JPWO2011067815A1 - トルク変動吸収装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ角が大きい非線形の捩れ特性を得ることができるとともに、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に過大なトルクが伝達されるのを防止することができるトルク変動吸収装置を提供すること。【解決手段】トルク変動吸収装置1が、ボス5に設けられ、ボス5と一体回転する楕円形状のカム面6aを有するカム部材6と、カム部材6とコイルスプリング4との間に介装され、ディスクプレート7、8の回転トルクをボス5に伝達するアーム部材19とを備え、アーム部材19の一端部19aをカム面6aに接触させるとともに、他端部19bをコイルスプリング4の円周方向一端部に当接させ、ディスクプレート7、8のピン18を中心に揺動するように構成する。【選択図】図1

Description

本発明は、トルク変動吸収装置に関し、特に、回転トルクが入力される駆動側回転部材と駆動側回転部材の回転トルクを出力する被駆動側回転部材とを弾性部材を介して相対回転自在に連結したトルク変動吸収装置に関する。
従来から内燃機関や電動モータ等の駆動源と車輪等と連結して駆動源からの回転トルクを伝達するとともに、駆動源と変速歯車組を有する駆動系との間の捩り振動を吸収するトルク変動吸収装置が知られている。
このトルク変動吸収装置は、例えば、駆動源側のフライホイールに締結および解放される駆動側回転部材と、変速機の入力シャフトに連結される被駆動側回転部材と、駆動側回転部材および被駆動側回転部材を円周方向に弾性的に連結する弾性部材とから構成されている(例えば、特許文献1参照)。
駆動側回転部材は、クラッチディスクと、クラッチディスクの半径方向内方に設けられた一対のディスクプレートから構成されており、被駆動側回転部材は、変速機の入力シャフトに回転不能にかつ軸線方向に移動可能に連結され、ディスクプレートの間に設けられたハブから構成されている。
ハブは、入力シャフトにスプライン係合する筒状のボスおよびボスから半径方向外方に広がる円板状のフランジを有している。また、弾性部材は、単独のコイルスプリングから構成されており、コイルスプリングは、フランジに形成された窓孔内に収容されて円周方向両端部を円周方向に支持されているとともに、一対のディスクプレートに形成された窓部によって円周方向に支持されている。
このような構成を有するトルク変動吸収装置にあっては、クラッチディスクおよび一対のディスクプレートとハブとが相対回転すると、コイルスプリングがクラッチディスクおよび一対のディスクプレートとハブとの間で円周方向に圧縮されることにより、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に入力される捩り振動をコイルスプリングによって、吸収・減衰するようになっている。
ところで、捩り振動によって発生する変速機側の騒音としては、アイドリング時の異音、走行時の異音およびこもり音が知られている。したがって、各異音の発生原因となる捩り振動を吸収するためには、トルク変動吸収装置の捩れ特性を適切に設定する必要がある。
ここで、アイドル時の異音としては、ニュートラルに変速したアイドル時に、駆動源のトルク変動による回転変動を起振源とした捩り振動によって、無負荷状態にある歯車対が衝突して生じるガラガラという異音、所謂、ガラ音が知られている。
また、走行時の異音としては、車両の加減速中に、駆動源のトルク変動による回転変動を起振源とした捩り振動や、駆動系の捩り共振によって変速歯車組の空転歯車対が衝突して生じるジャラジャラという異音、所謂、ジャラ音が知られている。
また、こもり音としては、駆動源のトルク変動を起振力とする駆動系の捩り共振による振動によって車室内に発生する異音が知られており、駆動系の捩り共振は、通常、定常走行時(例えば、内燃機関の回転数が2500rpm付近)に存在するため、定常走行時にこもりが発生する。
従来、捩れ特性を適切に設定したトルク変動吸収装置としては、例えば、特許文献2に記載されたようなものが知られている。
このトルク変動吸収装置は、被駆動側回転部材を構成する筒状のボスと、ボスから半径方向外方に広がる円板状のフランジとを二分割し、ボスの外周部とフランジの内周部にボスとフランジとの捩り振動を吸収するバネ定数の小さい小コイルスプリングを介装するようにしている。
また、一対のディスクプレートには第1の窓部と第2の窓部とが設けられており、この第1の窓部および第2の窓部は、ディスクプレートの円周方向に離隔している。
また、フランジは、第1の窓部と第2の窓部とにそれぞれ対応する第1の窓孔と第2の窓孔とが設けられており、第1の窓部と第1の窓孔内に小スプリングよりもバネ定数が大きい第1のコイルスプリングと第1のシート部材とが設けられている。
また、第2の窓部と第2の窓孔内には小コイルスプリングよりもバネ定数が大きい第2のコイルスプリングと第2のシート部材とが設けられている。
また、第1シート部材は、第1の窓孔から円周方向に隙間が設けられており、第1コイルスプリングは、捩れ特性において第2コイルスプリングが圧縮される領域の捩れ角度の小さな領域では圧縮されず、捩れ角度の大きな領域で圧縮されるようになっている。
このトルク変動吸収装置による駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ特性は、図11に示すようになる。
すなわち、アイドル状態でニュートラルに変速したとき等のようにクラッチディスクとハブとの捩れ角が小さい領域にあっては、小コイルスプリングのみを圧縮させることにより、捩れ角の小さな領域を低剛性にしてガラ音の発生を抑制する。
また、捩れ角が大きい領域では、第2のコイルスプリングのみを圧縮せることで、矢印aに示すように、トルクが緩やかに上昇する中剛性の捩れ特性を得ることにより、こもり音を抑制することができる。
また、捩れ角がさらに大きくなり、捩れ角が所定の位置になると、第1のコイルスプリングと第2コイルスプリングとを並列に圧縮することで、矢印bに示すように、トルクの上昇率が大きくなる高剛性の捩れ特性を得ることにより、ジャラ音を抑制するようにしている。すなわち、多段の捩れ特性を得ることができる。
ところが、このようなトルク変動吸収装置にあっては、伝達トルクの上昇率が変化する段差部(グラフの折れ曲がった部分)において、変速機の内部で回転トルクを伝達している歯車の歯打ち音がするという問題があった。
この音は低周波の音であり、ガー音と言われる。例えば、緩減速中等の走行状態において、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に伝達されるトルクが略0(deg)のときに、捩れ特性の段差部において急激なトルク変動が発生することにより、歯車の跳ね返りによる歯車の打ち音等の異音が発生することがあるという問題があった。
これに対して、捩れ特性を多段ではなく非線形にして、トルク変動の段差部が形成されない捩れ特性にすることにより、ガー音を抑制可能なトルク変動吸収装置としては、例えば、特許文献3に示すようなものが知られている。
特許文献3に記載されたものは、内燃機関と一体に回転する駆動側回転部材と、駆動側回転部材と同軸的、かつ相対回転自在に配設される被駆動側回転部材と、駆動側回転部材に形成され、駆動側回転部材と被駆動側回転部材との相対回転角度に応じて曲率が変化するように構成される被接触面に沿って移動する接触部を有し、駆動側回転部材と被駆動側回転部材との相対回転に追従して接触部が駆動側回転部材の被接触面に沿って移動することにより、被駆動側回転部材して相対変位する変位部材と、変位部材の相対変位に追従して弾縮する弾性部材と、駆動側回転部材および変位部材のそれぞれに設けられ、互いに係合することにより、変位部材と駆動側回転部材との相対回転を規制して、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の相対回転を規制するするストッパー部とを備えている。
特開2003−194095号公報 特開2001−304341号公報 特開2001−74102号公報
しかしながら、特許文献2に示すトルク変動吸収装置にあっては、小コイルスプリングの変形によってアイドル時のガラ音を抑制することができるが、トルク変動を吸収するための第1、2のコイルスプリングおよび第1、2のシート部材を多数直列に設けているので駆動側回転部材と被動側回転部材との捩れ角を広く取ることが構成上困難となってしまい、走行時のジャラ音を充分に抑制することが困難であるという問題があった。
また、特許文献3に示すトルク変動吸収装置にあっては、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ特性を非線形にしてガー音の抑制を行うことができるが、駆動側回転部材と変位部材とにそれぞれ互いに係合するストッパー部材を設け、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の相対回転を規制するようにしているため、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ角の広角化を図ることができず、走行時のジャラ音を充分に抑制することが困難であるという問題があった。
さらに、特許文献3に記載されたものは、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の相対回転を規制するようにしているため、内燃機関から駆動側回転部材に過大なトルクが入力された場合に、駆動側回転部材から被駆動側回転部材を介して変速機側に過大なトルクが伝達されてしまうおそれがあった。
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ角が大きい非線形の捩れ特性を得ることができるとともに、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に過大なトルクが伝達されるのを防止することができるトルク変動吸収装置を提供することを目的とする。
本発明に係るトルク変動吸収装置は、上記目的を達成するため、(1)回転トルクが入力される駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材と同一軸線上に設けられ、前記駆動側回転部材の回転トルクを出力する被駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材と前記被駆動側回転部材との間に設けられ、前記駆動側回転部材と前記被駆動側回転部材とが相対回転したときに前記駆動側回転部材の円周方向に圧縮される少なくとも1つ以上の弾性部材とを備えたトルク変動吸収装置であって、前記駆動側回転部材および前記被駆動側回転部材のいずれか一方に設けられ、前記駆動側回転部材および前記被駆動側回転部材のいずれか一方と一体回転する楕円形状のカム面を有するカム部材と、前記カム部材と前記弾性部材との間に介装され、前記駆動側回転部材の回転トルクを前記被駆動回転部材に伝達する少なくとも1つ以上のトルク伝達部材とを備えたものから構成されている。
このトルク変動吸収装置は、例えば、被駆動側回転部材に楕円形状のカム面を有するカム部材を設け、カム部材と弾性部材との間にトルク伝達部材を介装するので、駆動側回転部材と被駆動側回転部材が相対回転したときには、トルク伝達部材がカム部材のカム面に沿って摺動し、カム部材がトルク伝達部材を介して弾性部材を付勢することができる。
駆動側回転部材と被駆動側回転部材の相対回転、すなわち、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ角が小さいときには、弾性変形する弾性部材の反力によってトルク伝達部材がカム部材を押圧して駆動側回転部材から被駆動側回転部材に回転トルクを伝達することができる。
また、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ角が大きくなるに従ってカム面の曲率を大きくすれば、弾性部材の弾性変形を大きくすることができるため、トルク伝達部材がカム部材を強く押圧して駆動側回転部材から被駆動側回転部材に回転トルクを伝達することができる。
このように楕円形のカム面を有するカム部材の回転に伴ってカム部材がトルク伝達部材を介して弾性部材を押圧することにより、弾性部材からトルク伝達部材への反力を変化させることにより、駆動側回転部材と被駆動側回転部材との捩れ角の範囲を広角化することができるとともに、捩れ特性を非線形にすることができ、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に回転トルクを円滑に伝達することができる。
このため、トルク変動吸収装置を車両の駆動源と変速歯車組を有する変速機の間に介装した場合に、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ角が小さいときには、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ剛性を小さくすることができる。
このため、アイドル状態でニュートラルに変速したとき等のように駆動側回転部材から被駆動側回転部材に伝達される回転トルク、すなわち、被駆動側回転部材の出力トルクが小さい領域では、駆動源のトルク変動による回転変動を起振源とした捩り振動を減衰して、無負荷状態にある変速機の歯車対からガラ音が発生するのを抑制することができる。
また、駆動側回転部材と被駆動側回転部材との捩れ角の範囲を広角化することができるため、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に伝達される回転トルクが大きい車両の加減速中には、駆動源のトルク変動による回転変動を起振源とした大きな捩り振動や、駆駆動系に捩り共振を減衰して、変速歯車組の空転歯車対が衝突して生じるジャラ音や駆動系の捩り共振によるこもりの発生を抑制することができる。
また、捩れ特性を従来のように段差部を有する多段ではなく非線形にすることができるため、ガー音を抑制することができる。
また、駆動側回転部材に過大なトルクが入力した場合には、駆動側回転部材が回転したときにトルク伝達部材がカム面の曲率が最も大きい頂部を乗り越える。このため、駆動側回転部材を被駆動側回転部材に対して空転させることができ、カム部材をトルクリミッタとして機能させることができる。このため、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に過大なトルクが伝達されてしまうのを防止して、変速機の変速歯車組を保護することができる。
上記(1)に記載のトルク変動吸収装置において、(2)前記トルク伝達部材が、一端部が前記カム部材のカム面に接触するとともに他端部が前記弾性部材の円周方向一端部に当接し、前記駆動側回転部材または前記被駆動側回転部材のいずれか一方に設けられた揺動支点部を中心に揺動するアーム部材を備えたものから構成されている。
このトルク変動吸収装置は、例えば、駆動側回転部材に設けられた揺動支点部を中心に揺動するアーム部材を有し、このアーム部材の一端部をカム部材のカム面に接触させるとともに、カム部材の他端部を弾性部材の円周方向一端部に当接させているので、アーム部材を介して弾性部材とカム部材とを連結することができる。
このため、駆動側回転部材と被駆動側回転部材との間に弾性部材、アーム部材およびカム部材を設けるだけの簡素な構成によって駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ角の範囲を広角化することができ、トルク変動吸収装置の構成を簡素化することができる。
上記(1)または(2)に記載のトルク変動吸収装置において、(3)前記カム部材のカム面の曲率が、前記駆動側回転部材と前記被駆動側回転部材の捩れ角が最小のときの前記カム部材の初期位置から前記捩れ角が大きくなるに従って大きくなるものから構成されている。
このトルク変動吸収装置は、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ角の変化に応じてトルク伝達部材が接触するカム部材のカム面の曲率を可変させることにより、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ角の範囲を広角化することができるとともに、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ特性を非線形にすることができる。
また、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ角が大きくなるに従って駆動側回転部材と被駆動側回転部材との捩れ剛性を大きくすることができるため、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に回転トルクを円滑に伝達することができる。
上記(1)ないし(3)に記載のトルク変動吸収装置において、(4)前記トルク伝達部材が、前記駆動側回転部材の中心軸に対して点対称に配置されるものから構成されている。
このトルク変動吸収装置は、アーム部材が駆動側回転部材の中心軸に対して点対称に配置されるので、駆動側回転部材の中心軸を挟んでアーム部材がカム部材を挟持することになる。
このため、カム部材がトルク伝達部材を介して弾性部材を付勢したときに、弾性部材の反力によってトルク伝達部材が駆動側回転部材の中心軸を挟んでカム部材を強い押圧力で挟持する。このため、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に回転トルクをより確実に伝達することができ、駆動側回転部材と被駆動側回転部材を確実に一体回転させることができる。
上記(2)ないし(4)に記載のトルク変動吸収装置において、(5)前記被駆動側回転部材が、外周部に前記カム部材を有し、内周部に変速機の入力軸が連結される第1の回転部材を備え、前記駆動側回転部材が、前記第1の回転部材の軸線方向両側に配置され、軸線方向に所定間隔を隔てて互いに固定されるとともに、前記弾性部材が収容される収容部が形成された一対の第2の回転部材と、前記弾性部材の円周方向両端部を支持して前記弾性部材を前記収容部の円周方向両端部に支持する一対の保持部材とを備え、前記アーム部材の他端部が前記保持部材のいずれか一方を介して前記弾性部材の円周方向一端部に当接するものから構成されている。
このトルク変動吸収装置は、一対の第2の回転部材の収容部に弾性部材が収容されるとともに、弾性部材の円周方向両端部が一対の保持部材によって収容部の円周方向両端部に支持され、アーム部材の他端部が保持部材の一方を介して弾性部材の円周方向一端部に当接するようになっているので、駆動側回転部材と被駆動側回転部材との捩れ角の範囲を広角化することができるとともに、捩れ特性を非線形にすることができ、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に回転トルクを円滑に伝達することができる。
上記(2)ないし(5)に記載のトルク変動吸収装置において、(6)前記揺動支点部が、前記一対の第2の回転部材に橋架されたピンからなり、前記アーム部材が前記一対の第2の回転部材の間に位置して前記ピンに揺動自在に支持されるものから構成されている。
このトルク変動吸収装置は、アーム部材を一対の第2の回転部材の間に位置させ、一対の第2の回転部材に橋架されたピンに揺動自在に支持しているので、簡単な構成によってアーム部材を一対の第2の回転部材に支持させることができる。また、一対の第2の回転部材をピンによって連結することができるため、一対の第2の回転部材を簡単な構成によって一体化することができる。
上記(2)ないし(5)に記載のトルク変動吸収装置において、(7)前記一対の第2の回転部材の少なくとも一方の所定の部位を軸線方向内方に向かって折り曲げて前記一対の第2の回転部材の円周方向に沿って所定長延在させることにより、前記一対の第2の回転部材に前記揺動支点部を構成する折り曲げ部を形成し、前記アーム部材を前記一対の第2の回転部材の間に位置させるとともに、前記アーム部材の外周面の任意の部位を前記折り曲げ部の内周面に摺接させることにより、前記折り曲げ部の内周面を中心に前記アーム部材を揺動させるものから構成されている。
このトルク変動吸収装置は、一対の第2の回転部材の少なくとも一方の所定の部位を軸線方向内方に向かって折り曲げることにより、一対の第2の回転部材に折り曲げ部を形成し、アーム部材の外周面の任意の部位を折り曲げ部の内周面に摺接させることより、アーム部材を折り曲げ部の内周面を中心に揺動させるようにしたので、簡単な構成によってアーム部材を一対の第2の回転部材に支持させることができる。
このため、駆動側回転部材と被駆動側回転部材との捩れ角の範囲を広角化することができるとともに、捩れ特性を非線形にすることができ、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に回転トルクを円滑に伝達することができる。
また、アーム部材の外周面の任意の部位を折り曲げ部の内周面に摺接させているため、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ角が大きくなって弾性部材からトルク伝達部材への反力が大きくなると、アーム部材が折り曲げ部の内周面に強い押圧力で押圧される。このため、アーム部材の揺動時のアーム部材の外周面と折り曲げ部の内周面の摺動抵抗を増大させて大きいヒステリシスを発生させることができる。
このため、車両の加減速時に変速機を有する駆動系の捩り共振が発生したときに、駆動側回転部材と被駆動側回転部材のヒステリシスを大きくすることができ、駆動系の捩り共振をより一層抑制することができ、こもり音が発生するのをより一層抑制することができる。
本発明によれば、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ角が大きい非線形の捩れ特性を得ることができるとともに、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に過大なトルクが伝達されるのを防止することができるトルク変動吸収装置を提供することができる。
本発明に係るトルク変動吸収装置の第1の実施の形態を示す図であり、トルク変動吸収装置の正面図である。 本発明に係るトルク変動吸収装置の第1の実施の形態を示す図であり、図1のA−A方向矢視断面図である。 本発明に係るトルク変動吸収装置の第1の実施の形態を示す図であり、図2のB方向矢視断面図である。 本発明に係るトルク変動吸収装置の第1の実施の形態を示す図であり、図2のC方向矢視断面図である。 本発明に係るトルク変動吸収装置の第1の実施の形態を示す図であり、ディスクプレートとハブとの捩れ角が大きいときのトルク変動吸収装置の正面図である。 本発明に係るトルク変動吸収装置の第1の実施の形態を示す図であり、ディスクプレートに過大なトルクが入力したときの変動吸収装置の正面図であ 本発明に係るトルク変動吸収装置の第1の実施の形態を示す図であり、ディスクプレートとハブとの捩れ特性を示す図である。 本発明に係るトルク変動吸収装置の第1の実施の形態を示す図であり、内燃機関の回転変動と内燃機関の回転数との関係を示す図である。 本発明に係るトルク変動吸収装置の第2の実施の形態を示す図であり、トルク変動吸収装置の正面図である。 本発明に係るトルク変動吸収装置の第2の実施の形態を示す図であり、図9のD−D方向矢視断面図である。 従来のディスクプレートとハブとの捩れ特性を示す図である。
以下、本発明に係るトルク変動吸収装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
(第1の実施の形態)
図1〜図8は、本発明に係るトルク変動吸収装置の第1の実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図1、図2において、トルク変動吸収装置1は、駆動源である図示しない内燃機関からの回転トルクが入力される駆動側回転部材2と、駆動側回転部材2と同一軸線上に設けられ、駆動側回転部材2の回転トルクを図示しない駆動系の変速機に伝達する被駆動側回転部材3と、駆動側回転部材2と被駆動側回転部材3との間に設けられ、駆動側回転部材2と被駆動側回転部材3が相対回転したときに駆動側回転部材2の円周方向に圧縮される弾性部材としての一対のコイルスプリング4とを備えている。
被駆動側回転部材3は、駆動系の変速機の図示しない入力軸の外周部にスプライン嵌合される第1の回転部材としてのボス5と、ボス5の外周部に設けられたカム部材6とを含んで構成される。
なお、ボス5とカム部材6とは一体的に成形されてもよい。また、ボス5とカム部材6とを別体に形成し、ボス5の外周部およびカム部材6の内周部にスプライン部をそれぞれ形成し、ボス5とカム部材6とをスプライン嵌合してもよい。
また、駆動側回転部材2は、第2の回転部材としての一対のディスクプレート7、8およびクラッチディスク10を備えている。ディスクプレート7、8は、ボス5の軸線方向両側に配置されており、軸線方向に所定間隔を隔てて揺動支点部としてのピン18によって固定されている。
また、ディスクプレート7、8の円状の中心孔7a、8aにはボス5が収納されており、ボス5は、ディスクプレート7、8と同一軸線上に設けられている。
このピン18は、ディスクプレート7、8に橋架されており、軸線方向両端部が大径に形成されることにより、ディスクプレート7、8に抜け止め係止されている。このため、ディスクプレート7、8は、一体回転する。
また、クラッチディスク10は、ディスクプレート7の半径方向外方に設けられており、クッショニングプレート11および摩擦材12a、12bを備えている。クッショニングプレート11は、厚み方向に波打つリング状の部材から構成されており、リベット9によってディスクプレート7に固定されている。
摩擦材12a、12bは、クッショニングプレート11の両面にリベット13によって固定されており、この摩擦材12a、12bは、内燃機関のクランクシャフトに固定された図示しないフライホイールとフライホイールにボルト固定されたクラッチカバーのプレッシャプレートの間に位置している。
そして、摩擦材12a、12bがプレッシャプレートに押圧されてフライホイールとプレッシャプレートに摩擦係合することで、内燃機関の回転トルクがディスクプレート7、8に入力される。
また、図示しないクラッチペダルが踏み込まれると、プレッシャプレートが摩擦材12a、12bを押圧するのを解除し、摩擦材12a、12bがフライホイールから離隔することで、内燃機関の回転トルクがディスクプレート7、8に入力されない。
また、ディスクプレート7、8にはそれぞれ収容部としての収容孔14、15が円周方向に離隔して一対ずつ形成されており、この収容孔14、15は、ディスクプレート7、8の軸線方向に対向してコイルスプリング4を収容するようになっている。
また、収容孔14、15は、コイルスプリング4の外周側においてプレスによって打ち抜かれており、ディスクプレート7、8の円周方向両端部が閉止端となっている。
また、図2〜図4に示すように、ディスクプレート7、8は、収容孔14の半径方向外方の縁に沿って円周方向に延在する外側支持片(収容部)14c、15cおよび収容孔14の半径方向内方の縁に沿って円周方向に延在する内側支持片(収容孔)14d、15dを備えており、この外側支持片14c、15cおよび内側支持片14d、15dは、ディスクプレート7、8の軸線方向外方に突出している。
また、コイルスプリング4の円周方向両端部は、保持部材であるスプリングシート16、17によって保持されており、このスプリングシート16、17の内周面には座巻が形成されている。
この座巻は、コイルスプリング4の円周方向両端部の一巻分あるいは二巻分に相当しており、この座巻にコイルスプリング4の円周方向両端部を着座させ、コイルスプリング4の巻回方向始端と終端とを座巻きに係合させることにより、コイルスプリング4の回転を防止してスプリングシート16、17に装着することができるようになっている。
また、図3、図4に示すように、ディスクプレート7、8の円周方向両端部の閉止端は、スプリングシート16、17の円周方向端部が当接する当接部14a、14b、15a、15bを構成しており、スプリングシート16、17が伸長した状態において、スプリングシート16、17の円周方向端部が当接部14a、14b、15a、15bに当接するようになっている。
また、スプリングシート16、17の外周側には外側支持片14c、15cおよび内側支持片14d、15dが対向しており、スプリングシート16、17は、外側支持片14c、15cおよび内側支持片14d、15dによって収容孔14、15から抜け出ることが防止される。
円周方向一方のスプリングシート16とカム部材6の間にはトルク伝達部材としてのアーム部材19が設けられており、このアーム部材19は、ディスクプレート7、8の間に位置し、ピン18に揺動自在に支持されている。
また、アーム部材19の一端部19aは、カム部材6のカム面に当接するようになっており、アーム部材19の他端部19bは、スプリングシート16の円周方向一端部に当接するようになっている。
また、スプリングシート16の円周方向一端部には凹部16aが形成されているとともに、アーム部材19の他端部19bが突起状に形成されており、アーム部材19の他端部19bがスプリングシート16の凹部16aに嵌合している。このため、アーム部材19の他端部19bをスプリングシート16に確実、かつ安定して当接させることができる。
また、スプリングシート17の円周方向一端部には凹部17aが形成されているとともに、当接部14b、15bには突起14e、15eが形成されており、スプリングシート16は、凹部17aに突起14e、15eが嵌合することにより、収容孔14、15に確実に保持されるようになっている。
この結果、スプリングシート16を収容孔14、15の周縁に沿ってスプリングシート17に近接・離隔するように円滑に移動させることができる。
また、カム部材6は、楕円形状のカム面6aを備えており、このカム面6aの曲率は、ディスクプレート7、8とボス5との捩れ角が最小のときのカム部材6の初期位置からディスクプレート7、8とボス5との捩れ角が大きくなるに従って大きくなっている。
したがって、本実施の形態のカム部材6は、ディスクプレート7、8とボス5との捩れ角が最小のときに曲率の小さいカム面6aにアーム部材19の一端部19aが当接するようにカム部材6の初期位置が設定されている。
また、アーム部材19は、ディスクプレート7、8の中心軸に対して点対称に配置されており、アーム部材19は、ディスクプレート7、8の中心軸を挟んで同一の曲率を有するカム面6aに他端部19bを接触させることができるようになっている。
次に、作用を説明する。
なお、図1、図5、図6は、ディスクプレート7、8が内燃機関の回転トルクを受けて反時計回転方向に回転している状態を示し、説明の便宜上、ボス5がディスクプレート7、8に対して時計回転方向に捩れるものとして説明を行う。
ディスクプレート7、8とボス5とが相対回転が小さい状態、すなわち、ディスクプレート7、8とボス5との捩れ角が0(deg)付近の小さい状態では、図1に示すように、カム部材6が初期位置に位置してボス5と一体回転する。
このとき、カム部材6の曲率が小さいカム面6aにアーム部材19の一端部19aが摺接しており、カム部材6がアーム部材19をスプリングシート16に押し付けることにより、コイルスプリング4がカム部材6によって付勢される。
このとき、コイルスプリング4の反力によってアーム部材19がピン18を支点にして、テコの原理によってカム部材6を押圧する。このため、ディスクプレート7、8の回転トルクがコイルスプリング4およびアーム部材19を介してカム部材6に伝達され、ボス5が回転して変速機の入力軸に内燃機関の回転トルクを伝達することになる。
このとき、コイルスプリング4の圧縮量は小さいため、ディスクプレート7、8とボス5との捩れ剛性は小さいものとなる。
一方、ディスクプレート7、8とボス5とが相対回転してディスクプレート7、8とボス5との捩れ角が大きくなるにつれてカム部材6が回転することにより、アーム部材19の一端部19aがカム面6aに沿って摺動する。
カム面6aの曲率は、カム部材6の初期位置にあるときからディスクプレート7、8とボス5との捩れ角が大きくなるに従って大きくなっているため、カム部材6が時計回転方向に回転するのに伴ってアーム部材19がコイルスプリング4を付勢する付勢力が徐々に大きくなる。
すなわち、図3、図4に示すように、スプリングシート17の円周方向一端部は、当接部14b、15bに当接しているため、スプリングシート16は、収容孔14、15の周縁に沿ってスプリングシート17側に移動することにより、コイルスプリング4を圧縮する。
このようにアーム部材19がコイルスプリング4を付勢することにより、圧縮されるコイルスプリング4の反力によってアーム部材19がピン18を支点にして、テコの原理によってカム部材6を強い押圧力で押圧する。このため、ディスクプレート7、8の回転トルクがコイルスプリング4およびアーム部材19を介してカム部材6に伝達される。
そして、図5に示すように、カム面6aの曲率が最大の頂部6bの手前側にアーム部材19の一端部19aが位置すると、カム部材6がアーム部材19を介してコイルスプリング4をより大きな付勢力で付勢するため、コイルスプリング4の反力がより一層大きくなる。
このようにディスクプレート7、8とボス5との捩れ角が大きくなるにつれて、カム部材6によるコイルスプリング4への付勢力を大きくして、ディスクプレート7、8とボス5との捩れ剛性を大きくすることができる。
なお、図1、図5は、ディスクプレート7、8およびボス5が正側(加速側)に捩れた状態を示しており、負側(減速側)に捩れた場合には、カム部材6は、初期位置からディスクプレート7、8に対して反時計回転方向に回転して、カム部材6が時計回転方向に回転するにつれてアーム部材19の一端部19aが摺接するカム面6aの曲率が大きくなる。
このように本実施の形態では、トルク変動吸収装置1が、ボス5と、ボス5の外周部に設けられてボス5と一体回転する楕円形状のカム面6aを有し、カム面6aの曲率がディスクプレート7、8およびボス5の捩れ角が最小のときの初期位置からディスクプレート7、8およびボス5の捩れ角が大きくなるに従って大きくなるカム部材6と、カム部材6とコイルスプリング4との間に設けられ、一端部19aがカム面6aに接触するとともに他端部19bがコイルスプリング4のスプリングシート16に当接し、ディスクプレート7、8に橋架されたピン18を中心に揺動するアーム部材19とを備え、ディスクプレート7、8の回転トルクをボス5に伝達するように構成されている。
このため、ディスクプレート7、8とボス5との捩れ角の範囲を広角化することができるとともに、捩れ特性を非線形にすることができ、ディスクプレート7、8からボス5に回転トルクを円滑に伝達することができる。
図7は、ディスクプレート7、8とボス5の捩れ特性を示す図であり、本実施の形態におけるディスクプレート7、8とボス5との捩れ角度と、ボス5から出力される出力トルクとの関係を説明するグラフである。
横軸は、ディスクプレート7、8に対するボス5の相対的な捩れ角度であり、縦軸がボス5から出力される出力トルクである。縦軸の出力トルクは、ディスクプレート7、8に対するボス5の反力に対応する。
図7に示すように、本実施の形態では、ディスクプレート7、8に対するボス5の捩れ角度が大きくなるに従ってコイルスプリング4が縮むことにより、アーム部材19によるカム部材6への押圧力が大きくなる。
そして、アーム部材19によるカム部材6への押圧力が大きくなることにより、出力トルクが大きくなる。このときの出力トルクの変化は、段差部を有さずに連続的に変化する曲線状の捩れ特性となる。
本実施の形態では、アーム部材19の一端部19aを楕円状のカム面6aに摺接させるようにしているので、カム部材6の回転に伴ってディスクプレート7、8とボス5との捩れ角を正側および負側の合計で180(deg)にまで広角化することができる。
なお、ディスクプレート7、8とボス5とが相対回転するときの捩れ特性および捩れ角の大きさは、カム部材6のカム面6aの形状、コイルスプリング4のバネ定数、アーム部材19の形状等を調整することにより、任意の捩れ特性および捩れ角に設定することができる。
図8は、内燃機関の回転変動と内燃機関回転数との関係を示す図であり、加速時には内燃機関の回転数が低い程、内燃機関の回転変動が大きくなり、減速時には、所謂、エンジンブレーキが発生することにより内燃機関の回転数が高い程、内燃機関の回転変動が大きくなる特性を有する。
また、変速機を備えた駆動系の捩り共振点は、内燃機関の定常回転(2500rpm)に発生するように存在しているため、内燃機関の回転数が2500rpmまで上昇するまでの間に内燃機関の回転変動が低下していく段階で駆動系の捩り共振が発生することになる。
本実施の形態では、ディスクプレート7、8とボス5の捩れ角が小さいときには、ディスクプレート7、8とボス5の捩れ剛性を小さくすることができるため、アイドル状態でニュートラルに変速したとき等のようにディスクプレート7、8からボス5に伝達される回転トルク(ボス5の出力トルク)が小さい領域では、内燃機関のトルク変動による回転変動を起振源とした捩り振動を減衰して、無負荷状態にある変速機の歯車対からガラ音を抑制することができる。
また、ディスクプレート7、8とボス5との捩れ角の範囲を広角化することができるため、ディスクプレート7、8からボス5に伝達される回転トルクが大きい低速加速時または減速時には、駆動源のトルク変動による回転変動を起振源とした捩り振動を減衰して、変速歯車組の空転歯車対が衝突して生じるジャラ音を抑制することができる。
また、ディスクプレート7、8とボス5との捩れ角が大きいときに、駆動系の捩り共振点に合わせた高い捩れ剛性に設定することができるため、駆動系の捩り共振による捩り振動を減衰して車室内にこもり音が発生するのを抑制することができる。
また、捩れ特性を従来のように段差部を有する多段ではなく非線形にすることができるため、ガー音を抑制することができる。すなわち、緩減速中等の走行状態において、ディスクプレート7、8からボス5に伝達されるトルクが略0(deg)のときに、変速機の内部で回転トルクを伝達している歯車の跳ね返りによる歯車の打ち音等の異音が発生するのを抑制することができる。
さらに、ディスクプレート7、8に内燃機関から過大なトルクが入力した場合には、図6に示すように、アーム部材19の一端部19aがカム面6aの曲率が最も大きい頂部6bを乗り越えてディスクプレート7、8をカム部材6に対して空転させることができるため、カム部材6をトルクリミッタとして機能させることができる。
この結果、ディスクプレート7、8からボス5に過大なトルクが伝達されてしまうのを防止して、変速機の変速歯車組を保護することができる。
また、本実施の形態では、ディスクプレート7、8とボス5との間にコイルスプリング4、アーム部材19およびカム部材6を設けるだけの簡素な構成によってディスクプレート7、8およびボス5の捩れ角を広角化することができ、トルク変動吸収装置1の構成を簡素化することができる。
また、本実施の形態では、アーム部材19をディスクプレート7、8の中心軸に対して点対称に配置しているため、アーム部材19がディスクプレート7、8の中心軸を挟んでカム部材6を挟持することができる。
このため、カム部材6がアーム部材19を介してコイルスプリング4を付勢したときに、コイルスプリング4の反力によってアーム部材19がディスクプレート7、8の中心軸を挟んでカム部材6を強い押圧力で挟持することができる。このため、ディスクプレート7、8からボス5に回転トルクを確実に伝達することができる。
また、本実施の形態では、ディスクプレート7、8の収容孔14、15にコイルスプリング4を収容するとともに、コイルスプリング4の円周方向両端部をスプリングシート16、17によって収容孔14、15の円周方向両端部に支持し、アーム部材19の他端部19bがスプリングシート16を介してコイルスプリング4の円周方向一端部に当接するようにしているため、コイルスプリング4を弾性変形させてコイルスプリング4の付勢力を発生させることができ、コイルスプリング4からアーム部材19を介してカム部材6に回転トルクを確実に伝達することができる。
また、本実施の形態では、ディスクプレート7、8にピン18を橋架することにより、ディスクプレート7、8をピン18によって連結し、アーム部材19をピン18に揺動自在に支持したので、簡単な構成によってアーム部材19をディスクプレート7、8に支持させることができる。また、ディスクプレート7、8をピン18によって連結することができるため、ディスクプレート7、8を簡単な構成によって一体化することができる。
(第2の実施の形態)
図9、図10は、本発明に係るトルク変動吸収装置の第2の実施の形態を示す図であり、第1の実施の形態と同一の構成には同一の番号を付して説明を省略する。
図9、図10において、ディスクプレート8には揺動支点部としての折り曲げ部21が形成されており、この折り曲げ部21は、ディスクプレート8の半径方向外方を軸線方向内方に折り曲げてディスクプレート8の円周方向に沿って所定長延在させることにより形成されている。
本実施の形態のアーム部材19は、一端部19aと他端部19bの間の外周面の部位が折り曲げ部21の内周面に摺接しており、アーム部材19は、折り曲げ部21の内周面を中心に揺動するようになっている。なお、図9においては、ディスクプレート8に折り曲げ部が形成されていないが、上方に位置するアーム部材19を支持する折り曲げ部21をディスクプレート7に仮想線で示している。
このように本実施の形態では、ディスクプレート8に折り曲げ部21を形成し、アーム部材19を折り曲げ部21の内周面を中心に揺動させるようにしたので、簡単な構成によってアーム部材19をディスクプレート7、8に支持させることができる。
また、本実施の形態では、アーム部材19の外周面の任意の部位を折り曲げ部21の内周面に摺接させているため、ディスクプレート7、8とボス5との捩れ角が大きくなってコイルスプリング4からアーム部材19へのの反力が大きくなると、アーム部材19を折り曲げ部21の内周面に強い押圧力で押圧させることができる。
このため、アーム部材19の揺動時にアーム部材19の外周面と折り曲げ部21の内周面の摺動抵抗を増大させて大きいヒステリシスを発生させることができる。
このため、車両の加減速時に駆動系の捩り共振が発生したときに、ディスクプレート7、8とボス5の間のヒステリシスを大きくすることができ、捩り共振をより一層抑制することができ、こもり音が発生するのをより一層抑制することができる。
また、本実施の形態では、アーム部材19を揺動自在に支持するピン18を廃止しているが、ディスクプレート7、8は、第1の実施の形態の同一構成のピンによって連結してもよい。
また、ディスクプレート8の半径方向外方にディスクプレート7側に折り曲げられる折り曲げ部を設け、この折り曲げ部をリベット9によってディスクプレート8に固定することにより、ディスクプレート8、9を一体化するようにしてもよい。
なお、上記各実施の形態では、アーム部材19を2つ設けているが、このアーム部材19は、1つであってもよい。また、本実施の形態では、一対のアーム部材19によってカム部材6の2個所でトルク伝達を行うようになっているが、カム部材6を3又にし、3つのアーム部材によって3個所でトルク伝達を行うようにしてもよい。
また、ディスクプレート7に揺動支点部としての折り曲げ部を形成し、この折り曲げ部とディスクプレート8に形成された折り曲げ部21との内周面にアーム部材19を揺動自在に支持してもよい。この場合には、ディスクプレート7に形成された折り曲げ部とディスクプレート8に形成された折り曲げ部21は、軸線方向に対向する構成となる。また、ディスクプレート7側のみに折り曲げ部を形成してもよい。
また、本実施の形態では、クラッチディスク10およびディスクプレート7、8を駆動側回転部材から構成し、ボス5を被駆動側回転部材から構成しているが、ディスクプレート7、8を被駆動側回転部材から構成し、ボス5を被動側回転部材から構成してもよい。
また、本実施の形態では、トルク変動吸収装置1を車両の内燃機関と変速機を有する駆動系との間に介装するようにしているが、これに限らず、回転トルクを駆動側回転部材に伝達する駆動源と、被駆動側回転部材から出力された回転トルクが伝達される駆動系を有するものであれば、どのようなものにでもトルク変動吸収装置を適用することができる。
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
以上のように、本発明に係るトルク変動吸収装置は、駆動側回転部材と被駆動側回転部材の捩れ角が大きい非線形の捩れ特性を得ることができるとともに、駆動側回転部材から被駆動側回転部材に過大なトルクが伝達されるのを防止することができるという効果を有し、回転トルクが入力される駆動側回転部材と駆動側回転部材の回転トルクを出力する被駆動側回転部材とを弾性部材を介して相対回転自在に連結したトルク変動吸収装置等として有用である。
1 トルク変動吸収装置
2 駆動側回転部材
3 被駆動側回転部材
4 コイルスプリング(弾性部材)
5 ボス(第1の回転部材)
6 カム部材
6a カム面
7、8 ディスクプレート(第2の回転部材)
10 クラッチディスク(第2の回転部材)
14、15 収容孔(収容部)
14c、15c 外側支持片(収容部)
14d、15d 内側支持片(収容部)
16、17 スプリングシート(保持部材)
18 ピン(揺動支点部)
19 アーム部材(トルク伝達部材)
19a 一端部
19b 他端部
21 折り曲げ部(揺動支点部)

Claims (7)

  1. 回転トルクが入力される駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材と同一軸線上に設けられ、前記駆動側回転部材の回転トルクを出力する被駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材と前記被駆動側回転部材との間に設けられ、前記駆動側回転部材と前記被駆動側回転部材とが相対回転したときに前記駆動側回転部材の円周方向に圧縮される少なくとも1つ以上の弾性部材とを備えたトルク変動吸収装置であって、
    前記駆動側回転部材および前記被駆動側回転部材のいずれか一方に設けられ、前記駆動側回転部材および前記被駆動側回転部材のいずれか一方と一体回転する楕円形状のカム面を有するカム部材と、
    前記カム部材と前記弾性部材との間に介装され、前記駆動側回転部材の回転トルクを前記被駆動回転部材に伝達する少なくとも1つ以上のトルク伝達部材とを備えたことを特徴とするトルク変動吸収装置。
  2. 前記トルク伝達部材が、一端部が前記カム部材のカム面に接触するとともに他端部が前記弾性部材の円周方向一端部に当接し、前記駆動側回転部材または前記被駆動側回転部材のいずれか一方に設けられた揺動支点部を中心に揺動するアーム部材を備えたことを特徴とする請求項1に記載のトルク変動吸収装置。
  3. 前記カム部材のカム面の曲率が、前記駆動側回転部材と前記被駆動側回転部材の捩れ角が最小のときの前記カム部材の初期位置から前記捩れ角が大きくなるに従って大きくなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のトルク変動吸収装置。
  4. 前記トルク伝達部材が、前記駆動側回転部材の中心軸に対して点対称に配置されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1の請求項に記載のトルク変動吸収装置。
  5. 前記被駆動側回転部材が、外周部に前記カム部材を有し、内周部に変速機の入力軸が連結される第1の回転部材を備え、
    前記駆動側回転部材が、前記第1の回転部材の軸線方向両側に配置され、軸線方向に所定間隔を隔てて互いに固定されるとともに、前記弾性部材が収容される収容部が円周方向に形成された一対の第2の回転部材と、前記弾性部材の円周方向両端部を支持して前記弾性部材を前記収容部の円周方向両端部に支持する一対の保持部材とを備え、
    前記アーム部材の他端部が前記保持部材のいずれか一方を介して前記弾性部材の円周方向一端部に当接することを特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれか1の請求項に記載のトルク変動吸収装置。
    装置。
  6. 前記揺動支点部が、前記一対の第2の回転部材に橋架されたピンからなり、前記アーム部材が前記一対の第2の回転部材の間に位置して前記ピンに揺動自在に支持されることを特徴とする請求項2ないし請求項5のいずれか1の請求項に記載のトルク変動吸収装置。
  7. 前記一対の第2の回転部材の少なくとも一方の所定の部位を軸線方向内方に向かって折り曲げて前記一対の第2の回転部材の円周方向に沿って所定長延在させることにより、前記一対の第2の回転部材に前記揺動支点部を構成する折り曲げ部を形成し、
    前記アーム部材を前記一対の第2の回転部材の間に位置させるとともに、前記アーム部材の外周面の任意の部位を前記折り曲げ部の内周面に摺接させることにより、前記折り曲げ部の内周面を中心に前記アーム部材を揺動させることを特徴とする請求項2ないし請求項5のいずれか1の請求項に記載のトルク変動吸収装置。
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