JP2022035363A - ダンパ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の一実施形態によるトルクリミッタ付きダンパ装置1(以下、単に「ダンパ装置」と記載する)の断面図である。また、図2はダンパ装置1の正面図であり、その一部は構成する部材を取り外して示している。図1においては、ダンパ装置1の左側にエンジン(図示せず)が配置され、右側に電動機や変速装置等を含む駆動ユニット(図示せず)が配置されている。
トルクリミッタユニット10は、ダンパユニット20の外周側に配置されている。トルクリミッタユニット10は、フライホイールとダンパユニット20との間で伝達されるトルクを制限する。トルクリミッタユニット10は、カバープレート11と、支持プレート12と、摩擦ディスク13と、プレッシャプレート14と、コーンスプリング15と、を有している。
ダンパユニット20は、入力側プレート30(第1回転体の一例)と、ハブフランジ40(第2回転体の一例)と、弾性連結部50と、ヒス発生機構60と、を有している。
入力側プレート30は、第1プレート31及び第2プレート32を有している。第1プレート31及び第2プレート32は、中心部に孔を有する円板状に形成され、互いに軸方向に間隔をあけて配置されている。第1プレート31は、外周部にそれぞれ4個のストッパ部31a及び固定部31bを有している。また、第1プレート31及び第2プレート32は、それぞれ1対の第1支持部301及び1対の第2支持部302を有している。第1プレート31及び第2プレート32において、第1支持部301及び第2支持部302は同じ位置に形成されている。また、第1プレート31には、リベット17に対応する位置に組付用の孔32aが形成されている。
図1及び図2に示すように、ハブフランジ40は、一体で形成されたハブ41及びフランジ42を有している。ハブフランジ40は、入力側プレート30に対して所定の角度範囲で相対回転可能である。ハブ41は、筒状に形成され、中心部にはスプライン孔41aが形成されている。また、ハブ41は第1プレート31及び第2プレート32の中心部の孔を貫通している。フランジ42は、円板状であり、ハブ41の外周面から径方向外方に延びて形成されている。フランジ42は、第1プレート31と第2プレート32との軸方向間に配置されている。
弾性連結部50は、4個のコイルスプリング51(第1弾性部材及び第2弾性部材の一例)と、4個の樹脂部材52と、を有している。各コイルスプリング51は、外スプリング及び内スプリングを有している。4個のコイルスプリング51は、フランジ42の各収容部401,402に収容され、入力側プレート30の各支持部301,302によって径方向及び軸方向に支持されている。これらのコイルスプリング51は並列で作動する。
ここで、中立状態での、各支持部301,302と各収容部401,402の配置及び各コイルスプリング51の収容状態について、以下に詳細に説明する。なお、以下の説明において、第1支持部301及び第1収容部401を「第1窓セットw1」と記載し、第2支持部302及び第2収容部402を「第2窓セットw2」と記載する場合がある。
ヒス発生機構60は、図1及び図4に示すように、第1ブッシュ61と、第2ブッシュ62と、コーンスプリング63と、フリクションプレート64と、を有している。なお、図4は、図1の拡大部分図である。
ここで、動作の説明を容易にするために、まず、ヒステリシストルクがない場合の、4つのコイルスプリング51による捩り特性について説明する。図7において、破線が第1窓セットw1のコイルスプリング51による捩り特性、二点鎖線が第2窓セットw2のコイルスプリング51による捩り特性、実線がこれらの捩り特性を合成した捩り特性w0である。
入力側プレート30とハブフランジ40とが相対回転していない中立状態では、図3Aに示すように、第1窓セットw1のコイルスプリング51は、R1支持面301aとR2収容面401bとの間に圧縮して配置されている。このR1支持面301aとR2収容面401bとの間の間隔G0は、各支持部301,302及び各収容部401,402の幅L(コイルスプリングの自由長に等しい)より狭い。したがって、図7の鎖線で示すように、第1窓セットw1では、圧縮されたコイルスプリング51による捩りトルク-tが発生している。
中立状態では、第2窓セットw2のコイルスプリング51は、R1収容面402aとR2支持面302bとの間に圧縮して配置されている。このR1収容面402aとR2支持面302bとの間の間隔はG0であり、各支持部301,302及び各収容部401,402の幅L(コイルスプリングの自由長に等しい)より狭い。したがって、図7に示すように、中立状態において、第2窓セットw2では、圧縮されたコイルスプリング51による捩りトルク+tが発生している。
ダンパユニット全体としては、図7の破線で示す特性w1と二点鎖線で示す特性w2とが合成され、実線で示す捩り特性w0となる。すなわち、中立状態では捩りトルクは「0」であり、捩り角度が正側及び負側に大きくなるにしたがって、捩りトルクも正側及び負側に大きくなる。
次に、図8以降の模式図を用いて、ヒステリシストルクを考慮した捩り特性について説明する。模式図では、入力側プレート30を「IP」、ハブフランジ40を「HF」で示している。また、第1ブッシュ61及びフリクションプレート64を「摩擦部材FP」として説明する。なお、模式図では、入力側プレート30をハブフランジ40に対してR1側(この例では正側)に回転させた場合を示しているが、逆側に回転させた負側の捩り特性については、高捩り角度領域の一部を除いて同様であるので、ここでは負側の捩り特性については省略する。また、以下の説明では、前述の角度θ1を「2°」として説明するが、この角度は一例である。
図8は、中立状態を示している。この中立状態では、各窓セットw1,w2のコイルスプリング51は圧縮されて配置されている。また、前述のように、フリクションプレート64の突出部641の端面である当接面641a,641bは、対応するコイルスプリング51の端面に当接しているので、中立位置に位置決めされている。したがって、第1ブッシュ61の規制突起61aとフランジ42の長孔42cの端面との間には、R1側に4°、R2側に2°の隙間が確保されている。
図9は、入力側プレートIPが、ハブフランジHFに対して中立状態からR1側に2°捩れた場合を示している。ここでは、第1窓セットw1のコイルスプリング51は圧縮から伸長して自由長になり、第2窓セットw2のコイルスプリング51は中立状態の圧縮状態からさらに圧縮されている。
図10は、入力側プレートIPがハブフランジHFに対してR1側に4°捩れた場合を示している。ここでは、第1窓セットw1のコイルスプリング51は自由長から圧縮され、第2窓セットw2のコイルスプリング51は圧縮状態がさらに進む。
図11は、入力側プレートIPがハブフランジHFに対してR1側に7°捩れた場合を示している。ここでは、第1窓セットw1及び第2窓セットw2のコイルスプリング51は、ともに圧縮状態がさらに進む。
図12は、入力側プレートIPが、ハブフランジHFに対してR1側に7°捩れた状態から捩り角度5°に戻った場合を示している。このように捩り角度が2°(すなわち微小捩り角度)だけ戻ると、摩擦部材FPの当接面が第1窓セットw1のコイルスプリング51の端面に当接する。したがって、前述のように、捩り角度7°から5°の範囲ではヒステリシストルクは発生しないが、捩り角度が5°よりさらに戻ると、入力側プレートIPは回転するが、摩擦部材FPの移動(回転)は禁止される。このため、捩り角度が2°だけ戻ると、それ以降はヒステリシストルクが発生する。
図13は、入力側プレートIPが、ハブフランジHFに対してR1側にさらに3°まで戻った状態を示している。中立状態に戻る場合は、各窓セットw1,w2のコイルスプリング51は、それまでの圧縮状態から伸長し、圧縮量が小さくなる。なお、第1窓セットw1のコイルスプリング51は、捩り角度が2°になると自由長になり、さらに捩り角度が小さくなると圧縮される。
図14は、捩り角度が3°から2°に移行した状態を示している。この場合は、第1窓セットw1のコイルスプリング51によるトルクはさらに小さくなる。したがって、この捩り角度領域(3°→2°)では、前記同様に、第1窓セットw1のコイルスプリング51は作動(伸長)せず、装置全体の捩り剛性は、第2窓セットw2のコイルスプリング51のみの剛性となる。また、捩り角度が3°から2°の領域では、摩擦部材FPと入力側プレートIPとはヒステリシストルクによって連れ回ることになり、したがってヒステリシストルクは発生しない。
図15は、捩り角度が2°から1.5°に移行した状態を示している。図2に示す捩り角度2°の状態では、第1窓セットw1のコイルスプリング51のR2側の端面は、入力側プレートIP及びハブフランジHFのR2側の端面に当接する。そして、捩り角度が2°より小さくなると、第1窓セットw1のコイルスプリング51のR2側の端面は、ハブフランジHFのR2側の端面に当接することになる。このため、捩り角度が2°より小さい領域では、摩擦部材FPは、第1窓セットw1のコイルスプリング51の反発を受け、入力側プレートIPと連れ回ることができなくなる。このため、第1窓セットw1のコイルスプリング51が圧縮された力(トルク)に応じたヒステリシストルクが発生する。
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
30 入力側プレート(第1回転体)
301 第1支持部
302 第2支持部
301a,302a R1支持面
301b,302b R2支持面
40 ハブフランジ(第2回転体)
401 第1収容部
402 第2収容部
401a,402a R1収容面
401b,402b R2収容面
50 弾性連結部
51 コイルスプリング(第1弾性部材、第2弾性部材)
61 第1ブッシュ
62 第2ブッシュ
64 フリクションプレート
641 突出部
641a,641b 当接面
図15は、捩り角度が2°から1.5°に移行した状態を示している。図14に示す捩り角度2°の状態では、第1窓セットw1のコイルスプリング51のR2側の端面は、入力側プレートIP及びハブフランジHFのR2側の端面に当接する。そして、捩り角度が2°より小さい状態では、第1窓セットw1のコイルスプリング51のR1側の端面は、摩擦部材FPのR1側の端面に当接しているので、この捩り角度が2°より小さい領域では、摩擦部材FPは、第1窓セットw1のコイルスプリング51の反発を受け、入力側プレートIPと連れ回ることができなくなる。このため、第1窓セットw1のコイルスプリング51が圧縮された力(トルク)に応じたヒステリシストルクが発生する。
Claims (10)
- 回転軸の回りに回転する第1回転体と、
前記回転軸の回りに前記第1回転体と相対回転可能に配置された第2回転体と、
第1弾性部材及び第2弾性部材を有し、前記第1回転体と前記第2回転体とを回転方向に弾性的に連結する弾性連結部と、
前記第1回転体又は前記第2回転体に摩擦接触可能に配置された摩擦部材を有し、前記第1回転体に対して前記第2回転体が相対回転して捩れる際にヒステリシストルクを発生するヒス発生機構と、
を備え、
前記ヒス発生機構の摩擦部材は、
前記第1回転体と前記第2回転体との間に捩れがない中立状態から第1捩り角度に向かうまでの低捩り角度領域では、前記第1回転体及び前記第2回転体とは摩擦接触せず、
前記第1捩り角度を超えた高捩り角度領域では、前記第1回転体又は前記第2回転体と摩擦接触してヒステリシストルクを発生するとともに、前記高捩り角度領域における所定の微小捩り角度範囲では、前記第1回転体及び前記第2回転体とは摩擦接触せず、
前記摩擦部材はさらに、前記中立状態では、前記第1弾性部材及び前記第2弾性部材の作動によって、中立位置に位置決めされる、
ダンパ装置。
- 前記第1回転体は、第1支持部及び第2支持部を有し、
前記第2回転体は、前記第1支持部に対して軸方向視で一部が重なるようにかつ前記第1回転方向側にオフセットして配置された第1収容部と、前記第2支持部に対して軸方向視で一部が重なるようにかつ前記第2回転方向側にオフセットして配置された第2収容部と、を有し、
前記第1弾性部材は、前記第1支持部及び前記第1収容部に予圧縮して配置され、
前記第2弾性部材は、前記第2支持部及び前記第2収容部に予圧縮して配置され、前記第1弾性部材と並列で作動する、
請求項1に記載のダンパ装置。
- 前記第1支持部と前記第1収容部とのオフセット量と、前記第2支持部と前記第2収容部とのオフセット量と、は同じであり、
前記第1捩り角度は、前記オフセット量に相当する捩り角度よりも大きく、
前記摩擦部材は、
前記第1回転体と前記第2回転体との捩り角度が、前記中立状態から前記オフセット量に相当する角度に向かうとき、及び前記中立状態から前記第1捩り角度に向かうときには、前記第1回転体及び前記第2回転体と摩擦接触せず、
前記第1回転体と前記第2回転体との捩り角度が前記オフセット量に相当する角度を超えると、前記第1回転体及び前記第2回転体のいずれかと摩擦接触するとともに、前記第1捩り角度と前記オフセット量に相当する捩り角度の差分の角度範囲において前記第1回転体及び前記第2回転体と摩擦接触しない、
請求項2記載のダンパ装置。
- 前記摩擦部材は、前記第1回転体又は前記第2回転体に対して、前記オフセット量に相当する捩り角度範囲及び前記第1捩り角度範囲では相対回転可能である、請求項3に記載のダンパ装置。
- 前記摩擦部材は、前記第1弾性部材の前記第1回転方向側の端面に当接する第1当接部と、前記第2弾性部材の前記第2回転方向側の端面に当接する第2当接面と、を有している、
請求項1から4のいずれかに記載のダンパ装置。
- 前記第1弾性部材は、
前記第1回転体が前記第2回転体に対して前記中立状態から第1回転方向に捩れる際に、圧縮状態から自由状態を経てさらに圧縮されるとともに、前記第1回転体が前記第2回転体に対して前記中立状態から前記第2回転方向に捩れる際に、圧縮状態からさらに圧縮され、
前記第2弾性部材は、前記第1回転体が前記第2回転体に対して前記中立状態から第2回転方向に捩れる際に、圧縮状態から自由状態を経てさらに圧縮されるとともに、前記第1回転体が前記第2回転体に対して前記中立状態から前記第1回転方向に捩れる際に、圧縮状態からさらに圧縮される、
請求項1から5のいずれかに記載のダンパ装置。
- 前記第1支持部及び前記第2支持部のそれぞれは、前記第1回転方向側の端部に第1支持面を、前記第2回転方向側の端部に第2支持面を有しており、
前記第1収容部及び前記第2収容部は、前記第1回転方向側の端部に第1収容面を、前記第2回転方向側の端部に第2収容面を有しており、
前記第1弾性部材は、前記第1支持面と前記第2収容面との間に圧縮して配置され、
前記第2弾性部材は、前記第1収容面と前記第2支持面との間に圧縮して配置されている、
請求項6に記載のダンパ装置。
- 前記第1弾性部材及び前記第2弾性部材は、同じ剛性を有する、請求項1から7のいずれかに記載のダンパ装置。
- 前記弾性連結部は、前記中立状態において予め圧縮されて配置された第3弾性部材及び第4弾性部材をさらに有しており、
前記第3弾性部材は、前記第1回転体が前記第2回転体に対して前記中立状態から第1回転方向に捩れる際に、圧縮状態から自由状態を経てさらに圧縮され、
前記第4弾性部材は、前記第1回転体が前記第2回転体に対して前記中立状態から第2回転方向に捩れる際に、圧縮状態から自由状態を経てさらに圧縮される、
請求項1から8のいずれかに記載のダンパ装置。
- 前記第1回転体は、前記回転軸を挟んで前記第1支持部と対向して配置された第3支持部と、前記回転軸を挟んで前記第2支持部と対向して配置された第4支持部と、をさらに有し、
前記第2回転体は、前記回転軸を挟んで前記第1収容部と対向して配置された第3収容部と、前記回転軸を挟んで前記第2収容部と対向して配置された第4収容部と、をさらに有し、
前記第3収容部は、前記第3支持部に対して軸方向視で一部が重なるようにかつ前記第1回転方向側にオフセットして配置され、
前記第4収容部は、前記第4支持部に対して軸方向視で一部が重なるようにかつ前記第2回転方向側にオフセットして配置されており、
前記第3弾性部材は、前記第3支持部及び前記第3収容部に予め圧縮されて配置され、
前記第4弾性部材は、前記第4支持部及び前記第4収容部に予め圧縮されて配置され、前記第3弾性部材と並列で作動する、
請求項9記載のダンパ装置。
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