JP3874305B2 - いくつかの摩擦ステージを有するトーションダンパー - Google Patents
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Description
例えば、摩擦クラッチを形成する上記タイプのトーションダンパーでは、回転部品のうちの一方が第1シャフト、実際には駆動シャフト、例えば自動車の場合は、エンジンのクランクシャフトに回転しないように固定された摩擦ディスクを支持し、一方の回転部品がハブを有し、このハブにより回転部品は第2シャフト、実際には被動シャフト、例えば上記の場合ではギアボックスの入力シャフトに回転しないように固定されるようになっている。
主ダンピングステージはハブディスクを備え、このハブディスクは、前記ハブおよびハブディスクの両側に軸方向に配置されたガイドワッシャーと称される2つの環状フランジの外歯に、所定の回転角方向の間隙をもって取り付けられた内歯を有する。ディスクとガイドワッシャーとの間には、この主ダンピングステージの円周方向に作用する弾性手段が挟持されており、ハブとハブディスクの間で生じ得る、相対的な回転各運動の限度は、上記歯の間の円周方向の間隙によって決定される。ハブとディスクとの間には、予備的トーションダンピングのためのサブアセンブリが挟持されることが多く、特に自動車の内燃機関のアイドリング速度レンジにおける振動を除くようになっている。
このサブアセンブリは、ハブディスクに結合された小径の2つのガイドワッシャーとハブに固定された補助ディスクとの間で、円周方向に作用する主ダンピングステージの強度よりも小さい強度の円周方向に作用する弾性手段を備える。
これら摩擦ステージと並列にいくつかの軸方向に作用する摩擦ステージが配置されている。主摩擦ステージの摩擦力は、主ダンピングステージと共に発生するように制御されることに注目されたい。より低いトルクレンジで作用するような低摩擦力の他のステージも設けられる。いずれのケースでも、各摩擦ステージの負荷を容易に制御でき、前記摩擦ステージを互いに比較的独立させ、正確に制御できることが好ましい。
この目的のためには、異なる摩擦ステージの負荷を調節するようになっている軸方向に作用するスプリング(実際にはクリンクルワッシャーまたはベルビーユワッシャー)は径が比較的大きいことが好ましい。しかし、摩擦ステージは、トーションダンパーの軸方向の寸法を大きくしてはならない。
本発明は、これらすべての問題に対する満足できる解決案を提供するものである。
より詳細には、本発明は、シャフトに接続されるようになっているハブと、このハブの外歯に所定の回転角方向の間隙をもって取り付けられた内歯を備えたハブディスクを有する主ダンピングステージと、前記ハブディスクの各側に、軸方向に配置された2つの環状フランジ、またはガイドワッシャーと、ディスクと前記ガイドワッシャーとの間に円周方向に挟持された弾性手段とを備えたタイプである。
円周方向に作用する数個の弾性ダンピングステージ、および軸方向に作用する数個の摩擦ステージを有するトーションダンパーであって、ガイドワッシャーの一方の軸方向の各側に主摩擦ステージが配置されており、このステージが前記ガイドワッシャーの各側に配置され、前記ガイドワッシャーを貫通する軸方向に配置されたブレースにより接合された2つのベアリングワッシャーと、前記ハブディスクに対して回転しないように結合されガイドワッシャーとベアリングワッシャーの間に挿入された摩擦ワッシャーと、このガイドワッシャーと他方のベアリングワッシャーとの間に挿入された弾性クランプワッシャーとを有することを特徴とするトーションダンパーに関する。
上記構造は、サブアセンブリの形成を可能にするものであり、主ダンピングステージを構成する構成要素の径方向内側のある容積の環状空間を自由にするものである。更に、弾性クランピングワッシャーは、補強されたベアリングワッシャーにより、摩擦ワッシャーを当該ガイドワッシャーに接触させた状態にクランプできる。
従って、例えば予備的ダンピングのためのサブアセンブリにいかなる作用も加えることなく、クランプを独立して正確に制御することができる。
本発明の別の有利な特徴によれば、ハブとガイドワッシャーとの間に自由にされた空間内に別の摩擦ステージが収容される。この比較的低摩擦のステージは、予備的トーションダンピングのためのサブアセンブリの回転運動の領域で作用するようになっている。このステージは、前記ガイドワッシャーによってセンタリングされた環状ベアリングと、ハブのラジアルショルダーと、このベアリングとの間に軸方向に挿入された保護ワッシャーと、前記ベアリングと前記ガイドワッシャーとの間に挿入された軸方向に作用する弾性ワッシャーとを備える。
最後に、前記主摩擦ステージのガイドワッシャーとハブディスクとの間に中間摩擦ステージが配置される。このステージの軸方向に作用する弾性ワッシャーは、主摩擦ステージの径とほぼ同じ径を有する。
より詳細には、この中間摩擦ステージは、ハブディスクと接触する摩擦ワッシャーを有する。この摩擦ワッシャーは、前記ハブと間隙をもって係合する手段と、前記摩擦ワッシャーと接触するベアリングワッシャーと、このベアリングワッシャーと主摩擦ステージのベアリングワッシャーのうちの1つとの間に挿入された弾性クランピングワッシャーとを備える。摩擦ワッシャーに接続するベアリングワッシャーは、前記ガイドワッシャーに回転しないように接続され、前記ガイドワッシャーの回りで前記主摩擦ステージに配置される。
従って、摩擦ステージは、主ダンピングステージの円周方向に作用する弾性手段の径方向内側に位置する。このように、異なる摩擦作用を正確かつ独立して制御できる。
次に添付図面に示し、単なる例として記載した本発明の要旨に係わる、摩擦クラッチを形成するトーションダンパーに関する次の説明を読めば、本発明について良好に理解でき、本発明の上記以外の利点がより明らかとなろう。
1つの図面は、当該トーションダンピング装置の部分側断面図である。
この図面を参照する。この図には共通軸線y−yを中心に互いに回転できるように取り付けられたいくつかの部品を有し、摩擦クラッチを形成するトーションダンパー11が示されている。部品の一方は、ガイドワッシャーと称される2つの環状フランジ13、14をほぼ備え、これらガイドワッシャーのうちの一方は、摩擦ディスク15を支持している。他方の部品は、被動シャフト、本例では図示していないギアボックスの入力シャフトに回転しないように固定できるよう、内歯の設けられた管状ハブ17から成る。
2つのガイドワッシャー13、14は、ディスク15をガイドワッシャー13に固定するようにも、公知の態様で働く軸方向に配置されたブレース(図面では見ることはできない)によって共に接合されている。これらブレースは、それ自体公知の態様で下記に説明するハブディスク25を、円周方向の間隙をもって貫通する。摩擦ディスク15は、圧力プレートとクランクシャフトに接続された反作用プレート(図示せず)との間のクラッチ操作により、摩擦ライニングによってクランプされることにより、駆動シャフト、すなわち内燃機関のクランクシャフトに回転しないように固定されるようになっている。
摩擦ディスク15とハブ17との間には、主ダンピングステージ20が構成されている。この円周方向に作用する弾性ダンピングステージは、従来の態様でガイドワッシャー13、14とこれらワッシャーの間に延びるハブディスク22との間に配置されている。一方のガイドワッシャー13、14と他方のハブ22に対向するように形成された開口部にコイルスプリング23a、23bが設置されており、この主ダンピングステージの円周方向に作用する弾性手段を形成している。
ハブディスク22はハブ上の外歯26と協働できる内歯25を有する。ハブディスクの歯とハブの歯との間には、所定の円周方向の間隙が設けられ、これら歯の間の可能な回転角運動を決定するようになっている。ここで、各歯25、26はノッチと交互に配置された台形をした歯から成る。
更に、ハブ17とハブディスク22との間には、予備的トーションダンピングを行うためのサブアセンブリ28が挟持されている。このサブアセンブリは、ガイドワッシャーの一方(ここではガイドワッシャー13)とハブディスク22との間に軸方向に挿入されている。このサブアセンブリは、小径のガイドワッシャーを形成する2つのフランジ30、31をスプリング23a、23bの径方向内側に備えており、ガイドワッシャーはガイドワッシャー30、31とディスク22とを回転接続するようハブディスク22内の孔33に係合する、フランジ30から突出する軸方向に配置されたラグ32によりスナップ嵌合によって接合されている。
2つの小さいガイドワッシャー30、31の間に軸方向に挿入された補助ディスク35は、クリンプ加工によりハブ17に固定されている。小さいガイドワッシャー30、31と補助ディスク35内で互いに対向する開口部に主ダンピングステージと同様に、円周方向に作用する弾性手段、ここでは螺旋スプリングが配置され、ガイドワッシャー30、31と補助ディスク35との間で円周方向に作用するようになっている。
これら円周方向に作用する弾性手段は、主ダンピングステージに取り付けられたスプリングよりも低強度のスプリング38から成る。
ガイドワッシャー13は、ハブ17の外側面に構成された円錐形表面41に摩擦取り付けされた円錐形ベアリング40に回転接続されている。ベアリング40は、ガイドワッシャー13に回転しないように固定するためガイドワッシャー13内の開口部に係合するピン(参照番号なし)をそれ自体公知の態様で有している。更に、このガイドワッシャー13の内側面と予備的トーションダンピング用のサブアセンブリ20のうちの小径の隣接ガイドワッシャー30との間に摩擦ワッシャー43が挿入され、金属製であるガイドワッシャー30、13との金属間接触を防止している。
本発明の重要な特徴によれば、ガイドワッシャー14の各側には、軸方向に主摩擦ステージ45が配置されている。この主摩擦ステージ45は、ガイドワッシャー14の各側に配置され、ガイドワッシャー14を貫通する軸方向に配置されたブレース49によって接合された2つのベアリングワッシャー47、48を有する。ハブディスク22には、回転しないように摩擦ワッシャー50が結合され、このワッシャーは、ガイドワッシャー14とベアリングワッシャーの一方、すなわち内側ベアリングワッシャー48との間に挿入されている。
この摩擦ワッシャー50およびハブディスク22は、前記摩擦ワッシャーに設けられた軸方向に折りたたまれたラグ55により回転しないように接続され、これらラグ54は、主ダンピングステージの弾性手段を収容するハブディスク内の開口部に係合している。このような接続は、円周方向の所定の間隙をもって達成され、ラグ54は、前記開口部の長手方向内側エッジに設けられたくぼみに、円周方向の間隙をもって進入している。ガイドワッシャー14と他方の外側ベアリングワッシャー47との間に挿入された弾性クランピングワッシャー56(例えばベルビーユワッシャー)によって組み立てが完了される。
図面から理解できるように、これまで述べたアセンブリは、摩擦ワッシャー50および弾性ワッシャー56の径をかなり大きくできる。このことは、所望の摩擦力を調節し、再現できる上で好ましいことである。更に有利なことに、ガイドワッシャー14と主摩擦ステージとのサブアセンブリが形成される。更にこの構造により、前記主摩擦ステージを構成する構成要素の径方向内側に位置する環状空間が自由にされる。この環状空間は(予備的ダンピング用のサブアセンブリ28のダンピングに対して低摩擦力を生じる)別の摩擦ステージ60を収容するように活用できる。
この摩擦ステージは、ハブの環状表面に径方向の間隙をもって回転自在に取り付けられた環状の固定ベアリング62と、ハブ上に設けられたラジアルショルダーと前記環状ベアリングとの間に軸方向に挿入された保護ワッシャー64と、前記ベアリング62と前記ガイドワッシャー14との間に挿入された軸方向に作用する弾性ワッシャー63(ここではベルビーユタイプのワッシャー)とを備える。
弾性ワッシャー63は、円錐ベアリング40および摩擦ワッシャー43の摩擦も決定する。(ハブの外歯26と接触する)ワッシャー64は、ベアリング40と同様にプラスチック製のベアリング62への損傷を防止する。ベアリング62はピンによりガイドワッシャー14に回転品用に接続されており、横断面はL字形となっている。これらピンは、ガイドワッシャー14内の開口部に係合している。ベアリング60は、弾性ワッシャー63を保持し、内部にセンタリングしている。
最後に、主摩擦ステージ45が位置する距離にほぼ等しい径方向距離に、ハブディスク22と前記主摩擦ステージのガイドワッシャー14との間に中間摩擦ステージ70も設置できる。この中間摩擦ステージ70は軸方向に作用する弾性ワッシャー72、すなわち主摩擦ステージの径とほぼ同じ径を有するクリンクルワッシャーも有する。この弾性クランピングワッシャーは、主摩擦ステージ45の内側ベアリングワッシャー48とハブディスク22の面に摩擦接触する摩擦ワッシャー76に接触するベアリング74との間に挿入されている。摩擦ワッシャー76は内側にハブの外歯26と協働する歯およびノッチを備える。ベアリングワッシャー74は軸方向に折られ、前記ガイドワッシャー14内の孔79に円周方向の間隙を生じることなく係合するラグ78によりガイドワッシャー14に対して回転しないように固定されている。
これらラグ78は、円周方向の間隙を生じることなく前記孔79を貫通するブレース49の径方向外側に延びている。摩擦ワッシャー76は、スライドワッシャーを構成し、ディスク22上の歯25とハブ17上の歯26との相互作用によって生じる衝撃に起因するノイズをダンピングできる。当然ながら、これを行うため、ワッシャー76は歯25、26の間に設けられた間隙よりも小さい円周方向の間隙をもってハブ17に係合している。従って、ワッシャー72の重量の値をワッシャー56の重量の値よりも小さくするように選択できる。
ハブ17とディスク15との間の回転運動の第1段階において、主ダンピングステージ20がスプリング23a、23bの大きな強度による1つのユニツトを形成することを指摘したい。
このようにして、予備的トーションダンピングのためのサブアセンブリ28のスプリング38が圧縮される。この段階は、歯25と26との間の間隙がなくなるまで続く。このように間隙がなくなった時点から、ハブディスク22は摩擦ワッシャー50の作用によりガイドワッシャー13、14に対して移動し、この場合、スプリング38は伸長状態のままである。当然ながら、ワッシャー76は上記のようにディスク22上の歯とハブ17上の歯との相互作用によって生じる衝撃をダンピングすることを可能にしている。
本発明は、これまで述べた実施例のみに限定されるものではない。特にベアリング40は必ずしも円錐形にする必要はなく、横断面をベアリング62の形状とし、一部41を円筒形としてもよい。一般的には、このベアリング40はガイドワッシャー13をセンタリングし、よってガイドワッシャー14をセンタリングする。
図面には、ディスク15とハブ17との間の回転運動の制限は、これらの間でガイドワッシャー13、14を接続するブレースとブレースが貫通するハブディスク22内の開口部の対応するエッジとの当接によって行われているが、このような運動の制限は、スプリング23a、23bの巻線部が隣接状態となることによって達成できる。
ディスク15は、摩擦ライニングがなくてもよく、エンジンのクランクシャフトに固定されたプレートに直接固定してもよい。変形例として、このプレートに固定されるのはワッシャー13でもよい。
ワッシャー43を設けなくてもよいように、ガイドワッシャー30、31をプラスチック製とすることができる。
ワッシャー74のラグ78を延長し、自由端側を外側に向けて、例えば側方または径方向に変形し、ベアリングワッシャー47の外側面に接触するショルダーを形成してもよい。こうして、ガイドワッシャー14内にワッシャー74および72を一体化し、主摩擦ステージのサブアセンブリを形成してもよい。
これが、前記サブアセンブリを形成するためリベット49に対向してベアリングワッシャー74に孔を開けた理由である。
当然ながら、ワッシャー74、50、47、48は金属製とする代わりにプラスチック製としてもよい。
後に理解できるように、各摩擦ステージの負荷は他の負荷と独立している。これら摩擦ステージは、スプリング230、231の径方向内側に位置する。
ここで、摩擦ステージ45は中間摩擦ステージ70の負荷よりも大きい負荷を有し、中間摩擦ステージ70は摩擦ステージ60よりも大きい負荷を有する。ここでラグ54は、ディスク22の開口部のくぼみに円周方向の間隙をもって進入するので、摩擦ワッシャー50は異なる態様で作用する。
従って、ディスク22とガイドワッシャー13、14との間の相対運動の開始時には摩擦ステージ70のみが作用する。
より詳細に説明すれば、ハブディスク22の歯とハブ17の歯との間の回転角方向の間隙がなくなる前は、摩擦ワッシャー76の2つの面が摩擦ステージの前記ディスク22およびワッシャー74を摩擦する。
前記歯の間の間隙がなくなった後は、ワッシャー76と74との間にしか摩擦が生じない。
従って、特に主摩擦ステージ20が強度の異なる段階的に作用するスプリング23b、23aを有する際に最適に振動が除去される。
当然ながら、変形例として円周方向の間隙をもってラグ54が上記くぼみに進入できる。同様に、円周方向に作用する弾性手段のいくつかはエラストマー材料、例えばエラストマーのブロックから構成できる。
ガイドワッシャー14は、大きく変形されない。すなわち、本発明の解決案が経済的となるように、孔49しか変形しないことも理解できよう。
弾性ワッシャー56は、ベアリングワッシャー47により良好に保護されることも理解できよう。
Claims (8)
- 周方向に作用する複数の弾性ダンピングステージと、軸方向に作用する複数の摩擦ステージとを有するトーションダンパーであって、シャフトに接続されるハブ(17)と、このハブ(17)の外歯との間に回転方向に所定の間隙が保持された内歯を有するハブディスク(22)を含む主ダンピングステージ(20)とを具備し、前記ハブディスク(22)の軸方向両側には、2つのガイドワッシャー(13)(14)が配置され、周方向に作用する弾性手段(23a)(23b)が、ハブディスク(22)および前記ガイドワッシャー(13)(14)により包囲されるようになっているトーションダンパーにおいて、
前記ガイドワッシャー(14)の軸方向両側に、主摩擦ステージ(45)が設けられ、この主摩擦ステージ(45)は、ガイドワッシャー(14)の軸方向両側に配置された2つのベアリングワッシャー(47)(48)であって、これらのベアリングワッシャー(47)(48)を軸方向に貫通するブレース(49)を介して互いに接合されたベアリングワッシャー(47)(48)と、前記ハブディスク(22)とともに回転しうるように、周方向に間隙を保持しつつハブディスク(22)に連結され、かつガイドワッシャー(14)およびベアリングワッシャー(48)の間に挿入された摩擦ワッシャー(50)と、ガイドワッシャー(14)およびベアリングワッシャー(47)の間に挿入された弾性クランプワッシャー(56)とを備え、
前記ハブ(17)およびガイドワッシャー(14)の間において、前記主摩擦ステージ(45)を構成する各要素よりも径方向内側の環状空間に、もう一つの摩擦ステージ(60)が設けられ、このもう一つの摩擦ステージ(60)は、前記ガイドワッシャー(14)とともに回転しうるようにガイドワッシャー(14)に固定された環状ベアリング(62)と、この環状ベアリング(62)と前記ハブ(17)の径方向における肩部との間に軸方向に挿入された保護ワッシャー(64)と、環状ベアリング(62)およびガイドワッシャー(14)の間に挿入された、軸方向に作用する弾性ワッシャー(63)とを備えることを特徴とするトーションダンパー。 - 前記ハブディスク(22)と、前記主摩擦ステージのガイドワッシャー(14)との間に、中間摩擦ステージ(70)が設けられていることを特徴とする請求項1記載のトーションダンパー。
- 前記中間摩擦ステージ(70)は、前記ハブディスク(22)に接するとともに前記ハブ(17)の外歯との間に回転方向に所定の間隙が保持された噛合手段を有する摩擦ワッシャー(76)と、この摩擦ワッシャー(76)と接し、かつ前記ガイドワッシャー(14)とともに回転するように、ラグ(78)を介してガイドワッシャー(14)に固定されたべアリングワッシャー(74)と、このベアリングワッシャー(74)および前記主摩擦ステージ(45)のベアリングワッシャー(48)の間に挿入された弾性クランプワッシャー(72)とを備えることを特徴とする請求項2記載のトーションダンパー。
- 前記主摩擦ステージ(45)を構成する各ワッシャー、および中間摩擦ステージ(70)を構成する各ワッシャーは、概ね同一の径を有することを特徴とする請求項3記載のトーションダンパー。
- 前記ハブディスク(22)と前記ガイドワッシャー(13)との間に、予備的ダンピングステージ(28)が挿入されていることを特徴とする請求項1記載のトーションダンパー。
- 前記ガイドワッシャー(13)は、円錐ベアリング(40)を介して前記ハブ(17)に取り付けられ、この円錐ベアリング(40)は、前記もう一つの摩擦ステージ(60)において軸方向に作用する弾性ワッシャー(63)により負荷が加えられる摩擦要素を形成することを特徴とする請求項5記載のトーションダンパー。
- 前記中間摩擦ステージ(70)のベアリングワッシャー(74)のラグ(78)は、前記ガイドワッシャー(14)の孔(79)を貫通する前記ブレース(49)よりも径方向外側において、この孔(79)を貫通することを特徴とする請求項3記載のトーションダンパー。
- 前記ラグ(78)の自由端は、前記ベアリングワッシャー(74)および前記弾性クランプワッシャー(72)を、前記ガイドワッシャー(14)および主摩擦ステージ(45)からなるサブアセンブリに関連づけるために、延長され、かつ変形されていることを特徴とする請求項7記載のトーションダンパー。
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