JP2017187142A - ダンパ装置のスプリング保持部材 - Google Patents

Abstract

【課題】ダンパ装置におけるコイルスプリングを安定的に保持し且つトルク変動の吸収機能を良好に維持することが可能なスプリング保持部材を提供する。
【解決手段】ダンパ装置のコイルスプリングを保持するスプリング保持部材７に、コイルスプリングに当接する合成樹脂製のスプリング当接部７１と金属製の移動規制部７２とを備えさせる。移動規制部７２の一端部７２ａをスプリング当接部７１に結合させる一方、移動規制部７２の他端部７２ｂを、スプリング当接部７１から離間して、前記一端部７２ａの前記結合位置よりも外周側に位置させる。これにより、スプリング保持部材７の移動や回動を抑制でき、スプリング保持部材７によるコイルスプリングの保持状態を安定的に維持することができ、且つトルク変動の吸収機能を良好に維持することができる。
【選択図】図３

Description

本発明はダンパ装置のスプリング保持部材に係る。より具体的には、車両の動力伝達系に配設されたダンパ装置に備えられるコイルスプリングの端部を保持するスプリング保持部材に関する。

車両の動力伝達系には、エンジン等の動力源から変速機等の動力伝達装置に向けて伝達されるトルクの変動を吸収するためのダンパ装置が配設されている。

この種のダンパ装置は、相対回転可能な第１の回転部材（例えばディスクプレート）と第２の回転部材（例えばダンパハブ）との間にコイルスプリングを介在させ、このコイルスプリングの弾性変形によって、前記トルクの変動に起因する捩り方向の振動を吸収および減衰させるようになっている。

また、特許文献１に開示されているように、コイルスプリングの伸縮方向の両端部はスプリング保持部材（スプリング保持シートとも呼ばれる）によって保持されている。これらコイルスプリングおよびスプリング保持部材は、各回転部材に形成されたスプリング収容孔に配置されている。また、特許文献１に開示されているダンパ装置にあっては、スプリング保持部材の本体部（コイルスプリングの端部が当接する部分）が金属製であり、その外周部である摺動部が合成樹脂製となっている。

特開２００４−１８３８７０号公報

エンジンの回転速度が上昇するなどしてダンパ装置の回転速度が上昇した場合、スプリング保持部材に大きな遠心力が作用し、これによって、スプリング保持部材がダンパ装置の外周側に移動したり、ダンパハブとの接触点を中心としてスプリング保持部材が外側へ回動したりすることがある。このような状況では、スプリング保持部材によるコイルスプリングの保持安定性が悪化してしまう可能性がある。また、スプリング保持部材の外面と回転部材（前記スプリング収容孔の内面）との接触部分で引き摺りが生じて摩擦力が大きく変動し、これによってダンパ特性のヒステリシスが過大となってトルク変動の吸収機能に悪影響を与える可能性もある。図５は、従来技術におけるダンパ装置の入力トルクと捩れ角との関係を示す捩れ特性図である。図中の実線は低回転時であり、図中の破線は高回転時である。この図５に示すように、従来技術のものでは、高回転時におけるダンパ特性のヒステリシスが過大となってトルク変動の吸収機能に悪影響を与える可能性があり、振動および騒音の抑制効果が十分に発揮されない可能性がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コイルスプリングを安定的に保持し且つトルク変動の吸収機能を良好に維持することが可能なスプリング保持部材を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、第１の回転部材と第２の回転部材との間で伝達されるトルクの変動を吸収するダンパ装置に備えられたコイルスプリングの端部を保持するスプリング保持部材を前提とする。このスプリング保持部材に対し、前記コイルスプリングの伸縮方向の一方側の端部に当接する合成樹脂製のスプリング当接部と、前記スプリング当接部に一体的に設けられた金属製の移動規制部とを備えさせる。そして、前記各回転部材の周方向における前記移動規制部の一端部を、前記スプリング当接部に結合する。一方、前記各回転部材の周方向における前記移動規制部の他端部を、前記スプリング当接部から離間させて、前記一端部の前記結合位置よりも外周側に位置させている。

この特定事項により、ダンパ装置の回転速度が上昇してスプリング保持部材に大きな遠心力が作用した場合、金属製の移動規制部の他端部が回転部材に当接する（回転部材に形成されたスプリング収容孔の内面等に当接する）ことで、外周側へのスプリング保持部材の移動や、回転部材との接触点を中心としたスプリング保持部材の外側への回動が抑制されることになる。また、移動規制部は金属製であり、その端部（前記他端部）のみが回転部材に当接するため、この移動規制部と回転部材との接触部分での摩擦力は小さく、また、その摩擦力の変動も小さい。このため、スプリング保持部材によるコイルスプリングの保持状態が安定的に維持され、また、ダンパ特性のヒステリシスの適正化が図れてトルク変動の吸収機能を良好に維持することができる。

本発明では、ダンパ装置のコイルスプリングを保持するスプリング保持部材に、コイルスプリングに当接する合成樹脂製のスプリング当接部と金属製の移動規制部とを備えさせ、この移動規制部の一端部をスプリング当接部に結合させる一方、移動規制部の他端部を、スプリング当接部から離間させて、前記一端部の前記結合位置よりも外周側に位置させている。これにより、スプリング保持部材の移動や回動を抑制でき、スプリング保持部材によるコイルスプリングの保持状態を安定的に維持することができ、且つトルク変動の吸収機能を良好に維持することができる。

実施形態に係るダンパ装置の一部を破断した図である。 図１におけるII−II線に対応した位置におけるダンパ装置の断面図である。 スプリング保持部材およびその配設位置周辺を示す図である。 変形例におけるスプリング保持部材およびその配設位置周辺を示す図である。 従来技術におけるダンパ装置の入力トルクと捩れ角との関係を示す捩れ特性図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両（例えばハイブリッド車両）の動力伝達系に配設されたダンパ装置に備えられたスプリング保持部材に本発明を適用した場合について説明する。

−ダンパ装置の全体構成−
図１は、本実施形態に係るダンパ装置１の一部を破断した図（ダンパ装置１の中心線Ｏに沿う方向から見た図）である。また、図２は、図１におけるII−II線に対応した位置におけるダンパ装置１の断面図である。

本実施形態に係るダンパ装置は、例えばハイブリッド車両におけるエンジンのクランク軸と動力分割機構の入力軸（共に図示省略）との間に動力伝達可能に介在され、エンジンから動力分割機構に向けて伝達されるトルクの変動に起因する捩り方向の振動を吸収および減衰するためのものである。

ダンパ装置１は、エンジンのクランク軸に連結される入力プレート２と、この入力プレート２にトルクリミッタ機構３を介して動力伝達可能に連結されて中心線Ｏまわりに回転可能なディスクプレート４（本発明でいう第１の回転部材）と、前記動力分割機構の入力軸に相対回転不能に連結されてディスクプレート４と同軸まわりに相対回転可能なダンパハブ５（本発明でいう第２の回転部材）と、ディスクプレート４とダンパハブ５との間に配設されてディスクプレート４とダンパハブ５との相対回転を所定の捩れ角範囲内で許容するバネ鋼からなるコイルスプリング６と、このコイルスプリング６の伸縮方向の両端部に配設され、このコイルスプリング６の端部を保持するスプリング保持部材７と、含んで構成されている。

入力プレート２は、一対の円盤状のプレート２１，２２から構成されている。プレート２１，２２の外周側には、クランク軸に連結されている図示しないフライホイールを締結するためのボルト締結孔が形成されている。このため、エンジンの運転時には、エンジンからの動力がフライホイールを介して入力プレート２に伝達され、この入力プレート２が中心線Ｏまわりに回転する。

プレート２１，２２の径方向の中間部は、相対するプレート２２，２１から離間する方向に屈曲されている。これにより、プレート２１，２２同士の間に、前記トルクリミッタ機構３を構成する部品を収容するための空間が形成されている。

トルクリミッタ機構３は、径方向において入力プレート２とディスクプレート４との間に設けられており、予め設定されているリミットトルクを超えるトルク伝達を防止する機能を有している。

トルクリミッタ機構３は、外周の一部がプレート２２に形成されている嵌合孔と嵌合する円盤状のプレッシャプレート３１と、軸方向においてプレッシャプレート３１とプレート２２との間に介在され、内周部がリベット３３によってディスクプレート４に締結されている円環状のライニングプレート３２と、中心線Ｏに沿う方向においてプレッシャプレート３１とプレート２１との間に予荷重を付与した状態で配設されているコーン状の皿バネ３４とを、含んで構成されている。

ライニングプレート３２の中心線Ｏに沿う方向の両側には、一対の摩擦材３５，３５が例えばリベット止めや接着によって固定されている。従って、プレッシャプレート３１と摩擦材３５との間、および、プレート２２と摩擦材３５との間が摺動可能な摩擦面として機能する。皿バネ３４は、予め設定されている皿バネ荷重（前記予荷重）でプレッシャプレート３１を中心線Ｏに沿う方向においてプレート２２側に押圧している。

このようにトルクリミッタ機構３が構成されることにより、皿バネ３４の皿バネ荷重、プレッシャプレート３１およびプレート２２と摩擦材３５との間の摩擦面の摩擦係数、摩擦材３５の有効径（回転半径）に基づくリミットトルクが設定される。このように構成されるトルクリミッタ機構３にリミットトルクを超えるトルクが入力されると、プレッシャプレート３１およびプレート２２と摩擦材３５との間の摩擦面で滑りが生じ、リミットトルクを超えるトルク伝達が防止される。なお、リミットトルクは、一般にエンジンの最大トルクから所定のマージンを持たせた値に設定され、そのリミットトルクとなるように、皿バネ荷重、摩擦係数、摩擦材３５の有効径等が調整される。

ディスクプレート４は、一対の円盤状の第１ディスクプレート４１（以下、第１プレート４１という）および第２ディスクプレート４２（以下、第２プレート４２という）から構成され（これらプレート４１，４２はカバーと呼ばれる場合もある）、外周部がリベット３３によってライニングプレート３２と共に互いに相対回転不能に締結されている。従って、ディスクプレート４は、ライニングプレート３２と共に中心線Ｏまわりに回転する。

第１プレート４１には、コイルスプリング６を収容するための第１スプリング収容孔４３が周方向に等角度間隔で３個形成されている。また、第２プレート４２にも、コイルスプリング６を収容するための第２スプリング収容孔４４が周方向に等角度間隔で３個形成されている。この第１スプリング収容孔４３および第２スプリング収容孔４４が、周方向において同じ位相（回転方向の位置）に形成されることで、コイルスプリング６がこれらスプリング収容孔４３，４４によって形成される空間に収容される。

ダンパハブ５は、内周部に動力分割機構の入力軸をスプライン嵌合するための内周歯が形成されている円筒形状の円筒部５１と、その円筒部５１の外周部から径方向外側に延びるフランジ部５２とを備えて構成されている。このフランジ部５２は、周方向に等角度間隔で３個形成されており、隣り合うフランジ部５２，５２同士の間にはコイルスプリング６を収容するための空間が３箇所に形成されている。この空間は、前記スプリング収容孔４３，４４と同じ位相（回転方向の位置）に位置している。

コイルスプリング６は、隣り合うフランジ部５２，５２同士の間に形成された空間に配設され、フランジ部５２と嵌合する前記スプリング保持部材７，７によってその両端（コイルスプリング６の伸縮方向の両端）が保持されている。このスプリング保持部材７の構成の詳細については後述する。

各コイルスプリング６の内部には、円柱状のクッション６１がコイルスプリング６内を移動可能な状態でそれぞれ設けられている。クッション６１は、例えば樹脂にグラファイトが添加されたものやゴムで構成され、コイルスプリング６の自由長さよりも全長が短く形成されている。

このように構成されるダンパ装置１において、例えばエンジンの動力は、図示しないクランク軸およびフライホイールを介して入力プレート２に伝達される。さらに、この動力は、トルクリミッタ機構３を介してディスクプレート４に伝達され、このディスクプレート４が中心線Ｏまわりに回転させられる。このとき、第１スプリング収容孔４３および第２スプリング収容孔４４に収容されているコイルスプリング６の一端側がスプリング保持部材７に押し当てられる。一方、コイルスプリング６の他端側がスプリング保持部材７を介してダンパハブ５のフランジ部５２に押し当てられ、ダンパハブ５が中心線Ｏまわりに回転させられる。このようにして、ディスクプレート４の回転がコイルスプリング６を介してダンパハブ５に伝達される。このとき、コイルスプリング６は、ディスクプレート４に入力されるトルクに応じて弾性変形しつつ動力をダンパハブ５に伝達することで、トルク変動に起因する捩り方向の振動がコイルスプリング６によって吸収される。

−スプリング保持部材の構成−
次に、本実施形態の特徴とする部材であるスプリング保持部材７について説明する。

図３は、コイルスプリング６を保持する一対のスプリング保持部材７，７のうちの一方のスプリング保持部材７およびその配設位置周辺を示す図である。

この図３に示すように、スプリング保持部材７は、合成樹脂製のスプリング当接部７１と、金属製の移動規制部７２とが一体的に結合された構成となっている。

スプリング保持部材７のスプリング当接部７１は、コイルスプリング６（図３では図示省略）の内部に挿入される円柱形状の挿入部７１ａと、この挿入部７１ａの外側に形成されてコイルスプリング６の端部を保持する保持部７１ｂとを有している。挿入部７１ａの外径寸法は、コイルスプリング６の内径寸法よりも小さく設定されている。また、保持部７１ｂの一部は、コイルスプリング６の端部が嵌め込まれる凹陥部７１ｃとなっている。なお、他方のスプリング保持部材７は、図３に示したスプリング保持部材７と対称な形状となっている。

そして、スプリング保持部材７におけるダンパハブ５と対向する部分がハブ当接部として形成されており、このハブ当接部には凹部７１ｄが形成されている。また、ダンパハブ５におけるスプリング保持部材７と対向する部分がシート当接部として形成されており、このシート当接部には凸部５３が形成されている。このため、図３の如く、スプリング保持部材７がダンパハブ５に当接している状態では、スプリング保持部材７の凹部７１ｄにダンパハブ５の凸部５３が嵌め合わされ、この状態で、スプリング保持部材７がダンパハブ５に支持されている。

一方、スプリング保持部材７の移動規制部７２は、金属製の平板がプレス加工されて成り、その一端部７２ａ（図３における左端部）が前記スプリング当接部７１に結合されている。具体的には、この移動規制部７２の一端部７２ａが、スプリング当接部７１の外周部に埋め込まれて、このスプリング当接部７１に支持されている。一方、この移動規制部７２の他端部７２ｂ（図３における右端部）は、前記スプリング当接部７１の外面から離間して、前記一端部７２ａの前記結合位置（スプリング当接部７１に結合されている位置）よりも外周側に位置している。図３では、この移動規制部７２の他端部７２ｂの先端がディスクプレート４のスプリング収容孔４３，４４の内面に当接した状態を示している。なお、移動規制部７２の幅寸法（図３において紙面に直交する方向の寸法）は、スプリング収容孔４３，４４の内面に当接可能な寸法であればよく、スプリング当接部７１の幅寸法と同一寸法、または、このスプリング当接部７１の幅寸法よりも僅かに短い一寸法となっている。

このスプリング保持部材７の製造作業としては、合成樹脂製のスプリング当接部７１を成形型でモールド加工する際に金属製の移動規制部７２を成形型内に配置しておき、この移動規制部７２をスプリング当接部７１に一体化するようにする。また、移動規制部７２の外側面、特にスプリング収容孔４３，４４の内面に当接する前記他端部７２ｂの先端には、低摩擦材料をコーティングしておくことが好ましい。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂をコーティングすることが挙げられる。

このようにしてスプリング保持部材７が構成されているために、ダンパ装置１の回転速度が上昇してスプリング保持部材７に大きな遠心力が作用した場合であっても、金属製の移動規制部７２の他端部７２ｂがスプリング収容孔４３，４４の内面に当接することで、外周側へのスプリング保持部材７の移動が制限されるようになっている。また、前述したように移動規制部７２は金属製の平板で成っているため、ディスクプレート４のスプリング収容孔４３，４４の内面に当接した状態にあっては、バネ機能を発揮し、スプリング保持部材７が外周側への移動量が大きくなるほど、スプリング保持部材７を内周側へ戻す反力が大きくなる。

このため、合成樹脂製のスプリング当接部７１の外面がスプリング収容孔４３，４４の内面に当接することが阻止され、スプリング保持部材７とスプリング収容孔４３，４４の内面との間の摩擦力が大きくなってしまうことがないようになっている。

このように、本実施形態では、ダンパ装置１の回転速度が上昇してスプリング保持部材７に大きな遠心力が作用した場合、金属製の移動規制部７２の他端部７２ｂがディスクプレート４（より具体的にはスプリング収容孔４３，４４の内面）に当接することで、外周側へのスプリング保持部材７の移動や、ダンパハブ５との接触点を中心としたスプリング保持部材７の外側への回動（図３における仮想線を参照）が抑制されることになる。また、移動規制部７２は金属製であり、その端部（前記他端部７２ｂ）のみがディスクプレート４に当接するため、この移動規制部７２とディスクプレート４との接触部分での摩擦力は小さくなっている。このため、スプリング保持部材７によるコイルスプリング６の保持状態が安定的に維持され、また、ダンパ特性のヒステリシスの適正化が図れてトルク変動の吸収機能を良好に維持することができ、振動および騒音の低減効果を大きく確保することができる。

また、スプリング保持部材７の脱落防止性も向上することになるので、ダンパ装置１の作動に必要な起動トルク（前記捩れを開始させるためのトルク）を小さくすることができ、これによっても振動および騒音の低減効果を大きく確保することができる。

また、この種のダンパ装置１では、コイルスプリング６およびスプリング保持部材７の脱落防止性を確保するために、前記捩れが生じていない状態（初期状態）にあってもコイルスプリング６を撓ませて一定の反力を作用させるようにしているが、本実施形態によれば、コイルスプリング６およびスプリング保持部材７の脱落防止性が向上できているため、前記捩れが生じていない状態でコイルスプリング６に必要な撓み量を小さく設定することが可能であり、コイルスプリング６の装着作業の簡素化等を図ることができる。

（変形例）
次に、変形例について説明する。本変形例は、移動規制部７２の形状が前記実施形態のものと異なっている。その他の構成および動作は前記実施形態のものと同様であるので、ここでは移動規制部７２の形状についてのみ説明する。

図４は、本変形例においてコイルスプリング６を保持する一対のスプリング保持部材７，７のうちの一方のスプリング保持部材７およびその配設位置周辺を示す図である。

この図４に示すように、本変形例における移動規制部７２は、前記実施形態のものと同様に、その一端部７２ａ（図４における左端部）が前記スプリング当接部７１に結合されている。具体的には、この移動規制部７２の一端部７２ａが、スプリング当接部７１の外周部に埋め込まれて、このスプリング当接部７１に支持されている。一方、この移動規制部７２の他端部７２ｂ（図４における右端部）は、前記スプリング当接部７１から離間して、前記一端部７２ａの前記結合位置（スプリング当接部７１に結合されている位置）よりも外周側に位置している。

そして、本変形例に係るスプリング当接部７１は、他端部７２ｂ（図４における右端部）に、外周側に向けて凸状に湾曲されて成る凸状部７２ｃが形成されている。この構成により、この凸状部７２ｃの外側端部である曲面がディスクプレート４のスプリング収容孔４３，４４の内面に当接することになり、この当接部分での摩擦力を大幅に低下させることができる。

その他の構成および動作は前記実施形態のものと同様である。

本変形例においても、前記実施形態のものと同様の効果を奏することができる。また、凸状部７２ｃとディスクプレート４のスプリング収容孔４３，４４の内面との当接部分での摩擦力を大幅に低下させることができるので、ダンパ特性のヒステリシスの適正化が図れてトルク変動の吸収機能を良好に維持することができ、振動および騒音の低減効果を大きく確保することができる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本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ものである。

例えば、ディスクプレート４とダンパハブ５との間に中間プレートを配設し、ディスクプレート４と中間プレートとの間、および、中間プレートとダンパハブ５との間のそれぞれにコイルスプリングを介在させた直列バネ式のダンパ装置に対しても本発明は適用が可能である。

本発明は、車両の動力伝達系に配設されたダンパ装置に備えられるコイルスプリングの端部を保持するためのスプリング保持部材に適用可能である。

１ ダンパ装置
４ ディスクプレート（第１の回転部材）
５ ダンパハブ（第２の回転部材）
６ コイルスプリング
７ スプリング保持部材
７１ スプリング当接部
７２ 移動規制部
７２ａ 一端部
７２ｂ 他端部

Claims (1)

1. 第１の回転部材と第２の回転部材との間で伝達されるトルクの変動を吸収するダンパ装置に備えられたコイルスプリングの端部を保持するスプリング保持部材において、
   前記コイルスプリングの伸縮方向の一方側の端部に当接する合成樹脂製のスプリング当接部と、
   前記スプリング当接部に一体的に設けられた金属製の移動規制部とを備えており、
   前記各回転部材の周方向における前記移動規制部の一端部が、前記スプリング当接部に結合されている一方、
   前記各回転部材の周方向における前記移動規制部の他端部が、前記スプリング当接部から離間して、前記一端部の前記結合位置よりも外周側に位置していることを特徴とするスプリング保持部材。

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