイルスプリング２２の球状部材２２ａがガイドレール２３の凸部２３ｂを乗り越える、すなわち、ガイドレール２３を滑るため、コイルスプリング２２およびガイドレール２３がトルクリミッタとして機能する。このとき、ガイドレール２３の凸部２３ｂがコイルスプリング２２の球状部材２２ａを押し上げることで球状部材２２ａが凸部２３ｂを乗り越えることになる。

このように本実施の形態の捩り振動減衰装置１０は、摩擦材１８ａ、１８ｂを支持する円板部１３および円板部１３から回転軸Ｌ方向に突出する円筒部１４を有するカップ部材１１と、円板部１３に対向して設けられ、放射方向内周部に入力シャフト２０を支持するボス１９を有する円板部１５および円板部１５から円板部１３に向かって回転軸Ｌ方向に突出する円筒部１６を有するカップ部材１２と、一端部が円筒部１４に連結されるとともに、他端部が円筒部１６に連結され、カップ部材１１、１２が相対回転したときに、円板部１３の回転部材の円周方向に圧縮することにより、カップ部材１１とカップ部材１２との間で回転トルクを伝達するコイルスプリング２１、２２とを含んで構成した。

特に、本実施の形態では、コイルスプリング２１、２２の一部であるコイルスプリング２１、２２の延在方向中心部を、ボス１９を回転軸Ｌ方向に投影した空間内に設置したので、従来のようにコイルスプリング２１、２２の設置スペースがボス１９の放射方向外方のみに限定されることがない。

したがって、コイルスプリング２１、２２がレイアウトの制限を受けることがなく、コイルスプリング２１、２２の軸長を長くすることができるので、カップ部材１１、１２の捩れ特性を低剛性化することができる。

このため、カップ部材１１、１２の捩れ角が小さいときには、カップ部材１１、１２の捩れ剛性を小さくすることができる。

この結果、アイドル状態でニュートラルに変速したとき等のようにカップ部材１１からカップ部材１２に伝達される回転トルクが小さい、すなわち、カップ部材１２の出力トルクが小さい領域では、内燃機関のトルク変動による回転変動を起振源とした捩り振動を減衰して、無負荷状態にある変速機の歯車対からガラ音が発生するのを抑制することができる。

また、コイルスプリング２１、２２の圧縮量を増大させて、カップ部材１１、１２の捩れ角の範囲を広角化することができるため、カップ部材１１およびカップ部材１２の間で伝達される回転トルクが大きい車両の加減速中には、内燃機関のトルク変動による回転変動を起振源とした大きな捩り振動や、駆動系の捩り共振を減衰して、変速歯車組の空転歯車対が衝突して生じるジャラ音や駆動系の捩り共振によるこもり音の発生を抑制することができる。

ここで、従来の捩り振動減衰装置の捩れ角が正負合わせて６０°程度であったのに対して、本実施の形態の捩り振動減衰装置１０は、正負合わせて１００°程度の捩れ角にすることができる。

また、本実施の形態では、円筒部１４の外周部および円筒部１６の内周部にヒステリシス機構を構成するスプライン１４ｂ、１６ａを設け、カップ部材１１、１２をスプライン１４ｂ、１６ａを介して相対回転自在に連結したので、車両の加減速時に変速機を有する駆動系の捩り共振が発生したときに、スプライン１４ｂ、１６ａが摩擦接触することにより、カップ部材１１、１２のヒステリシストルクを大きくすることができ、駆動系の捩り共振をより一層抑制することができ、こもり音が発生するのをより一層抑制することができる。

また、本実施の形態では、カップ部材１２の円筒部１６の内周部に、円筒部１６の円周方向に延在し、湾曲した凹部２３ａおよび湾曲した凸部２３ｂを円筒部１６の円周方向に交互に有する波状形状のガイドレール２３を設け、コイルスプリング２１、２２の他端部を球状部材２１ａ、２２ａを介してガイドレール２３の内周部に摺動自在に接触させるように構成した。
このため、カップ部材１１、１２の捩れ角が小さいときには、コイルスプリング２１、２２が圧縮することにより、カップ部材１１とカップ部材１２との間で回転トルクを伝達するときに、コイルスプリング２１の球状部材２１ａまたはコイルスプリング２２の球状部材２２ａをガイドレール２３の凸部２３ｂに摩擦接触させてコイルスプリング２１またはコイルスプリング２２を圧縮させることにより、カップ部材１１とカップ部材１２との間で回転トルクを伝達することができる。

また、本実施の形態では、コイルスプリング２１、２２の球状部材２１ａ、２２ａをガイドレール２３に摺動自在に連結しているので、カップ部材１１に過大なトルクが入力した場合には、コイルスプリング２１、２２の球状部材２１ａ、２２ａをガイドレール２３に対して摺動させることにより、カップ部材１１とカップ部材１２との間で回転トルクを伝達しないようにすることができる。
このため、コイルスプリング２１、２２およびガイドレール２３をトルクリミッタとして機能させることができ、コイルスプリング２１、２２が破損してしまうのを防止することができる。

また、本実施の形態では、カップ部材１１とカップ部材１２とが所定方向に相対回転したとき、すなわち、カップ部材１２がカップ部材１１に対して正側に捩れたときに、コイルスプリング２１がカップ部材１１、１２の円周方向に圧縮することにより、カップ部材１１、１２の間で回転トルクを伝達し、カップ部材１１とカップ部材１２とが所定方向と反対方向に相対回転したとき、すなわち、カップ部材１２がカップ部材１１に対して負側に捩れたときに、コイルスプリング２２がカップ部材１１、１２の円周方向に圧縮することにより、カップ部材１１、１２の間で回転トルクを伝達するので、カップ部材１１からカップ部材１２に回転トルクが伝達された場合およびカップ部材１２からカップ部材１１に回転トルクが伝達された場合のいずれにおいても、カップ部材１１とカップ部材１２との間で回転トルクを伝達することができる。

なお、本実施の形態では、コイルスプリング２１、２２を圧縮させることにより、カップ部材１１、１２の間で回転トルクを伝達するようにしているが、これに限定されるものではない。
すなわち、球状部材２１ａ、２２ａおよびガイドレール２３を廃止して、コイルスプリング２１、２２の一端部をカップ部材１１に固定するとともに、コイルスプリング２１、２２の他端部をカップ部材１２に固定するようにしてもよい。
このようにすれば、カップ部材１２がカップ部材１１に対して正側に捩れたときに、コイルスプリング２１が圧縮してコイルスプリング２２が伸長することにより、カップ部材１１、１２の間で回転トルクを伝達することができ、カップ部材１２がカップ部材１１に対して負側に捩れたときに、コイルスプリング２２が伸長してコイルスプリング２１が圧縮することにより、カップ部材１１、１２の間で回転トルクを伝達することができる。
このようにしてもコイルスプリング２１、２２の変形量を増大させて、カップ部材１１、１２の捩れ角の範囲を広角化することができる。

また、上記各実施の形態では、捩り振動減衰装置１０をクラッチ装置１に適用しているが、これに限らず、車両等の駆動系に設けられる捩り振動減衰装置であれば何でもよい。例えば、ハイブリッド車両にあっては、内燃機関の出力軸と、電動機と車輪側出力軸とに動力を分割する動力分割機構との間に介装されるハイブリッドダンパ等の捩り振動減衰装置に適用してもよい。
また、トルクコンバータのロックアップクラッチ装置と変速歯車組の間に介装されるロックアップダンパ等の捩り振動減衰装置に適用してもよい。また、ディファレンシャルケースとディファレンシャルケースの外周部に設けられたリングギヤとの間に捩り振動減衰装置を設けてもよい。

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

以上のように、本発明に係る捩り振動減衰装置は、第１の回転部材と第２の回転部材との捩れ角の範囲を広角化することができるという効果を有し、第１の回転部材と第２の回転部材とを弾性部材を介して相対回転自在に連結した捩り振動減衰装置等として有用である。

１０ 捩り振動減衰装置
１３ 円板部（第１の回転部材）
１４ 円筒部（第１の突出部材）
１４ｂ、１６ａ スプライン（ヒステリシス機構）
１４ａ 突出片（第１の突出部材）
１５ 円板部（第２の回転部材）
１６ 円筒部（第２の突出部材）
１７ クッショニングプレート（動力伝達手段）
１８ａ、１８ｂ 摩擦材（動力伝達手段）
１９ ボス（支持部）
２０ 入力シャフト（回転軸部材）
２１ コイルスプリング（弾性部材、第１の弾性部材）
２２ コイルスプリング（弾性部材、第２の弾性部材）
２３ ガイドレール
２３ａ 凹部
２３ｂ 凸部
Ｌ 回転軸

Claims (6)

1. 動力伝達手段を支持する第１の回転部材と、前記第１の回転部材に対向して設けられ、放射方向内周部に回転軸部材を支持する支持部を有する第２の回転部材と、
   前記第１の回転部材から前記回転軸部材の回転軸方向に突出する第１の突出部材と、前記第２の回転部材から前記第１の突出部材の外周部または内周部に対向するように前記回転軸方向に突出する第２の突出部材と、
   一端部が前記第１の突出部材に連結されるとともに、他端部が前記第２の突出部材に連結され、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材が相対回転したときに、前記第１の突出部材と前記第２の突出部材との間で回転トルクを伝達する弾性部材とを備えたこと特徴とする捩り振動減衰装置。
2. 前記弾性部材は、前記支持部を前記回転軸方向に投影した空間内に前記弾性部材の一部が設置され、前記第１の突出部材および前記第２の突出部材の間に介装されることを特徴とする請求項１に記載の捩り振動減衰装置。
3. 前記第１の突出部材および前記第２の突出部材がヒステリシス機構を介して相対回転自在に連結されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の捩り振動減衰装置。
4. 前記弾性部材は、一端部が前記第１の突出部材および前記第２の突出部材のいずれか一方に固定され、他端部が前記第１の突出部材および前記第２の突出部材のいずれか他方に摺動自在に連結されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の捩り振動減衰装置。
5. 前記第１の突出部材および前記第２の突出部材のいずれか他方が円筒部材から構成され、
   前記円筒部材の内周部に、前記円筒部材の円周方向に延在し、湾曲した凹部および湾曲した凸部を前記円周方向に交互に有する波状形状のガイドレールを設け、
   前記弾性部材の他端部が前記ガイドレールの内周部に摺動自在に接触することを特徴とする請求項４に記載の捩り振動減衰装置。
6. 前記弾性部材は、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材が所定方向に相対回転したときに、前記第１の突出部材と前記第２の突出部材との間で回転トルクを伝達する第１の弾性部材と、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材が前記所定方向と反対方向に相対回転したときに、前記第１の突出部材と前記第２の突出部材との間で回転トルクを伝達する第２の弾性部材とを含んで構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の捩り振動減衰装置。

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