JP2020008037A - ダンパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粘性流体によって回転振動を減衰するダンパ装置において、特に、外周側へ粘性流体が飛散するのを抑えるとともに、この抑えるための部材によって慣性量を増やす。【解決手段】この装置は、入力側回転部材２と、出力プレート３と、複数のトーションスプリング４１と、イナーシャプレート６と、を備えている。入力側回転部材２は、内部に粘性流体が充填される環状チャンバ２３を有する。出力プレート３は、一部がチャンバ２３内に配置されるとともに入力側回転部材２と相対回転可能である。トーションスプリング４１は、環状チャンバ２３内に円周方向に並べて配置され、入力側回転部材２と出力プレート３とを回転方向に弾性的に連結する。イナーシャプレート６は、出力プレート３に固定され、入力側回転部材２の外周面の少なくとも一部を覆う筒状部６ｃを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ダンパ装置に関する。

車両の駆動系には、エンジンからの動力を伝達するとともに、入力された回転変動を減衰するためのダンパ装置が設けられている。この種のダンパ装置としては、特許文献１に示されるようなフライホイールが提案されている。

特許文献１のフライホイールは、エンジンの動力が入力される第１質量部材と、第１質量部材に対して回転可能に配置された第２質量部材と、を有している。第１質量部材と第２質量部材とは、複数の弾性手段によって回転方向に弾性的に連結されている。

このフライホイールでは、第１質量部材に環状のチャンバが構成されており、この環状のチャンバに弾性手段が収容されている。また、チャンバ内には粘性流体が充填されている。そして、第１質量部材と第２質量部材とが相対回転する際の粘性流体の抵抗によって、回転振動が減衰される。

特表平９−５１０５３５号公報

特許文献１に示すようなフライホイールでは、振動を効果的に減衰するためには、入力側部材の慣性量に対して出力側部材の慣性量を大きくするのが好ましい。

一方、特許文献１のフライホイールでは、チャンバ内に粘性流体が充填されているので、このチャンバ内から粘性流体が漏れた場合の対策が必要である。そこで、特許文献１では、内周側に設けられた孔及び溝によって粘性流体を集め、排出するようにしている。しかし、溝に溜めきれなかった粘性流体が遠心力によって外部に飛散する場合がある。

本発明の課題は、トルク変動による振動を粘性流体によって減衰するダンパ装置において、出力側部材の慣性量を増加して振動減衰性能を向上させるとともに、粘性流体の外部への飛散を抑えるようにすることにある。

（１）本発明に係るダンパ装置は、駆動源からのトルクを出力側の部材に伝達するとともに、トルク変動を減衰する装置である。このダンパ装置は、入力側回転部材と、出力側回転部材と、複数の弾性部材と、イナーシャ部材と、を備えている。入力側回転部材は、内部に粘性流体が充填される環状のチャンバを有し、駆動源からのトルクが入力される。出力側回転部材は、一部がチャンバ内に配置されるとともに出力側の部材に連結可能であり、入力側回転部材と相対回転可能である。複数の弾性部材は、チャンバ内に円周方向に並べて配置され、入力側回転部材と出力側回転部材とを回転方向に弾性的に連結する。イナーシャ部材は、入力側回転部材の外周面の少なくとも一部を覆ってチャンバから流出した粘性流体を溜めることが可能な筒状部を有し、出力側回転部材に固定されている。

この装置では、入力側回転部材に入力されたトルクは、弾性部材を介して出力側回転部材に伝達される。出力側回転部材にはイナーシャ部材が固定されているので、入力側回転部材に対する出力側回転部材の慣性量の割合が大きくなる。したがって、振動の減衰効果が向上する。

また、装置の作動時において、チャンバから粘性流体が漏れ出ることがある。このチャンバから漏れ出た粘性流体は、遠心力により外周側に移動する。外周側に移動した粘性流体は、イナーシャ部材の筒状部によって捉えられ、粘性流体が外周側に飛散するのを抑えることができる。

このように、イナーシャ部材は、出力側部材の慣性量を増加して振動の減衰効果を向上するだけではなく、その効果と併せて、粘性流体の外周側への飛散を抑える効果も有している。

（２）好ましくは、イナーシャ部材は円板状の本体部を有している。また、筒状部は、本体部の外周部から軸方向に延びるとともに、先端側が基端側に比較して径方向内方に傾斜しており、筒状部の先端部と基端部との間の内周面には溜まり部が形成されている。

ここでは、筒状部の先端側が基端側に比較して径方向内方に傾斜しているので、先端部と基端部との間の内周面に、粘性流体が溜まりやすくなる。

（３）好ましくは、溜まり部は、内周面からさらに径方向外方に窪む環状凹部をさらに有している。この場合は、環状凹部にさらに粘性流体が溜まりやすくなり、外部への飛散がさらに抑えられる。

（４）好ましくは、入力側回転部材は、それぞれ円板状の第１プレート及び第２プレートを有している。第１プレートは、円板状の本体部、及び本体部の外周から軸方向に延びる入力側筒状部、を有する。第２プレートは、第１プレートと軸方向に対向して配置され、外周部が第１プレートの入力側筒状部の先端部に固定されている。そして、イナーシャ部材の筒状部は、第１プレートの入力側筒状部の先端側の一部と、第２プレートの外周面と、を覆っている。

ここで、チャンバから漏れ出た粘性流体は、第２プレートの側面に沿って外周側に移動する。したがって、粘性流体は、第１プレートと第２プレートの接合部に集中しやすい。そこで、イナーシャ部材の筒状部は、第１プレートと第２プレートの接合部を覆うように形成されている。この場合は、粘性流体を、筒状部によって効果的に溜めることができる。

（５）好ましくは、イナーシャ部材の溜まり部は、第１プレートと第２プレートとの接合部と径方向に対向するように形成されている。

この場合も、前記同様に、粘性流体を、筒状部に設けられた溜まり部によって効果的に溜めることができる。

（６）好ましくは、イナーシャ部材の本体部は、内周部が第２回転体の内周部に固定されている。そして、筒状部は本体部の外周部を折り曲げ加工して形成されている。

以上のような本発明では、粘性流体によって振動を減衰するダンパ装置において、イナーシャ部材を設けることによって、出力側部材の慣性量が増加し、振動減衰性能が向上する。また、イナーシャ部材の筒状部によって、粘性流体が外部に飛散するのを抑えることができる。

本発明の一実施形態によるダンパ装置の断面図。 ダンパ装置の一部の平面断面図。 図１の装置の正面部分図。 端部用スプリングシートの正面図及び側面図。 中間用スプリングシートの正面図及び側面図。 本発明のイナーシャ部材の別の例を示す図。

［全体構成］
図１は、ダンパ装置１の断面構成を示し、図２はその一部の平面断面図である。また、図３は、ダンパ装置１の正面部分図である。図３の一部は、内部を明確にするために一部の部材を取り外して示している。

ダンパ装置１は、エンジンで発生した動力をトランスミッション側に伝達するための装置である。ダンパ装置１は、入力側回転部材２と、出力プレート３（出力側回転部材の一例）と、ダンパ機構４と、出力ハブ５と、イナーシャプレート６と、を備えている。

［入力側回転部材２］
入力側回転部材２は、エンジンで発生した動力が入力される部材である。入力側回転部材２は、エンジン側の部材（図示せず）に支持され、連結される。入力側回転部材２は、第１プレート２１と、第２プレート２２と、を有している。

第１プレート２１は、円板状の第１プレート本体２１ａと、２つの第１側方部２１ｂと、第１プレート本体２１ａ及び第１側方部２１ｂの外周部から軸方向に延びる筒状部２１ｃ（入力側筒状部の一例）と、を有している。

第１プレート本体２１ａの外周部２１ｄは、第１側方部２１ｂの回転方向の端部であり、図２に示すように、端部用スプリングシート４４（後述する）と回転方向に係合可能である。すなわち、外周部２１ｄは係合部２１ｄとして機能する。

第１側方部２１ｂは、第１プレート本体２１ａよりもエンジン側に迫り出した部分であり、例えばプレス加工により成形されている。２つの第１側方部２１ｂは、円周方向に等ピッチで配置されている。第１側方部２１ｂは、４つのスプリング（後述する）に対応する範囲に形成されている。

第２プレート２２は、筒状部２１ｃの先端部分に固定された環状の部材であり、円板状の第２プレート本体２２ａと、２つの第２側方部２２ｂと、を有している。

第２プレート本体２２ａの外周部２２ｄは、第２側方部２２ｂの回転方向の端部であり、図２に示すように、端部用スプリングシート４４（後述する）と回転方向に係合可能である。すなわち、外周部２２ｄは係合部２２ｄとして機能する。

以上のように、第１プレート本体２１ａの外周部２１ｄ及び第２プレート本体２２ａの外周部２２ｄは、端部用スプリングシート４４の円周方向の端部に係合可能である。

第２側方部２２ｂは、第２プレート本体２２ａよりもトランスミッション側に迫り出した部分であり、例えばプレス加工により成形されている。２つの第２側方部２２ｂは、円周方向に等ピッチで配置されている。第２側方部２２ｂは、４つのスプリングに対応する範囲に形成されている。

以上のように、第１プレート２１と第２プレート２２とを軸方向に間隔をあけて対向して配置することにより、両プレート２１，２２の間に環状のチャンバ２３が形成されている。この環状のチャンバ２３には、例えばグリス等の粘性流体が充填される。また、入力側回転部材２の外周部において第２側方部２２ｂを第１側方部２１ｂと対向して配置することによって、スプリングを配置するための比較的広い空間を形成することができる。

［出力プレート３及び出力ハブ５］
出力プレート３は、入力側回転部材２に対して回転可能に配置されている。出力プレート３は、内周部が出力ハブ５の外周部にリベット２５により連結されている。出力ハブ５の内周部にはスプライン孔５ａが形成されており、このスプライン孔５ａにトランスミッション側の部材（図示せず）が連結される。

出力プレート３は、図３に示すように、環状の部材であり、本体部３ａと、本体部３ａの外周からさらに外周側に突出する２つの係合部３ｂと、を有している。２つの係合部３ｂは対向する位置に配置されている。

出力プレート３は、入力側回転部材２の第１プレート２１と第２プレート２２との軸方向間に配置されている。すなわち、出力プレート３の外周部は、環状チャンバ２３の内部に配置されている。係合部３ｂは、後述するように、スプリングシートを介してスプリングの円周方向の端部に係合している。したがって、入力側回転部材２に伝達された動力は、複数のスプリングを介して係合部３ｂ、すなわち出力プレート３に伝達され、出力ハブ５を介してトランスミッション側に出力される。

［ダンパ機構４］
ダンパ機構４は、入力側回転部材２と出力プレート３とを、回転方向に弾性的に連結する機構である。ダンパ機構４は、各係合部２１ｄ，２２ｄ，３ｂの間に配置された２組のトーションスプリング（弾性部材の一例）４１と、４つの端部用スプリングシート４４と、６つの中間用スプリングシート４５と、を有している。

１組のトーションスプリング４１は、円周方向の端部に配置された２つのスプリング４１ａと、この２つのスプリング４１ａの間に配置された２つのスプリング４１ｂと、を有している。これらの４つのスプリング４１ａ，４１ｂは、入力側回転部材２と出力プレート３との間で直列に作用する。

端部用スプリングシート４４は、本装置１に動力が伝達されていない中立状態で、入力側回転部材２の係合部２１ｄ，２２ｄと、回転方向に当接している。また、端部用スプリングシート４４は、出力プレート３の係合部３ｂと当接可能である。

４つの端部用スプリングシート４４は、すべて同形状である。図３及び図４に示すように、端部用スプリングシート４４は、軸方向の両側の一部に開口を有する筒状に形成されている。端部用スプリングシート４４は、筒状部４４ａと底部４４ｂとを、有している。筒状部４４ａには、円周方向の端部に配置されたスプリング４１ａの端部が挿入される。また、底部４４ｂには、スプリング４１ａの端部の先端が当接する。

このような構成により、端部用スプリングシート４４は、スプリング４１ａの端部を、半径方向及び軸方向に支持している。

端部用スプリングシート４４の外周部において、軸方向の両角部には、円周方向に貫通する連通溝４４１，４４２が形成されている。具体的には、端部用スプリングシート４４の外周面４４ｃと側面４４ｄとが交差する２つの角部に、連通溝４４１，４４２が形成されている。すなわち、連通溝４４１，４４２は、外周側及び一方の軸方向側に開いている。そして、連通溝４４１，４４２は、端部用スプリングシート４４の回転方向の一方側から他方側に貫通している。

なお、連通溝４４１，４４２の断面形状については限定されない。連通溝４４１，４４２は、矩形状、円弧状等の様々な断面形状で形成することができる。

６つの中間用スプリングシート４５は、すべて同形状である。中間用スプリングシート４５は、隣接するスプリング４１ａ，４１ｂの間に配置されている。

中間用スプリングシート４５は、図３及び図５に示すように、軸方向の両側の一部に開口を有する筒状に形成されている。中間用スプリングシート４５は、２つの筒状部４５ａと、各筒状部４５ａに形成された底部４５ｂと、を有している。３つの中間用スプリングシート４５の筒状部４５ａには、スプリング４１ａ，４１ｂの端部が挿入され、この筒状部４５ａの底部４５ｂには、スプリング４１ａ，４１ｂの先端部が当接する。

このような構成により、中間用スプリングシート４５は、スプリング４１ａ，４１ｂの両端部を、半径方向及び軸方向に支持している。

中間用スプリングシート４５の外周部において、軸方向の両角部には、円周方向に貫通する連通溝４５１，４５２が形成されている。具体的には、中間用スプリングシート４５の外周面４５ｃと側面４５ｄとが交差する２つの角部に、連通溝４５１，４５２が形成されている。すなわち、連通溝４５１，４５２は、外周側及び一方の軸方向側に開いている。そして、連通溝４５１，４５２は、中間用スプリングシート４５の回転方向の一方側から他方側に貫通している。

なお、端部用スプリングシート４４と同様に、連通溝４５１，４５２の断面形状については限定されない。連通溝４５１，４５２は、矩形状、円弧状等の様々な断面形状で形成することができる。

また、端部用スプリングシート４４の連通溝４４１，４４２と、中間用スプリングシート４５の連通溝４５１，４５２とは、径方向において同じ位置に形成されている。すなわち、これらの連通溝４４１，４４２，４５１，４５２は、同じ円周上に配置されている。

なお、環状チャンバ２３に充填された粘性流体が、チャンバ外部に流出しないように、図１に示すように、第１プレート２１及び第２プレート２２と出力プレート３との間には、シール部材５０が設けられている。

［イナーシャプレート６］
イナーシャプレート６は、中央に孔６ａを有する円板状の部材であり、入力側回転部材２のトランスミッション側に（図１の右側）に配置されている。イナーシャプレート６は、円板状の本体部６ｂと、筒状部６ｃと、を有している。このイナーシャプレート６によって、出力側の部材の慣性量が増加している。

本体部６ｂは、第２プレート２２の側面と所定の隙間をあけて、第２プレート２２の側面に沿うような形状である。本体部６ｂの内周端部は出力ハブ５の外周部にリベット２５により固定されている。

筒状部６ｃは、本体部６ｂの外周部をエンジン側（図１の左側）に折り曲げて形成され、軸方向に延びている。筒状部６ｃは、第２プレート２２の外周面と、第１プレート２１の外周面において第２プレート２２側のほぼ半分程度を覆うように、エンジン側に延びている。すなわち、筒状部６ｃは第１プレート２１と第２プレート２２の接合部と径方向に対向し、この接合部を覆うように形成されている。また、筒状部６ｃの先端側（エンジン側）は、基端側に比較して径方向内方に傾斜している。このため、筒状部６ｃの先端部と基端部との間の内周面は、チャンバ２３から漏れて、遠心力によって外方に飛散する粘性流体を溜める溜まり部６ｄとして機能する。

［動作］
入力側回転部材２に動力が入力されていない中立状態では、トーションスプリング４１は圧縮されておらず、入力側回転部材２と出力プレート３との間に相対回転（捩れ）はない。

入力側回転部材２に動力が入力されると、動力の大きさに応じてトーションスプリング４１が圧縮され、入力側回転部材２と出力プレート３との間に相対回転が発生する。また、この状態で、入力側回転部材２からトーションスプリング４１を介して出力プレート３に動力が伝達される。また、トルク変動に応じて、トーションスプリング４１が伸縮を繰り返す。

以上のようなダンパ作動時においては、端部用スプリングシート４４及び中間用スプリングシート４５が環状チャンバ２３内で摺動し、摺動抵抗が発生する。また、各スプリングシート４４，４５の一方側から他方側に粘性流体が流通することにより、粘性抵抗が発生する。これらの抵抗によってヒステリシストルクが発生し、トルク変動が抑えられ、振動が減衰する。

また、ダンパ作動時において、図２に示すように、第１及び第２プレート２１，２２と出力プレート３の係合部３ｂとの隙間Ｇに粘性流体が流れ込む。ここで、仮に端部用スプリングシート４４に連通溝４４１，４４２が設けられていないとすると、隙間Ｇに流れ込んだ粘性流体は、端部用スプリングシートが隔壁となってその場に溜まり、ダンパの作動領域全域において意図しない粘性抵抗によるヒステリシストルクが発生する。

しかし、この実施形態では、端部用スプリングシート４４には連通溝４４１，４４２が形成されているので、この連通溝４４１，４４２を通して、隙間Ｇに流れ込んだ粘性流体はスムーズに流出する。

特に、環状チャンバ２３内の粘性流体は外周部に力を受けている。したがって、端部用スプリングシート４４及び中間用スプリングシート４５の外周部に形成された連通溝４４１、４４２，４５１，４５２を介して、粘性流体は円周状に均一に分布しやすくなる。このため、予定されていた粘性流体によるヒステリシストルクを超えた大きいヒステリシストルクが発生するのを抑えることができる。

また、以上のダンパ作動時において、ダンパ機構４の出力側にはイナーシャプレート６が設けられているので、入力側の部材の慣性量に対する出力側の部材の慣性量の割合が大きくなる。このため、トルク変動による振動をより効果的に減衰させることができる。

また、チャンバ２３から粘性流体がシール部材５０から漏れることがある。この漏れた粘性流体は、主に第２プレート２２とイナーシャプレート６との隙間を通して外部に移動する。しかし、イナーシャプレート６の外周部には筒状部６ｃが形成されているので、この筒状部６ｃの内周面である溜まり部６ｄによって、内周側からの粘性流体を溜めることができる。このため、外周側への粘性流体の飛散を抑えることができる。

［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）図６に、イナーシャプレートの筒状部の他の実施形態を示している。この例のイナーシャプレート６０は、前記実施形態と同様に、円板状の本体部６０ｂと、本体部６０ｂの先端を折り曲げて軸方向に延びるように形成された筒状部６０ｃと、を有している。また、筒状部６０ｃにおいて、先端側が基端側に比較して径方向内方に位置するように傾斜している。そして、先端部と基端部との間の内周面には、外周側に窪む環状の凹部６０ｄが形成されている。このため、内周側からの粘性流体は、この凹部６０ｄに溜められ、外周側への飛散をより抑えることができる。

（ｂ）イナーシャプレートの筒状部の形状は前記実施形態に限定されない。例えば、筒状部の先端部を、さらに内周側に折曲げ加工して、先端部と基端部の間の内周面に溜まった粘性流体が、さらに外周側に飛散しにくくなるようにしてもよい。

（ｃ）イナーシャプレートの形状は前記実施形態に限定されない。例えば、より慣性量が増加するように、外周部に別の重り等を追加するようにしてもよい。

（ｄ）前記実施形態では、入力側回転部材がエンジン側の部材に支持され、出力プレートがトランスミッション側の部材に支持された構成について説明したが、各回転部材の構成は限定されない。例えば、入力側回転部材が出力プレートに回転自在に支持されているような構成にも、本発明を同様に適用することができる。

２ 入力側回転部材
２１ 第１プレート
２２ 第２プレート
２３ 環状チャンバ
３ 出力プレート
４ ダンパ機構
４１ トーションスプリング（弾性部材）
６，６０ イナーシャプレート
６ｂ，６０ｂ 本体部
６ｃ，６０ｃ 筒状部

Claims (6)

1. 駆動源からのトルクを出力側の部材に伝達するとともに、トルク変動を減衰するダンパ装置であって、
   内部に粘性流体が充填される環状のチャンバを有し、前記駆動源からのトルクが入力される入力側回転部材と、
   一部が前記チャンバ内に配置されるとともに前記出力側の部材に連結可能であり、前記入力側回転部材と相対回転可能な出力側回転部材と、
   前記チャンバ内に円周方向に並べて配置され、前記入力側回転部材と前記出力側回転部材とを回転方向に弾性的に連結する複数の弾性部材と、
   前記入力側回転部材の外周面の少なくとも一部を覆って前記チャンバから流出した粘性流体を溜めることが可能な筒状部を有し、前記出力側回転部材に固定されたイナーシャ部材と、
   を備えたダンパ装置。
2. 前記イナーシャ部材は円板状の本体部を有し、
   前記筒状部は、前記本体部の外周部から軸方向に延びるとともに、先端側が基端側に比較して径方向内方に傾斜しており、前記筒状部の先端部と基端部との間の内周面には溜まり部が形成されている、請求項１に記載のダンパ装置。
3. 前記溜まり部は、前記内周面からさらに径方向外方に窪む環状凹部をさらに有している、請求項２に記載のダンパ装置。
4. 前記入力側回転部材は、
   円板状の本体部、及び前記本体部の外周から軸方向に延びる入力側筒状部、を有する第１プレートと、
   前記第１プレートと軸方向に対向して配置され、外周部が前記第１プレートの入力側筒状部の先端部に固定された円板状の第２プレートと、
   を有し、
   前記イナーシャ部材の筒状部は、前記第１プレートの入力側筒状部の先端側の一部と、前記第２プレートの外周面と、を覆っている、
   請求項１から３のいずれかに記載のダンパ装置。
5. 前記イナーシャ部材の溜まり部は、前記第１プレートと前記第２プレートとの接合部と径方向に対向するように形成されている、請求項４に記載のダンパ装置。
6. 前記イナーシャ部材の本体部は、内周部が前記出力側回転部材の内周部に固定されており、
   前記イナーシャ部材の筒状部は前記本体部の外周部を折り曲げ加工して形成されている、
   請求項２に記載のダンパ装置。

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