JP2020133812A - ダンパ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】端部用スプリングシートの摺動によるヒステリシストルクを軽減し、振動減衰性能を向上させる。【解決手段】このダンパ装置は、環状チャンバ23を有する入力側回転部材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、複数の端部用スプリングシート44と、を備えている。出力プレート3は係合部3bを有する。複数の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ている。端部用スプリングシート44は、係合部3bとトーションスプリング41の端面との間に配置され、環状チャンバ23の外周壁に沿って移動可能である。端部用スプリングシート44は、第1当接面441と、第2当接面442と、を有する。第1当接面441はトーションスプリング41の端面と当接する。第2当接面442は係合部3bに当接し、第1当接面441と平行である。【選択図】図9

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組立体が提案されている。
特許文献1のフライホイール組立体は、エンジンの動力が入力される第1フライホイールと、ドリブンプレートを有し第1フライホイールに対して回転可能に配置された第2フライホイールと、を有している。第1フライホイールと第2フライホイールとは、複数のスプリングによって回転方向に弾性的に連結されている。また、第1フライホイール及びドリブンプレートとスプリングとの間に端部シートが配置され、各スプリングの間には、中間シートが配置されている。
このフライホイール組立体では、第1フライホイールによって環状のチャンバが形成されている。環状のチャンバ内はグリス等の粘性流体が充填されている。そして、第1フライホイールと第2フライホイール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。
特開2015−86965号公報
特許文献1のフライホイール組立体では、第1フライホイールと第2フライホイールとが相対回転すると、端部シートを介してスプリングが圧縮される。そして、スプリングの圧縮及び伸長に伴って、各シートは、環状チャンバの外周部の内壁に沿って円周方向に摺動する。このとき、端部シートの円周方向の一方の面はドリブンプレートによって押圧され、他方の面はスプリングによって押圧される。したがって、これらの押圧力の合成力によって、端部シートは径方向外方に力を受けることになる。すなわち、端部シートの外周面が、環状チャンバの内壁に押し付けられる。このため、ヒステリシストルクが増加し、作動時の等価剛性が高くなり、振動減衰性能が悪化するという問題がある。
本発明の課題は、シート部材の摺動によるヒステリシストルクを軽減し、振動減衰性能を向上させることにある。
(1)本発明に係るダンパ装置は、第1回転部材と、第2回転部材と、複数の弾性部材と、複数のシート部材と、を備えている。第1回転部材は、外周壁を有する環状チャンバと、環状チャンバの内部に設けられた複数の第1係合部と、を有する。第2回転部材は、第1回転部材と相対回転可能であり、環状チャンバ内に進入する第2係合部を有する。複数の弾性部材は、環状チャンバ内に円周方向に並べて配置され、第1回転部材と第2回転部材とを回転方向に弾性的に連結する。複数のシート部材は、第1係合部及び第2係合部と弾性部材の円周方向の端面との間に配置され、環状チャンバの外周壁に沿って移動可能である。複数のシート部材は、第1当接面と、第2当接面と、を有する。第1当接面は弾性部材の端面と当接する。第2当接面は第2係合部に当接する。
そして、第1当接面及び第2当接面は、弾性部材が弾性変形したときに、シート部材に対して径方向外方への力が発生しないような傾斜角度を有している。
この装置では、例えば第1回転部材に入力された動力は、弾性部材を介して第2回転部材に伝達される。動力伝達時にシート部材を介して弾性部材が圧縮されると、第1回転部材に対して第2回転部材は捩れる。このような作動時において、シート部材の第1当接面には弾性部材からの押圧力が作用し、第2当接面には第2係合部からの押圧力が作用する。このような状況において、第1当接面及び第2当接面は所定の傾斜角度を有しており、このため、弾性部材が弾性変形したときに、シート部材に対して径方向外方への力が発生しない。
ここでは、ダンパ作動時に、シート部材に対して径方向外方への力が発生しないので、シート部材は環状チャンバの外周壁に押圧されない。このため、シート部材が環状チャンバの外周壁に沿って移動する際に発生するヒステリシストルクを抑えることができる。したがって、ダンパの振動減衰性能を向上させることができる。
(2)好ましくは、シート部材の第1当接面と第2当接面とは平行である。このような構成によって、第1当接面及び第2当接面に作用する押圧力は互いに打ち消され、シート部材に対して径方向外方への力、すなわち環状チャンバの外周壁に向かう力をなくすことができる。
(3)好ましくは、シート部材の第1当接面及び第2当接面は、第1及び第2回転部材の回転中心から放射状に延びる直線に対して、径方向外方に開くように傾斜している。
(4)好ましくは、シート部材の第2当接面は、シート部材の軸方向の中央部に所定幅で形成された溝の底面である。そして、第2係合部の円周方向の端部は溝に挿入されている。また、シート部材は、第2当接面の軸方向両側に円周方向に突出する肉厚部をさらに有している。
ここでは、シート部材の溝に、第2回転部材の第2係合部が挿入されているので、シート部材の軸方向のガタつきを抑えることができ、シート部材の姿勢が安定する。また、シート部材の溝の両側には肉厚部が形成されているので、シート部材の強度を確保することができる。
(5)好ましくは、環状チャンバには内部に粘性流体が収容されている。そして、シート部材は、円周方向に貫通する連通溝を有する。
この装置では、ダンパ作動時において、シート部材間に介在する粘性流体が、第1回転部材と第2回転部材との間、具体的には、一方の回転部材と他方の回転部材の係合部との間の隙間に遷移する。この隙間に溜まった粘性流体は、シート部材に形成された連通溝を通じて流出する。
ここでは、ダンパ作動時に、粘性流体による粘性抵抗が、予め設定した粘性抵抗を超えて大きくなるのを避けることができる。したがって、ダンパの振動減衰性能が低下するのを抑えることができる。
(6)好ましくは、連通溝は、シート部材の外周面と側面とが交差する2つの角部のうちの少なくとも1つの角部に形成されている。
ここでは、連通溝が外周の角部に形成されるので、シート部材が受ける弾性部材の外径を大きくすることができる。また、第2回転部材の第2係合部は、シート部材の軸方向の中央部に係合する。連通溝を外周の角部に形成しておけば、第2係合部によって連通溝が塞がれるのを防止できる。
(7)好ましくは、第1回転部材は、軸方向に対向して配置された1対の円板状部材を有している。そして、第2回転部材は、1対の円板状部材の軸方向間に配置されている。
以上のような本発明では、シート部材の摺動によるヒステリシストルクを軽減し、振動減衰性能を向上することができる。
本発明の一位置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。 端部用スプリングシートの外観斜視図。 中間用スプリングシートの正面図及び側面図。 図1の拡大部分図。 従来の端部用スプリングシートと係合部の関係を示す図。 本発明の一実施形態による端部用スプリングシートと係合部の関係を示す図。
[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。
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(第1回転部材の一例)と、出力プレート3(第2回転部材の一例)と、ダンパ機構4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と、を有している。なお、筒状部21cの内周側の面が外周壁21eとして機能し、この外周壁21eに沿って、後述する各シートが摺動する。
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、第1係合部として機能する。すなわち、図2に示すように、第1プレート本体21aの外周部(第1係合部)21dは、端部用スプリングシート44(シート部材の一例であり、後述する)と回転方向に係合可能である。
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、第1プレート21の外周部21dと同様に、第1係合部として機能する。すなわち、図2に示すように、第2プレート本体22aの外周部(第1係合部)22dは、端部用スプリングシート44と回転方向に係合可能である。
以上のように、第1プレート本体21aの第1係合部21e及び第2プレート本体22aの第1係合部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]
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、トランスミッション側の部材(図示せず)に支持され、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3aと、本体3aの外周からさらに外周側に突出する2つの第2係合部3bと、を有している。2つの第2係合部3bは対向する位置に配置されている。第2係合部3bの円周方向の両端面は、入力側回転部材2及び出力プレート3の回転中心Oから放射状に延びる直線rに対して、角度θだけ径方向外方に開くように傾斜している。
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。そして、第2係合部3bは、環状チャンバ23内に進入し、端部用スプリングシート44に当接している。ダンパ機構4を介して出力プレート3に伝達される。
[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。
トーションスプリング41は、第1〜第4スプリング41a,41b,41c,41dを、円周方向に並べて配置したものである。これらのスプリング41a〜41d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の第1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の第2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〜図5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及び底部44bを有している。筒状部44aは一方側(底部44bと逆側)が円周方向に開いており、この筒状部44aに、第1及び第4スプリング41a,41dの端部が挿入される。また、底部44bの底面441には、第1及び第4スプリング41a,41dの端部の先端が当接する。すなわち、底面441は、第1及び第4スプリング41a,41dの端面が当接する第1当接面となっている。そして、この底部44bには、円周方向に貫通する排出孔44cが形成されている。
また、図5に示すように、底部44bの円周方向の外側の面には溝44dが形成されている。そして、出力プレート3の第2係合部3bの両端部がこの溝44dに挿入され、第2係合部3bの円周方向の端面が溝44dの底面442に当接可能である。すなわち、溝44dの底面442は、第2係合部3bの端面が当接する第2当接面となっている。第2当接面442は、第2係合部3bと同様に、回転中心Oから放射状に延びる直線rに対して、径方向外方に開くように傾斜している。すなわち、第1当接面441と第2当接面442とは平行である。
図5から明らかなように、溝44dの軸方向両側は、溝44dから円周方向に延びており、円周方向に厚い肉厚部44eとなっている。
以上のような構成により、端部用スプリングシート44は、第1及び第4スプリング41a,41d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443,444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445と側面446とが交差する2つの角部に、連通溝443,444が形成されている。すなわち、連通溝443,444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443,444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443,444の断面形状については限定されない。連通溝443,444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の間に配置されている。具体的には、第1スプリング41aと第2スプリング41bとの間、第2スプリング41bと第3スプリング41cとの間、及び第3スプリング41cと第4スプリング41dとの間に、それぞれ中間用スプリングシート45が配置されている。
中間用スプリングシート45は、図3及び図6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。各筒状部45aの一方側(底部45bとは逆側)は、円周方向に開いている。そして、3つの中間用スプリングシート45の一方の筒状部45aには、第1〜第3スプリング41a,41b,41cの端部が挿入され、この筒状部45aの底部45bには、第1〜第3スプリング41a,41b,41cの先端部が当接する。3つの中間用スプリングシート45の他方の筒状部45aには、第2〜第4スプリング41b,41c,41dの端部が挿入され、この筒状部45aの底部45bには、第2〜第4スプリング41b,41c,41d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、第1〜第4スプリング41a,41b,41c,41d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453と側面454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443,444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443,444,451,452は、同じ円周上に配置されている。
[シール機構50]
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、第1プレート21及び第2プレート22と出力プレート3(具体的には出力プレート31)との間には、シール機構50が設けられている。
シール機構50は、図1の一部拡大図である図7に示すように、環状チャンバ23の内周部に設けられ、環状のシール部材51a,51b及びコーンスプリング52a,52bを有している。具体的には、第1プレート21の径方向中間部と出力プレート3との間に、第1プレート21側から順に、シール部材51a及びコーンスプリング52aが配置されている。また、第2プレート22には、内周部に、第1プレート21側に突出する環状凸部22eが形成されており、この環状凸部22eと出力プレート3との間に、第2プレート22側から順に、シール部材51b及びコーンスプリング52bが配置されている。
このような構成では、シール部材51a,51bが、コーンスプリング52a,52b(ひいては出力プレート3)と、第1及び第2プレート21,22に押し付けられ、環状チャンバ23の内周部がシールされる。
[動作]
入力側回転部材2に対して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との間に捩れが発生する。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、回転振動に応じて、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、回転振動が抑えられる。
ここで、図8に示すような従来の出力プレートの係合部3b’及び端部用スプリングシート44’では、ダンパ作動時において、端部用スプリングシート44’は、トーションスプリングから押圧力F1を受け、出力プレートの係合部3b’からは押圧力F2を受ける。そして、これらの押圧力F1,F2の合成力F3によって、端部用スプリングシート44’は、径方向外方である環状チャンバの壁に押し付けられる。この合成力F3によって、端部用スプリングシート44’の摺動抵抗が大きくなり、ヒステリシストルクが大きくなる。
一方、本実施形態の構成では、図9に示すように、第1当接面441と第2当接面442とが平行に形成されている。このため、端部用スプリングシート44がトーションスプリングから受ける押圧力F1と、第2係合部3bから受ける押圧力F2と、は互いに打ち消し合い、端部用スプリングシート44を環状チャンバ23の外周壁に押し付ける力は「0」である。このため、端部用スプリングシート44の摺動に伴うヒステリシストルクを軽減でき、従来構造に比較して、振動減衰性能を向上することができる。
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の第2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443,444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44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443,444が形成されているので、この連通溝443,444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。また、隙間Gの粘性流体は、端部用スプリングシート44の排出孔44cを通して、トーションスプリング41が配置された空間に流出する。
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443,444,451,452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。
[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)前記実施形態では、第1当接面441と第2当接面442とを平行に形成したが、端部用スプリングシート44がトーションスプリングから受ける押圧力F1と、第2係合部3bから受ける押圧力F2と、の合成力が径方向内方を向くように、両当接面の角度を設定してもよい。
(b)端部用スプリングシート及び中間用スプリングシートの個数及び形状については、前記実施形態に限定されない。
(c)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(第1回転部材)
21 第1プレート
22 第2プレート
21d,22d 第1係合部
21e 外周壁
23 環状チャンバ
3 出力プレート(第2回転部材)
3b 第2係合部
41 トーションスプリング(弾性部材)
44 端部用スプリングシート(シート部材)
441 第1当接面
442 第2当接面
443,444 連通溝
44e 肉厚部

Claims (7)

  1. 外周壁を有する環状チャンバと、前記環状チャンバの内部に設けられた複数の第1係合部と、を有する第1回転部材と、
    前記第1回転部材と相対回転可能であり、前記環状チャンバ内に進入する第2係合部を有する第2回転部材と、
    前記環状チャンバ内に円周方向に並べて配置され、前記第1回転部材と前記第2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、
    前記第1係合部及び前記第2係合部と前記弾性部材の円周方向の端面との間に配置され、前記弾性部材の端面と当接する第1当接面と、前記第2係合部に当接する第2当接面と、を有し、前記環状チャンバの外周壁に沿って移動可能な複数のシート部材と、
    を備え、
    前記第1当接面及び前記第2当接面は、前記弾性部材が弾性変形したときに、前記シート部材に対して径方向外方への力が発生しないような傾斜角度を有している、
    ダンパ装置。
  2. 前記シート部材の前記第1当接面と前記第2当接面とは平行である、請求項1に記載のダンパ装置。
  3. 前記シート部材の第1当接面及び前記第2当接面は、前記第1及び第2回転部材の回転中心から放射状に延びる直線に対して、径方向外方に開くように傾斜している、請求項2に記載のダンパ装置。
  4. 前記シート部材の第2当接面は、前記シート部材の軸方向の中央部に所定幅で形成された溝の底面であり、
    前記第2係合部の円周方向の端部は前記溝に挿入されており、
    前記シート部材は、前記第2当接面の軸方向両側に円周方向に突出する肉厚部をさらに有している、
    請求項1から3のいずれかに記載のダンパ装置。
  5. 前記環状チャンバには内部に粘性流体が収容されており、シート部材は、円周方向に貫通する連通溝を有する、請求項1から4のいずれかに記載のダンパ装置。
  6. 前記連通溝は、前記シート部材の外周面と側面とが交差する2つの角部のうちの少なくとも1つの角部に形成されている、請求項5に記載のダンパ装置。
  7. 前記第1回転部材は、軸方向に対向して配置された1対の円板状部材を有し、
    前記第2回転部材は、前記1対の円板状部材の軸方向間に配置されている、
    請求項1から6のいずれかに記載のダンパ装置。
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