WO2011067815A1

WO2011067815A1 - トルク変動吸収装置

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Publication number: WO2011067815A1
Application number: PCT/JP2009/006578
Authority: WO
Inventors: 渡會眞一郎
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2011-06-09
Also published as: JP5533883B2; EP2508771A4; JPWO2011067815A1; US8657693B2; EP2508771B1; US20120238368A1; EP2508771A1

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。

Description

トルク変動吸収装置

　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

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。