JP7461827B2 - ダンパ装置 - Google Patents

Description

本発明はダンパ装置に関する。

一般に車輌の異音及び振動には、アイドリング時の異音、走行時の異音、及びティップイン・ティップアウト（低周波振動）がある。これらの異音や振動を抑制するためにダンパ装置が設けられている。

アイドリング時の異音に対しては、ダンパ装置の捩り特性において低捩り角度領域が関連しており、そこでの捩り剛性は低い方が好ましい。一方、ティップイン・ティップアウトに対しては、捩り特性をできるだけ高剛性にする必要がある。

そこで、特許文献１及び特許文献２に示されるように、捩り特性を多段化したダンパ装置が提供されている。これらの文献に示された装置では、捩り特性の１段目（低捩り角度領域）における捩り剛性を低く抑えることによって、アイドリング時の異音を抑えている。また、捩り特性の２段目（高捩り角度領域）では捩り剛性を高く設定し、ティップイン・ティップアウトの振動を減衰するようにしている。

特開２００１－３０４３４１号公報 特開２００５－１０６１４３号公報

以上の特許文献に示されたダンパ装置では、出力側の部材であるスプラインハブが、筒状のハブと、ハブの外周側に設けられたフランジと、に分離され、分離されたハブとフランジとの間に、サブダンパユニットが設けられている。

このような従来の多段化されたダンパ装置では、部品点数が増加し、また装置の小型化の妨げになっている。

本発明の課題は、ダンパ装置の捩り特性を、簡単な構成で多段化することにある。

（１）本発明に係るダンパ装置は、それぞれ回転軸の回りに回転する第１回転体及び第２回転体と、弾性連結部と、を備えている。第２回転体は、第１回転体と相対回転可能に配置されている。弾性連結部は、第１回転体と第２回転体との間の相対回転による捩れがない中立状態において予め圧縮されて配置された第１弾性部材及び第２弾性部材を有し、第１回転体と第２回転体とを回転方向に弾性的に連結する。

第１弾性部材は、第１回転体が第２回転体に対して中立状態から第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。また、第２弾性部材は、第１回転体が第２回転体に対して中立状態から第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。そして、第１弾性部材及び第２弾性部材は、圧縮作動時において円周方向の端面が片当たり状態から両当たり状態に移行する。

なお、ここでの「自由状態」とは、各弾性部材が圧縮又は伸長されていない自由長になっている状態である。また、「片当たり状態」とは、弾性部材の円周方向の端面が、第１回転体及び／又は第２回転体に対して、径方向内側又は外側の片側のみに当接している状態を意味し、「両当たり状態」とは、弾性部材の円周方向の端面が、第１回転体及び／又は第２回転体に対して、径方向の内側及び外側の両方に当接している状態を意味する。

このダンパ装置では、中立状態では、圧縮された状態で配置されている第１弾性部材及び第２弾性部によって、第１回転体及び第２回転体は、第１回転方向及び第２回転方向のいずれの方向にも捩りトルクを受けている。すなわち、中立状態における第１弾性部材及び第２弾性部材による捩りトルクは逆である。したがって、各弾性部材による捩り特性は、特性図の縦方向（トルク方向）においてずれている。

また、第１弾性部材及び第２弾性部材は、圧縮作動時において両端面が片当たり状態から両当たり状態に移行する。したがって、各弾性部材が片当たり状態で圧縮される場合は、比較的低剛性であり、片当たり状態から両当り状態に移行すると、低剛性から高剛性になる。したがって、弾性部材において、片当たり状態から両当り状態への移行タイミングをずらすと、捩り特性における屈曲点（捩り剛性が変化する点）は、特性図の横方向（捩り角度方向）にずれることになる。

以上のような、第１弾性部材と第２弾性部材の捩り特性のトルク方向のずれと、捩り角度方向のずれと、を適宜設定することによって、第１弾性部材と第２弾性部材の合成捩り特性を２段あるいは３段にすることが可能になる。このため、簡単な構成で捩り特性の多段化が可能になる。

さらに、このダンパ装置において、中立状態では、圧縮された状態で配置されている第１弾性部材及び第２弾性部によって、第１回転体及び第２回転体は、第１回転方向及び第２回転方向のいずれの方向にも捩りトルクを受けている。したがって、圧縮された弾性部材によって発生される捩りトルク以下のトルク変動が入力されても、第１回転体と第２回転体との捩り角度（相対回転）は小さく抑えられる。このため、所定の捩り角度範囲では、トルク変動による各部材間の衝突音を抑えることができる。

（２）好ましくは、第１弾性部材は、第１回転体が第２回転体に対して中立状態から第２回転方向に捩れる際に、圧縮状態からさらに圧縮される。また、第２弾性部材は、第１回転体が第２回転体に対して中立状態から第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。

（３）好ましくは、第１弾性部材及び第２弾性部材は、同じ剛性を有する。

（４）好ましくは、第１回転体は、第１支持部及び第２支持部を有している。また、第２回転体は、第１収容部及び第２収容部を有している。第１収容部は、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第１回転方向側にオフセットして配置されている。第２収容部は、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第２回転方向側にオフセットして配置されている。そして、この場合、第１弾性部材は、第１支持部及び第１収容部に配置されている。また、第２弾性部材は、第２支持部及び第２収容部に配置され、第１弾性部材と並列で作動する。

（５）好ましくは、第１支持部及び第２支持部のそれぞれは、第１回転方向側の端部に第１支持面を、第２回転方向側の端部に第２支持面を有している。また、第１収容部及び第２収容部は、第１回転方向側の端部に第１収容面を、第２回転方向側の端部に第２収容面を有している。この場合、第１弾性部材は、第１支持面と第２収容面との間に圧縮して配置され、第２弾性部材は、第１収容面と第２支持面との間に圧縮して配置されている。また、好ましくは、第１支持面及び第１収容面の少なくともいずれか一方と、第２支持面及び第２収容面の少なくとも一方とは、径方向外方に開くように傾斜している。

各弾性部材が配置されている支持面及び収容面の少なくとも一方を、径方向外方に開くように傾斜することによって、各弾性部材の圧縮作動時に、各弾性部材を片当たり状態から両当たり状態に移行させることができる。

（６）好ましくは、弾性連結部は、第３弾性部材及び第４弾性部材とさらに有している。第３弾性部材及び第４弾性部材は、中立状態において予め圧縮されて配置されている。また、第３弾性部材は、第１回転体が第２回転体に対して中立状態から第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。第４弾性部材は、第１回転体が第２回転体に対して中立状態から第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。そして、第３弾性部材及び第４弾性部材は、圧縮作動時において両端面が片当たり状態から両当たり状態に移行する。

（７）好ましくは、第１回転体は、第３支持部及び第４支持部をさらに有している。第３支持部は、回転軸を挟んで第１支持部と対向して配置されている。第４支持部は、回転軸を挟んで第２支持部と対向して配置されている。また、好ましくは、第２回転体は、第３収容部及び第４収容部をさらに有している。第３収容部は、回転軸を挟んで第１収容部と対向して配置されている。第４収容部は、回転軸を挟んで第２収容部と対向して配置されている。そして、第３収容部は、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第１回転方向側にオフセットして配置されている。第４収容部は、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第２回転方向側にオフセットして配置されている。

そして、この場合、第３弾性部材は、第３支持部及び第３収容部に配置されている。また、第４弾性部材は、第４支持部及び第４収容部に配置され、第３弾性部材と並列で作動する。

（８）好ましくは、第３支持部及び第４支持部のそれぞれは、第１回転方向側の端部に第３支持面を、第２回転方向側の端部に第４支持面を有している。また、第３収容部及び第４収容部は、第１回転方向側の端部に第３収容面を、第２回転方向側の端部に第４収容面を有している。この場合、第３弾性部材は、第３支持面と第４収容面との間に圧縮して配置されている。また、第４弾性部材は、第３収容面と第４支持面との間に圧縮して配置されている。そして、第３支持面及び第３収容面の少なくともいずれか一方と、第４支持面及び第４収容面の少なくとも一方とは、径方向外方に開くように傾斜している。

（９）好ましくは、第１収容部は第１支持部に対して第１回転方向側に所定角度オフセットして配置されるとともに、第２収容部は第２支持部に対して第２回転方向側に所定角度オフセットして配置されている。この場合、第１捩り角度領域では、第１弾性部材及び第２弾性部材は片当たり状態である。また、第１捩り角度領域より大きい第２捩り角度領域では、第１弾性部材は片当たり状態であり、かつ第２弾性部材は両当たり状態である。さらに、第２捩り角度領域を超えた第３捩り角度領域では、第１弾性部材及び第２弾性部材は両当たり状態である。

（１０）好ましくは、第１収容部は第１支持部に対して第１回転方向側に所定角度オフセットして配置されるとともに、第２収容部は第２支持部に対して第２回転方向側に所定角度オフセットして配置されている。この場合、第１捩り角度領域では、第１弾性部材は片当たり状態であり、かつ第２弾性部材は両当たり状態である。また、第１捩り角度領域を超えた第２捩り角度領域では、第１弾性部材は及び第２弾性部材は両当たり状態である。

（１１）好ましくは、第１収容部は第１支持部に対して第１回転方向側に所定角度オフセットして配置されるとともに、第２収容部は第２支持部に対して第２回転方向側に所定角度オフセットして配置されている。この場合、第１捩り角度領域では、第１弾性部材及び第２弾性部材は両当たり状態である。また、第１捩り角度領域より大きい第２捩り角度領域では、第１弾性部材は片当たり状態であり、かつ第２弾性部材は両当たり状態である。さらに、第２捩り角度領域を超えた第３捩り角度領域では、第１弾性部材及び第２弾性部材は両当たり状態である。

以上のような本発明では、簡単な構成でダンパ装置の捩り特性を多段化することができる。

本発明の一実施形態によるダンパ装置の断面図。 図１のダンパ装置の正面図。 入力側プレートとハブフランジとの関係を示す模式図。 入力側プレートとハブフランジとの相対回転角度がθ１の場合の模式図。 入力側プレートとハブフランジとの相対回転角度がθ２の場合の模式図。 支持部（収容部）の拡大模式図。 片当たり状態と両当たり状態の捩り特性を示す図。 本発明の第１実施形態の捩り特性を示す図。 本発明の第２実施形態の捩り特性を示す図。 本発明の第３実施形態の捩り特性を示す図。

－第１実施形態－

［全体構成］
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。

なお、以下の説明において、軸方向とは、ダンパ装置１の回転軸Ｏが延びる方向である。また、円周方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の円周方向であり、径方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の径方向である。なお、円周方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の円周方向に完全に一致している必要はない。また、径方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の直径方向に完全に一致している必要はない。

このダンパ装置１は、フライホイール（図示せず）と駆動ユニットの入力軸との間に設けられ、エンジンと駆動ユニットとの間で伝達されるトルクを制限するとともに、回転変動を減衰するための装置である。ダンパ装置１は、トルクリミッタユニット１０と、ダンパユニット２０と、を有している。

［トルクリミッタユニット１０］
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。

カバープレート１１と支持プレート１２とは、軸方向の所定の間隔をあけて配置されており、両プレート１１，１２の外周部が、複数のボルト１６によってフライホイールに固定されている。

摩擦ディスク１３、プレッシャプレート１４、及びコーンスプリング１５は、カバープレート１１と支持プレート１２との軸方向間に配置されている。

摩擦ディスク１３は、コアプレート及びコアプレートの両側面に固定された１対の摩擦部材を有している。そして、摩擦ディスク１３の内周部が、複数のリベット１７によってダンパユニット２０に固定されている。プレッシャプレート１４及びコーンスプリング１５は、摩擦ディスク１３と支持プレート１２との間に配置されている。

プレッシャプレート１４は、環状に形成され、摩擦ディスク１３の支持プレート１２側に配置されている。なお、プレッシャプレート１４の外周部には、複数の爪１４ａが形成されており、この爪１４ａが支持プレート１２に形成された複数の係合孔１２ａに係合している。

コーンスプリング１５は、プレッシャプレート１４と支持プレート１２との間に配置されている。コーンスプリング１５は、プレッシャプレート１４を介して摩擦ディスク１３をカバープレート１１に押圧している。

［ダンパユニット２０］
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＞
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。

ストッパ部３１ａは、第１プレート３１の外周部を第２プレート３２側に折り曲げて形成され、軸方向に延びている。固定部３１ｂは、ストッパ部３１ａの先端を径方向外方に折り曲げて形成されている。この固定部３１ｂが、第２プレート３２の外周端部に複数のリベット３３によって固定されている。このため、第１プレート３１と第２プレート３２とは、互いに相対回転不能であり、互いに軸方向に移動不能である。

１対の第１支持部３０１は回転軸Ｏを挟んで対向して配置されている。また、１対の第２支持部３０２は、第１支持部と９０°の間隔をあけて、回転軸Ｏを挟んで対向して配置されている。各支持部３０１，３０２は、軸方向に貫通する孔と、この孔の内周縁及び外周縁に切り起こされた縁部と、を有している。

図３に模式的に示すように、各支持部３０１，３０２は、第１回転方向側（以下、単に「Ｒ１側」と記載する）の端部にＲ１支持面３０１ａ，３０２ａを有し、第２回転方向側（以下、単に「Ｒ２側」と記載する）の端部にＲ２支持面３０１ｂ，３０２ｂを有している。各支持部３０１，３０２における孔の幅（Ｒ１支持面とＲ２支持面との間の距離）はＬである。各支持面３０１ａ，３０１ｂ，３０２ａ，３０２ｂは径方向外方に向かって開くように傾斜しているが、詳細は後述する。

なお、図３では、第１支持部３０１及び第２支持部３０２を実線で示し、後述するハブフランジ４０の第１収容部４０１及び第２収容部４０２を一点鎖線で示している。また、図３は模式図であって、図２で示す実際の具体的な形状とは異なっている。

＜ハブフランジ４０＞
図１及び図２に示すように、ハブフランジ４０は、ハブ４１と、フランジ４２と、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、中心部に孔を有する円板状に形成され、ハブ４１の径方向外方に配置されている。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。

図２に示すように、ハブ４１の外周面には複数の外歯４１ｂが形成され、フランジ４２の内周面には、ハブ４１の外歯４１ｂに噛み合う複数の内歯４２ａが形成されている。したがって、ハブ４１とフランジ４２とは一体で回転する。なお、この実施形態では、ハブ４１とフランジ４２とを別体で構成しているが、これらを１つの部材で構成してもよい。

フランジ４２は、４つのストッパ用突起４２ｂと、それぞれ１対の第１収容部４０１及び第２収容部４０２と、４つの切欠４０３と、を有している。

４つのストッパ用突起４２ｂは、フランジ４２の外周面から径方向外方に突出して形成されている。各ストッパ用突起４２ｂが形成された位置は、各収容部４０１，４０２の円周方向の中央部の径方向外方である。そして、入力側プレート３０とハブフランジ４０とが互いに相対回転した際に、ストッパ用突起４２ｂが第１プレート３１のストッパ部３１ａに当接することにより、入力側プレート３０とハブフランジ４０との相対回転が禁止される。

図３Ａに示すように、１対の第１収容部４０１は、１対の第１支持部３０１に対応する位置に配置されている。また、１対の第２収容部４０２は、１対の第２支持部３０２に対応する位置に配置されている。より詳細には、入力側プレート３０とハブフランジ４０との間の相対回転角度が０°であって両者が捩じれていない中立状態（捩り角度０°）では、１対の第１収容部４０１は、第１支持部３０１に対して軸方向視で一部が重なるようにかつＲ１側に角度θ１（例えば２°）だけオフセットして配置されている。また、第２収容部４０２は、第２支持部３０２に対して軸方向視で一部が重なるようにかつＲ２側に角度θ１だけオフセットして配置されている。

各収容部４０１，４０２は、外周部が円弧状のほぼ矩形の孔である。図３Ａに示すように、各収容部４０１，４０２は、Ｒ１側の端部にＲ１収容面４０１ａ，４０２ａを有し、Ｒ２側の端部にＲ２収容面４０１ｂ，４０２ｂを有している。各収容部４０１，４０２の孔の幅（Ｒ１収容面４０１ａ，４０２ａと、Ｒ２収容面４０１ｂ，４０２ｂと、の間の距離）は、各支持部３０１，３０２の孔の幅と同様にＬに設定されている。各収容面４０１ａ，４０１ｂ，４０２ａ，４０２ｂは径方向外方に向かって開くように傾斜しているが、詳細は後述する。

４つの切欠４０３は、隣接する収容部４０１，４０２の円周方向間において、フランジ４２の外周面から径方向内方に所定の深さで形成されている。各切欠４０３が形成された位置は、トルクリミッタユニット１０の摩擦ディスク１３と第１プレート３１とを連結するリベット１７の位置に対応している。したがって、それぞれ別工程で組み立てられたトルクリミッタユニット１０及びダンパユニット２０を、第２プレート３２の組付用孔３２ａ及びフランジ４２の切欠４０３を利用して、リベット１７により固定することが可能である。

＜弾性連結部５０＞
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。

また、４個のコイルスプリング５１の自由長Ｓｆはすべて同じである。このコイルスプリング５１の自由長Ｓｆは、各支持部３０１，３０２及び各収容部４０１，４０２の幅Ｌと同じである。また、４個のコイルスプリング５１の剛性は同じであり、４個の樹脂部材５２の剛性は同じである。

＜コイルスプリング５１の収容状態＞
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。

前述のように、中立状態では、図３Ａに示すように、１対の第１収容部４０１は、対応する第１支持部３０１に対してＲ１側に角度θ１だけオフセットされている。一方、１対の第２収容部４０２は第２支持部３０２に対してＲ２側に角度θ１だけオフセットされている。そして、各支持部３０１，３０２と対応する各収容部４０１，４０２の軸方向において重なった部分の開口（軸方向に貫通する孔）に、コイルスプリング５１が圧縮された状態で装着されている。

具体的には、図３Ａに示すように、中立状態において、１対の第１窓セットｗ１では、コイルスプリング５１のＲ１側の端面がＲ１支持面３０１ａに当接し、Ｒ２側の端面がＲ２収容面４０１ｂに当接している。一方、１対の第２窓セットｗ２では、コイルスプリング５１のＲ１側の端面がＲ１収容面４０２ａに当接し、Ｒ２側の端面がＲ２支持面３０２ｂに当接している。

＜コイルスプリング５１の片当たり及び両当たり＞
ここで、図４に各支持部３０１，３０２を拡大して示している。なお、図４は模式図であって、実際の形状、寸法とは異なっている。図に示すように、各支持部３０１，３０２の支持面３０１ａ，３０１ｂ，３０２ａ，３０２ｂは、径方向内方から外方に向かって開くようにδ°（例えば３°）だけ傾斜している。したがって、各支持部３０１，３０２にコイルスプリング５１を回転方向に隙間なく配置した場合、コイルスプリング５１が圧縮されていない状態では、コイルスプリング５１の両端面は、径方向内側の一部のみが各支持面３０１ａ，３０１ｂ，３０２ａ，３０２ｂに当接する（この状態を「片当たり状態」と記載する）。そして、コイルスプリング５１が所定量だけ圧縮されると、それ以降は、コイルスプリング５１の径方向の内側及び外側の両方が各支持面３０１ａ，３０１ｂ，３０２ａ，３０２ｂに当接する（この状態を「両当たり状態」と記載する）。

図では示していないが、各収容部４０１，４０２の収容面４０１ａ，４０１ｂ，４０２ａ，４０２ｂについても同様の角度δ°だけ傾斜している。

以上のように、各支持面３０１ａ，３０１ｂ，３０２ａ，３０２ｂ及び各収容面４０１ａ，４０１ｂ，４０２ａ，４０２ｂを径方向外方に開くように傾斜させることによって、各支持部３０１，３０２及び各収容部４０１，４０２に配置されたコイルスプリング５１による捩り特性は、図５に示すようになる。すなわち、コイルスプリング５１が片当たり状態で圧縮される捩り角度領域Ａでは低剛性であり、コイルスプリング５１が両当たり状態で圧縮される捩り角度領域Ｂでは高剛性となる。

なお、この図５では、各支持部３０１，３０２と各収容部４０１，４０２とを回転方向にオフセットさせていない場合の捩り特性を示している。

＜ヒス発生機構６０＞
ヒス発生機構６０は、図１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、を有している。第１ブッシュ６１は、第１プレート３１とフランジ４２との軸方向間に配置されている。第１ブッシュ６１の第１プレート３１との摩擦面には、摩擦部材が固定されている。第２ブッシュ６２は、第２プレート３２とフランジ４２との軸方向間に配置されている。第２ブッシュ６２のフランジ４２との摩擦面には、摩擦部材が固定されている。また、第２ブッシュ６２の第２プレート３２側の面には、軸方向に突出する複数の係合突起６２ａが形成され、この係合突起６２ａが第２プレート３２の係合孔３２ｂに係合している。コーンスプリング６３は、第２ブッシュ６２と第２プレート３２との軸方向間に、圧縮された状態で配置されている。

以上の構成により、第１ブッシュ６１は第１プレート３１に押圧され、第２ブッシュ６２はフランジ４２に押圧されている。したがって、入力側プレート３０とハブフランジ４０との間に相対回転が生じたときには、これらの間でヒステリシストルクが発生する。

［動作］
なお、以下の動作説明及び捩り特性を示す図では、ヒステリシストルクについては省略している。また、捩り特性の説明は、中立状態から正側の捩り特性についてのみ説明する。

前述のように、この実施形態では、各支持部３０１，３０２の支持面、及び各収容部４０１，４０２の収容面は、径方向外方に開いて形成されている。したがって、各窓セットｗ１，ｗ２では、コイルスプリング５１の圧縮作動時に、片当たり状態から両当たり状態に移行する。以下では、第１窓セットｗ１及び第２窓セットｗ２において、片当たり状態による捩り剛性をｋ１、両当たり状態による捩り剛性をｋ２とする。また、オフセットが２°の場合を例にとって説明する。

＜中立状態＞
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Ｓｆに等しい）より狭い。したがって、第１窓セットｗ１では、コイルスプリング５１は圧縮された状態で配置されている。このため、図６の破線で示すように、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。

また、同様に中立状態では、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Ｓｆに等しい）より狭い。したがって、第２窓セットｗ２では、コイルスプリング５１は圧縮された状態で配置されている。このため、図６の二点鎖線で示すように、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。

＜第１窓セットｗ１の作動＞
オフセットが２°の場合、第１窓セットｗ１では、図６の破線で示すように、捩り角度０～θ１～θ２（圧縮→自由長→圧縮）の領域においては、コイルスプリング５１は、片当たり状態（剛性ｋ１）で作動し、角度θ２を超えると、両当たり状態（剛性ｋ２）で圧縮される。以下、第１窓セットｗ１の作動を、より詳細に説明する。

ダンパユニット２０にトルク変動が入力され、入力側プレート３０に対してハブフランジ４０が中立状態からＲ２側に角度θ１だけ捩れた状態を図３Ｂに示している。ここでは、第１窓セットｗ１において、コイルスプリング５１のＲ１側の端面が当接しているＲ１支持面３０１ａと、コイルスプリング５１のＲ２側の端面が当接しているＲ２収容面４０１ｂと、の間の間隔Ｇ１は間隔Ｇ０よりも広くなる。この間隔Ｇ１はコイルスプリングの自由長Ｓｆと同じである。すなわち、入力側プレート３０とハブフランジ４０の捩り角度が＋θ１の場合、第１窓セットｗ１では、コイルスプリング５１は自由長Ｓｆとなって、図６に示すように、コイルスプリング５１による捩りトルクは「０」となる。

以上のように、第１窓セットｗ１では、捩り角度０～θ１の領域では、コイルスプリング５１は圧縮状態から自由長に移行し、かつ片当たり状態で作動する。したがって、捩り剛性はｋ１となる。

次に、入力側プレート３０に対してハブフランジ４０が角度θ１を超えて捩れると、図３Ｃに示すように（図３Ｃでは捩り角度がθ２（＞θ１）の場合を示している）、第１窓セットｗ１のコイルスプリング５１のＲ１側の端面はＲ１収容面４０１ａに当接し、Ｒ２側の端面はＲ２支持面３０１ｂに当接する。そして、この捩り角度θ２では、コイルスプリング５１は両当たり状態になる。ここでは、Ｒ１収容面４０１ａとＲ２支持面３０１ｂとの間の間隔Ｇ２は、コイルスプリング５１の自由長Ｓｆよりも狭い。すなわち、入力側プレート３０とハブフランジ４０の捩り角度がθ１を超えると、コイルスプリング５１は自由長Ｓｆから圧縮され、図６の破線で示すように、捩りトルクは次第に大きくなる。

以上のように、第１窓セットｗ１では、捩り角度θ１を超えた領域では、コイルスプリング５１は自由長から圧縮され、捩り角度がθ２になると両当たり状態で圧縮される。したがって、捩り剛性はｋ２となる。

＜第２窓セットｗ２＞
オフセットが２°の場合、第２窓セットｗ２では、図６の二点鎖線で示すように、捩り角度－θ２～－θ１～０（圧縮→自由長→圧縮）の領域においては、コイルスプリング５１は、片当たり状態（剛性ｋ１）で作動し、捩り角度０を超えると（圧縮→圧縮）、両当たり状態（剛性ｋ２）で圧縮される。以下、第２窓セットｗ２の作動を、より詳細に説明する。

第２窓セットｗ２では、入力側プレート３０に対してハブフランジ４０が中立状態からＲ２側に捩れる場合は、コイルスプリング５１は、常にＲ１収容面４０２ａとＲ２支持面３０２ｂとの間で圧縮される。すなわち、第２窓セットｗ２では、図６の二点鎖線で示すように、捩り角度が大きくなるにしたがって捩りトルクも大きくなる。

ここでは、コイルスプリング５１は圧縮状態からさらに圧縮が進み、かつ両当たり状態で圧縮され、捩り剛性はｋ２となる。

＜合成された特性＞
以上から明らかなように、第１窓セットｗ１と第２窓セットｗ２とを合成した捩り特性は、図６の実線で示す特性となる。すなわち、各捩り角度領域における剛性は、
捩り角度０～θ２：ｋ１＋ｋ２
θ２～ ：２ｋ２
となる。

以上のように、各支持部３０１，３０２と、対応する各収容部４０１，４０２と、をオフセットして配置し、かつ各支持面３０１ａ，３０１ｂ，３０２ａ，３０２ｂ及び各収容面４０１ａ，４０１ｂ，４０２ａ，４０２ｂを径方向外方に開くように形成することによって、容易に２段の捩り特性を得ることができる。

ここで、ダンパユニット全体の捩り特性では、中立状態では見かけ上の捩りトルクは「０」である。しかし、入力側及び出力側の部材には、正側及び負側の捩りトルクが作用している。したがって、トルク変動が＋ｔ～－ｔの範囲である場合は、入力側プレート３０とハブフランジ４０との捩り角度は－θ１～＋θ１の範囲内に収まり、第１窓セットｗ１のコイルスプリング５１の各端面は、それぞれＲ１収容面４０１ａ及びＲ２支持面３０１ｂに接触しない。また、第２窓セットｗ２のコイルスプリング５１の各端面は、それぞれＲ２収容面４０２ｂ及びＲ１支持面３０２ａに接触しない。このため、トルク変動が＋ｔ～－ｔの範囲では、トルク変動による各部材間の衝突音を抑えることができる。

また、捩り角度が±θ１のときに、第１窓セットｗ１又は第２窓セットｗ２のコイルスプリング５１が自由長になるが、すべてのコイルスプリング５１が自由長でセットされている構成に比較して部材間の衝突音を抑えることができる。

なお、捩り角度がさらに大きくなると、各窓セットｗ１，ｗ２における樹脂部材５２が圧縮され、さらに捩り特性はｋ２より大きい高剛性になる。そしてさらに捩り角度が進むと、フランジ４２のストッパ用突起４２ｂが第１プレート３１のストッパ部３１ａに当接し、入力側プレート３０とハブフランジ４０との相対回転が禁止される。

－第２実施形態－
図７に、各支持部３０１，３０２と、対応する各収容部４０１，４０２と、のオフセットを１°（第１実施形態のオフセット量よりも小さい例）にした場合の捩り特性を示している。

ここでは、オフセット量が第１実施形態よりも小さいので、第１窓セットｗ１の特性は、第１実施形態に比較して負側にずれている。すなわち、図７の破線で示すように、捩り角度－θ３～θ４（圧縮→自由長→圧縮）の領域においては、コイルスプリング５１は、片当たり状態（剛性ｋ１）で作動し、角度θ４を超えると（圧縮→圧縮）、両当たり状態（剛性ｋ２）で圧縮される。

また、第２窓セットｗ２の特性は、第１窓セットｗ１とは逆に、第１実施形態に比較して正側にずれている。すなわち、図７の二点鎖線で示すように、捩り角度－θ４～θ３（圧縮→自由長→圧縮）の領域においては、コイルスプリング５１は、片当たり状態（剛性ｋ１）で圧縮され、角度θ３を超えると（圧縮→圧縮）、両当たり状態（剛性ｋ２）で圧縮される。

以上から明らかなように、各コイルスプリング５１の作動は、自由長から圧縮に移行するタイミングが異なるだけで、基本的に第１実施形態と同様である。

この第２実施形態の合成された特性は、図７の実線で示す特性となる。すなわち、各捩り角度領域における剛性は、
捩り角度０～θ３ ：２ｋ１
θ３～θ４：ｋ１＋ｋ２
θ４～ ：２ｋ２
となる。したがって、この第２実施形態では、容易に３段の捩り特性を得ることができる。

－第３実施形態－
図８に、各支持部３０１，３０２と、対応する各収容部４０１，４０２と、のオフセットを３°（第１実施形態のオフセット量よりも大きい例）にした場合の捩り特性を示している。

ここでは、オフセット量が第１実施形態よりも大きいので、第１窓セットｗ１の特性は、第１実施形態に比較して正側にずれている。すなわち、図８の破線で示すように、捩り角度０～θ５（圧縮）の領域においては、コイルスプリング５１は、両当たり状態（剛性ｋ２）で圧縮され、捩り角度θ５～θ６（圧縮→自由長→圧縮）の領域においては、片当たり状態（剛性ｋ１）で作動し、角度θ６を超えると、両当たり状態（剛性ｋ２）で圧縮される。

また、第２窓セットｗ２の特性は、第１窓セットｗ１とは逆に、第１実施形態に比較して負側にずれている。すなわち、図８の二点鎖線で示すように、捩り角度－θ６～－θ５（圧縮→自由長→圧縮）の領域においては、コイルスプリング５１は、片当たり状態（剛性ｋ１）で作動し、角度－θ５を超えると（圧縮→圧縮）、両当たり状態（剛性ｋ２）で圧縮される。

以上から明らかなように、各コイルスプリング５１が圧縮される動作は、自由長から圧縮に移行するタイミングが異なるだけで、基本的には第１実施形態と同様である。

この第３実施形態の合成された特性は、図８の実線で示す特性となる。すなわち、各捩り角度領域における剛性は、
捩り角度０～θ５ ：２ｋ２
θ５～θ６：ｋ１＋ｋ２
θ６～ ：２ｋ２
となる。したがって、この第３実施形態でも、第２実施形態と同様に、容易に３段の捩り特性を得ることができる。

［他の実施形態］
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。

（ａ）各支持部３０１，３０２及び各収容部４０１，４０２の幅と、コイルスプリング５１の自由長との関係は、前記実施形態に限定されない。

（ｂ）前記実施形態では、すべてのコイルスプリングの剛性を同じにしたが、異なる剛性のコイルスプリングを用いてもよい。

（ｃ）収容部、支持部、及びコイルスプリングの個数は一例であって、前記実施形態に限定されない。

（ｄ）前記各実施形態では、各支持面及び各収容面の両方を径方向外方に開くように傾斜して形成したが、いずれか一方の面のみを傾斜してもよい。

１ ダンパ装置
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）

Claims (11)

1. 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、
   前記第１回転体と前記第２回転体との間の相対回転による捩れがない中立状態において予め圧縮されて配置された第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、
   を備え、
   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、
   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、
   前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材は、圧縮作動時において円周方向の端面が片当たり状態から両当たり状態に移行する、
   ダンパ装置。
   
2. 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に記載のダンパ装置。
   
3. 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又は２に記載のダンパ装置。
   
4. 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収容部に配置され、前記第１弾性部材と並列で作動する、
   請求項１から３のいずれかに記載のダンパ装置。
   
5. 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、
   前記第１支持面及び前記第１収容面の少なくともいずれか一方と、前記第２支持面及び前記第２収容面の少なくとも一方とは、径方向外方に開くように傾斜している、
   請求項４に記載のダンパ装置。
   
6. 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、
   前記第３弾性部材及び前記第４弾性部材は、圧縮作動時において円周方向の端面が片当たり状態から両当たり状態に移行する、
   請求項４に記載のダンパ装置。
   
7. 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収容部に配置され、前記第３弾性部材と並列で作動する、
   請求項６に記載のダンパ装置。
   
8. 前記第３支持部及び前記第４支持部のそれぞれは、前記第１回転方向側の端部に第３支持面を、前記第２回転方向側の端部に第４支持面を有しており、
   前記第３収容部及び前記第４収容部は、前記第１回転方向側の端部に第３収容面を、前記第２回転方向側の端部に第４収容面を有しており、
   前記第３弾性部材は、前記第３支持面と前記第４収容面との間に圧縮して配置され、
   前記第４弾性部材は、前記第３収容面と前記第４支持面との間に圧縮して配置され、
   前記第３支持面及び前記第３収容面の少なくともいずれか一方と、前記第４支持面及び前記第４収容面の少なくとも一方とは、径方向外方に開くように傾斜している、
   請求項７に記載のダンパ装置。
   
9. 前記第１収容部は前記第１支持部に対して第１回転方向側に所定角度オフセットして配置されるとともに、前記第２収容部は前記第２支持部に対して第２回転方向側に前記所定角度オフセットして配置されており、
   第１捩り角度領域では、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材は片当たり状態であり、
   前記第１捩り角度領域より大きい第２捩り角度領域では、前記第１弾性部材は片当たり状態であり、かつ前記第２弾性部材は両当たり状態であり、
   前記第２捩り角度領域を超えた第３捩り角度領域では、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材は両当たり状態である、
   請求項４に記載のダンパ装置。
   
10. 前記第１収容部は前記第１支持部に対して第１回転方向側に所定角度オフセットして配置されるとともに、前記第２収容部は前記第２支持部に対して第２回転方向側に前記所定角度オフセットして配置されており、
    第１捩り角度領域では、前記第１弾性部材は片当たり状態であり、かつ前記第２弾性部材は両当たり状態であり、
    前記第１捩り角度領域を超えた第２捩り角度領域では、前記第１弾性部材は及び前記第２弾性部材は両当たり状態である、
    請求項４に記載のダンパ装置。
    
11. 前記第１収容部は前記第１支持部に対して第１回転方向側に所定角度オフセットして配置されるとともに、前記第２収容部は前記第２支持部に対して第２回転方向側に前記所定角度オフセットして配置されており、
    第１捩り角度領域では、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材は両当たり状態であり、
    前記第１捩り角度領域より大きい第２捩り角度領域では、前記第１弾性部材は片当たり状態であり、かつ前記第２弾性部材は両当たり状態であり、
    前記第２捩り角度領域を超えた第３捩り角度領域では、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材は両当たり状態である、
    請求項４に記載のダンパ装置。

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