JPH09119450A - ねじり振動ダンパ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチディスクにおいて、アイドリング等
の低速回転時に変速機等から発生するいわゆるガラ音
を、そのねじりばね特性をかえて防止する。 【解決手段】 クラッチディスクのねじりばねに予負荷
を与えて、ねじり角ゼロにおいて所定のトルクを要する
非線形ばね特性とする。この予負荷によってエンジンか
らトランスミッションへの微小トルク変動の伝達を防
ぎ、予負荷を越えた低伝達トルク領域では、ねじりばね
の低ばね常数で変動トルクの伝達を下げるようにして、
特別な装置が必要がなく、コスト上昇もなくて高い効果
を得るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ねじり振動ダンパ
装置に関し、特にアイドリング等の低速回転時に発生す
るトランスミッション等のラトル音、いわゆる歯打ちの
ガラ音防止の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６、７、８に示すように、エンジント
ルクの伝達は、クラッチカバー１９に内蔵されたプレッ
シャプレート２０でフェーシング１３をフライホイール
１６に押し付けて行う。そしてスプリング型クラッチデ
ィスク１２は、フライホイール１６からのエンジントル
クをスプラインハブ１７とフェーシング１３との間に入
れた複数のコイルばね１４及び摩擦材１８等からなるね
じり振動ダンパ装置を介してトランスミッション入力軸
２１に伝え、接続の緩衝と共に動力伝達系での防振作用
を行わせる。

【０００３】ここで、ねじり振動ダンパ装置は、複数の
段階のねじり剛性に基づく捩じり特性を有している。即
ち、ねじり振動ダンパ装置の主要な要素をなすばねを複
数のコイルばねとし、そのコイルばね１４を２段階〜４
段階に順次作用させて例えば、図４のような非線形ばね
特性をもたせて伝達系からの騒音減少をはかることが多
い。

【０００４】そのために、低トルクから高トルクまでの
エンジントルクを伝達させるための非線形ばね特性をい
ろいろ工夫している。例えば図４では、トランスミッシ
ョン出力軸トルクが微小即ち、縦軸Ｔのねじりトルクが
微小のアイドル回転時、通常４００〜６００ｒｐｍの第
１段階では、ばね常数を低くし、また、トランスミッシ
ョン出力軸トルクが０ｋｇｍを越えるＡ１点では、Ｃ１
点までのばね常数を無限大、即ち緩衝作用なしにしてい
る。また、Ｃ１点を越えるねじりトルクの第２段階で
は、ばね常数を高くしたｋ２とし、さらに高トルクのＢ
１点以上の第３段階では、ばね常数ｋ３をさらに高くし
ている。そして、これらのばね常数の非線形特性の全域
では、クラッチ接続の緩衝を構造上で限られたねじり角
の範囲内に収めるようにしている。

【０００５】そしてこの非線形ばね特性のＡ１点近傍の
ばね特性を急変しないように、特にばね作用のない領域
Ａ１〜Ｃ１点をなくすようにした技術も提案されている
（特公平７ー５１９７２号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のね
じり振動ダンパ装置では、伝達系に走行抵抗等がかかる
場合のトルク伝達をスムーズにし、そして共振等の異常
振動が発生しないようにすることは、こまかい改善の余
地はあっても公知の技術の活用で大きな問題は少なかっ
た。

【０００７】しかし、エンジンアイドリングやトランス
ミッションからの動力取り出し、いわゆるＰＴＯ付きの
場合等の軽負荷、低速回転時では、エンジン回転変動、
トルク変動による低周波加振が動力伝達系の歯車の歯打
ち等をひきおこす、いわゆるガラ音の発生防止は困難で
あった。この原因を図４で説明すると、エンジンアイド
リング回転での動力伝達系のトランスミッション回転抵
抗はＱ１点のトルクＴｑ１で、この場合は、ばね常数ｋ
１で動力伝達系が加振される。そして充分にばね常数の
低いｋ１を介した空転する動力伝達系の慣性モーメント
への振動伝達は、この系の固有振動数が加振周波数に比
べて低いので加振が軽減され歯打ち等を起こすことなく
従ってガラ音の発生もない。

【０００８】しかし、例えばトランスミッションにＰＴ
Ｏギヤが装着されギヤが攪拌する粘性抵抗が大きい場合
には、所定の回転数にするために、エンジンのトルクＴ
ｑ１をその粘性抵抗に相当するまで高くする必要があ
る。そして、エンジンのトルクＴｑ１がＡ１点を越える
と急にばね常数が高くなり、前記慣性モーメントとの間
で形成するねじり固有振動数も大きくなる。この結果、
振動伝達率が大きくなり、ガラ音を発生させる。

【０００９】図５は、仮に図４のばね常数ｋ１でもガラ
音がでる場合に、ばね特性をかえる対策を示す。この場
合には粘性抵抗がきわめて低い場合で、ばね常数ｍ１の
範囲内では、ガラ音の発生は全くない。しかし、ＰＴＯ
ギヤが装着されたトランスミッションでは、すぐに、ば
ね常数ｍ１の領域を越えて振動的に不安定なＡ２〜Ｃ２
領域に入り、ガラ音が発生してしまう。従って、図４の
場合に比較して抵抗がすくない範囲では、ガラ音の発生
は少ないがわずかの抵抗増加でもガラ音がでやすい。

【００１０】このように限られたねじり角範囲で、しか
もある程度の攪拌抵抗の変動があってもガラ音の発生を
防止することは困難であった。本発明は、このようなエ
ンジン低回転数でのトランスミッションのガラ音発生を
防止するねじり振動ダンパ装置を提供することを課題と
している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、自動車用スプリング型クラッチディスクのね
じり振動ダンパ装置であって、複数の段階のねじり剛性
に基づく捩じり特性を有するねじり振動ダンパ装置にお
いて、第１段階のねじり剛性を担う第１段目トーション
用ばねに、所定の予負荷を与えた予負荷ばねを設けるよ
うにした。

【００１２】請求項２記載の発明は、前記予負荷ばね
を、０・０５〜１・５ｋｇｍの予負荷を与えて構成する
ようにした。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図２、３において、クラッチディス
ク１は、図示しない４サイクル直列６気筒エンジンのト
ルクをフライホイールを介して入力されるフェーシング
３と、フェーシング３から図示しないトランスミッショ
ン入力軸にトルクを伝えるスプラインハブ７と、フェー
シング３とスプラインハブ７との間にあってトルク接続
時の緩衝と共に動力伝達系での防振作用を行わせるねじ
り振動ダンパ装置２と、で主要部分が構成されている。

【００１４】そのねじり振動ダンパ装置２は、フェーシ
ング３からトルクを伝えるプレート３ａに設けられ、各
々が円周方向に等角に配された大きさの異なる３ケづつ
の長方形の小窓３ｄ、３ｅ、３ｆに装着された第１段ト
ーション用ばねとしての第１段トーション用コイルばね
４と、第２段トーション用コイルばね５、及び第３段ト
ーション用コイルばね６と、図で明示しない摩擦材と、
で構成されている。

【００１５】図１において、前記の３ケからなる第１段
トーション用コイルばね４は、ばね常数が通常より低い
Ｋ１で、自由長を圧縮した即ち予負荷ばねの状態でそれ
ぞれ３ケの小窓３ｄにはめ込まれている。また、その圧
縮力の合計にスプラインハブ７の中心までの距離を乗じ
たトルクＴｂは、０・２５ｋｇｍとしたが０・０５〜１
・５ｋｇｍの範囲におさめられていれば実用上差し支え
ない。

【００１６】そして、ばね常数Ｋ１の当接点Ａまでのね
じり角度θは、約５度としそのときのねじりトルクＴａ
は、トランスミッションのアイドル回転数での粘性回転
抵抗Ｔｑを充分に上回るトルクになっている。当接点Ａ
のねじりトルクを越える領域のばね特性は、実質的に従
来の特性と同様である。

【００１７】また、ねじり角度が負側のばね特性は、Ｔ
−θ座標の原点にたいして正側に対称になっている。次
に作用を説明する。まづ、エンジンにクラッチが接続し
てアイドル回転する場合について説明する。

【００１８】通常は、４００〜６００ｒｐｍ内で一定な
例えば４５０ｒｐｍでガバナ制御されている。４サイク
ル６気筒なので２２・５Ｈｚでの速度変動、トルク変動
をともなったトルクがフェーシング３に入力され、プレ
ート３ａを介し小窓３ｄ内の第１段トーション用コイル
ばね４を圧縮する。ここで、圧縮力を受けた第１段トー
ション用コイルばね４は圧縮の予負荷があるので、その
予負荷の圧縮力までは、撓まない。つまり、トルクＴｂ
の０・２５ｋｇｍまでは、ねじり角は０のままで動かな
い。次いで、入力トルクがＴｂの０・２５ｋｇｍを越え
るとばね常数Ｋ１に従って撓み、当接点Ａのねじり角５
度の撓みまでは、Ｋ１での振動系で緩衝作用をする。一
方、トランスミッションのアイドル回転では、この場合
は４５０ｒｐｍの粘性回転抵抗Ｔｑは、前記のように当
接点ＡのねじりトルクＴａより低く、エンジンのトルク
変動２２・５Ｈｚのトルク変動による加振力は、伝達が
充分に低減されてトランスミッションに入る。従って、
トランスミッションの歯車の歯打ちによるガラ音は、発
生しない。

【００１９】また、トランスミッションから動力取り出
しをするいわゆるトランスミッションＰＴＯ付きの場合
は、動力取り出しのＯＮ、ＯＦＦによって回転抵抗が異
なるが、本実施例では、０・２５ｋｇｍの予負荷のまま
でガラ音の発生はない。なお、当接点Ａよりねじりトル
クの大きい領域即ち走行状態では従来と同様で問題はな
い。

【００２０】このように第１段トーション用コイルばね
４に予負荷を与えたことで、粘性回転抵抗を越えてか
つ、ねじり角変位５度の範囲内に振動伝達の低いばね常
数をおさめることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によると、自動車用スプリング型クラッチディスクの
ねじり振動ダンパ装置において、第１段トーション用ば
ねに所定の予負荷を与えた予負荷ばねを設け、て構成さ
れたのでアイドリング等の低速回転でも限られた角変位
の中で低ばね常数のばねを使用が可能となり、振動伝達
が下るため、トランスミッションのガラ音発生を防止す
ることができる。

【００２２】請求項２記載の発明によると、前記予負荷
ばねを、０・０５〜１・５ｋｇｍの予負荷を与えて構成
したから、アイドリング回転からトランスミッション動
力取り出し装置付きの回転抵抗が、やや多い低速回転の
実用範囲でガラ音の発生を効果的に防止することができ
る。尚、本発明は、特別な装置を設けることがなく、従
ってコスト上昇がないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に基づいて得られるばね特性曲線を示
す図

【図２】 本発明のねじり振動ダンパ装置を示す断面を
含んだ正面図

【図３】 図２の側面図

【図４】 従来公知のばね特性曲線を示す図

【図５】 同上の説明用の特性曲線を示図

【図６】 従来公知のクラッチまわりを示す側面図

【図７】 従来公知のクラッチディスクを示す正面図

【図８】 同上の側面図

【符号の説明】

１ クラッチディスク ２ ねじり振動ダンパ ３ フェーシング ３ａ プレート ３ｄ 小窓 ３ｅ 小窓 ３ｆ 小窓 ４ 第１段トーション用コイルばね ５ 第２段トーション用コイルばね ６ 第３段トーション用コイルばね ７ スプラインハブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車用スプリング型クラッチディスクの
   ねじり振動ダンパ装置であって、複数の段階のねじり剛
   性に基づく捩じり特性を有するねじり振動ダンパ装置に
   おいて、 第１段階のねじり剛性を担う第１段目トーション用ばね
   に、所定の予負荷を与えた予負荷ばねを設けるようにし
   たことを特徴とするねじり振動ダンパ装置。
2. 【請求項２】前記予負荷ばねは、０・０５〜１・５ｋｇ
   ｍの予負荷を与えられて構成されたことを特徴とする請
   求項１記載のねじり振動ダンパ装置。