JP3658804B2 - 回転運動用ダンパ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係る回転運動用ダンパ装置は、トーショナルダンパと称せられるもので、例えば自動車の動力伝達装置の途中に直列に組み込む。そして、エンジン側で発生した回転速度変動やトルク変動が変速機側にまで伝わる事を防止すると共に、これらの変動後の揺れ戻しによる振動を速やかに減衰する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速機として、トルクコンバータに置き換わる自動クラッチを組み込んだ構造のものが研究されており、一部の車種で実施されている。この様な自動クラッチを組み込んだ自動車の発進時、或は変速時に、自動クラッチが接続される（ＯＮする）瞬間と接続が断たれる（ＯＦＦする）瞬間とに、エンジンから変速機を介してプロペラシャフトに伝達される回転運動の速度やトルクが大きく変動する。この様な速度やトルクの変動をそのまま駆動輪に伝達すると、乗員の不快感につながるショックが発生する。この様な不快感をなくす為には、動力伝達装置の途中に回転運動用ダンパ装置を組み込んで、自動クラッチがＯＮ、ＯＦＦする際に瞬間的に発生するトルク変動を吸収する必要がある。この様な目的で使用可能な回転運動用ダンパ装置として従来から、例えば次の(1) 〜 (4) に記載されたものが知られている。
【０００３】
(1) 特開平２−５７７４３号公報
この公報に記載された回転運動用ダンパ装置は、内側リングと外側リングとを互いに同心に配置し、内側リングの外周縁に突設した内側突片と外側リングの内周縁に突設した外側突片との間に圧縮コイルばねを設けている。この様な回転運動用ダンパ装置は、例えば内側リングを入力部材とし、外側リングを出力部材とする。伝達すべき動力の回転速度やトルクが変動した場合には、上記圧縮コイルばねが伸縮する事により、上記両リングを回転方向に亙って相対変位させ、上記回転速度やトルクの変動を吸収する。
【０００４】
(2) 特開昭６３−１８０７２５号公報
この公報に記載された回転運動用ダンパ装置は、入力部から出力部に回転力を、円周方向に亙る凹凸とボールとから成るカム装置を介して伝達する。伝達すべき動力の回転速度やトルクが変動すると、入力側カム部と出力側カム部とが円周方向及び軸方向に相対変位し、上記カム装置を挟持している１対のダイヤフラムばねが弾性変形する事により、上記回転速度やトルクの変動を吸収する。又、これら回転速度やトルクの変動は、上記ボールの転がり抵抗及びカム装置に隣接して設けた摩擦材の摩擦抵抗により減衰する。
【０００５】
(3) 特開平４−２３６８４７号公報
この公報に記載された回転運動用ダンパ装置は、伝達すべき動力の回転速度やトルクの変動に伴って軸方向に変位するカムにより、減衰チャンバを仕切るダイヤフラムばねを弾性変形させて、粘性液体をこの減衰チャンバ内に出入りさせる。そして、これらダイヤフラムばねの弾性変形と上記粘性液体の出入りによる抵抗とにより、上記回転速度やトルクの変動を減衰する。
【０００６】
(4) 特開平２−１３８２４１号公報
この公報に記載された回転運動用ダンパ装置は、第一の回転軸の外周面とスプライン筒の内周面とを、ヘリカルスプライン係合させている。又、このスプライン筒を、第二の回転軸の端部に固定して内部に油を充填した外筒に、軸方向に亙る変位のみ自在に遊嵌している。そして、上記第一の回転軸の回転に伴って上記スプライン筒を、上記外筒内で軸方向に亙って変位させる事により、上記油の粘性抵抗に基づき、上記第一の回転軸に加わる動力の回転速度やトルクの変動を吸収する。
【０００７】
上記(1) 〜 (4) の各公報に記載された様な従来の回転運動用ダンパ装置は、何れも入力側の回転軸に加わる動力の回転速度やトルクの変動を吸収し、出力側の回転軸にこの変動がそのまま伝達される事を防止できる。但し、小型で且つ大きな減衰性能を得る事が難しい等、次に述べる様な解決すべき点がある。
【０００８】
先ず、(1) に記載された回転運動用ダンパ装置の場合には、エンジンのトルク全部を複数の圧縮コイルばねにより支承する構造である為、このトルクを支承可能にすべく、これら各圧縮コイルばねの巻線径を太くする必要がある。従って、回転運動用ダンパ装置の小型軽量化を図る事が難しい。特に、作動角度範囲（回転運動用ダンパ装置で吸収可能な回転むらの角度範囲）を大きくすべく、上記各圧縮コイルばねの全長を長くすると、回転運動用ダンパ装置の大型化が著しくなる。この理由は、上記作動角度範囲を大きくすべく、上記各圧縮コイルばねの全長を大きくする事で低下するこれら各圧縮コイルばねのばね定数を、上記巻線径を大きくする事で確保する（低下を抑える）為である。尚、上記ばね定数は、上記エンジンから伝達される大きなトルクを支承可能とする為、或る程度以上確保する必要がある。
【０００９】
又、上記(1) に記載された回転運動用ダンパ装置の場合には、回転速度やトルクの変動に伴う振動の揺れ戻しを防止する（回転方向に亙る往復振動を減衰させる）為、軸と直角方向に広がる平面同士の間に粘性液体を介在させ、この粘性液体に剪断方向の力を加えるダンパ装置を設けている。ところが、この様な構造の場合には、粘性液体を介して互いに対向する面を、そり等が存在しない高精度の平面に加工する必要が生じ、加工コストが嵩んでしまう。更に、上記(1) には、大きなダンパ性能（減衰性能）を得る為、上記粘性液体としてグリースを使用する事が記載されているが、自動変速機に組み込む回転運動用ダンパ装置の場合、グリースをオートマチックフルード（ＡＴＦ）に対して密封する事が難しい。この為、密封装置に大きなコストを要したり、或はグリースがＡＴＦに混入し、このＡＴＦの劣化を早める等の可能性がある。
【００１０】
これらの不都合は、上記(1) に記載された回転運動用ダンパ装置に限らず、圧縮コイルばねをラジアル方向に配置した構造の回転運動用ダンパ装置（大型化）、グリースの粘性により振動減衰機能を得る回転運動用ダンパ装置（密封の困難性とＡＴＦの劣化）の総てに共通する問題である。
【００１１】
又、(2) に記載された回転運動用ダンパ装置の場合には、ダイヤフラムばねを使用する為に、装置全体の直径が大きくなる。又、回転速度やトルクの変動を転がり抵抗と摩擦抵抗とで減衰させる為、必ずしも十分な減衰性能を得られないだけでなく、滑り摩擦面の摩耗や経時劣化等による減衰性能の劣化が無視できず、十分な耐久性を確保する事が難しい。
【００１２】
又、(3) に記載された回転運動用ダンパ装置の場合も、上記(2) の場合と同様にダイヤフラムばねを使用している為、装置全体の直径が大きくなる。又、遠心力に基づき減衰チャンバの外径寄り部分の油圧が上昇し、減衰性能がこの油圧に大きく影響される事が避けられず、安定した減衰性能を得る事が難しい。又、滑り方式のカムを使用する為、摩耗の発生を無視できず、十分な耐久性を確保する事が難しい。又、所期の減衰性能を得る為には、上記減衰チャンバの油密保持を十分に図る必要があると考えられるが、例えばカム部分の油密保持が難しく、所期の減衰性能を得る事が難しいと考えられる。
【００１３】
又、(4) に記載された回転運動用ダンパ装置の場合にも、ヘリカルスプライン係合部分が摩擦係合する為、長期間に亙る使用に伴う摩耗を無視できない。又、外筒内に油を密閉している為、急激且つ大きなトルク変動に基づいてスプライン筒が軸方向に急激に且つ大きく変位した場合に、上記外筒内の油にキャビテーションが発生したり（低圧側）、或は圧力が過大に上昇（ポンピング作用による液圧上昇）したりする可能性がある。キャビテーションに基づく気泡の発生は、減衰性能を低下させる原因となり、ポンピング作用による液圧上昇は、上記外筒の耐久性を低下させる原因となる。
【００１４】
更に、(1) 〜 (4) に記載された従来の回転運動用ダンパ装置は何れも、機構上、減衰性能を調節できない為、次の(a) 〜(c) の様な理由で、必ずしも十分な振動減衰効果を発揮できない。
(a) 油等の粘性液体の粘性を利用して振動を減衰させる構造のものは、温度変化に基づく粘性変化により、上記振動の減衰効果が大きく変動し、安定した性能を得る事ができない。
(b) 近年、自動車のインテリジェント化が進んでおり、近い将来には、自動クラッチを含む自動変速機の運転状況を、エンジンの回転数や車速に対応して制御する場合が多くなると考えられる。この様な場合には、回転運動用ダンパ装置の減衰性能を上記回転数や車速に応じて細かく調節する必要が生じると考えられるが、上記従来の回転運動用ダンパ装置では、この様な要求に対応できない。
(c) 低周波振動の発生時に要求される減衰特性と高周波振動の発生時に要求される減衰特性とを両方満足させる事が難しい。即ち、自動クラッチのＯＮ、ＯＦＦ時に発生するショックや急加減速に基づくショックに起因する、車両重量とダンパ内のばねとの共振による振動である低周波振動は、速やかに減衰させる必要がある。この為には、油等の粘性液体による減衰効果を大きくする必要がある。これに対して、減衰効果を大きくしすぎると、高周波振動が加わる領域ではトルクの伝達率が高くなる。この結果、エンジンの点火時期のずれ等に基づくトルク変動の様に、エンジンの側から回転運動用ダンパ装置に伝えられる高周波振動を、ほぼそのまま伝達方向後方に伝達してしまう。この様に、粘性液体等により構成されるダンパ装置に要求される減衰特性は、目的によって逆になる場合があるが、従来の様な減衰性能を調節できない固定型の構造では、この様な要求を十分に満足させる事ができない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の回転運動用ダンパ装置は、上述の様な事情に鑑みて、次の(A) 〜(D) の様な要求を何れも満たすべく発明したものである。
(A) 十分に大きな作動角度範囲を確保する。即ち、回転運動のトルクの変動が大きな角度範囲に亙って発生した場合でも、このトルクの変動を十分に吸収する。
(B) 粘性液体により振動減衰を行なう事で構成部品の摩耗をなくし、しかも遠心力による液圧上昇の影響を受けず、ポンピング作用やキャビテーションの発生も抑えられる構造を実現する。
(C) 製造が容易で、しかも小型の構造を実現する。
(D) 減衰特性を外部から調節可能な構造を実現する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転運動用ダンパ装置は、第一の軸と、この第一の軸と同心の外周縁を有し、この第一の軸の端部に固設された外向フランジ状のピストン端板と、このピストン端板の外周縁をその内周面に近接若しくは摺接させたシリンダ筒と、このシリンダ筒の端部内周面に固設されて、その内周縁を上記第一の軸の中間部外周面に近接若しくは摺接させた内向フランジ状のシリンダ端板と、このシリンダ端板の外側面に、円周方向に亙る凹凸として形成された第一のカム面と、この第一のカム面から離れる方向への変位並びに上記第一の軸に対する回転を制限された状態で、上記第一の軸の中間部に支持されたカム板と、このカム板の片面に円周方向に亙る凹凸として形成された第二のカム面と、この第二のカム面と上記第一のカム面との間に転動自在に配置された複数の転動体と、上記ピストン端板の内側面とシリンダ端板の内側面との間に、軸方向に亙って互いに直列に配置された、上記シリンダ筒の内径よりも小さな外径を有する皿板ばね、及び、この皿板ばねと上記シリンダ端板との間に挟持された上記シリンダ筒の内径よりも小さな外径を有するスラストニードル軸受と、上記第一の軸と同心に配置されて、上記シリンダ筒に軸方向に亙る変位のみ自在に係合した第二の軸と、上記ピストン端板の内側面とシリンダ端板の内側面と上記第一の軸の外周面と上記シリンダ筒の内周面とで区画された圧力室と、上記ピストン端板の一部でこの圧力室の径方向中央部よりも径方向外寄り部分に形成されて、この圧力室と外部とを連通させる絞り孔と、上記第一の軸の内部に、下流端をこの第一の軸の外周面のうちで上記圧力室に整合する部分に開口させる状態で形成されて、この圧力室内に粘性液体を供給する為の通油路と、この通油路に対して直列に設けられ、上記圧力室に向けてのみ粘性液体を送る逆止弁とを備え、この圧力室を、この逆止弁と上記絞り孔との間に直列に配置すると共に、上記皿板ばね及び上記スラストニードル軸受の外周縁と上記シリンダ筒の内周面との間に円環状の通油隙間を形成している。
【００１７】
【作用】
上述の様に構成される本発明の回転運動用ダンパ装置は、次の様に作用して、第一の軸と第二の軸との間で回転速度やトルクの変動に基づく回転方向の振動が伝達されるのを防止する。例えば入力軸として使用される第一の軸の回転運動は、第二のカム面から各転動体を介して第一のカム面に伝わり、更にシリンダ筒から、例えば出力軸として使用される第二の軸に伝達される。第一の軸に加えられる回転運動の速度やトルクが変動すると、上記第一、第二の両カム面に対する上記各転動体の乗り上げ量が変化する。例えば、上記回転速度やトルクが急激に増大すると、これら両カム面に対する上記各転動体の乗り上げ量が増大する。この結果、カム板とシリンダ端板とが、弾性部材の弾力に抗して互いに離隔し、このシリンダ端板とピストン端板との間に存在する圧力室の容積が減少する。この様な圧力室の容積減少に伴って、通油路からこの圧力室内に供給された粘性液体が、絞り孔を通じて外部に排出され、上記第二の軸に上記トルクの変動が伝達される事を防止する。トルクの変動の吸収性能は、圧力室内に送り込む粘性液体の量又は圧力を変える事で調節できる。
【００１８】
【実施例】
図１〜５は、請求項１、３、４、６、８に対応する、本発明の第一実施例を示している。この回転運動用ダンパ装置１は、例えば自動車の駆動系を構成し、エンジンの駆動力を車輪に伝達する為の動力伝達装置の途中に直列に設けられる。そして、例えば自動クラッチのＯＮ、ＯＦＦ等に起因して発生する回転速度やトルクの変動が上記車輪に伝わる事を防止する。
【００１９】
上記回転運動用ダンパ装置１は、上記自動クラッチの出力部に結合される第一の軸である入力軸２と、例えば自動変速機本体の入力部に結合される第二の軸である出力軸３とを、軸方向前後両端部（前後方向は動力の伝達方向に関して表し、図１の左端を前端、同じく右端を後端と言う）に配置している。このうち、上記入力軸２の後端部には、外向フランジ状のピストン端板４を固設している。このピストン端板４は、上記入力軸２と同心の外周縁を有し、この外周縁に係止凹溝５を形成している。そして、この係止凹溝５内に、円環状のピストンリング６と、このピストンリング６を直径方向外方に向け弾性的に押圧する、Ｏリング等の弾性リング７とを装着している。そして、このうちのピストンリング６の外周縁を、シリンダ筒８の内周面に摺接させている。このピストンリング６は、ポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアセタール等、耐油性及び弾性を有し、摩擦係数が低い合成樹脂により造る事が好ましい。
【００２０】
このシリンダ筒８の前端部内周面には円輪状のシリンダ端板９を固設し、このシリンダ端板９の内周縁を、上記入力軸２の中間部外周面に近接させている。この入力軸２の中間部外周面で、上記シリンダ端板９の内周縁に対向する部分には、係止凹溝１０を形成している。そして、この係止凹溝１０内に、上記ピストンリング６と同様に造られたシールリング１１と、このシールリング１１を直径方向外方に向け弾性的に押圧する、Ｏリング等の弾性リング１２とを装着している。そして、このうちのシールリング１１の外周縁を、シリンダ端板９の内周縁に摺接させている。このシールリング１１は、上記シリンダ筒８の全ストローク範囲に亙って、上記シリンダ端板９の内周縁と摺接し続ける。従って、このシリンダ端板９の内周縁の軸方向（図１の左右方向）長さは、上記全ストローク範囲に亙って上記シールリング１１との摺接状態を維持できるだけの長さを確保する。尚、上記係止凹溝１０を、入力軸２の中間部外周面に代えて上記シリンダ端板９の内周縁に形成し、上記シールリング１１の内周縁を上記入力軸２の中間部外周面に摺接させる様に構成すれば、上記シリンダ端板９の内周縁の軸方向長さを、上記全ストローク範囲に対応する程に大きく確保する必要はなくなる。
【００２１】
上記シリンダ端板９の外側面（図１〜４の左側面）には、第一のカム面１３を形成している。この第一のカム面１３は図２〜３に示す様に、円周方向複数個所（図示の例では４個所）にＶ形の凹部１４、１４を、円周方向に亙って等間隔に形成する事により、円周方向に亙る凹凸として形成している。
【００２２】
又、前記入力軸２の中間部で上記シリンダ端板９よりも前側（図１の左側）に寄った部分には、カム板１５を、上記第一のカム面１３から離れる方向（図１〜４の左方向）への変位並びに上記入力軸２に対する回転を制限した状態で支持している。即ち、上記カム板１５の中心部に形成したスプライン孔１６を、上記入力軸２の中間部外周面に形成したスプライン部１７に係合させる事により、上記入力軸２の回転がそのまま上記カム板１５に伝達される様にしている。又、上記入力軸２の中間部外周面で上記スプライン部１７よりも前寄り（図１の左寄り）部分に形成した雄ねじ部１８には、ナット１９を螺合させて、上記カム板１５の前側面（図１の左側面）を抑えている。従って、このカム板１５が図１に示した状態よりも前側に移動する事はない。この様なカム板１５の後側面（図１の右側面）には、上記第一のカム面１３と同様に、それぞれがＶ形の凹部２０、２０を備えて円周方向に亙る凹凸として形成された、第二のカム面２１を形成している。
【００２３】
そして、この第二のカム面２１と上記第一のカム面１３との間に、転動体である複数のローラ２２、２２を挟持して、ローディングカム式の回転伝達装置２３を構成している。この回転伝達装置２３は、上記入力軸２の回転に伴ってこの入力軸２から上記シリンダ端板９に回転力を伝達すると同時に、このシリンダ端板９を後方（図１の右方）に押圧する。尚、上記各ローラ２２、２２は、保持器２７により転動自在に保持している。従って、これら各ローラ２２、２２の回転中心軸が上記入力軸２の放射方向からずれたり、円周方向に隣り合うローラ２２、２２同士のピッチが上記各カム面１３、２１に形成した凹部１４、２０のピッチからずれたりする事はない。
【００２４】
一方、前記ピストン端板４の内側面（前側面を表し、図１の左側面）と上記シリンダ端板９の内側面（後側面を表し、図１の右側面）との間には、円輪状のスペーサ２４と、皿板ばね２５と、スラストニードル軸受２６とを、後側から前側に向けて順番に、軸方向に亙って互いに直列に配置している。尚、上記皿板ばね２５及びスラストニードル軸受２６の外径寸法は、前記シリンダ筒８の内径寸法よりも十分に小さくしている。従って、これら皿板ばね２５及びスラストニードル軸受２６の外周縁と上記シリンダ筒８の内周面との間には、十分な幅寸法を有する、円環状の通油隙間２８が形成される。又、上記シリンダ端板９の内側面には、それぞれが放射方向に亙る複数の凹溝２９、２９を形成している。上記皿板ばね２５とシリンダ端板９との間で上記スラストニードル軸受２６の内径側に位置する空間３０と、上記皿板ばね２５とピストン端板４との間で上記スペーサ２４の外径側に位置する空間３１とは、これら各凹溝２９、２９及び通油隙間２８を介して互いに連通している。
【００２５】
又、上記シリンダ筒８の後端部内周面には雌スプライン溝３２を形成している。そして、この雌スプライン溝３２に、前記出力軸３の外周面に形成した雄スプライン溝４１を係合させている。従って、この出力軸３は、前記入力軸２と同心に配置され、上記シリンダ筒８に軸方向に亙る変位のみ自在に係合して、このシリンダ筒８と同期して回転する。尚、有底円筒状に形成された、この出力軸３自体は、前後方向に亙って変位しない様に、回転のみ自在に支持されている。
【００２６】
又、上記ピストン端板４の内側面とシリンダ端板９の内側面と上記入力軸２の外周面と上記シリンダ筒８の内周面とで、圧力室３３を区画している。上記両空間３０、３１、並びにこれら両空間３０、３１同士を連通させる凹溝２９、２９及び通油隙間２８は、この圧力室３３内に存在する。そして、上記ピストン端板４の一部、即ち、上記圧力室３３の径方向中央部よりも径方向外寄り部分に絞り孔３４を形成して、この圧力室３３と外部とを連通させる絞り流路としている。
【００２７】
更に、前記入力軸２の内側には通油孔３５を設けて、上記圧力室３３内に粘性液体であるＡＴＦを供給する為の供給路を構成している。上記通油孔３５の上流端は上記入力軸２の前端面に開口し、下流端は上記入力軸２の中間部外周面で上記圧力室３３の内側部分に開口している。この様な通油孔３５の途中部分には、逆流防止手段であるボール弁式の逆止弁３６を、この通油孔３５に対して直列に設けている。この逆止弁３６は、上記圧力室３３に向けてのみＡＴＦを送る機能を有する。尚、この逆止弁３６は、装着の容易化を図るべく、この機能を果たせる部分であれば、図示以外の部分に装着しても良い。
【００２８】
上述の様に構成される回転運動用ダンパ装置１には、図４に示す様な油圧回路により、ＡＴＦを送り込み自在とする。ポンプ等の油圧源３７は、自動変速機の変速機本体の内部に存在するＡＴＦを吸引し加圧してから、送油通路３８に送り出す。この送油通路３８の途中には、調整用の制御弁３９が設けられている。この制御弁３９は、電動式に調整できる構造のものであれば良く、例えば調整を連続的に行なえるニードル式、或はスプール式の調整弁を使用できる。この制御弁３９は、制御器４０からの信号に基づいて開度を調整され、上記送油通路３８及び上記通油孔３５を通じて、前記圧力室３３内に送り込む圧油の量又は圧力を調節する（量及び圧力を同時に調節する場合も含む）。上記制御弁３９としては、この他にも、電磁式に駆動されて高速で開閉する事により流量又は圧力を調整する、電磁式の開閉弁を使用する事もできる。この場合には、制御器４０からの信号に基づいて、上記制御弁３９の開閉時間を調節する事により、上記圧力室３３内に送り込む圧油の量又は圧力を調節する。何れの場合でも、制御弁３９の開度を最大とした場合には、上記通油孔３５を通じて圧力室３３に、絞り孔３４を通じてこの圧力室３３から排出される以上のＡＴＦを送り込める様にする。尚、上記油圧回路は、上記圧力室３３への給油状態を調節できる構造であれば足り、図示の構造に限定されない。
【００２９】
前述の様に構成され、上述の様な油圧回路により圧力室３３内部に圧油を送り込み自在とした回転運動用ダンパ装置１は、次の様に作用して、入力軸２と出力軸３との間で回転速度の変動やトルク変動に基づく回転方向の振動が伝達されるのを防止する。尚、自動クラッチの出力部から入力軸２に加えられた回転運動は、第二のカム面２１からローラ２２、２２を介して第一のカム面１３に伝わり、更にシリンダ筒８から出力軸３に伝達される。
【００３０】
先ず、自動クラッチから上記入力軸２に回転動力が伝達されない状態では、前記皿板ばね２５の弾力に基づいて前記ピストン端板４とシリンダ端板９との距離が開く。この状態では、図３（Ａ）に示す様に、前記回転伝達装置２３を構成するローラ２２が、第一、第二のカム面１３、２１を構成する凹部１４、２０の底に位置する。従って、上記シリンダ端板９とカム板１５との距離は最小となり、反対に前記圧力室３３の容積は最大となる。
【００３１】
この状態から上記入力軸２に回転動力が伝達されると、図３（Ｂ）に示す様に、上記ローラ２２が第一、第二のカム面１３、２１を構成する凹部１４、２０からずれ（カム面１３、２１に乗り上げ）る。この様にローラ２２がカム面１３、２１に乗り上げるのに伴って上記シリンダ端板９が、上記皿板ばね２５の弾力に抗して変位し、上記圧力室３３の容積が減少する。この際、上記ローラ２２の転動面と第一、第二のカム面１３、２１との当接部には、伝達しようとするトルクに応じた力が、当接部に於けるカム面１３、２１の垂直方向に加わる。そして、この力のうちの円周方向に亙る分力によって、上記シリンダ端板９を固設したシリンダ筒８が、入力軸２に固定したカム板１５と共に回転する。シリンダ筒８の回転は、前記雌スプライン溝３２と雄スプライン溝４１とを介して前記出力軸３に伝達される。この出力軸３の軸方向位置は、次述する様に上記シリンダ筒８の位置が前後に変位した場合でも変化しない。
【００３２】
又、上記力のうちの軸方向に亙る分力によって、上記シリンダ端板９を固設したシリンダ筒８が後方に押され、上記圧力室３３の容積が減少する。そして上記シリンダ端板９には、上記皿板ばね２５の弾力及び上記圧力室３３内の油圧に基づく力が、上記シリンダ筒８を前方に押す力として加わる。従って、上記シリンダ筒８の後方への変位は、上記軸方向に亙る分力と上記皿板ばね２５の弾力及び上記圧力室３３内の油圧に基づいて上記シリンダ筒８に加わる前方への押圧力とが釣り合った状態で停止する。伝達すべき回転運動の速度やトルクが変動せず、上記圧力室３３内の油圧が変動しない限り、上記シリンダ筒８の軸方向位置は変化せず、上記ローラ２２、２２の転動面と第一、第二のカム面１３、２１との当接位置も変化しない。例えば、図２、３及び図５（Ａ）に示す様に、上記両カム面１３、２１を構成する凹部１４、２０がＶ形の直線状に形成され、圧力室３３内に皿板ばね２５が１枚のみ設けられ、且つこの圧力室３３内の油圧が変化しない場合には、上記第一、第二のカム面１３、２１の相対変位量（捩り角度）とこれら両面間で伝達されるトルクの大きさとの関係は、図５（Ｂ）に示す様に直線状になる。勿論、上記捩り角度と上記シリンダ筒８の後方への変位量は比例する。
【００３３】
入力軸２に加えられる回転運動の速度やトルクが変動すると、上記第一、第二の両カム面１３、２１に対する上記ローラ２２、２２の乗り上げ量が変化する。例えば、上記速度やトルクが急激に増大すると、これら両カム面１３、２１に対するローラ２２、２２の乗り上げ量が増大する。この結果、カム板１５とシリンダ端板９とが、皿板ばね２５の弾力と圧力室３３内の油圧とに抗して互いに離隔し、このシリンダ端板９とピストン端板４との間に存在する圧力室３３の容積が減少する。この際、上記第一のカム面１３を有するシリンダ端板９と入力軸２に支持したカム板１５とが回転方向に亙って相対変位する。そして、この様に相対変位した分だけ、上記回転速度やトルクの変動を吸収する。この際、上記回転軸２及びピストン端板４とシリンダ筒８、シリンダ端板９及び出力軸３との回転方向に亙る相対変位は、前記スラストニードル軸受２６により吸収する。
【００３４】
本発明の回転運動用ダンパ装置１では、特に大きな面圧が加わる相対変位部は転がり接触を行なわせ、滑り接触を防止している為、構成部材の摩耗を最小限に抑える事ができる。即ち、大きな面圧が加わる相対変位部のうち、第一の相対変位部であるシリンダ端板９とカム板１５との相対変位部はローラ２２、２２を転がり接触させている。又、第二の相対変位部であるシリンダ端板９と皿板ばね２５との間はスラストニードル軸受２６によって転がり接触させている。この為、長期間に亙る使用によっても構成各部材が著しく摩耗する事がなく、十分な耐久性を確保できる。
【００３５】
又、上述の様な回転速度の変動やトルク変動に基づく圧力室３３の容積減少に伴って、この圧力室３３内に満たされているＡＴＦが、絞り孔３４を通じて外部に排出される。この際、前記逆止弁３６は閉じて、上記圧力室３３内の圧油が通油孔３５に逆流するのを防止する。従って、上述の様な圧力室３３からのＡＴＦの排出は絞り孔３４を通じて行ない、この排出量に見合うだけ、上記圧力室３３の容積を減少させる。そして、この容積減少に基づく、前記入力軸２と出力軸３との回転方向に亙る相対変位に基づいて、上記速度変動やトルクの変動に伴う振動が出力軸３側にまで伝達される事を防止する。
【００３６】
この相対変位の際には、△ω・Ｉなるエネルギが、出力軸３に伝達されずに消費される。この式中、Ｉは上記シリンダ端板９よりもエンジン側に位置して上記入力軸２と同期して変位する総ての部材の回転方向慣性を、△ωはこの入力軸２側の部材の角速度変化を、それぞれ表す。即ち、上記入力軸２と出力軸３との位置関係が回転方向にずれる事で、エンジンのピストン、クランクシャフト、フライホイール等、上記入力軸２と同期して変位する部材と、プロペラシャフト、車輪、車体等、上記出力軸３と同期して変位する部材との位相がずれる。この結果、上記入力軸２と同期して変位する部材の質量（イナーシャ）に基づいて、回転方向の振動の原因となるトルクの変動を吸収する。この様に、入力軸２の回転速度やトルクの変動が出力軸３に伝達されるのを防止すべく、入力軸２と出力軸３との位置関係を回転方向にずらすと、上記ずれに基づいて、上記圧力室３３の容積が減少する。この様な圧力室３３の減少に伴って、供給路を構成する通油孔３５からこの圧力室３３内に供給されたＡＴＦが、絞り流路を構成する絞り孔３４を通じて圧力室３３外に排出される。この排出は上記振動の伝達を防止すべく迅速に行なって、上記出力軸３に上記回転速度やトルクの変動が伝達される事を防止する。
【００３７】
尚、回転速度やトルクの変動を吸収する性能は、上記通油孔３５から圧力室３３内に供給するＡＴＦの量や圧力を変える事で調節できる。勿論、各部の摩擦抵抗や、ＡＴＦが通油孔３５から流出する際の粘性抵抗を回転方向に換算したトルクによっても、上記回転速度やトルクの変動が消費され、低減される。
【００３８】
又、上記変動に基づいて急上昇した回転速度やトルクが元に戻る（回転速度の場合は安定する）と、上記第一、第二の両カム面１３、２１に対する上記ローラ２２、２２の乗り上げ量が元に戻る。そして、カム板１５とシリンダ端板９とが、皿板ばね２５の弾力と圧力室３３内の油圧とに基づいて近づき合い、上記圧力室３３の容積が増大する。この様な圧力室３３の容積増大は、前記通油孔３５から送り込まれるＡＴＦで補償される。尚、前記ピストン端板４の外側面（図１の右側面）と前記出力軸３との間には油溜５７を設け、前記絞り孔３４から排出されたＡＴＦは一度この油溜５７に溜められてから外部に排出される様にしている。従って、上記圧力室３３の容積が増大する際にも、上記絞り孔３４から圧力室３３内に空気が吸い込まれる事はない。
【００３９】
本発明の回転運動用ダンパ装置１は、この様に圧力室３３の容積を変化させつつ入力軸２と出力軸３とを相対変位させる事で、回転速度変動やトルク変動に伴う回転方向の振動の伝達を低減する。この際、圧力室３３内のＡＴＦの圧力が遠心力やポンピング作用により過度に上昇したり、或はキャビテーションによりＡＴＦ中に気泡が発生する事はない。即ち、本発明の回転運動用ダンパ装置１は、機構的に直径を小さくしても大きな作動角度範囲の確保と減衰性能の確保とを図れる為、全体の直径を小さくできる。従って、上記圧力室３３の内径も限られたものとなり、この圧力室３３内のＡＴＦに作用する遠心力も小さくなって、遠心力による油圧上昇も小さくなる。この結果、低速運転時と高速運転時とで振動減衰の特性が大きく変化する事がなくなる。
【００４０】
又、上記圧力室３３内のＡＴＦは、通油孔３５を通じての供給と絞り孔３４を通じての排出とにより常に入れ替わる。この為、シリンダ筒８内で軸方向に往復移動するピストン端板４によるポンピング作用が発生する事はない。この結果、上記圧力室３３内の油圧が予期せずに高くなる事で、振動減衰の特性が所望のものから外れる事がなくなる。
【００４１】
更に、上記圧力室３３の容積が増大する際には、上記通油孔３５を通じて新たなＡＴＦが補充される為、この圧力室３３内の油圧が低下し過ぎる事がない。従って、この圧力室３３内のＡＴＦにキャビテーションに基づく気泡が発生する事がない。この結果、圧縮性流体である気泡の存在に基づき、減衰性能が劣化する事がない。
【００４２】
この様な回転速度変動やトルク変動の揺り戻しによる振動は、上記圧力室３３内に存在するＡＴＦがこの圧力室３３の容積が変化する事に対し抵抗となる事により減衰する。この圧力室３３の存在に基づく減衰性能は、通油孔３５から圧力室３３内への給油状態を調整する事で調節できる。例えば、前記制御弁３９の開度を大きくし（開放時間を長くし）、上記圧力室３３内に絞り孔３４から排出される量に比べて多量のＡＴＦを送り込む傾向とすれば、上記減衰性能が高くなる。反対に、上記制御弁３９の開度を小さくし（開放時間を短くし）上記圧力室３３内に送り込むＡＴＦの量を少なくすれば、上記減衰性能が低くなる。言い換えれば、上記シリンダ端板９を後方に変位させる事が容易になって、振動の揺り戻しを減衰する性能が低くなる代りに、大きな回転速度の変動を吸収可能になる。
【００４３】
従って、自動車の走行中であっても、回転運動用ダンパ装置１の回転速度変動吸収性能とトルク変動吸収性能とを、外部から調節可能になる。例えば、自動クラッチを接続する時や急加減速時の振動の揺り戻しが発生した時には、上記圧力室３３に多量のＡＴＦを供給し、回転運動用ダンパ装置１の減衰性能を高くして、クラッチ接続時や急加減速によるショックに起因する低周波振動を速やかに減衰させる。これに対して、エンジンの点火時期のずれ等に起因する高周波振動が発生した時には、上記圧力室３３へのＡＴＦの供給を低下させ、回転運動用ダンパ装置１の減衰性能を低くして、上記高周波振動に結び付く、細かな回転速度変動を吸収する。
【００４４】
尚、上述の説明から明らかな様に、圧力室３３と外部とは絞り孔３４を介して互いに連通しており、これら圧力室３３と外部とを完全に遮蔽する必要はない。従って、圧力室３３と外部とを連通させる絞り流路は、図示の様な絞り孔３４に限定されず、シリンダ筒８の一部に形成した絞り孔、ピストン端板４の外周縁とシリンダ筒８の内周面との摺接部或はシリンダ端板９の内周縁と入力軸２の外周面との摺接部に設けた絞り流路等、種々の態様が考えられる。又、入力軸２と出力軸３とを逆にして使用する（図１の右側を入力側とし、左側を出力側とする）事もできる。
【００４５】
次に、図６は、請求項１、３、５、６、８に対応する、本発明の第二実施例を示している。本実施例の場合には、シリンダ端板９の外側面に形成した第一のカム面１３を構成する凹部１４（及びカム板１５の第二のカム面２１を構成する凹部２０）の断面形状を、図６（Ａ）に示す様に半楕円形にしている。第一、第二の各カム面１３、２１を構成する凹部１４、２０の断面形状をこの様に形成する事により、上記第一、第二のカム面１３、２１の相対変位量（捩り角度）とこれら両面１３、２１間で伝達されるトルクの大きさとの関係が図６（Ｂ）に示す様に、捩り角度の増大に伴って伝達トルクが急激に増大する、曲線状になる。本発明の回転運動用ダンパ装置は、この様に第一、第二の各カム面１３、２１を構成する凹部１４、２０の断面形状を工夫する事により、トルクの伝達特性並びに回転速度変動及びトルクの変動を吸収する特性を調節できる。
【００４６】
次に、図７は、請求項１〜３、６、８に対応する、本発明の第三実施例を示している。本実施例の場合には、圧力室３３内でスペーサ２４ａとスラストニードル軸受２６との間に、２枚の皿板ばね２５ａ、２５ｂを互いに直列に設けている。これら２枚の皿板ばね２５ａ、２５ｂのうち、一方（図７の右方）の皿板ばね２５ａの弾力は他方（同図の左方）の皿板ばね２５ｂの弾力よりも小さくしている。従って本実施例の場合には、シリンダ筒８を後方（図７の右方）に押圧する為に要する弾力が直線的には変化しない。即ち、本実施例の場合には、捩り角度に応じて上記弾力が増大する程度が途中から大きくなる。本発明の回転運動用ダンパ装置は、この様にシリンダ筒８を変位させる抵抗となる弾力の変化特性を工夫する事によっても、トルクの伝達特性並びに回転速度変動及びトルクの変動を吸収する特性を調節できる。
【００４７】
次に、図８は、請求項１、３、６、７、８に対応する、本発明の第四実施例を示している。本実施例の場合には、シリンダ筒８の後端部（図８の右端部）内周面と出力軸３の外周面とを、ボールスプライン４２を介して係合させている。従って本実施例の場合には、上記シリンダ筒８が前後方向に変位する際にこのシリンダ筒８の後端部内周面と上記出力軸３の外周面との係合部に働く摩擦力を軽減して、この係合部での動力損失を低減できる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の回転運動用ダンパ装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、次の(A) 〜(D) の様な優れた効果を得られる。
(A) 十分に大きな作動角度範囲を確保できる。即ち、回転運動の回転速度やトルクの変動が大きな角度範囲に亙って発生した場合でも、この回転速度やトルクの変動を十分に吸収できる。この結果、広い範囲に亙って十分な回転速度やトルクの変動に対する吸収性能を発揮する事ができる。
(B) 絶えず給排される粘性液体によって振動減衰を行なう為、構成部品の摩耗をなくし、ポンピング作用やキャビテーションの発生も抑えられる構造を実現できる。この結果、十分な耐久性の確保と性能の安定化とを図れる。
(C) 製造が容易で、しかも小型の構造を実現できる。この結果、自動変速機内の限られた空間内に設置可能な構造を安価に実現でき、自動変速機の設計の容易化と製作費の低廉化とに寄与できる。又、小型化により、遠心力に基づく油圧上昇を小さく抑える事ができる。
(D) 減衰特性を外部から調節可能な構造を実現できる。この結果、自動車のインテリジェント化に対応し、自動クラッチ等を含む自動変速機の運転状況を、エンジンの回転数や車速に対応して細かく制御できる。又、低周波振動発生時にこの低周波振動を減衰すべく要求される減衰特性と、高周波振動発生時にこの高周波振動を減衰すべく要求される減衰特性とを、両方とも高次元で満足させる事も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一実施例を示す断面図。
【図２】 回転伝達装置の構成部品を示す分解斜視図。
【図３】 回転伝達装置部分を一部を切断した状態で図１の上方から見た状態を示しており、（Ａ）は非作動状態を、（Ｂ）は作動状態を、それぞれ示している。
【図４】 ダンパ装置による振動減衰性能を調節する為の油圧回路を組み込んだ状態で示す断面図。
【図５】 各カム面に形成する凹部の円周方向に亙る断面形状の第１例、並びにこの断面形状により得られる出力軸に対する入力軸の捩り角度と伝達されるトルクとの関係を示す、断面図及び線図。
【図６】 本発明の第二実施例として、各カム面に形成する凹部の円周方向に亙る断面形状の第２例、並びにこの断面形状により得られる出力軸に対する入力軸の捩り角度と伝達されるトルクとの関係を示す、断面図及び線図。
【図７】 本発明の第三実施例を示す断面図。
【図８】 同第四実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 回転運動用ダンパ装置
２ 入力軸
３ 出力軸
４ ピストン端板
５ 係止凹溝
６ ピストンリング
７ 弾性リング
８ シリンダ筒
９ シリンダ端板
１０ 係止凹溝
１１ シールリング
１２ 弾性リング
１３ 第一のカム面
１４ 凹部
１５ カム板
１６ スプライン孔
１７ スプライン部
１８ 雄ねじ部
１９ ナット
２０ 凹部
２１ 第二のカム面
２２ ローラ
２３ 回転伝達装置
２４、２４ａ スペーサ
２５、２５ａ、２５ｂ 皿板ばね
２６ スラストニードル軸受
２７ 保持器
２８ 通油隙間
２９ 凹溝
３０、３１ 空間
３２ 雌スプライン溝
３３ 圧力室
３４ 絞り孔
３５ 通油孔
３６ 逆止弁
３７ 油圧源
３８ 送油通路
３９ 制御弁
４０ 制御器
４１ 雄スプライン溝
４２ ボールスプライン
【産業上の利用分野】
この発明に係る回転運動用ダンパ装置は、トーショナルダンパと称せられるもので、例えば自動車の動力伝達装置の途中に直列に組み込む。そして、エンジン側で発生した回転速度変動やトルク変動が変速機側にまで伝わる事を防止すると共に、これらの変動後の揺れ戻しによる振動を速やかに減衰する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用自動変速機として、トルクコンバータに置き換わる自動クラッチを組み込んだ構造のものが研究されており、一部の車種で実施されている。この様な自動クラッチを組み込んだ自動車の発進時、或は変速時に、自動クラッチが接続される（ＯＮする）瞬間と接続が断たれる（ＯＦＦする）瞬間とに、エンジンから変速機を介してプロペラシャフトに伝達される回転運動の速度やトルクが大きく変動する。この様な速度やトルクの変動をそのまま駆動輪に伝達すると、乗員の不快感につながるショックが発生する。この様な不快感をなくす為には、動力伝達装置の途中に回転運動用ダンパ装置を組み込んで、自動クラッチがＯＮ、ＯＦＦする際に瞬間的に発生するトルク変動を吸収する必要がある。この様な目的で使用可能な回転運動用ダンパ装置として従来から、例えば次の(1) 〜 (4) に記載されたものが知られている。
【０００３】
(1) 特開平２−５７７４３号公報
この公報に記載された回転運動用ダンパ装置は、内側リングと外側リングとを互いに同心に配置し、内側リングの外周縁に突設した内側突片と外側リングの内周縁に突設した外側突片との間に圧縮コイルばねを設けている。この様な回転運動用ダンパ装置は、例えば内側リングを入力部材とし、外側リングを出力部材とする。伝達すべき動力の回転速度やトルクが変動した場合には、上記圧縮コイルばねが伸縮する事により、上記両リングを回転方向に亙って相対変位させ、上記回転速度やトルクの変動を吸収する。
【０００４】
(2) 特開昭６３−１８０７２５号公報
この公報に記載された回転運動用ダンパ装置は、入力部から出力部に回転力を、円周方向に亙る凹凸とボールとから成るカム装置を介して伝達する。伝達すべき動力の回転速度やトルクが変動すると、入力側カム部と出力側カム部とが円周方向及び軸方向に相対変位し、上記カム装置を挟持している１対のダイヤフラムばねが弾性変形する事により、上記回転速度やトルクの変動を吸収する。又、これら回転速度やトルクの変動は、上記ボールの転がり抵抗及びカム装置に隣接して設けた摩擦材の摩擦抵抗により減衰する。
【０００５】
(3) 特開平４−２３６８４７号公報
この公報に記載された回転運動用ダンパ装置は、伝達すべき動力の回転速度やトルクの変動に伴って軸方向に変位するカムにより、減衰チャンバを仕切るダイヤフラムばねを弾性変形させて、粘性液体をこの減衰チャンバ内に出入りさせる。そして、これらダイヤフラムばねの弾性変形と上記粘性液体の出入りによる抵抗とにより、上記回転速度やトルクの変動を減衰する。
【０００６】
(4) 特開平２−１３８２４１号公報
この公報に記載された回転運動用ダンパ装置は、第一の回転軸の外周面とスプライン筒の内周面とを、ヘリカルスプライン係合させている。又、このスプライン筒を、第二の回転軸の端部に固定して内部に油を充填した外筒に、軸方向に亙る変位のみ自在に遊嵌している。そして、上記第一の回転軸の回転に伴って上記スプライン筒を、上記外筒内で軸方向に亙って変位させる事により、上記油の粘性抵抗に基づき、上記第一の回転軸に加わる動力の回転速度やトルクの変動を吸収する。
【０００７】
上記(1) 〜 (4) の各公報に記載された様な従来の回転運動用ダンパ装置は、何れも入力側の回転軸に加わる動力の回転速度やトルクの変動を吸収し、出力側の回転軸にこの変動がそのまま伝達される事を防止できる。但し、小型で且つ大きな減衰性能を得る事が難しい等、次に述べる様な解決すべき点がある。
【０００８】
先ず、(1) に記載された回転運動用ダンパ装置の場合には、エンジンのトルク全部を複数の圧縮コイルばねにより支承する構造である為、このトルクを支承可能にすべく、これら各圧縮コイルばねの巻線径を太くする必要がある。従って、回転運動用ダンパ装置の小型軽量化を図る事が難しい。特に、作動角度範囲（回転運動用ダンパ装置で吸収可能な回転むらの角度範囲）を大きくすべく、上記各圧縮コイルばねの全長を長くすると、回転運動用ダンパ装置の大型化が著しくなる。この理由は、上記作動角度範囲を大きくすべく、上記各圧縮コイルばねの全長を大きくする事で低下するこれら各圧縮コイルばねのばね定数を、上記巻線径を大きくする事で確保する（低下を抑える）為である。尚、上記ばね定数は、上記エンジンから伝達される大きなトルクを支承可能とする為、或る程度以上確保する必要がある。
【０００９】
又、上記(1) に記載された回転運動用ダンパ装置の場合には、回転速度やトルクの変動に伴う振動の揺れ戻しを防止する（回転方向に亙る往復振動を減衰させる）為、軸と直角方向に広がる平面同士の間に粘性液体を介在させ、この粘性液体に剪断方向の力を加えるダンパ装置を設けている。ところが、この様な構造の場合には、粘性液体を介して互いに対向する面を、そり等が存在しない高精度の平面に加工する必要が生じ、加工コストが嵩んでしまう。更に、上記(1) には、大きなダンパ性能（減衰性能）を得る為、上記粘性液体としてグリースを使用する事が記載されているが、自動変速機に組み込む回転運動用ダンパ装置の場合、グリースをオートマチックフルード（ＡＴＦ）に対して密封する事が難しい。この為、密封装置に大きなコストを要したり、或はグリースがＡＴＦに混入し、このＡＴＦの劣化を早める等の可能性がある。
【００１０】
これらの不都合は、上記(1) に記載された回転運動用ダンパ装置に限らず、圧縮コイルばねをラジアル方向に配置した構造の回転運動用ダンパ装置（大型化）、グリースの粘性により振動減衰機能を得る回転運動用ダンパ装置（密封の困難性とＡＴＦの劣化）の総てに共通する問題である。
【００１１】
又、(2) に記載された回転運動用ダンパ装置の場合には、ダイヤフラムばねを使用する為に、装置全体の直径が大きくなる。又、回転速度やトルクの変動を転がり抵抗と摩擦抵抗とで減衰させる為、必ずしも十分な減衰性能を得られないだけでなく、滑り摩擦面の摩耗や経時劣化等による減衰性能の劣化が無視できず、十分な耐久性を確保する事が難しい。
【００１２】
又、(3) に記載された回転運動用ダンパ装置の場合も、上記(2) の場合と同様にダイヤフラムばねを使用している為、装置全体の直径が大きくなる。又、遠心力に基づき減衰チャンバの外径寄り部分の油圧が上昇し、減衰性能がこの油圧に大きく影響される事が避けられず、安定した減衰性能を得る事が難しい。又、滑り方式のカムを使用する為、摩耗の発生を無視できず、十分な耐久性を確保する事が難しい。又、所期の減衰性能を得る為には、上記減衰チャンバの油密保持を十分に図る必要があると考えられるが、例えばカム部分の油密保持が難しく、所期の減衰性能を得る事が難しいと考えられる。
【００１３】
又、(4) に記載された回転運動用ダンパ装置の場合にも、ヘリカルスプライン係合部分が摩擦係合する為、長期間に亙る使用に伴う摩耗を無視できない。又、外筒内に油を密閉している為、急激且つ大きなトルク変動に基づいてスプライン筒が軸方向に急激に且つ大きく変位した場合に、上記外筒内の油にキャビテーションが発生したり（低圧側）、或は圧力が過大に上昇（ポンピング作用による液圧上昇）したりする可能性がある。キャビテーションに基づく気泡の発生は、減衰性能を低下させる原因となり、ポンピング作用による液圧上昇は、上記外筒の耐久性を低下させる原因となる。
【００１４】
更に、(1) 〜 (4) に記載された従来の回転運動用ダンパ装置は何れも、機構上、減衰性能を調節できない為、次の(a) 〜(c) の様な理由で、必ずしも十分な振動減衰効果を発揮できない。
(a) 油等の粘性液体の粘性を利用して振動を減衰させる構造のものは、温度変化に基づく粘性変化により、上記振動の減衰効果が大きく変動し、安定した性能を得る事ができない。
(b) 近年、自動車のインテリジェント化が進んでおり、近い将来には、自動クラッチを含む自動変速機の運転状況を、エンジンの回転数や車速に対応して制御する場合が多くなると考えられる。この様な場合には、回転運動用ダンパ装置の減衰性能を上記回転数や車速に応じて細かく調節する必要が生じると考えられるが、上記従来の回転運動用ダンパ装置では、この様な要求に対応できない。
(c) 低周波振動の発生時に要求される減衰特性と高周波振動の発生時に要求される減衰特性とを両方満足させる事が難しい。即ち、自動クラッチのＯＮ、ＯＦＦ時に発生するショックや急加減速に基づくショックに起因する、車両重量とダンパ内のばねとの共振による振動である低周波振動は、速やかに減衰させる必要がある。この為には、油等の粘性液体による減衰効果を大きくする必要がある。これに対して、減衰効果を大きくしすぎると、高周波振動が加わる領域ではトルクの伝達率が高くなる。この結果、エンジンの点火時期のずれ等に基づくトルク変動の様に、エンジンの側から回転運動用ダンパ装置に伝えられる高周波振動を、ほぼそのまま伝達方向後方に伝達してしまう。この様に、粘性液体等により構成されるダンパ装置に要求される減衰特性は、目的によって逆になる場合があるが、従来の様な減衰性能を調節できない固定型の構造では、この様な要求を十分に満足させる事ができない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の回転運動用ダンパ装置は、上述の様な事情に鑑みて、次の(A) 〜(D) の様な要求を何れも満たすべく発明したものである。
(A) 十分に大きな作動角度範囲を確保する。即ち、回転運動のトルクの変動が大きな角度範囲に亙って発生した場合でも、このトルクの変動を十分に吸収する。
(B) 粘性液体により振動減衰を行なう事で構成部品の摩耗をなくし、しかも遠心力による液圧上昇の影響を受けず、ポンピング作用やキャビテーションの発生も抑えられる構造を実現する。
(C) 製造が容易で、しかも小型の構造を実現する。
(D) 減衰特性を外部から調節可能な構造を実現する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転運動用ダンパ装置は、第一の軸と、この第一の軸と同心の外周縁を有し、この第一の軸の端部に固設された外向フランジ状のピストン端板と、このピストン端板の外周縁をその内周面に近接若しくは摺接させたシリンダ筒と、このシリンダ筒の端部内周面に固設されて、その内周縁を上記第一の軸の中間部外周面に近接若しくは摺接させた内向フランジ状のシリンダ端板と、このシリンダ端板の外側面に、円周方向に亙る凹凸として形成された第一のカム面と、この第一のカム面から離れる方向への変位並びに上記第一の軸に対する回転を制限された状態で、上記第一の軸の中間部に支持されたカム板と、このカム板の片面に円周方向に亙る凹凸として形成された第二のカム面と、この第二のカム面と上記第一のカム面との間に転動自在に配置された複数の転動体と、上記ピストン端板の内側面とシリンダ端板の内側面との間に、軸方向に亙って互いに直列に配置された、上記シリンダ筒の内径よりも小さな外径を有する皿板ばね、及び、この皿板ばねと上記シリンダ端板との間に挟持された上記シリンダ筒の内径よりも小さな外径を有するスラストニードル軸受と、上記第一の軸と同心に配置されて、上記シリンダ筒に軸方向に亙る変位のみ自在に係合した第二の軸と、上記ピストン端板の内側面とシリンダ端板の内側面と上記第一の軸の外周面と上記シリンダ筒の内周面とで区画された圧力室と、上記ピストン端板の一部でこの圧力室の径方向中央部よりも径方向外寄り部分に形成されて、この圧力室と外部とを連通させる絞り孔と、上記第一の軸の内部に、下流端をこの第一の軸の外周面のうちで上記圧力室に整合する部分に開口させる状態で形成されて、この圧力室内に粘性液体を供給する為の通油路と、この通油路に対して直列に設けられ、上記圧力室に向けてのみ粘性液体を送る逆止弁とを備え、この圧力室を、この逆止弁と上記絞り孔との間に直列に配置すると共に、上記皿板ばね及び上記スラストニードル軸受の外周縁と上記シリンダ筒の内周面との間に円環状の通油隙間を形成している。
【００１７】
【作用】
上述の様に構成される本発明の回転運動用ダンパ装置は、次の様に作用して、第一の軸と第二の軸との間で回転速度やトルクの変動に基づく回転方向の振動が伝達されるのを防止する。例えば入力軸として使用される第一の軸の回転運動は、第二のカム面から各転動体を介して第一のカム面に伝わり、更にシリンダ筒から、例えば出力軸として使用される第二の軸に伝達される。第一の軸に加えられる回転運動の速度やトルクが変動すると、上記第一、第二の両カム面に対する上記各転動体の乗り上げ量が変化する。例えば、上記回転速度やトルクが急激に増大すると、これら両カム面に対する上記各転動体の乗り上げ量が増大する。この結果、カム板とシリンダ端板とが、弾性部材の弾力に抗して互いに離隔し、このシリンダ端板とピストン端板との間に存在する圧力室の容積が減少する。この様な圧力室の容積減少に伴って、通油路からこの圧力室内に供給された粘性液体が、絞り孔を通じて外部に排出され、上記第二の軸に上記トルクの変動が伝達される事を防止する。トルクの変動の吸収性能は、圧力室内に送り込む粘性液体の量又は圧力を変える事で調節できる。
【００１８】
【実施例】
図１〜５は、請求項１、３、４、６、８に対応する、本発明の第一実施例を示している。この回転運動用ダンパ装置１は、例えば自動車の駆動系を構成し、エンジンの駆動力を車輪に伝達する為の動力伝達装置の途中に直列に設けられる。そして、例えば自動クラッチのＯＮ、ＯＦＦ等に起因して発生する回転速度やトルクの変動が上記車輪に伝わる事を防止する。
【００１９】
上記回転運動用ダンパ装置１は、上記自動クラッチの出力部に結合される第一の軸である入力軸２と、例えば自動変速機本体の入力部に結合される第二の軸である出力軸３とを、軸方向前後両端部（前後方向は動力の伝達方向に関して表し、図１の左端を前端、同じく右端を後端と言う）に配置している。このうち、上記入力軸２の後端部には、外向フランジ状のピストン端板４を固設している。このピストン端板４は、上記入力軸２と同心の外周縁を有し、この外周縁に係止凹溝５を形成している。そして、この係止凹溝５内に、円環状のピストンリング６と、このピストンリング６を直径方向外方に向け弾性的に押圧する、Ｏリング等の弾性リング７とを装着している。そして、このうちのピストンリング６の外周縁を、シリンダ筒８の内周面に摺接させている。このピストンリング６は、ポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアセタール等、耐油性及び弾性を有し、摩擦係数が低い合成樹脂により造る事が好ましい。
【００２０】
このシリンダ筒８の前端部内周面には円輪状のシリンダ端板９を固設し、このシリンダ端板９の内周縁を、上記入力軸２の中間部外周面に近接させている。この入力軸２の中間部外周面で、上記シリンダ端板９の内周縁に対向する部分には、係止凹溝１０を形成している。そして、この係止凹溝１０内に、上記ピストンリング６と同様に造られたシールリング１１と、このシールリング１１を直径方向外方に向け弾性的に押圧する、Ｏリング等の弾性リング１２とを装着している。そして、このうちのシールリング１１の外周縁を、シリンダ端板９の内周縁に摺接させている。このシールリング１１は、上記シリンダ筒８の全ストローク範囲に亙って、上記シリンダ端板９の内周縁と摺接し続ける。従って、このシリンダ端板９の内周縁の軸方向（図１の左右方向）長さは、上記全ストローク範囲に亙って上記シールリング１１との摺接状態を維持できるだけの長さを確保する。尚、上記係止凹溝１０を、入力軸２の中間部外周面に代えて上記シリンダ端板９の内周縁に形成し、上記シールリング１１の内周縁を上記入力軸２の中間部外周面に摺接させる様に構成すれば、上記シリンダ端板９の内周縁の軸方向長さを、上記全ストローク範囲に対応する程に大きく確保する必要はなくなる。
【００２１】
上記シリンダ端板９の外側面（図１〜４の左側面）には、第一のカム面１３を形成している。この第一のカム面１３は図２〜３に示す様に、円周方向複数個所（図示の例では４個所）にＶ形の凹部１４、１４を、円周方向に亙って等間隔に形成する事により、円周方向に亙る凹凸として形成している。
【００２２】
又、前記入力軸２の中間部で上記シリンダ端板９よりも前側（図１の左側）に寄った部分には、カム板１５を、上記第一のカム面１３から離れる方向（図１〜４の左方向）への変位並びに上記入力軸２に対する回転を制限した状態で支持している。即ち、上記カム板１５の中心部に形成したスプライン孔１６を、上記入力軸２の中間部外周面に形成したスプライン部１７に係合させる事により、上記入力軸２の回転がそのまま上記カム板１５に伝達される様にしている。又、上記入力軸２の中間部外周面で上記スプライン部１７よりも前寄り（図１の左寄り）部分に形成した雄ねじ部１８には、ナット１９を螺合させて、上記カム板１５の前側面（図１の左側面）を抑えている。従って、このカム板１５が図１に示した状態よりも前側に移動する事はない。この様なカム板１５の後側面（図１の右側面）には、上記第一のカム面１３と同様に、それぞれがＶ形の凹部２０、２０を備えて円周方向に亙る凹凸として形成された、第二のカム面２１を形成している。
【００２３】
そして、この第二のカム面２１と上記第一のカム面１３との間に、転動体である複数のローラ２２、２２を挟持して、ローディングカム式の回転伝達装置２３を構成している。この回転伝達装置２３は、上記入力軸２の回転に伴ってこの入力軸２から上記シリンダ端板９に回転力を伝達すると同時に、このシリンダ端板９を後方（図１の右方）に押圧する。尚、上記各ローラ２２、２２は、保持器２７により転動自在に保持している。従って、これら各ローラ２２、２２の回転中心軸が上記入力軸２の放射方向からずれたり、円周方向に隣り合うローラ２２、２２同士のピッチが上記各カム面１３、２１に形成した凹部１４、２０のピッチからずれたりする事はない。
【００２４】
一方、前記ピストン端板４の内側面（前側面を表し、図１の左側面）と上記シリンダ端板９の内側面（後側面を表し、図１の右側面）との間には、円輪状のスペーサ２４と、皿板ばね２５と、スラストニードル軸受２６とを、後側から前側に向けて順番に、軸方向に亙って互いに直列に配置している。尚、上記皿板ばね２５及びスラストニードル軸受２６の外径寸法は、前記シリンダ筒８の内径寸法よりも十分に小さくしている。従って、これら皿板ばね２５及びスラストニードル軸受２６の外周縁と上記シリンダ筒８の内周面との間には、十分な幅寸法を有する、円環状の通油隙間２８が形成される。又、上記シリンダ端板９の内側面には、それぞれが放射方向に亙る複数の凹溝２９、２９を形成している。上記皿板ばね２５とシリンダ端板９との間で上記スラストニードル軸受２６の内径側に位置する空間３０と、上記皿板ばね２５とピストン端板４との間で上記スペーサ２４の外径側に位置する空間３１とは、これら各凹溝２９、２９及び通油隙間２８を介して互いに連通している。
【００２５】
又、上記シリンダ筒８の後端部内周面には雌スプライン溝３２を形成している。そして、この雌スプライン溝３２に、前記出力軸３の外周面に形成した雄スプライン溝４１を係合させている。従って、この出力軸３は、前記入力軸２と同心に配置され、上記シリンダ筒８に軸方向に亙る変位のみ自在に係合して、このシリンダ筒８と同期して回転する。尚、有底円筒状に形成された、この出力軸３自体は、前後方向に亙って変位しない様に、回転のみ自在に支持されている。
【００２６】
又、上記ピストン端板４の内側面とシリンダ端板９の内側面と上記入力軸２の外周面と上記シリンダ筒８の内周面とで、圧力室３３を区画している。上記両空間３０、３１、並びにこれら両空間３０、３１同士を連通させる凹溝２９、２９及び通油隙間２８は、この圧力室３３内に存在する。そして、上記ピストン端板４の一部、即ち、上記圧力室３３の径方向中央部よりも径方向外寄り部分に絞り孔３４を形成して、この圧力室３３と外部とを連通させる絞り流路としている。
【００２７】
更に、前記入力軸２の内側には通油孔３５を設けて、上記圧力室３３内に粘性液体であるＡＴＦを供給する為の供給路を構成している。上記通油孔３５の上流端は上記入力軸２の前端面に開口し、下流端は上記入力軸２の中間部外周面で上記圧力室３３の内側部分に開口している。この様な通油孔３５の途中部分には、逆流防止手段であるボール弁式の逆止弁３６を、この通油孔３５に対して直列に設けている。この逆止弁３６は、上記圧力室３３に向けてのみＡＴＦを送る機能を有する。尚、この逆止弁３６は、装着の容易化を図るべく、この機能を果たせる部分であれば、図示以外の部分に装着しても良い。
【００２８】
上述の様に構成される回転運動用ダンパ装置１には、図４に示す様な油圧回路により、ＡＴＦを送り込み自在とする。ポンプ等の油圧源３７は、自動変速機の変速機本体の内部に存在するＡＴＦを吸引し加圧してから、送油通路３８に送り出す。この送油通路３８の途中には、調整用の制御弁３９が設けられている。この制御弁３９は、電動式に調整できる構造のものであれば良く、例えば調整を連続的に行なえるニードル式、或はスプール式の調整弁を使用できる。この制御弁３９は、制御器４０からの信号に基づいて開度を調整され、上記送油通路３８及び上記通油孔３５を通じて、前記圧力室３３内に送り込む圧油の量又は圧力を調節する（量及び圧力を同時に調節する場合も含む）。上記制御弁３９としては、この他にも、電磁式に駆動されて高速で開閉する事により流量又は圧力を調整する、電磁式の開閉弁を使用する事もできる。この場合には、制御器４０からの信号に基づいて、上記制御弁３９の開閉時間を調節する事により、上記圧力室３３内に送り込む圧油の量又は圧力を調節する。何れの場合でも、制御弁３９の開度を最大とした場合には、上記通油孔３５を通じて圧力室３３に、絞り孔３４を通じてこの圧力室３３から排出される以上のＡＴＦを送り込める様にする。尚、上記油圧回路は、上記圧力室３３への給油状態を調節できる構造であれば足り、図示の構造に限定されない。
【００２９】
前述の様に構成され、上述の様な油圧回路により圧力室３３内部に圧油を送り込み自在とした回転運動用ダンパ装置１は、次の様に作用して、入力軸２と出力軸３との間で回転速度の変動やトルク変動に基づく回転方向の振動が伝達されるのを防止する。尚、自動クラッチの出力部から入力軸２に加えられた回転運動は、第二のカム面２１からローラ２２、２２を介して第一のカム面１３に伝わり、更にシリンダ筒８から出力軸３に伝達される。
【００３０】
先ず、自動クラッチから上記入力軸２に回転動力が伝達されない状態では、前記皿板ばね２５の弾力に基づいて前記ピストン端板４とシリンダ端板９との距離が開く。この状態では、図３（Ａ）に示す様に、前記回転伝達装置２３を構成するローラ２２が、第一、第二のカム面１３、２１を構成する凹部１４、２０の底に位置する。従って、上記シリンダ端板９とカム板１５との距離は最小となり、反対に前記圧力室３３の容積は最大となる。
【００３１】
この状態から上記入力軸２に回転動力が伝達されると、図３（Ｂ）に示す様に、上記ローラ２２が第一、第二のカム面１３、２１を構成する凹部１４、２０からずれ（カム面１３、２１に乗り上げ）る。この様にローラ２２がカム面１３、２１に乗り上げるのに伴って上記シリンダ端板９が、上記皿板ばね２５の弾力に抗して変位し、上記圧力室３３の容積が減少する。この際、上記ローラ２２の転動面と第一、第二のカム面１３、２１との当接部には、伝達しようとするトルクに応じた力が、当接部に於けるカム面１３、２１の垂直方向に加わる。そして、この力のうちの円周方向に亙る分力によって、上記シリンダ端板９を固設したシリンダ筒８が、入力軸２に固定したカム板１５と共に回転する。シリンダ筒８の回転は、前記雌スプライン溝３２と雄スプライン溝４１とを介して前記出力軸３に伝達される。この出力軸３の軸方向位置は、次述する様に上記シリンダ筒８の位置が前後に変位した場合でも変化しない。
【００３２】
又、上記力のうちの軸方向に亙る分力によって、上記シリンダ端板９を固設したシリンダ筒８が後方に押され、上記圧力室３３の容積が減少する。そして上記シリンダ端板９には、上記皿板ばね２５の弾力及び上記圧力室３３内の油圧に基づく力が、上記シリンダ筒８を前方に押す力として加わる。従って、上記シリンダ筒８の後方への変位は、上記軸方向に亙る分力と上記皿板ばね２５の弾力及び上記圧力室３３内の油圧に基づいて上記シリンダ筒８に加わる前方への押圧力とが釣り合った状態で停止する。伝達すべき回転運動の速度やトルクが変動せず、上記圧力室３３内の油圧が変動しない限り、上記シリンダ筒８の軸方向位置は変化せず、上記ローラ２２、２２の転動面と第一、第二のカム面１３、２１との当接位置も変化しない。例えば、図２、３及び図５（Ａ）に示す様に、上記両カム面１３、２１を構成する凹部１４、２０がＶ形の直線状に形成され、圧力室３３内に皿板ばね２５が１枚のみ設けられ、且つこの圧力室３３内の油圧が変化しない場合には、上記第一、第二のカム面１３、２１の相対変位量（捩り角度）とこれら両面間で伝達されるトルクの大きさとの関係は、図５（Ｂ）に示す様に直線状になる。勿論、上記捩り角度と上記シリンダ筒８の後方への変位量は比例する。
【００３３】
入力軸２に加えられる回転運動の速度やトルクが変動すると、上記第一、第二の両カム面１３、２１に対する上記ローラ２２、２２の乗り上げ量が変化する。例えば、上記速度やトルクが急激に増大すると、これら両カム面１３、２１に対するローラ２２、２２の乗り上げ量が増大する。この結果、カム板１５とシリンダ端板９とが、皿板ばね２５の弾力と圧力室３３内の油圧とに抗して互いに離隔し、このシリンダ端板９とピストン端板４との間に存在する圧力室３３の容積が減少する。この際、上記第一のカム面１３を有するシリンダ端板９と入力軸２に支持したカム板１５とが回転方向に亙って相対変位する。そして、この様に相対変位した分だけ、上記回転速度やトルクの変動を吸収する。この際、上記回転軸２及びピストン端板４とシリンダ筒８、シリンダ端板９及び出力軸３との回転方向に亙る相対変位は、前記スラストニードル軸受２６により吸収する。
【００３４】
本発明の回転運動用ダンパ装置１では、特に大きな面圧が加わる相対変位部は転がり接触を行なわせ、滑り接触を防止している為、構成部材の摩耗を最小限に抑える事ができる。即ち、大きな面圧が加わる相対変位部のうち、第一の相対変位部であるシリンダ端板９とカム板１５との相対変位部はローラ２２、２２を転がり接触させている。又、第二の相対変位部であるシリンダ端板９と皿板ばね２５との間はスラストニードル軸受２６によって転がり接触させている。この為、長期間に亙る使用によっても構成各部材が著しく摩耗する事がなく、十分な耐久性を確保できる。
【００３５】
又、上述の様な回転速度の変動やトルク変動に基づく圧力室３３の容積減少に伴って、この圧力室３３内に満たされているＡＴＦが、絞り孔３４を通じて外部に排出される。この際、前記逆止弁３６は閉じて、上記圧力室３３内の圧油が通油孔３５に逆流するのを防止する。従って、上述の様な圧力室３３からのＡＴＦの排出は絞り孔３４を通じて行ない、この排出量に見合うだけ、上記圧力室３３の容積を減少させる。そして、この容積減少に基づく、前記入力軸２と出力軸３との回転方向に亙る相対変位に基づいて、上記速度変動やトルクの変動に伴う振動が出力軸３側にまで伝達される事を防止する。
【００３６】
この相対変位の際には、△ω・Ｉなるエネルギが、出力軸３に伝達されずに消費される。この式中、Ｉは上記シリンダ端板９よりもエンジン側に位置して上記入力軸２と同期して変位する総ての部材の回転方向慣性を、△ωはこの入力軸２側の部材の角速度変化を、それぞれ表す。即ち、上記入力軸２と出力軸３との位置関係が回転方向にずれる事で、エンジンのピストン、クランクシャフト、フライホイール等、上記入力軸２と同期して変位する部材と、プロペラシャフト、車輪、車体等、上記出力軸３と同期して変位する部材との位相がずれる。この結果、上記入力軸２と同期して変位する部材の質量（イナーシャ）に基づいて、回転方向の振動の原因となるトルクの変動を吸収する。この様に、入力軸２の回転速度やトルクの変動が出力軸３に伝達されるのを防止すべく、入力軸２と出力軸３との位置関係を回転方向にずらすと、上記ずれに基づいて、上記圧力室３３の容積が減少する。この様な圧力室３３の減少に伴って、供給路を構成する通油孔３５からこの圧力室３３内に供給されたＡＴＦが、絞り流路を構成する絞り孔３４を通じて圧力室３３外に排出される。この排出は上記振動の伝達を防止すべく迅速に行なって、上記出力軸３に上記回転速度やトルクの変動が伝達される事を防止する。
【００３７】
尚、回転速度やトルクの変動を吸収する性能は、上記通油孔３５から圧力室３３内に供給するＡＴＦの量や圧力を変える事で調節できる。勿論、各部の摩擦抵抗や、ＡＴＦが通油孔３５から流出する際の粘性抵抗を回転方向に換算したトルクによっても、上記回転速度やトルクの変動が消費され、低減される。
【００３８】
又、上記変動に基づいて急上昇した回転速度やトルクが元に戻る（回転速度の場合は安定する）と、上記第一、第二の両カム面１３、２１に対する上記ローラ２２、２２の乗り上げ量が元に戻る。そして、カム板１５とシリンダ端板９とが、皿板ばね２５の弾力と圧力室３３内の油圧とに基づいて近づき合い、上記圧力室３３の容積が増大する。この様な圧力室３３の容積増大は、前記通油孔３５から送り込まれるＡＴＦで補償される。尚、前記ピストン端板４の外側面（図１の右側面）と前記出力軸３との間には油溜５７を設け、前記絞り孔３４から排出されたＡＴＦは一度この油溜５７に溜められてから外部に排出される様にしている。従って、上記圧力室３３の容積が増大する際にも、上記絞り孔３４から圧力室３３内に空気が吸い込まれる事はない。
【００３９】
本発明の回転運動用ダンパ装置１は、この様に圧力室３３の容積を変化させつつ入力軸２と出力軸３とを相対変位させる事で、回転速度変動やトルク変動に伴う回転方向の振動の伝達を低減する。この際、圧力室３３内のＡＴＦの圧力が遠心力やポンピング作用により過度に上昇したり、或はキャビテーションによりＡＴＦ中に気泡が発生する事はない。即ち、本発明の回転運動用ダンパ装置１は、機構的に直径を小さくしても大きな作動角度範囲の確保と減衰性能の確保とを図れる為、全体の直径を小さくできる。従って、上記圧力室３３の内径も限られたものとなり、この圧力室３３内のＡＴＦに作用する遠心力も小さくなって、遠心力による油圧上昇も小さくなる。この結果、低速運転時と高速運転時とで振動減衰の特性が大きく変化する事がなくなる。
【００４０】
又、上記圧力室３３内のＡＴＦは、通油孔３５を通じての供給と絞り孔３４を通じての排出とにより常に入れ替わる。この為、シリンダ筒８内で軸方向に往復移動するピストン端板４によるポンピング作用が発生する事はない。この結果、上記圧力室３３内の油圧が予期せずに高くなる事で、振動減衰の特性が所望のものから外れる事がなくなる。
【００４１】
更に、上記圧力室３３の容積が増大する際には、上記通油孔３５を通じて新たなＡＴＦが補充される為、この圧力室３３内の油圧が低下し過ぎる事がない。従って、この圧力室３３内のＡＴＦにキャビテーションに基づく気泡が発生する事がない。この結果、圧縮性流体である気泡の存在に基づき、減衰性能が劣化する事がない。
【００４２】
この様な回転速度変動やトルク変動の揺り戻しによる振動は、上記圧力室３３内に存在するＡＴＦがこの圧力室３３の容積が変化する事に対し抵抗となる事により減衰する。この圧力室３３の存在に基づく減衰性能は、通油孔３５から圧力室３３内への給油状態を調整する事で調節できる。例えば、前記制御弁３９の開度を大きくし（開放時間を長くし）、上記圧力室３３内に絞り孔３４から排出される量に比べて多量のＡＴＦを送り込む傾向とすれば、上記減衰性能が高くなる。反対に、上記制御弁３９の開度を小さくし（開放時間を短くし）上記圧力室３３内に送り込むＡＴＦの量を少なくすれば、上記減衰性能が低くなる。言い換えれば、上記シリンダ端板９を後方に変位させる事が容易になって、振動の揺り戻しを減衰する性能が低くなる代りに、大きな回転速度の変動を吸収可能になる。
【００４３】
従って、自動車の走行中であっても、回転運動用ダンパ装置１の回転速度変動吸収性能とトルク変動吸収性能とを、外部から調節可能になる。例えば、自動クラッチを接続する時や急加減速時の振動の揺り戻しが発生した時には、上記圧力室３３に多量のＡＴＦを供給し、回転運動用ダンパ装置１の減衰性能を高くして、クラッチ接続時や急加減速によるショックに起因する低周波振動を速やかに減衰させる。これに対して、エンジンの点火時期のずれ等に起因する高周波振動が発生した時には、上記圧力室３３へのＡＴＦの供給を低下させ、回転運動用ダンパ装置１の減衰性能を低くして、上記高周波振動に結び付く、細かな回転速度変動を吸収する。
【００４４】
尚、上述の説明から明らかな様に、圧力室３３と外部とは絞り孔３４を介して互いに連通しており、これら圧力室３３と外部とを完全に遮蔽する必要はない。従って、圧力室３３と外部とを連通させる絞り流路は、図示の様な絞り孔３４に限定されず、シリンダ筒８の一部に形成した絞り孔、ピストン端板４の外周縁とシリンダ筒８の内周面との摺接部或はシリンダ端板９の内周縁と入力軸２の外周面との摺接部に設けた絞り流路等、種々の態様が考えられる。又、入力軸２と出力軸３とを逆にして使用する（図１の右側を入力側とし、左側を出力側とする）事もできる。
【００４５】
次に、図６は、請求項１、３、５、６、８に対応する、本発明の第二実施例を示している。本実施例の場合には、シリンダ端板９の外側面に形成した第一のカム面１３を構成する凹部１４（及びカム板１５の第二のカム面２１を構成する凹部２０）の断面形状を、図６（Ａ）に示す様に半楕円形にしている。第一、第二の各カム面１３、２１を構成する凹部１４、２０の断面形状をこの様に形成する事により、上記第一、第二のカム面１３、２１の相対変位量（捩り角度）とこれら両面１３、２１間で伝達されるトルクの大きさとの関係が図６（Ｂ）に示す様に、捩り角度の増大に伴って伝達トルクが急激に増大する、曲線状になる。本発明の回転運動用ダンパ装置は、この様に第一、第二の各カム面１３、２１を構成する凹部１４、２０の断面形状を工夫する事により、トルクの伝達特性並びに回転速度変動及びトルクの変動を吸収する特性を調節できる。
【００４６】
次に、図７は、請求項１〜３、６、８に対応する、本発明の第三実施例を示している。本実施例の場合には、圧力室３３内でスペーサ２４ａとスラストニードル軸受２６との間に、２枚の皿板ばね２５ａ、２５ｂを互いに直列に設けている。これら２枚の皿板ばね２５ａ、２５ｂのうち、一方（図７の右方）の皿板ばね２５ａの弾力は他方（同図の左方）の皿板ばね２５ｂの弾力よりも小さくしている。従って本実施例の場合には、シリンダ筒８を後方（図７の右方）に押圧する為に要する弾力が直線的には変化しない。即ち、本実施例の場合には、捩り角度に応じて上記弾力が増大する程度が途中から大きくなる。本発明の回転運動用ダンパ装置は、この様にシリンダ筒８を変位させる抵抗となる弾力の変化特性を工夫する事によっても、トルクの伝達特性並びに回転速度変動及びトルクの変動を吸収する特性を調節できる。
【００４７】
次に、図８は、請求項１、３、６、７、８に対応する、本発明の第四実施例を示している。本実施例の場合には、シリンダ筒８の後端部（図８の右端部）内周面と出力軸３の外周面とを、ボールスプライン４２を介して係合させている。従って本実施例の場合には、上記シリンダ筒８が前後方向に変位する際にこのシリンダ筒８の後端部内周面と上記出力軸３の外周面との係合部に働く摩擦力を軽減して、この係合部での動力損失を低減できる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の回転運動用ダンパ装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、次の(A) 〜(D) の様な優れた効果を得られる。
(A) 十分に大きな作動角度範囲を確保できる。即ち、回転運動の回転速度やトルクの変動が大きな角度範囲に亙って発生した場合でも、この回転速度やトルクの変動を十分に吸収できる。この結果、広い範囲に亙って十分な回転速度やトルクの変動に対する吸収性能を発揮する事ができる。
(B) 絶えず給排される粘性液体によって振動減衰を行なう為、構成部品の摩耗をなくし、ポンピング作用やキャビテーションの発生も抑えられる構造を実現できる。この結果、十分な耐久性の確保と性能の安定化とを図れる。
(C) 製造が容易で、しかも小型の構造を実現できる。この結果、自動変速機内の限られた空間内に設置可能な構造を安価に実現でき、自動変速機の設計の容易化と製作費の低廉化とに寄与できる。又、小型化により、遠心力に基づく油圧上昇を小さく抑える事ができる。
(D) 減衰特性を外部から調節可能な構造を実現できる。この結果、自動車のインテリジェント化に対応し、自動クラッチ等を含む自動変速機の運転状況を、エンジンの回転数や車速に対応して細かく制御できる。又、低周波振動発生時にこの低周波振動を減衰すべく要求される減衰特性と、高周波振動発生時にこの高周波振動を減衰すべく要求される減衰特性とを、両方とも高次元で満足させる事も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一実施例を示す断面図。
【図２】 回転伝達装置の構成部品を示す分解斜視図。
【図３】 回転伝達装置部分を一部を切断した状態で図１の上方から見た状態を示しており、（Ａ）は非作動状態を、（Ｂ）は作動状態を、それぞれ示している。
【図４】 ダンパ装置による振動減衰性能を調節する為の油圧回路を組み込んだ状態で示す断面図。
【図５】 各カム面に形成する凹部の円周方向に亙る断面形状の第１例、並びにこの断面形状により得られる出力軸に対する入力軸の捩り角度と伝達されるトルクとの関係を示す、断面図及び線図。
【図６】 本発明の第二実施例として、各カム面に形成する凹部の円周方向に亙る断面形状の第２例、並びにこの断面形状により得られる出力軸に対する入力軸の捩り角度と伝達されるトルクとの関係を示す、断面図及び線図。
【図７】 本発明の第三実施例を示す断面図。
【図８】 同第四実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 回転運動用ダンパ装置
２ 入力軸
３ 出力軸
４ ピストン端板
５ 係止凹溝
６ ピストンリング
７ 弾性リング
８ シリンダ筒
９ シリンダ端板
１０ 係止凹溝
１１ シールリング
１２ 弾性リング
１３ 第一のカム面
１４ 凹部
１５ カム板
１６ スプライン孔
１７ スプライン部
１８ 雄ねじ部
１９ ナット
２０ 凹部
２１ 第二のカム面
２２ ローラ
２３ 回転伝達装置
２４、２４ａ スペーサ
２５、２５ａ、２５ｂ 皿板ばね
２６ スラストニードル軸受
２７ 保持器
２８ 通油隙間
２９ 凹溝
３０、３１ 空間
３２ 雌スプライン溝
３３ 圧力室
３４ 絞り孔
３５ 通油孔
３６ 逆止弁
３７ 油圧源
３８ 送油通路
３９ 制御弁
４０ 制御器
４１ 雄スプライン溝
４２ ボールスプライン
Claims (8)
- 第一の軸と、この第一の軸と同心の外周縁を有し、この第一の軸の端部に固設された外向フランジ状のピストン端板と、このピストン端板の外周縁をその内周面に近接若しくは摺接させたシリンダ筒と、このシリンダ筒の端部内周面に固設されて、その内周縁を上記第一の軸の中間部外周面に近接若しくは摺接させた内向フランジ状のシリンダ端板と、このシリンダ端板の外側面に、円周方向に亙る凹凸として形成された第一のカム面と、この第一のカム面から離れる方向への変位並びに上記第一の軸に対する回転を制限された状態で、上記第一の軸の中間部に支持されたカム板と、このカム板の片面に円周方向に亙る凹凸として形成された第二のカム面と、この第二のカム面と上記第一のカム面との間に転動自在に配置された複数の転動体と、上記ピストン端板の内側面とシリンダ端板の内側面との間に、軸方向に亙って互いに直列に配置された、上記シリンダ筒の内径よりも小さな外径を有する皿板ばね、及び、この皿板ばねと上記シリンダ端板との間に挟持された上記シリンダ筒の内径よりも小さな外径を有するスラストニードル軸受と、上記第一の軸と同心に配置されて、上記シリンダ筒に軸方向に亙る変位のみ自在に係合した第二の軸と、上記ピストン端板の内側面とシリンダ端板の内側面と上記第一の軸の外周面と上記シリンダ筒の内周面とで区画された圧力室と、上記ピストン端板の一部でこの圧力室の径方向中央部よりも径方向外寄り部分に形成されて、この圧力室と外部とを連通させる絞り孔と、上記第一の軸の内部に、下流端をこの第一の軸の外周面のうちで上記圧力室に整合する部分に開口させる状態で形成されて、この圧力室内に粘性液体を供給する為の通油路と、この通油路に対して直列に設けられ、上記圧力室に向けてのみ粘性液体を送る逆止弁とを備え、この圧力室を、この逆止弁と上記絞り孔との間に直列に配置すると共に、上記皿板ばね及び上記スラストニードル軸受の外周縁と上記シリンダ筒の内周面との間に円環状の通油隙間を形成した回転運動用ダンパ装置。
- 皿板ばねが、弾力が異なる２枚の皿板ばねを互いに直列に設けたものである、請求項１に記載した回転運動用ダンパ装置。
- シリンダ端板の内側面に複数の凹溝を、放射方向に形成している、請求項１〜２の何れか１項に記載した回転運動用ダンパ装置。
- 各転動体が、それぞれの回転中心軸をカム板の放射方向に配置した円筒状のローラであり、第一、第二のカム面が、円周方向複数個所にＶ形の凹部を円周方向に亙って等間隔に形成したものである、請求項１〜３の何れか１項に記載した回転運動用ダンパ装置。
- 各転動体が、それぞれの回転中心軸をカム板の放射方向に配置した円筒状のローラであり、第一、第二のカム面が、円周方向複数個所に半楕円形の凹部を円周方向に亙って等間隔に形成したものである、請求項１〜３の何れか１項に記載した回転運動用ダンパ装置。
- 通油孔を通じて圧力室内に送り込む圧油の量又は圧力を、制御弁により調節する、請求項１〜５の何れか１項に記載した回転運動用ダンパ装置。
- シリンダ筒と第二の軸とをボールスプラインを介して係合させた、請求項１〜６の何れか１項に記載した回転運動用ダンパ装置。
- 逆止弁を第一の軸の内部で通油路の途中に設けた、請求項１〜７の何れか１項に記載した回転運動用ダンパ装置。
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