JP3727186B2 - ダンパーディスク組立体およびそのプレート部材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のクラッチ等に用いられるダンパーディスク組立体およびそのプレート部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等のクラッチに用いられるダンパーディスク組立体は、一般に、エンジン側のフライホイールに連結され得る入力側部材と、トランスミッションから延びる入力シャフトに連結され得るスプラインハブを含む出力側部材と、入力側部材の内周部に固定されたプレート部材と、プレート部材と出力側部材とを円周方向に弾性的に連結するコイルスプリングとを備えている。入力側部材は、フライホイールに押圧される摩擦フェーシングを備えている。出力側部材は、スプラインハブと入力側部材との間に配置された摩擦抵抗発生機構を有している。スプラインハブは、トランスミッションの入力シャフトがスプライン嵌合するボス部と、ボス部の外周に延びるフランジとを有している。フランジには、窓孔が形成されている。窓孔内にはコイルスプリングが配置されている。
【０００３】
プレート部材は円板状で、円周方向に延びる窓孔を有する。出力側部材は、プレート部材の窓孔に対応する位置に出力側窓孔を有する。コイルスプリングは、プレート部材の窓孔と出力側部材の出力側窓孔とに嵌め込まれて、プレート部材と出力側部材とを円周方向に弾性的に連結する。ここでは、プレート部材の窓孔の円周方向両端がコイルスプリングの両端に当接している。
【０００４】
プレート部材の窓孔の径方向外側端には、外側覆い部が切り起こされている。プレート部材の窓孔の径方向内側端には、内側覆い部が切り起こされている。さらに外側覆い部の円周方向両端からは、窓孔の円周方向両端に沿って内側覆い部側に一体に延びる外側補強部が形成されている。内側覆い部の根元には、切欠きが形成されている。
【０００５】
ここでプレート部材とフランジとは、コイルスプリングによって円周方向に弾性的に連結されている。エンジン側で発生する振動は、プレート部材とフランジとが相対回転し（すなわち捩じれ）その際に作動する摩擦抵抗発生機構によって吸収される。この最大捩じり角度の設定値は、プレート部材に設けられた窓孔の円周方向角度によって左右され、窓孔の円周方向角度が大きければ大きいほどクラッチディスク組立体の最大捩じり角度を大きくできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のダンパーディスク組立体のプレート部材では、窓孔の円周方向角度を増やすと吸収され得る振動の変位角度の範囲が広がるが、一方で、プレートにおける窓孔と窓孔との間の円周方向距離が縮まるため、トルク伝達の際に応力が集中する窓孔の円周方向両端の回転方向強度が低下するという問題が生じる。
【０００７】
特に、前記従来のダンパーディスク組立体のプレート部材では、窓孔の内周側外周側とに切り起こし部が形成されており、特に内側の切り起こし部の根元には切欠きが設けられている。この場合、窓孔と窓孔との間のプレートの幅は、この切欠きの円周方向長さ分だけ減るため、プレート全体の剛性がさらに低下する。しかも、トルク伝達の際の応力が集中する円周方向端面の面積が小さいため、窓孔が摩耗しやすい。
【０００８】
補強案として、窓孔の全周を覆いで囲うなどしてコイルスプリングと窓孔との当たり面積を大きくしたプレート部材も知られている。しかしこの場合、覆い部の面をプレート部材の面から直角に切り起こすことは困難である。その結果、窓孔の内部に収納されるコイルスプリングと窓孔の円周方向端面との接触面積が少なくなり、コイルスプリングが安定しにくくなる。特にコイルスプリングが親ばねと子ばねとの組み合わせからなる場合、子ばねの軸方向位置が不安定になる。
【０００９】
本発明の目的は、プレート部材の窓孔の強度を良好に維持しつつ、ダンパーディスク組立体の最大捩り角度を大きくしやすくすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のプレート部材は、コイルスプリングを介してトルク伝達を行うダンパーディスク組立体に設けられ、入力側の部材からのトルクを弾性部材に伝達するためのプレート部材である。このプレート部材は、円周方向に延びる窓孔を有する円板状のプレート本体と、窓孔の径方向外側端にプレート本体から一体に切り起こされた外側覆い部と、窓孔の径方向内側端にプレート本体から一体に切り起こされた内側覆い部と、外側覆い部の円周方向両端から窓孔の円周方向両端に沿って内側覆い部側に一体に延び、かつプレート本体からほぼ直交する方向に一体に突出する外側補強部と、内側覆い部の円周方向両端から窓孔の円周方向両端に沿って外側覆い部側に一体に延び、かつプレート本体からほぼ直交する方向に一体に突出する内側補強部とを有している。
【００１１】
請求項２に記載のプレート部材は、請求項１に記載のプレート部材であって、外側補強部と内側補強部とが窓孔の径方向中央部において離れている。
【００１２】
請求項３に記載のプレート部材は、請求項１または２に記載のプレート部材であって、外側補強部と内側補強部とが、窓孔の円周方向両端において互いに近づくにしたがってプレート本体からの突出量が小さくなっている。
【００１３】
請求項４に記載のプレート本体は、請求項２または３に記載のプレート部材であり、外側補強部と内側補強部との間に、円周方向内側を向くせん断面を有している。
【００１４】
請求項５に記載のダンパーディスク組立体は、前記請求項１から４のいずれかに記載のプレート部材と、プレートの外周部に固定された入力側部材と、プレートの窓孔に対応する位置に出力側窓孔を有する出力側部材と、プレート部材の窓孔と出力側部材の出力側窓孔とに嵌め込まれてプレート部材と出力部材とを円周方向に弾性的に連結するコイルスプリングとを備えている。
【００１５】
請求項６に記載のダンパーディスク組立体は、請求項５に記載のダンパーディスク組立体であって、コイルスプリングは内部に弾性部材を備え、弾性部材はせん断面によって支持されている。
【００１６】
ここでは、弾性部材の軸方向位置が安定する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明にかかるプレート部材を含むダンパーディスク組立体の一例としてのクラッチディスク組立体1を示す。クラッチディスク組立体1は、図１の左方に配置されたフライホイール（図示せず）から図１の右方に配置されたトランスミッション（図示せず）にトルク伝達を行うための装置である。図１R>１のＯ−Ｏがクラッチディスク組立体１の回転軸線である。また、図２の矢印Ｒ１がクラッチディスク組立体１の回転方向であり、矢印Ｒ２がその反対回転方向である。
【００１８】
クラッチディスク組立体１は、プレート部材の例としてのクラッチプレート２及びリテーニングプレート３と、クラッチプレート２の外周部に固定されたクラッチ連結部１１を含む入力側部材と、ハブフランジ４，スプラインハブ５等を含む出力側部材と、コイルスプリング連結機構７とから主に構成されている。ハブフランジ４とスプラインハブ５は小コイルスプリング８により回転方向に連結されている。
【００１９】
クラッチプレート２及びリテーニングプレート３は、中心に孔が形成された円板状部材である。クラッチプレート２とリテーニングプレート３とは、互いに対してリテーニングプレート３から延びる板状連結部１７によって相対回転不能に固定されており、トルクをコイルスプリング連結機構７に伝達する。
【００２０】
各プレート２，３は、図２に示すように円周方向等間隔に４個所の窓孔２ａ（３ａ）が形成されたプレート本体２ｂ（３ｂ）を有する。プレート本体２ｂ（３ｂ）の径方向中間部には、環状に隆起部２０が形成されている。窓孔２ａ（３ａ）はこの隆起部２０から外周側に連続して形成されている。窓孔２ａ（３ａ）は、図４に詳細に示すように、径方向より円周方向に幾分長い。また、各窓孔２ａ（３ａ）は円周方向角度が長くなっているため、各窓孔２ａ（３ａ）の円周方向間、特に窓孔２ａ（３ａ）の内周側部同士の円周方向間５０が狭くなっている。具体的には、円周方向間５０は円周方向距離Ｓが従来より短く、又は円周方向角度が従来より小さくなっている。
【００２１】
窓孔２ａ（３ａ）は、径方向外側端にプレート本体２ｂ（３ｂ）から一体に切り起こされた外側覆い部２１ｂと、径方向内側端に前記プレート本体２ｂ（３ｂ）から一体に切り起こされた内側覆い部２１ａと、外側覆い部２１ｂの円周方向両端から窓孔２ａ（３ａ）の円周方向両端に沿って内側覆い部２１ａ側に一体に延び、かつプレート本体２ｂ（３ｂ）からほぼ直交する方向に一体に突出する外側補強部２１ｅと、内側覆い部２１ａの円周方向両端から窓孔２ａ（３ａ）の円周方向両端に沿って外側覆い部２１ｂ側に一体に延び、かつ前記プレート本体２ｂ（３ｂ）からほぼ直交する方向に一体に突出する内側補強部２１ｄとをそれぞれ有する。
【００２２】
ここで、外側補強部２１ｅと内側補強部２１ｄとは、窓孔２ａ（３ａ）の半径方向中央部において離れている。また、外側補強部２１ｅと内側補強部２１ｄとは、窓孔２ａ（３ａ）の円周方向両端において互いに近づくにしたがって、プレート本体２ｂ（３ｂ）からの突出量が小さくなる。さらにプレート本体２ｂ（３ｂ）は、外側補強部２１ｅと内側補強部２１ｄとの間に、窓孔２ａ（３ａ）に向かって開く切欠き２１ｃを有している。また、窓孔２ａ（３ａ）の円周方向両側端において、切欠き２１ｃの径方向両側にはせん断面２１ｆが形成されている。せん断面２１ｆは、プレート２，３の両覆い部２１ａ，２１ｂをプレス加工で形成する前にあらかじめ打ち抜きにより形成した孔の一部である。
【００２３】
図１及び図２に示す通りクラッチプレート２の外周には、複数のリベットによりクラッチ連結部１１が固定されている。クラッチ連結部１１は、クラッチプレート２の外周部に固定された複数のクッショニングプレート４６と、クッショニングプレートの両面に固定された１対の摩擦フェーシング４７，４８とから構成されている。
【００２４】
スプラインハブ５にはプレート２，３の中心孔が嵌合している。スプラインハブ５の中心には、トランスミッション側から延びる入力シャフト（図示せず）にスプライン係合するスプライン孔が形成されている。
【００２５】
ハブフランジ４には、プレート２，３の窓孔２ａ，３ａに対応する位置に円周方向に延びる４つの窓孔２７が形成されている。フランジ４ｂの外周部分には、板状連結部１７が貫通する切欠き３２が形成されている。この切欠き３２と板状連結部１７との円周方向間には所定の隙間が確保されており、その隙間内でプレート２，３とハブフランジ４とが相対回転可能となっている。
【００２６】
コイルスプリング連結機構７は、プレート２，３の窓孔２ａ，３ａとハブフランジ４の窓孔２７とに嵌め込まれて、プレート２，３とフランジ４ｂとを円周方向に弾性的に連結する。コイルスプリング連結機構７は、主に４組のコイルスプリング３６から構成されている。各コイルスプリング３６は親ばね３６ａと子ばね３６ｂとを有する。コイルスプリング３６は、プレート２，３の窓孔２ａ，３ａ及びフランジ４ｂの窓孔２７内に収納されて、プレート２，３とフランジ４ｂとを円周方向に弾性的に連結している。コイルスプリング３６の円周方向両端には、プレート２，３の窓孔２ａ（３ａ）とフランジ４ｂの窓孔２７とが当接している。
【００２７】
より詳細に説明すると、コイルスプリング３６の親ばね３６ａの円周方向両端は、図３及び図４に示すように、プレート２，３の両補強部２１ｄ、２１ｅに当接または当接可能になっている。コイルスプリング３６の子ばね３６ｂの円周方向両端は、その軸方向両側部分のみがプレート２，３に当接または当接可能となっている。より正確には、図３及び図６に示すように、子ばね３６ｂはせん断面２１ｆに当接または当接可能となっており、両補強部２１ｄ，２１ｅには当接しないようになっている。
【００２８】
このような構造のクラッチディスク組立体１では、エンジン側から捩り振動が１対のプレート２，３に伝達されると、プレート２，３がハブフランジ４に対して相対回転する。このとき窓孔２ａ，３ａの円周方向端がコイルスプリング３６を捩り方向に押すことにより、コイルスプリング３６が回転方向に圧縮される。このとき、摩擦抵抗発生機構は摩擦抵抗を生じる。これによって捩り振動が減衰される。
【００２９】
クラッチディスク組立体１が捩り振動を吸収するとき、コイルスプリング３６を回転方向に押すのはプレート２，３の窓孔２ａ，３ａの円周方向端である。このため窓孔２ａ，３ａの円周方向端に応力が集中する。
【００３０】
窓孔２ａ（３ａ）は、図３に示すように円周方向両端にそれぞれ内側補強部２１ｄ及び外側補強部２１ｅを備えている。また図４に示すように、内側補強部２１ｄはプレート２，３のプレート本体２ｂ，３ｂにほぼ直交している。従って、トルク伝達の際に力を受ける面積が広がり、面圧が低くなるため、プレート２，３の回転方向の耐久性が向上する。従って、窓孔２ａ，３ａを円周方向に長くとることが可能になり、ダンパーディスク組立体１の最大捩り角を大きく設定しやすくなる。特に従来であれば親ばね３６ａの半径方向内側部分は内側補強部でなくプレートの断面で支持されており、両者の接触面が十分に大きくなかった。
【００３１】
また、子ばね３６ｂの円周方向端が孔２ａ，３ａのせん端面２１ｆに支持されているため（絞り加工により形成された補強部２１ｄ，２１ｅに支持されるのではなく）、両者の接触面積を十分に大きく確保できる。これにより、子ばね３６ｂの軸方向位置が安定し、クラッチディスク組立体１の捩り特性が安定する。
【００３２】
さらに、この実施形態では、内側補強部２１ｄによって、窓孔２ａ（３ａ）の内周側部分同士の円周方向間５０が短くても十分な強度を確保でき、破損等の不都合が生じにくい。
【００３３】
窓孔の全周が覆いで覆われる形態の窓孔を有する従来のプレートを成形するには、窓孔の角付近での亀裂を避けるため、工程を２つに分けることが必要である。さらに、窓孔の外周部への応力集中を緩和するために覆いの根元に切欠きを形成する必要があり、余分なプレス成形工程が必要となる。さらに、この切欠きからの破損を防止するためにショットピーニング処理を行う必要があり、この結果、製造コストが上昇する。これに対し、この実施形態によるプレート２，３では、内側補強部２１ｄ及び外側補強部２１ｅは、窓孔２７の型を抜いた時にできるせん断面を一部残しておくだけでつくることができるため、１回の成形工程で成形することができ、ショットピーニング処理の必要もない。従って、プレート２，３の製造は容易である。
（他の実施形態）本発明は、コイルスプリング３６が子ばね３６ｂを持たない場合でも実施可能である。また、上記実施例で窓孔２ａ，３ａの円周方向両端の内側補強部２１ｄと外側補強部２１ｅとの間に形成されている切欠き２１ｃは、なくてもよい。
【００３４】
本発明が採用されるダンパーディスク組立体は、クラッチディスク組立体のみならず、フライホイール組立体のダンパーやトルクコンバータロックアップクラッチのダンパーにも採用可能である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によるダンパーディスク組立体用のプレート部材は、内側覆い部の円周方向両端から窓孔の円周方向両端に沿って外側覆い部側に一体に延び、かつプレート本体からほぼ直交する方向に一体に突出する内側補強部を備えているため、プレート部材の窓孔の強度を良好に維持しつつ、ダンパーディスク組立体の最大捩り角度を大きくしやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかるクラッチディスク組立体の縦断面概略図であり、図２のＩ−Ｉ断面図。
【図２】図１のクラッチディスク組立体の一部切欠きＩＩ矢視図。
【図３】図１の部分拡大図。
【図４】図２の部分拡大図。
【図５】プレートの部分斜視図。
【図６】プレートの窓孔に子ばねだけを取り付けた状態を示す部分斜視図。
【符号の説明】
１ クラッチディスク組立体
２ クラッチプレート
２ａ 窓孔
３ リテーニングプレート
３ａ 窓孔
４ ハブフランジ
５ スプラインハブ
２７ 窓孔
３２ 切欠き
３６ コイルスプリング
３６ａ 親ばね
３６ｂ 子ばね
２１ 切欠き
２１ａ，２１ｂ 覆い部
２１ｄ，２１ｅ 補強部
２１ｃ 切欠き
２１ｆ せん断面

Claims (6)

1. コイルスプリングを介してトルク伝達を行うダンパーディスク組立体に設けられ、入力側のトルクを前記コイルスプリングに伝達するためのプレート部材であって、
   円周方向に延びる窓孔を有する円板状のプレート本体と、
   前記窓孔の径方向外側端に前記プレート本体から一体に切り起こされた外側覆い部と、
   前記窓孔の径方向内側端に前記プレート本体から一体に切り起こされた内側覆い部と、
   前記外側覆い部の円周方向両端から前記窓孔の円周方向両端に沿って前記内側覆い部側に一体に延び、かつ前記プレート本体からほぼ直交する方向に一体に突出する外側補強部と、
   前記内側覆い部の円周方向両端から前記窓孔の円周方向両端に沿って前記外側覆い部側に一体に延び、かつ前記プレート本体からほぼ直交する方向に一体に突出する内側補強部と、
   を備えたプレート部材。
2. 前記外側補強部と内側補強部とは、前記窓孔の半径方向中央部において離れている、請求項１に記載のダンパーディスク組立体のプレート部材。
3. 前記外側補強部と内側補強部とは、前記窓孔の円周方向両端において互いに近づくにしたがって、前記プレート本体からの突出量が小さくなる、請求項１または２に記載のプレート部材。
4. 前記プレート本体は、前記外側補強部と内側補強部との間に、円周方向内側を向くせん断面を有している、請求項２または３に記載のプレート部材。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のプレート部材と、前記プレート部材の外周部に固定された入力側部材と、前記プレート部材の窓孔に対応する位置に出力側窓孔を有し、前記入力側部材との間に摩擦抵抗発生機構を有する出力側部材と、前記プレート部材の窓孔と前記出力側部材の出力側窓孔とに嵌め込まれて、前記プレート部材と前記出力側部材とを円周方向に弾性的に連結するコイルスプリングと、を備えたダンパーディスク組立体。
6. 前記コイルスプリングは内部に弾性部材を備え、
   前記弾性部材は前記せん断面によって支持されている、
   請求項５に記載のダンパーディスク組立体。

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