JPH01320330A - ダンパ用コイルスプリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、クラッチ・ディスク又はトルクコンバータ用
ダンパのためのダンパ用コイルスプリング及びに関する
。

従来技術及びその課題 クラッチは、例えば原動機に連結されたクランク・シャ
フトと変速機に連結されたクラッチ・シャフトとの間に
おいて、動力の伝達を断続する装置である。

クラッチは、原動機側のクランク・シャフトに固定され
たフライ・ホイールと、クラッチ・ディスクと、クラッ
チ・ディスクにスプライン嵌め合いされたクラッチ・シ
ャフトと、プレッシャー・プレートと、プレッシャー・
プレートを押圧して、プレッシャー・プレート及びフラ
イ・ホイールをクラッチ・ディスクに圧接せしめるクラ
ッチ・クプリングとを具備し、クラッチペタルの操作に
よつて、プレッシャー・プレートをクラッチ・クプリン
グの強制力に抗して移動することによって、動力の伝達
を制御する。

クラッチ・ディスクは、クラッチ・シャフトに連結され
たスプライン・ハブと、制限された角度範囲に互ってこ
のスプライン・ハブに対して回転可能に設置された円板
と、この円板の両側に取り付けらてた７エーシングとを
備えており、スプライン・ハブと円板との間にはトーシ
ョン・スプリング、即ちダンパ用コイルスプリングが配
置されている。

そして、フェーシングが、フライホイールとプレッシャ
ー・プレートとの間にはさまれ、これらに係合すること
によって、原動機からの動力が、クラッチシャフト、フ
ライ・ホイール及びプレッシャー・プレート、フェーシ
ング、円板、ダンパ用コイルスプリング、スプライン・
ノ為ブを介して、クラッチシャフトに伝達される。

ダンパ用コイルスプリングは、クラッチが接続する際の
衝撃力を緩和する作用を有する。

他方、例えば、オートマチック自動車用のトランスミッ
ションとして、タンハ付きトルクコンバータを組込んだ
ものが使用されている。このトルクコンバータは、原動
機からの動力を回転速度に応じたトルクで車輪側に伝達
する。トルクコンバータ用ダンパは、原動機の出力軸と
トルクコンバータのタービンブレードとの間に設置され
ており、原動機からの衝撃力を緩和し、更に、燃費の向
上させ、振動・騒音を解消する作用をする。トルクコン
バータ用ダンパには、この目的のために、ダンパ用コイ
ルスプリングが設けられている。

ダンパ用コイルスプリングの機構的な構成は、上記のと
おりのクラッチ・ディスクのためダンパ用コイルスプリ
ングを同様である。

近年、これらダンパ用コイルスプリングに関して、アイ
ドリング時、定常走行時、加速減速時等の種々の条件の
下で無理なく衝撃力を干渉できるようにするため等の理
由により、ダンパ用コイルスプリングのストローク長（
即ち応力が加わっていないときの長さと最も圧縮乃至伸
張されたときの長さの差）を長くシ、且つ強度を強くす
ることが望まれている。

ストローク長を長くするためには、例えば、複数のダン
パ用コイルスプリングを直列に配置して、ダンパ用コイ
ルスプリングの全長を長くすればよく、強度を強くする
ためには、ダンパ用コイルスプリングの素線の太さを太
くしたり、複数のダンパ用コイルスプリングを並列に配
置すればよい。

しかしながら、このような解決策はダンパ用コイルスプ
リングの重量を増大せしめたり、ダンパ用コイルスプリ
ングを支持する円板の大きさを増大させて、クラッチ・
ディスク又はトルクコンバータ用ダンパの大きさ及び重
量を増大させるという課題を生ぜしめる。

例えば、自動車技術分野においては、最近、その全重量
をできだけ軽くすることが厳しく求められており、ダン
パ用コイルスプリング、クラッチ・ディスク及びトルク
コンバータ用ダンパの重量の増大は、重大が技術的課題
となる。

課題を解決するための手段 本発明に従うと、上記した課題が、 クラッチ・ディスクのためのダンパ用コイルスプリング
であって、 スプリングの軸線がスプリングに応力が加わっていない
状態において、アーク状の曲線を形成しており、 スプリングを構成する素線の該アーク状の軸線を含む面
による横断面が非円形であって、この横断面のスプリン
グの軸線方向の径が、この軸線方向と直角な方向の径よ
りも小さいことを特徴とするダンパ用コイルスプリング
を提供することによって、解決される。

作用 本発明に従う、ダンパ用コイルスプリングは、スプリン
グの軸線がスプリングに応力が加わっていない状態にお
いて、アーク状の曲線を形成しており、スプリングを構
成する素線の該アーク状の軸線を含む面による横断面が
非円形であって、この横断面のスプリングの軸線方向の
径が、この軸線方向と直角な方向の径よりも小さい。

まず、応力が加わっていない状態において、ダンパ用コ
イルスプリングの軸線はアーク状に湾曲しており、その
形状のまま、クラッチ・ディスクの円板に形成されたア
ーク状の開口内に収容される。従って、開口に収容され
た状態においては、ダンパ用コイルスプリングには応力
作用していない。即ち、初期応力は作用していない。

更に、スプリングを構成する素線の該アーク状の軸線を
含む面による横断面が非円形であって、この横断面のス
プリングの軸線方向の径が、この軸線方向と直角な方向
の径よりも小さい。このため、最も大きな応力が作用す
る断面の内側部分が補強される。

このようにして、ダンパ用コイルスプリングの最大応力
を減少させ、素線の耐久性を向上させることができる。

逆に、同じ耐久性を有する素線をを形成する場合には、
その重量を軽くすることができる。

更に、上記のとおり、本発明においては、ストローク長
を長くすることができる。逆に冨えば、従来と等しいス
ペース内に収容することができる、等しいストローク長
を設計する場合、本発明によると、従来のものよりも、
巻き数を増大させることができる。このため、本発明に
よると、上記同一の条件下において、スプリングを不等
ピッチで設計することができるようになり、種々の性能
ニーズに合致したスプリングを設計することができる。

また、本発明の好適実施例においては、圧縮によって接
触する接触点における曲率半径が、接触点に対してダン
パ用コイルスプリングの中心軸線から離れた領域におけ
る曲率半径よりも小さい。

これによって、素線部分が飛び出るのを防止することが
できる。

本明細書において、′径”は、最大幅を意味する。

即ち、“間隔をおいて配置された、−平面内の２つの平
行な直線を徐々に近接せしめて、２つの直線の双方をス
プリングの素線に接触せしめた時、その２つの直線間の
間隔“が、それらの直線に垂直な方向における素線の径
を意味する。

実施例 （第１の実施例） 次に第１図乃至第３図を参照して、本発明の第１の実施
例に従うダンパ用コイルスプリングを説明する。

まず、クラッチ・ディスクの構成について、説明する。

第１１！ｌには、例えば、自動車用のクラッチ・ディス
クに使用されるダンパ用コイルスプリング１０が図示さ
れており、第２図及び第３図には、このダンパ用コイル
スプリングＩＯを含むクラッチ・ディスク１２の全体が
示されている。

クラッチ・ディスク１２は、スプライン・ハブ１４と、
所定の角度範囲に互ってスプライン・ハブ１４に対して
回転することができるように設置された円板１６と、円
板Ｉ６の両側に設けられたフェーシング１８と、スプラ
イン・ハブ１４と円板１６との間に配置されたダンパ用
コイルスプリングｌＯとを具備する。

スプライン・ハブ１４は、内歯スプラインを有するハブ
本体２０とハブ・フランジ２２とから構成されている。

ハブ本体２０の内歯スプラインは、変速機に連結された
クラッチ・シャフト（図示せず）の外歯スプラインと係
合する。これによって、スプライン・ハブ１４は、クラ
ッチ・シャフトに対して、クラッチ・シャフトの軸線方
向（第３図の左右方向）の移動ができるようになってい
る。

ハブ・フランジ２２は、ハブ本体２０と一体に構成され
、略円板状であり、２つの孤と半径方向線分によって規
定される複数個の開口２４を有する。この開口２４内に
ダンパ用コイルスプリング１０が収容される。

円板１６は、ハブ・７ランジ２２の両側にハブ・フラン
ジ２２に対して回転可能に配置された多ラッチ・プレー
ト２６及びリテイニング・プレート２８と、クラッチ・
プレート２６の外側に連結されたクツショニング・プレ
ート３０を具備する。

クラッチ・プレート２６及びリテイニング・プレート２
８は、それぞれ略環状であり、ストップ・ピン３２によ
って一体に連結されている。クラッチ・プレート２６及
びリテイニング・プレート２８には、ハブ・７ランジ２
２の開口２４に対抗した位ｌｌに、ダンパ用コイルスプ
リング１０を収容する開口３４．３６が形成されており
、これらの開口３４．３６を規定する縁部には、ダンパ
用コイルスプリング１０を部分的に覆うカバー３５゜３
７が形成されている。これによって、ダンパ用コイルス
プリングｌＯは、ハブ・フランジ２２の開口２４、並び
にクラッチ・プレート２６及びリテイニング・プレート
２８の開口３４．３６内の所定位置に保持される。

フェーシング１８は、クツショニング・プレート３０の
両側に設置されている。

このように構成されているので、クラッチ・ペタルの操
作によって、クラッチ・スプリングによって、フェーシ
ング１８が、フライ・ホイールとクラッチ・ディスクと
に挟まれ、これらが係合すると、原動機の動力が、原動
機側のクランク・シャフト、フライ・ホイール及びクラ
ッチ・ディスク、フェーシング１８、円板１６（クツシ
ョニング・プレート３０、クラッチ・プレート２６及び
リテイニング・プレート２８）、ダンパ用コイルスプリ
ングｌＯ、スプライン・ハブ１４（ハブ・フランジ２２
、ハブ本体２０）を介して、被駆動側の変速機に連結さ
れたクラッチ・シャフトに伝達される。

次に、第１の実施例に従うダンパ用コイルスプリングｌ
Ｏの全体の形状について、説明する。

第１図に示したとおり、ダンパ用コイルスプリング１０
は、応力加わっていない状態において、その中心軸線３
８が円弧状であり、第２図に示したとおりにハブ・７ラ
ンジ２２の開口２４内に配置された場合、ダンパ用コイ
ルスプリングｌＯの中心軸線３８が規定する円弧は、ス
プライン・ハブ１４の中心軸線４０を中心とする円（以
下、基準円という）の一部を構成している。

このダンパ用コイルスプリングＩＯを収容するハブ・７
ランジ２２の開口２４並びにクラッチ・プレート２６及
びリテイニング・プレート２８の開口３４及び３６とは
、スプライン・ハブ１４の中心軸線４０を中心とする円
の大小２つの円弧と半径方向直線によって規定されてい
る。

このように構成することは、ハブ・７ランジ２２とクラ
ッチ・プレート２６及びリテイニング・プレート２８と
が相対的に回転して、これらの開口２４と開口３４及び
３６とが整合状態からずれ、重なり部分が狭くなっても
、重なり部分は常に、スプライン・ハブ１４の中心軸線
４０を中心とする円の大小２つの円弧と半径方向直線に
よって規定され、幅（即ち半径方向長さ）が変わらない
ので好ましい。即ち、開口２４．３４．３６は中心軸線
４０を中心とする円の円周方向の長さと、半径方向の幅
とを有し、ハブ・７ランジ２２とクラッチ・プレート２
６及びリテイニング・プレート２８との相対的な回転に
よって、これらの重なり部分の円周方向の長さは変化す
るが、半径方向の幅は変化しない。

ダンパ用コイルスプリング１０の中心軸線３８が規定す
る円弧は、上記のとおり、スプライン・ハブ１４の中心
軸線４０を中心とする基準円の一部を構成している態様
に限らず、中心軸線３８が規定する円弧の中心と、スプ
ライン・ハブ１４の中心軸線４０を中心とが一致してい
なくてもよく、更には、ダンパ用コイルスプリング１０
の中心軸線３８が、内置外の曲線、例えば楕円、双曲線
、放物線、直線等であってもよい。

ダンパ用コイルスプリングｌＯの応力が加わっていない
状態における形状は、ハブ・フランジ２２の開口２４と
クラッチ・プレート２６及びリテイニング・プレート２
８の開口３４．３６が整合する位置にある場合に、これ
らの開口にぴったり収容される形状である。

このように、ダンパ用コイルスプリング１０が応力が加
わっていない状態において、既に湾曲しており、そのま
ま開口２４．３４．３６内に収容されることによって、
開口２４と開口３４．３６とが整合している状態におい
ては、その中に収容されているダンパ用コイルスプリン
グには応力が加わっていない。そして、ハブ・フランジ
２２とりラッチ・プレート２６及びリテイニング・プレ
ート２８とが相対的に回転して、これらの開口位置がず
れると、ダンパ用コイルスプリング１０は圧縮されるこ
とになる。

次に、第１図を参照してダンパ用コイルスプリングｌＯ
の素線の断面形状を説明する。

この実施例においては、上記のとおりダンパ用コイルス
プリング１０の中心軸線３８は、スプライン・ハブ１４
の中心軸線４０（第３図）を中心とする基準円の一部を
構成する円弧を規定している。

第１図に示したダンパ用コイルスプリングｌＯの断面は
、中心軸線４０を中心とするこの基準円を含む平面にお
ける断面である。この平面は、スプライン・ハブ１４の
中心軸線４０に垂直であり、ダンパ用コイルスプリング
ｌＯの中心軸線３８を含む。

上記のとおりの断面におけるダンパ用コイルスプリング
１０の素線の断面形状は、第１図に示したとおり、内側
部分、即ち、ダンパ用コイルスプリングＩＯの軸線３８
側は、内側方向に長軸ａを有しそれと垂直な方向に短径
すを有する楕円形であり、外側部分、即ち、ダンパ用コ
イルスプリングｌＯの軸線から離れた側が半径すを有す
る円形である。

この断面形状の軸線方向（即ち基準円の円周方向）の径
は、２ｂであり、軸線方向に垂直な方向（基準円の半径
方向）の径は、ａ＋ｂである。そして、ａよりもｂの方
が小さいので、この断面形状は軸線方向の径が、軸線方
向に垂直な方向の径よりも小さい。

ダンパ用コイルスプリングにおいて、圧縮力が加わると
、その断面には、圧縮による直接的な直接剪断応力と、
ねじりによるねじり剪断応力とが合成された応力が加わ
る。そして、ダンパ用コイルスプリングの内側部分にお
いては、直接剪断応力とねじり剪断応力とが加算され、
この部分に最も大きな応力が加わる。

断面形状は軸線方向の径が、軸線方向に垂直な方向の径
よりも小さい、即ち、軸線方向に垂直な方向の径が、軸
線方向の径よりも大きいと、内側に十分な断面部分を有
することになり、最も大きな応力が加わる部分が補強さ
れる。

（第２の実施例） 次に第４図及び第５図を参照して、本発明の第２の実施
例を説明する。

第２の実施例に従うダンパ用コイルスプリング１１０は
、全体として、第１の実施例に従うダンパ用コイルスプ
リング１０と同様に構成されるが、第４図及び第５図に
示したとおり、その素線の断面形状が異なる。

即ち、第２の実施例に従うダンパ用コイルスプリング１
１０においては、その断面形状において、内側部分が半
径すを有する略円形であり、外側部分が、外側方向に長
軸ａを有し、軸線方向に短軸すを有する略楕円形である
。

従って、第２の実施例においても、軸線方向の径が、軸
線と直角な方向の径よりも小さい。このため、最も大き
な応力が作用する内側部分が補強されることになる。

また、ダンパ用コイルスプリング１１０が圧縮される際
、大きな力が作用すると、ダンパ用コイルスプリング１
１０の素線部分１４２．１４４．１４６の間隔が短くな
り、ついには、第５図に示したとおり相互に接触点Ａで
接触し、これによって、これらの素線部分１４２．１４
４．１４６はダンパ用コイルスプリング１１０の中心軸
線１３８方向（第５図の上方向）の力を受けることにな
る。

そして、圧縮力が大きくなるに従って、例えば、素線部
分１４４がダンパ用コイルスプリングｌｌＯの中心軸線
１３８方向（８５図の上方向）に移動し、隣接する素線
部分１４２．１４６との接触点Ａは徐々に、゛ダンパ用
コイルスプリング１１０の中心軸線から離れる方向であ
る外側方向（即ち第５図の下側方向）に移動する。

この実施例においては、接触点Ａにおける曲率半径ａｌ
が、その外側領域における曲率半径ａ２よりも小さい。

このため、２つの隣接する素線部分によって作用する力
の合成力の内側方向成分を比較的小さくすることができ
、これによって、素線部分が内側に飛び出るのを防止す
る。

（変形態様） 上記のとおりの断面形状以外としては、第６図及び第７
図に示したとおりの、略楕円乃至は略矩形であってもよ
い。

これら以外の断面形状として、例えば、円、楕円等二次
曲線の一部の組み合わせ、更にこれらと線分との組み合
わせによって、断面形状を規定することもできる。更に
は、断面の一部に凹状部分を有するものであってのよい
。

また、上記のとおり実施例においては、ピッチが等しい
スプリング、即ち、等ピッチスプリングを説明したが、
本発明はこれに限定されることなく、ピッチが異なるス
プリング、即ち、不等ピッチスプリングにも適用するこ
とができることは明らかである。

尚、上記実施例においては、クラッチ・デスクのための
ダンパ用コイルスプリングについて、説明したが、本発
明はトルクコンバータ用ダンパのためのダンパ用コイル
スプリングにも適用することができる。

効果 上記のとおり、本発明に従うと、ストローク長の長く且
つ強度の強いダンパ用コイルスプリングを提供すること
ができる。

本発明に従うと、軽重量で耐久性に優れたダンパ用コイ
ルスプリングを提供することができる。

更に、本発明に従うと、スプライン・ハブと円板との相
対的回転角度が大きいクラッチ・ディスクを提供するこ
とができる。

本発明に従うと、軽重量で耐久性に優れたクラッチ・デ
ィスクを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例に従うダンパ用コイル
スプリングの横断面図。 第２図は、第１図のダンパ用コイルスプリングを含むク
ラッチ・ディスクの一部を切欠いた正面図。 第３図は、第２図のクラッチ・ディスクの線■−■に沿
った断面図。 第４図は、本発明の第２の実施例に従うダンパ用コイル
スプリングの横断面図。 第５図は、第４図のダンパ用コイルスプリング一部の圧
縮状態の拡大断面図。 第６図は、本発明の他の実施例に従うダンパ用コイルス
プリングの横断面図。 第７図は、本発明の他の実施例に従うダンパ用コイルス
プリングの横断面図。 ｌＯ・・・ダンパ用コイルスプリング １２・・・クラッチ・ディスク １４・・・スプライン・ハブ １６・・・円板 １８・・・フェーシング ２０・・・ハブ本体 ２２・・・ハブ・７ランジ ２６・・・クラッチ・プレート ２８・・・リテイニング・プレート ３０・・・クツショニング・プレート 第１図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スプリングの軸線がスプリングに応力が加わってい
   ない状態において、アーク状の曲線を形成しており、 スプリングを構成する素線の該アーク状の軸線を含む面
   による横断面が非円形であって、 この横断面のスプリングの軸線方向の径が、この軸線方
   向と直角な方向の径よりも小さい ことを特徴とするダンパ用コイルスプリング。 ２、該横断面の内側部分の曲率半径が、外側部分の曲率
   半径よりも大きい請求項１記載のダンパ用コイルスプリ
   グ。 ３、該横断面の外側部分の曲率半径が、内側部分の曲率
   半径よりも大きい請求項１記載のダンパ用コイルスプリ
   グ。 ４、圧縮した場合に接触する接触点における曲率半径が
   、接触点よりもスプリングの軸線に対して外側の領域に
   おける曲率半径よりも小さい請求３項記載のダンパ用コ
   イルスプリング。