JP3560437B2 - 摩擦抵抗発生スライダ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦抵抗発生スライダ、特に、相対回転可能な2つの回転体の間で摩擦抵抗を発生させて捩じり振動を減衰するための摩擦抵抗発生スライダに関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば車輌においては、エンジン側の部材とトランスミッション側の部材との間にエンジンのトルク変動を吸収するためのダンパー機構が設けられている。ダンパー機構は、クラッチディスク組立体やフライホイールに組み込まれている。ダンパー機構は、互いに相対回転可能な入力側部材及び出力側部材と、両部材が相対回転するときにその回転を制限するように配置された弾性部材と、両部材が相対回転するときに摩擦によりヒステリシストルクを発生する摩擦抵抗発生機構とを含んでいる。
【0003】
摩擦抵抗発生機構は、たとえば複数のプレートが互いに圧接され、入力側部材と出力側部材とが相対回転するときに摺動摩擦抵抗を発生するように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ダンパー機構が用いられたフライホイール組立体では、エンジンの回転数の実用領域で発生する微小捩じり振動に対しては摩擦抵抗が小さい方が振動減衰に効果がある。また、車輌の発進及び停止時の低回転数領域で共振点を通過する際に生じる振幅の大きな捩じり振動に対しては、比較的大きな摩擦抵抗を発生させて振動減衰する必要がある。このように、捩じり振動の特性により異なる大きさの摩擦抵抗を発生させることが望ましい。
【0005】
円周方向に弧状に延びるロングストローク・スプリング(コイル状アークスプリングや波状に折り曲げられた曲がり板ばね)を用いたダンパー機構では、広捩じり角度及び低剛性の特性が得られるが、以下のような問題が生じる。ばね部材が円周方向に圧縮されるにつれて、ばね部材が半径方向外方に迫り出して環状室の外周側内壁面に摺動する。このとき発生する摺動抵抗は捩じり角度が大きくなるにつれて増加していく。さらに、遠心力によりばね部材全体が半径方向外方に移動するため、摺動抵抗はさらに大きくなる。このような摺動抵抗により、エンジンの回転数の実用領域で発生する微小捩じり振動を充分に吸収できず、そのままトランスミッション側に伝えてしまう。
【0006】
本発明の目的は、ダンパー機構に用いられる摩擦抵抗発生機構において、異なる種類の捩じり振動に対して適切なレベルの摩擦抵抗を発生させて捩じり振動を減衰することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の摩擦抵抗発生スライダは、捩り振動を減衰するためのダンパー機構に用いられ、ダンパー機構の円周方向に延びるチャンバの外周側内壁面に対して相対回転するばねに取り付けられ、チャンバの外周側内壁面に当接するものであり、リテーナとスライダと回転部材とを備えている。リテーナは、円周方向に延びる本体と、本体から延びばねの外周部に係合する係合部とを有する。スライダは、リテーナに相対回転自在に配置され、外周側内壁面に当接する摩擦面とリテーナに円周方向に当接可能な当接部を有する。回転部材は、リテーナとスライダとの間に配置され、両部材の間で転がりながら円周方向に移動可能である。
【0008】
請求項1に記載の摩擦抵抗発生スライダでは、振幅の小さい捩じり振動に対しては、遠心力によりスライダの摩擦面が外周側内壁面に当接し、スライダはチャンバに固定された状態になっている。そのスライダに対してリテーナが円周方向に相対移動する。このとき、回転部材はリテーナとスライダとの間で回転しながら円周方向に移動していく。すなわち、従来の摺動摩擦が転がり摩擦となっており、摩擦抵抗が大幅に減少している。振幅の大きな捩じり振動が伝達されると、捩じり角度が大きくなってリテーナがスライダの当接部に当接して以後はともにチャンバに対して相対回転する。ここでは、スライダの摩擦面とチャンバの外周側内壁面との間で摺動摩擦抵抗により大きな摩擦抵抗が発生する。
【0009】
チャンバの外周側内壁に相対回転する部材は、例えばばね部材である。ばね部材の中でも特に、70〜180度くらい弧状に延びるロングストローク・スプリング(アークスプリングや曲がり板ばね)が考えられる。
請求項2に記載の摩擦抵抗発生スライダでは、請求項1において、回転部材は、リテーナとスライダとの間に円周方向に移動可能に配置され複数の転動体保持部を有する保持部材と、保持部材の転動体保持部に回転自在に保持されリテーナとチャンバの外周側内壁面とに当接する複数の転動体とを含んでいる。
【0010】
請求項2に記載の摩擦抵抗発生スライダでは、リテーナがチャンバの外周側内壁面に相対回転すると、複数の転動体は保持部材内で回転しながら保持部材とともにチャンバに対して円周方向に相対移動する。言い換えると、複数の転動体はリテーナ本体とチャンバ外周側内壁面との間で転がり運動を行う。その結果、リテーナとチャンバの外周側内壁面との間で生じる摺動抵抗が少なくなる。
【0011】
ここでは、複数の転動体を保持する保持部がリテーナとチャンバ内壁面との間で円周方向に移動可能であるため、複数の転動体の回転が抑制されにくい。すなわち、転動体による転がり運動が維持され、摺動抵抗が生じにくい。また、複数の転動体を用いているため、より大きな荷重に耐えられる。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1〜図3に示すフライホイール組立体1は、エンジン側のクランクシャフト2からトランスミッション側のメインドライブシャフト(図示せず)にトルクを伝達するための装置である。このフライホイール組立体1には、クラッチカバー組立体3及びクラッチディスク組立体14が取り付けられる。以下の説明では、図2及び図3の左側をエンジン側とし、右側をトランスミッション側とする。また、図1のO−Oがフライホイール組立体1の回転軸線である。図1の回転方向R2 がエンジンの回転方向であり、反対向きの回転方向R1 が反対回転方向である。
【0013】
フライホイール組立体1は、主に、第1フライホイール4と第2フライホイール5と粘性ダンパー6とから構成されている。第1フライホイール4は円板状の肉厚の部材である。第1フライホイール4の内周部は、円周方向に配置された複数のクランクボルト12によりクランクシャフト2の端面に固定可能である。第1フライホイール4の内周面には、図示しないトランスミッションのメインドライブシャフト先端を回転自在に支持するための軸受13が設けられている。また、第1フライホイール4の外周面には、リングギア11が固定されている。さらに、第1フライホイール4の外周部には、トランスミッション側に突出する環状の突出部4aが形成されている。
【0014】
粘性ダンパー6は、主に、ドライブプレート15とシールプレート16とドリブンプレート17と1対の曲がり板ばね19と複数のシート部材20とから構成されている。ドライブプレート15は、第1フライホイール4のトランスミッション側に近接して配置された円板状の部材である。ドライブプレート15の内周部は、トランスミッション側に延びる内周突出部15aとなっている。ドライブプレート15の半径方向中間部は、図2及び3から明らかなようにエンジン側に凹む環状凹部となっている。シールプレート16は、ドライブプレート15のトランスミッション側に配置された円板状の部材である。ドライブプレート15の外周部とシールプレート16の外周部は互いに当接しており、複数のボルト41により互いに固定されている。このようにして、ドライブプレート15とシールプレート16は第1回転部材として機能する。また、プレート15,16の外周部は、複数のボルト42により、第1フライホイール4の突出部4aに固定されている。なお、ドライブプレート15とシールプレート16の外周部間には、Oリング28が配置されている。シールプレート16の内径はドライブプレート15の内径よりも大きく、シールプレート16の内周縁とドライブプレート15の内周部との間には環状の隙間が形成されている。ドライブプレート15の環状凹部とシールプレート16との間には環状のチャンバ17が形成されている。このチャンバ17内にはたとえばグリス等の流体が充填されている。
【0015】
ドリブンプレート18は、プレート15,16に相対回転可能な第2回転部材として機能するものであり、環状部18aと、環状部18aから半径方向に対向する2か所で半径方向外方に延びる係合部18bとからなる。環状部18aはドライブプレート15とシールプレート16の内周縁との間に一部が配置されており、係合部18bはチャンバ17内に挿入されている。係合部18bはチャンバ17より半径方向長さが短く、チャンバ17の外周側内壁面(後述)と係合部18bとの間に大きな隙間が形成されている。また、係合部18bは円周方向両端において軸方向に曲げられている。さらに、図4に示すように、係合部18bの円周方向両側には、係合凹部18cが形成されている。環状部18aの内周部には、複数のボルト43を介して第2フライホイール5の内周部が固定されている。環状部18aと第2フライホイール5の内周部は、ともに軸受44を介してドライブプレート15の内周側突出部15aに相対回転自在に支持されている。
【0016】
第2フライホイール5は、トランスミッション側にクラッチディスク組立体14のフリクションディスクが押圧される摩擦面5aを有している。
次に、チャンバ17全体のシール構造について説明する。チャンバ17の両側壁は、プレート15,16すなわち1対の円板状部により形成されている。チャンバの外周側には、筒状の環状シール27が配置されている。この環状シール27は、ドライブプレート15とシールプレート16との継ぎ目部分を覆い、プレート15,16と一体回転するようになっている。すなわち環状シール27の内周面はチャンバ17の外周側内壁面17aを形成している。ドライブプレート18の環状部18aとドライブプレート15との間には、環状のサポートリング22が配置されている。また、環状部18aとシールプレート16との間には別のサポートリング22が配置されている。両サポートリング22は、ドライブプレート15,シールプレート16及びドリブンプレート18のいずれに対しても半径方向には移動不能にかつ相対回転可能に係合している。これらのサポートリング22は、筒部22aと、筒部22aの一端から外周側に延びるフランジ22bとを有している。筒部22aはプレート15,16と環状部18aとの間をそれぞれシールしている。また、フランジ22bはそれぞれドライブプレート15とシールプレート16に形成された溝に係合している。ピン23は、両サポートリング22のフランジ22bにに端部が係合し、後述する曲がり板ばね19の内周側リング部52内を貫通している。
【0017】
軸受44は潤滑剤密封型であり、その内部に潤滑剤を密封するとともに、ドリブンプレート18の内周部とドライブプレート15の内周突出部15aとの間をシールしている。さらに、シールプレート16と第2フライホイール5との間には、環状のシール部材29が配置されている。
以上に述べたチャンバ17内において、ドリブンプレート18の係合部18bに対応した位置において、ドライブプレート15及びシールプレート16には、係合プレート25がそれぞれリベット26により固定されている。係合プレート25は、係合部18bより円周方向長さが短く、チャンバ17内で内周側に寄っている。これらの係合部18b及び係合プレート25により、チャンバ17内は2つの弧状空間に区画されている。各弧状空間内には、弧状に延びる曲がり板ばね19及び1対のシート部材20が配置されている。
【0018】
曲がり板ばね19は、図9〜図11に詳細に示すように、所定の幅の板部材を波状に折り曲げた形状のものであり、弧状に長く延びている。曲がり板ばね19は、軸方向幅がチャンバ17とほぼ同じであり、軸方向端が両側壁面(ドライブプレート15,シールプレート16)に当接または近接している。曲がり板ばね11は、リング部51,52とレバー部53とからなる複数の直列ばね要素を形成している。外周側リング部51と内周側リング部52は円周方向に交互に配置されている。両リング部51,52は両端部から中央部に向かって徐々に厚みが小さくなる変断面を有している。なお、外周側リング部51は内周側リング部52より径が大きい。外周側リング部51と内周側リング部52はレバー部53により接続されている。レバー部53は各リング部51,52から見ると外方に向かうにしたがって隙間が広くなるように開いている。図10に示すように、レバー部53は、リング部51の開環部付近において円周方向に隙間のあいた外周レバー支点55を有しており、内周側リング部52の開環部付近において円周方向に隙間のあいた内周レバー支点56を有している。レバー部53は、図11に示すように、中間部分が両支点55,56側すなわち両端に比べて軸方向幅が短くなるくびれ部分54になっている。このレバー部53のくびれ部分54とプレート15,16との間の隙間を通って流体は円周方向にスムーズに通過可能である。各レバー部53にくびれ部分54が設けられていることにより、レバー部53における弾性エネルギーを蓄える能力が高くなっている。
【0019】
曲がり板ばね19の円周方向両端には、シート部材20が配置されている。このシート部材20は、曲がり板ばね19の円周方向両端を支持するとともにシールして、1対のシート部材20間で空間47を形成するための部材でもある。シート部材20には、外周側円周方向両端の外周側リング部51と内周側リング部52とが当接している。さらに、シート部材20には、最も円周方向外側の外周側リング部51から延びるレバー部53も当接している。
【0020】
シート部材20は、図6及び図7に示すように、2個の部材20A,20Bが軸方向から係合して一体の部材を構成している。この実施形態では、第1部材20Aと第2部材20Bはそれぞれに形成された孔36内に挿入されたピンにより互いに固定されている。図4〜図7に詳細に示すように、シート部材20はチャンバ17内においてほぼ半径方向全体にわたって長く延びる部材である。また、シート部材20は、その両側面及び内周面がチャンバ17を構成する内壁面にわずかな隙間(第1チョーク隙間)しか形成しない大きさとなっている。
【0021】
シート部材20の外周側には、スライダ21が配置されている。このスライダ21は、図4から明らかなように、外周面が環状シール27に当接あるいは僅かな隙間をもって配置されており、軸方向両端がドライブプレート15及びシールプレート16に当接または僅かな隙間をもって配置されている。スライダ21は、チャンバ17の外周側内壁面17aに沿った形状である。スライダ21は、スライダ本体21aと、ローラー21bとから構成されている。スライダ本体21aは、円周方向に長く延びている。スライダ本体21aは、軸方向寸法がチャンバ17とほぼ同じであり、軸方向両端がプレート15,16に近接又は当接している。スライダ本体21aの外周面には、2本の溝21cが形成されている。この溝21cは軸方向に長く延びさらに円周方向に所定の幅を有している。ローラー21bは、各溝21c内に挿入され、スライダ本体21aよりさらに半径方向外方に突出しており、チャンバ17の外周側内壁面17aに当接している。すなわち、スライダ本体21aの外周面と環状シール27との間には、スライダ21が最も半径方向外方に移動した状態でも僅かな隙間が確保されている。ローラー21bは、環状シール27に当接した状態で溝21c内を回転しながら円周方向に移動可能である。スライダ本体21aの内周部には、半径方向内側に突出する2つの係合部21dが形成されている。この係合部21d間には円周方向端の外周側リング部51が配置されている。これにより、スライダ21はその外周側リング部51と一体に移動可能である。また、係合部21dと隣の外周側リング部51との間には円周方向に所定の隙間が確保されている。さらに、スライダ本体21aは、隣の外周側リング部51の半径方向外側に配置された支持部21eを有している。この支持部21eは、曲がり板ばね19が円周方向に圧縮された状態で外周側リング部51を半径方向に支持する。スライダ21は、シート部材20に相対回転不能に係合するための係合部21fを有している。すなわに、係合部21fと支持部21cとの間にシート部材20の半径方向外側部が挟まれている。
【0022】
このスライダ21は、前述したように、シート部材20とともに空間47の円周方向両端をシールしている。スライダ本体21aと環状シール27との間には隙間が確保されているが、ローラー21がスライダ本体21aとほぼ同じ軸方向長さを有して環状シール27に当接しているため、流体はスライダ21の半径方向外側において円周方向両側にスムーズに流れにくくなっている。このようにして、シート部材20とスライダ21とにより、その円周方向両側の流体は連通が遮断され、第1チョーク隙間のみを連通可能になっている。すなわち、シート部材20とスライダ21は、円周方向両側の空間を遮断し、第1チョーク隙間のみで流体を移動可能にするシート部材として機能している。なお、シート部材20とこのスライダ21とは一体のシート部材であってもよいし、スライダ21を省略してシート部材20がチャンバの外周側まで延びてシールしていてもよい。
【0023】
このようにして、各曲がり板ばね19の円周方向両側の1対のシート部材20の円周方向間に空間47が形成されている。空間47は、1対のシート部材20が互いに接近するように移動すると容積が小さくなる空間である。また、そのときに空間47からは、第1チョーク隙間を通って流体が円周方向両側の空間に流出する。
【0024】
シート部材20は、係合部18bに対向する側に凹部20aを有しており、凹部20a内に係合部18bが挿入可能になっている。シート部材20の凹部20a内には、係合凸部35が形成されている。この係合凸部35は係合部18bに形成された係合凹部18cに対応している。なお、シート部材20に係合凹部が形成され、係合部18bに係合凸部が形成されていてもよい。
【0025】
シート部材20において、半径方向外側すなわち係合部18b及び係合プレート25より半径方向外側部分内には大粘性抵抗発生抑止機構31が設けられている。具体的に説明すると、シート部材20内には、円周方向に延びるスライダ収容室32が形成されている。スライダ収容室32の円周方向両側には、通路33が形成されている。通路33は、スライダ収容室32より面積が小さくその中心に設けられている。図6〜図8から明らかなように、スライダ収容室32及び通路33は断面がほぼ正方形となっている。スライダ収容室32内には、開閉スライダ34が配置されている。開閉スライダ34はスライダ収容室32内で円周方向に移動可能である。開閉スライダ34は、図8に示すように、スライダ収容室32の各辺に当接する複数の突起34aを有している。複数の突起34a間の隙間34bはスライダ収容室32内で円周方向に流体が移動可能な通路となっている。通路33と隙間34bが、空間47とその円周方向外側の空間との間で流体が通過可能な第2チョーク隙間になっている。開閉スライダ34は、この第2チョーク隙間の円周方向両側に圧の差が生じると、スライダ収容室32内を円周方向に移動する。また、開閉スライダ34の中心部は、開閉スライダ34がスライダ収容室32内で円周方向のどちらか側に最も移動した位置で通路33を閉鎖する閉鎖部となっている。
【0026】
各空間47内には、曲がり板ばね19、シート部材20及びスライダ21の他に、2個の摩擦抵抗発生スライダ70が配置されている。
摩擦抵抗発生スライダ70は、曲がり板ばね19とチャンバ17の外周側内壁17aとの間でエンジン回転変動によるダンパー作動角(±θ1 内)で摩擦抵抗を減らし、捩じり角度の大きな捩じり振動にダンパー作動角(±θ1 以上)で大きな摩擦抵抗を発生するための機構である。
【0027】
摩擦抵抗発生スライダ70は、チャンバ17の外周側内壁17aと曲がり板ばね19の外周との間に配置されたニードルベアリングから構成されている。図12〜図16に詳細に示すように、摩擦抵抗発生スライダ70は、曲がり板ばね19の外周側リング部51に固定されるリテーナ71と、リテーナ71の外周側に配置されたスライダ74と、リテーナ71とスライダ74との間に配置された回転部材90とから構成されている。
【0028】
リテーナ71は、本体77と本体77から円周方向両側に延びるガイド78とから構成されている。本体77は、曲がり板ばね19とほぼ同じ軸方向長さを有し、円周方向長さは曲がり板ばね19の1個の外周側リング部51程度である。本体77は、曲がり板ばね19の1個の外周側リング部51の外周側に配置されそこに円周方向に一体回転するように係合している。具体的には、本体77から半径方向内側に突出する2つの係合部79が設けられており、係合部79同士はその間に外周側リング部51を挟んでいる。ガイド78は、軸方向長さが本体77より短く、本体77の軸方向の片側から延びている。本体77とガイド78は、後述する転動コロ72が回転移動可能な弧状外周面71aを有している。リテーナは前記形状に限定されない。
【0029】
スライダ74は、リテーナ71の外周側に配置されている。スライダ74は円周方向に長く延びる本体80と、本体80の円周方向両端から半径方向内側に延びる当接部81とから構成されている。本体80は、チャンバ17の外周側内壁17aに沿った円弧形状の外周面80a(摩擦面)と内周面80bとを有している。外周面80aはチャンバ17の外周側内壁17aに当接している。内周面80bとリテーナ71の外周面71aとの間には隙間が確保されている。各当接部81には、図16に示すように、軸方向一端に開口するスリット81aが形成されている。スリット81a内をガイド78の先端が貫通している。リテーナ71の本体77と各当接部81の先端との間には円周方向に角度θ1 の隙間が確保されている。すなわち、リテーナ71とスライダ74とは、所定角度内では円周方向に相対移動可能に係合している。このため、後述する回転部材90が両部材の間から脱落しにくくなっており、摩擦抵抗発生スライダ70の取扱いが便利になっている。なお、リテーナ71とスライダ74との係合は本実施形態に限定されないし、必ずしも両部材が上記構造により係合していなくてもよい。
【0030】
回転部材90は、リテーナ71の外周面71aとスライダ74の内周面80bとの間に配置され、両部材に対して回転しながら円周方向に移動可能に配置された部材である。この実施形態では、回転部材90は、複数の転動コロ72と保持部材73とから構成されている。転動コロ72(転動体)は、フライホイール組立体1の回転軸と平行に延びる円柱形状でフライホイール組立体1の回転軸と平行に延びる回転軸を有している。各転動コロ72において他の部材に当接する部分は線になるため、大きな荷重に耐えられる。保持部材73は、複数のコロ収納孔73a(転動体支持部)を有し弧状に長く延びる板形状である。保持部材73のコロ収納孔73a内で転動コロ72は回転可能に配置されている。また、転動コロ72は、保持部材73の内外周面より外側に突出している。転動コロ72は、リテーナ71の外周面71aとスライダ74の内周面80bとに当接している。
【0031】
リテーナ71の本体77とスライダ72の当接部8との間の角度θ1 は、エンジン回転変動による粘性ダンパー6の作動捩じり角度に対応していることが望ましい。すなわち、エンジン回転変動による微小捩じり振動が粘性ダンパー6に入力されたときに、リテーナ71の本体77が当接部81に当接しない範囲内で捩じり動作を繰り返すようにθ1 は設定されている。保持部材73の円周方向端部と当接部81との隙間角度θ2 は、θ1 の1/2以上確保されていることが望ましい。
【0032】
以上に述べた構造により、転動コロ72はリテーナ71とスライダ74との間で回転しながら保持部材53と一体になって円周方向に移動するように、すなわち転がるようになっている。
各空間47の内周部には、1対の板状シール24(図4)が配置されている。板状シール24は、チャンバ17の軸方向長さとほぼ同じ軸方向幅を有しており、プレート15,16に当接しており、円周方向に弧状に延びる。各板状シール24の一端は、半径方向外側に折り曲げられた係止部24aであり、係止部24aはシート部材20の半径方向内側端に形成されたスリットに嵌入している。板状シール24は他端が相手側のシート部材20側に延び、一部が半径方向に重なっている。この板状シール24は、前述したサポートリング22の筒部22a外周面に当接している。1対の板状シール24は、1対のシート部材20が円周方向に接近するにつれて、半径方向に重なった部分が長くなり、さらに空間47に発生する圧によりサポートリング27に圧接される。板状シール24は、一方の端部がシート部材20に支持されているだけなので、他方側端部は変形しやすい。このようにして、空間47の内周部のシール性が高くなっている。
【0033】
ドライブプレート15及びシールプレート16の内壁面すなわちチャンバ17の両側壁面には、各シート部材20に対応して流体通過凹部45が形成されている。流体通過凹部45は、シート部材20より円周方向長さが長く、半径方向長さが短い。流体通過凹部45は、各空間47内ではシート部材20に対して一部は重なるもののその円周方向内側すなわち係合部18b及び係合プレート25側と反対側に変位している。この状態で、シート部材20により分けられている空間47と両側の空間とは、第1チョーク隙間のみで流体が行き来可能となっている。
【0034】
次に、フライホイール組立体1の動作について説明する。
クランクシャフト2が回転すると、第1フライホイール4にトルクが伝達され、そのトルクは、さらに粘性ダンパー6を介して第2フライホイール5に伝達される。さらに、トルクはクラッチ連結状態でクラッチディスク組立体14に伝達され、最後にトランスミッションのメインドライブシャフトに出力される。
【0035】
粘性ダンパー6において、トルク伝達は以下のように行われる。ドライブプレート15及びシールプレート16が回転すると、係合プレート25がシート部材20を押し、曲がり板ばね19を介してドリブンプレート18の係合部18bが押される。このようにして、プレート15,16からドリブンプレート18にトルクが伝達される。
【0036】
粘性ダンパー機構6に捩じり振動(トルク変動)が入力されると、プレート15,16とドリブンプレート18とが周期的な相対回転を行い、曲がり板ばね19が円周方向に圧縮される。このとき、第1チョーク隙間、大粘性抵抗発生抑止機構31や流体通過凹部45等を流体が通過する。
捩じり振動に対する粘性ダンパー6の動作及び特性についてさらに詳細に説明する。たとえば図1に示す中立状態でエンジンの実用回転数領域で生じる微小捩じり振動が入力されたとする。このとき、曲がり板ばね19は、各レバー部53はリング部51,52の中央部を支点としてたわむため、低い捩じり剛性が得られる。さらに、大粘性抵抗発生抑止機構31では、開閉スライダ34はスライダ収容室32内で円周方向両側にピストン移動する。このとき、流体は主に大粘性抵抗発生抑止機構31のスライダ収容室32と通路33を通過する。すなわち、第1チョーク隙間には流体が全く又はほとんど流れない。言い換えると、空間47と両側の空間との間で大粘性抵抗発生抑止機構31を通じて流体が行き来する。さらに、各空間47内の一方のシート部材20が流体通過凹部45の中心位置にきているため、空間47と両側の空間とがシート部材20と流体通過凹部45との間の大きな隙間を通って連通していることになる。このように、大粘性抵抗発生抑止機構31と流体通過凹部45との両方により空間47と両側の空間とが連通しているが、これはいずれか一方のみでも充分に効果がある。また、両方の連通するあるいは連通を終了するタイミングや角度等は任意に設定可能である。
【0037】
以上に説明したように、粘性ダンパー6においては、たとえばエンジンの実用回転数領域で生じる微小捩じり振動が伝達された場合には、必要以上に大きな粘性抵抗が発生しない構造になっている。
さらに、粘性ダンパー6には微小捩じり振動に対して大きな摺動抵抗が発生しない様々な工夫が設けられている。シート部材20とドリブンプレート18の係合部18aとが円周方向に互いに押圧されていると、係合凸部35と係合凹部18bとは互いに係合している。これにより、シート部材20は半径方向外側に移動しにくくなっている。この結果、シート部材20に設けられたスライダ21からの環状シール27に作用する圧接力が小さくなっている。また、曲がり板ばね19は、複数個所において内周側リング部52がピン23により半径方向外方への移動を制限されている。これにより、曲がり板ばね19は半径方向外方に移動しにくくなっており、摩擦抵抗発生スライダ70やスライダ21から環状シール27に作用する圧接力が小さくなる。
【0038】
このように、チャンバ17に相対回転する部材(曲がり板ばね19,シート部材20)の半径方向外方への移動を制限しているため、それら部材又はスライダ21及び摩擦抵抗発生スライダ70とチャンバ17の外周側内壁面17aとの間の摺動抵抗が少なくなる。
また、各スライダ21においては、ローラー21bが回転自在にしかもスライダ本体21aに設けられた溝21c内で円周方向に移動可能に設けられているため、スライダ21が環状シール27に対して相対回転したときに、両者間で生じる摺動抵抗は大幅に少なくなっている。
【0039】
摩擦抵抗発生スライダ70では、リテーナ71は外周側リング部51とともに円周方向に移動する。このとき、スライダ74は遠心力によりチャンバ17の外周側内壁17aに圧接され、円周方向に移動不能になっている。そこでリテーナ71はスライダ74に対して円周方向に相対移動し、複数の転動コロ72はリテーナ71とスライダ74との間で回転しながら円周方向に移動していく。言い換えると、複数の転動コロ72はリテーナ71とスライダ74との間で転がり運動を行う。その結果、リテーナ71とスライダ74との間で生じる摺動抵抗が少なくなる。ここでは、複数の転動コロ72を保持する保持部材73がリテーナ71とスライダ74との間で円周方向に移動可能であるため、複数の転動コロ72の回転が抑制されにくい。すなわち、転動体による転がり運動が維持され、摺動抵抗が生じにくい。また、複数の転動コロ72を用いているため、より大きな荷重に耐えられる。
【0040】
従来のように曲がり板ばねに設けられたスライダが外周側内壁に摺動していた例では、大きな摺動摩擦抵抗が発生していた。それに対して、本願では従来の摺動摩擦を転がり摩擦に置き換えることにより、大幅な摩擦低減を実現している。その結果、微小振動伝達時に不要な摩擦抵抗が発生することなく、振動減衰性能が向上する。
【0041】
摩擦抵抗発生スライダ70を用いることで、従来のスライダのみを用いたダンパーに比べて、本願では曲がり板ばね19の外周部での摩擦抵抗によるヒステリシストルクを70パーセント以上低減できる。
以上に述べたように、微小捩じり振動伝達時においては、低剛性、小粘性抵抗、及び小摺動抵抗の特性により、振動は効果的に吸収される。この結果、トランスミッション側での歯打ち音等の騒音が抑制される。
【0042】
次に、エンジンの回転数が共振点を通過する際に生じる大トルク変動(大捩じり振動)伝達時における粘性ダンパー6の動作及び特性について説明する。大捩じり振動が伝達されると、プレート15,16とドリブンプレート18の捩じり角度が大きくなり、次にプレート15,16はドリブンプレート18に対して反対側に同様に捩じれていく。
【0043】
捩じり角度が大きくなっていくと、曲がり板ばね19は、各外周レバー支点55と内周レバー支点56とがそれぞれにおいて密着した状態になり、以後は各支点55,56を支点としてレバー部53が変形する。このときには捩じり角度の小さな領域に比べて剛性が高くなる。
さらに、密閉状態になった空間47では大きな圧が発生し、空間47内の流体は第1チョーク隙間を通って空間48内に流れ込む。この結果、大きな粘性抵抗が発生する。すなわち、この状態で流体通過凹部45及び大粘性抵抗発生抑止機構31は封鎖されている。ここでは、1対のシート部材20により空間47を形成しているため、大きな圧を空間47に発生することができ、その結果大きな粘性抵抗を発生することができる。また空間47の内周部は、板状シール24とサポートリング22によりシールされているため、空間47から流体が漏れにくくなっている。その結果、第1チョーク隙間で大きな粘性抵抗を発生できる。
【0044】
エンジンの低回転数領域における振幅の大きな大捩じり振動が入力されると、摩擦抵抗発生スライダ70のリテーナ71がチャンバ17に対して例えば回転方向R2 側に移動する。本体77がR2 側の当接部81に当接すると、以後はスライダ74はリテーナ71とともに回転方向R2 側に移動する。このとき、スライダ74の外周面74a(摩擦面)とチャンバ17の外周側内壁面との間に摩擦抵抗が発生する。この摩擦抵抗は摺動抵抗であるため、比較的大きな摩擦抵抗になる。この結果、大きなヒステリシストルクが得られる。
【0045】
ドリブンプレート12がチャンバ30に対して回転方向R1 側に移動した場合にも、同様な効果が得られる。
以上に述べたように、大捩じり振動伝達時において大きな捩じり角度状態では、剛性が高く粘性抵抗が大きい特性が得られ、さらに大きな摺動抵抗が得られる。これにより、共振点通過時の大捩じり振動を効果的に減衰できる。
【0046】
以上に説明した粘性ダンパー6は、円周方向に曲がり板ばね19と粘性抵抗発生部(第1チョーク隙間、大粘性抵抗発生抑止機構31)を配置することにより構造が単純で小型化している。さらに、粘性ダンパー6は、第1フライホイール4及び第2フライホイール5は別個のサブアッシーであるめた、製造や管理が容易である。
【0047】
〔他の変形例〕
回転部材はニードルベアリングに限定されない。
第1実施形態で開示した摩擦抵抗発生スライダ70及びスライダ21は、内部に流体が充填されていないダンパー機構にも用いることができる。その場合には、環状シール27を用いなくてもよく、他の部材によりチャンバの外周側内壁が構成可能である。
【0048】
粘性ダンパー6は、フライホイール組立体以外の装置にも用いることが可能である。たとえば、クラッチディスク組立体やトルクコンバータのロックアップ装置にも採用できる。
さらに、フライホイール組立体においても、第1フライホイール4とプレート15,16とを一体の部材として形成してもよいし、ドリブンプレート18と第2フライホイール5とを一体の部材として形成してもよい。さらに、チャンバを構成する構造は、実施形態のプレート15,16及びドリブンプレート18の形状に限定されない。
【0049】
弧状空間及びばね部材は3つ以上でもよい。
曲がり板ばねの構造は前記実施形態に限定されない。また、曲がり板ばねの代わりに他の種類のばねを用いてもよい。
【0050】
【発明の効果】
本発明に係る摩擦抵抗発生スライダでは、振幅の小さい捩じり振動に対しては、スライダとリテーナの間で回転部材が回転しながら円周方向に移動していく。すなわち、従来の摺動摩擦が転がり摩擦となっており、摩擦抵抗が大幅に減少している。振幅の大きな捩じり振動が伝達されると、捩じり角度が大きな範囲でスライダの摩擦面がチャンバの外周側内壁面に摺動し、大きな摩擦抵抗が発生する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態が採用されたフライホイール組立体の一部を取り外した平面図。
【図2】フライホイール組立体の縦断面図。
【図3】フライホイール組立体の縦断面図。
【図4】図1の部分拡大図。
【図5】シート部材の平面図。
【図6】図5のVI矢視図。
【図7】図5のVII −VII 断面図。
【図8】図4のVIII矢視図。
【図9】曲がり板ばねの平面図。
【図10】図9の部分拡大図。
【図11】図10のXI−XI 矢視図。
【図12】図1の部分拡大図であり、摩擦抵抗発生スライダの平面図。
【図13】保持部材と転動体の平面図。
【図14】図13のXIV 矢視図。
【図15】図14のXV−XV 断面図。
【図16】図12のXVI−XVI 断面図。
【符号の説明】
1 フライホイール組立体
2 クランクシャフト
3 クラッチカバー組立体
4 第1フライホイール
5 第2フライホイール
6 粘性ダンパー
15 ドライブプレート
16 シールプレート
17 チャンバ
17a 外周側内壁面
18 ドリブンプレート
19 曲がり板ばね
27 環状シール
70 摩擦低減スライダ
71 リテーナ
72 転動コロ
73 保持部材
74 スライダ
90 回転部材
Claims (2)
- 捩り振動を減衰するためのダンパー機構に用いられ、前記ダンパー機構の円周方向に延びるチャンバの内壁面に対して相対回転するばねに取り付けられ、前記チャンバの外周側内壁面に当接する摩擦抵抗発生スライダであって、
円周方向に延びる本体と、前記本体から延び前記ばねの外周部に係合する係合部とを有するリテーナと、
前記リテーナに相対回転自在に配置され、前記外周側内壁面に当接する摩擦面と前記リテーナに円周方向に当接可能な当接部を有するスライダと、
前記リテーナと前記スライダとの間に配置され、両部材の間で転がりながら円周方向に移動可能な回転部材と、
を備えた摩擦抵抗発生スライダ。 - 前記回転部材は、前記リテーナと前記スライダとの間に円周方向に移動可能に配置され複数の転動体保持部を有する保持部材と、前記保持部材の前記転動体保持部に回転自在に保持され前記リテーナと前記チャンバの外周側内壁面とに当接する複数の転動体とを含んでいる、
請求項1に記載の摩擦抵抗発生スライダ。
Priority Applications (1)
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JP05460197A JP3560437B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 摩擦抵抗発生スライダ |
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JPH10252830A JPH10252830A (ja) | 1998-09-22 |
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1997
- 1997-03-10 JP JP05460197A patent/JP3560437B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH10252830A (ja) | 1998-09-22 |
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