JPWO2014034941A1 - 捻り振動低減装置 - Google Patents

Abstract

ロングトラベル化による低剛性の捻り特性のもとでの高い制振効果と高い許容トルクとを両立しつつ、なお且つ正転方向回転時と逆転方向回転時とで共に同じ回転トルク特性となるように工夫された捻り振動低減装置を提供する。入力側回転部材２，３、出力側回転部材５、この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、このばね収容部に直列に配置される一対の圧縮コイルばね１７，１８、それら一対の圧縮コイルばね同士の間に介在する中間ばね受け部を有する中間部材を備え、前記一対の圧縮コイルばねの少なくとも一方の内部に、圧縮コイルばね長よりも短く、ばね収容部のばね受け部４６と前記中間部材の中間ばね受け部４８とに当接可能なストッパ部材４９，５０を配設する捻り振動低減装置とする。

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いわゆるロングトラベル型ダンパーと称される捻り振動低減装置に関する。

この種のいわゆるロングトラベル型の捻り振動低減装置として、例えば特公平５−７７８９１号公報および特開２００７−２８５３３５号公報に記載されているように、略円板状の入出力側回転部材間においてその円周方向の等分位置に、圧縮コイルばねを二つ一組としてフローティングイコライザを介して直列に配置したものが知られている。さらに、上記のようないわゆるロングトラベル化のための二つ一組の圧縮コイルばねの採用を前提に、それらの直列関係にある二つ一組の圧縮コイルばねの総合的なばね特性がいわゆる二段特性となるようにしたものが特許文献１および特許文献２として提案されている。

特開２００９−１９６４０号公報 特開２００９−１５０４３１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された捻り振動低減装置では、互いにばね特性（ばね定数）が異なる二つ一組の圧縮コイルばねを採用した上で、剛性が高い（ばね定数が大きい）圧縮コイルばね側にウエーブワッシャ等のヒステリシス手段を併用しているため、剛性が低い（ばね定数が小さい）圧縮コイルばねについてはその素線同士が密着するまで圧縮されることになり、耐久性の面でなおも課題を残している。そのため、入出力側回転部材間の許容トルクが制限されてしまい、ロングトラベル化による低剛性の捻り特性のもとでの高い制振効果と高い許容トルクとを両立することが困難となる。

また、特許文献２に記載された捻り振動低減装置では、互いにばね特性（ばね定数）が同じ二つ一組の圧縮コイルばねを採用した上で、いずれか一方の圧縮コイルばねの圧縮変位量を規制する手段を併用しているため、入力側回転部材と出力側回転部材との相対的な回転方同が正回転方向（正転方向の捻り方向）である場合と逆回転方向（逆転方向の捻り方向）である場合とでは圧縮変位量が規制される圧縮コイルばねが交互に入れ替わることになり、正転方向回転時と逆転方向回転時とでは入出力側回転部材間の回転トルク特性が変化してしまうおそれがある。

例えば、ロングトラベル型の捻り振動低減装置と組み合わされるエンジンまたはトランスミッションの仕様によっては、上記のようなロングトラベル化による低剛性の捻り特性のもとでの高い制振効果と高い許容トルクとを両立しつつ、なお且つ入力側回転部材と出力側回転部材との相対的な回転方向が正転方向（正転方向の捻り方向〉である場合と逆転方向（逆転方向の捻り方向）である場合とで共に同じ回転トルク特性としたいとの要請があるが、特許文献２に記載された捻り振動低減装置ではかかる要請に応えることができないことになる。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、ロングトラベル化による低剛性の捻り特性のもとでの高い制振効果と高い許容トルクとを両立しつつ、なお且つ正転方向回転時と逆転方向回転時とで共に同じ回転トルク特性となるように工夫された捻り振動低減装置を提供するものである。

本発明に係る捻り振動低減装置は、その第１の態様において、略円形の入力側回転部材と、前記入力側回転部材と同心状に且つ正逆転方向に相対回転可能に対向配置された略円形の出力側回転部材と、前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の軸心よりも半径方向外周側において該入力側回転部材及び出力側回転部材のそれぞれに形成されて、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、前記ばね収容部に前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材同士の相対回転方向に沿って直列に配置され、ばね定数が互いに相違する少なくとも一対の圧縮コイルばねと、前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の半径方向において前記一対の圧縮コイルばねよりも外周側に位置する環状部から該一対の圧縮コイルばね側に突出してそれら一対の圧縮コイルばね同士の間に介在する中間ばね受け部を有する中間部材と、前記一対の圧縮コイルばねの少なくとも一方の内部に配設され、該圧縮コイルばねの長さより短い長さを有し、該ばねに係るばね収容部のばね受け部と前記中間部材の中間ばね受け部とに当接可能なストッパ部材とを具備して構成される。

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。

弾性体収容部とは、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弾性変形が行われる弾性体が収容される機能を持ち、こうした弾性体が当接する当接部を両端部に備えているのが好ましい。具体的には、たとえば、ドライブプレート、サイドプレートとハブプレートとに切欠き部を穿設することでばね収容部としたもの等によって実現されることができる。

一対の弾性体、第１の弾性体、第２の弾性体とは、それぞれ固有の弾性係数を有し、上記トルクによる回転運動に連動して弾性変形をなす器材をいい、たとえばバネ、樹脂素材による特定形状部材等によって実現されるが、好適にはばねを採用するのがよく、高剛性の金属製圧縮ばねが最も望ましい。一対の弾性体、第１、第２の弾性体は、それぞれ弾性係数が異なるものを採用する。

上記弾性体が、「入力側回転部材及び出力側回転部材の相対回転方向に沿って直列的に配置され」とは、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の回転に係る円周方向に沿って連接されることで直列配置されるか、或いは間に部材を挟んで間接的に連接されるように配置される態様を含んでいる。

中間部材とは、入力側回転部材及び出力側回転部材の中間に所在して、緩衝的機能を担い、具体的には、出力側回転部材（たとえば、ハブプレート）の外周側にこれと同心状に配置されるリング状のフローティングイコライザとして実現されることができる。また、この中間部材から環状部を半径方向外周側に配置し、かかる環状部から該一対の弾性体側である半径方向内周側に中間弾性体受け部を突出させてそれら一対の弾性体同士の間に介在させる構成が好ましいが、その逆、すなわち、環状部を半径方向内周側に配置し、中間弾性体受け部を半径方向外周側に突出させる構成とすることもできる。この中間弾性体受け部は、イコライザ突起部、キャノピーとして実現することができる。

芯部材とは、上記弾性体の内摺面空間に内包されるように配置され、望ましくは略円筒形の胴部と球体の一部とからなる形状を有する（両）端部を有する部材であり、これを外装するように配置される弾性体の一定以上の圧縮変形を抑制するためのストッパ部材、制御部材として実現することもできる。かかる外装弾性体が圧縮変形されて芯部材の長さに達した以降は、両者の弾性係数の相違により、芯部材の軸方向に圧縮力を受ける。芯部材の形状としては上記に限らず、角柱状でも球体状で不整形であっても、或いはばね状であってもよい。すなわち、上記弾性体をばねとし、これに内包される芯部材を別のばねとする、いわゆるばねの入れ子構造とすることもできる。また、材質としては樹脂が好適であるが、金属、石材等他の素材を採用してもよい。

上記のように構成されることで、互いに弾性係数が異なる一対の弾性体が直列的に配置され、この一対の弾性体の少なくとも一方の内摺面空間に芯部材が配置されるので、弾性体が異なる弾性係数にしたがって多段的な圧縮変形をなした後に芯部材が弾性体収容部の弾性体受け部と中間部材の中間弾性体受け部とに当接される。これにより、弾性体の圧縮が内包する芯部材の長さにまで達した後には弾性体の圧縮変形が抑制されて、以降の圧縮動作は芯部材の弾性係数によった圧縮に切り替わることになる。

上記においては、代替的に、捻り振動低減装置の第２の態様として、正面視略円形の入力側回転部材と、前記入力側回転部材と同心状に且つ正逆転方向に相対回転可能に対向配置された正面視略円形の出力側回転部材と、前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の正面視軸心よりも半径方向外周側にそれぞれ形成され、両部材の相対回転方向両端部を弾性体受け部とする弾性体収容部と、前記弾性体収容部にて前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の相対回転方向に沿って直列的に配置される第１の弾性体及び第２の弾性体と、前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の半径方向において前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体よりも外周側に位置する環状部から該第１の弾性体及び該第２の弾性体側に突出してそれら弾性体同士の間に介在する中間弾性体受け部を有する中間部材と、前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体の内部にそれぞれ配設される第１及び第２の芯部材であって、それぞれ対応する弾性体の長さより短い長さを有し、該対応する弾性体に係る弾性体収容部の弾性体受け部と前記中間部材の中間弾性体受け部とに当接可能な第１及び第２の芯部材とを備える構成としてもよい。

すなわち、上記第１の態様における第１の弾性体及び第２の弾性体の両弾性係数が異ならない場合も許容する構成とするものである。第１、第２の弾性体は、それぞれ弾性係数が異ならない場合には、両弾性係数の相違に起因する多段的な圧縮変形動作が薄まり、より単純な圧縮変形動作となる。これに伴い、直列的に配置される両者の割合で略等分に圧縮変形が負担されることになり、経年劣化の進行を鈍化する効果が期待できる。

或いはさらに代替的に、捻り振動低減装置の第３の態様として、正面視略円形の入力側回転部材と、前記入力側回転部材と同心状に且つ正逆転方向に相対回転可能に対向配置された正面視略円形の出力側回転部材と、前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の正面視軸心よりも半径方向外周側にそれぞれ形成され、両部材の相対回転方向両端部を弾性体受け部とする弾性体収容部と、前記弾性体収容部にて前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の相対回転方向に沿って配置される弾性体と、前記弾性体の内部に配設される芯部材であって、該弾性体の長さより短い長さを有し、該弾性体に係る弾性体収容部の弾性体受け部に当接可能な芯部材とを備える構成とすることもできる。

すなわち、上記第１の態様の中間弾性体受け部を有する中間部材を排して、弾性体（たとえば圧縮ばね）を単独に配置し、その内側に芯部材を配置する構成をとることで、弾性体と芯部材との入れ子構造を各弾性体収容部に単独に配置する簡易な構造としつつ、相対回転に伴う圧縮変形の際には弾性係数の相違による多段的な圧縮変形を起こさせるものである。

上記の各態様において、好ましくは、前記芯部材は、その両端のうち少なくとも一端において球面端部に係る形状を有し、これと対応する弾性体受け部において前記球面端部に係る形状と嵌合する凹部形状を有するものとする。また好ましくは、芯部材は樹脂によってなるものとする。

すなわち、芯部材（たとえば、ストッパ部材）の両端が凸の球面の一部である形状を有し、かつ、ばね収容部のばね受け部と中間部材の中間ばね受け部との、ストッパ部材と当接する面が、ストッパ部材の端部とほぼ等しい半径の凹の球面の一部である形状を有していることで、上記入力側・出力側回転部材同士の正転方向および逆転方向の相対回転時に、ストッパ部材が弾性体収容部の弾性体受け部と中間部材の中間弾性体受け部とにそれぞれ当接することで、一対の弾性体（たとえば、圧縮コイルばね）のそれぞれについて、ストッパ部材が当接した以降の圧縮変形が制限される。この関係は、入力側・出力側回転部材同士の相対回転方向が反転しても変わることはない。また、樹脂を採用することで、一定の剛性を確保しつつ、金属同士の摩擦を避けることができる。

本発明によれば、入力側・出力側回転部材同士の相対回転の際に、互いにばね定数が異なる一対の圧縮コイルばねのばね力が直列に作用するため、全体としては低剛性の捻り特性となり、高い制振効果が得られる。そして、一対の圧縮コイルばねのうち、ばね定数の小さいばねが圧縮され、そのばねに内蔵されているストッパ部材が、ばね受け部及び中間ばね受け部に当接した以降は、ばね定数の小さい圧縮コイルばねの圧縮変形が制限されて、ばね定数の大きい圧縮コイルばねのみが圧縮変形することになり、その後、ばね定数の大きなばねが圧縮され、そのばねに内蔵されているストッパ部材が、ばね受け部及び中間ばね受け部に当接した以降は、ばね定数の大きい圧縮コイルばねの圧縮変形も制限されるので、許容トルクを高くすることができる。これにより、低剛性の捻り特性のもとでの高い制振効果と高い許容トルクとを両立できるようになる。

さらに、入力側・出力側回転部材同士が正転方向に相対回転した場合だけでなく、入力側・出力側回転部材同士が逆転方向に相対回転した場合にも、最初にばね定数の小さい圧縮コイルばねの圧縮変形が制限されて、それ以降はばね定数の大きい圧縮コイルばねのみが圧縮変形し、更に、ばね定数の大きい圧縮コイルばねの圧縮変形も制限されることになるので、入力側・出力側回転部材同士の相対回転方向が正転方向である場合と逆転方向である場合とで共に同じ回転トルク特性を実現することができる。

本発明に係る捻り振動低減装置の第１の実施の形態を示す図で、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１に示した捻り振動低減装置を右方向から見た正面図である。 図２に示した捻り振励低減装置において、サイドプレートを取り外した状態を示す正面図である。 図１に示したドライブプレート単独での詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１に示したサイドプレート単独での詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図１に示したハブプレート単独での詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 図１に示したフローティングイコライザ単独での詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、〈Ｂ）は同図（Ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。 図３に示したストッパ部材４９，５０の詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図Ｆ−Ｆ線に沿う断面図である。 図２，３に示したスプリングシート単独での詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の左側面図、（Ｃ）は同図（Ａ）の右側面図である。 図３に示したキャノピー単独での詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）Ｇ−Ｇ線に沿う断面図、（Ｃ）はその平面図、（Ｄ）は同図（Ｃ）のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。 図１に示した捻り振動低減装置の挙動を示す説明図である。 図３に示したストッパ部材４９，５０の変形例を示す図で、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、異なる変形例を示す断面図である。

図１〜１０は本発明に係るロングトラベルダンパ型の捻り振動低減装置（以下、単に「捻り振動低減装置」という。）の具体的な第１の実施の形態を示す図であり、特に図１は同捻り振動低減装置の断面図を、図２は図１の捻り振動低減装置の右方向から見た正面図をそれぞれ示している、なお、図１は図２のＡ−Ａ線に沿った断面図を示している。また、図３は同捻り振動低減装置の構造をわかりやすくするために図２に示されているサイドプレートを取り外した状態を示している。さらに、図４〜９は図１〜３に示した主要な構成部品の単品での詳細を示している。

図１では、内燃機関（エンジン）の出力軸に相当するクランクシャフトＣと、クランクシャフトＣの延長軸線上に例えば自動変速機を含む伝動装置の入力軸Ｄとが正対するように配置され、これらの間に全体として略円盤状の捻り振動低減装置１が配設されている。後述するように、捻り振動低減装置１における入力側回転部材として機能するドライブプレート２が複数の取付ボルト９にてクランクシャフトＣに連結され、同じく捻り振動低減装置１における出力側回転部材として機能することになるハブプレート５が入力軸Ｄに対してスプライン結合されている。

図１〜３に示すように、捻り振動低減装置１は、ハブプレート５と、その外周側に配置されたフローティングイコライザ８と、これらのハブプレート５およびフローティングイコラィザ８を挟んで対向配置されたドライブプレート２とサイドプレート３とを備えて構成されている。図２，３に示すように、ハブプレート５、サイドプレート３およびドライブプレート２の三者の円周方向において、その略三等分位置にそれぞれに二つ一組とする圧縮コイルばね（以下、単に「ばね」という。）１７、１８が収容・配置されている。また、ばね１７，１８の内部にはばね１７，１８の全長より短く、円柱形の胴部を有した、ばね１７，１８の軸線方向に移動可能なストッパ部材４９，５０がそれぞれ挿入されている。ストッパ部材４９，５０は球体の一部をその両端もしくは一端に貼り付けた形状を有している。なお、図面上で、円周の等分位置に配置された構成要素は、同一として、符号の付与を省略する。また、各構成要素の詳細は後述する。

上記フローティングイコライザ８とハブプレート５とは相対回転可能であり、ドライブプレート２はこれらのフローティングイコライザ８及びハブプレート５に対して相対回転可能である。ドライブプレート２とサイドプレート３とは後述するようにリベット４にて一体的に締結されていて相対回転不能となっている。これにより、円周方向の三箇所に配置された各一対のばね１７，１８を弾性部材とする捻り振動低減装置１において、ドライブプレート２とサイドプレート３とが同捻り振動低減装置１の入力側回転部材として機能し、ハブプレート５が同じく捻り振動低減装置１の出力側回転部材として機能することになる。同時にフローティングイコライザ８が中間部材として機能することになる。

ドライブプレート２は図１〜３のほか図４に示すように全体としては円板状のプレートであって、最内周側に均等配置された例えば６個のボルト穴１０に挿入される取付ボルト９にてクランクシャフトＣに締結結合されている。ドライブプレート２の円周方向の三箇所の略等分位置には反サイドプレート３側に突出するカバー部１２を膨出形成してあり、各カバー部１２の両端にはスロット部１３を形成してある。このカバー部１２は後述するサイドプレート３側のカバー部１４とともに入力側回転部材のばね収容部を形成して、このばね収容部にて後述するように直列関係にある一対のばね１７，１８を収容することになる。

ドライブプレート２の周緑部では後述するサイドプレート３側のフランジ部１９と円環状の外周マス２０とが複数のリベット４にて共締め固定されている。さらに、外周マス２０にはリングギヤ２１が圧入固定されている。なお、外周マス２０はエンジンの回転を安定させるための質量体として機能し、またリングギヤ２１は図示外のスタータギヤと噛み合ってエンジン始動のための回転力を与えるためのものである。

上記各カバー部１２の両端におけるスロット部１３の端面２２はばね受け部として機能するようになっていて、カバー部１２に収容された一対のばね１７，１８の両端が後述するスプリングシート２３を介してスロット部１３の端面２２にて係止されることになる。

ドライブプレート２とともに入力側回転部材として機能することになるサイドプレート３は、図１〜３のほか図５に示すようにドライブプレート２と同心・同径の円環状のプレートであって、外周縁部にフランジ部１９が曲折形成されていて、先に述べたようにこのフランジ部１９が外周マス２０とともにリベット４にてドライブプレート２と共締め固定されている。また、サイドプレート３にはドライブプレート２と同様にその円周方向の三箇所に、両端にスロット部２６を有するカバー部１４が反ドライブプレート２側に向けて膨出形成されている。このサイドプレート３側のカバー部１４は先に述べたドライブプレート２側のカバー部１２とともに入力回転部材側のばね収容部を形成して、その内部に直列関係にある一対のばね１７，１８を収容することなる。同時に、各スロット部２６の端面２７にはドライブプレート２側のものと同様にばね収容部に収容される一対のばね１７，１８の両端がスプリングシート２３を介して係止されるようになっていて、これにより各スロット部２６の端面２７はばね受け部として機能することになる。

他方、出力側回転部材として機能することになるハブプレート５は、図１〜３のほか図６に示すようにドライブプレート２およびサイドプレート３と比べて小径の円形浅皿状のものであって、中心部に雌スプライン部３１を揺するボス部３２が一体に形成されている。そして、図１に示すようにこのボス部３２が入力軸Ｄ側の雄スプライン部に対してスプライン結合される。また、ハブプレート５におけるボス部３２の外周側には６個の逃げ穴３３が等ピッチで形成されている。これらの逃げ穴３３は、図１から明らかなように、先に述べたドライブプレート２をクランクシャフトＣに締結するための取付ボルト９を締め込む際に使用される。

ハブプレート５の周縁部には、その円周方向の等分三箇所を切り欠くようにして出力側回転部材のばね収容部として機能することになるばね受容凹部３４が形成されている。このばね受容凹部３４の位置は、入力側回転部材のばね収容部として機能することになるドライブプレート２側およびサイドプレート３側のそれぞれのカバー部１２，１４の位置と一致している。そして、双方のカバー部１２，１４とハブプレート５側のばね受容凹部３４とで形成される空間に、先に述べたように直列関係にある一対のばね１７，１８が収容配置される。同時に、ばね受容凹部３４の円周方向での双方の端面１５は、一対のばね１７，１８の両端がスプリングシート２３を介して着座するばね受け部として機能することになる。

中間部材として機能することになるフローティングイコライザ８は、図１〜３のほか図７に示すように、ハブプレート５の外周縁部と同一平面上においてハブプレート５の外周側にこれと同心状に配置されるリング状のものである。図７に示すように、フローティングイコライザ８における環状部８ａから内側に向けて中間ばね受け部として機能することになるイコライザ突起部４１が形成されている。なお、上記イコライザ突起部４１には後述する樹脂製のキャノピー４４が嵌含される。

ここで、ドライブプレート２およびサイドプレート３の双方が入力側回転部材として、ハブプレート５が出力側回転部材として、それぞれ機能し、さらにドライブプレート２およびサイドプレート３それぞれの円周方向三箇所のカバー部１２，１４が入力側回転部材のばね収容部として、ハブプレート５側の円周方向三箇所のばね受容凹部３４が出力側回転部材のばね収容部としてそれぞれ機能することは先に述べたとおりである。

そして、図３に示すように、ドライブプレート２およびサイドプレート３それぞれのカバー部１２，１４及びハブプレート５のばね受容凹部３４には、二つ一組で直列関係にある一対のばね１７，１８が樹脂製のスプリングシート２３を介して収容されているとともに、対をなす二つのばね１７，１８同士の間にフローティングイコライザ８側のイコライザ突起部４１（図７参照）が後述するキャノピー４４とともに介在している。

二つ一組のばね１７，１８は互いにその特性が異なっていて、長さは共にほぼ同一であるものの、そのばね定数（剛性）が異なっている。より詳しくは、図３の円周方向三箇所における各一対のばね１７，１８は、キャノピー４４をはさんで時計回り方向に位置するばね１８のばね定数が大きく（剛性が高く）、反時計回り方向に位置するばね１７のばね定数が反対側のものより小さい（剛性が低い）ものとなっている。これら双方のばね１７，１８の特性の違いは、例えば素線径や巻き数等の選定によって決定される。

図８は、ばね１７，１８の内部に挿入されるストッパ部材４９，５０の詳細を示す図で、（Ａ）はそのストッパ部材４９，５０の軸心方向から見た正面図、（Ｂ）はそのＦ−Ｆ断面図である。ストッパ部材４９，５０は、その長さはばね１７，１８の全長より短く、形状は円柱状の胴部に一体形成される両頂部が凸の球面の一部（たとえば略半球）の形状５１によってなり、ばね１７，１８の内部においてその軸線方向に移動が可能である。ストッパ部材４９，５０の素材としては、ナイロン６６などの硬質な樹脂製とするのが好ましい。ここで、先端部の球面の一部の半径ｒは、好適には、円柱部分の半径Ｒと等しいか、それより大とする。

図９は図２，３に示した樹脂製のスプリングシート２３の詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の左側面図、（Ｃ）は同図（Ａ）の右側面図である。同図に示されるように、ばね受け部として機能するカバー部１２，１４（図４，５参照〉およびばね収容凹部３４（図６参照）の両端面に嵌合する突起部４５が形成されているとともに、各ばね１７，１８の端部を支えるボス部４６が形成されている。このボス部４６のストッパ部材４９，５０と当接する面は、ストッパ部材４９，５０の端面の凸球面に対応して、凹の球面の一部の形状５２を有している。ここで凹の球面の半径は、ストッパ部４９，５０の半径と等しいか、やや大きくするのが望ましい。

また、図１０は先に述べた樹脂製のキャノピー４４の詳細を示していて、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はＧ−Ｇ断面図、（Ｃ）はその平面図、（Ｄ）はＨ−Ｈ断面図である。図１０に示されるように、キャノピー４４においては、図７に示したフローティングイコライザ８側のイコライザ突起部４１に挿入されるスロット部４７が形成されているとともに、スプリングシート２３と同様に各ばね１７，１８の端部を支えるボス部４８が形成されている。このボス部４８のストッパ部材４９，５０と当接する面も、ストッパ部材４９，５０の端面の凸球面に対応して、凹の球面の一部の形状５３を有している。ここで凹の球面の半径は、ストッパ部４９，５０の半径と等しいか、やや大きくするのが望ましい。

このように構成された捻り振動低減装置１の作用・動作を説明する。図１に示すように、共に入力側回転部材として機能するドライブプレート２とサイドプレート３とが相対回転不能であって、それらのドライブプレート２とサイドプレート３との間に出力側回転部材として機能するハブプレート５が相対回転可能に配置されていて、それらの入力側回転部材と出力側回転部材との間に二つで一組とする合計三組のばね１７，１８がフローティングイコライザ８とともに介装されている。そのため、回転の初期には、ばね定数が小さい（剛性が小さい）ばね１７とばね定数が大きい（剛性が大きい）ばね１８とが共に圧縮変形されながら、図１のクランクシャフトＣ側からドライブプレート２に入力される回転トルクがハブプレート５へと伝達され、そのハブプレート５から入力軸Ｄへと伝達されることになる。このように、回転初期においては、各一対のばね１７，１８の持つ弾性によって、圧縮変形をもって上記のような回転トルク伝達過程での捻り振動が吸収または低減されることになる。

さらに回転が進行する場合には、図２に示したように、ばね１７，１８の内部にばね１７，１８の全長より短いストッパ部材４９，５０がそれぞれ挿入されているため、サイドプレート３を含むドライブプレート２とハブプレート５とが相対回転すると、ばね１７，１８はそれぞれのばね定数にしたがって徐々に圧縮変形されてやがて、ばね１７の全長がストッパ部材４９の長さに至る（このときには、ばね１８の全長はストッパ部材５０の長さには未だ至っていない）。さらに回転が進行する場合、ばね１７の全長がストッパ部材４９の長さのままで、ばね１８が圧縮変形され、ついにはばね１８の全長がストッパ部材５０の長さに至る。これら圧縮変形の範囲内で、サイドプレート３を含むドライブプレート２とハブプレート５との両者が相対回転可能となっている。

このストッパ部材４９は、上述した形状を持つことにより、ばね定数の小さいばね１７側のばね受け部の一部として機能するスプリングシート２３のボス部４６と、中間ばね受け部の一部として機能するキャノピー４４のうちばね定数の小さいばね１７側のボス部４８とにそれぞれ当接可能となっている。

しかも、ストッパ部材４９，５０はその胴部が円柱状で、その両端部は球面の一部である形状をしているため、ばね１７，１８が上述したごとく圧縮する際に、ストッパ部材４９，５０の端部が、ばね１７，１８の内摺面に接触したとしても、ストッパ部材４９，５０の動きが妨げられることがなく、スムーズにばねの圧縮が進行できる。

なお、ストッパ部材４９，５０について、その長さは、所望する捻り特性に合わせて適宜決定すればよい。

また、スプリングシート２３のボス部４６、及びキャノピー４４のボス部４８がストッパ部材４９，５０の端部形状に対応して、その端部が凹の球面の一部である形状を有しているので、ストッパ部材４９，５０とボス部４６，４８との接触がスムーズであり、部材の摩耗やこじりというような事態が防止でき、長期間の使用が可能となる。

上記における、ばね１７，１８の内部にストッパ部材４９，５０がそれぞれ挿入されているシステムとしてのより詳細な動きについて説明する。図１１は本発明に係る捻り振動低減装置のより詳細な要部の挙動を示した図であり、（Ａ）はその中立状態を、（Ｂ）はストッパ部材４９の当接状態を、（Ｃ）はストッパ部材５０の当接状態を、それぞれ示した断面図である。図１１の（Ａ）の中立状態からハブプレート５がサイドプレート３を含むドライブプレート２に対して、反時計回り方向に相対回転すると、上述したように、初期段階では双方のばね１７，１８が共に圧縮変形し、やがては図１１の（Ｂ）に示すようにばね定数の小さいばね１７に挿入されているストッパ部材４９がスプリングシート２３のボス部４６およびキャノピー４４のボス部４８にそれぞれ当接するようになる。

こうしてストッパ部材４９が双方のボス部４６，４８に当接した以降は、ばね定数の小さいばね１７はそれ以上圧縮変形されず、以降はばね定数の大きいばね１８のみが圧縮変形されることになる。圧縮変形を続けるとやがては、図１１の（Ｃ）に示すように、ばね定数の大きいばね１８に挿入されているストッパ部材５０がスプリングシート２３のボス部４６およびキャノピー４４のボス部４８にそれぞれ当接するようになる。

その後は、更に、ストッパ部材４９，５０の弾性係数にしたがって、回転荷重に比例して、ストッパ部材４９，５０が圧縮変形することになる。もっとも、このストッパ部材４９，５０の圧縮変形は、上記弾性係数によっては僅かながらとなるかもしれない。これらはすべて、ストッパ部材４９，５０の剛性の方がばね１７，１８の剛性よりも大きいという前提に立ったものである。

以上の関係は、ハブプレート５に対してドライブプレート２側をサイドプレート３とともに捻った場合でも、また、捻りの方向がどちらであっても、何ら変わることはない。

このように本実施の形態では、入力側回転部材であるドライブプレート２およびサイドプレート３と出力側回転部材であるハブプレート５との相対回転方向を問わず、フローティングイコライザ８を媒体として、入力側回転部材であるサイドプレート３とフローティングイコライザ８との間で、ばね１７に挿入されたストッパ部材４９によるストッパ効果を発揮させる一方で、出力側回転部材であるハブプレート５とフローティングイコライザ８との間でも、ばね１７に挿入されたストッパ部材４９によるストッパ効果を発揮させることで、ばね定数の小さいばね１７の素線密着を招く前に必ずそのばね定数の小さいばね１７の圧縮変形量を制限することができる。

そのため、入力側回転部材であるドライブプレート２およびサイドプレート３と出力側回転部材であるハブプレート５との相対回転方向を問わず、正転方向回転時と逆転方向回転時とで入出力側回転部材間の回転トルク特性を同じにすることができる。

言い換えるならば、入力側回転部材であるドライブプレート２およびサイドプレート３と出力側回転部材であるハブプレート５とが正転方向に相対回転した場合だけでなく、両者が逆転方向に相対回転した場合にも、最初にばね定数の小さいばね１７の圧縮変形が制限されて、それ以降はばね定数の大きいばね１８のみが圧縮変形することになるので、入力側・出力側回転部材同士の相対回転方向が正転方向である場合と逆転方向である場合とで共に同じ回転トルク特性を実現することができる。

その上、互いにばね定数が異なる一対のばね１７，１８のばね力が直列に作用するため、全体としては低剛性の捻り特性となり、高い制振効果が得られる。そして、ストッパ部材４９または５０のうちいずれか一方が他方よりも先に相手側となるサイドプレート３またはハブプレート５に当接した以降は、ばね定数の小さいばね１７の圧縮変形が制限されて、ばね定数の大きいばね１８のみが圧縮変形することになるので、許容トルクを高くすることができて、低剛性の捻り特性のもとでの高い制振効果と高い許容トルクとを両立できるようになる。

また、構造としては、ばね１７，１８の内部にストッパ部材４９、５０を挿入するだけでよいので、他の圧縮変形を制限する方法に比べ、構造の簡素化、省スペース化が図れる。

なお、ストッパ部材の胴部形状は、円柱でなくとも、角柱、あるいは内部が空洞の円筒・角筒の形状であってもよく、更には形状を問わず、弾性体に限らず剛体であってもよい。ストッパ部材の端部の形状についても、ばねとのかじりを起こさないような形状であればどのようなものでもよく、例えば、図１２に示すように、球面の端部をカットしたような形状（図１２（Ａ））や、ＲまたはＣで面取りしたもの（図１２（Ｂ））でもよい。さらにはストッパ部材の胴部と端部は必ずしも一体形成されていなくてもよく、たとえば柱・筒や剛体に球または球の一部を固着したもの（図１２（Ｃ））であってもよい。さらには、すべてのストッパ部材及び／もしくはボス部に上記のような加工を施さなくても、最も効果のある部分のみに適用してもよい。

ばね１７，１８については、異なるばね定数でなく、互いに略等しいばね定数のものであってもよい。この場合は、２本のばねの圧縮がほぼ均等に進むため、ストッパ部材が等しい長さであればほぼ同時にばね受け部に当接することになるし、ストッパ部材の長さに差異があれば、長いストッパ部材が先にばね受け部に当接して、その後、短いストッパ部材が当接するまで圧縮が続くことになる。

また、必ずしも、１組２本ずつ３か所でなくてもよく、１組１本ずつ３か所でもよい。この場合、フローティングイコライザ８、キャノピー４４が不要になる。

ここで、上記の実施の形態は一例にすぎず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形あるいは改良が可能であることは言うまでもない。また、本発明が二次的製造物に組み込まれた場合でも、本発明の価値は減ずるものではない。

１・・・捻り振動低減装置
２・・・ドライブプレート（入力側回転部材）
３・・・サイドプレート（入力側回転部材）
５・・・ハブプレート（出力側回転部材）
８・・・フローティングイコライザ（中間部材）
８ａ・・環状部
１５・・ばね収容凹部の端面（ばね受け部）
１７・・ばね定数の小さい圧縮コイルばね
１８・・ばね定数の大きい圧縮コイルばね
１２・・カバー部（ばね収容部）
１４・・カバー部（ばね収容部）
２２・・スロット部端面（ばね受け部）
２３・・スプリングシート
２７・・スロット部端面（ばね受け部）
３４・・ばね収容凹部（ばね収容部）
４１・・イコライザ突起部（中間ばね受け部）
４４・・キャノピー
４６・・スプリングシートのボス部
４８・・キャノピーのボス部
４９・・ストッパ部材
５０・・ストッパ部材

Claims (5)

1. 正面視略円形の入力側回転部材と、
   前記入力側回転部材と同心状に且つ正逆転方向に相対回転可能に対向配置された正面視略円形の出力側回転部材と、
   前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の正面視軸心よりも半径方向外周側にそれぞれ形成され、両部材の相対回転方向両端部を弾性体受け部とする弾性体収容部と、
   前記弾性体収容部にて前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の相対回転方向に沿って直列的に配置され、互いに相違する弾性係数を持つ少なくとも一対の弾性体と、
   前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の半径方向において前記一対の弾性体よりも外周側に位置する環状部から該一対の弾性体側に突出してそれら一対の弾性体同士の間に介在する中間弾性体受け部を有する中間部材と、
   前記一対の弾性体の少なくとも一方の内部に配設され、該弾性体の長さより短い長さを有し、該弾性体に係る弾性体収容部の弾性体受け部と前記中間部材の中間弾性体受け部とに当接可能な芯部材と
   を具備することを特徴とする捻り振動低減装置。
2. 正面視略円形の入力側回転部材と、
   前記入力側回転部材と同心状に且つ正逆転方向に相対回転可能に対向配置された正面視略円形の出力側回転部材と、
   前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の正面視軸心よりも半径方向外周側にそれぞれ形成され、両部材の相対回転方向両端部を弾性体受け部とする弾性体収容部と、
   前記弾性体収容部にて前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の相対回転方向に沿って直列的に配置される第１の弾性体及び第２の弾性体と、
   前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の半径方向において前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体よりも外周側に位置する環状部から該第１の弾性体及び該第２の弾性体側に突出してそれら弾性体同士の間に介在する中間弾性体受け部を有する中間部材と、
   前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体の内部にそれぞれ配設される第１及び第２の芯部材であって、それぞれ対応する弾性体の長さより短い長さを有し、該対応する弾性体に係る弾性体収容部の弾性体受け部と前記中間部材の中間弾性体受け部とに当接可能な第１及び第２の芯部材と
   を具備することを特徴とする捻り振動低減装置。
3. 正面視略円形の入力側回転部材と、
   前記入力側回転部材と同心状に且つ正逆転方向に相対回転可能に対向配置された正面視略円形の出力側回転部材と、
   前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の正面視軸心よりも半径方向外周側にそれぞれ形成され、両部材の相対回転方向両端部を弾性体受け部とする弾性体収容部と、
   前記弾性体収容部にて前記入力側回転部材及び前記出力側回転部材の相対回転方向に沿って配置される弾性体と、
   前記弾性体の内部に配設される芯部材であって、該弾性体の長さより短い長さを有し、該弾性体に係る弾性体収容部の弾性体受け部に当接可能な芯部材と
   を具備することを特徴とする捻り振動低減装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項記載の捻り振動低減装置において、
   前記芯部材は、その両端のうち少なくとも一端は球面端部に係る形状を有し、これと対応する弾性体受け部は前記球面端部に係る形状と嵌合する凹部形状を有する捻り振動低減装置。
5. 前記芯部材は樹脂によってなる請求項１乃至３のいずれか１項記載の捻り振動低減装置。

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