JP2016148359A - ダンパーディスク組立体 - Google Patents

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Abstract

【課題】プリダンパーユニットの広角化及び軸方向寸法の短縮化を実現する。
【解決手段】このダンパーディスク組立体は、メインダンパーユニットと、プリダンパーユニットと、を備えている。プリダンパーユニットは、複数の外周側トーションスプリング23と、第2サブプレート22と、複数の内周側トーションスプリング24と、第1サブプレート23と、を有している。複数の外周側トーションスプリング23は、メインダンパーユニットのリティニングプレート4に係合し、トルクが入力される。第2サブプレート22は出力ハブ7に連結されている。複数の内周側トーションスプリング24は、第2サブプレート22に係合してトルクを伝達する。第1サブプレート21は、外周側トーションスプリング23と内周側トーションスプリング24とを直列的に作動させる。
【選択図】図5

Description

本発明は、ダンパーディスク組立体、特に、エンジンからの動力をトランスミッションの入力軸に伝達するためのダンパーディスク組立体に関する。
クラッチディスク組立体等に用いられるダンパーディスク組立体は、1対の入力プレートと、1対の入力プレートの軸方向間に配置されたハブフランジと、1対の入力プレートとハブフランジとを円周方向に弾性的に連結する複数のトーションスプリングと、を備えている。
また、特許文献1には、メインのダンパーユニットとは別に、トルクの小さい範囲での捩り振動を減衰するためのプリダンパーユニットを備えたクラッチディスク組立体が示されている。このプリダンパーユニットは、メインダンパーユニットからトルクが入力される1対の入力側プレートと、これらのプレートの間に挟まれるように配置された出力側プレートと、を有している。1対の入力側プレートは互いにリベットで一体回転するように固定されている。そして、1対の入力側プレートと出力側プレートとは、トーションスプリングによって弾性的に連結されている。
特開2003−278791号公報
特許文献1に示されたクラッチディスク組立体では、メインダンパーユニットとは別にプリダンパーが設けられている。
しかし、従来のプリダンパーユニットでは、捩り角度の範囲は狭く、また捩り特性も1段である。このため、特にアイドリング時の捩り振動を効果的に抑えることができない。また、従来のプリダンパーユニットでは、プリダンパーユニットのためのスペースが大きく、特に軸方向寸法を短縮化する際の妨げになる。このため、車両への搭載時に他部材との干渉の可能性が高くなり、搭載性が低下するという問題がある。
本発明の課題は、プリダンパーユニットの広角化を実現するとともに、軸方向寸法の短縮化を実現して車両搭載性を向上させることにある。
本発明の別の課題は、プリダンパーユニットの多段特性化を可能にすることにある。
本発明の第1側面に係るダンパーディスク組立体は、エンジンからのトルクをトランスミッションの入力軸に伝達するためのものであって、メインダンパーユニットと、プリダンパーユニットと、を備えている。メインダンパーユニットは、エンジンからのトルクが入力される入力側部材と、トランスミッションの入力軸に連結される出力側部材と、を有し、エンジンからの捩り振動を減衰して入力側部材に入力されるトルクを出力側部材に伝達する。プリダンパーユニットは、メインダンパーユニットからトルクが入力され、メインダンパーユニットに比較してトルクの小さい範囲での捩り振動を減衰して出力側部材にトルクを出力する。このプリダンパーユニットは、複数の外周側弾性部材と、出力側プレートと、複数の内周側弾性部材と、中間プレートと、を有している。複数の外周側弾性部材は、メインダンパーユニットの入力側部材に係合し、入力側部材からトルクが入力される。出力側プレートはメインダンパーユニットの出力側部材に連結されている。複数の内周側弾性部材は、複数の外周側弾性部材の内周側に配置され、出力側プレートに係合して出力側サブプレートにトルクを伝達する。中間プレートは、メインダンパーユニットの入力側部材及び出力側プレートと相対回転自在に配置され、複数の外周側弾性部材と複数の内周側弾性部材とを直列的に作動させる。
ここでは、プリダンパーユニットが、直列的に作動する外周側弾性部材と内周側弾性部材とを有している。このため、弾性部材の作動角度が増大し、プリダンパーユニット部分の広角化を実現できる。また、プリダンパーユニットの複数の外周側弾性部材がメインダンパーユニットの出力側プレートに係合しているので、従来のプリダンパーユニットに比較して入力側のプレートが不要になり、軸方向寸法を従来装置に比較して短縮できる。このため車両への搭載性が向上する。
本発明の第2側面に係るダンパーディスク組立体は、第1側面のダンパーディスク組立体において、中間プレートは、複数の外周側弾性部材を収納する外周側収納部と、複数の内周側弾性部材を収納する内周側第1収納部と、を有する。
中間プレートによって外周側弾性部材と内周側弾性部材とが直列的に作動することになり、またこの中間プレートに形成された収納部によって外周側弾性部材及び内周側弾性部材が支持される。
本発明の第3側面に係るダンパーディスク組立体は、第2側面のダンパーディスク組立体において、出力側プレートは、円板状に形成されており、内周部に形成され出力側部材の外周部に係合する係合部と、中間プレートの内周側第1収納部とともに複数の内周側弾性部材を収納する内周側第2収納部と、を有している。
本発明の第4側面に係るダンパーディスク組立体は、第1から第3側面のいずれかのダンパーディスク組立体において、出力側プレートは、中間プレートに対する相対回転が所定の角度範囲内に規制されている。
ここでは、中間プレートに対する出力側プレートの相対回転が所定の角度範囲内に規制されているので、プリダンパーユニットの多段化を実現することができる。
本発明の第5側面に係るダンパーディスク組立体は、第4側面のダンパーディスク組立体において、中間部材は回転方向に所定の長さを有する円弧状の孔を有し、出力側プレートは円弧状の孔に所定の隙間を介して挿入された突起を有している。
以上のように本発明では、プリダンパーユニットの広角化を実現するとともに、軸方向寸法の短縮化を図って車両搭載性を向上させることにある。また、本発明では、プリダンパーユニットの多段特性化を実現できる。
本発明の一実施形態によるクラッチディスク組立体の断面図。 クラッチディスク組立体の正面図。 フランジの斜視図。 出力ハブとフランジの連結部を示す図2の拡大部分図。 プリダンパーユニットを拡大して示す図。 プリダンパーユニットのストッパ機構部分を拡大して示す図。
本発明の一実施例としてのクラッチディスク組立体1を図1に示す。このクラッチディスク組立体1は、図1の左側に配置されたエンジン(図示せず)からのトルクを図1の右側に配置されたトランスミッション(図示せず)に伝達及び遮断するための装置である。図1においてO−Oがクラッチディスク組立体1の回転軸線である。
[全体構成]
このクラッチディスク組立体1は、クラッチディスク2と、クラッチプレート3及びリティニングプレート4(入力側部材)と、第1及び第2フランジ5,6と、出力ハブ(出力側部材)7と、複数のトーションスプリング8と、ヒステリシストルク発生機構9と、プリダンパーユニット10と、を備えている。
[クラッチディスク2]
クラッチディスク2は、図1及び図2に示すように、円周方向に並べて配置された複数の取付部を有する環状のクッショニングプレート12と、クッショニングプレート12の両面にリベット13によって固定された環状の摩擦フェーシング14とを有している。クッショニングプレート12の内周部はリベット(図示せず)によってクラッチプレート3の外周部に固定されている。なお、摩擦フェーシング14の図1左側にはエンジン側のフライホイール(図示せず)が配置されており、摩擦フェーシング14がフライホイールに押圧されることによって、クラッチディスク組立体1にエンジン側のトルクが入力される。
[クラッチプレート3及びリティニングプレート4]
クラッチプレート3及びリティニングプレート4は、円板状に形成され、第1及び第2フランジ5,6を挟んで軸方向に対向して配置されている。そして、これらの両プレート3,4は、スタッドピン16によって相対回転不能に固定されている。
クラッチプレート3及びリティニングプレート4には、図1及び図2に示すように、互いに対向する部分に、トーションスプリング8を収納する4つの第1収納部3a,4aと、4つの第2収納部3b,4bが形成されている。4つの第1収納部3a,4aは90°間隔で配置されており、第2収納部3b,4bはそれらの間に配置されている。また、各収納部3a,3b,4a,4bは、軸方向外側(クラッチプレート3はエンジン側、リティニングプレート4はトランスミッション側)に膨らむように形成されており、中央部に開口が形成されている。
[第1及び第2フランジ5,6]
第1及び第2フランジ5,6はクラッチプレート3とリティニングプレート4との間に挟まれるように配置されている。両フランジ5,6は同じ形状であり、ここでは、第1フランジ5について具体的に説明する。
図3に示すように、第1フランジ5は、円板状のプレートであり、円周方向に並ぶ4つの第1開口5aと4つの第2開口5bとを有している。第1開口5aは第2開口5bより径方向及び回転方向に関して大きく形成されている。第1開口5aはクラッチプレート3及びリティニングプレート4の第1収納部3a,4aに対応する位置に形成されている。また、第2開口5bはクラッチプレート3及びリティニングプレート4の第2収納部3b,4bに対応する位置に形成されている。
なお、スタッドピン16は、両フランジ5,6の第1開口5a,6aの内周部を軸方向に貫通している(図2参照)。
4つの第1開口5aの回転方向の一方の端面には、軸方向両側に突出するスプリング支持部(突起部)5cが形成されている。スプリング支持部5cはほぼ矩形形状であり、複数のトーションスプリング8のうちの第1コイルスプリング8a及び第2トーションスプリング8bの端面がこのスプリング支持部5cに当接している。また、スプリング支持部5cのトーションスプリング8を受ける面と逆側の面は、クラッチプレート3及びリティニングプレート4の第1収納部3a,4aの回転方向の一方の端面に当接している。
以上のような構成により、第1フランジ5のスプリング支持部5cは、トーションスプリング8の一方の端面とクラッチプレート3及びリティニングプレート4の第1収納部3a,4aの一方の端面との間に挟持されている。したがって、クラッチプレート3及びリティニングプレート4が図2〜図4の+R方向に回転する際には、第1フランジ5は、クラッチプレート3及びリティニングプレート4との相対回転が禁止され、これらの両プレート3,4と一体回転することになる。なお、クラッチプレート3及びリティニングプレート4が−R方向に回転する際には、第1フランジ5は、クラッチプレート3及びリティニングプレート4と所定の角度範囲で相対回転が許容される。
また、第1フランジ5の内周部には、図3及び図2の拡大部分図である図4に示すように、内周側に向かって開く複数の切欠き5dが形成されている。
前述のように、第2フランジ6は第1フランジ5と同一形状である。そして、この第2フランジ6については、スプリング支持部6cは、トーションスプリング8の他方の端面とクラッチプレート3及びリティニングプレート4の第1収納部3a,4aの他方の端面との間に挟持されている。したがって、クラッチプレート3及びリティニングプレート4が−R方向に回転する際には、第2フランジ6は、クラッチプレート3及びリティニングプレート4との相対回転が禁止され、これらの両プレート3,4と一体回転することになる。なお、クラッチプレート3及びリティニングプレート4が+R方向に回転する際には、第2フランジ5は、クラッチプレート3及びリティニングプレート4と所定の角度範囲で相対回転が許容される。
また、第2フランジ6の内周部には内周側に向かって開く複数の切欠き6dが形成されている。
なお、図2及び図4に示すように、両フランジ5,6の内周部の切欠き5d,6dは回転方向において位相がずれた状態で組み付けられている。
[出力ハブ7]
出力ハブ7は、円筒状の部材であり、図1に示すように、内周部にスプライン孔7aが形成されている。このスプライン孔7aにトランスミッションの入力軸がスプライン係合可能である。
また出力ハブ7の外周面には、図1、図2及び図4に示すように、複数の第1歯7bが形成され、さらにトランスミッション側の端部外周面には複数の第2歯7cが形成されている。複数の第1歯7bのそれぞれは、所定の隙間を介して両フランジ5,6の切欠き5d,6dの内部に挿入されている。
具体的には、前述のように、第1及び第2フランジ5,6は回転方向に位相がずれた状態で配置されている。したがって、図4に示すように、トルクが入力されていない中立状態では、出力ハブ7の第1歯7bと第1フランジ5の切欠き5dの回転方向の端面との間には第1隙間G1が形成され、第1歯7bと第2フランジ6の切欠き6dの回転方向の端面との間には第1隙間G1より広い第2隙間G2が形成されている。
[トーションスプリング8]
トーションスプリング8は、第1〜第3コイルスプリング8a,8b,8cを有している。第1コイルスプリング8a及び第2コイルスプリング8bは、第1及び第2フランジ5,6の第1開口5a,6aに配置され、クラッチプレート3及びリティニングプレート4の第1収納部3a,4aによって支持されている。第2コイルスプリング8bは第1コイルスプリング8aの内周部に配置されている。また、第3コイルスプリング8cは、第1及び第2フランジ5,6の第2開口5b,6bに配置され、クラッチプレート3及びリティニングプレート4の第2収納部3b,4bによって支持されている。
[ヒステリシストルク発生機構9]
ヒステリシストルク発生機構9は、クラッチプレート3と第1フランジ5の間、第1フランジ5と第2フランジ6との間、第2フランジ6とリティニングプレート4の間の内周部に配置されている。この機構9の詳細説明は省略するが、クラッチプレート3との所定の角度範囲を超える相対回転が禁止されたフリクションワッシャ、第1フランジ5の側面に当接するフリクションプレート、及びフリクションプレートを第1フランジ5の側面に押圧するコーンスプリングから構成されている。
[プリダンパーユニット10]
プリダンパーユニット10は、図1及び図5に示すように、リティニングプレート4の内周部で、かつ出力ハブ7のトランスミッション側の外周部に配置されている。プリダンパーユニット10には、リティニングプレート4を介してトルクが入力される。このプリダンパーユニット10は、第1サブプレート(中間プレート)21と、第2サブプレート(出力側プレート)22と、複数の外周側プリトーションスプリング23と、複数の内周側プリトーションスプリング24と、を有している。なお、図5は図1の拡大部分図である。
図5に示すように、リティニングプレート4のトランスミッション側の側面には、スプリング収納用の複数の切欠き4cが形成されている。この複数の切欠き4cに外周側プリトーションスプリング23が収納されるとともに、外周側プリトーションスプリング23の端面が切り欠き4cの端面に係合している。なお、切欠き4cのエンジン側の一部は開口している。
第1サブプレート21は、円板状に形成されており、外周部に形成された複数の第1収納部21aと、内周部に形成された複数の第2収納部21bと、を有している。この第1サブプレート21は、リティニングプレート4に対しても、また第2サブプレート22に対しても、所定の角度範囲で相対回転自在である。
第1収納部21aは、トランスミッション側に膨らむように形成されており、リティニングプレート4の切欠き4cとともに外周側プリトーションスプリング23を収納し、保持している。また、第1収納部21aの回転方向の端面には外周側プリトーションスプリング23の端面が係合している。
第2収納部21bは、エンジン側に膨らむように形成されており、内周側プリトーションスプリング24の一部を収納し、保持している。また、第2収納部21bの回転方向端面には内周側プリトーションスプリング24の端面が係合している。
第2サブプレート22は、第1サブプレート21のトランスミッション側に第1サブプレート21と対向するように配置されている。第2サブプレート22には、トランスミッション側に膨らむ複数の収納部22bが形成されており、第1サブプレート21の第2収納部21bとともに内周側プリトーションスプリング24を収納し、保持している。また、第2サブプレート22の内周部には複数の歯22cが形成されており、この歯22cが出力ハブ7の第2歯7cと噛み合っている。
このような構成では、外周側プリトーションスプリング23と内周側プリトーションスプリング24とは直列的に作用する。なお、この例では、外周側トーションスプリング23は内周側トーションスプリング24より高い剛性を有している。
また、第1サブプレート21の径方向中間部には、回転方向に所定の長さを有する円弧状の孔21cが形成されている。一方、第2サブプレート22の外周部の一部には、エンジン側に折り曲げて形成された係合突起22dが形成されており、この係合突起22dが所定の隙間を介して第1サブレポート21の円弧状の孔21cに挿入されている。
なお、第2サブプレート22の内周部において、トランスミッション側にはスナップリング26が設けられている。このスナップリング26により、プリダンパーユニット10のトランスミッション側への抜け出しが防止されている。
[動作]
摩擦フェーシング14がエンジン側のフライホイールに押圧されると、エンジンからのトルクはクラッチディスク2を介してクラッチプレート3及びリティニングプレート4に伝達される。このトルクは、トーションスプリング8→第1フランジ5又は第2フランジ6→出力ハブ7の経路で伝達される。また、リティニングプレート4に伝達されたトルクは、リティニングプレート4→プリダンパーユニット10→出力ハブ7の経路でトランスミッション側のシャフトに出力される。
具体的には、アイドリング時等において、エンジン側からクラッチディスク組立体1に変位角の小さな捩じり振動が伝達されると、この捩り振動はトーションスプリング8及びヒステリシストルク発生機構9では吸収されず、プリダンパーユニット10に伝達される。そして、プリダンパーユニット10では、外周側プリトーションスプリング23と内周側プリトーションスプリング24とが直列的に作動し、リティニングプレート4と第1及び第2サブプレート21,22との間で相対回転が生じる。ここでは、各部材の摺動によって生じる小さいヒステリシストルクが発生され(より詳細には、メインダンパーユニットの出力ハブ7の外周側にヒステリシストルク発生機構が設けられている)、変位角の小さな捩じり振動が減衰される。
ここで、捩り振動が小さい場合は、内周側トーションスプリング24のみ、または内周側トーションスプリング24及び外周側トーションスプリング23が伸縮する。そして、捩り振動がさらに大きくなって内周側トーションスプリング24の弾性変形が大きくなると、第2サブプレート22の係合突起22dが第1サブプレート21の円弧状の孔21cの端面に当接する。したがって、これ以降は、外周側トーションスプリング23のみがさらに弾性変形することになる。
以上のような動作によって、プリダンパーユニット10において、捩り特性の広角化及2段化が可能になる。
次に、さらに大きな変位角を有する捩じり振動がクラッチディスク組立体1に伝達された場合について以下に説明する。
このような状況において、クラッチプレート3及びリティニングプレート4が−R方向に回転する場合は、第1フランジ5はこれらの両プレート3,4と相対回転が可能であるが、第2フランジ6は両プレート3,4と相対回転が禁止されて一体的に回転する。したがって、両プレート3,4が−R方向に回転すると、トルクは両プレート3,4からプリダンパーユニット10に伝達されるとともに、トーションスプリング8を介して第1フランジ5に伝達され、さらに出力ハブ7に伝達される。
このとき、前述のようなプリダンパーユニット10の作動によって出力ハブ7と第1フランジ5とが、図4に示した隙間G1に相当する捩じり角度だけ相対回転する。そして、出力ハブ7の第1歯7bが第1フランジ5の切欠き5dの+R方向の端面に当接すると、出力ハブ7と第1フランジ5とは一体的に回転する。その後、トーションスプリング8が弾性変形して、両プレート3,4及び第2フランジ6と、第1フランジ5及び出力ハブ7と、が隙間G2に相当する角度だけ相対回転すると、出力ハブ7の第1歯7bが第2フランジ6の切欠き6dの+R方向の端面に当接し、これらの相対回転が禁止される。すなわち、第2フランジ6の切欠き6dの端面がストッパとして機能する。
また、クラッチプレート3及びリティニングプレート4が+R方向に回転する場合は、以上とは逆に、第1フランジ5がクラッチプレート3及びリティニングプレート4との相対回転が禁止され、第2フランジ6が相対回転可能になる。したがって、プリダンパーユニット10が作動して出力ハブ7の第1歯7bが第2フランジ6の切欠き6dの−R方向の端面に当接すると、出力ハブ7と第2フランジ6とは一体的に回転する。その後、トーションスプリング8が弾性変形して、両プレート3,4及び第1フランジ5と、第2フランジ6及び出力ハブ7と、が隙間G2に相当する角度だけ相対回転すると、出力ハブ7の第1歯7bが第5フランジ5の切欠き5dの+R方向の端面に当接し、これらの相対回転が禁止される。すなわち、第1フランジ5の切欠き5dの端面がストッパとして機能する。
[特徴]
(1)プリダンパーユニット10が、直列的に作動する外周側トーションスプリング23及び内周側トーションスプリング24を有している。このため、プリダンパーユニット10における広角化を実現できる。
(2)リティニングプレート4の一部をプリダンパーユニット10の入力側プレートとして機能させている。このため、従来のプリダンパーユニットに比較して入力側のプレートが不要になり、軸方向寸法を従来装置に比較して短縮できる。
(3)外周側トーションスプリング23と内周側トーションスプリング24とを連結する第1サブプレート21によって、外周側及び内周側トーションスプリング23,24の支持を行っている。このため、少ない部品点数で広角化を実現できる。
(4)第1サブプレート21によって第2サブプレート22の回転角度範囲を規制している。このため、プリダンパーユニット10において捩り特性の2段化を実現できる。
(5)出力ハブ7と2つのフランジ5,6とによってストッパ機構を実現している。このため、従来装置のようにフランジ外周部にストップピンを含むストッパ機構を設ける必要がない。したがって、トーションスプリングのためのスペースを広く確保でき、高トルク化、及び広角化を容易に実現することができる。
(6)各フランジ5,6に形成されたスプリング支持部5c,6cによってトーションスプリング8の端面を支持しているので、各フランジ5,6を入力側のプレート3,4に対して相対回転を禁止するための構成を、スプリングシートとして機能させることができる。
(7)2つのフランジ5,6を同一形状としているので、製造コストを抑える事ができる。
[他の実施形態]
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
(a)第1サブプレート21と第2サブプレート22との相対回転角度範囲を規制するための構成は前記実施形態に限定されない。
(b)プリダンパーユニット10における外周側トーションスプリング23及び内周側トーションスプリング24の剛性については一例であって、前記実施形態に限定されない。
1 クラッチディスク組立体
2 クラッチディスク
3 クラッチプレート(入力側部材)
4 リティニングプレート(入力側部材)
7 出力ハブ(出力側部材)
8 トーションスプリング
10 プリダンパーユニット
21 第1サブプレート(中間プレート)
21c 円弧状の孔
22 第2サブプレート(出力側プレート)
22d 突起
23 外周側トーションスプリング
24 内周側トーションスプリング24

Claims (5)

  1. エンジンからのトルクをトランスミッションの入力軸に伝達するためのダンパーディスク組立体であって、
    前記エンジンからのトルクが入力される入力側部材と、前記トランスミッションの入力軸に連結される出力側部材と、を有し、エンジンからの捩り振動を減衰して前記入力側部材に入力されるトルクを前記出力側部材に伝達するメインダンパーユニットと、
    前記メインダンパーユニットからトルクが入力され、前記メインダンパーユニットに比較してトルクの小さい範囲での捩り振動を減衰して前記出力側部材にトルクを出力するプリダンパーユニットと、
    を備え、
    前記プリダンパーユニットは、
    前記メインダンパーユニットの入力側部材に係合し、前記入力側部材からトルクが入力される複数の外周側弾性部材と、
    前記メインダンパーユニットの出力側部材に連結された出力側プレートと、
    前記複数の外周側弾性部材の内周側に配置され、前記出力側プレートに係合して前記出力側サブプレートにトルクを伝達する複数の内周側弾性部材と、
    前記メインダンパーユニットの入力側部材及び前記出力側プレートと相対回転自在に配置され、前記複数の外周側弾性部材と前記複数の内周側弾性部材とを直列的に作動させるための中間プレートと、
    を備えたダンパーディスク組立体。
  2. 前記中間プレートは、前記複数の外周側弾性部材を収納する外周側収納部と、前記複数の内周側弾性部材を収納する内周側第1収納部と、を有する、請求項1に記載のダンパーディスク組立体。
  3. 前記出力側プレートは、円板状に形成されており、内周部に形成され前記出力側部材の外周部に係合する係合部と、前記中間プレートの内周側第1収納部とともに前記複数の内周側弾性部材を収納する内周側第2収納部と、を有している、請求項2に記載のダンパーディスク組立体。
  4. 前記出力側プレートは、前記中間プレートに対する相対回転が所定の角度範囲内に規制されている、請求項1から3のいずれかに記載のダンパーディスク組立体。
  5. 前記中間部材は回転方向に所定の長さを有する円弧状の孔を有し、
    前記出力側プレートは前記円弧状の孔に所定の隙間を介して挿入された突起を有している、
    請求項4に記載のダンパーディスク組立体。
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