JP2017172716A - Damper device - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書において開示する本開示の発明は、ダンパ装置に関する。 The invention of the present disclosure disclosed in the present specification relates to a damper device.
従来、この種のダンパ装置としては、鋼製の渦巻きバネを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。鋼製の渦巻きバネは、剛性が高く、必要なねじれ角が得られる前に、疲労強度の許容値を迎えてしまう。このため、従来のダンパ装置では、十分なねじれ角を得るために、第1渦巻きバネおよび第2渦巻きバネに加え、第1渦巻きバネおよび第2渦巻きバネよりも高剛性のプレートバネを併用している。 Conventionally, as this kind of damper device, one provided with a steel spiral spring has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Steel spiral springs have high rigidity and reach a tolerance value of fatigue strength before a necessary twist angle is obtained. For this reason, in the conventional damper device, in order to obtain a sufficient torsion angle, in addition to the first spiral spring and the second spiral spring, a plate spring having higher rigidity than the first spiral spring and the second spiral spring is used in combination. Yes.
しかしながら、十分なねじれ角を得るために複数種類のバネを併用することは、部品点数を増やし、コンパクト化の妨げとなっていた。 However, using a plurality of types of springs together to obtain a sufficient torsion angle increases the number of parts and hinders downsizing.
本開示の発明は、部品点数が少なく、軽量で且つ良好な特性をもつダンパ装置を提供することを主目的とする。 The main object of the present disclosure is to provide a damper device that has a small number of parts, is lightweight, and has good characteristics.
本開示の発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The invention of the present disclosure has taken the following means in order to achieve the main object described above.
本開示のダンパ装置は、
エンジンからトルクが伝達される入力要素と、出力要素とを有するダンパ装置であって、
繊維系複合材料により繊維方向に沿って渦巻き状に形成され、内周端が前記入力要素および前記出力要素の一方に取り付けられ、外周端が前記入力要素および前記出力要素の他方に取り付けられる渦巻きバネ部材を備え、
前記渦巻きバネ部材は、前記エンジンの回転方向が巻き込み方向となるように取り付けられている
ことを要旨とする。
The damper device of the present disclosure is:
A damper device having an input element to which torque is transmitted from an engine and an output element,
A spiral spring formed by a fiber-based composite material in a spiral shape along the fiber direction, with an inner peripheral end attached to one of the input element and the output element, and an outer peripheral end attached to the other of the input element and the output element Comprising a member,
The gist of the spiral spring member is such that the rotational direction of the engine is the winding direction.
この本開示のダンパ装置では、渦巻きバネ部材は、繊維系複合材料により繊維方向に沿って渦巻き状に形成される。また、渦巻きバネ部材は、エンジンの回転方向が巻き込み方向となるように、すなわちエンジントルクにより渦巻きバネ部材が引っ張られるように取り付けられる。これにより、渦巻きバネ部材は、繊維系複合材料の低剛性で優れた引張強度を利用し、高い強度を確保しつつ、大きなねじれ角を得ることができる。したがって、こうした渦巻きバネ部材を用いてダンパ装置を構成することで、部品点数が少なく、軽量で且つ良好な特性をもったダンパ装置を提供することができる。ここで、「巻き込み方向」とは、渦巻きバネ部材の渦巻き間隔が狭くなる方向ともいうことができる。 In the damper device of the present disclosure, the spiral spring member is formed in a spiral shape along the fiber direction by the fiber-based composite material. Further, the spiral spring member is attached so that the rotation direction of the engine is the winding direction, that is, the spiral spring member is pulled by the engine torque. Thereby, the spiral spring member can obtain a large torsion angle while ensuring high strength by utilizing the low rigidity and excellent tensile strength of the fiber-based composite material. Therefore, by configuring a damper device using such a spiral spring member, it is possible to provide a damper device that has a small number of parts, is lightweight, and has good characteristics. Here, the “winding direction” can also be referred to as a direction in which the spiral interval of the spiral spring member is narrowed.
次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。 Next, embodiments for carrying out the invention of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係るダンパ装置20を有する発進装置10の構成の概略を示す構成図であり、図2は、ダンパ装置20を正面(軸方向)から見た外観を示す外観図である。発進装置10は、エンジンを備える車両に搭載され、ダンパ装置20と、トルクコンバータ30と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
トルクコンバータ30は、フロントカバー31と、フロントカバー31に溶接により固定されたポンプインペラ40と、タービンハブ36にリベットにより固定されポンプインペラ40と同軸に回転可能なタービンランナ42と、フロントカバー31とタービンハブ36とを接続すると共に両者の接続を解除するロックアップクラッチ50と、を備える。タービンハブ36は、図示しない自動変速機(AT)あるいは無段変速機(CVT)などの変速装置のインプットシャフトISにスプライン嵌合される。
The
フロントカバー31は、センターピース32と、センターピース32に溶接により固定されると共に径方向外側へ延在する側壁部34aと側壁部34aの外周縁からトルクコンバータ30の軸方向に延在する外筒部34bとを有するカバー本体34と、を有する。カバー本体34の側壁部34aの外周部には、セットブロック60が溶接により固定されている。
The
ポンプインペラ40とタービンランナ42とは、互いに対向し合い、両者の間には、ポンプインペラ40やタービンランナ42と同軸に回転可能なステータ44が配置される。これらのポンプインペラ40、タービンランナ42およびステータ44は、作動油を循環させるトーラス(環状流路)を形成する。なお、トルクコンバータ30は、ステータ44を備えない単なる流体継手としてもよい。
The
ダンパ装置20は、図1に示すように、エンジンのクランクシャフト1とトルクコンバータ30のフロントカバー31とに連結されたねじれ要素である。このダンパ装置20は、渦巻き状に巻かれた渦巻きバネ21と、エンジンのクランクシャフト1にボルト25により軸方向に固定されると共に渦巻きバネ21の内周端がリベット26により径方向に締結されたインナホルダ22(入力要素)と、セットブロック60に形成されたねじ部60aにナット27を螺合させることより軸方向に固定されると共に渦巻きバネ21の外周端がリベット28により径方向に締結されたアウタホルダ24(出力要素)と、を備える。ナット27によるアウタホルダ24のセットブロック60との締結部24aは、軸方向におけるフロントカバー31側に窪むように形成されている。これにより、渦巻きバネ21の渦巻き間隔が変化しても、渦巻きバネ21が締結部24aに接触することがない。
As shown in FIG. 1, the
渦巻きバネ21は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)により繊維方向に沿って巻かれたバネである。ここで、炭素繊維強化プラスチックは、強化材に炭素繊維を用いた繊維強化プラスチックであり、母材としてエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられる。こうした繊維と樹脂との組み合わせからなる繊維強化プラスチックは、圧縮方向の強度は低いが、引張方向の強度が高いという特性をもつ。本実施形態では、エンジンの回転方向(図2中、実線矢印)が巻き込み方向(渦巻き間隔が狭くなる方向)と一致するように、すなわちエンジントルクによって渦巻きバネ21が引っ張られるように渦巻きバネ21を取り付けるものとした。これにより、渦巻きバネ21は、炭素繊維強化プラスチックの低剛性で優れた引張強度を利用し、高い強度を確保しつつ、大きなねじれ角を得ることができる。加えて、渦巻きバネ21は、炭素繊維強化プラスチック製であるから、金属製(鋼製)のものに比して、極めて軽量であり、こうした渦巻きバネ21でダンパ装置20を構成することにより、ダンパ装置20の軽量化を図ることができる。
The
また、渦巻きバネ21は、エンジンのクランクシャフト1にインナホルダ22を介して内周端が締結され、フロントカバー31に固定されたセットブロック60にアウタホルダ24を介して外周端が締結される。即ち、渦巻きバネ21は、トルクコンバータ30の外部に配置される。渦巻きバネ21は、上述したように、母材として樹脂が含まれるため、トルクコンバータ30内に収容されて作動油に曝されると、油や熱による劣化を引き起こすおそれがある。本実施形態では、渦巻きバネ21は、トルクコンバータ30の外部に配置されることにより、こうした劣化の発生を防止することができる。
The
図3は、ダンパ装置20とトルクコンバータ30のトルクの流れを示す説明図である。渦巻きバネ21は、エンジンのクランクシャフト1とトルクコンバータ30のフロントカバー31との間に介在する。そして、図3(a)に示すように、ロックアップクラッチ50が解放(ロックアップオフ)している場合には、エンジンからのトルクは、ダンパ装置20(渦巻きバネ21)、トルクコンバータ30のトーラスを順に介して変速装置のインプットシャフトISに伝達される。また、図3(b)に示すように、ロックアップクラッチ50が係合(ロックアップオン)している場合には、エンジンからのトルクは、ダンパ装置20(渦巻きバネ21)、ロックアップクラッチ50を順に介して変速装置のインプットシャフトISに伝達される。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the flow of torque in the
以上説明した本開示のダンパ装置20によれば、渦巻きバネ21を、炭素繊維強化プラスチックを材料として繊維方向に沿って巻かれる渦巻き状に形成し、渦巻きバネ21の内周端を、インナホルダ22(入力要素)を介してエンジンのクランクシャフト1に連結し、渦巻きバネ21の外周端を、アウタホルダ24(出力要素)を介してフロントカバー31(セットブロック60)に連結する。また、渦巻きバネ21を、エンジンの回転方向と巻き込み方向とが一致するように取り付ける。これにより、炭素繊維強化プラスチックの低剛性で優れた引張強度を利用し、高い強度を確保しつつ、大きなねじれ角を得ることができる。これらの結果、部品点数が少なく、軽量で且つ良好な特性をもつダンパ装置を提供することができる。また、渦巻きバネ21の内周端と外周端とを、それぞれインナホルダ22とアウタホルダ24とに対してリベット26,28により径方向に締結するから、渦巻きバネ21を安定した姿勢で固定することができる。
According to the
また、本開示のダンパ装置20によれば、極めて軽量な炭素繊維強化プラスチックを渦巻きバネ21の材料として用いるから、ダンパ装置20の一層の軽量化を図ることができる。
Further, according to the
さらに、本開示のダンパ装置20によれば、渦巻きバネ21をトルクコンバータ30の外部に配置するから、渦巻きバネ21の材料(樹脂)がトルクコンバータ30内の作動油に曝されて、渦巻きバネ21が劣化を起こすのを防止することができる。
Furthermore, according to the
また、本開示のダンパ装置20によれば、アウタホルダ24のセットブロック60との締結部24aを、軸方向におけるフロントカバー31側に窪ませたから、エンジントルクによって渦巻きバネ21が巻き込まれて渦巻き間隔が狭くなっても、渦巻きバネ21が締結部24aに接触するのを防止することができる。
Further, according to the
本開示のダンパ装置20では、渦巻きバネ21の内周端をエンジンのクランクシャフト1に連結し、渦巻きバネ21の外周端をフロントカバー31(セットブロック60)に連結するものとしたが、渦巻きバネ21の内周端をフロントカバー31に連結し、渦巻きバネ21の外周端をエンジンのクランクシャフト1に連結するものとしてもよい。この場合、例えば、フロントカバー31の側壁部34aの内周部にセットブロックを固定すると共に固定したセットブロックにインナホルダを介して渦巻きバネ21の内周端を固定し、エンジンのクランクシャフト1に環状のドライブ部材を固定すると共に固定した環状のドライブ部材にアウタホルダを介して渦巻きバネ21の外周端を固定するものとすればよい。
In the
本開示のダンパ装置20では、1つの渦巻きバネ21を備えて構成するものとしたが、2つの渦巻きバネを並列に備えるものとしてもよい。この場合、2つの渦巻きバネは、互いに渦巻き方向が反対となるようにエンジンのクランクシャフト1とトルクコンバータ30のフロントカバー31とに連結するものとしてもよい。
Although the
本開示のダンパ装置20では、渦巻きバネ21の材料として、炭素繊維強化プラスチックを用いるものとしたが、これに限定されるものではなく、金属繊維強化プラスチックやガラス繊維強化プラスチックなど、他の繊維強化プラスチックを用いるものとしてもよい。
In the
以上説明したように、本開示のダンパ装置は、エンジンからトルクが伝達される入力要素(22)と、出力要素(24)とを有するダンパ装置(20)であって、繊維系複合材料により繊維方向に沿って渦巻き状に形成され、内周端が前記入力要素(22)および前記出力要素(24)の一方に取り付けられ、外周端が前記入力要素(22)および前記出力要素(24)の他方に取り付けられる渦巻きバネ部材(21)を備え、前記渦巻きバネ部材(21)は、前記エンジンの回転方向が巻き込み方向となるように取り付けられていることを要旨とするものである。 As described above, the damper device according to the present disclosure is a damper device (20) having an input element (22) to which torque is transmitted from an engine and an output element (24), and is made of fiber composite material. The inner peripheral end is attached to one of the input element (22) and the output element (24), and the outer peripheral end is formed of the input element (22) and the output element (24). A spiral spring member (21) attached to the other is provided, and the spiral spring member (21) is attached so that the rotational direction of the engine is the winding direction.
この本開示のダンパ装置では、渦巻きバネ部材(21)は、繊維系複合材料により繊維方向に沿って渦巻き状に形成される。また、渦巻きバネ部材(21)は、エンジンの回転方向が渦巻きバネ部材(21)が巻き込まれる方向、すなわちエンジントルクにより渦巻きバネ部材(21)が引っ張られるように取り付けられる。これにより、渦巻きバネ部材(21)は、繊維系複合材料の低剛性で優れた引張強度を利用し、高い強度を確保しつつ、大きなねじれ角を得ることができる。したがって、こうした渦巻きバネ部材(21)を用いてダンパ装置を構成することで、部品点数が少なく、軽量で且つ良好な特性をもったダンパ装置を提供することができる。 In the damper device of the present disclosure, the spiral spring member (21) is formed in a spiral shape along the fiber direction by the fiber-based composite material. Further, the spiral spring member (21) is attached so that the spiral spring member (21) is pulled by the rotational direction of the engine in the direction in which the spiral spring member (21) is wound, that is, engine torque. Thereby, the spiral spring member (21) can obtain a large torsion angle while securing high strength by utilizing the low rigidity and excellent tensile strength of the fiber-based composite material. Therefore, by configuring the damper device using such a spiral spring member (21), it is possible to provide a damper device with a small number of parts, light weight and good characteristics.
こうした本開示のダンパ装置において、前記繊維系複合材料は、繊維強化プラスチックであるものとすることもできる。こうすれば、より軽量で高強度の渦巻きバネ部材を備えるダンパ装置を提供することができる。なお、繊維強化プラスチックとしては、炭素繊維強化プラスチックや金属繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチックなどを挙げることができる。 In such a damper device of the present disclosure, the fiber-based composite material may be a fiber-reinforced plastic. If it carries out like this, a damper apparatus provided with the spiral spring member of lighter weight and high intensity | strength can be provided. Examples of the fiber reinforced plastic include carbon fiber reinforced plastic, metal fiber reinforced plastic, and glass fiber reinforced plastic.
この態様の本開示のダンパ装置において、内部に充填された流体により動力を伝達する流体伝動装置(30)を有する車両に搭載され、前記渦巻きバネ部材は、前記流体伝動装置(30)の外部に配置されているものとすることもできる。こうすれば、渦巻きバネ部材の材料(樹脂)が流体(作動油)に曝されることがないため、渦巻きバネ部材の劣化を防止することができる。 In the damper device according to the present disclosure of this aspect, the damper device is mounted on a vehicle including a fluid transmission device (30) that transmits power by a fluid filled therein, and the spiral spring member is disposed outside the fluid transmission device (30). It can also be arranged. In this case, the material (resin) of the spiral spring member is not exposed to the fluid (hydraulic oil), and therefore the deterioration of the spiral spring member can be prevented.
この態様の本開示のダンパ装置において、前記流体伝動装置(30)のカバー(31)の側壁部に固定されるセットブロック(60)に締結され、前記渦巻きバネ部材(21)の外周端が取り付けられる第1保持部材(22)と、前記エンジンの出力軸(1)に固定され、前記渦巻きバネ部材(21)の内周端が取り付けられる第2保持部材(24)と、を備え、前記第1保持部材(21)は、前記渦巻きバネ部材(21)の外周端よりも内周側で前記セットブロック(60)に対して軸方向に締結される締結部(24a)を有し、前記締結部(24a)は、軸方向の前記側壁部側に窪むように形成されているものとすることもできる。こうすれば、エンジントルクによって渦巻きバネ部材が巻き込まれて渦巻き間隔が狭くなっても、渦巻きバネ部材が締結部に接触するのを防止することができる。 In the damper device of the present disclosure of this aspect, the outer peripheral end of the spiral spring member (21) is attached to the set block (60) fixed to the side wall of the cover (31) of the fluid transmission device (30). A first holding member (22), and a second holding member (24) fixed to the output shaft (1) of the engine and to which an inner peripheral end of the spiral spring member (21) is attached. 1 holding member (21) has a fastening part (24a) fastened to the set block (60) in the axial direction on the inner peripheral side of the outer peripheral end of the spiral spring member (21). The part (24a) may be formed so as to be recessed toward the side wall part in the axial direction. In this way, even if the spiral spring member is caught by the engine torque and the spiral interval becomes narrow, the spiral spring member can be prevented from coming into contact with the fastening portion.
また、流体伝動装置を備える態様の本開示のダンパ装置において、前記流体伝動装置(30)は、トーラスを形成するポンプインペラ(40)およびタービンランナ(42)と、ロックアップクラッチ(50)とを有し、前記渦巻きバネ部材(21)は、前記ロックアップクラッチ(50)が解放している場合には、前記エンジンからの動力が前記渦巻きバネ部材(21)、前記トーラスを順に介して後段の後段軸(IS)に伝達され、前記ロックアップクラッチ(50)が係合している場合には、前記エンジンからの動力が前記渦巻きバネ部材(21)、前記ロックアップクラッチ(50)を順に介して前記後段軸(IS)へ伝達されるよう配置されているものとすることもできる。 In the damper device according to the present disclosure including a fluid transmission device, the fluid transmission device (30) includes a pump impeller (40) and a turbine runner (42) that form a torus, and a lock-up clutch (50). And when the lockup clutch (50) is disengaged, the spiral spring member (21) receives power from the engine through the spiral spring member (21) and the torus in order. When transmitted to the rear shaft (IS) and the lockup clutch (50) is engaged, the power from the engine passes through the spiral spring member (21) and the lockup clutch (50) in this order. It can also be arranged to be transmitted to the rear shaft (IS).
以上、本開示の発明の実施の形態について説明したが、本開示の発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the embodiment of the invention of the present disclosure has been described, the invention of the present disclosure is not limited to such an embodiment and can be implemented in various forms without departing from the gist of the invention of the present disclosure. Of course you can.
本開示の発明は、ダンパ装置の製造産業に利用可能である。 The invention of the present disclosure can be used in the damper device manufacturing industry.
1 クランクシャフト、10 発進装置、20 ダンパ装置、21 渦巻きバネ、22 インナホルダ、24 アウタホルダ、24a 締結部、25 ボルト、26 リベット、27 ナット、28 リベット、30 トルクコンバータ、31 フロントカバー、32 センターピース、34 カバー本体、34a 側壁部、34b 外筒部、36 タービンハブ、40 ポンプインペラ、42 タービンランナ、44 ステータ、50 ロックアップクラッチ、60 セットブロック、60a ねじ部。 1 crankshaft, 10 starting device, 20 damper device, 21 spiral spring, 22 inner holder, 24 outer holder, 24a fastening portion, 25 bolt, 26 rivet, 27 nut, 28 rivet, 30 torque converter, 31 front cover, 32 centerpiece, 34 Cover body, 34a Side wall part, 34b Outer cylinder part, 36 Turbine hub, 40 Pump impeller, 42 Turbine runner, 44 Stator, 50 Lock-up clutch, 60 Set block, 60a Screw part.
Claims (5)
繊維系複合材料により繊維方向に沿って渦巻き状に形成され、内周端が前記入力要素および前記出力要素の一方に取り付けられ、外周端が前記入力要素および前記出力要素の他方に取り付けられる渦巻きバネ部材を備え、
前記渦巻きバネ部材は、前記エンジンの回転方向が巻き込み方向となるように取り付けられている
ダンパ装置。 A damper device having an input element to which torque is transmitted from an engine and an output element,
A spiral spring formed by a fiber-based composite material in a spiral shape along the fiber direction, with an inner peripheral end attached to one of the input element and the output element, and an outer peripheral end attached to the other of the input element and the output element Comprising a member,
The said spiral spring member is attached so that the rotation direction of the said engine may turn into a winding direction.
前記繊維系複合材料は、繊維強化プラスチックである
ダンパ装置。 The damper device according to claim 1,
The fiber composite material is a fiber reinforced plastic.
前記渦巻きバネ部材は、前記流体伝動装置の外部に配置されている
ダンパ装置。 The damper device according to claim 2, wherein the damper device is mounted on a vehicle having a fluid transmission device that transmits power by a fluid filled therein.
The spiral spring member is disposed outside the fluid transmission device.
前記流体伝動装置のカバーの側壁部に固定されるセットブロックに締結され、前記渦巻きバネ部材の外周端が取り付けられる第1保持部材と、
前記エンジンの出力軸に固定され、前記渦巻きバネ部材の内周端が取り付けられる第2保持部材と、
を備え、
前記第1保持部材は、前記渦巻きバネ部材の外周端よりも内周側で前記セットブロックに対して軸方向に締結される締結部を有し、
前記締結部は、軸方向の前記側壁部側に窪むように形成されている
ダンパ装置。 The damper device according to claim 3,
A first holding member fastened to a set block fixed to a side wall portion of the cover of the fluid transmission device, to which an outer peripheral end of the spiral spring member is attached;
A second holding member fixed to the output shaft of the engine and to which an inner peripheral end of the spiral spring member is attached;
With
The first holding member has a fastening portion that is fastened in the axial direction with respect to the set block on the inner peripheral side of the outer peripheral end of the spiral spring member,
The said fastening part is formed so that it may become depressed in the said side wall part side of an axial direction.
前記流体伝動装置は、トーラスを形成するポンプインペラおよびタービンランナと、ロックアップクラッチとを有し、
前記渦巻きバネ部材は、前記ロックアップクラッチが解放している場合には、前記エンジンからの動力が前記渦巻きバネ部材、前記トーラスを順に介して後段の後段軸に伝達され、前記ロックアップクラッチが係合している場合には、前記エンジンからの動力が前記渦巻きバネ部材、前記ロックアップクラッチを順に介して前記後段軸へ伝達されるよう配置されている
ダンパ装置。 The damper device according to claim 3 or 4, wherein
The fluid transmission device includes a pump impeller and a turbine runner that form a torus, and a lock-up clutch.
When the lockup clutch is released, the spiral spring member transmits power from the engine to the rear shaft of the rear stage through the spiral spring member and the torus in order, and the lockup clutch is engaged. In the case where they are combined, the damper is arranged so that the power from the engine is transmitted to the rear shaft through the spiral spring member and the lockup clutch in this order.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20200046389A (en) * | 2018-10-24 | 2020-05-07 | 주식회사 카펙발레오 | Torque convertor for vehicle |
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2016
- 2016-03-24 JP JP2016060108A patent/JP2017172716A/en active Pending
Cited By (2)
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