JP2018096448A - ダンパ装置 - Google Patents

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大介 林
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Abstract

【課題】一例として、コイルスプリングをより径方向外側に配置可能なダンパ装置を提供する。【解決手段】実施形態に係るダンパ装置は、一例として、第1及び第2の回転体と、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体が回転することにより圧縮される第1のコイルスプリングと、前記第1のコイルスプリングの中に配置され、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体が第1の角度よりも大きく回転することにより圧縮される第1のクッション材と、前記第1のコイルスプリングの中に配置され、前記第1のクッション材を保持する第1のストッパ部と、前記第1のコイルスプリングの中に配置され、前記第1のクッション材を保持し、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体が第2の角度まで回転した状態で前記第1のストッパ部に接触して、前記第1の回転体が前記第2の回転体に対して回転することを制限する、第2のストッパ部と、を備える。【選択図】図2

Description

本発明の実施形態は、ダンパ装置に関する。
従来、エンジンの出力軸と、トランスミッションの入力軸との間に設けられるダンパ装置が知られる。ダンパ装置は、例えば、出力軸と入力軸とにそれぞれ接続された二つの回転体と、これらの回転体の間に介在するコイルスプリングとを有する。このようなダンパ装置は、エンジンから入力される回転変動をコイルスプリングによって減衰させる。
コイルスプリングの中に、ゴムやエラストマーのようなクッション部材が配置されることがある。二つの回転体の捩り角が所定の範囲内では、コイルスプリングのみが収縮する。捩り角が所定の範囲を超えると、コイルスプリングとクッション部材とが共に収縮し、トルクに対する捩り角についての特性が変化する。
一方で、コイルスプリングが密着限界となることを防ぐため、ダンパ装置にストッパ部が設けられる。例えば、捩り角が所定の角度まで到達すると、二つの回転体のストッパ部が互いに当たり、二つの回転体の捩れを規制する(特許文献1)。
特開2012−211669号公報
しかしながら、従来の構成では、コイルスプリングの内部にクッション部材を配置するためのスペースを確保するため、ストッパはコイルスプリングの外に設けられる。例えば、ストッパ部がコイルスプリングの外周側に配置されると、ダンパ装置が大型化してしまう。ダンパ装置の大型化を防ぐため、コイルスプリングが径方向内側に寄せられて配置されることもあるが、この場合、ダンパ装置の捩れ特性が低下してしまう。
そこで、本発明は上記に鑑みてなされたものであり、コイルスプリングをより径方向外側に配置可能なダンパ装置を提供する。
本発明の実施形態に係るダンパ装置は、一例として、回転中心まわりに回転可能な第1の回転体と、前記回転中心まわりに回転可能な第2の回転体と、前記第1の回転体と前記第2の回転体との間に位置し、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体が相対的に回転方向の一方側に回転することにより弾性的に圧縮される第1のコイルスプリングと、前記第1のコイルスプリングの中に配置され、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体が相対的に回転方向の一方側に第1の角度よりも大きく回転することにより弾性的に圧縮される第1のクッション材と、前記第1のコイルスプリングの中に配置され、前記第1のクッション材を保持する第1のストッパ部と、前記第1のコイルスプリングの中に配置され、前記第1のコイルスプリングの伸縮方向において前記第1のストッパ部に対して接近及び離間可能に前記第1のクッション材を保持し、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体が前記回転方向の一方側に前記第1の角度よりも大きい第2の角度まで回転した状態で前記第1のストッパ部に接触して、前記第1の回転体が前記第2の回転体に対して前記回転方向の一方側に相対的に回転することを制限する、第2のストッパ部と、を備える。よって、一例としては、第1のコイルスプリングの外周側にストッパを設ける必要が無く、第1のコイルスプリングをより径方向外側に配置することが可能となる。
上記ダンパ装置は、一例として、前記回転中心まわりに回転可能な第3の回転体と、前記第2の回転体と前記第3の回転体との間に位置し、前記第3の回転体に対して前記第2の回転体が相対的に回転方向の一方側に回転することにより弾性的に圧縮される第2のコイルスプリングと、前記第2のコイルスプリングの中に配置され、前記第3の回転体に対して前記第2の回転体が相対的に回転方向の一方側に第3の角度よりも大きく回転することにより弾性的に圧縮される第2のクッション材と、前記第2のコイルスプリングの中に配置され、前記第2のクッション材を保持する第3のストッパ部と、前記第2のコイルスプリングの中に配置され、前記第2のコイルスプリングの伸縮方向において前記第3のストッパ部に対して接近及び離間可能に前記第2のクッション材を保持し、前記第3の回転体に対して前記第2の回転体が前記回転方向の一方側に前記第3の角度よりも大きい第4の角度まで回転した状態で前記第3のストッパ部に接触して、前記第2の回転体が前記第3の回転体に対して前記回転方向の一方側に相対的に回転することを制限する、第4のストッパ部と、をさらに備える。よって、一例としては、直列に配置された第1及び第2のコイルスプリングの中に第1及び第2のクッション材を配置したとしても、ストッパを第1及び第2のコイルスプリングの外に配置する必要が無く、第1及び第2のコイルスプリングをより径方向外側に配置することが可能となる。
上記ダンパ装置では、一例として、前記第1のクッション材は、前記第1のコイルスプリングに向く側面を有し、前記第1のストッパ部は、前記第1のクッション材の前記側面の一部を囲み、前記第1のコイルスプリングと前記第1のクッション材の前記側面との間に位置し、前記第2のストッパ部は、前記第1のクッション材の前記側面の一部を囲み、前記第1のコイルスプリングと前記第1のクッション材の前記側面との間に位置する。よって、一例としては、第1のクッション材が第1のコイルスプリングに接触することが抑制される。
上記ダンパ装置では、一例として、前記第1のクッション材は、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体が相対的に回転方向の一方側に前記第1の角度よりも大きく回転することにより弾性的に圧縮される第1の圧縮部と、前記第1のコイルスプリングの伸縮方向において互いに接近及び離間可能であり、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体が前記回転方向の一方側に前記第1の角度よりも大きく且つ前記第2の角度よりも小さい第5の角度よりも大きく回転することにより互いに接触した状態で弾性的に圧縮される、二つの第2の圧縮部と、を有する。よって、一例としては、ダンパ装置が回転角度に応じて複数の剛性を有することが可能となる。
上記ダンパ装置では、一例として、前記第1のストッパ部は、前記第1の回転体又は前記第2の回転体と前記第1のコイルスプリングとの間に介在し、前記第1のコイルスプリングを支持する。よって、一例としては、第1のコイルスプリングと第1のクッション材との相対的な位置が変化することが抑制され、第1のコイルスプリングと第1のクッション材とが接触することが抑制される。
図1は、第1の実施形態に係るダンパ装置の一例を示す断面図である。 図2は、第1の実施形態のディスクプレートの一部を切り欠いてダンパ装置の一例を示す正面図である。 図3は、第1の実施形態のドライブプレートを省略してダンパ装置を示す正面図である。 図4は、第1の実施形態のダンパ装置の一例の、図1と異なる位置における一部を示す断面図である。 図5は、第1の実施形態のクッションの一例を示す断面図である。 図6は、第1の実施形態のダンパ装置の特性の一例を示すグラフである。 図7は、第1の実施形態のクッション領域におけるダンパ装置の一例を、ドライブプレートを省略して示す正面図である。 図8は、第1の実施形態の当接領域におけるダンパ装置の一例を、ドライブプレートを省略して示す正面図である。 図9は、第2の実施形態に係るクッションの一例を示す断面図である。 図10は、第3の実施形態に係るクッションの一例を示す断面図である。 図11は、第3の実施形態の圧縮されたクッションの一例を示す断面図である。 図12は、第3の実施形態のダンパ装置の特性の一例を示すグラフである。 図13は、第4の実施形態に係るダンパ装置の一例の一部を示す断面図である。
(第1の実施形態)
以下に、第1の実施形態について、図1乃至図8を参照して説明する。なお、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明について、複数の表現が記載されることがある。複数の表現がされた構成要素及び説明は、記載されていない他の表現がされても良い。さらに、複数の表現がされない構成要素及び説明も、記載されていない他の表現がされても良い。
図1は、第1の実施形態に係るダンパ装置1の一例を示す断面図である。図1に示すように、ダンパ装置1は、外側にあるドライブプレート2と、内側にある中間プレート3と、さらに内側にあるドリブンプレート4とを有する。ドライブプレート2は、第3の回転体の一例である。中間プレート3は、第2の回転体の一例である。ドリブンプレート4は、第1の回転体の一例である。
ドライブプレート2と、中間プレート3と、ドリブンプレート4とは、それぞれ、図1に示す中心軸Axまわりに回転可能である。中心軸Axは、回転中心の一例である。以下、中心軸Axに直交する方向を径方向、中心軸Axに沿う方向を軸方向、中心軸Axまわりに回転する方向を周方向又は回転方向とそれぞれ称する。
ドライブプレート2は、中間プレート3に対して独立して回転可能であるとともに、ドリブンプレート4に対して独立して回転可能である。言い換えると、ドライブプレート2と、中間プレート3と、ドリブンプレート4とは、互いに相対的に回転可能である。
ドライブプレート2は、例えば、フライホイールを介して、エンジンのクランクシャフトに接続される。なお、ドライブプレート2はエンジンに限らず、モータのような他の駆動源、又は他の装置に接続されても良い。
クランクシャフトは、中心軸Axに沿って延びる。フライホイールは、例えば、径方向に広がる円盤状に形成される。エンジンがクランクシャフトを介してフライホイールを回転させることで、ドライブプレート2がフライホイールとともに回転させられる。すなわち、エンジンが生じさせる回転が、フライホイールを介してドライブプレート2に伝達される。
ドライブプレート2は、中心軸Axに近い方から順に、ブッシュ21と、二つのディスクプレート22と、支持プレート24と、二つのライニング部25とを有する。支持プレート24は、例えば、クッションスプリングとも称され得る。ライニング部25は、例えば、摩擦材とも称され得る。
ブッシュ21は、二つのボス部21aと、複数の係止部21bとを有する。ボス部21aは、中心軸Axに沿って延びる略円筒状に形成される。二つのボス部21aは、隙間を介して軸方向に並べられる。係止部21bは、二つのボス部21aの外周面から、径方向外側にそれぞれ突出する。
図2は、第1の実施形態のディスクプレート22の一部を切り欠いてダンパ装置1の一例を示す正面図である。図2に示すように、ディスクプレート22は、径方向に広がる円盤状に形成される。二つのディスクプレート22は、内枠部22aと、外枠部22bと、二つの第1のフレーム部22cと、二つの第2のフレーム部22dとをそれぞれ有する。図2は、二つの第1のフレーム部21cのうち一つのみを示す。なお、第1のフレーム部22cと第2のフレーム部22dとの数はこれに限らない。
内枠部22aは、径方向に広がる円盤状に形成され、中心軸Axに沿って延びる嵌合孔22eが設けられる。内枠部22aに、スプライン部22fがさらに設けられる。スプライン部22fは、嵌合孔22eの内周面から径方向に延びる複数の溝によって形成される。
図1に示すように、嵌合孔22eに、ブッシュ21の一方のボス部21aが嵌まる。ボス部21aから突出する係止部21bが、ディスクプレート22のスプライン部22fに嵌められる。これにより、ディスクプレート22がブッシュ21に取り付けられ、ディスクプレート22とブッシュ21とが中心軸Axまわりに一体的に回転可能となる。
図2に示すように、外枠部22bは、間隔を介して内枠部22aを囲む円環状に形成される。第1のフレーム部22cと第2のフレーム部22dとが、内枠部22aの外周側と外枠部22bの内周側とを接続する。
二つの第1のフレーム部22cは、内枠部22aから径方向に、互いに反対方向に延びる。二つの第2のフレーム部22dは、内枠部22aから径方向に、互いに反対方向に延びる。本実施形態において、第1のフレーム部22cが延びる方向と第2のフレーム部22dが延びる方向とは略直交するが、第1及び第2のフレーム部22c,22dが延びる方向はこれに限られない。
内枠部22a、外枠部22b、第1のフレーム部22c、及び第2のフレーム部22dは、複数の開口部22gを形成する。開口部22gは、ディスクプレート22に覆われたダンパ装置1の内部を露出させる。
図1に示すように、二つのディスクプレート22は、軸方向に隙間を介して並んで配置される。二つのディスクプレート22は、軸方向に延びる第1の接続部材27によって互いに接続される。
第1の接続部材27の両端部は、二つのディスクプレート22に、例えばかしめによって固定される。第1の接続部材27は、二つのディスクプレート22が相対的に回転することを制限する。これにより、二つのディスクプレート22は、中心軸Axまわりに一体的に回転可能である。
二つのディスクプレート22は、略同一形状を有するが、異なる形状を有しても良い。二つのディスクプレート22の内枠部22a、外枠部22b、第1のフレーム部22c、及び第2のフレーム部22dは、軸方向に並んで配置される。このため、一方のディスクプレート22の開口部22gと、他方のディスクプレート22の開口部22gとは、互いに対応する位置に設けられる。
支持プレート24は、ディスクプレート22の外枠部22bより大きい円環状に形成される。支持プレート24の内周部分は、例えば第1の接続部材27やネジによって、一方のディスクプレート22の外枠部22bに取り付けられる。支持プレート24は、ディスクプレート22の外枠部22bから、径方向外側に張り出す。なお、支持プレート24は他の部分に取り付けられても良い。
ライニング部25は、例えば、間隔を介してディスクプレート22を囲む円環状に形成される。二つのライニング部25は、支持プレート24の外周部分において、軸方向における支持プレート24の両側に取り付けられる。二つのライニング部25は、フライホイールに接触する。
フライホイールが回転すると、フライホイールとライニング部25との間の摩擦力により、ドライブプレート2が回転させられる。ダンパ装置1に作用するトルクが過剰になると、ライニング部25とフライホイールとの間で滑りが発生する。
中間プレート3は、軸方向において、二つのディスクプレート22の間に配置される。中間プレート3は、二つのプレート31を有する。二つのプレート31は、軸方向に隙間を介して並んで配置される。
図3は、第1の実施形態のドライブプレート2を省略してダンパ装置1を示す正面図である。図3に示すように、プレート31は、中間部33と、二つのアーム34とを有する。なお、アーム34の数は二つに限らない。
中間部33は、径方向に広がる円盤状に形成され、中心軸Axに沿って延びる挿通孔33aが設けられる。図1に示すように、ドライブプレート2のブッシュ21のボス部21aが挿通孔33aに嵌められる。ボス部21aとプレート31とは、中心軸Axまわりに相対的に回転可能である。
挿通孔33aに嵌められたボス部21aは、プレート31が径方向に移動することを制限する。言い換えると、ブッシュ21のボス部21aは、プレート31を中心軸Axに合わせて配置(センタリング)する。
図3に示すように、二つのアーム34は、中間部33から径方向に、互いに反対方向に延びる。図3において、二つのアーム34は、左上及び右下に延びる。径方向において、中心軸Axからアーム34の外周面までの長さは、中心軸Axからディスクプレート22の外枠部22bの外周面までの長さよりも短い。
アーム34の先端部に、二つの張出部34aが設けられる。張出部34aは、アーム34の先端部から、周方向の両側に突出した部分である。言い換えると、二つの張出部34aは、アーム34の先端部から、周方向において互いに反対方向に突出する。
図4は、第1の実施形態のダンパ装置1の一例の、図1と異なる位置における一部を示す断面図である。図4に示すように、二つのプレート31に、軸方向に延びる第2の接続部材36が取り付けられる。
第2の接続部材36は、二つのプレート31を互いに接続する。第2の接続部材36の両端部は、二つのプレート31に、例えばかしめによって固定される。第2の接続部材36は、二つのプレート31が相対的に回転することを制限する。これにより、二つのプレート31は、中心軸Axまわりに一体的に回転可能である。
二つのプレート31は、略同一形状を有するが、異なる形状を有しても良い。二つのプレート31の中間部33及びアーム34は、軸方向に並んで配置される。これにより、一方のプレート31のアーム34と、他方のプレート31のアーム34とは、互いに対応する位置に配置される。
ドリブンプレート4は、例えば、入力軸を介して、トランスミッションに接続される。なお、ドリブンプレート4はトランスミッションに限らず、モータのような他の装置に接続されても良い。図1に示すように、ドリブンプレート4は、内側ハブ41と、外側ハブ42と、スプリング43とを有する。
内側ハブ41は、ボス部41aと、複数の係止部41bとを有する。ボス部41aは、中心軸Axに沿って延びる略円筒状に形成される。ボス部41aの内側に入力軸が嵌められる。ボス部41aと入力軸との間で、例えばスプラインやキーを介して回転が伝達される。
内側ハブ41のボス部41aは、ドライブプレート2のブッシュ21のボス部21aの内側に嵌められる。内側ハブ41のボス部41aと、ブッシュ21のボス部21aとは、中心軸Axまわりに相対的に回転可能である。
複数の係止部41bは、ボス部41aの外周面から、径方向にそれぞれ突出する。係止部41bは、軸方向において、ドライブプレート2のブッシュ21の二つのボス部21aの間に配置される。
外側ハブ42は、軸方向において、中間プレート3の二つのプレート31の間に配置される。なお、外側ハブ42はこれに限らず、二つのプレート31の外側に配置されても良い。
図3に示すように、外側ハブ42は、中間部42aと、二つのアーム42bとを有する。図3は、内側ハブ41及びスプリング43を省略してドリブンプレート4を示す。なお、アーム42bの数は二つに限らない。
中間部42aは、径方向に広がる円盤状に形成され、中心軸Axに沿って延びる挿通孔42cが設けられる。中間部42aに、スプライン部42dがさらに設けられる。スプライン部42dは、挿通孔42cの内周面から径方向に延びる複数の溝によって形成される。
図1に示すように、内側ハブ41のボス部41aは、外側ハブ42の挿通孔42cの内側に嵌められる。内側ハブ41のボス部41aと、外側ハブ42とは、中心軸Axまわりに相対的に回転可能である。
外側ハブ42のスプライン部42dに、内側ハブ41の係止部41bが嵌められる。周方向において、外側ハブ42のスプライン部42dの端部と、内側ハブ41の係止部41bの端部との間に隙間が形成される。これにより、内側ハブ41と外側ハブ42とは、所定の角度に亘って相対的に回転可能である。
内側ハブ41と外側ハブ42とが所定の角度を相対的に回転すると、周方向における外側ハブ42のスプライン部42dの端部と、内側ハブ41の係止部41bの端部とが接触する。これにより、内側ハブ41と外側ハブ42とのさらなる相対的な回転が制限される。
スプリング43は、コイル状の圧縮バネである。スプリング43は、周方向における、外側ハブ42のスプライン部42dの端部と、内側ハブ41の係止部41bの端部との間の隙間に配置される。言い換えると、スプリング43は、周方向において、内側ハブ41と外側ハブ42との間に介在する。
スプリング43は、内側ハブ41と外側ハブ42とが中心軸Axまわりに相対的に回転すると、周方向における、外側ハブ42のスプライン部42dの端部と、内側ハブ41の係止部41bの端部とによって圧縮される。スプリング43は、中心軸Axまわりの一方向に相対的に回転した内側ハブ41と外側ハブ42とに、反対方向に回転する力を作用させる。
図3に示すように、外側ハブ42の二つのアーム42bは、中間部42aから径方向に、互いに反対方向に延びる。図3において、二つのアーム42bは、右上及び左下に延びる。径方向において、中心軸Axからアーム42bの外周面までの長さは、中心軸Axからディスクプレート22の外枠部22bの外周面までの長さよりも短い。
図2に示すように、ドライブプレート2及びドリブンプレート4に外力が作用しない場合、外側ハブ42のアーム42bは、軸方向において、ドライブプレート2のディスクプレート22の第1のフレーム部22cに重ねられる。なお、外側ハブ42のアーム42bと、ディスクプレート22の第1のフレーム部22cとの位置はこれに限られない。
図3に示すように、アーム42bの先端部に、二つの張出部42eが設けられる。張出部42eは、アーム42bの先端部から、周方向の両側に突出した部分である。言い換えると、二つの張出部42eは、アーム42bの先端部から、周方向において互いに反対方向に突出する。
ダンパ装置1は、四つのトーションスプリング5と、四つの第1のシート6と、四つの第2のシート7と、四つのクッション8とをさらに有する。なお、トーションスプリング5と、第1及び第2のシート6,7と、クッション8との数はこれに限らない。
図2に示すように、トーションスプリング5は、コイル状の圧縮バネ(コイルスプリング)である。トーションスプリング5は、周方向において、ドリブンプレート4の外側ハブ42のアーム42bと、中間プレート3のプレート31のアーム34との間に位置する。同時に、トーションスプリング5は、ドライブプレート2のディスクプレート22の第1のフレーム部22cと、中間プレート3のプレート31のアーム34との間にも位置する。
第1のシート6と第2のシート7とは、例えば、合成樹脂材料によって作られる。なお、第1のシート6及び第2のシート7はそれぞれ、他の材料によって作られても良い。
四つの第1のシート6は、ドライブプレート2の二つの第1のフレーム部22cの周方向両側に、取り外し可能に支持される。また、図3に示すように、四つの第1のシート6は、ドリブンプレート4の二つのアーム42bの周方向両側にも、それぞれ取り外し可能に支持される。第1のシート6は、外側ハブ42のアーム42bに設けられた張出部42eによって支持される。四つの第1のシート6はそれぞれ、支持壁61と、二つの延壁62と、凸部63と、覆部64とを有する。
支持壁61は、周方向における、ドリブンプレート4のアーム42bの一方の端部を覆う。支持壁61は、トーションスプリング5の一方の端部5aを支持する。すなわち、支持壁61は、アーム42bとトーションスプリング5との間に介在する。
二つの延壁62は、軸方向に隙間を介して並んで配置され、支持壁61から周方向にそれぞれ延びる。軸方向において、二つの延壁62の間に、ドリブンプレート4のアーム42bが配置される。さらに、軸方向において、ドライブプレート2の二つのディスクプレート22の第1のフレーム部22cの間に、二つの延壁62が配置される。これにより、ドリブンプレート4のアーム42bと、ドライブプレート2の第1のフレーム部22cとは、第1のシート6が軸方向に移動することを制限する。
支持壁61に、窪み65が設けられる。窪み65は、周方向に開口する有底の穴であり、軸方向において二つの延壁62の間に位置する。窪み65に、ドリブンプレート4の張出部42eが嵌められる。これにより、第1のシート6は、ドリブンプレート4の張出部42eによって支持される。
例えば、ドリブンプレート4の張出部42eに設けられた凸部42fが、窪み65に挿入される。凸部42fが窪み65の内面に接触することで、ドリブンプレート4の張出部42eが第1のシート6を支持する。
凸部42f及び窪み65を挟んだ径方向内側及び外側の少なくとも一方に、隙間Gが形成される。すなわち、ドリブンプレート4が第1のシート6を支持した状態で、ドリブンプレート4と第1のシート6との間に隙間(空間)Gが設けられる。
隙間Gが設けられるため、第1のシート6は、ドリブンプレート4に対して、軸方向と直交する面内で回転(揺動)可能である。すなわち、図3のように軸方向に第1のシート6を見た場合、第1のシート6は、中心軸Axと平行に延びる回転中心まわりに回転することができる。第1のシート6の回転中心は、例えば、凸部42fと窪み65との接触点であり、第1のシート6の回転に伴って位置を変え得る。言い換えると、第1のシート6は、中心軸Axと平行な回転中心の位置を変えながら、ドリブンプレート4に対して回転可能である。なお、第1のシート6の回転中心は、一定の位置にあっても良い。
図2に示すように、ドライブプレート2の第1のフレーム部22cに、収容部22hがそれぞれ形成される。収容部22hは、周方向に開口する窪みである。収容部22hに、第1のシート6の延壁62がそれぞれ嵌められる。
第1のシート6の延壁62は、収容部22hの内面に接触する。これにより、第1のシート6は、ドライブプレート2の第1のフレーム部22cによって、軸方向と直交する面内で回転可能に支持される。
第1のシート6は、ドリブンプレート4及びドライブプレート2が第1のシート6を支持する部分を中心に、中心軸Axに近づく方向又は中心軸Axから遠ざかる方向に回転可能である。第1のシート6は、所定の範囲内で回転可能である。すなわち、第1のシート6は、隙間Gが無くなるまで回転すると、ドリブンプレート4又はドライブプレート2に当接し、さらなる回転を制限される。
第1のシート6は、ドリブンプレート4とドライブプレート2とが相対的に回転すると、ドリブンプレート4及びドライブプレート2のいずれか一方に支持される。例えば、ドリブンプレート4とドライブプレート2が相対的に回転すると、ドリブンプレート4が図2の反時計回り方向に移動する。この場合、周方向における一方の第1のシート6Aはドリブンプレート4に支持されるとともに、ドライブプレート2から外れる。一方、周方向における他方の第1のシート6Bはドライブプレート2に支持されるとともに、ドリブンプレート4から外れる。
第1のシート6Aは、ドライブプレート2の第1のフレーム部22c及びドリブンプレート4のアーム42bの、反時計回り方向に位置する第1のシート6である。第1のシート6Bは、ドライブプレート2の第1のフレーム部22c及びドリブンプレート4のアーム42bの、時計回り方向に位置する第1のシート6である。
図3に示すように、凸部63は、支持壁61から、略周方向に突出する。例えば、凸部63は、中間プレート3のアーム34に向かって突出する。凸部63は、略円柱状に形成されるが、他の形に形成されても良い。
凸部63は、トーションスプリング5の一方の端部5aから、トーションスプリング5の内部に挿入される。言い換えると、凸部63は、トーションスプリング5の内部に配置される。これにより、凸部63は、トーションスプリング5が径方向及び軸方向に移動することを制限する。
覆部64は、支持壁61から、周方向に延びる。覆部64は、二つの延壁62の反対方向に延びる。覆部64は、トーションスプリング5の一部を、径方向外側から覆う。覆部64は、トーションスプリング5が遠心力により径方向外側に撓むと、当該トーションスプリング5に接触し、トーションスプリング5が径方向外側に移動することを制限する。
四つの第2のシート7は、中間プレート3の二つのアーム34の周方向両側に、それぞれ支持される。四つの第2のシート7はそれぞれ、支持壁71と、凸部72とを有する。
支持壁71は、周方向における、中間プレート3のアーム34の一方の端部を覆う。支持壁71は、トーションスプリング5の他方の端部5bを支持する。すなわち、支持壁71は、アーム34とトーションスプリング5との間に介在する。
支持壁71は、介在部71aと、二つの側部71bとを有する。介在部71aと二つの側部71bとは、一体に形成される。軸方向において、介在部71aは、二つの側部71bの間に位置する。
介在部71aは、軸方向において、中間プレート3の二つのプレート31のアーム34の間に位置する。これにより、中間プレート3の二つのプレート31のアーム34は、第2のシート7が軸方向に移動することを制限する。
二つの側部71bは、軸方向において、中間プレート3の二つのプレート31のアーム34と略同一位置に配置される。二つの側部71bにそれぞれ、凹部74が設けられる。凹部74は、軸方向に開口するとともに、周方向においてアーム34に向かって開口する切欠きである。凹部74に中間プレート3の張出部34aが嵌められる。これにより、第2のシート7は、中間プレート3の張出部34aに支持される。
例えば、アーム34の張出部34aに設けられた突起部34bが、凹部74に嵌められる。突起部34bが凹部74の縁に接触することで、アーム34の張出部34aが第2のシート7を支持する。突起部34bは、爪型に形成され、第2のシート7が周方向に移動することを制限する。
突起部34bを挟んだ径方向の内側及び外側の少なくとも一方に、隙間(空間)Gが形成される。すなわち、アーム34が第2のシート7を支持した状態で、アーム34と第2のシート7との間に隙間Gが設けられる。
隙間Gが設けられるため、第2のシート7は、アーム34に対して、中心軸Axと直交する面内で回転(揺動)可能である。すなわち、図3のように軸方向に第2のシート7を見た場合、第2のシート7は、中心軸Axと平行に延びる回転中心まわりに回転することができる。第2のシート7の回転中心は、例えば、突起部34bと凹部74との接触点であり、第2のシート7の回転に伴って位置を変え得る。言い換えると、第2のシート7は、中心軸Axと平行な回転中心の位置を変えながら、中間プレート3に対して回転可能である。なお、第2のシート7の回転中心は、一定の位置にあっても良い。
第2のシート7は、中間プレート3が第2のシート7を支持する部分を中心に、中心軸Axに近づく方向又は中心軸Axから遠ざかる方向に回転可能である。第2のシート7は、所定の範囲内で回転可能である。すなわち、第2のシート7は、隙間Gが無くなるまで回転すると、中間プレート3に当接し、さらなる回転を制限される。
第2のシート7の凸部72は、支持壁71から、略周方向に突出する。本実施形態において、第2のシート7の凸部72は、第1のシート6に向かって突出する。さらに、第1のシート6の凸部63は、第2のシート7に向かって突出する。凸部72は、略円柱状に形成されるが、他の形に形成されても良い。
凸部72は、トーションスプリング5の他方の端部5bから、トーションスプリング5の内部に挿入される。言い換えると、凸部72は、トーションスプリング5の内部に配置される。これにより、凸部72は、トーションスプリング5が径方向及び軸方向に移動することを制限する。
トーションスプリング5は、周方向において、ドリブンプレート4及びドライブプレート2に支持される第1のシート6と、中間プレート3に支持される第2のシート7との間に介在する。このため、第1のシート6は、ドリブンプレート4及びドライブプレート2と、トーションスプリング5との間に介在する。また、第2のシート7は、中間プレート3とトーションスプリング5との間に介在する。
ドリブンプレート4、中間プレート3、及びドライブプレート2が相対的に回転すると、第1及び第2のシート6,7に支持されたトーションスプリング5が圧縮され、弾性変形する。以下、ドリブンプレート4がドライブプレート2に対して図2の時計回り方向に回転する場合について説明する。当該時計回り方向は、回転方向の一方側の一例である。
以下の説明において、四つのトーションスプリング5のうち二つを第1のトーションスプリング51と称し、四つのトーションスプリング5のうち他の二つを第2のトーションスプリング52と称する。第1のトーションスプリング51は、第1のコイルスプリングの一例である。第2のトーションスプリング52は、第2のコイルスプリングの一例である。第1のトーションスプリング51と第2のトーションスプリング52とは、周方向に交互に配置される。
また、以下の説明において、四つの第2のシート7のうち二つを第2のシート7Aと称し、四つの第2のシート7のうち他の二つを第2のシート7Bと称する。第2のシート7Aは、中間プレート3の反時計回り方向に位置する。第2のシート7Bは、中間プレート3の時計回り方向に位置する。
第1のトーションスプリング51は、回転するドリブンプレート4のアーム42bと、当該ドリブンプレート4が近づく中間プレート3のアーム34との間に位置する。このため、第1のトーションスプリング51は、第1のシート6Bと第2のシート7Aとの間に位置する。
第2のトーションスプリング52は、中間プレート3のアーム34と、中間プレート3が近づくドライブプレート2の第1のフレーム部22cとの間に位置する。このため、第2のトーションスプリング52は、第1のシート6Aと第2のシート7Bとの間に位置する。
例えば、ドリブンプレート4が中間プレート3に対して上記時計回り方向に相対的に回転することにより、中心軸Axまわりの中間プレート3とドリブンプレート4との間の角度θ1が小さくなる。これにより、ドリブンプレート4に支持された第1のシート6Bと中間プレート3に支持された第2のシート7Aとの間の距離が小さくなり、第1のシート6Bと第2のシート7Aとに支持された第1のトーションスプリング51が弾性的に圧縮される。圧縮された第1のトーションスプリング51は、中間プレート3とドリブンプレート4との間の角度を大きくするよう、中間プレート3とドリブンプレート4とを押す。
さらに、中間プレート3がドライブプレート2に対して上記時計回り方向に相対的に回転することにより、中心軸Axまわりのドライブプレート2と中間プレート3との間の角度θ2が小さくなる。これにより、ドライブプレート2に支持された第1のシート6Aと中間プレート3に支持された第2のシート7Bとの間の距離が小さくなり、第1のシート6Aと第2のシート7Bとに支持された第2のトーションスプリング52が弾性的に圧縮される。圧縮された第2のトーションスプリング52は、ドライブプレート2と中間プレート3との間の角度を大きくするよう、ドライブプレート2と中間プレート3とを押す。
ドライブプレート2とドリブンプレート4とに外力が作用しない場合、四つのトーションスプリング5によって、中心軸Axまわりのドライブプレート2と中間プレート3との間の角度θ2が一定に保たれる。同様に、中間プレート3とドリブンプレート4との間の角度θ1が一定に保たれる。このとき、中間プレート3のアーム34が延びる方向と、ドリブンプレート4のアーム42bが延びる方向とは略直交する。なお、それぞれのアーム34,42bが延びる方向はこれに限らない。
トーションスプリング5は、第1のシート6をドライブプレート2及びドリブンプレート4に向かって押す。これにより、第1のシート6は、ドライブプレート2及びドリブンプレート4の少なくとも一方によって支持される。同様に、トーションスプリング5は、第2のシート7を中間プレート3に向かって押す。これにより、第2のシート7は、中間プレート3によって支持される。
トーションスプリング5は、回転可能な第1のシート6及び第2のシート7を押す。トーションスプリング5の弾性力により、ドライブプレート2及びドリブンプレート4に外力が作用しない場合、第1のシート6の支持壁61と第2のシート7の支持壁71とは、略平行に保たれる。
上述のように、ダンパ装置1のドライブプレート2は、フライホイールを介してエンジンのクランクシャフトに接続される。ドリブンプレート4は、入力軸を介してトランスミッションに接続される。エンジンが駆動することによってフライホイールに伝達されるトルクは、例えば、ドライブプレート2から、第1のシート6、トーションスプリング5、第2のシート7、中間プレート3、第2のシート7、トーションスプリング5、及び第1のシート6を通って、ドリブンプレート4に伝達される。ドリブンプレート4は、当該トルクを、入力軸を通してトランスミッションに伝達する。
エンジンのクランクシャフトの回転速度は、ドライバーの操作やエンジンの行程によって変動する。このようなクランクシャフトの回転速度の変化により、入力軸の回転速度がクランクシャフトの回転速度よりも速くなる場合がある。この場合、トルクは、例えば、ドリブンプレート4から、第1のシート6、トーションスプリング5、第2のシート7、中間プレート3、第2のシート7、トーションスプリング5、及び第1のシート6を通って、ドライブプレート2に伝達され得る。
ドライブプレート2とドリブンプレート4との間のトルクの伝達経路において、第1のトーションスプリング51と第2のトーションスプリング52とが直列に接続される。直列に接続された二つのバネのバネ定数は、計算上、並列に接続された二つのバネのバネ定数の四分の一となる。このため、第1のトーションスプリング51と第2のトーションスプリング52とを直列に接続したダンパ装置1の捩れ剛性は、第1のトーションスプリング51と第2のトーションスプリング52とを並列に接続した場合の捩れ剛性よりも低くなり得る。
本実施形態において、第1のトーションスプリング51と第2のトーションスプリング52とは、略同一のバネ定数を有する。しかし、第1のトーションスプリング51と第2のトーションスプリング52とが異なるバネ定数を有することで、ダンパ装置1が捩れ角に応じて変化する複数の捩れ剛性を有しても良い。
四つのクッション8はそれぞれ、トーションスプリング5の中に配置され、第1のシート6と第2のシート7との間に位置する。四つのクッション8は、二つのクッション8Aと、二つのクッション8Bとを含む。
クッション8Aは、第1のトーションスプリング51の中に収容され、第1のシート6Bと第2のシート7Aとの間に位置する。クッション8Bは、第2のトーションスプリング52の中に収容され、第1のシート6Aと第2のシート7Bとの間に位置する。
図5は、第1の実施形態のクッション8の一例を示す断面図である。図5に示すように、クッション8は、クッション材81と、第1のガイド82と、第2のガイド83とを有する。
クッション8Aのクッション材81は、第1のクッション材の一例である。クッション8Aの第1のガイド82は、第1のストッパ部の一例である。クッション8Aの第2のガイド83は、第2のストッパ部の一例である。クッション8Aのクッション材81、第1のガイド82、及び第2のガイド83は、第1のトーションスプリング51の中に配置される。
クッション8Bのクッション材81は、第2のクッション材の一例である。クッション8Bの第1のガイド82は、第3のストッパ部の一例である。クッション8Bの第2のガイド83は、第4のストッパ部の一例である。クッション8Bのクッション材81、第1のガイド82、及び第2のガイド83は、第2のトーションスプリング52の中に配置される。
クッション材81は、エラストマーによって作られ、弾性を有する。エラストマーは、合成ゴム、天然ゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、及びフッ素ゴムを含む。なお、クッション材81は他の材料によって作られても良い。
クッション材81は、当該クッション材81を中に収容するトーションスプリング5の伸縮方向に沿って延びる略円柱形に形成される。なお、クッション材81の長手方向は、トーションスプリング5の伸縮方向に対して傾いても良い。
クッション材81は、第1の端面81aと、第2の端面81bと、側面81cとを有する。第1の端面81aは、第1のシート6に向く。第2の端面81bは、第1の端面81aの反対側に位置し、第2のシート7に向く。
側面81cは、第1の端面81a及び第2の端面81bが向く方向と交差する方向に向く。クッション8Aのクッション材81の側面81cは、第1のトーションスプリング51の内周に向く。第1のトーションスプリング51の内周は、略円筒状に延びる第1のトーションスプリング51の内周側の部分である。クッション8Bのクッション材81の側面81cは、第2のトーションスプリング52の内周に向く。第2のトーションスプリング52の内周は、略円筒状に延びる第2のトーションスプリング52の内周側の部分である。
第1のガイド82及び第2のガイド83は、例えば、合成樹脂によって作られる。第1及び第2のガイド82,83の材料のヤング率は、クッション材81の材料のヤング率よりも高い。このため、クッション材81は、第1及び第2のガイド82,83よりも弾性変形しやすい。第1及び第2のガイド82,83は、他の材料によって作られても良い。
第1のガイド82は、底壁82aと、周壁82bとを有する。底壁82aは、略円盤状に形成され、クッション材81の第1の端面81aを覆う。底壁82aは、第1のシート6とクッション材81との間に位置する。
周壁82bは、底壁82aの縁から突出する略円筒形状に形成される。周壁82bは、クッション材81の側面81cの長手方向における一部を囲む。周壁82bは、外力が作用していない自由状態において、クッション材81よりも短い。
クッション8Aの周壁82bは、第1のトーションスプリング51の内周とクッション材81の側面81cとの間に位置し、第1のトーションスプリング51とクッション材81とが接触することを抑制する。クッション8Bの周壁82bは、第2のトーションスプリング52の内周とクッション材81の側面81cとの間に位置し、第2のトーションスプリング52とクッション材81とが接触することを抑制する。周壁82bは、トーションスプリング5とクッション材81とが接触することを抑制すれば、例えば、クッション材81を露出させる孔やスリットが設けられても良い。
クッション材81は、第1のガイド82の底壁82a及び周壁82bに固着する。例えば、クッション材81及び第1のガイド82がインサート成形によって作られ、又は第1のガイド82がクッション材81に接着される。
第2のガイド83は、底壁83aと、周壁83bとを有する。底壁83aは、略円盤状に形成され、クッション材81の第2の端面81bを覆う。底壁83aは、第2のシート7とクッション材81との間に位置する。
周壁83bは、底壁83aの縁から突出する略円筒形状に形成される。周壁83bは、クッション材81の側面81cの長手方向における一部を囲む。周壁83bは、外力が作用していない自由状態において、クッション材81よりも短い。
クッション8Aの周壁83bは、第1のトーションスプリング51の内周とクッション材81の側面81cとの間に位置し、第1のトーションスプリング51とクッション材81とが接触することを抑制する。クッション8Bの周壁83bは、第2のトーションスプリング52の内周とクッション材81の側面81cとの間に位置し、第2のトーションスプリング52とクッション材81とが接触することを抑制する。周壁83bは、トーションスプリング5とクッション材81とが接触することを抑制すれば、例えば、クッション材81を露出させる孔やスリットが設けられても良い。
クッション材81が自由状態であるとき、第1のガイド82と第2のガイド83とは、互いに離間する。第1のガイド82と第2のガイド83との間から、クッション材81がクッション8の外部に露出される。
クッション材81は、第2のガイド83の底壁83a及び周壁83bに固着する。例えば、クッション材81及び第2のガイド83がインサート成形によって作られ、又は第2のガイド83がクッション材81に接着される。このため、第1のガイド82及び第2のガイド83は、クッション材81を保持する。
クッション8は、トーションスプリング5の伸縮方向に弾性的に伸縮可能である。クッション8がトーションスプリング5の伸縮方向に圧縮されると、第1のガイド82と第2のガイド83とが互いに接近し、クッション材81が弾性的に圧縮される。クッション8を圧縮する力が解除されると、クッション材81が弾性的に復元し、第1のガイド82と第2のガイド83とが互いに離間する。このように、第1のガイド82と第2のガイド83とは、トーションスプリング5の伸縮方向に互いに接近及び離間可能である。
クッション8が所定の長さ圧縮されることで、第1のガイド82の周壁82bと、第2のガイド83の周壁83bとが接触する。これにより、第1のガイド82及び第2のガイド83は、クッション8がさらに圧縮されることを制限する。
クッション材81の側面81cに、窪み81dが設けられる。窪み81dは、クッション材81が自由状態のとき、第1のガイド82と第2のガイド83との間に位置する。窪み81dは、第1及び第2のガイド82,83の周壁82b,83bから離間する方向に窪む。窪み81dが設けられることで、圧縮されたクッション材81が第1及び第2のガイド82,83の周壁82b,83bに挟まれることが抑制される。
図3に示すように、クッション8は、第1のシート6の凸部63と、第2のシート7の凸部72との間に位置する。クッション8は、第1のシート6の凸部63と、第2のシート7の凸部72との間で、トーションスプリング5の伸縮方向に移動可能である。すなわち、クッション8は、第1のシート6の凸部63と、第2のシート7の凸部72との少なくとも一方から離間可能である。
図4に示すように、ダンパ装置1は、複数の第1の摩擦部材11と、第1の板バネ12と、複数の第2の摩擦部材13と、第2の板バネ14と、をさらに有する。第1及び第2の摩擦部材11,13は、例えば、スラスト部材とも称され得る。
複数の第1の摩擦部材11は、ドライブプレート2の二つのディスクプレート22にそれぞれ取り付けられる。第1の摩擦部材11は、軸方向において、ドライブプレート2と中間プレート3との間に介在する。第1の摩擦部材11は、中間プレート3との間に摩擦力を生じさせる。
第1の板バネ12は、第1の摩擦部材11とディスクプレート22との間に介在する。第1の板バネ12は、第1の摩擦部材11を中間プレート3に向かって押す。第1の板バネ12は、第1の摩擦部材11と中間プレート3との間に生じる摩擦力を大きくする。
複数の第2の摩擦部材13は、中間プレート3の二つのプレート31にそれぞれ取り付けられる。第2の摩擦部材13は、軸方向において、中間プレート3とドリブンプレート4との間に介在する。第2の摩擦部材13は、ドリブンプレート4との間に摩擦力を生じさせる。
第2の板バネ14は、第2の摩擦部材13と中間プレート3のプレート31との間に介在する。第2の板バネ14は、第2の摩擦部材13をドリブンプレート4に向かって押す。第2の板バネ14は、第2の摩擦部材13とドリブンプレート4との間に生じる摩擦力を大きくする。
以下、上記構成のダンパ装置1の作用の一例について説明する。なお、ダンパ装置1の作用は、以下に説明されるものに限らない。
図6は、第1の実施形態のダンパ装置1の特性の一例を示すグラフである。図6において、縦軸は、ダンパ装置1に作用するトルクを示す。横軸は、ドライブプレート2及びドリブンプレート4に外力が作用しない状態からの、ドライブプレート2とドリブンプレート4との間の相対的な回転角度(捩れ角)を示す。すなわち、図6のグラフは、ダンパ装置1に作用するトルクに対する、ドライブプレート2とドリブンプレート4との間の捩れ角を示す。
図6のグラフの傾きは、ダンパ装置1の捩れ剛性に比例する。すなわち、グラフの傾きが小さいほど、ダンパ装置1の捩れ剛性は低い。ダンパ装置1の捩れ剛性が高いほど、ドライブプレート2に対してドリブンプレート4が相対的に回転しやすい。
図6に示すように、ダンパ装置1のトルクに対する捩れ角のグラフは、捩れ角に応じて直列領域F1、クッション領域F2、及び当接領域F3の三つの領域を有する。直列領域F1、クッション領域F2、及び当接領域F3における、ダンパ装置1の固有角振動数はそれぞれ異なる。なお、ダンパ装置1はこれに限らず、これら三つの領域のいずれか二つの領域のみを有しても良い。
図3は、直列領域F1におけるダンパ装置1を示す。図7は、第1の実施形態のクッション領域F2におけるダンパ装置1の一例を、ドライブプレート2を省略して示す正面図である。図8は、第1の実施形態の当接領域F3におけるダンパ装置1の一例を、ドライブプレート2を省略して示す正面図である。図7及び図8は、図3と同じく、内側ハブ41及びスプリング43を省略してドリブンプレート4を示す。
直列領域F1は、直列に接続された第1のトーションスプリング51と第2のトーションスプリング52とがエンジンの回転変動を減衰させる領域である。すなわち、直列領域F1において、四つのトーションスプリング5は、ともに伸縮可能である。
図3に示すように、直列領域F1において、クッション8は、第1のシート6及び第2のシート7の少なくとも一方から離間する。このため、直列領域F1において、クッション8は、外力が作用しない自由状態である。
直列領域F1において、ダンパ装置1にトルクが作用すると、ドライブプレート2、中間プレート3、及びドリブンプレート4が中心軸Ax回りに相対的に回転する。すなわち、ダンパ装置1にトルクが作用することによって、図7に示すドライブプレート2とドリブンプレート4との間の捩れ角θtが生じる。
トルクが大きくなるに従って、中間プレート3のアーム34と、ドリブンプレート4のアーム42bとの間の角度θ1が小さくなる。さらに、トルクが大きくなるに従って、ドライブプレート2の第1のフレーム部22cと、中間プレート3のアーム34との間の角度θ2が小さくなる。
図6に示すように、ダンパ装置1に作用するトルクが増大することで捩れ角θtが第1の当接捩れ角θt1に到達すると、ダンパ装置1は、直列領域F1からクッション領域F2に変移する。クッション領域F2におけるトルクに対する捩れ角θtのグラフの傾きは、直列領域F1おけるトルクに対する捩れ角θtのグラフの傾きよりよりも大きい。すなわち、クッション領域F2におけるダンパ装置1の捩れ剛性は、直列領域F1におけるダンパ装置1の捩れ剛性よりも高い。
図7に示すように、捩れ角θtが第1の当接捩れ角θt1に到達すると、第1のシート6の凸部63が、クッション8の第1のガイド82に当接する。さらに、第2のシート7の凸部72が、クッション8の第2のガイド83に当接する。すなわち、クッション領域F2において、第1及び第2のシート6,7は、クッション8に接触する。
中間プレート3に対してドリブンプレート4が相対的に第1の当接捩れ角θt1の半分(1/2θt1)まで回転すると、第1のシート6Bの凸部63と、第2のシート7Aの凸部72とが、クッション8Aに当接する。1/2θt1は、第1の角度の一例である。なお、第1の角度はこれに限らない。
中間プレート3に対してドリブンプレート4が相対的に1/2θt1より大きく回転することにより、中間プレート3に支持される第2のシート7Aと、ドリブンプレート4に支持される第1のシート6Bとが、トーションスプリング5の伸縮方向にクッション8Aを圧縮する。これにより、第1のガイド82と第2のガイド83との間のクッション材81が弾性的に圧縮される。
ドライブプレート2に対して中間プレート3が相対的に第1の当接捩れ角θt1の半分(1/2θt1)まで回転すると、第1のシート6Aの凸部63と、第2のシート7Bの凸部72とが、クッション8Bに当接する。1/2θt1は、第3の角度の一例である。なお、第3の角度はこれに限らず、第1の角度と異なっても良い。
ドライブプレート2に対して中間プレート3が相対的に1/2θt1より大きく回転することにより、中間プレート3に支持される第2のシート7Bと、ドリブンプレート4に支持される第1のシート6Aとが、トーションスプリング5の伸縮方向にクッション8Bを圧縮する。これにより、第1のガイド82と第2のガイド83との間のクッション材81が弾性的に圧縮される。
捩れ角θtが第1の当接捩れ角θt1に到達したとき、コイル状に巻かれたトーションスプリング5の隣り合う金属線は、互いに離間したままである。すなわち、トーションスプリング5はさらに圧縮され得る。
クッション領域F2は、直列に接続された第1のトーションスプリング51及び第2のトーションスプリング52と、直列に接続されたクッション8A及びクッション8Bとがエンジンの回転変動を減衰させる領域である。すなわち、クッション領域F2において、四つのトーションスプリング5と、四つのクッション8とが、ともに伸縮可能である。
図6に示すように、ダンパ装置1に作用するトルクが増大することで捩れ角が第2の当接捩れ角θt2に到達すると、ダンパ装置1は、クッション領域F2から当接領域F3に変移する。第2の当接捩れ角θt2は、第1の当接捩れ角θt1よりも大きい。当接領域F3において、トルクの増加に対する捩れ角θtの増加は止まる。すなわち、当接領域F3におけるダンパ装置1の捩れ剛性は、クッション領域F2におけるダンパ装置1の捩れ剛性よりも高い。
図8に示すように、捩れ角θtが第2の当接捩れ角θt2に到達すると、第1のガイド82と第2のガイド83とが互いに当接する。すなわち、当接領域F3において、第1及び第2のシート6,7は、互いに当接した第1及び第2のガイド82,83を介して、互いに押圧する。
中間プレート3に対してドリブンプレート4が相対的に第2の当接捩れ角θt2の半分(1/2θt2)まで回転すると、クッション8Aの第1のガイド82と第2のガイド83とが互いに当接する。これにより、第1及び第2のガイド82,83は、中間プレート3に対してドリブンプレート4がさらに相対的に回転することを制限する。1/2θt2は、第2の角度の一例であり、1/2θt1よりも大きい。なお、第2の角度はこれに限らない。
ドライブプレート2に対して中間プレート3が相対的に第2の当接捩れ角θt2の半分(1/2θt2)まで回転すると、クッション8Bの第1のガイド82と第2のガイド83とが互いに当接する。これにより、第1及び第2のガイド82,83は、ドライブプレート2に対して中間プレート3がさらに相対的に回転することを制限する。1/2θt2は、第4の角度の一例であり、1/2θt1よりも大きい。なお、第4の角度はこれに限らず、第2の角度と異なっても良い。
当接領域F3において、第1及び第2のガイド82,83は、互いに当接し、トーションスプリング5が縮むことを制限するとともに、クッション材81が縮むことを制限する。このように、当接領域F3は、トーションスプリング5及びクッション8がエンジンの回転変動を減衰させない領域である。
捩れ角θtが第2の当接捩れ角θt2に到達したとき、コイル状に巻かれたトーションスプリング5の隣り合う金属線は、互いに離間したままである。すなわち、第1及び第2のガイド82,83が無い場合、トーションスプリング5はさらに圧縮され得る。第1及び第2のガイド82,83は、互いに当接することで、トーションスプリング5が過剰に圧縮され、密着限界が生じることを抑制する。
図6に示すように、ダンパ装置1に、常用トルクT1と、滑りトルクT2とが設定される。常用トルクT1は、エンジンの回転が常用域である場合の最大のトルクである。滑りトルクT2は、ドライブプレート2のライニング部25とフライホイールとの間に滑りが生じるトルクである。すなわち、トルクが増加して滑りトルクT2に達すると、ドライブプレート2のライニング部25とフライホイールとの間に滑りが生じる。滑りトルクT2は、常用トルクT1よりも大きい。
ダンパ装置1は、例えば、クッション領域F2においてトルクが常用トルクT1に到達するよう設定される。例えば、第1及び第2のシート6,7の凸部63,72の長さや、トーションスプリング5のバネ定数によって、トルクに対する捩れ角θtが調整され得る。
以上説明された第1の実施形態に係るダンパ装置1において、クッション8Aの第2のガイド83は、中間プレート3に対してドリブンプレート4が回転方向の一方側に1/2θt2まで回転した状態で第1のガイド82に接触して、ドリブンプレート4が中間プレート3に対して回転方向の一方側に相対的に回転することを制限する。このように、第1のトーションスプリング51が密着限界となることを抑制する第1のガイド82部と第2のガイド83とが、第1のトーションスプリング51の中に配置される。これにより、第1のトーションスプリング51の外周側にストッパを設ける必要が無く、第1のトーションスプリング51をより径方向外側に配置することが可能となる。第1のトーションスプリング51がより径方向外側に配置されることで、第1のトーションスプリング51の減衰性能(捩れ特性)の低下が抑制されるとともに、ダンパ装置1の大型化が抑制される。
一般的に、複数のコイルスプリングを直列に接続する場合、当該複数のコイルスプリングは互いに独立して圧縮される。このため、全ての回転体について相対的な回転を制限するストッパが設けられることで、コイルスプリングが密着限界となることが防がれる。しかし、コイルスプリングの内部にエラストマーを配置する場合、ストッパはコイルスプリングの外に配置され、コイルスプリングはより径方向内側に配置されることになる。一方、本実施形態では、第2のトーションスプリング52が中間プレート3とドライブプレート2との間に位置し、第1のトーションスプリング51と第2のトーションスプリング52とが直列に接続される。第2のトーションスプリング52の中に、ドライブプレート2に対して中間プレート3が回転方向の一方側に1/2θt2まで回転した状態で第1のガイド82に接触して、中間プレート3がドライブプレート2に対して回転方向の一方側に相対的に回転することを制限する第2のガイド83が配置される。すなわち、上記のように直列に接続された第1及び第2のトーションスプリング51,52の中に、クッション材81のみならず、ドライブプレート2、中間プレート3、及びドリブンプレート4の相対的な回転を制限する第1及び第2のガイド82,83が配置される。これにより、ストッパを第1及び第2のトーションスプリング51,52の外に配置する必要が無く、第1及び第2のトーションスプリング51,52をより径方向外側に配置することが可能となる。
第1及び第2のガイド82,83は、クッション材81の側面81cの一部を囲み、第1のトーションスプリング51とクッション材81の側面81cとの間に位置する。これにより、クッション材81が第1のトーションスプリング51に接触することが抑制される。また、第1及び第2のガイド82,83がクッション材81の側面81cを支持することで、クッション材81が真っ直ぐに保たれやすい。これにより、第1及び第2のガイド82,83がクッション材81の伸縮方向をガイドできる。
(第2の実施形態)
以下に、第2の実施形態について、図9を参照して説明する。なお、以下の複数の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。
図9は、第2の実施形態に係るクッション8の一例を示す断面図である。図8に示すように、第2の実施形態のクッション材81は、トーションスプリング5の伸縮方向に延びる円筒形状に形成される。クッション材81に、第1の端面81a及び第2の端面81bに連通する孔81eが設けられる。
第2の実施形態の第1のガイド82は、底壁82aと、突起82cとを有する。突起82cは、底壁82aから突出し、クッション材81の孔81eに挿入される。クッション材81は、突起82cを覆う。
第2の実施形態の第2のガイド83は、底壁83aと、突起83cとを有する。突起83cは、底壁83aから突出し、クッション材81の孔81eに挿入される。クッション材81は、突起83cを覆う。
中間プレート3に対してドリブンプレート4が回転方向の一方側に1/2θt2まで回転すると、クッション8Aの第2のガイド83の突起83cは、第1のガイド82の突起82cに接触する。これにより、ドリブンプレート4が中間プレート3に対して回転方向の一方側に相対的に回転することが制限される。
さらに、ドライブプレート2に対して中間プレート3が回転方向の一方側に1/2θt2まで回転すると、クッション8Bの第2のガイド83の突起83cは、第1のガイド82の突起82cに接触する。これにより、中間プレート3がドライブプレート2に対して回転方向の一方側に相対的に回転することが制限される。
以上説明された第2の実施形態のダンパ装置1において、クッション材81の孔81eに、第1のガイド82の突起82cと、第2のガイド83の突起83cとが通される。これにより、孔81eが、第1のガイド82の突起82cと、第2のガイド83の突起83cとをガイドし、二つの突起82c,83cがより確実に当接できる。
(第3の実施形態)
以下に、第3の実施形態について、図10乃至図12を参照して説明する。図10は、第3の実施形態に係るクッション8の一例を示す断面図である。図10に示すように、第3の実施形態のクッション材81は、第1の固着部85と、第2の固着部86と、第1の圧縮部87と、二つの第2の圧縮部88とを有する。
第1の固着部85は、第1のガイド82の内部に配置され、第1のガイド82に固着される。第2の固着部86は、第2のガイド83の内部に配置され、第2のガイド83に固着される。
第1の圧縮部87は、第1の固着部85と第2の固着部86とを接続する。第1の圧縮部87は、トーションスプリング5の伸縮方向に延びる略円柱状に形成される。なお、第1の圧縮部87は、他の形状に形成されても良い。
一方の第2の圧縮部88は、第1の固着部85から第2の固着部86に向かって突出する。他方の第2の圧縮部88は、第2の固着部86から第1の固着部85に向かって突出する。
二つの第2の圧縮部88はそれぞれ、トーションスプリング5の伸縮方向に延びる略円筒状に形成され、第1の圧縮部87を囲む。なお、第2の圧縮部88は、他の形状に形成されても良い。クッション8に外力が作用しない自由状態において、二つの第2の圧縮部88は、互いに離間する。
図11は、第3の実施形態の圧縮されたクッション8の一例を示す断面図である。図11に示すように、クッション8が圧縮されると、第1の圧縮部87が潰れるとともに、二つの第2の圧縮部88が互いに接触する。第2の圧縮部88は、第1及び第2のガイド82,83が互いに接触するよりも先に互いに接触する。
クッション8を圧縮する力が解除されると、第1の圧縮部87が弾性的に復元し、第1の圧縮部87が伸びる。これにより、二つの第2の圧縮部88が互いに離間する。このように、二つの第2の圧縮部88は、トーションスプリング5の伸縮方向において互いに接近及び離間可能である。
図12は、第3の実施形態のダンパ装置1の特性の一例を示すグラフである。図12において、縦軸は、ダンパ装置1に作用するトルクを示す。横軸は、ドライブプレート2及びドリブンプレート4に外力が作用しない状態からの捩れ角を示す。
図12に示すように、第3の実施形態において、ダンパ装置1のトルクに対する捩れ角のグラフは、捩れ角に応じて直列領域F1、第1のクッション領域F2A、第2のクッション領域F2B、及び当接領域F3の三つの領域を有する。直列領域F1、第1のクッション領域F2A、第2のクッション領域F2B、及び当接領域F3における、ダンパ装置1の固有角振動数はそれぞれ異なる。
ダンパ装置1に作用するトルクが増大することで捩れ角θtが第1の当接捩れ角θt1に到達すると、ダンパ装置1は、直列領域F1から第1のクッション領域F2Aに変移する。第1のクッション領域F2Aにおけるトルクに対する捩れ角のグラフの傾きは、直列領域F1おけるトルクに対する捩れ角θtのグラフの傾きよりよりも大きい。すなわち、第1のクッション領域F2Aにおけるダンパ装置1の捩れ剛性は、直列領域F1におけるダンパ装置1の捩れ剛性よりも高い。
捩れ角θtが第1の当接捩れ角θt1に到達すると、第1のシート6の凸部63が、クッション8の第1のガイド82に当接する。さらに、第2のシート7の凸部72が、クッション8の第2のガイド83に当接する。すなわち、第1のクッション領域F2Aにおいて、第1及び第2のシート6,7は、クッション8に接触する。
中間プレート3に対してドリブンプレート4が相対的に1/2θt1より大きく回転することにより、中間プレート3に支持される第2のシート7Aと、ドリブンプレート4に支持される第1のシート6Bとが、トーションスプリング5の伸縮方向にクッション8Aを圧縮する。これにより、クッション材81の第1の圧縮部87が弾性的に圧縮される。一方、第1のクッション領域F2Aにおいて、二つの第2の圧縮部88は互いに離間する。
ドライブプレート2に対して中間プレート3が相対的に1/2θt1より大きく回転することにより、中間プレート3に支持される第2のシート7Bと、ドリブンプレート4に支持される第1のシート6Aとが、トーションスプリング5の伸縮方向にクッション8Bを圧縮する。これにより、クッション材81の第1の圧縮部87が弾性的に圧縮される。一方、第1のクッション領域F2Aにおいて、二つの第2の圧縮部88は互いに離間する。
第1のクッション領域F2Aは、直列に接続された第1のトーションスプリング51及び第2のトーションスプリング52と、直列に接続されたクッション8A及びクッション8Bのそれぞれの第1の圧縮部87とがエンジンの回転変動を減衰させる領域である。すなわち、第1のクッション領域F2Aにおいて、四つのトーションスプリング5と、四つのクッション8の第1の圧縮部87とが、ともに伸縮可能である。
ダンパ装置1に作用するトルクが増大することで捩れ角θtが第3の当接捩れ角θt3に到達すると、ダンパ装置1は、第1のクッション領域F2Aから第2のクッション領域F2Bに変移する。第2のクッション領域F2Bにおけるトルクに対する捩れ角のグラフの傾きは、第1のクッション領域F2Aにおけるトルクに対する捩れ角のグラフの傾きよりよりも大きい。すなわち、第2のクッション領域F2Bにおけるダンパ装置1の捩れ剛性は、第1のクッション領域F2Aにおけるダンパ装置1の捩れ剛性よりも高い。
捩れ角θtが第3の当接捩れ角θt3に到達すると、二つの第2の圧縮部88が互いに接触する。第3の当接捩れ角θt3は、第1の当接捩れ角θt1より大きく、且つ第2の当接捩れ角θt2よりも小さい。
中間プレート3に対してドリブンプレート4が相対的に第3の当接捩れ角θt3の半分(1/2θt3)より大きく回転することにより、クッション8Aの第1の圧縮部87と、互いに接触した二つの第2の圧縮部88と、が弾性的に圧縮される。1/2θt3は、第5の角度の一例であり、1/2θt1よりも大きく、且つ1/2θt2よりも小さい。
ドライブプレート2に対して中間プレート3が相対的に1/2θt3より大きく回転することにより、クッション8Bの第1の圧縮部87と、互いに接触した二つの第2の圧縮部88と、が弾性的に圧縮される。
第2のクッション領域F2Bは、直列に接続された第1のトーションスプリング51及び第2のトーションスプリング52と、直列に接続されたクッション8A及びクッション8Bのそれぞれの第1及び第2の圧縮部87,88とがエンジンの回転変動を減衰させる領域である。すなわち、第2のクッション領域F2Bにおいて、四つのトーションスプリング5と、四つのクッション8の第1及び第2の圧縮部87,88とが、ともに伸縮可能である。
ダンパ装置1に作用するトルクが増大することで捩れ角が第2の当接捩れ角θt2に到達すると、ダンパ装置1は、第2のクッション領域F2Bから当接領域F3に変移する。第1の実施形態と同じく、捩れ角θtが第2の当接捩れ角θt2に到達すると、第1のガイド82と第2のガイド83とが互いに当接する。
以上説明された第3の実施形態のダンパ装置1において、クッション材81の二つの第2の圧縮部88は、中間プレート3に対してドリブンプレート4が回転方向の一方側に1/2θt1よりも大きく且つ1/2θt2よりも小さい1/2θt3よりも大きく回転することにより互いに接触した状態で弾性的に圧縮される。これにより、中間プレート3に対するドリブンプレート4の回転角度が1/2θt1までの間、第1のトーションスプリング51が圧縮され、回転角度が1/2θt1より大きく且つ1/2θt3よりも小さい間、第1のトーションスプリング51と第1の圧縮部87とが圧縮され、回転角度が1/2θt3より大きく且つ1/2θt2より小さい間、第1のトーションスプリング51と第1及び第2の圧縮部87,88とが圧縮される。このように、ダンパ装置1が回転角度に応じて複数の剛性を有することが可能となる。
(第4の実施形態)
以下に、第4の実施形態について、図13を参照して説明する。図13は、第4の実施形態に係るダンパ装置1の一例の一部を示す断面図である。図13に示すように、第4の実施形態において、クッション8は第1のシート6と一体に形成される。
第1のシート6の凸部63の代わりに、第1のガイド82が設けられる。第1のガイド82は、第1のシート6の支持壁61と一体に形成される。第4の実施形態において、第1のガイド82を含む第1のシート6が、第1のストッパ部の一例である。
第1のガイド82を含む第1のシート6は、ドリブンプレート4とトーションスプリング5との間に介在し、当該トーションスプリング5を支持する。第1のガイド82は、トーションスプリング5の内部に挿入され、トーションスプリング5が径方向及び軸方向に移動することを制限する。
第2のガイド83は、クッション材81を介して第1のシート6に接続される。捩れ角θtが第1の当接捩れ角θt1に到達すると、第2のガイド83は、第2のシート7の凸部72に接触する。
さらに、第4の実施形態の第2のシート7は、覆部77をさらに有する。覆部77は、支持壁71から、周方向に延びる。覆部77は、トーションスプリング5の一部を、径方向外側から覆う。覆部77は、トーションスプリング5が遠心力により径方向外側に撓むと、当該トーションスプリング5に接触し、トーションスプリング5が径方向外側に移動することを制限する。
捩れ角θtが第2の当接捩れ角θt2に到達したとき、第1のガイド82と第2のガイド83とが互いに接触する。さらに、捩れ角θtが第2の当接捩れ角θt2に到達したとき、第1のシート6の覆部64と、第2のシート7の覆部77とが接触しても良い。第1のシート6の覆部64と、第2のシート7の覆部77とは、例えば、ドリブンプレート4が中間プレート3に対して相対的に回転することを制限する。
以上説明された第4の実施形態のダンパ装置1において、第1のガイド82を含む第1のシート6は、ドリブンプレート4とトーションスプリング5との間に介在し、トーションスプリング5を支持する。これにより、トーションスプリング5とクッション材81との相対的な位置が変化することが抑制され、トーションスプリング5とクッション材81とが接触することが抑制される。
第4の実施形態において、クッション8は、第1のシート6と一体に形成された。しかし、クッション8は、第2のシート7と一体に形成されても良い。この場合、第1のガイド82を含む第2のシート7が、第1のガイドの一例である。
以上複数の実施形態において、直列領域F1、クッション領域F2(第1のクッション領域F2A、第2のクッション領域F2B)、及び当接領域F3が設定される。これらの領域に変移する捩れ角θtは、例えば、トーションスプリング5及びクッション材81のヤング率や、トーションスプリング5の予圧縮や、第1及び第2のシート6,7の長さや、第1及び第2のガイド82,83の長さによって調整され得る。
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各実施形態や各変形例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。
1…ダンパ装置、2…ドライブプレート、3…中間プレート、4…ドリブンプレート、5…トーションスプリング、7…第2のシート、8,8A,8B…クッション、51…第1のトーションスプリング、81…クッション材、82…第1のガイド、83…第2のガイド、87…第1の圧縮部、88…第2の圧縮部、Ax…中心軸、θt1…第1の当接捩れ角、θt2…第2の当接捩れ角、θt3…第3の当接捩れ角。

Claims (5)

  1. 回転中心まわりに回転可能な第1の回転体と、
    前記回転中心まわりに回転可能な第2の回転体と、
    前記第1の回転体と前記第2の回転体との間に位置し、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体が相対的に回転方向の一方側に回転することにより弾性的に圧縮される第1のコイルスプリングと、
    前記第1のコイルスプリングの中に配置され、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体が相対的に回転方向の一方側に第1の角度よりも大きく回転することにより弾性的に圧縮される第1のクッション材と、
    前記第1のコイルスプリングの中に配置され、前記第1のクッション材を保持する第1のストッパ部と、
    前記第1のコイルスプリングの中に配置され、前記第1のコイルスプリングの伸縮方向において前記第1のストッパ部に対して接近及び離間可能に前記第1のクッション材を保持し、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体が前記回転方向の一方側に前記第1の角度よりも大きい第2の角度まで回転した状態で前記第1のストッパ部に接触して、前記第1の回転体が前記第2の回転体に対して前記回転方向の一方側に相対的に回転することを制限する、第2のストッパ部と、
    を具備するダンパ装置。
  2. 前記回転中心まわりに回転可能な第3の回転体と、
    前記第2の回転体と前記第3の回転体との間に位置し、前記第3の回転体に対して前記第2の回転体が相対的に回転方向の一方側に回転することにより弾性的に圧縮される第2のコイルスプリングと、
    前記第2のコイルスプリングの中に配置され、前記第3の回転体に対して前記第2の回転体が相対的に回転方向の一方側に第3の角度よりも大きく回転することにより弾性的に圧縮される第2のクッション材と、
    前記第2のコイルスプリングの中に配置され、前記第2のクッション材を保持する第3のストッパ部と、
    前記第2のコイルスプリングの中に配置され、前記第2のコイルスプリングの伸縮方向において前記第3のストッパ部に対して接近及び離間可能に前記第2のクッション材を保持し、前記第3の回転体に対して前記第2の回転体が前記回転方向の一方側に前記第3の角度よりも大きい第4の角度まで回転した状態で前記第3のストッパ部に接触して、前記第2の回転体が前記第3の回転体に対して前記回転方向の一方側に相対的に回転することを制限する、第4のストッパ部と、
    をさらに具備する、請求項1のダンパ装置。
  3. 前記第1のクッション材は、前記第1のコイルスプリングに向く側面を有し、
    前記第1のストッパ部は、前記第1のクッション材の前記側面の一部を囲み、前記第1のコイルスプリングと前記第1のクッション材の前記側面との間に位置し、
    前記第2のストッパ部は、前記第1のクッション材の前記側面の一部を囲み、前記第1のコイルスプリングと前記第1のクッション材の前記側面との間に位置する、
    請求項1又は請求項2のダンパ装置。
  4. 前記第1のクッション材は、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体が相対的に回転方向の一方側に前記第1の角度よりも大きく回転することにより弾性的に圧縮される第1の圧縮部と、前記第1のコイルスプリングの伸縮方向において互いに接近及び離間可能であり、前記第2の回転体に対して前記第1の回転体が前記回転方向の一方側に前記第1の角度よりも大きく且つ前記第2の角度よりも小さい第5の角度よりも大きく回転することにより互いに接触した状態で弾性的に圧縮される、二つの第2の圧縮部と、を有する、請求項1乃至請求項3のいずれか一つのダンパ装置。
  5. 前記第1のストッパ部は、前記第1の回転体又は前記第2の回転体と前記第1のコイルスプリングとの間に介在し、前記第1のコイルスプリングを支持する、請求項1乃至請求項4のいずれか一つのダンパ装置。
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