JP7252781B2 - ダンパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダンパ装置に関する。

車両の駆動系には、エンジンからの動力を伝達するとともに、入力された回転変動を減衰するためのダンパ装置が設けられている。この種のダンパ装置としては、特許文献１に示されるようなフライホイール組立体が提案されている。

特許文献１のフライホイール組立体は、エンジンの動力が入力される第１フライホイールと、ドリブンプレートを有し第１フライホイールに対して回転可能に配置された第２フライホイールと、を有している。第１フライホイールと第２フライホイールとは、複数のスプリングによって回転方向に弾性的に連結されている。また、第１フライホイール及びドリブンプレートとスプリングとの間に端部シートが配置され、各スプリングの間には、中間シートが配置されている。

このフライホイール組立体では、第１フライホイールによって環状のチャンバが形成されている。環状のチャンバ内はグリス等の粘性流体が充填されている。そして、第１フライホイールと第２フライホイールとが相対回転する際の粘性流体の抵抗によって、回転振動が減衰される。

特開２０１５－８６９６５号公報

特許文献１のフライホイール組立体では、第１フライホイールと第２フライホイールとが相対回転すると、端部シートを介してスプリングが圧縮される。そして、スプリングの圧縮及び伸長に伴って、各シートは、環状チャンバの外周部の内壁に沿って円周方向に摺動する。このとき、端部シートの円周方向の一方の面はドリブンプレートによって押圧され、他方の面はスプリングによって押圧される。したがって、これらの押圧力の合成力によって、端部シートは径方向外方に力を受けることになる。すなわち、端部シートの外周面が、環状チャンバの内壁に押し付けられる。このため、ヒステリシストルクが増加し、作動時の等価剛性が高くなり、振動減衰性能が悪化するという問題がある。

本発明の課題は、シート部材の摺動によるヒステリシストルクを軽減し、振動減衰性能を向上させることにある。

（１）本発明に係るダンパ装置は、第１回転部材と、第２回転部材と、複数の弾性部材と、複数のシート部材と、を備えている。第１回転部材は、外周壁を有する環状チャンバと、環状チャンバの内部に設けられた複数の第１係合部と、を有する。第２回転部材は、第１回転部材と相対回転可能であり、環状チャンバ内に進入する第２係合部を有する。複数の弾性部材は、環状チャンバ内に円周方向に並べて配置され、第１回転部材と第２回転部材とを回転方向に弾性的に連結する。複数のシート部材は、第１係合部及び第２係合部と弾性部材の円周方向の端面との間に配置され、環状チャンバの外周壁に沿って移動可能である。複数のシート部材は、第１当接面と、第２当接面と、を有する。第１当接面は弾性部材の端面と当接する。第２当接面は第２係合部に当接する。

そして、第１当接面及び第２当接面は、弾性部材が弾性変形したときに、シート部材に対して径方向外方への力が発生しないような傾斜角度を有している。

この装置では、例えば第１回転部材に入力された動力は、弾性部材を介して第２回転部材に伝達される。動力伝達時にシート部材を介して弾性部材が圧縮されると、第１回転部材に対して第２回転部材は捩れる。このような作動時において、シート部材の第１当接面には弾性部材からの押圧力が作用し、第２当接面には第２係合部からの押圧力が作用する。このような状況において、第１当接面及び第２当接面は所定の傾斜角度を有しており、このため、弾性部材が弾性変形したときに、シート部材に対して径方向外方への力が発生しない。

ここでは、ダンパ作動時に、シート部材に対して径方向外方への力が発生しないので、シート部材は環状チャンバの外周壁に押圧されない。このため、シート部材が環状チャンバの外周壁に沿って移動する際に発生するヒステリシストルクを抑えることができる。したがって、ダンパの振動減衰性能を向上させることができる。

（２）好ましくは、シート部材の第１当接面と第２当接面とは平行である。このような構成によって、第１当接面及び第２当接面に作用する押圧力は互いに打ち消され、シート部材に対して径方向外方への力、すなわち環状チャンバの外周壁に向かう力をなくすことができる。

（３）好ましくは、シート部材の第１当接面及び第２当接面は、第１及び第２回転部材の回転中心から放射状に延びる直線に対して、径方向外方に開くように傾斜している。

（４）好ましくは、シート部材の第２当接面は、シート部材の軸方向の中央部に所定幅で形成された溝の底面である。そして、第２係合部の円周方向の端部は溝に挿入されている。また、シート部材は、第２当接面の軸方向両側に円周方向に突出する肉厚部をさらに有している。

ここでは、シート部材の溝に、第２回転部材の第２係合部が挿入されているので、シート部材の軸方向のガタつきを抑えることができ、シート部材の姿勢が安定する。また、シート部材の溝の両側には肉厚部が形成されているので、シート部材の強度を確保することができる。

（５）好ましくは、環状チャンバには内部に粘性流体が収容されている。そして、シート部材は、円周方向に貫通する連通溝を有する。

この装置では、ダンパ作動時において、シート部材間に介在する粘性流体が、第１回転部材と第２回転部材との間、具体的には、一方の回転部材と他方の回転部材の係合部との間の隙間に遷移する。この隙間に溜まった粘性流体は、シート部材に形成された連通溝を通じて流出する。

ここでは、ダンパ作動時に、粘性流体による粘性抵抗が、予め設定した粘性抵抗を超えて大きくなるのを避けることができる。したがって、ダンパの振動減衰性能が低下するのを抑えることができる。

（６）好ましくは、連通溝は、シート部材の外周面と側面とが交差する２つの角部のうちの少なくとも１つの角部に形成されている。

ここでは、連通溝が外周の角部に形成されるので、シート部材が受ける弾性部材の外径を大きくすることができる。また、第２回転部材の第２係合部は、シート部材の軸方向の中央部に係合する。連通溝を外周の角部に形成しておけば、第２係合部によって連通溝が塞がれるのを防止できる。

（７）好ましくは、第１回転部材は、軸方向に対向して配置された１対の円板状部材を有している。そして、第２回転部材は、１対の円板状部材の軸方向間に配置されている。

以上のような本発明では、シート部材の摺動によるヒステリシストルクを軽減し、振動減衰性能を向上することができる。

本発明の一位置実施形態によるダンパ装置の断面図。 ダンパ装置の一部の平面断面図。 図１の装置の正面部分図。 端部用スプリングシートの正面図及び側面図。 端部用スプリングシートの外観斜視図。 中間用スプリングシートの正面図及び側面図。 図１の拡大部分図。 従来の端部用スプリングシートと係合部の関係を示す図。 本発明の一実施形態による端部用スプリングシートと係合部の関係を示す図。

［全体構成］
図１は、ダンパ装置１の断面構成を示し、図２はその一部の平面断面図である。また、図３はダンパ装置１の正面部分図である。

ダンパ装置１は、エンジンで発生した動力をトランスミッション側に伝達するための装置である。ダンパ装置１は、入力側回転部材２（第１回転部材の一例）と、出力プレート３（第２回転部材の一例）と、ダンパ機構４と、を備えている。

［入力側回転部材２］
入力側回転部材２は、エンジンで発生した動力が入力される部材である。入力側回転部材２は、エンジン側の部材（図示せず）に支持され、連結される。入力側回転部材２は、第１プレート２１と、第２プレート２２と、を有している。

第１プレート２１は、円板状の第１プレート本体２１ａと、２つの第１側方部２１ｂと、第１プレート本体２１ａ及び第１側方部２１ｂの外周部から軸方向に延びる筒状部２１ｃと、を有している。なお、筒状部２１ｃの内周側の面が外周壁２１ｅとして機能し、この外周壁２１ｅに沿って、後述する各シートが摺動する。

第１プレート本体２１ａの外周部２１ｄは、第１側方部２１ｂの回転方向の端部であり、第１係合部として機能する。すなわち、図２に示すように、第１プレート本体２１ａの外周部（第１係合部）２１ｄは、端部用スプリングシート４４（シート部材の一例であり、後述する）と回転方向に係合可能である。

第１側方部２１ｂは、第１プレート本体２１ａよりもエンジン側に迫り出した部分であり、例えばプレス加工により成形されている。２つの第１側方部２１ｂは、円周方向に等ピッチで配置されている。第１側方部２１ｂは、４つのスプリング（後述する）に対応する範囲に形成されている。

第２プレート２２は、筒状部２１ｃに固定された環状の部材であり、円板状の第２プレート本体２２ａと、２つの第２側方部２２ｂと、を有している。

第２プレート本体２２ａの外周部２２ｄは、第２側方部２２ｂの回転方向の端部であり、第１プレート２１の外周部２１ｄと同様に、第１係合部として機能する。すなわち、図２に示すように、第２プレート本体２２ａの外周部（第１係合部）２２ｄは、端部用スプリングシート４４と回転方向に係合可能である。

以上のように、第１プレート本体２１ａの第１係合部２１ｄ及び第２プレート本体２２ａの第１係合部２２ｄは、端部用スプリングシート４４の円周方向の端部に係合可能である。

第２側方部２２ｂは、第２プレート本体２２ａよりもトランスミッション側に迫り出した部分であり、例えばプレス加工により成形されている。２つの第２側方部２２ｂは、円周方向に等ピッチで配置されている。第２側方部２２ｂは、４つのスプリングに対応する範囲に形成されている。

以上のように、第１プレート２１と第２プレート２２とを軸方向に間隔をあけて対向して配置することにより、両プレート２１，２２の間に環状のチャンバ２３が形成されている。この環状のチャンバ２３には、例えばグリス等の粘性流体が充填される。また、入力側回転部材２の外周部において第２側方部２２ｂを第１側方部２１ｂと対向して配置することによって、スプリングを配置するための比較的広い空間を形成することができる。

［出力プレート３］
出力プレート３は、入力側回転部材２に対して回転可能に配置されている。出力プレート３は、トランスミッション側の部材（図示せず）に支持され、連結される。

出力プレート３は、図３に示すように、環状の部材であり、本体３ａと、本体３ａの外周からさらに外周側に突出する２つの第２係合部３ｂと、を有している。２つの第２係合部３ｂは対向する位置に配置されている。第２係合部３ｂの円周方向の両端面は、入力側回転部材２及び出力プレート３の回転中心Ｏから放射状に延びる直線Ｙに対して、角度θ１だけ径方向外方に開くように傾斜している。

出力プレート３は、入力側回転部材２の第１プレート２１と第２プレート２２との軸方向間に配置されている。すなわち、出力プレート３の外周部は、環状チャンバ２３の内部に配置されている。そして、第２係合部３ｂは、環状チャンバ２３内に進入し、端部用スプリングシート４４に当接している。したがって、エンジンからの動力は、ダンパ機構４を介して出力プレート３に伝達される。

［ダンパ機構４］
ダンパ機構４は、入力側回転部材２と出力プレート３とを、回転方向に弾性的に連結する機構である。ダンパ機構４は、各係合部２１ｄ，２２ｄ，３ｂの間に配置された２組のトーションスプリング（弾性部材の一例）４１と、４つの端部用スプリングシート４４と、６つの中間用スプリングシート４５と、を有している。

トーションスプリング４１は、第１～第４スプリング４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを、円周方向に並べて配置したものである。これらのスプリング４１ａ～４１ｄは、入力側回転部材２と出力プレート３との間で直列に作用する。

端部用スプリングシート４４は、本装置１に動力が伝達されていない中立状態で、入力側回転部材２の第１係合部２１ｄ，２２ｄと、回転方向に当接している。また、端部用スプリングシート４４は、出力プレート３の第２係合部３ｂと当接可能である。

４つの端部用スプリングシート４４は、すべて同形状である。図３～図５に示すように、端部用スプリングシート４４は、軸方向の両側の一部に開口を有する筒状に形成されている。端部用スプリングシート４４は、筒状部４４ａ及び底部４４ｂを有している。筒状部４４ａは一方側（底部４４ｂと逆側）が円周方向に開いており、この筒状部４４ａに、第１及び第４スプリング４１ａ，４１ｄの端部が挿入される。また、底部４４ｂの底面４４１には、第１及び第４スプリング４１ａ，４１ｄの端部の先端が当接する。すなわち、底面４４１は、第１及び第４スプリング４１ａ，４１ｄの端面が当接する第１当接面となっている。そして、この底部４４ｂには、円周方向に貫通する排出孔４４ｃが形成されている。

また、図５に示すように、底部４４ｂの円周方向の外側の面には溝４４ｄが形成されている。そして、出力プレート３の第２係合部３ｂの両端部がこの溝４４ｄに挿入され、第２係合部３ｂの円周方向の端面が溝４４ｄの底面４４２に当接可能である。すなわち、溝４４ｄの底面４４２は、第２係合部３ｂの端面が当接する第２当接面となっている。第２当接面４４２は、第２係合部３ｂと同様に、回転中心Ｏから放射状に延びる直線Ｙに対して、径方向外方に開くように傾斜している。すなわち、第１当接面４４１と第２当接面４４２とは平行である。

図５から明らかなように、溝４４ｄの軸方向両側は、溝４４ｄから円周方向に延びており、円周方向に厚い肉厚部４４ｅとなっている。

以上のような構成により、端部用スプリングシート４４は、第１及び第４スプリング４１ａ，４１ｄの端部を、半径方向及び軸方向に支持している。

端部用スプリングシート４４の外周部において、軸方向の両角部には、円周方向に貫通する連通溝４４３，４４４が形成されている。具体的には、端部用スプリングシート４４の外周面４４５と側面４４６とが交差する２つの角部に、連通溝４４３，４４４が形成されている。すなわち、連通溝４４３，４４４は、外周側及び一方の軸方向側に開いている。そして、連通溝４４３，４４４は、端部用スプリングシート４４の回転方向の一方側から他方側に貫通している。

なお、連通溝４４３，４４４の断面形状については限定されない。連通溝４４３，４４４は、矩形状、円弧状等の様々な断面形状で形成することができる。

６つの中間用スプリングシート４５は、すべて同形状である。中間用スプリングシート４５は、隣接するスプリングの間に配置されている。具体的には、第１スプリング４１ａと第２スプリング４１ｂとの間、第２スプリング４１ｂと第３スプリング４１ｃとの間、及び第３スプリング４１ｃと第４スプリング４１ｄとの間に、それぞれ中間用スプリングシート４５が配置されている。

中間用スプリングシート４５は、図３及び図６に示すように、軸方向の両側の一部に開口を有する筒状に形成されている。中間用スプリングシート４５は、２つの筒状部４５ａと、各筒状部４５ａに形成された底部４５ｂと、を有している。各筒状部４５ａの一方側（底部４５ｂとは逆側）は、円周方向に開いている。そして、３つの中間用スプリングシート４５の一方の筒状部４５ａには、第１～第３スプリング４１ａ，４１ｂ，４１ｃの端部が挿入され、この筒状部４５ａの底部４５ｂには、第１～第３スプリング４１ａ，４１ｂ，４１ｃの先端部が当接する。３つの中間用スプリングシート４５の他方の筒状部４５ａには、第２～第４スプリング４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの端部が挿入され、この筒状部４５ａの底部４５ｂには、第２～第４スプリング４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの先端部が当接する。

このような構成により、中間用スプリングシート４５は、第１～第４スプリング４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの両端部を、半径方向及び軸方向に支持している。

中間用スプリングシート４５の外周部において、軸方向の両角部には、円周方向に貫通する連通溝４５１，４５２が形成されている。具体的には、中間用スプリングシート４５の外周面４５３と側面４５４とが交差する２つの角部に、連通溝４５１，４５２が形成されている。すなわち、連通溝４５１，４５２は、外周側及び一方の軸方向側に開いている。そして、連通溝４５１，４５２は、中間用スプリングシート４５の回転方向の一方側から他方側に貫通している。

なお、端部用スプリングシート４４と同様に、連通溝４５１，４５２の断面形状については限定されない。連通溝４５１，４５２は、矩形状、円弧状等の様々な断面形状で形成することができる。

また、端部用スプリングシート４４の連通溝４４３，４４４と、中間用スプリングシート４５の連通溝４５１，４５２とは、径方向において同じ位置に形成されている。すなわち、これらの連通溝４４３，４４４，４５１，４５２は、同じ円周上に配置されている。

［シール機構５０］
環状チャンバ２３に充填された粘性流体が、チャンバ外部に流出しないように、第１プレート２１及び第２プレート２２と出力プレート３（具体的には本体３ａ）との間には、シール機構５０が設けられている。

シール機構５０は、図１の一部拡大図である図７に示すように、環状チャンバ２３の内周部に設けられ、環状のシール部材５１ａ，５１ｂ及びコーンスプリング５２ａ，５２ｂを有している。具体的には、第１プレート２１の径方向中間部と出力プレート３との間に、第１プレート２１側から順に、シール部材５１ａ及びコーンスプリング５２ａが配置されている。また、第２プレート２２には、内周部に、第１プレート２１側に突出する環状凸部２２ｅが形成されており、この環状凸部２２ｅと出力プレート３との間に、第２プレート２２側から順に、シール部材５１ｂ及びコーンスプリング５２ｂが配置されている。

このような構成では、シール部材５１ａ，５１ｂが、コーンスプリング５２ａ，５２ｂ（ひいては出力プレート３）と、第１及び第２プレート２１，２２に押し付けられ、環状チャンバ２３の内周部がシールされる。

［動作］
入力側回転部材２に対して動力が入力されていない中立状態では、トーションスプリング４１は圧縮されておらず、入力側回転部材２と出力プレート３との間に相対回転（捩れ）はない。

入力側回転部材２に動力が入力されると、動力の大きさに応じてトーションスプリング４１が圧縮され、入力側回転部材２と出力プレート３との間に捩れが発生する。また、この状態で、入力側回転部材２からトーションスプリング４１を介して出力プレート３に動力が伝達される。また、回転振動に応じて、トーションスプリング４１が伸縮を繰り返す。

以上のようなダンパ作動時においては、端部用スプリングシート４４及び中間用スプリングシート４５が環状チャンバ２３内で摺動し、摺動抵抗が発生する。また、各スプリングシート４４，４５の一方側から他方側に粘性流体が流通することにより、粘性抵抗が発生する。これらの抵抗によってヒステリシストルクが発生し、回転振動が抑えられる。

ここで、図８に示すような従来の出力プレートの係合部３ｂ’及び端部用スプリングシート４４’では、ダンパ作動時において、端部用スプリングシート４４’は、トーションスプリングから押圧力Ｆ１を受け、出力プレートの係合部３ｂ’からは押圧力Ｆ２を受ける。そして、これらの押圧力Ｆ１，Ｆ２の合成力Ｆ３によって、端部用スプリングシート４４’は、径方向外方である環状チャンバの壁に押し付けられる。この合成力Ｆ３によって、端部用スプリングシート４４’の摺動抵抗が大きくなり、ヒステリシストルクが大きくなる。

一方、本実施形態の構成では、図９に示すように、第１当接面４４１と第２当接面４４２とが平行に形成されている。このため、端部用スプリングシート４４がトーションスプリングから受ける押圧力Ｆ１と、第２係合部３ｂから受ける押圧力Ｆ２と、は互いに打ち消し合い、端部用スプリングシート４４を環状チャンバ２３の外周壁に押し付ける力は「０」である。このため、端部用スプリングシート４４の摺動に伴うヒステリシストルクを軽減でき、従来構造に比較して、振動減衰性能を向上することができる。

また、ダンパ作動時において、図２に示すように、第１及び第２プレート２１，２２と出力プレート３の第２係合部３ｂとの隙間Ｇに粘性流体が流れ込む。ここで、仮に端部用スプリングシート４４に連通溝４４３，４４４が設けられていないとすると、隙間Ｇに流れ込んだ粘性流体は、端部用スプリングシート４４が隔壁となってその場に溜まり、ダンパの作動領域全域において意図しない粘性抵抗によるヒステリシストルクが発生する。

しかし、この実施形態では、端部用スプリングシート４４には連通溝４４３，４４４が形成されているので、この連通溝４４３，４４４を通して、隙間Ｇに流れ込んだ粘性流体はスムーズに流出する。また、隙間Ｇの粘性流体は、端部用スプリングシート４４の排出孔４４ｃを通して、トーションスプリング４１が配置された空間に流出する。

特に、環状チャンバ２３内の粘性流体は外周部に力を受けている。したがって、端部用スプリングシート４４及び中間用スプリングシート４５の外周部に形成された連通溝４４３，４４４，４５１，４５２を介して、粘性流体は円周状に均一に分布しやすくなる。このため、予定されていた粘性流体によるヒステリシストルクを超えた大きいヒステリシストルクが発生するのを抑えることができる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（ａ）前記実施形態では、第１当接面４４１と第２当接面４４２とを平行に形成したが、端部用スプリングシート４４がトーションスプリングから受ける押圧力Ｆ１と、第２係合部３ｂから受ける押圧力Ｆ２と、の合成力が径方向内方を向くように、両当接面の角度を設定してもよい。

（ｂ）端部用スプリングシート及び中間用スプリングシートの個数及び形状については、前記実施形態に限定されない。

（ｃ）前記実施形態では、入力側回転部材がエンジン側の部材に支持され、出力プレートがトランスミッション側の部材に支持された構成について説明したが、各回転部材の構成は限定されない。例えば、入力側回転部材が出力プレートに回転自在に支持されているような構成にも、本発明を同様に適用することができる。

２ 入力側回転部材（第１回転部材）
２１ 第１プレート
２２ 第２プレート
２１ｄ，２２ｄ 第１係合部
２１ｅ 外周壁
２３ 環状チャンバ
３ 出力プレート（第２回転部材）
３ｂ 第２係合部
４１ トーションスプリング（弾性部材）
４４ 端部用スプリングシート（シート部材）
４４１ 第１当接面
４４２ 第２当接面
４４３，４４４ 連通溝
４４ｅ 肉厚部

Claims (5)

1. 軸方向に対向して配置された１対の円板状部材を有し、外周壁を有する環状チャンバと、前記環状チャンバの内部に設けられた複数の第１係合部と、を有し、動力が入力される第１回転部材と、
   前記第１回転部材と相対回転可能であり、前記１対の円板状部材の軸方向間に配置された環状の部材であって、本体と、本体の外周からさらに外周側に突出して前記環状チャンバ内に進入する第２係合部と、を有し、出力側の部材に連結される第２回転部材と、
   前記環状チャンバ内に円周方向に並べて配置され、前記第１回転部材と前記第２回転部材とを回転方向に弾性的に連結する複数の弾性部材と、
   前記第１係合部及び前記第２係合部と前記弾性部材の円周方向の端面との間に配置され、前記弾性部材の端面と当接する第１当接面と、前記第２係合部に当接する第２当接面と、を有し、前記環状チャンバの外周壁に沿って移動可能な複数のシート部材と、
   を備え、
   前記シート部材の第２当接面は、前記シート部材の軸方向の中央部に所定幅で形成された溝の底面であって、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転中心から放射状に延びる直線に対して、径方向外方に行くに従って前記溝の深さが深くなるように傾斜しており、
   前記第２係合部の円周方向の端部は前記シート部材の溝に挿入されて前記第２当接面に当接可能である、
   ダンパ装置。
   
2. 前記シート部材の前記第１当接面と前記第２当接面とは平行である、請求項１に記載のダンパ装置。
   
3. 前記シート部材は、前記第２当接面の軸方向両側に円周方向に突出する肉厚部をさらに有している、
   請求項１又は２に記載のダンパ装置。
   
4. 前記環状チャンバには内部に粘性流体が収容されており、前記シート部材は、円周方向に貫通する連通溝を有する、請求項１から３のいずれかに記載のダンパ装置。
   
5. 前記連通溝は、前記シート部材の外周面と側面とが交差する２つの角部のうちの少なくとも１つの角部に形成されている、請求項４に記載のダンパ装置。

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