JP2019019857A - ダンパ - Google Patents
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Abstract
【課題】一例として、回転要素が摩擦力を発生させる位置から元の位置に容易に復帰することができるダンパを得る。
【解決手段】実施形態に係るダンパ(100)は、第1の回転要素(20)と、第2の回転要素(10)と、第3の回転要素(80)と、第1の回転要素(20)から突出し、第1の傾斜面(91b)を有する第1の凸部(91)と、第3の回転要素(80)から突出し、第2の傾斜面(83b)を有する第2の凸部(83)と、一方の回転要素(20)と一体に回転し、一方の回転要素(20)に軸方向に当接することで一方の回転要素(20)が他方の回転要素(10)から軸方向に離間することを制限するストッパ(97)と、を備え、第2の凸部(83)は、第2の傾斜面(83b)が第1の傾斜面(91b)に押されることで、第3の回転要素(80)を第2の回転要素(10)に押し付ける。
【選択図】図5
【解決手段】実施形態に係るダンパ(100)は、第1の回転要素(20)と、第2の回転要素(10)と、第3の回転要素(80)と、第1の回転要素(20)から突出し、第1の傾斜面(91b)を有する第1の凸部(91)と、第3の回転要素(80)から突出し、第2の傾斜面(83b)を有する第2の凸部(83)と、一方の回転要素(20)と一体に回転し、一方の回転要素(20)に軸方向に当接することで一方の回転要素(20)が他方の回転要素(10)から軸方向に離間することを制限するストッパ(97)と、を備え、第2の凸部(83)は、第2の傾斜面(83b)が第1の傾斜面(91b)に押されることで、第3の回転要素(80)を第2の回転要素(10)に押し付ける。
【選択図】図5
Description
本発明の実施形態は、ダンパに関する。
従来、入力側の第1の回転要素と出力側の第2の回転要素との間での回転変動を緩和するダンパにおいて、第1の回転要素に軸方向に対向した二つの表面を設け、これら二つの表面の間に、傾斜した面を有した第2の回転要素と、同じく傾斜した面を有した摩擦要素と、を配置するダンパが知られる。当該ダンパは、傾斜した面同士が互いの上で摺動することにより軸方向の力を発生させ、第1及び第2回転要素の相対的な回転と、第1の回転要素及び摩擦要素の相対的な回転とを妨げる摩擦力(トルク)を提供する(例えば、特許文献1)。
しかしながら、上記従来技術では、第1の回転要素に、第2の回転要素と摩擦要素とを間に配置する二つの表面を形成するため、ダンパが軸方向に大型化しやすい。二つの表面のうち一方を除く場合、発生する軸方向の力が第1の回転要素、第2の回転要素、及び摩擦要素を互いに離間する方向に押し、傾斜した面同士が所望の範囲を超えて互いの上を摺動するおそれがある。この場合、傾斜した面同士の間の最大静止摩擦力が大きくなり、第1の回転要素、第2の回転要素、及び摩擦要素が元の位置に復帰することが妨げられてしまう。
そこで、本発明は上記に鑑みてなされたものであり、回転要素が摩擦力を発生させる位置から元の位置に容易に復帰することができるダンパを提供する。
本発明の実施形態に係るダンパは、一例として、回転軸まわりに回転可能な第1の回転要素と、前記第1の回転要素に対して前記回転軸まわりに回転可能な第2の回転要素と、前記回転軸の周方向において前記第1の回転要素と前記第2の回転要素との間に位置し、前記第1の回転要素と前記第2の回転要素との相対的な回転に応じて前記周方向に弾性的に伸縮する弾性部材と、前記回転軸の軸方向において前記第1の回転要素と前記第2の回転要素との間に位置し、前記第1の回転要素及び前記第2の回転要素に対して前記回転軸まわりに回転可能な第3の回転要素と、前記第1の回転要素から前記第3の回転要素に向かって突出し、前記周方向に並べられ、前記軸方向における第1の端部と、前記周方向において前記第1の端部に近いほど前記第3の回転要素に近い第1の傾斜面と、をそれぞれ有する複数の第1の凸部と、前記第3の回転要素から前記第1の回転要素に向かって突出し、前記周方向に並べられ、前記軸方向における第2の端部と、前記周方向において前記第2の端部に近いほど前記第1の回転要素に近い第2の傾斜面と、をそれぞれ有する複数の第2の凸部と、前記第1の回転要素及び前記第2の回転要素のうち一方の回転要素と一体に回転し、前記一方の回転要素に前記軸方向に当接することで前記一方の回転要素が前記第1の回転要素及び前記第2の回転要素のうち他方の回転要素から前記軸方向に離間することを制限するストッパと、を備え、前記複数の第2の凸部は、前記第1の傾斜面と前記第2の傾斜面とが互いに近づく方向に前記第3の回転要素と前記第1の回転要素とが相対的に回転し、前記第2の傾斜面が前記第1の傾斜面に押されることで、前記第3の回転要素を前記第2の回転要素に押し付ける。よって、一例としては、第1の凸部を有する第1の回転要素と、第2の凸部を有する第3の回転要素とが、所定の角度を超えて相対的に回転することが制限される。これにより、第1の傾斜面と第2の傾斜面との間で発生する摩擦抵抗が所定の範囲内に制限され、第1の回転要素と第3の回転要素とは、第1の傾斜面と第2の傾斜面とが接触する状態から、第1の傾斜面と第2の傾斜面とが互いに離れる方向へ相対的に回転できる。従って、第3の回転要素は第1の回転要素に対し、第2の回転要素との間で摩擦力を発生させる位置から、元の位置に容易に復帰することができる。
上記ダンパでは、一例として、前記第3の回転要素は、前記第1の傾斜面と前記第2の傾斜面とが互いに近づく方向に前記第3の回転要素と前記第1の回転要素とが相対的に回転することで前記複数の第2の凸部により前記第2の回転要素に押し付けられる接触面、を有し、前記第2の傾斜面の摩擦係数は、前記接触面の摩擦係数よりも低い。よって、一例としては、第1の傾斜面と第2の傾斜面との間で発生する摩擦抵抗が低減され、第1の回転要素と第3の回転要素とは、第1の傾斜面と第2の傾斜面とが接触する状態から、第1の傾斜面と第2の傾斜面とが互いに離れる方向へ相対的に回転できる。従って、第3の回転要素は第1の回転要素に対し、第2の回転要素との間で摩擦力を発生させる位置から、元の位置に容易に復帰することができる。
上記ダンパでは、一例として、前記第3の回転要素と前記複数の第2の凸部とが一体に設けられる。よって、一例としては、第1の傾斜面と第2の傾斜面とが互いに近づく方向に第3の回転要素と第1の回転要素とが相対的に回転するときに、第3の回転要素と第2の凸部とが損傷することが抑制される。
上記ダンパでは、一例として、前記一方の回転要素は、前記ストッパから離間する第1の位置と、前記ストッパに前記軸方向に当接されるとともに前記第1の位置よりも前記他方の回転要素から遠い第2の位置と、に移動可能であり、前記第3の回転要素及び前記複数の第2の凸部は、前記第1の傾斜面と前記第2の傾斜面とが互いに近づく方向に前記第3の回転要素と前記第1の回転要素とが相対的に回転することで、前記一方の回転要素を前記第1の位置から前記第2の位置へ押す。よって、一例としては、一方の回転要素の移動により第3の回転要素と第2の回転要素との間に発生する摩擦力が変化し、ダンパが回転変動をより滑らかに減衰させることができる。
上記ダンパでは、一例として、前記ストッパは、前記一方の回転要素のうち、前記回転軸の径方向において前記第1の凸部及び前記第2の凸部が設けられた領域に当接することで、前記一方の回転要素が前記他方の回転要素から前記軸方向に離間することを制限する。よって、一例としては、一方の回転要素が曲がることが抑制される。
(第1の実施形態)
以下に、第1の実施形態について、図1乃至図8を参照して説明する。なお、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明について、複数の表現が記載されることがある。複数の表現がされた構成要素及び説明は、記載されていない他の表現がされても良い。さらに、複数の表現がされない構成要素及び説明も、記載されていない他の表現がされても良い。
以下に、第1の実施形態について、図1乃至図8を参照して説明する。なお、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明について、複数の表現が記載されることがある。複数の表現がされた構成要素及び説明は、記載されていない他の表現がされても良い。さらに、複数の表現がされない構成要素及び説明も、記載されていない他の表現がされても良い。
図1は、第1の実施形態に係るダンパ100の回転中心Axと直交する断面図である。図2は、第1の実施形態のダンパ100を図1のF2−F2線に沿って示す断面図である。なお、図1は、図2のF1−F1線に沿って示す断面図である。
ダンパ100は、例えば、四輪自動車のような車両に搭載され、駆動源としてのエンジンとクラッチとの間に設けられたフライホイールダンパである。図2に示すように、ダンパ100は、ドライブプレート10と、ドリブンプレート20と、複数のコイルスプリング30と、クラッチディスク40と、プレッシャプレート50と、クラッチカバー60と、ダイヤフラムスプリング70とを有する。本実施形態において、ドライブプレート10は、第2の回転要素の一例である。ドリブンプレート20は、第1の回転要素の一例である。コイルスプリング30は、弾性部材の一例である。
ドライブプレート10、ドリブンプレート20、クラッチディスク40、プレッシャプレート50、及びクラッチカバー60は、軸方向に並び、それぞれ回転中心Axまわりに回転可能に設けられている。回転中心Axは、回転軸の一例である。
以下、回転中心Axに沿う方向を回転中心Axの軸方向、又は単に軸方向と称し、回転中心Axと直交する方向を回転中心Axの径方向、又は単に径方向と称し、回転中心Axまわりに回転する方向を回転中心Axの周方向、又は単に周方向と称する。さらに便宜上、矢印Xで示す軸方向の一方向を前方と称し、矢印Xの反対方向を後方と称する。本明細書における前方及び後方の呼称は、例えば、車両における各要素の位置及び向きを限定するものではない。
駆動源の回転(トルク)は、ドライブプレート10、ドリブンプレート20、コイルスプリング30、及びクラッチディスク40を介して、ホイールのような駆動対象に伝達される。ダンパ100は、回転を伝達する際に、回転変動(トルク変動)を減衰させる。
ダンパ100は、例えば、ダンパ100の慣性モーメントと、コイルスプリング30の弾性的な伸縮とによって、回転変動を減衰させる。コイルスプリング30は、ドライブプレート10とドリブンプレート20との相対的な角度差に応じて弾性的に圧縮される。
コイルスプリング30は、ドライブプレート10がドリブンプレート20に対して回転方向の一方に捻れた際に、弾性的に圧縮されることによりエネルギーを蓄える。ドライブプレート10がドリブンプレート20に対して回転方向の他方に捻れた際(戻る際)、コイルスプリング30は、弾性的に伸長することにより蓄えたエネルギーを放出する。このようなコイルスプリング30の弾性的な伸縮により、ドライブプレート10からドリブンプレート20へのトルク変動(回転変動)の伝達が抑制される。
ドライブプレート10は、例えば、エンジンのクランクシャフト101に接続される。ドライブプレート10は、モータのような他の部品に接続されても良い。ドライブプレート10は、フロントプレート11と、バックプレート12とを有する。
フロントプレート11は、前壁11aと、周壁11bとを有する。前壁11aは、径方向に広がる略円板状に形成される。周壁11bは、前壁11aの外縁から後方に突出した略円筒状に形成される。
バックプレート12は、後壁12aと、周壁12bとを有する。後壁12aは、径方向に広がる略円板状に形成される。周壁12bは、後壁12aの外縁から後方に突出した略円筒状に形成される。
フロントプレート11の周壁11bの後端部と、バックプレート12の外縁とは、例えば、溶接又はねじ留めによって接合される。これにより、フロントプレート11とバックプレート12とは互いに固定され、回転中心Axまわりに一体的に回転可能となる。
フロントプレート11の前壁11aとバックプレート12の後壁12aとの間に、周方向に延びる空間Sが設けられる。フロントプレート11の周壁11bが、空間Sを径方向外側から覆う。コイルスプリング30は、当該空間Sに収容される。
図1に示すように、コイルスプリング30は、その巻回中心が周方向に略沿った姿勢で空間Sに配置される。複数のコイルスプリング30が、空間Sに直列に配置される。さらに、空間Sに、複数のシート部材31が配置される。シート部材31は、リテーナとも称され得る。
バックプレート12に、突起12cが設けられる。突起12cは、例えば後壁12aから、フロントプレート11に向かって突出する。また、フロントプレート11に、突起12cと対向する突起が設けられる。当該突起は、例えば前壁11aから、バックプレート12に向かって突出する。
ドライブプレート10は、コイルスプリング30に力を与えるとともにコイルスプリング30から力を受ける複数の押圧部32を有する。押圧部32は、互いに軸方向に対向したフロントプレート11の突起及びバックプレート12の突起12cを含む。押圧部32は、周方向に一定間隔で複数箇所に配置される。例えば、押圧部32は、180°間隔で配置される。
押圧部32と他の押圧部32との間に、複数のコイルスプリング30と複数のシート部材31とが、周方向に交互に配置される。シート部材31は、周方向に隣接した二つのコイルスプリング30の間と、コイルスプリング30及び押圧部32の間と、に配置される。
シート部材31は、ドライブプレート10又はドリブンプレート20に、周方向に移動可能に支持される。シート部材31に、凹部31aが設けられる。凹部31aは、コイルスプリング30を保持するとともにガイドする。シート部材31に、例えば、コイルスプリング30を保持するとともにガイドする突起が設けられても良い。
ドリブンプレート20は、ドライブプレート10に対して回転中心Axまわりに回転可能である。図2に示されるように、ドリブンプレート20は、センタープレート21と、カバープレート22と、フライホイール23とを有する。
図1に示されるように、センタープレート21は、中央壁21aと、複数の突起21bとを有している。中央壁21aは、径方向に広がる略円板状に形成される。突起21bは、中央壁21aの外縁から径方向外方に突出する。突起21bの少なくとも一部は、空間Sに配置される。
ドリブンプレート20は、コイルスプリング30に力を与えるとともにコイルスプリング30から力を受ける複数の押圧部33を有する。押圧部33は、突起21bを含む。押圧部33は、周方向に一定間隔で複数箇所に配置される。例えば、押圧部33は、180°間隔で配置される。
ドライブプレート10の押圧部32と、ドリブンプレート20の押圧部33とは、ドライブプレート10とドリブンプレート20との相対的な角度差が無い(=0°)状態で、軸方向に重なるように配置される。また、押圧部32と押圧部33とは、互いに離間する。例えば、フロントプレート11の突起及びバックプレート12の突起12cと、センタープレート21の突起21bとの間に、軸方向に隙間が設けられる。
押圧部33が上記のように配置されることで、複数のコイルスプリング30と複数のシート部材31とは、押圧部33と他の押圧部33との間にも位置している。シート部材31は、周方向に隣接した二つのコイルスプリング30の間と、コイルスプリング30及び押圧部33の間と、に配置される。
コイルスプリング30及びシート部材31は、周方向において、ドライブプレート10の押圧部32と、ドリブンプレート20の押圧部33との間に位置する。ドライブプレート10がドリブンプレート20に対して回転方向の一方に捩れた際に、ドライブプレート10の押圧部32は、ドリブンプレート20の押圧部33に近づき、コイルスプリング30を圧縮する。また、ドリブンプレート20に対してドライブプレート10が回転方向の他方に捩れた際(戻る際)に、押圧部32は、押圧部33から遠ざかり、コイルスプリング30を伸長させる。このように、ドライブプレート10とドリブンプレート20との相対的な回転に応じて、コイルスプリング30が周方向に弾性的に圧縮及び伸長(伸縮)される。
コイルスプリング30は、ドライブプレート10のトルク変動(回転変動)の大小に応じて、ドライブプレート10とドリブンプレート20との間で弾性的に伸縮される。コイルスプリング30は、当該伸縮により、ドライブプレート10からドリブンプレート20へのトルク変動(回転変動)の伝達を抑制する。
図2に示されるように、カバープレート22は、後壁22aと、環壁22bと、周壁22cとを有する。後壁22aは、前方ほど直径が小さい略漏斗状(円錐台状)に形成される。環壁22bは、後壁22aの外縁から径方向外方に延びる略円環状に形成される。周壁22cは、環壁22bの外縁から前方に突出した略円筒状に形成される。
フライホイール23は、後壁23aと、環壁23bとを有する。後壁23aは、前方ほど直径が小さい略漏斗状に形成される。環壁23bは、後壁23aの外縁から径方向外側に延びる略円環状に形成される。回転中心Axの軸方向において、環壁23bは、カバープレート22の環壁22bよりも厚い。
センタープレート21の中央壁21aと、カバープレート22の後壁22aと、フライホイール23の後壁23aとが、コイルスプリング30及びシート部材31から径方向内方に離れた位置で、ボルト24によって接合される。これにより、センタープレート21、カバープレート22、及びフライホイール23が互いに固定され、一体的に回転可能となる。なお、センタープレート21、カバープレート22、及びフライホイール23は、例えば、溶接のような他の手段によって接合されても良い。
フライホイール23は、例えば、軸受25によってクランクシャフト101に支持される。このため、ドリブンプレート20は、クランクシャフト101に接続されたドライブプレート10に対して、回転中心Axまわりに回転可能である。
クラッチディスク40は、例えば、トランスミッションのインプットシャフトに接続される。クラッチディスク40は、他の部品に接続されても良い。クラッチディスク40は、フライホイール23の環壁23bと、プレッシャプレート50との間に位置する。
クラッチカバー60は、フライホイール23に取り付けられ、クラッチディスク40及びプレッシャプレート50を覆う。ダイヤフラムスプリング70は、クラッチカバー60に支持されるとともに、プレッシャプレート50をフライホイール23に向かって付勢する。プレッシャプレート50は、クラッチディスク40を押す。
プレッシャプレート50がクラッチディスク40をフライホイール23に押し付ける。これにより、ドリブンプレート20と、インプットシャフトに接続されたクラッチディスク40とは、互いに回転を伝達可能となる。クラッチディスク40は、例えばダンパスプリング41の弾性的な伸縮により、フライホイール23からインプットシャフトへのトルク変動(回転変動)の伝達を抑制する。
ダンパ100は、摩擦プレート80をさらに有する。摩擦プレート80は、第3の回転要素の一例である。ドライブプレート10とドリブンプレート20との間で相対的な回転が生じた際に、当該相対的な回転に応じて、摩擦プレート80は、ドライブプレート10及びドリブンプレート20のうち少なくとも一方との間で摩擦を生じさせる。このとき、ドライブプレート10及びドリブンプレート20には、摩擦抵抗力に基づく抵抗トルクが作用する。摩擦プレート80とドライブプレート10及びドリブンプレート20のうち少なくとも一方との摩擦により、相対回転に応じた運動エネルギーが熱エネルギーに変換され、回転変動が減衰される。
摩擦プレート80は、バックプレート12の後壁12aとカバープレート22の環壁22bとの間に配置される。摩擦プレート80は、径方向に広がる略円環状に形成される。摩擦プレート80は、例えば、周壁22cにより径方向に位置決めされる。
図3は、第1の実施形態の摩擦プレート80の一部を示す斜視図である。図4は、第1の実施形態のカバープレート22の一部を示す斜視図である。図5は、第1の実施形態のダンパ100の一部を径方向から示す断面図である。図5と、後述の図6乃至図8とにおいて、バックプレート12、カバープレート22、及び摩擦プレート80は、模式的に直線状に伸ばされた状態で示される。摩擦プレート80は、ベース部81と、摩擦材82とを有する。
図3に示すように、ベース部81は、周方向に延びる略円環状に形成される。図5に示すように、ベース部81は、軸方向において、バックプレート12の後壁12aとカバープレート22の環壁22bとの間に位置する。
ベース部81は、第1の面81aと、第2の面81bとを有する。第1の面81aは、軸方向の後方に向く略平坦な面である。第1の面81aは、カバープレート22の環壁22bに向く。第2の面81bは、第1の面81aの反対側に位置し、軸方向の前方に向く略平坦な面である。第2の面81bは、バックプレート12の後壁12aに向く。
摩擦材82は、径方向に広がる略円環状に形成される。軸方向において、摩擦材82は、ベース部81よりも薄い。摩擦材82は、例えば接着により、ベース部81の第2の面81bに接合される。言い換えると、摩擦材82は、ベース部81とバックプレート12の後壁12aとの間に位置する。
摩擦プレート80に、複数の凸部83が設けられる。凸部83は、第2の凸部の一例である。ベース部81と複数の凸部83は一体に設けられる。なお、複数の凸部83は、摩擦プレート80のベース部81と別の部品であっても良い。ベース部81及び凸部83は、例えば、鉄のような金属によって作られる。
凸部83は、ベース部81の第1の面81aから軸方向に突出する。本実施形態において、凸部83は、ベース部81からカバープレート22に向かって突出する。本実施形態において、同一形状の複数の凸部83が、周方向に間隔を空けて並べられる。複数の凸部83は、周方向に等間隔に配置される。
複数の凸部83は、端部83aと、二つの傾斜面83bとをそれぞれ有する。端部83aは、第2の端部の一例である。傾斜面83bは、第2の傾斜面の一例である。端部83aは、軸方向における凸部83の端部であり、カバープレート22に向く。
二つの傾斜面83bは、端部83aと周方向に隣接する。傾斜面83bは、周方向において端部83aに近いほどカバープレート22に近くなるよう延びる。別の表現によれば、二つの傾斜面83bは、軸方向に端部83aに近づくほど周方向に互いに近づくように延びる。このように、凸部83は、カバープレート22に向かって先細るテーパ状に形成される。二つの傾斜面83bは、周方向(接線方向)と後方との間の斜め方向Icw,Iccwに延びる。傾斜面83bの母線は、径方向に沿う。
摩擦プレート80は、摺動面86をさらに有する。摺動面86は、接触面の一例である。本実施形態において、摩擦プレート80の摺動面86は、摩擦材82に設けられ、バックプレート12に向く。なお、摩擦プレート80に摩擦材82が設けられない場合、摺動面86は、ベース部81の第2の面81bに設けられる。
凸部83の傾斜面83bの摩擦係数は、摺動面86の摩擦係数よりも低い。例えば、摩擦材82の材料の摩擦係数は、凸部83の材料である鉄の摩擦係数よりも高い。なお、傾斜面83b及び摺動面86の少なくとも一方に、表面処理や成膜がなされることで、凸部83の傾斜面83bの摩擦係数が摺動面86の摩擦係数より低くなっても良い。
ドライブプレート10及びドリブンプレート20のうち一方の回転要素に、複数の凸部91が設けられる。凸部91は、第1の凸部の一例である。本実施形態において、凸部91は、第1の回転要素の一例であるドリブンプレート20に設けられる。
凸部91は、ドリブンプレート20の一部であるカバープレート22の環壁22bから、摩擦プレート80のベース部81に向かって軸方向に突出する。本実施形態において、同一形状の複数の凸部91が、周方向に間隔を空けて並べられる。複数の凸部91は、周方向に等間隔に配置される。
複数の凸部91は、端部91aと、二つの傾斜面91bとをそれぞれ有する。端部91aは、第1の端部の一例である。傾斜面91bは、第1の傾斜面の一例である。端部91aは、軸方向における凸部91の端部であり、ベース部81に向く。
二つの傾斜面91bは、端部91aと周方向に隣接する。傾斜面91bは、周方向において端部91aに近いほどベース部81に近くなるように延びる。別の表現によれば、二つの傾斜面91bは、端部91aに近づくほど周方向に互いに近づくように延びる。このように、凸部91は、ベース部81に向かって先細るテーパ状に形成される。二つの傾斜面91bは、周方向(接線方向)と後方との間の斜め方向Iccw,Icwに延びる。傾斜面91bの母線は、径方向に沿う。
周方向に並べられた凸部91の列の直径(凸部91の内径と外径との平均)は、周方向に並べられた凸部83の列の直径(凸部83の内径と外径との平均)と略同一である。凸部91の数は、凸部83の数と同一である。複数の凸部91が配置される周方向の間隔(角度)は、複数の凸部83が配置される周方向の間隔(角度)と略同一である。
複数の凸部83と複数の凸部91とは、周方向に交互に配置される。言い換えると、凸部91はそれぞれ、二つの凸部83の間に位置する。ドライブプレート10とドリブンプレート20との間に相対的な角度差が無い状態では、凸部91は、二つの凸部83の間の中間位置P0に位置する。
中間位置P0において、二つの凸部83は、当該二つの凸部83の間に位置する凸部91から周方向に離間する。中間位置P0において、凸部83と凸部91との間の間隔は均等である。
ドライブプレート10及びドリブンプレート20のうち他方の回転要素に、摺動面95が設けられる。本実施形態において、摺動面95は、ドライブプレート10のバックプレート12の後壁12aに設けられる。バックプレート12の摺動面95は、略平坦に形成され、軸方向の後方に向く。摺動面95は、摩擦プレート80の摺動面86と向かい合う。
図2に示すように、フライホイール23に、ストッパ97が設けられる。ストッパ97は、例えば、フライホイール23の環壁23bからカバープレート22の環壁22bに向かって突出する突起である。すなわち、ストッパ97は、環壁22bに対して、摩擦プレート80の反対側に位置する。言い換えると、環壁22bは、ストッパ97と摩擦プレート80との間に位置する。環壁22bの凸部91と、摩擦プレート80の凸部83と、ストッパ97とは、径方向において略同一位置に設けられる。ドライブプレート10とドリブンプレート20との間に相対的な角度差が無い状態では、ストッパ97は、環壁22bから離間する。
ストッパ97は、フライホイール23に設けられることで、ドリブンプレート20と一体に回転する。すなわち、本実施形態において、ドリブンプレート20が一方の回転要素の一例である。
以下、図5乃至図7を参照して、摩擦プレート80による回転変動の減衰について例示する。図6は、第1の実施形態の凸部83と凸部91とが接触した状態のダンパ100の一部を径方向から示す断面図である。図7は、第1の実施形態のストッパ97がカバープレート22に当接する状態のダンパ100の一部を径方向から示す断面図である。
ダンパ100において、ドライブプレート10に生じるエンジン起因のトルク変動(回転変動)の大小に応じて、ドライブプレート10とドリブンプレート20とが相対的に回転する。このとき、ドリブンプレート20と摩擦プレート80とは、凸部91の傾斜面91bと凸部83の傾斜面83bとが互いに近づく方向に相対的に回転する。
例えば、ドリブンプレート20は、ドライブプレート10及び摩擦プレート80に対して、図6の左方向(正転方向)D1に回転する。これにより、図6に示されるように、摩擦プレート80の凸部83の傾斜面83bと、ドリブンプレート20の凸部91の傾斜面91bとが接触する。
傾斜面83b,91bが互いに接触した状態で、さらにドライブプレート10とドリブンプレート20とが相対回転することで、凸部91が凸部83に対してさらに正転方向D1へ移動する。凸部91は、傾斜面91bが傾斜面83bを上るように移動する。
詳しく述べると、ドリブンプレート20がドライブプレート10に対して正転方向D1に回転することで、傾斜面91bは、傾斜面83bに周方向の力を作用させる。当該周方向の力は、傾斜面83b,91bに沿う力と、傾斜面83b,91bと直交する力Fo1とに分解される。カバープレート22は、金属のような弾性を有する材料によって作られる。このため、カバープレート22は、力Fo1に押され、環壁22bが後方に移動するように弾性変形する。別の表現によれば、傾斜面91bが傾斜面83bの上を摺動することで、凸部91及びカバープレート22と、摩擦プレート80のベース部81とが、軸方向に互いに離間する。
これにより、カバープレート22の弾性変形に伴う前方への反発力Fo2が、傾斜面83bと傾斜面91bとに印加される。反発力Fo2と上記の力Fo1とにより、傾斜面83bと傾斜面91bとが摺動する際に摩擦力Fr1が発生する。摩擦力Fr1により、ドライブプレート10とドリブンプレート20との間の抵抗トルクが発生し、トルク変動(回転変動)が低減される。
摩擦プレート80は、バックプレート12に固定されず、ドライブプレート10及びドリブンプレート20に対して回転中心Axまわりに回転可能である。このため、摩擦プレート80の摺動面86とバックプレート12の摺動面95とは互いに周方向に摺動可能である。
上述のように、傾斜面83b,91bが互いに接触した状態で、さらにドライブプレート10とドリブンプレート20とが相対回転すると、凸部91が凸部83に対してさらに正転方向D1へ移動する。このとき、凸部83は、凸部91に対し、傾斜面83bが傾斜面91bを上るように移動する。すなわち、摩擦プレート80は、力Fo1により、バックプレート12の後壁12aに押し付けられる。このように、凸部83は、傾斜面83b,91bが互いに近づく方向に摩擦プレート80とドリブンプレート20とが相対的に回転し、傾斜面83bが傾斜面91bに押されることで、摩擦プレート80の摺動面86を後壁12aの摺動面95に押し付ける。
さらに、上述したカバープレート22の反発力Fo2が、摺動面86と摺動面95に印加される。反発力Fo2と上記の力Fo1とが摺動面86,95に印加された状態で、ドライブプレート10とドリブンプレート20とがさらに相対回転すると、摺動面86と摺動面95との間に摩擦力Fr2が生じる。
上述のように、ドライブプレート10とドリブンプレート20とが相対的に回転することで、傾斜面83b,91bの間と、摺動面86,95の間と、に摩擦力(ヒステリシストルク)Fr1,Fr2が生じる。当該摩擦力Fr1,Fr2により、ドライブプレート10とドリブンプレート20との間に抵抗トルクが生じるとともに、摩擦によってエネルギーが消費され、トルク変動(回転変動)が低減される。
図7に示すように、ドライブプレート10とドリブンプレート20との相対回転(捩れ)が所定の角度に達すると、摩擦プレート80から軸方向に離間するカバープレート22の環壁22bは、ストッパ97に当接する。ストッパ97は、環壁22bの、径方向において凸部83,91が設けられた領域に当接する。言い換えると、ストッパ97は、環壁22bのうち少なくとも、凸部83,91のそれぞれの径方向内側の端部と径方向外側の端部との間に位置するとともに周方向に延びる円環状の領域に、当接する。
ストッパ97は、環壁22bに軸方向に当接することで、環壁22bを軸方向に支持し、カバープレート22がドライブプレート10から軸方向に離間することを制限する。このため、凸部83と凸部91とが周方向に固定され、傾斜面83bと傾斜面91bとが互いに係合する。
図5に示すように、ドライブプレート10とドリブンプレート20との間に相対的な角度差が無い状態では、ドリブンプレート20のカバープレート22の環壁22bは、軸方向における第1の位置P1に位置する。凸部91が中間位置P0に位置するとき、カバープレート22は第1の位置P1に位置する。第1の位置P1において、カバープレート22は、ストッパ97から離間する。
図7に示すように、ドライブプレート10とドリブンプレート20との相対回転(捩れ)が所定の角度に達した状態では、ドリブンプレート20のカバープレート22の環壁22bは、軸方向における第2の位置P2に位置する。第2の位置P2において、カバープレート22の環壁22bは、ストッパ97に当接されるとともに、第1の位置P1よりもドライブプレート10のバックプレート12の後壁12aから遠い。
摩擦プレート80は、傾斜面83b,91bが互いに近づく方向に摩擦プレート80とドリブンプレート20とが相対的に回転することで、カバープレート22を第1の位置P1から第2の位置P2に押す。これにより、カバープレート22は、第1の位置P1から第2の位置P2に、軸方向に移動する。
図8は、第1の実施形態のドライブプレート10がドリブンプレート20に対して戻る状態のダンパ100の一部を径方向から示す断面図である。回転変動により、ドライブプレート10とドリブンプレート20とは、図6及び図7に示す正転方向D1と、図8に示す逆転方向D2とに、反復的に相対回転する。
図8に示すように、例えばカバープレート22が第2の位置P2に位置する状態で、ドリブンプレート20がドライブプレート10及び摩擦プレート80に対して、逆転方向D2に回転する(戻る)。言い換えると、傾斜面83b,91bが互いに遠ざかる方向に摩擦プレート80とドリブンプレート20とが相対的に回転する。このときも、反発力Fo2により、傾斜面83b,91bの間と、摺動面86,95の間と、に摩擦力Fr1,Fr2が生じる。
反発力Fo2は、カバープレート22の弾性変形量に比例する。しかし、本実施形態において、ストッパ97が、カバープレート22の弾性変形を一定の範囲に制限する。このため、反発力Fo2と、当該反発力Fo2により生じる摩擦力(摩擦抵抗)Fr1とは、一定の範囲に制限される。
さらに、凸部83の傾斜面83bの摩擦係数が摺動面86の摩擦係数よりも低いため、ドリブンプレート20がドライブプレート10に対して逆転方向D2に回転するときに、傾斜面83b,91bで発生する摩擦力Fr1が小さくなる。以上により、逆転方向D2のトルクが比較的小さくても、凸部91は、傾斜面91bが傾斜面83bを下るように移動できる。傾斜面83b,91bが摺動することで、カバープレート22は、軸方向に第2の位置P2から第1の位置P1に戻る。
以上説明された第1の実施形態に係るダンパ100において、傾斜面91bと傾斜面83bとが互いに近づく方向に摩擦プレート80とドリブンプレート20とが相対的に回転すると、複数の凸部83は、摩擦プレート80をドライブプレート10に押し付ける方向の力Fo1を発生させる。当該力Fo1は、ドリブンプレート20をドライブプレート10から軸方向に離間させようとする。しかし、ストッパ97は、ドリブンプレート20に軸方向に当接することで、当該ドリブンプレート20がドライブプレート10から軸方向に離間することを制限する。このため、凸部91を有するドリブンプレート20と、凸部83を有する摩擦プレート80とが、所定の角度を超えて相対的に回転することが制限される。これにより、傾斜面91bと傾斜面83bとの間で発生する摩擦力Fr1が所定の範囲内に制限され、ドリブンプレート20と摩擦プレート80とは、傾斜面91bと傾斜面83bとが接触する状態から、傾斜面91bと傾斜面83bとが互いに離れる逆転方向D2へ相対的に回転できる。従って、摩擦プレート80とドリブンプレート20とは、ドライブプレート10、ドリブンプレート20、及び摩擦プレート80の間で摩擦力Fr1,Fr2を発生させる状態から、凸部91が中間位置P0に位置する状態に容易に復帰することができる。
傾斜面83bの摩擦係数は、摺動面86の摩擦係数よりも低い。これにより、傾斜面91bと傾斜面83bとの間で発生する摩擦力Fr1が低減され、ドリブンプレート20と摩擦プレート80とは、傾斜面91bと傾斜面83bとが接触する状態から、傾斜面91bと傾斜面83bとが互いに離れる逆転方向D2へ相対的に回転できる。従って、摩擦プレート80とドリブンプレート20とは、ドライブプレート10、ドリブンプレート20、及び摩擦プレート80の間で摩擦力Fr1,Fr2を発生させる状態から、凸部91が中間位置P0に位置する状態に容易に復帰することができる。
傾斜面91bと傾斜面83bとが互いに近づく方向に摩擦プレート80とドリブンプレート20とが相対的に回転するときに、凸部83と凸部91とが当接する。摩擦プレート80と複数の凸部83とが一体に設けられるため、当該当接により摩擦プレート80と凸部83とが損傷することが抑制される。
ドリブンプレート20は、ストッパ97から離間する第1の位置P1と、ストッパ97に軸方向に当接されるとともに第1の位置P1よりもドライブプレート10から遠い第2の位置P2と、に移動可能である。傾斜面91bと傾斜面83bとが互いに近づく正転方向D1に摩擦プレート80とドリブンプレート20とが相対的に回転するとき、傾斜面91bと傾斜面83bとが押し合う力Fo1,Fo2は、摩擦プレート80をドライブプレート10に押し付ける。しかし、ドリブンプレート20が第1の位置P1と第2の位置P2との間に位置する場合、第1の位置P1から第2の位置P2へのドリブンプレート20の移動により、力Fo1が低減される。このため、ドリブンプレート20が第1の位置P1と第2の位置P2との間に位置する場合における摩擦プレート80とドライブプレート10との間に発生する摩擦力Fr2は、ドリブンプレート20が第2の位置P2に位置する場合における摩擦プレート80とドライブプレート10との間に発生する摩擦力Fr2より小さい。このように、摩擦プレート80とドライブプレート10との間に発生する摩擦力Fr2が変化することで、ダンパ100が回転変動をより滑らかに減衰させることができる。
例えば、ストッパ97がドリブンプレート20に当接する位置と、凸部83,91が設けられた位置とが、径方向にずれている場合、凸部91が摩擦プレート80をドライブプレート10に押し付ける力は、ストッパ97と当接する部分を支点としてドリブンプレート20を曲げる可能性がある。しかし、本実施形態において、ストッパ97は、ドリブンプレート20のうち、径方向において凸部83,91が設けられた領域に当接することで、ドリブンプレート20がドライブプレート10から軸方向に離間することを制限する。これにより、ドリブンプレート20が曲がることが抑制される。
(第2の実施形態)
以下に、第2の実施形態について、図9を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。
以下に、第2の実施形態について、図9を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。
図9は、第2の実施形態に係るダンパ100の一部を示す断面図である。図9に示すように、第2の実施形態において、複数の凸部91は、ドライブプレート10に設けられる。すなわち、第2の実施形態において、ドライブプレート10が第1の回転要素の一例であり、ドリブンプレート20が第2の回転要素の一例である。
凸部91は、ドライブプレート10のバックプレート12の後壁12aから、摩擦プレート80のベース部81に向かって軸方向に突出する。一方、摩擦プレート80の凸部83は、ベース部81の第2の面81bから、バックプレート12の後壁12aに向かって軸方向に突出する。
ストッパ97は、第1の実施形態と同じく、フライホイール23に設けられ、ドリブンプレート20と一体に回転する。すなわち、第2の実施形態においても、ドリブンプレート20が一方の回転要素の一例である。
第2の実施形態において、摺動面95は、ドリブンプレート20のカバープレート22の環壁22bに設けられる。摩擦材82は、ベース部81と、環壁22bの摺動面95との間に位置する。
以上説明された第1の実施形態及び第2の実施形態のように、凸部91は、ドライブプレート10及びドリブンプレート20のいずれに設けられても良い。凸部83は、摩擦プレート80のベース部81から、凸部91が設けられたドライブプレート10及びドリブンプレート20のうち一方に向かって突出する。
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態及び変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各実施形態や各変形例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。
10…ドライブプレート(第2の回転要素、第1の回転要素)、20…ドリブンプレート(第1の回転要素、第2の回転要素)、30…コイルスプリング(弾性部材)、80…摩擦プレート(第3の回転要素)、83…凸部(第2の凸部)、83a…端部(第2の端部)、83b…傾斜面(第2の傾斜面)、86…摺動面(接触面)、91…凸部(第1の凸部)、91a…端部(第1の端部)、91b…傾斜面(第1の傾斜面)、97…ストッパ、100…ダンパ、Ax…回転中心(回転軸)、P1…第1の位置、P2…第2の位置。
Claims (5)
- 回転軸まわりに回転可能な第1の回転要素と、
前記第1の回転要素に対して前記回転軸まわりに回転可能な第2の回転要素と、
前記回転軸の周方向において前記第1の回転要素と前記第2の回転要素との間に位置し、前記第1の回転要素と前記第2の回転要素との相対的な回転に応じて前記周方向に弾性的に伸縮する弾性部材と、
前記回転軸の軸方向において前記第1の回転要素と前記第2の回転要素との間に位置し、前記第1の回転要素及び前記第2の回転要素に対して前記回転軸まわりに回転可能な第3の回転要素と、
前記第1の回転要素から前記第3の回転要素に向かって突出し、前記周方向に並べられ、前記軸方向における第1の端部と、前記周方向において前記第1の端部に近いほど前記第3の回転要素に近い第1の傾斜面と、をそれぞれ有する複数の第1の凸部と、
前記第3の回転要素から前記第1の回転要素に向かって突出し、前記周方向に並べられ、前記軸方向における第2の端部と、前記周方向において前記第2の端部に近いほど前記第1の回転要素に近い第2の傾斜面と、をそれぞれ有する複数の第2の凸部と、
前記第1の回転要素及び前記第2の回転要素のうち一方の回転要素と一体に回転し、前記一方の回転要素に前記軸方向に当接することで前記一方の回転要素が前記第1の回転要素及び前記第2の回転要素のうち他方の回転要素から前記軸方向に離間することを制限するストッパと、
を具備し、
前記複数の第2の凸部は、前記第1の傾斜面と前記第2の傾斜面とが互いに近づく方向に前記第3の回転要素と前記第1の回転要素とが相対的に回転し、前記第2の傾斜面が前記第1の傾斜面に押されることで、前記第3の回転要素を前記第2の回転要素に押し付ける、
ダンパ。 - 前記第3の回転要素は、前記第1の傾斜面と前記第2の傾斜面とが互いに近づく方向に前記第3の回転要素と前記第1の回転要素とが相対的に回転することで前記複数の第2の凸部により前記第2の回転要素に押し付けられる接触面、を有し、
前記第2の傾斜面の摩擦係数は、前記接触面の摩擦係数よりも低い、
請求項1のダンパ。 - 前記第3の回転要素と前記複数の第2の凸部とが一体に設けられる、請求項2のダンパ。
- 前記一方の回転要素は、前記ストッパから離間する第1の位置と、前記ストッパに前記軸方向に当接されるとともに前記第1の位置よりも前記他方の回転要素から遠い第2の位置と、に移動可能であり、
前記第3の回転要素及び前記複数の第2の凸部は、前記第1の傾斜面と前記第2の傾斜面とが互いに近づく方向に前記第3の回転要素と前記第1の回転要素とが相対的に回転することで、前記一方の回転要素を前記第1の位置から前記第2の位置へ押す、
請求項1のダンパ。 - 前記ストッパは、前記一方の回転要素のうち、前記回転軸の径方向において前記第1の凸部及び前記第2の凸部が設けられた領域に当接することで、前記一方の回転要素が前記他方の回転要素から前記軸方向に離間することを制限する、請求項1のダンパ。
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