JP6557001B2 - 捩り振動低減装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の原動機であるエンジンと動力伝達装置であるトランスミッションとの間に配設されるトルクコンバータのダンパーと称される捩り振動低減装置に関する。

捩り振動低減装置であるダンパー（以降、具体的にはダンパーと称する。）は、エンジンの動力伝達軸に連結される入力側回転部材（ドライブプレート及びサイドプレート）と、トルクコンバータのタービンに連結される出力側回転部材（ハブクラッチ）と、これらの入力側回転部材と出力側回転部材とを回転方向に弾性的に連結するとともに円周方向に沿って配置されたトーションスプリングと、トーションスプリングを直列作動させる中間部材（バックプレート）とにより構成されている。（上記の入力側回転部材と出力側回転部材における「入力」及び「出力」の表現は便宜的なものであり、どちらか一方が「入力」であって他方が「出力」であれば技術上差支えない。）

トルクコンバータのダンパーは、走行状態に応じてエンジンとトランスミッションとを直結し、エンジン駆動により伝達される振動を吸収する捩り振動低減装置としての機能を果たしている。入力側回転部材は、内燃機関（エンジン）のクランクシャフトと伝動装置の入力軸との間にあって、入力側のトルクを与える部材をいい、たとえばドライブプレート及び／もしくはサイドプレートによって実現されるものである。材質・形状に特に制限はないが、回転に耐えうる一定以上の剛性を有する材料であって回転運動に適合するような平面視略円形（円盤状）の形状によってなるのが望ましい。

出力側回転部材は、入力側からのトルクが伝達される出力側の部材をいい、たとえばハブクラッチによって実現されるものである。材質・形状に特に制限はないが、回転による振動に耐えうる一定以上の剛性を有する材料、回転運動に適合するような平面視略円形（円盤状）の形状によってなるのが望ましい。入力側回転部材と出力側回転部材とは相対回転可能に配設される。

上記回転部材は円周面上にばね収容部を有し、入力側回転部材及び出力側回転部材が相対回転の動きをする際にこれに連動して伸縮運動を行うばね（トーションスプリング）が収容される機能を持つ。詳細には、かかるトーションスプリングが当接する当接部を両端部に備えている。

これらの部材は、エンジン駆動に伴う高速から低速までを任意変動する回転トルクを、トーションスプリングの緩衝を介して捩り振動を吸収しながら適時伝達しなければならないため、高度な剛性を必要とする。また同時に正負回転方向の変化にも対応して逐次機能を発揮するための構造寸法の確保及び安定性及び長期信頼性が要求される。

上述のような構造を有するダンパー構造において、トルク伝達軸を回転中心として効率的に回転トルクを伝達しつつ、入力部材と出力部材との相対回転を可能とするためには、両部材の回転軸に対する半径方向の位置決め（以降、「センタリング」と称する。）の精度が重要であることは言うまでもない。

従来のダンパー構造においては、入力部材であるドライブプレート及びサイドプレートの内径面に接するハブクラッチの外周部端面の接触部を機械加工等の手段を用いて篏合微調整を行うことによって、両部材のセンタリングの調整を実施していた。しかし、機械加工による微調整は煩雑な作業のひとつであり製造上のコストアップの要因ともなっていた。

特許文献１（特開２００２−１８１１３１号公報）には、ドライブプレートの側面に、押圧部材であるプレッシャプレートの円周方向に設けられた突起部が係入する位置決め用孔を設けてセンタリングを行う技術思想が開示されている。この４つの位置決め用突起部は水平に折曲形成され前記位置決め用孔に密接係入することで成される。しかしこの構造は、突起部及び位置決め孔の形状や精度に依存すると共にドライブプレート及びハブクラッチ、プレッシャプレートの３部品にまたがる寸法精度を要求され、且つ組立工程も緻密な作業となる。

また特許文献２（特開２００６−１６２０５４号公報）には、ハブクラッチの円周面に貫通口を設け、両側から接するサイドプレート及びドライブプレートに相当する第１プレート部材及び第２プレート部材に摩擦部材を介して接触したフリクションプレートに構成された爪部が、挿入篏合されてセンタリングが成される構造の技術思想が開示されている。しかしこの場合も、貫通口と爪部との位置決め精度が要求され、フリクションプレートという別部材が必要となり、ダンパー構造における軸方向の省スペース化及び部品点数の削減には貢献していない。

上記のように、入力側回転部材及び出力側回転部材の基本的な形態（環状形状、厚さ、重量等）を変えず、且つ部品点数を増加させずに、ダンパー一体としての強度・剛性を確保しつつ、入力部材及び出力部材の回転駆動におけるセンタリングを簡易に且つ効果的に行う篏合構造の開発が望まれている。

特開２００２−１８１１３１号公報 特開２００６−１６２０５４号公報

エンジン出力伝達機構であるトルクコンバータ内の捩り振動低減装置ダンパーは、略円盤リング形状の入力回転部材と出力回転部材で構成され、相対回転が可能な構造を有することにより機能を発揮するため、互いの略円盤リング形状同士の相互回転における回転軸に対するセンタリングの精度が要求される。従来技術においても爪篏合構造の採用等、様々な対応が成されているが十分な機能を得るに至っていない。

本発明はこうした従来技術上の問題点を解決することを企図したものであり、従来の入力側回転部材の基本的な形態（環状形状、厚さ、重量等）を変えず、且つ部品点数を増加させずに、ダンパー一体としての強度・剛性を確保しつつ、入力部材及び出力部材の回転駆動における精度の高いセンタリングを簡易に且つ効果的に行う篏合構造の開発を課題とする。

かかる課題を解決するために、本願発明では、次の構成を採用する。即ち、本発明に係る捩り振動低減装置は、略円盤リング状の第１及び第２の入力側回転部材と、前記第１及び第２の入力側回転部材の間に挟まれ略同心状にかつ正逆反対方向に相対回転可能に配置された略円盤リング状の出力側回転部材と、前記第１及び／もしくは第２の入力側回転部材及び前記出力側回転部材の円周方向に略等間隔に形成され、両者の相対回転方向両端部をばね受け部とするばね収容部と、前記ばね収容部に収容されるばねと、前記第１及び／もしくは第２の入力側回転部材の内周端面に配置され前記出力部材の外周面及び／もしくは前記出力部材の開口部と接する折り曲げ爪部を有する複数の突起部とを具備して構成される。このとき、好適には、突起部の略中央部には前記出力部材の外周面と接する折り曲げ爪部を有することにより、前記第１及び第２の入力側回転部材と前記出力部材とのセンタリングが可能となる構成をもつ。

以降、上記の第１の入力側回転部材をドライブプレートと称し、第２の入力側回転部材をサイドプレートと称する。

本発明に係る捩り振動低減装置（ダンパー）は、略円盤リング状のドライブプレート及びサイドプレートの内周先端部に突起部を有することにより、その突起部が両者の間に介在する出力側回転部材であるハブクラッチの円周面を表裏両面から挟み込み保持する機能を有する。（以降、出力回転部材をハブクラッチと称する。）

前記突起部に有する折り曲げ爪部は、ドライブプレート及びサイドプレートからその中央に位置するハブクラッチ側に略垂直（円弧状）に折り曲げられた形状であり、前記爪部の背部が略円盤リング状であるハブクラッチの外周端面に接することにより、ドライブプレート及びサイドプレートとハブクラッチとのセンタリングを行う機能を有する。また、折り曲げ爪部の背部がハブクラッチと接する部分は、ハブクラッチの外周端面に限定されず、例えばハブクラッチ半径方向の面に形成された開口部（切欠き部を含む）の端部であってもよい。

前記突起部と折り曲げ爪部は、ドライブプレート及びサイドプレートの内周に均等間隔で配置され、少なくとも３カ所以上設定されていることにより、ドライブプレート及びサイドプレートとハブクラッチとのセンタリングを精度高く行うことができる。また折り曲げ爪部の背部は略円弧状に折り曲げられている場合は、ハブクラッチの外周端面との接触が面接触となるため、接触面圧を下げることができ、接触による摩耗を抑制させることができる。

ドライブプレート及びサイドプレートの折り曲げ爪部とハブプレートとの接触部が滑らかな面接触であることは同時に両プレートの回転時の接触摩擦係数の最少化につながる。各部材の損傷リスクの低減及び振動防止効果も期待できる。

本発明に係る捩り振動低減装置ダンパーの前記ドライブプレート及びサイドプレートの突起部は、前記ハブクラッチの方向に略折れ曲がる傾斜（テーパー）構造であることに特徴を有する。

前記突起部がハブクラッチ側に微小の傾斜を有することにより、ドライブプレート及びサイドプレートの間に介在するハブクラッチのリング面を表裏両面から挟み保持する機能を向上させることができる。これによりハブクラッチの回転軸方向への振動及び歪みを補正することができ、安定した出力回転を維持することができる。

本発明に係る捩り振動低減装置のドライブプレート及びサイドプレートの突起部は、ハブクラッチに対してそれぞれ同じ位置に設置されており表裏同一面においてハブクラッチを保持する形態であってもよい。

この形態により、ドライブプレート及びサイドプレートの間に介在するハブクラッチのリング表面を表裏両面から挟み保持する機能をより向上させることができる。これによりハブクラッチの回転軸方向への振動及び歪みを確実に補正することができ、騒音の少ない安定した回転出力を維持することができる。

ドライブプレート又はサイドプレートのいずれか一方に大きな過重負荷が掛かり歪み・変形等の危険が生じた場合においても、他方のプレートの突起部及び折り曲げ爪部がハブクラッチとのセンタリングを維持することができる。

本発明に係る捩り振動低減装置ダンパーの有する略平板状の突起部及び折り曲げ爪部は、略円盤リング状を有するドライブプレート及びサイドプレートの原盤材料を１回の型プレス工程のみで生成することができるため、製造が非常に簡易で製造コスト削減に貢献できる。そして寸法精度が高い。よって、ドライブプレート及びサイドプレートとハブクラッチのセンタリング機能において、従来構造に比較して最も簡易で精度が著しく向上する。

加えて、センタリング機能を目的とした別部材の必要がないため、入力側回転部材の基本的な形態（環状形状、厚さ、重量等）を変えず、且つ部品点数を増加させずに、ダンパー一体としての強度・剛性を確保しつつ、回転駆動における精度の高いセンタリングを簡易に且つ効果的に行う篏合構造であると言える。またダンパー及びトルクコンバータの省スペース化及び縮小化にも貢献する。

本発明に係る捩り振動低減装置ダンパーによれば、入力回転部材と出力回転部材のセンタリングが極めて精度高く且つ低コストで対応できるため、より省スペースで安価な且つ長期信頼性・安定性の高い捩り振動低減装置の実現が可能になる。

これにより、トルクコンバータ機能及びトランスミッション全体としての機能の向上及び軽量化、長期信頼性を確保することができ、自動車エンジン駆動機構における技術的経済的効果は大きい。

本発明の一実施形態に係る捩り振動低減装置の全体を示した外観図である。 本発明の一実施形態に係る捩り振動低減装置の部材の構成を示した概念図である。 本発明の一実施形態に係る捩り振動低減装置のドライブプレートからハブクラッチまでを示した斜視図である。 本発明の一実施形態に係る捩り振動低減装置のドライブプレートの突起部及び折り曲げ爪部を拡大して示した概念図である。 本発明の一実施形態に係る捩り振動低減装置のハブクラッチ及びバックプレート、サイドプレートのセンタリング部の切断面を示した概念図である。（図１におけるＡ−Ａ´断面図）

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。

図１は、本発明の一実施形態に係る捩り振動低減装置の全体を示した外観図である。同図に示すように、捩り振動低減装置１は略円盤状であり中心部に略円形貫通孔を有するリング形状の形態をとっている。（以降、捩り振動低減装置を「ダンパー」と称する。）同図における上面側に描かれたサイドプレート１２（ハブスプライン１８を含む。）と下面側に描かれたドライブプレート１１との間には、ハブクラッチ１３、バックプレート１４、トーションスプリング大１５ａ及びトーションスプリング小１５ｂが挟み込まれた態様で構成されている。

図１の左下４分の１部分は、図中の表面側に描かれたサイドプレート１２（ハブスプライン１８を含む。）を除いた状態を示した外観図である。

図１に示すようにダンパー１のドライブプレート１１及びサイドプレート１２と、これらの間に配置されたハブクラッチ１３とは、相対回転が可能な構造であり、介在するトーションスプリング大１５ａ及びトーションスプリング小１５ｂは、ドライブプレート１１及びサイドプレート１２の回転における捩り振動を緩衝吸収させながら、回転トルクをハブクラッチ１３に伝え、クランクシャフト（図１では省略）に回転トルクを伝達している。

本発明の一実施形態に係るダンパー１の突起部２０及び折り曲げ爪部２３は、円盤リング状を有するサイドプレート１２及びドライブプレート１１のリング内周端部に等間隔で形成されている。（図１に示すＡ−Ａ´断面については後述する。）

図２は、本発明の一実施形態に係る捩り振動低減装置の部材の構成を示した概念図である。同図に示すようにダンパー１の構成部材は、ドライブプレート１１、バックプレート１４、ハブクラッチ１３、トーションスプリング大１５ａ、トーションスプリング小１５ｂ、サイドプレート１２、ハブスプライン１８で構成されており、ドライブプレート１１及びサイドプレート１２はリベット１９によって締結されている。

本発明の一実施形態に係るダンパーのドライブプレート１１及びサイドプレート１２のリング内周端部には、突起部２０が各４か所均等に形成されている。これらの突起部２０はドライブプレート１１及びサイドプレート１２の間に介在するハブクラッチ１３のリング円周面を表裏からそれぞれ挟み込む態様となっている。同様にスプリング保持部２５は、間に介在するトーションスプリング大１５ａ及びトーションスプリング小１５ｂを表裏両面側から保持するための構造である。

図３は、本発明の一実施形態に係る捩り振動低減装置のドライブプレートからハブクラッチまでを示した斜視図である。同図に示すように、ドライブプレート１１にトーションスプリング大１５ａ、トーションスプリング小１５ｂ、バックプレート１４及びハブクラッチ１３が所定の位置に配置されている。ハブクラッチ１３の半径方向外側の面は、ドライブプレート１１の４個の突起部２０の図中における表面側に重なるように配置され、ハブクラッチ１３のリング外周端部はドライブプレート１１の４個の折り曲げ爪部２３によって半径方向の位置決め（センタリング）が成されている。

但し、本発明におけるダンパーにおいて上記突起部２０及び折り曲げ爪部２３の数は、図３に示すように各４個に限定するものではない。略円盤リング形状を有するドライブプレート１１、サイドプレート１２及びハブクラッチ１３の精度の高いセンタリングのためには、折り曲げ爪部２３が最低３個若しくはそれ以上あればよい。

図３に示すように、ドライブプレート１１の左右回転の際は、トーションスプリング１５のバネ弾性緩衝を受けて捩り振動を吸収しつつハブクラッチ１３に回転トルクが伝達される。ドライブプレート１１とハブクラッチ１３との回転中心からのセンタリングの精度は、回転トルクを効率良く伝達するために非常に重要である。これは、図３には示されていないが、サイドプレート１２とハブクラッチ１３との関係においても同様である。

図４は、本発明の一実施形態に係る捩り振動低減装置のドライブプレートの突起部及び折り曲げ爪部を拡大して示した概念図である。同図に示すように、ドライブプレート１１の略円盤リング形状の内周端部に形成された突起部２０は、略台形の平板状であって、その略中央部においてハブクラッチ１３側に略垂直に突出した折り曲げ爪部２３を有する。

図４に示すように折り曲げ爪部２３の内周側（図５における背部２４）は、ハブクラッチ１３の略円盤リング形状の外周端部と接触してセンタリング機能を果たす。突起部２０のハブクラッチ１３側の面（図４における表面側）は、ハブクラッチ１３の略円盤リング形状の表裏面部２７を支える構造を有する。

但し本発明は、突起部２０の形状、大きさ、長さ、厚さを限定するものではない。同様に本発明は、折り曲げ爪部の長さ、厚さを限定するものでもない。これらは、ダンパーのサイズ及び重量又はハブクラッチ、ドライブプレート及びサイドプレートのサイズ、重量等のダンパー一体としての仕様に応じて従来技術に従った最適な設計を行うことによって決定される。

図４及び図３に示すように、突起部２０の両サイドである突起部端部２６は、ハブクラッチ１３の回転によって移動するトーションスプリング小１５ｂを両サイドから当接する機能を有する。トーションスプリング小１５ｂによる弾性緩衝効果は、トーションスプリング大１５ａによる弾性緩衝効果と異なる回転周期及び周波数の捩り振動を低減する効果を発揮することができる。

図４に示すように、ドライブプレート１１の突起部２０及び折り曲げ爪部２３は、略円盤板形状の母材から回転軸方向に向けた金型プレス工程で簡易に製造することができる。また折り曲げ爪部２３の形状における微調整は、金型形状の微調整で対応することができるため、従来のセンタリングのための形状の微調整において行われていた機械加工、削り加工等の煩雑な別工程を必要としない。このことは製造上のコストダウン及び短工期化に大きく貢献する。

上記図４に示す構造は、サイドプレート１２における突起部２０及び折り曲げ爪部２３とハブクラッチ１３との関係においても同様の構造である。（サイドプレート１２における突起部２０及び折り曲げ爪部２３の図は省略する。）ハブクラッチ１３は、表裏両面からドライブプレート１１及びサイドプレート１２の突起部２０及び折り曲げ爪部２３によって、挟み込まれるような態様でセンタリングされ且つ支えられる構造を有する。

図５は、本発明の一実施形態に係る捩り振動低減装置のハブクラッチ及びバックプレート、サイドプレートのセンタリング部の切断面を示した概念図である。同図は、図１におけるＡ−Ａ´断面を示す概念図である。同図に示すように、ハブクラッチ１３の略円盤リング形状の外周面２７を挟む態様で、サイドプレート１２及びドライブプレート１１の突起部２０がハブクラッチ１３を把持する。

図５に示すように、サイドプレート１２及びドライブプレート１１の折り曲げ爪部２３は、ハブクラッチ１３の外周端部２２の方向に略垂直に折り曲げられて形成されている。折り曲げ爪部２３の背部２４によってハブクラッチ１３の外周端部２２が接合し、精度の高いセンタリングが成される。折り曲げ爪部２３の背部２４の面は平面であってもよいが、好ましくはハブクラッチ１３の外周端部と同径の円弧状の曲面を有する。

図５に示すように、折り曲げ爪部２３の背部２４の表面が円弧状の曲面を有することにより、ハブクラッチ１３の外周端部２２との接触部は線接触から面接触となる。これによりハブクラッチ１３の外周部２２と背部２４との接触面圧を下げることができ、接触による摩耗を抑制することができる。またハブクラッチ１３の外周端部２２と折り曲げ爪部２３の背部２４との摩擦係数を極小化することが可能になる。

図５に示すように、サイドプレート１２及びドライブプレート１１の突起部２０は、ハブクラッチ１３の外周面に対して表裏両面から保持する構造であるが、突起部２０は好ましくはハブクラッチ１３の外周面部２７の方向に傾斜（テーパー）を有する。又は、突起部２０は好ましくはハブクラッチ１３の外周面部２７の方向に凸部を有していてもよい。これにより、ハブクラッチ１３の外周面部２７は、サイドプレート１２及びドライブプレート１１の突起部２０によって表裏両面からより微小面積で保持されることになる。つまりハブクラッチ１３とドライブプレート及びサイドプレートとの接触で発生するヒストルクを抑制することができるため、振動防止のみならず効率の高いトルク伝達に貢献する。

上記のように本発明に係る捩り振動低減装置ダンパーは、ハブクラッチ１３を表裏両面からセンタリング機能を備えた突起部２０及び折り曲げ爪部２３によって保持する技術思想であるが、突起部２０及び折り曲げ爪部２３の形状、位置、数、大きさを限定するものではない。但し、好ましくは突起部２０及び折り曲げ爪部２３の位置は、ハブクラッチ１３に対してドライブプレート１１及びサイドプレート１２共に表裏同一にあることが最も上述の機能を発揮する。また同様に、突起部２０及び折り曲げ爪部２３の形状も表裏同一であることが好ましい。

本発明に係る捩り振動低減装置ダンパーの技術思想をさらに好ましく限定すれば、ドライブプレート１１及びサイドプレート１２の形状を同一の形状とし、両部材の共通化を図ることも可能である。ハブクラッチ１３を表裏面から形状、質量共に均等にセンタリングし且つ支え保持する構造であれば、捩り振動低減機能、安定した効率の高いトルク伝達機能を、より高度に発揮することが可能になる。

本発明に係る捩り振動低減装置ダンパーの技術思想は、ドライブプレート１１及びサイドプレート１２の突起部２０及び折り曲げ爪部２３を含めた表裏共通形状化をも技術思想の一部として内包するものである。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。これらはすべて、本技術思想の一部である。

本発明は、高い制振効果と高い許容トルクとを長期に保つための品質を確保するため工夫されたトルクコンバータの捩り振動低減装置ダンパーを提供するためものであり、自動車のエンジン出力系トランスミションにおける本発明の採用だけではなく、エンジン駆動システムを有する広い産業分野において活用される可能性の高い技術である。駆動エンジンの出力を効率よく伝達し、高信頼性を確保し、かつ軽量化、低コスト化につながる本発明の産業上の利用可能性は大きい。

１・・・捩り振動低減装置（ダンパー）
１１・・・ドライブプレート（入力側回転部材）
１２・・・サイドプレート（入力側回転部材）
１３・・・ハブクラッチ（出力側回転部材）
１４・・・バックプレート（中間部材）
１５ａ・・トーションスプリング大
１５ｂ・・トーションスプリング小
１８・・・ハブスプライン
１９・・・リベット
２０・・・突起部
２１・・・リング内周端部
２２・・・ハブクラッチ外周端部
２３・・・折り曲げ爪部
２４・・・背部
２５・・・スプリング保持部
２６・・・突起部端部
２７・・・ハブクラッチ外周面部

Claims (4)

1. 略円盤リング状の第１及び第２の入力側回転部材と、
   前記第１及び第２の入力側回転部材の間に挟まれ略同心状にかつ正逆反対方向に相対回転可能に配置された略円盤リング状の出力側回転部材と、
   前記第１及び／もしくは第２の入力側回転部材及び前記出力側回転部材の円周方向に略等間隔に形成され、両者の相対回転方向両端部をばね受け部とするばね収容部と、
   前記ばね収容部に収容されるばねと、
   前記第１及び第２の入力側回転部材の内周端面に配置され前記出力側回転部材の外周面を表裏両面から挟み込むように前記出力側回転部材を把持する複数の突起部と、
   前記突起部に設けられ前記出力側回転部材の外周端部と接することで前記出力側回転部材のセンタリングが成されるための折り曲げ爪部と
   を具備する捩り振動低減装置。
2. 前記第１及び第２の入力側回転部材の突起部は、前記出力側回転部材の方向に傾斜する略平板状構造であることを特徴とする請求項１記載の捩り振動低減装置。
3. 前記第１及び第２の入力側回転部材の折れ曲げ爪部は、前記出力側回転部材の方向に略垂直に折れ曲がり、背部が略円弧状曲面であることを特徴とする請求項１もしくは２記載の捩り振動低減装置。
4. 前記第１及び第２の入力側回転部材の突起部は、前記出力側回転部材に対して略同じ位置に設置されており表裏同一面において前記出力側回転部材を保持する形態であることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１項記載の捩り振動低減装置。
   

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