JP2016020738A - 自動車のトルク伝達装置用ダンパ - Google Patents

自動車のトルク伝達装置用ダンパ Download PDF

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Abstract

【課題】トルク入力部材及び／又は出力部材に対する摩擦による弾性部材の早期磨滅の低減【解決手段】トルク入力要素２２ａ及び出力要素２８の間に取り付けられ、かつトルク入力要素及び出力要素の回転と互いに逆に作用する異なる弾性部材２６ａ、２６ｂの少なくとも１つを含み、弾性部材２６ａ、２６ｂは、互いに同位相で変形するように整相部材３０を介して直列に配設され、弾性部材２６ａ、２６ｂは、ハウジングの径方向正中面に対して非対称なハウジング内に受けられることを特徴とする、特に長ストロークタイプの、自動車のトルク伝達装置用ダンパに関連する。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車のトルク伝達装置用のダンパ及びそのようなダンパを有する自動車のトルク伝達装置に関する。
自動車のトルク伝達装置用のダンパは、例えば出願人名義の特許文献１又は特許文献２に記載されている。ダンパは、エンジン出力軸からボックスの入力軸へのねじり振動の伝達を抑えることを可能にする。
このようなダンパは、トルク入力要素と、トルク出力要素と、トルク入力要素及び出力要素の間に取り付けられ、かつトルク入力要素及び出力要素の回転と互いに逆に作用する弾性部材とを含むことが知られている。
ダンパがＬＴＤ（「Long Travel Damper（ロングトラベルダンパ）」）タイプ又は長ストロークダンパである場合、ダンパは、グループ毎に配設された幾つかの弾性部材を含み、同じグループの弾性部材は、各グループの弾性部材が、互いに同位相で変形するように整相部材を介して直列に配設される。同じグループの弾性部材は、同一であるか、又は特に長さ又は硬度の異なる特性を有しても良い。
整相部材は、動作時に、正の方向と呼ばれる回転方向でも、「逆の」方向と呼ばれる反対回転方向でも弾性部材を圧縮できる。正の方向は、トルクがトルク入力要素からトルク出力要素に向かって伝達される動作の場合に対応する。動作段階によっては、例えば利用者がアクセルから足を突然引っ込める時、抵抗トルクが、トルク出力要素からトルク入力要素に向かって伝達され、このことは、整相部材の「逆」方向での回転を引き起こし得る。
整相部材による弾性部材の圧縮は、その場合にトルク入力要素及び／又は出力要素に対する弾性部材の滑動を引き起こし得る。これらの滑動は、ダンパによるトルク伝達におけるヒステリシスを引き起こし、トルク入力部材及び／又は出力部材に対する摩擦による弾性部材の早期磨滅も引き起こし得る。
仏国特許出願公開第２９４７０２５号明細書 仏国特許出願公開第２９８８４５５号明細書
本発明の目的は、先行技術の短所を有さないか、又は少なくともそれらの影響を抑え改善された、自動車のトルク伝達装置用ダンパを提案することからなる。
さらに、欧州特許出願公開第００９３２８７号明細書にあるように、摩擦ディスク内で様々な形状の窓内に受けられる異なるばねを含むクラッチ用摩擦ディスクが知られている。窓は、直線的である、径方向内側を特に有する。異なるばねは、剛性及び振動減衰効果をクラッチの様々な負荷状態に適応させることを特に可能にする。
本発明の目的を達するために、トルク入力要素と、トルク出力要素と、トルク入力要素及び出力要素の間に取り付けられ、かつトルク入力要素及び出力要素の回転と互いに逆に作用する異なる弾性部材の少なくとも１つのグループとを備え、弾性部材グループの弾性部材は、弾性部材グループの弾性部材が、互いに同位相で変形するように整相部材を介して直列に配設され、弾性部材グループは、ハウジングの径方向正中面に対して非対称なハウジング内に受けられることを特徴とする、自動車のトルク伝達装置用ダンパが提案される。
このようにして、一方では好適には、弾性部材を受けるハウジングは、各弾性部材の満足のゆく誘導を確実にするために形作られても良いのであるが、先行技術においては、グループ当たり弾性部材１つのみが適切に誘導され、一般的に最も長いか最も幅が広かった。
あるいは、換言すると、本発明によれば、同じ弾性部材グループの全ての弾性部材は、ハウジングに沿って、ハウジングの内面の近傍にあることが確実にされる。更に正確には、本発明の一態様によれば、ハウジングの内面と、グループの各弾性部材の外周との間で測定される距離が、ハウジングに沿ってほぼ一定であることが確実にされる。
本発明によれば、ハウジングの形状は、圧縮中に各弾性部材の運動学的誘導を確実にするために、同じ弾性部材グループの各弾性部材の形状に適応される。このことは、ダンパのヒステリシス及び動作のより良い制御を確実にする。
好ましい実施態様によれば、ダンパは、単独又は組み合わせて選択される、次の特性の１つ以上を有することができる。
・ハウジングは、ダンパの中心に対して、ハウジングに沿って測定されるアーチ形加工半径が変化するアーチ形管を形成する。アーチ形加工半径は、ハウジングに沿って円周方向に測定される。
・ハウジングに沿って、ハウジングの横断面は、部分的に環状の形状を有する。
・各ハウジングは、ほぼ一定でかつ異なる平均アーチ形加工半径を持つ第１及び第２角度区間と、第１及び第２区間を連結する第３区間とを含む。
・第３区間は、ハウジングを画定する壁が、連続し、かつ好ましくは傾斜の断絶を有さないために形作られる。
・トルク入力部材は、第１及び第２誘導リングを含み、ハウジングは、第１及び／又は第２誘導リング内でブラインダ（ｂｌｉｎｄｅｒ）によって少なくとも部分的に画定される。
・弾性部材は、好ましくは真っ直ぐなコイルばねであり、第１区間及び第２区間の少なくとも一方、好ましくは両方が、トルク入力要素からトルク出力要素に向かうトルク伝達の欠如に対応するトルク伝達装置の位置において、少なくとも１つの弾性部材、好ましくは２つが、６つの異なる点でハウジングの壁と接触し、好ましくは接点の２つが、ハウジングの径方向内側の壁上に位置し、かつ他の４つの点が、ハウジングの径方向外側の壁上に位置することを確実にするために形作られる。
・弾性部材グループは、同一の直径、及び／又は異なる長さを持つ少なくとも第１及び第２コイルばねを含む。
・弾性部材グループは、第１コイルばねの長さよりも短い長さと、第１コイルばねの直径よりも小さい直径を持ち、かつ第１コイルばねの内部に配置された少なくとも１つの第３コイルばねを更に含む。
もう１つの態様によれば、本発明は、第１軸に接続された入力要素と、第２軸に接続された出力要素とを含むクラッチと、クラッチの出力要素及び第２軸の間に配置された、前述のダンパとを含む自動車のトルク伝達装置を提案する。
好ましい実施態様によれば、伝達装置は、次の特性を有しても良い。すなわち、この装置は、インペラブレードホイールと、タービンブレードホイールとを更に含み、インペラブレードホイールが、反応器を介してタービンブレードホイールを流体動力学的に駆動するように構成され、クラッチ及びタービンブレードホイールが、前記出力要素に接続されて良い。
本発明は、以下に続く記載で、添付図面を参照してなされた記載に照らしてより良く理解されるであろう。
自動車のエンジン出力軸及びギヤボックスの入力軸の間のトルク伝達装置を概略的に表す。 図１のトルク伝達装置内で利用されるように構成されたダンパを取り付けられた状態の斜視図で概略的に表す。 図１のトルク伝達装置内で利用されるように構成されたダンパを分解組立て図で概略的に表す。 図１のトルク伝達装置内で利用されるように構成されたダンパを平面図で概略的に表す。 誘導リングが取り去られた図２から図４のダンパを平面図で概略的に表す。
トルク伝達装置１０（ここでは、流体力学トルクコンバータである）は、図１に概略的に表される。かかるトルク伝達装置は、例えば自動車の自動変速機において利用される。
トルク伝達装置は、例示しない実施例において円板クラッチであっても良い。
トルク伝達装置１０は、エンジン出力軸１２に、従来はクランク軸からギヤボックスの入力軸１４にトルクを伝達することを可能にする。
このために、トルク伝達装置１０は、２つの並行した方法を利用できる。
第１段階で利用される第１の方法は、リアクタ２０を介してタービンブレードホイール１８を流体動力学的に駆動できるインペラブレードホイール１６を利用することからなる。インペラホイール１６は、エンジン出力軸１２に接続される。タービンホイール１８は、以下でそれぞれ前部誘導リング２２ａ及び後部誘導リング２２ｂと呼ばれる、ダンパ２４の２つの誘導リングのアセンブリ２２に接続される。ここで、例えば前部誘導リング２２ａは、タービンホイール１８と回転連動する。このことは、特にリベットを介して実行され得る。図２から図５を参照して以下で更に詳細に記載されるダンパ２４は、誘導リングのアセンブリ２２を、ギヤボックスの入力軸１４と回転連動した環状の覆い２８に接続する弾性部材２６ａ、２６ｂの１つ以上のグループ２６を本質的に含む。ダンパ２４は、同じグループ２６の弾性部材２６ａ、２６ｂが、同位相で作用することを確実にするために、整相部材３０も含む。ダンパ２４は、エンジン出力軸１２からギヤボックスの入力軸１４に向かう振動及び騒音の伝達を抑えることを可能にする。
第２の方法によれば、トルク伝達装置１０は、エンジン出力軸１２からギヤボックスの入力軸１４に、ロックアップクラッチと呼ばれるクラッチ３２を通してトルクを伝達する。クラッチ３２は、例えば円板タイプであっても良い。この第２の方法は、定常状態でタービン及びインペラホイールの間の望ましくない滑動を回避するために、すなわちエンジン出力軸１２及びギヤボックスの入力軸１４の油圧接続後に、第１の方法に続いて利用される。
クラッチ３２は、ダンパ２４がエンジン出力軸１２からギヤボックスの入力軸１４にトルクを伝達するために、この場合に同様に利用されるように、エンジン出力軸１２に接続された入力要素３４と、スプラインハブ３８（図２及び図３を参照）によって誘導リングのアセンブリ２２に接続された出力要素３６とを含む。スプラインハブ３８は、ここでは、例えばリベットを用いて後部誘導リング２２ｂに固定される。
図２から図５に例示したようなＬＴＤタイプのダンパ２４は、以下で更に詳細に記載される。
ダンパ２４の２つの誘導リング２２ａ、２２ｂは回転連動する。このために、ここでは、前部誘導リング２２ａは、後部誘導リング２２ｂの脚部２３を受けるスロットを有する。
これら２つの誘導リング２２ａ、２２ｂは、弾性部材２６ａ、２６ｂのグループ２６によって環状の覆い２８に弾性的に接続される。弾性部材２６ａ、２６ｂは、異なる長さであっても良く、好ましくは同じ長さに対して、湾曲ばねよりも大きな柔軟性を有する真っ直ぐな渦巻きばねである。第１コイルばね２６ａの長さよりも短い長さと、第１コイルばね２６ａの直径よりも小さい直径を有する第３コイルばねが、第１コイルばね２６ａの内部に配置され得ることに注目すべきである。
誘導リング２２ａ、２２ｂと回転連動する整相部材３０は、各グループの弾性部材２６ａ、２６ｂが、同位相で確実に作用できるようにする。このようにして弾性部材２６ａ、２６ｂの圧縮は、エンジン出力軸１２からのねじり振動をフィルタにかけ、かつそれらをギヤボックスの入力軸１４に伝達しないか、又は少なくとも減衰されたレベルで伝達することを可能にする。
弾性部材２６ａ、２６ｂの圧縮は、２つの支承面、すなわち、ここでは、覆い２８の径方向脚部４０の側面によって形成され、覆い２８と連動した一方２８ａと、整相部材３０の径方向脚部４２の側面によって形成され、整相部材３０と連動した他方３０ａとの間で行われる。
ここで、２つの支承面２８ａ、３０ａが、径方向に対して明らかに、例えば２〜６°の角度で傾斜することに注目すべきである。
さらに、圧縮の場合に弾性部材の滑動を回避するため、又は少なくとも減少させるために、弾性部材２６ａ、２６ｂの各グループ２６は、２つの誘導リング２２ａ、２２ｂの間に位置するハウジング４４内に受けられる。このハウジング４４の壁は、弾性部材２６ａ、２６ｂの誘導を、この弾性部材の不確定な圧縮中に可能にし、かつこのようにしてこの弾性部材２６ａ、２６ｂの滑動を回避するために、誘導リング２２ａ、２２ｂによって形成される。誘導リング２２ａ、２２ｂの間に位置するハウジング４４の内部容積は、弾性部材の設置のために利用できる。
このために、誘導リング２２ａ、２２ｂによって形成されるハウジングの壁（及び従ってハウジング自体）は、ハウジングの径方向正中面に対して、すなわちダンパ２４の半径に沿って配向される面で、かつハウジング４４を同一の長さの２つの部分に分割する面に対して非対称である。ハウジング４４の内部容積の横断面は、ハウジングに沿って変化する。好ましい実施例において、ハウジング４４に沿って測定される断面は、漸減する。弾性部材をそれらの圧縮中に更に効果的に誘導することを可能にするハウジングを製作することが、このようにして可能である。実際に、発明者は、トーラスの一部に沿って、すなわちダンパの中心に対して一定の曲率半径によって伸長するハウジングが、一般的に利用される２つの弾性部材の大きい方を効果的に誘導することを可能にするために備えられることを確認した。しかしながら、この場合に、小さい寸法の弾性部材は、この弾性部材のハウジングの壁による誘導が、満足でないために滑動を受ける。反対にここでは、非対称な壁によって、壁の一区間を２つの弾性部材の一方に適応させ、かつ第１の区間と異なるもう１つの区間を、２つの弾性部材の他方に適応させることが可能であり、このようにしてハウジング４４の壁による２つの弾性部材の適切な誘導を確実にする。
誘導リング２２ａ、２２ｂによって形成された各ハウジング４４の壁は、それぞれ前部及び後部誘導リング２２ａ、２２ｂ内でブラインダ４６、４８によって特に形成され得る。ブラインダ４６、４８は、ばね２６ａ、２６ｂを見えるようにする開口部の周りでの誘導リング２８ａ、２８ｂの表面の変形によって形成される。誘導リング２２ａ、２２ｂの表面の変形は、この変形される表面の形状が、受けられるばねの形状にほぼ対応するように行われる。開口部の存在のために、ハウジング４４の横断面は、部分的に環状の形状を有する。
各ハウジング４４は、このようにしてダンパの中心に対して変化するアーチ形加工半径のアーチ形管の形状を有する。大きいばね２６ａを受けるためのハウジング４４の第１区間４４ａは、小さいばね２６ｂを受けるための第２区間４４ｂよりも大きい曲率半径を有する。第１及び第２区間４４ａ、４４ｂの間に位置するハウジング４４の第３区間４４ｃは、ハウジング４４を画定する表面の規則性、特に好ましくは傾斜の断絶のない、それらの連続性を確実にする。更に正確には、ここでブラインダによって画定されたばね２６ａ、２６ｂの支承面は、アーチ形に加工され、かつトーラスの一部を形成する。
好ましくは、第１区間４４ａ及び第２区間４４ｂの少なくとも一方は、トルク伝達の欠如に対応するダンパの位置において、少なくとも１つの弾性部材又はばね２６ａ、２６ｂが、６つの異なる点でハウジングの壁、特にブラインダ４６、４８の壁と接触することを確実にするために形作られる。更に好ましくは、第１区間４４ａ及び第２区間４４ｂは、トルク伝達の欠如に対応するダンパの位置において、２つの弾性部材又はばね２６ａ、２６ｂが、６つの異なる点でハウジングの壁、特にブラインダ４６、４８の壁と接触することを確実にするために形作られる。
好ましくは、これら６つの接点において、２つの接点がハウジングの径方向内側の壁上に位置し、かつ他の４つの点がハウジングの径方向外側の壁上に位置する。同様に好ましくは、これらの接点において、３つの接点が前部誘導リング上に配置され、かつ３つが後部誘導リング上に配置される。
このようにして、弾性部材グループ２６は、エンジン出力軸に由来する振動を減衰させ、かつギヤボックスの入力軸へのその伝播を回避するために誘導リング２２ａ、２２ｂ及び環状の覆い２８の間に機能的に配置される。この減衰は、弾性部材２６ａ、２６ｂを圧縮して行われ、弾性部材２６ａ、２６ｂのこの圧縮は、弾性部材２６ａ、２６ｂの滑動を抑えて行われる。
さらに、整相部材３０は、振動の減衰に寄与する、釣り合い重り付き振り子５２を持つプレート５０と同様に回転連動する。
当然に、本発明は、以上に記載した実施態様の唯一の例に限定されない。

Claims (12)

  1. トルク入力要素（２２）と、
    トルク出力要素（２８）と、
    前記トルク入力要素及び出力要素の間に取り付けられ、かつ前記トルク入力要素（２２）及び出力要素（２８）の回転と互いに逆に作用する異なる弾性部材（２６ａ、２６ｂ）の少なくとも１つのグループ（２６）とを備え、
    前記弾性部材グループの前記弾性部材（２６ａ、２６ｂ）は、前記弾性部材グループ（２６）の前記弾性部材（２６ａ、２６ｂ）が、互いに同位相で変形するように整相部材（３０）を介して直列に配設され、弾性部材（２６ａ、２６ｂ）の前記グループ（２６）は、ハウジング（４４）の径方向正中面に対して非対称なハウジング（４４）内に受けられることを特徴とする、自動車のトルク伝達装置用ダンパ。
  2. 前記ハウジング（４４）は、前記ダンパの中心に対して、前記ハウジングに沿って測定されるアーチ形加工半径が変化する、アーチ形管を形成することを特徴とする請求項１に記載のダンパ。
  3. 前記ハウジング（４４）に沿って、前記ハウジング（４４）の横断面が、部分的に環状の形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のダンパ。
  4. 各ハウジング（４４）が、ほぼ一定な、かつ異なる平均アーチ形加工半径を持つ第１（４４ａ）及び第２（４４ｂ）角度区間と、前記第１及び第２区間（４４ａ、４４ｂ）を連結する第３区間（４４ｃ）とを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のダンパ。
  5. 前記第３区間は、前記ハウジングを画定する壁が、連続し、かつ好ましくは傾斜の断絶を有さないために形作られることを特徴とする請求項４に記載のダンパ。
  6. トルク入力部材が、第１（２２ａ）及び第２（２２ｂ）誘導リングを含み、前記ハウジングが、前記第１及び／又は第２誘導リング（２２ａ、２２ｂ）内でブラインダ（４６、４８）によって少なくとも部分的に画定されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のダンパ。
  7. 前記第１区間及び前記第２区間の少なくとも一方、好ましくは両方は、前記トルク入力要素から前記トルク出力要素に向かうトルク伝達の欠如に対応する前記トルク伝達装置の位置において、少なくとも１つの弾性部材、好ましくは２つが、６つの異なる点で前記ハウジングの壁と接触し、好ましくは前記接点の２つが、前記ハウジングの径方向内側の壁上に位置し、かつ他の４つの点が、前記ハウジングの径方向外側の壁上に位置することを確実にするために形作られることを特徴とする請求項４に記載のダンパ。
  8. 前記弾性部材（２６ａ、２６ｂ）が、好ましくは真っ直ぐなコイルばねであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のダンパ。
  9. 各弾性部材グループ（２６）が、同一の直径、及び／又は異なる長さを持つ少なくとも第１（２６ａ）及び第２（２６ｂ）コイルばねを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のダンパ。
  10. 弾性部材（２６ａ、２６ｂ）の前記グループ（２６）が、前記第１コイルばね（２６ａ）の長さよりも短い長さを有し、前記第１コイルばね（２６ａ）の直径よりも小さい直径を有し、かつ前記第１コイルばね（２６ａ）の内部に配置された少なくとも１つの第３コイルばねを更に含むことを特徴とする請求項９に記載のダンパ。
  11. 第１軸（１２）に接続された入力要素（３４）と、第２軸（１４）に接続された出力要素（２２）とを含むクラッチ（３２）と、
    前記クラッチの前記出力要素及び前記第２軸の間に配置された、請求項１から１０のいずれか一項に記載のダンパを含むことを特徴とする自動車のトルク伝達装置（１０）。
  12. インペラブレードホイール（１６）と、タービンブレードホイール（１８）とを更に含み、前記インペラブレードホイールが、リアクタ（２０）を介して前記タービンブレードホイール（１８）を流体動力学的に駆動するように構成され、前記クラッチ（３２）及び前記タービンブレードホイール（１８）が、前記出力要素に接続されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
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