JP2016023739A - 車両用ダンパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加速時に発生するヒステリシストルクが、減速時に発生するヒステリシストルクよりも大きくなる機構を有するダンパ装置を提供する。
【解決手段】車両加速時において前記第１回転部材に対して相対回転させられる前記保持シートの外壁面が、前記第１壁面と摺動可能に接触させられ、車両減速時において前記第１回転部材に対して相対回転させられる前記保持シートの外壁面が、前記第２壁面と径方向の間隙を有して対向させられているため、車両加速時にヒステリシストルクが大きく、車両減速時にヒステリシストルクが小さくなるダンパ装置を構成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ダンパ装置に係り、特に、車両加速時と車両減速時とで異なるヒステリシストルクを発生させる機構を備えたダンパ装置の構造に関するものである。

第１回転部材と、該第１回転部材と同一の回転軸心まわりに相対回転可能な第２回転部材と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に動力伝達可能に介挿され、その第１回転部材と第２回転部材とが相対回転した際に弾性変形させられるスプリングと、前記第１回転部材と前記第２回転部材とが相対回転した際にヒステリシストルクを発生させるヒステリシス機構とを、備える車両用ダンパ装置が提案されている。特許文献１ないし特許文献３に記載のダンパ装置は、何れも上記構成を有している。

ところで、ダンパ装置に接続されるギヤ機構を構成するギヤの歯打ち音（ジャラ音）を低減するためには、加速時に発生するヒステリシストルクを大きくし、減速時に発生するヒステリシストルクを小さくすることが対策の１つとして知られている。特許文献１のダンパ装置にあっては、第１回転部材（ディスクプレート）に対して、第２回転部材（ハブ部材）が正側（駆動側、加速側）に相対回転したときのディスクプレートおよびハブ部材の対向面に、摩擦材が貼り着けられている。このように構成されることで、加速時において摩擦材が摺動させられるため、加速時に発生するヒステリシストルクが減速時に発生するヒステリシストルクよりも大きくなる。

国際公開第２０１２／１０４９２６号 国際公開第２０１１／０５５４４２号 特開平１０−３３９３５５号公報

上述したように、特許文献１のダンパ装置では、加速時にヒステリシストルクが大きくなり、減速時にヒステリシストルクが小さくなるように構成されているが、このようなヒステリシストルクを発生させるヒステリシス機構を設けるに際して、ディスクプレートに軸方向に伸びるガイド部材が設けられ、そのガイド部材の径方向内側に摩擦材が設けられている。従って、このガイド部材を配置する軸方向の空間が必要となり、この空間を確保する分だけダンパ装置が軸方向に長くなっていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、軸方向への寸法を増大させることなく、加速時に発生するヒステリシストルクが、減速時に発生するヒステリシストルクよりも大きくなる機構を有するダンパ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)第１回転部材と、その第１回転部材と同一の回転軸心まわりに相対回転可能な第２回転部材と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に動力伝達可能に介挿され、その第１回転部材とその第２回転部材とが相対回転した際に弾性変形させられるスプリングとを、備える車両用ダンパ装置であって、(b)前記スプリングの両端は、保持シートを介して前記第２回転部材によって保持され、(c)前記第１回転部材の前記スプリングを収容する窓口の前記回転軸心に対して径方向外側には、そのスプリングを覆う支持壁が形成され、(d)前記支持壁には、段差が形成されることで、第１壁面とその第１壁面よりも前記回転軸心に対して径方向外側に位置する第２壁面とが形成され、(e)車両加速時において前記第１回転部材に対して相対回転させられる前記保持シートの外壁面が、前記第１壁面と摺動可能に接触させられ、(f)車両減速時において前記第１回転部材に対して相対回転させられる前記保持シートの外壁面が、前記第２壁面と径方向の間隙を有して対向させられていることを特徴とする。

このようにすれば、車両加速時において第１回転部材に対して相対回転させられる保持シートの外壁面が、その第１回転部材の第１壁面と摺動するため、ヒステリシストルクが発生する。一方、車両減速時において第１回転部材に対して相対回転させられる保持シートは、第１回転部材の第２壁面に対して相対回転するが、その保持シートの外壁面と第２壁面との間に間隙が形成されているため、これらが摺動することはなく、ヒステリシストルクも発生しない。従って、車両加速時にヒステリシストルクが大きく、車両減速時にヒステリシストルクが小さくなるダンパ装置を構成することができる。ここで、このヒステリシストルクを発生させる機構は、保持シートと第１回転部材との間で径方向側に設けられるため、装置が軸方向に大型化することも防止される。

また、好適には、車両減速時において前記第１回転部材に対して相対回転させられる前記保持シートの外壁面の周方向の長さは、車両加速時において前記第１回転部材に対して相対回転させられる前記保持シートの外壁面の周方向の長さに比べて短いことを特徴とする。このようにすれば、車両減速時において第１回転部材に対して相対回転させられる保持シートの外壁面が、第１壁面と接触するのに必要な捩れ角が大きくなり、車両減速時の前記保持シートの外壁面と第１壁面との摺動を防止することもできる。

また、好適には、車両加速時において前記第１回転部材に対して相対回転させられる前記保持シートは、捩れ角が所定角度に到達すると相対回転させられることを特徴とする。このようにすれば、所定角度に到達するまでは、前記保持シートの外壁面と第１壁面との摺動によるヒステリシストルクをなくせることで、ヒステリシストルクの調節の幅が広くなる。

また、好適には、車両減速時に発生する最大トルクによる捩れ角は、車両減速時において前記第１回転部材に対して相対回転させられる前記保持シートの外壁面が、前記第１壁面と接触するときの捩れ角よりも小さく設定されていることを特徴とする。このように設定されることで、車両減速時にあっては、前記保持シートの外壁面と第１壁面とが接触することがなくなるため、前記保持シートの外壁面と第１壁面との接触によるヒステリシストルクの発生を確実に防止することができる。

本発明の一実施例である車両用ダンパ装置の基本構成を簡略的に示す正面図である。 図１のダンパ装置のＡ−Ａ断面図である。 図１のダンパ装置の捩れ特性を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例である車両用ダンパ装置１０（以下、ダンパ装置１０）の基本構成を簡略的に示す正面図である。また、図２は、図１のダンパ装置１０のＡ−Ａ断面図である。なお、図１は、図２において矢印Ｂ側から見た図に対応し、ダンパ装置１０の周方向の一部のみ示されている。また、図１は、ダンパ装置１０にトルク伝達されない状態を示している。

ダンパ装置１０は、図示しないエンジンと図示しない変速機との間の動力伝達経路上に介挿されている。ダンパ装置１０は、エンジンに動力伝達可能に連結されているディスクプレート１２と、変速機に動力伝達可能に連結されているハブ部材１４と、ディスクプレート１２とハブ部材１４との間に動力伝達可能に介挿されている複数個（本実施例では４個）のコイルスプリング１６とを、含んで構成されている。なお、図１にあっては、紙面手前側にディスクプレート１２が配置されているため、ハブ部材１４が破線で示されており、さらに、コイルスプリング１６および後述するスプリング保持シート１８、１９が断面図で示されている。なお、ディスクプレート１２が本発明の第１回転部材に対応し、ハブ部材１４が本発明の第２回転部材に対応し、コイルスプリング１６が本発明のスプリングに対応している。

ディスクプレート１２は、図示しないエンジンと同じ回転軸心Ｃまわりに回転可能に配置されている。図２に示すように、ディスクプレート１２は、円盤状の一対のプレート１２ａ、１２ｂから構成され、図示しないリベットによって互いに相対回転不能に連結されている。なお、図１にあっては、プレート１２ａが示されているが、プレート１２ａおよびプレート１２ｂは形状が略同じであるため、図１のプレート１２ａをプレート１２ｂに入れ替えても構わない。

プレート１２ａおよびプレート１２ｂには、周方向において同じ回転位置（位相）に、窓口２０ａおよび窓口２０ｂがそれぞれ形成されている。そして、これら窓口２０ａ、２０ｂによって形成される空間に、コイルスプリング１６が収容されている。本実施例では、窓口２０ａおよび窓口２０ｂは、それぞれ等角度間隔で４箇所形成されている。なお、図１にあっては、窓口２０ａが示されているが、窓口２０ａおよび窓口２０ｂは形状が略同じであるため、窓口２０ａを窓口２０ｂに入れ替えても構わない。

図２に示すように、プレート１２ａの窓口２０ａが形成される部位の、回転軸心Ｃに対して径方向外側には、コイルスプリング１６を覆う円弧状の外側支持壁２２ａが形成され、プレート１２ｂの窓口２０ｂが形成される部位の回転軸心Ｃに対して径方向外側には、コイルスプリング１６を覆う円弧状の外側支持壁２２ｂが形成されている。また、プレート１２ａの窓口２０ａが形成される部位の回転軸心Ｃに対して径方向内側には、内側支持壁２４ａが形成され、プレート１２ｂの窓口２０ｂが形成される部位の回転軸心Ｃに対して径方向内側には、内側支持壁２４ｂが形成されている。また、図１にあっては、これら外側支持壁２２ａ、２２ｂおよび内側支持壁２４ａ、２４ｂが省略されている。なお、以下において径方向外側および径方向内側とは、ダンパ装置１０の回転軸心Ｃを基準とする。また、外側支持壁２２ａ、２２ｂが、本発明の支持壁に対応している。

また、外側支持壁２２ａ、２２ｂの壁面には、それぞれ図１に示すような段差２６が形成されている。この段差２６が形成されることで、外側支持壁２２ａ、２２ｂには、それぞれ第１壁面２８ａおよび第１壁面２８ａよりも径方向外側に位置する第２壁面２８ｂが形成される。

ハブ部材１４は、ダンパ装置１０の内周側に配置される基部１４ａと、基部１４ａから径方向外側に伸びるフランジ１４ｂとを備えて構成されている。本実施例にあっては、フランジ１４ｂは、等角度間隔で４つ形成されている。このハブ部材１４の周方向で隣り合うフランジ１４ｂの間に形成される空間に、コイルスプリング１６が収容されている。

コイルスプリング１６の両端と、その両端と隣り合うフランジ１４ｂとの間には、スプリング保持シート１８、１９が介挿されている。スプリング保持シート１８、１９は、コイルスプリング１６をフランジ１４ｂで保持するものである。スプリング保持シート１８は、シート着座部１８ａと、シート着座部１８ａから突き出す円柱状の係合突部１８ｂと、シート着座部１８ａの径方向外側から第１壁面２８ａに沿ってスプリング保持シート１９側に向かって突き出す円弧状突部１８ｃとを、備えて構成されている。同様に、スプリング保持シート１９は、シート着座部１９ａと、シート着座部１９ａから突き出す円柱状の係合突部１９ｂと、シート着座部１９ａの径方向外側から第２壁面２８ｂに沿ってスプリング保持シート１８側に向かって突き出す円弧状突部１９ｃとを、備えて構成されている。なお、スプリング保持シート１８が、本発明の車両加速時において第１回転部材に対して相対回転させられる保持シートに対応し、スプリング保持シート１９が、本発明の車両減速時において第１回転部材に対して相対回転させられる保持シートに対応している。

シート着座部１８ａ、１９ａは、何れもコイルスプリング１６に対して背面側において、フランジ１４ｂと密着した状態で係合されている。具体的には、コイルスプリング１６は、その両端が円柱形状の係合突部１８ｂ、１９ｂに嵌め付けられ、且つ、スプリング保持シート１８、１９を介して予荷重状態でフランジ１４によって保持されている。従って、コイルスプリング１６の弾性復帰力によって、スプリング保持シート１８、１９のシート着座部１８ａ、１９ａがフランジ１４ｂに向かって押圧させられるため、スプリング保持シート１８、１９がフランジ１４ｂに密着して係合させられた状態となる。また、シート着座部１８ａ、１９ａのコイルスプリング１６に対して背面側は、それぞれプレート１２ａ、１２ｂに形成されている窓口２０ａ、２０ｂの周方向の端部と当接させられている。

スプリング保持シート１８の円弧状突部１８ｃは、図２に示すように、断面が円弧状に形成されている。また、スプリング保持シート１９の円弧状突部１９ｃについても、断面が円弧状に形成されている。また、図１に示すように、第２壁面２８ｂに沿って周方向に伸びる円弧状突部１９ｃの長さが、第１壁面２８ａに沿って周方向に伸びる円弧状突部１８ｃの長さよりも短く設定されている。

図１および図２に示すように、スプリング保持シート１８の円弧状突部１８ｃの径方向外側に位置する面（以下、外壁面３０）が、ディスクプレート１２の窓口２０ａ、２０ｂに形成されている外側支持壁２２ａ、２２ｂの第１壁面２８ａと摺動可能に接触させられている。また、互いに接触する円弧状突部１８ｃの外壁面３０および第１壁面２８ａの少なくとも一方には、摩擦材３２が貼り着けられており、これらが摺動（摩擦接触）した際に所定の摩擦力が発生するように構成されている。

一方、スプリング保持シート１９の円弧状突部１９ｃの径方向外側に位置する面（以下、外壁面３１）と、外周支持壁２２ａ、２２ｂの第２壁面２８ｂとの間には、図１に示す径方向の間隙Ｌが形成されている。従って、スプリング保持シート１９とディスクプレート１２とが相対回転した場合であっても、互いに対向する円弧状突部１９ｃの外壁面３１と第２壁面２８ｂとの摺動が防止される。

また、ダンパ装置１０の内周側には、図示しないヒステリシス機構が設けられており、このヒステリシス機構によって比較的小さなヒステリシストルク（小ヒステリシストルク）が発生するように構成されている。また、ハブ部材１４の基部１４ａには、図示しない所定のガタ（隙間）を有するスプライン嵌合部が形成されており、このガタが詰まる捩れ角θが所定角度α以下の範囲では、フランジ１４ｂとディスクプレート１２との相対回転が阻止されている。従って、捩れ角θが所定角度α以下では、スプリング保持シート１８とディスクプレート１２との相対回転が阻止され、前記ヒステリシス機能のみ作動する。

上記のように構成されるダンパ装置１０の作動について説明する。図示しないエンジンからダンパ装置１０のディスクプレート１２にトルクが伝達される車両加速時では、ディスクプレート１２が図１において時計回りに回転させられるものとする。ここで、ハブ部材１４についてみると、ディスクプレート１２に対して反時計回りに相対回転させられることとなり、ハブ部材１４のフランジ１４ｂと係合するスプリング保持シート１８についても、ディスクプレート１２に対して反時計回りに相対回転させられる。

ディスクプレート１２とハブ部材１４（基部１４ａ）との相対変位である捩れ角θが所定角度α以下の範囲では、上述したように、基部１４ａに形成されるスプライン嵌合部のガタが詰まるため、スプリング保持シート１８とディスクプレート１２との相対回転が阻止される。また、捩れ角θが所定角度α以下の範囲であっても図示しないヒステリシス機構が作動するため、小ヒステリシストルクが発生する。そして、捩れ角が所定角度αを超えると、スプリング保持シート１８とディスクプレート１２とが相対回転し始めるために、円弧状突部１８ｃの外壁面３０と第１壁面２８ａとの間で摺動する。従って、円弧状突部１８ｃの外壁面３０と第１壁面２８ａとの間で摩擦力が発生することから、前記小ヒステリシストルクよりも大きいヒステリシストルクが発生する。

また、図示しない駆動輪側からトルクが伝達される車両減速時では、ハブ部材１４が図１において時計回りに回転させられる。このとき、フランジ１４ｂと係合するスプリング保持シート１９がスプリング保持シート１８側に向かって時計回りに相対回転し、スプリング保持シート１９とディスクプレート１２とが相対回転させられる。ここで、スプリング保持シート１９の円弧状突部１９ｃの外壁面３１と第２壁面２８ｂとの間には、径方向の間隙Ｌが形成されているため、これらが相対回転しても摺動することは回避される。従って、円弧状突部１９ｃの外壁面３１と第２壁面２８ｂとが摺動することによるヒステリシストルクは発生することはなく、図示しないヒステリシス機構による小ヒステリシストルクが発生する。

図３は、ダンパ装置１０の捩れ特性を示している。図３において、横軸がディスクプレート１２とハブ部材１４との相対変位である捩れ角θを示し、縦軸がダンパ装置１０に入力されるトルクを示している。

図３の捩れ角の正側の領域が、エンジンからトルクが伝達される加速時の捩れ特性を示している。加速時にあっては、図１において、ディスクプレート１２が時計回りに回転させられる。すなわち、スプリング保持シート１８が、ディスクプレート１２に対して相対回転させられる。図３に示すように、捩れ角が所定角度α以下の領域では、スプリング保持シート１８とディスクプレート１２との相対回転が防止されるため、図示しないヒステリシス機構による小ヒステリシストルクが発生している。そして、捩れ角が所定角αを超えると、ヒステリシストルクが大きくなる。これは、スプリング保持シート１８の円弧状突部１８ｃの外壁面３０と第１壁面２８ａとの摺動が開始されることによるヒステリシストルクが発生したためである。

一方、捩れ角の負側の領域が、駆動輪側からトルク（被駆動トルク）が伝達される減速時の捩れ特性を示している。減速時にあっては、図１においてハブ部材１４が時計回りに回転させられる。すなわち、スプリング保持シート１９がディスクプレート１２に対して相対回転させられる。図３に示すように、捩れ角θが所定角度βの範囲では、図示しないヒステリシス機構による小ヒステリシストルクが発生している。これは、スプリング保持シート１９がディスクプレート１２に対して相対回転させられても、スプリング保持シート１９の円弧状突部１９ｃの外壁面３１と第２壁面２８ｂとの間に間隙Ｌが形成されているためである。そして、捩れ角θが所定角度βを超えると、円弧状突部１９ｃの外壁面３１と第１壁面２８ａとが摺動するため、ヒステリシストルクが大きくなる。しかしながら、減速時にあっては加速時に比べて発生するトルクが小さく、ダンパ装置１０にあっては、伝達される最大減速トルクが、捩れ角θが所定角度β未満の領域に設定されている。従って、実際には、減速時においては、ヒステリシストルクが発生することはなく、小ヒステリシストルクのみ発生することとなる。

このように、ダンパ装置１０にあっては、加速時において捩れ角が所定角度αを超えると大ヒステリシストルクが発生し、減速時にあっては小ヒステリシストルクが発生する。ここで、加速時にあっては、変速機で発生する歯打ち音（ジャラ音）を低減するため、大ヒステリシストルクが必要となるものの、減速時にあっては大ヒステリシストルクは不要となる。これに対して、ダンパ装置１０は、この要件を満足していることから、ジャラ音の発生を効果的に低減することができる。

また、この大ヒステリシストルクを発生させる機構が、ディスクプレート１２とスプリング保持シート１８との間、すなわち径方向に設けられるため、ヒステリシス機構を配置するに際して、ダンパ装置１０が軸方向に大型化することも防止される。

また、円弧状突部１９ｃの第２壁面２８ｂに沿って周方向に伸びる円弧の長さが、円弧状突部１８ｃの第１壁面２８ａに沿って周方向に伸びる円弧の長さよりも短く設定されているため、減速時においてヒステリシストルクが増加する捩れ角βを大きくすることができる。従って、減速時に発生するトルク領域では、大ヒステリシストルクの発生を確実に回避することが可能となる。また、第１壁面２８ａの周方向の長さを第２壁面２８の周方向の長さよりも長くすることが可能となり、加速時において大ヒステリシストルクが発生する捩れ角領域を拡げることもできる。

上述のように、本実施例によれば、車両加速時においてディスクプレート２１に対して相対回転させられるスプリング保持シート１８の外壁面３１が、そのディスクプレート１２の第１壁面２８ａと摺動するため、ヒステリシストルクが発生する。一方、車両減速時においてディスクプレート１２に対して相対回転させられるスプリング保持シート１９は、ディスクプレート１２の第２壁面２８ｂに対して相対回転するが、そのスプリング保持シート１９の外壁面３１と第２壁面２８ｂとの間に間隙Ｌが形成されているため、これらが摺動することはなく、ヒステリシストルクも発生しない。従って、車両加速時にヒステリシストルクが大きく、車両減速時にヒステリシストルクが小さくなるダンパ装置１０を構成することができる。ここで、このヒステリシストルクを発生させる機構は、スプリング保持シート１８とディスクプレート１２との間で径方向側に設けられるため、ダンパ装置１０が軸方向に大型化することも防止される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両用ダンパ装置
１２：ディスクプレート（第１回転部材）
１４：ハブ部材（第２回転部材）
１６：コイルスプリング（スプリング）
１８：スプリング保持シート（車両加速時において第１回転部材に対して相対回転させられる保持シート）
１９：スプリング保持シート（車両減速時において第１回転部材に対して相対回転させられる保持シート）
２０ａ、２０ｂ：窓口
２２ａ、２２ｂ：外側支持壁（支持壁）
２６：段差
２８ａ：第１壁面
２８ｂ：第２壁面

Claims (1)

1. 第１回転部材と、該第１回転部材と同一の回転軸心まわりに相対回転可能な第２回転部材と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に動力伝達可能に介挿され、該第１回転部材と該第２回転部材とが相対回転した際に弾性変形させられるスプリングとを、備える車両用ダンパ装置であって、
   前記スプリングの両端は、保持シートを介して前記第２回転部材によって保持され、
   前記第１回転部材の前記スプリングを収容する窓口の前記回転軸心に対して径方向外側には、該スプリングを覆う支持壁が形成され、
   前記支持壁には、段差が形成されることで、第１壁面と該第１壁面よりも前記回転軸心に対して径方向外側に位置する第２壁面とが形成され、
   車両加速時において前記第１回転部材に対して相対回転させられる前記保持シートの外壁面が、前記第１壁面と摺動可能に接触させられ、
   車両減速時において前記第１回転部材に対して相対回転させられる前記保持シートの外壁面が、前記第２壁面と径方向の間隙を有して対向させられている
   ことを特徴とする車両用ダンパ装置。

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