JP4385045B2 - ダンパー機構 - Google Patents

Description

本発明は、ダンパー機構、特に、動力伝達系において捩り振動を減衰するためのダンパー機構に関する。

車両の動力伝達系には、捩り振動を減衰するためにダンパー機構が用いられている。ここでは、エンジンからのトルクを伝達および遮断するクラッチ装置を例に説明する。

クラッチ装置は、フライホイールに近接して配置されたクラッチディスク組立体と、クラッチディスク組立体をフライホイールに押圧するためのクラッチカバー組立体とから構成されている。クラッチディスク組立体により、クラッチ機能およびダンパー機能が実現されている。

クラッチカバー組立体は、フライホイールに固定される環状のクラッチカバーと、クラッチカバーに対して軸方向に移動可能にかつ一体回転可能に設けられたプレッシャプレートと、プレッシャプレートをフライホイール側へ付勢するダイヤフラムスプリングとを有している。

クラッチディスク組立体は、プレッシャプレートとフライホイールとの間に狭持されるクラッチディスクと、クラッチディスクが固定され互いに対向して配置された１対の入力側プレートと、１対の入力側プレートの軸方向間に配置されたハブフランジと、１対の入力側プレートとハブフランジとを回転方向に弾性的に連結するコイルスプリングと、ハブフランジに対して回転方向に弾性的に連結される出力側ハブとから構成されている。１対の入力側プレート、ハブフランジおよびコイルスプリングにより、ダンパー機構が構成されている。

従来のクラッチディスク組立体では、所定の捩り角度の範囲内で入力側プレートとハブフランジとの相対回転を規制する部材として、ストップピンが用いられている。このストップピンは、１対の入力側プレートを連結しており、ハブフランジに形成された孔部を貫通している。ストップピンと孔部とが回転方向に当接することで、ストッパ機構が実現されている。

しかし、ストップピンは、強度を確保するために一定の径が必要であり、また１対の入力側プレートの外周縁からさらに半径方向内側に配置する必要がある。このため、１対の入力側プレートとハブフランジとの相対捩り角度を充分に大きくできない。この場合、剛性が高いコイルスプリングを用いたとしても、充分な相対捩り角度が得られない。したがって、従来のストップピンタイプのストッパ機構では、コイルスプリングの能力を最大限に利用することができない。

そこで、ストップピンを用いないストッパ機構が採用されたダンパー機構が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開平９−１９６０７８号公報

このダンパー機構では、１対の入力側プレートを連結する複数の連結部によりストッパ機構が実現されている。具体的には、連結部は一方の入力側プレートに一体成形された板状の部分である。連結部は、一方の入力側プレートの外周縁から他方の入力側プレートに向かって軸方向に延びる当接部と、当接部の端部から半径方向内側へ延び他方の入力側プレートに固定される固定部と、を有している。また、ハブフランジの外周部には、半径方向外側へ延びる複数の突出部と、突出部の回転方向間に形成された切欠きと、を有している。連結部の当接部は、切欠きを軸方向に貫通しており、入力側プレートとハブフランジとが相対回転すると突出部と回転方向に当接する。これにより、このダンパー機構では、ストップピンを用いることなく、簡素な構造によりストッパ機構を実現することができる。

しかし、このダンパー機構では、連結部の回転方向間（ハブフランジの切欠きの回転方向間）にコイルスプリングが配置されており、また複数の連結部が回転方向に同じピッチで（等間隔で）配置されている。このため、基本的には全てのコイルスプリングの寸法は同じにするのが好ましい。言い換えると、このダンパー機構では、例えば一部のコイルスプリングを小さくすることはできたとしても、一部のコイルスプリングをさらに大きくすることは、配置上、極めて困難であると言える。すなわち、従来のダンパー機構では、コイルスプリングが配置の制限を受けやすく、捩り特性のバリエーションを増やしにくい構造となっている。

一方で、コストダウンを考慮して、構造の変更を最小限に抑えつつ、様々な捩り特性を実現できるダンパー機構が求められている。

本発明の課題は、構造の変更を最小限に抑えつつ、ダンパー機構の設計の自由度を高めることにある。

第１の発明に係るダンパー機構は、軸方向に並んで配置された１対の第１回転体と、１対の第１回転体の軸方向間に相対回転可能に配置された第２回転体と、第１および第２回転体を回転方向に弾性的に連結する複数の弾性部材と、を備えている。第２回転体は、第２本体部と、第２本体部の外周縁から半径方向外側へ延び弾性部材に対応して配置される複数の突出部と、を有している。１対の第１回転体は、１対の第１本体部と、複数の突出部の回転方向間に配置され１対の第１本体部を連結する複数の連結部と、を有している。複数の連結部は、隣り合うピッチが異なるように配置されている。連結部は、一方の第１本体部の外周縁から軸方向に延び突出部と回転方向に当接可能な当接部と、当接部の端部から半径方向内側へ延び他方の第１本体部に固定される固定部と、を有している。

このダンパー機構では、例えば第１回転体にトルクが入力されると、第１回転体と第２回転体とが相対回転する。このとき、第１回転体に入力された捩り振動が弾性部材により吸収・減衰される。そして、第１回転体と第２回転体とが所定の捩り角度だけ相対回転すると、第１回転体の連結部と第２回転体の突出部とが回転方向に当接する。これにより、このダンパー機構では、トルク入力時の捩り振動を吸収および減衰しつつ、一方の回転体の入力されたトルクを他方の回転体に伝達することができる。

そして、この場合、隣り合うピッチが異なるように複数の連結部が配置されているため、連結部の間に配置される弾性部材の大きさを変えることができる。例えば、ピッチが大きい領域には、寸法の大きな弾性部材を配置することができる。この結果、構造の変更を最小限に抑えつつ、弾性部材の種類や配置のバリエーションが増やすことができ、ダンパー機構の捩り特性のバリエーションを増やすことができる。すなわち、このダンパー機構では、構造の変更を最小限に抑えつつ、設計の自由度を高めることができる。

第２の発明に係るダンパー機構は、第１の発明に係るダンパー機構において、当接部の回転方向中心と固定部の回転方向中心とは、回転方向の位置が異なっている。

第３の発明に係るダンパー機構は、第２の発明に係るダンパー機構において、当接部の回転方向中心が、対応する連結部を基準として隣り合うピッチが小さい方へ、対応する固定部の回転方向中心に対して回転方向の位置がずれている。

第４の発明に係るダンパー機構は、第１から第３のいずれかの発明に係るダンパー機構において、第２回転体が、突出部の内周側に配置され弾性部材が収容される複数の窓孔をさらに有している。複数の突出部は、連結部を基準として隣り合うピッチが大きい領域に配置された第１突出部を含んでいる。第１突出部の回転方向を向く両端面は、対応する窓孔の回転方向を向く両端面に対して回転方向外側に配置されている。

この場合、連結部における隣り合うピッチが大きい領域には、従来よりも大きな窓孔を形成することができる。この結果、従来よりも大きな弾性部材を配置することができ、捩り特性のバリエーションの増加を容易に実現できる。

ここで、回転方向外側とは、第１突出部の回転方向中心または対応する窓孔の回転方向中心を基準として回転方向の外側、ということを意味している。

第５の発明に係るダンパー機構は、第４の発明に係るダンパー機構において、複数の突出部が、連結部を基準として隣り合うピッチが小さい領域に配置された第２突出部をさらに含んでいる。第２突出部の回転方向を向く両端面は、対応する窓孔の回転方向を向く両端面に対して回転方向内側に配置されている。

この場合、隣り合う突出部の距離を大きくとることができ、第１回転体と第２回転体との相対回転角度を大きくとることができる。すなわち、このダンパー機構では、従来と同じ、あるいは従来よりも大きい作動角を確保することができる。

ここで、回転方向内側とは、第２突出部の回転方向中心または対応する窓孔の回転方向中心を基準として回転方向の内側、ということを意味している。

本発明に係るダンパー機構では、上記の構成により、構造の変更を最小限に抑えつつ設計の自由度を高めることができる。

以下、図面に基づいて、本発明に係るダンパー機構の実施形態について説明する。ここでは、ダンパー機構が搭載されたクラッチディスク組立体を例に説明する。

〔１．クラッチディスク組立体の全体構成〕

図１または図２を用いて、本発明に係るダンパー機構４が搭載されたクラッチディスク組立体１について説明する。図１にクラッチディスク組立体１の縦断面概略図、図２にクラッチディスク組立体１の平面概略図を示す。図１のＯ−Ｏ線は、クラッチディスク組立体１の回転軸線である。また、図１の左側にエンジンおよびフライホイール（図示せず）が配置されており、図１の右側にトランスミッション（図示せず）が配置されている。さらに、図２のＲ１側がクラッチディスク組立体１の回転方向駆動側（正側）であり、Ｒ２側がその反対側（負側）である。

クラッチディスク組立体１は、車両の動力伝達系を構成するクラッチ装置に用いられる機構であり、クラッチ機能とダンパー機能とを有している。クラッチ機能とは、フライホイール（図示せず）に対してプレッシャプレート（図示せず）によりクラッチディスク組立体１が押圧および押圧解除されることによってトルクの伝達および遮断をする機能である。ダンパー機能とは、コイルスプリング等によりフライホイール側から入力される捩り振動を吸収および減衰する機能である。

図１および図２に示すように、クラッチディスク組立体１は主に、フライホイールからトルクが入力されるクラッチディスク２３と、クラッチディスク２３から入力される捩り振動を吸収および減衰するダンパー機構４と、から構成されている。

クラッチディスク２３は、フライホイール（図示せず）に押し付けられる部分であり、主に、環状の１対の摩擦フェーシング２５と、摩擦フェーシング２５が固定されるクッショニングプレート２４と、から構成されている。クッショニングプレート２４は、環状部２４ａと、環状部２４ａの外周側に設けられ回転方向に並ぶ８つのクッショニング部２４ｂと、環状部２４ａから半径方向内側に延びる４つの固定部２４ｃと、から構成されている。各クッショニング部２４ｂの両面には、摩擦フェーシング２５がリベット２６により固定されている。固定部２４ｃはダンパー機構４の外周部に固定されている。

〔２．ダンパー機構の構成〕
ここで、図３〜図７を用いてダンパー機構４を構成する各部材について詳細に説明する。図３にダンパー機構４の平面概略図、図４にハブフランジ６の平面図、図５に入力回転体２の平面図、図６および図７にダンパー機構４の部分断面図を示す。

ダンパー機構４は主に、クラッチディスク２３が固定される入力回転体２と、入力回転体２に対して回転可能に配置された第２回転体としてのハブフランジ６と、ハブフランジ６に対して回転可能に配置されたスプラインハブ３と、ハブフランジ６とスプラインハブ３とを回転方向に弾性的に連結する第１コイルスプリング７と、入力回転体２とハブフランジ６とを回転方向に弾性的に連結する第２コイルスプリング８と、から構成されている。スプラインハブ３はトランスミッション（図示せず）の入力シャフトの端部にスプライン係合している。

入力回転体２は、１対の第１回転体としてのクラッチプレート２１およびリテーニングプレート２２から構成されている。クラッチプレート２１およびリテーニングプレート２２は、板金製の円板状または環状の部材であり、軸方向に所定の間隔をあけて配置されている。クラッチプレート２１はエンジン側に配置され、リテーニングプレート２２はトランスミッション側に配置されている。クラッチプレート２１とリテーニングプレート２２は後述する連結部３１により互いに固定されている。このため、クラッチプレート２１およびリテーニングプレート２２は、軸方向に所定の間隔を保った状態で一体回転可能となっている。また、クラッチプレート２１の外周部には、クラッチディスク２３の固定部２４ｃがリベット２７により固定されている。

クラッチプレート２１およびリテーニングプレート２２は、第２コイルスプリング８を保持する機能を有している。具体的には、クラッチプレート２１およびリテーニングプレート２２は、環状の１対の第１本体部２８と、第１本体部２８の外周部に回転方向に並んで配置された４つの保持部３５と、保持部３５の回転方向間に配置された４つの連結部３１と、から構成されている。

保持部３５は、内周側および外周側に切り起こし部３５ａ，３５ｂを有している。切り起こし部３５ａ,３５ｂは第２コイルスプリング８の軸方向および半径方向への移動を規制している。また、保持部３５の回転方向寸法は、第２コイルスプリング８の長さとほぼ一致している。保持部３５の円周方向両端には、第２コイルスプリング８の端部と当接または近接する当接面３６が形成されている。なお、４つの保持部３５は、隣り合うピッチが異なるように配置されている（図５参照）。具体的には、図５の左右の保持部３５は上下の保持部に対して角度θ４だけ回転方向にずれている。

連結部３１は、１対の第１本体部２８の外周側に配置されており、１対の第１本体部２８を連結している。具体的には、連結部３１は、一方の第１本体部２８（本実施形態では、リテーニングプレート２２の第１本体部２８）の外周縁から他方の第１本体部２８（本実施形態では、クラッチプレート２１の第１本体部２８）へ軸方向に延びる当接部３２と、当接部３２の端部から半径方向内側へ延びる固定部３３と、から構成されている（図７参照）。固定部３３は、クラッチディスク２３の固定部２４ｃとともに、リベット２７によりクラッチプレート２１の第１本体部２８に固定されている。

ハブフランジ６は、クラッチプレート２１およびリテーニングプレート２２の間に相対回転可能に配置されており、第２コイルスプリング８によりクラッチプレート２１およびリテーニングプレート２２に弾性的に連結されている。具体的には、ハブフランジ６は、環状の第２本体部２９と、第２本体部２９の外周部に形成された１対の第１窓孔４１および１対の第２窓孔４２と、第２本体部２９の外周部に形成された４つの切欠き４３と、から構成されている。１対の第１窓孔４１および１対の第２窓孔４２は、４つの保持部３５に対応する位置に配置されている。１対の第１窓孔４１は半径方向に対向して配置されており、１対の第２窓孔４２は半径方向に対向して配置されている。

第１窓孔４１および第２窓孔４２には、第２コイルスプリング８が収容されている。第１窓孔４１の回転方向寸法は保持部３５よりも長く設定されており、第２窓孔４２の回転方向寸法は保持部３５とほぼ同じ長さに設定されている。第１窓孔４１および第２窓孔４２には、第２コイルスプリング８の端部と当接または近接する第１当接面４４および第２当接面４７が円周方向両端に形成されている。

また、クラッチプレート２１およびリテーニングプレート２２の中心孔３７，３８内には、スプラインハブ３が配置されている。スプラインハブ３は、軸方向に延びる筒状のボス５２と、ボス５２から半径方向外側に延びるフランジ５４と、から構成されている。ボス５２の内周部には、トランスミッションの入力シャフト（図示せず）に係合するスプライン孔５３が形成されている。

図３に示すように、フランジ５４の外周部に形成された複数の外周歯５５は、ハブフランジ６の内周部に形成された複数の内周歯５９と噛み合っている。フランジ５４の外周縁およびハブフランジ６の内周縁には、第１コイルスプリング７が収容される第１切欠き５６および第２切欠き５８が形成されている。第１コイルスプリング７の端部には１対のスプリングシートが装着されている。第１コイルスプリング７が圧縮されていない状態では、外周歯５５と内周歯５９との回転方向間に隙間が形成されている。この隙間に対応する捩り角度は、隙間角度θ１ｐおよびθ１ｎである。外周歯５５のＲ１側に形成された隙間は、隙間角度θ１ｐに対応しており、外周歯５５のＲ２側に形成された隙間は、隙間角度θ１ｎに対応している。

また、第２コイルスプリング８は、同心上に配置され径が異なる１対のコイルスプリングから構成されている。第２コイルスプリング８は第１コイルスプリング７に比べて径が大きく長さが長い。第２コイルスプリング８のバネ定数は第１コイルスプリング７のバネ定数に比べてはるかに大きい値に設定されている。すなわち、第２コイルスプリング８は第１コイルスプリング７よりもはるかに剛性が高い。このため、入力回転体２にトルクが入力されると、ハブフランジ６とスプラインハブ３との間で第１コイルスプリング７が圧縮を開始し、ハブフランジ６およびスプラインハブ３が一体回転すると、入力回転体２およびハブフランジ６との間で第２コイルスプリング８が圧縮を開始する。

以上のように、入力回転体２に入力されたトルクは第２コイルスプリング８を介してハブフランジ６に伝達され、ハブフランジ６とスプラインハブ３とが相対回転する。この結果、ハブフランジ６とスプラインハブ３との間で第１コイルスプリング７が圧縮される。ハブフランジ６とスプラインハブ３との相対捩り角度が所定の角度に達すると、外周歯５５および内周歯５９が当接して両部材６，３は一体回転し、入力回転体２とハブフランジ６とが相対回転する。この結果、入力回転体２とハブフランジ６との間で第２コイルスプリング８は圧縮される。これにより、クラッチディスク２３から入力回転体２に入力された捩り振動が吸収・減衰される。なお、第１コイルスプリング７は並列に作用し、第２コイルスプリング８は並列に作用する。

（２．２：ストッパ機構）
また、ダンパー機構４には、入力回転体２に入力されたトルクを直接伝達するために、ストッパ機構としての第１ストッパ９および第２ストッパ１０が設けられている。

第１ストッパ９は、ハブフランジ６とスプラインハブ３との相対回転を一定の範囲内で制限するための機構であり、スプラインハブ３の外周歯５５と、ハブフランジ６の内周歯５９と、から構成されている。第１ストッパ９は、隙間角度θ１ｐおよびθ１ｎの範囲内において、ハブフランジ６とスプラインハブ３との相対回転を許容している。

第２ストッパ１０は、入力回転体２とハブフランジ６との相対回転を一定の範囲内で制限するための機構であり、入力回転体２の連結部３１と、ハブフランジ６の第１突出部４９および第２突出部５７と、から構成されている。

具体的には、第２本体部２９の外周縁には、半径方向外側へ延びる突出部としての１対の第１突出部４９および１対の第２突出部５７が形成されている。第１突出部４９および第２突出部５７は、第１窓孔４１および第２窓孔４２の外周側に配置されており、回転方向両端にはストッパ面５０，５１が形成されている。ストッパ面５０，５１は連結部３１のストッパ面３９と当接可能である。

また、図３に示す中立状態において、連結部３１と第１突出部４９および第２突出部５７との回転方向間には、隙間が確保されている。この隙間に対応する捩り角度は、隙間角度θ３ｐまたはθ３ｎである。連結部３１のＲ１側に形成された隙間は、隙間角度θ３ｐに対応しており、連結部３１のＲ２側に形成された隙間は、隙間角度θ３ｎに対応している。これにより、第２ストッパ１０は、隙間角度θ３ｐおよびθ３ｎの範囲内において、入力回転体２とスプラインハブ３との相対回転を許容している。

（２．３：摩擦発生機構）
さらに、ダンパー機構４には、捩り振動をより効果的に吸収・減衰させるために、摩擦抵抗を利用してヒステリシストルクを発生させる摩擦発生機構５が設けられている。具体的には、摩擦発生機構５は、第１摩擦ワッシャ７９と、第２摩擦ワッシャ７２と、第３摩擦ワッシャ８５と、を有している。

第１摩擦ワッシャ７９は、スプラインハブ３のフランジ５４とリテーニングプレート２２の内周部との軸方向間に配置されており、ボス５２の外周側に配置されている。第１摩擦ワッシャ７９は樹脂製である。第１摩擦ワッシャ７９は主に、環状の本体８１と、本体８１から半径方向外側へ延びる複数の突起８２と、から構成されている。

本体８１はフランジ５４のトランスミッション側の面に当接しており、本体８１とリテーニングプレート２２との間には第１コーンスプリング８０が配置されている。第１コーンスプリング８０は本体８１とリテーニングプレート２２との間で軸方向に圧縮されている。このため、第１摩擦ワッシャ７９の摩擦面は第１コーンスプリング８０によりフランジ５４に圧接されている。また、複数の突起８２は第２摩擦ワッシャ７２の凹部７７（後述）に係合している。これにより、第１摩擦ワッシャ７９と第２摩擦ワッシャ７２とは一体回転可能である。

第２摩擦ワッシャ７２は、ハブフランジ６の内周部とリテーニングプレート２２の内周部との間に配置されており、第１摩擦ワッシャ７９の外周側に配置されている。第２摩擦ワッシャ７２は主に、環状の本体７４と、本体７４の内周部からトランスミッション側へ延びる複数の係合部７６と、本体７４の内周部のトランスミッション側に形成された凹部７７と、から構成されている。第２摩擦ワッシャ７２は例えば樹脂製である。

本体７４はハブフランジ６のトランスミッション側面に当接しており、本体７４とリテーニングプレート２２との間には第２コーンスプリング７３が配置されている。第２コーンスプリング７３は、本体７４とリテーニングプレート２２との間で圧縮されている。これにより、第２摩擦ワッシャ７２の摩擦面は第２コーンスプリング７３によりハブフランジ６に圧接されている。また、係合部７６はリテーニングプレート２２の孔部を貫通している。これにより、第２摩擦ワッシャ７２とリテーニングプレート２２とは一体回転可能である。さらに、凹部７７には第１摩擦ワッシャ７９の突起８２が係合している。このため、第１摩擦ワッシャ７９は第２摩擦ワッシャ７２を介してリテーニングプレート２２と一体回転可能である。

なお、第１コーンスプリング８０の付勢力は第２コーンスプリング７３の付勢力より小さくなるように設計されている。また、第１摩擦ワッシャ７９は第２摩擦ワッシャ７２に比べて摩擦係数が低い。このため、第１摩擦ワッシャ７９によって発生する摩擦（ヒステリシストルク）は第２摩擦ワッシャ７２で発生する摩擦（ヒステリシストルク）より大幅に小さくなっている。

第３摩擦ワッシャ８５は、フランジ５４とクラッチプレート２１の内周部との間に配置されており、ボス５２の外周側に配置されている。第３摩擦ワッシャ８５は例えば樹脂製である。第３摩擦ワッシャ８５は主に、環状の本体８７と、本体８７からエンジン側に延びる複数の係合部８８と、から構成されている。

本体８７は、フランジ５４およびハブフランジ６のエンジン側の面に当接しており、クラッチプレート２１のトランスミッション側の面に当接している。係合部８８はクラッチプレート２１に形成された孔部を貫通している。第３摩擦ワッシャ８５は係合部８８によりクラッチプレート２１に一体回転可能である。また、本体８７は、クラッチプレート２１の中心孔３７に相対回転不能に係合し、その内周面はボス５２の外周面に摺動可能に当接している。すなわち、クラッチプレート２１は第３摩擦ワッシャ８５を介してボス５２により半径方向に位置決めされている。

以上のように、第１摩擦ワッシャ７９および第３摩擦ワッシャ８５により大摩擦発生機構１４が構成されており、第２摩擦ワッシャ７２および第３摩擦ワッシャ８５により小摩擦発生機構１５が構成されている。そして、入力回転体２、ハブフランジ６およびスプラインハブ３が相対回転すると、大摩擦発生機構１４および小摩擦発生機構１５によりヒステリシストルクが発生し、ダンパー機構４による捩り振動の減衰および吸収をより効果的に行うことができる。

〔３．本発明の特徴的な構成〕
ここで、本発明に係るダンパー機構４の特徴的な構成について詳細に説明する。 このダンパー機構４では、主に連結部３１の配置に特徴を有している。具体的には図３に示すように、４つの複数の連結部３１は同じピッチでは配置されておらず、隣り合うピッチが異なるように配置されている。言い換えると、連結部３１の固定部３３の回転方向中心は隣り合うピッチが異なるように配置されている。例えば、第１突出部４９の回転方向両側に配置された２つの連結部３１がなす角度Ａ１は、第２突出部５７の回転方向両側に配置された２つの連結部３１がなす角度Ａ２よりも大きい。ここで、角度Ａ１およびＡ２の基準（ピッチの基準）は、連結部３１の固定部３３を固定するリベット２７の回転方向中心（またはリベット２７が貫通する孔３３ａの回転方向中心）である。２つの第１突出部４９のＲ１側に配置される２つの連結部３１は、回転軸Ｏを挟んで対向する位置に配置されている。また、２つの第１突出部４９のＲ２側に配置される２つの連結部３１は、回転軸Ｏを挟んで対向する位置に配置されている。

これらの構成により、ハブフランジ６の切欠き４３の配置が従来と異なってくる。具体的には図３に示すように、切欠き４３の形状は、対応する固定部３３の形状と相補的であり、かつ、固定部３３よりも若干大きく形成されている。これは、組み付け時に、固定部３３が切欠き４３を軸方向に通過可能にするためである。したがって、上記のように隣り合うピッチが異なるように連結部３１が配置された場合、それに応じて切欠き４３も隣り合うピッチが異なるように配置される。この結果、連結部３１のピッチが大きい第１領域Ａ１に配置された第１窓孔４１の方が、連結部３１のピッチが小さい第２領域Ａ２に配置された第２窓孔４２よりも、回転方向寸法を大きくとることができる。

例えば、図３に示すように、４つの第２コイルスプリング８は同じ大きさであるが、第２窓孔４２よりも第１窓孔４１の方が回転方向寸法を大きくできる。このため、第１窓孔４１の第１当接面４４と第２コイルスプリング８の端部との回転方向間に隙間を確保することが可能となる。この隙間に対応する捩り角度は、隙間角度θ２ｐおよびθ２ｎである。第２コイルスプリング８の端部のＲ１側に形成された隙間は、隙間角度θ２ｐに対応しており、第２コイルスプリング８の端部のＲ２側に形成された隙間は、隙間角度θ２ｎに対応している。隙間角度θ２ｐは、隙間角度θ２ｎよりも小さく設定されている。

以上のように、第１窓孔４１にのみ隙間を確保しているため、このダンパー機構４では後述するように第２コイルスプリング８を利用して２段階の捩り特性を実現できる。

また図３に示すように、上記の構成に加えて、当接部３２の回転方向中心と固定部３３の回転方向中心とは回転方向の位置が異なっている。具体的には、当接部３２の回転方向中心が、その当接部３２に対応する連結部３１を基準として隣り合うピッチが小さい方へ、その当接部３２に対応する固定部３３の回転方向中心に対して回転方向の位置がずれている。例えば図３に示すように、第１突出部４９のＲ１側に配置された連結部３１について考えると、固定部３３の回転方向中心に対して当接部３２の回転方向中心がＲ１側に配置されている。そして、この連結部３１を基準とした場合、隣り合うピッチが小さい角度Ａ２側へ当接部３２の回転方向中心がずれている。これは、他の３つの連結部３１についても同様である。

以上のように、固定部３３に対する当接部３２の位置を回転方向にずらすことで、ストッパ面５０と第１突出部４９との位置関係が従来と異なる。具体的には、このダンパー機構４では、第１突出部４９に形成される２つのストッパ面５０が第１窓孔４１に形成される２つの第１当接面４４よりも回転方向外側に配置されている。Ｒ１側のストッパ面５０は、Ｒ１側の第１当接面４４よりもＲ１側に配置されており、Ｒ２側のストッパ面５０は、Ｒ２側の第１当接面４４よりもＲ２側に配置されている。したがって、第１突出部４９の回転方向長さは、第１窓孔４１の回転方向長さよりも長い。

一方で、隙間角度θ３ｐを確保するために、第２突出部５７に形成される２つのストッパ面５１は、第２窓孔４２に形成される２つの第２当接面４７よりも回転方向内側に配置されている。具体的には、Ｒ１側のストッパ面５１は、Ｒ１側の第２当接面４７よりもＲ２側に配置されており、Ｒ２側のストッパ面５１は、Ｒ２側の第２当接面４７よりもＲ１側に配置されている。したがって、第２突出部５７の回転方向長さは、第２窓孔４２の回転方向長さよりも短い。

以上の構成により、第１窓孔４１の半径方向寸法を大きくとることができ、第１窓孔４１に対応する第２コイルスプリング８の径をより大きくすることができる。

ここで、回転方向外側とは、第１突出部４９の回転方向中心または対応する第１窓孔４１の回転方向中心を基準として回転方向の外側、ということを意味している。また、回転方向内側とは、第２突出部５７の回転方向中心または対応する第２窓孔４２の回転方向中心を基準として回転方向の内側、ということを意味している。

〔３．機械回路図〕
以上のようなダンパー機構４を機械回路図で示すと、図８のようになる。この機械回路図は、ダンパー機構における各部材の回転方向の関係を模式的に描いたものである。したがって一体回転する部材は同一の部材として取り扱っている。

図８に示すように、ハブフランジ６は入力回転体２とスプラインハブ３との回転方向間に配置されている。ハブフランジ６はスプラインハブ３に第１コイルスプリング７を介して回転方向に弾性的に連結されている。また、ハブフランジ６とスプラインハブ３との間には第１ストッパ９が形成されている。第１ストッパ９における第１隙間角度θ１ｐおよびθ１ｎの範囲内で第１コイルスプリング７は圧縮可能である。ハブフランジ６は入力回転体２に対して第２コイルスプリング８を介して回転方向に弾性的に連結されている。また、ハブフランジ６と入力回転体２との間には第２ストッパ１０が形成されている。第２ストッパ１０における隙間角度θ３ｐおよびθ３ｎの範囲内で第２コイルスプリング８は圧縮可能となっている。以上に述べたように、入力回転体２およびスプラインハブ３は、ハブフランジ６を介して、直列に配置された第１コイルスプリング７および第２コイルスプリング８により回転方向に弾性的に連結されている。

ここでは、ハブフランジ６は２種類のコイルスプリングの間に配置された中間部材として機能している。また、以上に述べた構造は、並列に配置された複数の第１コイルスプリング７と第１ストッパ９とからなる第１ダンパーと、並列に配置された複数の第２コイルスプリング８と第２ストッパ１０とからなる第２ダンパーとが、直列に配置された構造と考えることもできる。なお、第１コイルスプリング７全体の剛性は第２コイルスプリング８全体の剛性よりはるかに小さく設定されている。そのため、第１隙間角度θ１およびθ１ｎまでの捩り角度の範囲で第２コイルスプリング８はほとんど回転方向に圧縮されない。

〔４．動作〕
次に、図８〜図１２を用いてクラッチディスク組立体１のダンパー機構の動作および捩り特性について説明する。図９〜図１１に動作中の機械回路図、図１２に捩り特性線図を示す。なお、以下の説明は、図８に示す中立状態からスプラインハブ３に対して入力回転体２をＲ１側に捩っていく正側捩り特性を説明しており、負側捩り特性については同様であるため説明は省略する。

図８の中立状態からスプラインハブ３に対して入力回転体２がＲ１側すなわち回転方向駆動側に捩られる。このとき、第２コイルスプリング８のバネ定数よりも第１コイルスプリング７のバネ定数の方が小さいため、第２コイルスプリング８は圧縮されず、第１コイルスプリング７がスプラインハブ３とハブフランジ６との間で回転方向に圧縮される。また、スプラインハブ３とハブフランジ６との相対回転により、小摩擦発生機構１５で滑りが生じる。この結果、図１２に示すように、捩り角度０から捩り角度θ１ｐの範囲内においては、低剛性および低ヒステリシストルクの特性が得られる。図９の状態では、フランジ５４の外周歯５５とハブフランジ６の内周歯５９とが回転方向に当接して、第１ストッパ９が作動する。このため、図９の状態からさらに入力回転体２の捩り角度が大きくなると、スプラインハブ３とハブフランジ６とは一体回転する。

図９の状態からさらに入力回転体２がＲ１側に捩られると、ハブフランジ６と入力回転体２との間で第２コイルスプリング８が回転方向に圧縮される。このとき、第１窓孔４１の第１当接面４４と第２コイルスプリング８の端部との間には、隙間角度θ２ｐが確保されている。このため、図１０に示すように、捩り角度θ１ｐから捩り角度θ１ｐ＋θ２ｐの範囲内においては、第２窓孔４２に収容された２つの第２コイルスプリング８のみが圧縮される。このとき、小摩擦発生機構１５に加えて大摩擦発生機構１４においても摩擦抵抗が発生する。

また、図１０の状態からさらに入力回転体２がＲ１側に捩られると、第２窓孔４２に収容された２つの第２コイルスプリング８に加えて第１窓孔４１に収容された２つの第２コイルスプリング８が圧縮される。そして、捩り角度がθ１ｐ＋θ３ｐに達すると、連結部３１と第１突出部４９および連結部３１と第２突出部５７が回転方向に当接して、第２ストッパ１０が作動する。すなわち、図１２に示すように、捩り角度θ１ｐ＋θ２ｐから捩り角度θ１ｐ＋θ３ｐの範囲内においては、このダンパー機構では３段階の捩り特性が実現され、捩り角度がθ１ｐ＋θ３ｐに達すると、入力回転体２、ハブフランジ６およびスプラインハブ３は一体回転し、入力回転体２に入力されたトルクはスプラインハブ３から出力される。

以上に説明したように、このクラッチディスク組立体１では、第１コイルスプリング７、第２コイルスプリング８、そして隙間角度θ１ｐ、θ２ｐ、θ３ｐにより、３段階の捩り特性が実現されている。 〔５．作用効果〕
このように、このクラッチディスク組立体１では、連結部３１の隣り合うピッチが異なっているため、ハブフランジ６の第１窓孔４１周辺を大きくできる。この結果、ハブフランジ６の第１窓孔４１を大きくしたり、あるいは第１窓孔４１に収容される第２コイルスプリング８を大きくしたりできる。

この場合、例えば、前述のように第１窓孔４１と第２コイルスプリング８との間に隙間角度θ２ｐおよびθ２ｎを確保したり、隙間角度を設けずに第２コイルスプリング８の寸法を大きくしたりできる。また、隙間角度θ２ｐおよびθ２ｎのうち一方のみを確保することができる。

このように、このダンパー機構４では、構造の変更を最小限に抑えつつ、様々な捩り特性を実現することができる、すなわち設計の自由度を飛躍的に高めることが可能となる。

〔６．その他の実施形態〕
本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。

前述の実施形態では、ダンパー機構４が搭載されたクラッチディスク組立体１を例に説明しているが、これに限定されない。例えば、このダンパー機構は２マスフライホイールや流体式トルク伝達装置のロックアップ装置などの他の動力伝達装置にも適用可能である。

クラッチディスク組立体の縦断面概略図 クラッチディスク組立体の平面概略図 ダンパー機構の平面概略図 ハブフランジの平面図 入力回転体の平面図 ダンパー機構の部分断面図 ダンパー機構の部分断面図 ダンパー機構の機械回路図 ダンパー機構の機械回路図 ダンパー機構の機械回路図 ダンパー機構の機械回路図 ダンパー機構の捩り特性線図

符号の説明

１ クラッチディスク組立体
２ 入力回転体（１対の第１回転体）
３ スプラインハブ
４ ダンパー機構
５ 摩擦発生機構
６ ハブフランジ（第２回転体）
７ 第１コイルスプリング
８ 第２コイルスプリング（弾性部材）
９ 第１ストッパ
１０ 第２ストッパ
２８ 第１本体部
２９ 第２本体部
３５ 保持部
３１ 連結部
３２ 当接部
３３ 固定部
４３ 切欠き
４１ 第１窓孔
４２ 第２窓孔
４４ 第１当接面（端面）
４７ 第２当接面（端面）
５０，５１ ストッパ面（端面）
４９ 第１突出部（突出部）
５７ 第２突出部（突出部）

Claims (5)

1. 軸方向に並んで配置された１対の第１回転体と、
   前記１対の第１回転体の軸方向間に相対回転可能に配置された第２回転体と、
   前記第１および第２回転体を回転方向に弾性的に連結する複数の弾性部材と、を備え、
   前記第２回転体は、第２本体部と、前記第２本体部の外周縁から半径方向外側へ延び前記弾性部材に対応して配置される複数の突出部と、を有しており、
   前記１対の第１回転体は、１対の第１本体部と、前記複数の突出部の回転方向間に配置され前記１対の第１本体部を連結する複数の連結部と、を有しており、
   前記複数の連結部は、隣り合うピッチが異なるように配置されており、
   前記連結部は、一方の前記第１本体部の外周縁から軸方向に延び前記突出部と回転方向に当接可能な当接部と、前記当接部の端部から半径方向内側へ延び他方の前記第１本体部に固定される固定部と、を有している、
   ダンパー機構。
2. 前記当接部の回転方向中心と前記固定部の回転方向中心とは、回転方向の位置が異なっている、
   請求項１に記載のダンパー機構。
3. 前記当接部の回転方向中心は、対応する前記連結部を基準として隣り合うピッチが小さい方へ、対応する前記固定部の回転方向中心に対して回転方向の位置がずれている、
   請求項２に記載のダンパー機構。
4. 前記第２回転体は、前記突出部の内周側に配置され前記弾性部材が収容される複数の窓孔をさらに有しており、
   前記複数の突出部は、前記連結部を基準として隣り合うピッチが大きい領域に配置された第１突出部を含んでおり、
   前記第１突出部の回転方向を向く両端面は、対応する前記窓孔の回転方向を向く両端面に対して回転方向外側に配置されている、
   請求項１から３のいずれかに記載のダンパー機構。
5. 前記複数の突出部は、前記連結部を基準として隣り合うピッチが小さい領域に配置された第２突出部をさらに含んでおり、
   前記第２突出部の回転方向を向く両端面は、対応する前記窓孔の回転方向を向く両端面に対して回転方向内側に配置されている、
   請求項４に記載のダンパー機構。

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