JP7497623B2 - ダンパ装置 - Google Patents

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Description

本出願において開示された技術は、ダンパ装置に関する。
車両等において、エンジン等の駆動源と変速機との間のトルク伝達経路上には、当該駆動源から当該変速機に向けて伝達されるトルクの振動を吸収するダンパ装置が設けられており、ダンパ装置は例えばクラッチ装置に組み込まれている。
ダンパ装置の一般的な構成として、例えば特許文献１及び特許文献２には、互いに相対回転可能な入力部材としてのディスクプレートと出力部材としてのハブとの間に、一対のシート部材で両端が支持されるコイルスプリングを介在させて、コイルスプリングの弾性変形を利用してトルクの変動に起因する捩り方向の振動を吸収して減衰させる技術が開示されている。
特開２０１９－２１１０８２号公報 特開２０１８－３１４５４号公報
特許文献１及び特許文献２に開示されるようなダンパ装置においては、ディスクプレートとハブとがともに高回転し且つ両者が相対回転する場合、コイルスプリングを両端から支持するシート部材に遠心力が作用する。そして、この遠心力の作用によって、シート部材がディスクプレート及び／又はハブと摺動することでヒステリシストルクが発生してしまい、ダンパ装置自体の減衰特性が低下してしまうという問題がある。この問題は、ディスクプレートとハブとの正トルク側の相対回転と負トルク側の相対回転の境界付近（つまり、相対回転の捩れ角０°付近）で顕著となる。
そこで、様々な実施形態により、ヒステリシストルクの発生を低減するダンパ装置を提供する。
一態様に係るダンパ装置は、回転軸周りに回転する第１回転体と、前記第１回転体に対し前記回転軸周りに相対回転する第２回転体と、弾性体、及び前記弾性体の両端を支持する一対のシート部材を含み、前記第１回転体と前記第２回転体とを回転方向に弾性連結させる弾性機構部と、を具備し、前記シート部材は、前記第１回転体と前記第２回転体との前記相対回転に係る捩れ角が０°の場合に、前記第１回転体及び前記第２回転体の一方と当接する第１表面部と前記第１回転体及び前記第２回転体の他方と当接する第２表面部とを径方向外端面上に有し、前記捩れ角が０°の場合に、前記第１回転体及び前記第２回転体の一方と前記第１表面部とが当接する第１接点における前記回転方向の第１ベクトルと前記回転方向に直交する方向の第２ベクトルとを含む第１接線と、前記第１ベクトルと、で形成される第１角度θ１が、１１．５°≦θ１≦２２．０°であり、前記捩れ角が０°の場合に、前記第１回転体及び前記第２回転体の他方と前記第２表面部とが当接する第２接点における、前記回転方向の第３ベクトルと前記回転方向に直交する方向の第４ベクトルとを含む第２接線と、前記第３ベクトルとで形成される第２角度θ２が、１１．５°≦θ２≦２２．０°である。
この構成のダンパ装置によれば、相対回転の捩れ角０°付近において、シート部材と第１回転体との摺動、及びシート部材と第２回転体との摺動に起因するヒステリシストルクの発生を低減することが可能となる。
また、一態様に係る前記ダンパ装置において、前記第１接点及び前記第２接点における摩擦係数が、０．２乃至０．４であることが好ましい。
この構成とすることによって、一態様に係るダンパ装置におけるヒステリシストルクの発生を効率的に低減することが可能となる。
また、一態様に係る前記ダンパ装置において、前記第１表面部及び第２表面部の少なくともいずれか一方は、凹凸形状を有することが好ましい。
この構成とすることによって、第１表面部と第１回転体及び第２回転体の一方との間と、第２表面部と第１回転体及び第２回転体の他方との間の少なくともいずれか一方において、工場出荷時に製造上の誤差が生じた場合であっても、第１表面部及び／又は第２表面部には凹凸形状が形成されているので、使用初期（工場出荷後からの所定期間）において、当該凹凸形状の面圧を意図的に増加させることで、当該凹凸形状の摩耗を促進させることができる。これにより、第１表面部と第１回転体及び第２回転体の一方との間と、第２表面部と第１回転体及び第２回転体の他方との間の少なくともいずれか一方に製造上の誤差が生じた場合であっても、相対回転の捩れ角０°付近におけるヒステリシストルクの発生を低減することが可能な、一態様に係る前記ダンパ装置の構成を実現することが可能となる。
また、一態様に係る前記ダンパ装置において、前記第１回転体は、前記第１表面部に当接し所定曲率を呈する曲面部を有し、前記第１表面部の少なくとも一部は、前記曲面部の前記所定曲率よりも大きい曲率を呈する曲面であることが好ましい。
この構成とすることによって、第１表面部と第１回転体及び第２回転体の一方との間に製造上の誤差が生じた場合であっても、第１表面部の少なくとも一部に第１回転体の曲面部の所定曲率より大きい曲率を呈する曲面が形成されることで、第１表面部の使用初期において、当該曲面の面圧を意図的に増加させることで、当該曲面の摩耗を促進させることができる。これにより、第１表面部と第１回転体及び第２回転体の一方との間に製造上の誤差が生じた場合であっても、相対回転の捩れ角０°付近におけるヒステリシストルクの発生を低減することが可能な、一態様に係る前記ダンパ装置の構成を実現することが可能となる。
別の態様に係るダンパ装置は、回転軸周りに回転する第１回転体と、前記第１回転体に対し前記回転軸周りに相対回転する第２回転体と、弾性体、及び前記弾性体の両端を支持する一対のシート部材を含み、前記第１回転体と前記第２回転体とを回転方向に弾性連結させる弾性機構部、を具備し、前記シート部材は、前記第１回転体と前記第２回転体との前記相対回転に係る捩れ角が０°の場合に、前記第１回転体及び前記第２回転体の一方と当接する第１表面部と前記第１回転体及び前記第２回転体の他方と当接する第２表面部とを径方向外端面上に有し、前記捩れ角が０°の場合に、前記第１回転体及び前記第２回転体の一方と前記第１表面部とが当接する第１接点における、前記回転方向の第１ベクトルと前記回転方向に直交する方向の第２ベクトルとを含む方向に延びる第１接線と、前記第１ベクトルと、の間で第１角度θ１が形成され、且つ、前記捩れ角が０°で前記回転方向に直交する方向に遠心力Ｆが生じる場合に、前記第１接点における第１の摩擦係数をμ１として、前記第１接線が延びる方向とは逆向きの方向に働く摩擦力μ１Ｆｃｏｓθ１と、前記第１接線が延びる方向に働く前記遠心力Ｆの第１分力Ｆｓｉｎθ１との関係が、－０．１Ｆ≦μ１Ｆｃｏｓθ１－Ｆｓｉｎθ１≦０．１Ｆであり、前記捩れ角が０°の場合に、前記第１回転体及び前記第２回転体の他方と前記第２表面部とが当接する第２接点における、前記回転方向の第３ベクトルと前記回転方向に直交する方向の第４ベクトルとを含む方向に延びる第２接線と、前記第３ベクトルと、の間で第２角度θ２が形成され、且つ、前記捩れ角が０°で前記回転方向に直交する方向に前記遠心力Ｆが生じる場合に、前記第２接点における第２の摩擦係数をμ２として、前記第２接線が延びる方向とは逆向きの方向に働く摩擦力μ２Ｆｃｏｓθ２と、前記第１接線が延びる方向に働く前記遠心力Ｆの第２分力Ｆｓｉｎθ２とが、－０．１Ｆ≦μ２Ｆｃｏｓθ２－Ｆｓｉｎθ２≦０．１Ｆである。
この構成のダンパ装置によっても、相対回転の捩れ角０°付近において、シート部材と第１回転体との摺動、及びシート部材と第２回転体との摺動に起因するヒステリシストルクの発生を低減することが可能となる。
様々な実施形態によれば、ヒステリシストルクの発生を低減するダンパ装置を提供することができる。
一実施形態に係るダンパ装置の構成を模式的に示す概略上面図である。 図１に示したダンパ装置の構成をＡ－Ａ線から見て模式的に示す概略断面図である。 一実施形態に係るダンパ装置の構成を、各構成要素に分解して示す概略斜視図である。 図１に示したダンパ装置の構成に関し、第１回転体とシート部材との当接関係を示す概略上面図である。 図１に示したダンパ装置の構成に関し、第２回転体とシート部材との当接関係を示す概略上面図である。 第１回転体とシート部材との接点、又は第２回転体とシート部材との接点における角度θ（θ１及びθ２）と、当該接点に働く遠心力をＦとした時の当該接点に働く摩擦μＦｃｏｓθから当該接点に働く遠心力Ｆの分力Ｆｓｉｎθを除した値（μＦｃｏｓθ－Ｆｓｉｎθ）との関係を示す図である。 一実施形態に係るダンパ装置が示す捩り特性を模式的に示す概略特性図である。 第２実施形態に係るダンパ装置の構成を模式的に示す概略上面図である。 第３実施形態に係るダンパ装置の構成を模式的に示す概略断面図である。 図９Ａに示したダンパ装置のうち、図９Ａの点線で囲んだ領域を拡大して示す概略断面図である。 第４実施形態に係るダンパ装置に適用されるシート部材の一例を拡大して示す概略斜視図である。 第４実施形態に係るダンパ装置に適用されるシート部材の別の一例を拡大して示す概略斜視図である。
以下、添付図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明する。なお、図面において共通した構成要件には同一の参照符号が付されている。また、或る図面に表現された構成要素が、説明の便宜上、別の図面においては省略されていることがある点に留意されたい。さらにまた、添付した図面が必ずしも正確な縮尺で記載されている訳ではないということに注意されたい。
１．ダンパ装置の構成
一実施形態に係るダンパ装置の全体構成の概要について、図１乃至図７を参照しつつ説明する。図１は、一実施形態に係るダンパ装置１の構成を模式的に示す、概略上面図である。図２は、図１に示したダンパ装置１の構成をＡ－Ａ線から見て模式的に示す概略断面図である。図３は、一実施形態に係るダンパ装置１の構成を、各構成要素に分解して示す概略斜視図である。図４は、図１に示したダンパ装置１の構成に関し、第１回転体１００とシート部材３５０との当接関係を示す概略上面図である。図５は、図１に示したダンパ装置１の構成に関し、第２回転体２００とシート部材３５０との当接関係を示す概略上面図である。図６は、第１回転体１００とシート部材３５０との接点、又は第２回転体２００とシート部材３５０との接点（Ｐ１及びＰ２）における角度θ（θ１及びθ２）と、当該接点に働く遠心力をＦとした時の当該接点に働く摩擦μＦｃｏｓθから当該接点に働く遠心力Ｆの分力Ｆｓｉｎθを除した値（μＦｃｏｓθ－Ｆｓｉｎθ）との関係を示す図である。図７は、一実施形態に係るダンパ装置１が示す捩り特性を模式的に示す概略特性図である。
一実施形態に係るダンパ装置１は、例えば、フライホイール（図示せず）とプレッシャープレート（図示せず）との間で挟圧されることにより、エンジンやモータ等の駆動源（図示せず）からの駆動力を変速機に伝達するものである。フライホイールとプレッシャープレートとの間でダンパ装置１を挟圧するための構造については、公知であるので、その詳細な説明を省略する。
ダンパ装置１は、トルク振動を吸収して減衰させるものである。このダンパ装置１は、図１乃至図４に示すように、主に、第１回転体としてのディスクプレート１００と、第２回転体としてのハブ２００と、弾性体３１０及び弾性体３１０を両端から支持する一対のシート部材３５０とを含む弾性機構部３００と、を含む。
１－１．ディスクプレート１００
ダンパ装置１において、第１回転体としてのディスクプレート１００は、駆動源からの動力がフライホイールや、カバープレート１０及びプレッシャープレート２０等を介して伝達（入力）される。ディスクプレート１００は、例えば、金属材料により形成され、図１乃至図３に示すように、第２回転体としてハブ２００を挟んで、ハブ２００と回転軸Ｏの周りにおいて回転可能に設けられている。
ディスクプレート１００は、ハブ２００の軸方向両側に設けられる一対の板部材としての第１ディスクプレート１００Ａ及び第２ディスクプレート１００Ｂを含む。第１ディスクプレート１００Ａ及び第２ディスクプレート１００Ｂは、軸方向において相互対称の形状を有しており、両者の軸方向における位置は、適宜調整可能なスペーサ１０１を間に介在させて、それらの外周付近において、貫通孔１０５を介して複数のリベットＲ等により結合されている。これにより、第１ディスクプレート１００Ａと第２ディスクプレート１００Ｂとは、回転軸Ｏ周りを一体に回転することができる。
図１及び図３に示すように、第１ディスクプレート１００Ａ及び第２ディスクプレート１００Ｂは、相互に協働して、領域Ｉ乃至ＩＶのそれぞれに対応付けて、弾性機構部３００を収容する収容領域（図１に示す例では、４つの収容領域）を形成するように、軸方向に膨らんだ所定曲率を有する曲面部１５０を有する。曲面部１５０は、弾性機構部３００におけるシート部材３５０の径方向外端面３５５における第１表面部３５６と当接可能に設けられる。曲面部１５０と第１表面部３５６とが当接する状態の詳細については後述する。
各収容領域は、ディスクプレート１００の周方向に沿って延びる弾性体３１０と、該弾性体３１０を両端から支持する一対のシート部材３５０（３５０Ａ及び３５０Ｂ）を収容するために、ディスクプレート１００の周方向に沿って略直線状又は略円弧状に延びている。なお、領域Ｉ乃至ＩＶとは、ダンパ装置１を上面からみて、図１に示すように、各々が略９０度の扇形を有する４つの各領域を指すものとする。
図１及び図３を参照して具体的に説明すると、第１ディスクプレート１００Ａ及び第２ディスクプレート１００Ｂは、領域Ｉ乃至ＩＶに対応付けて、それぞれ、周方向に沿って延びる第１収容領域１０３ａ、第２収容領域１０３ｂ、第３収容領域１０３ｃ、及び第４収容領域１０３ｄを形成している。なお、後述するハブ２００には、これら第１収容領域１０３ａ、第２収容領域１０３ｂ、第３収容領域１０３ｃ、及び第４収容領域１０３ｄに対応するように窓孔２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、及び２０６ｄが設けられている。
領域Ｉに着目すると、図１及び図３に示すように、第１ディスクプレート１００Ａ及びディスクプレート１００Ｂは、第１収容領域１０３ａを囲む側壁として、一端面（第１の一端面）１０４ａ１とこれに対向する他端面（第１の他端面）１０４ａ２とを含む。
同様に、領域ＩＩに着目すると、第１ディスクプレート１００Ａ及び第２ディスクプレート１００Ｂは、第２収容領域１０３ｂを囲む側壁として、一端面（第２の一端面）１０４ｂ１とこれに対向する他端面（第２の他端面）１０４ｂ２とを含み、領域ＩＩＩに着目すると、第１ディスクプレート１００Ａ及び第２ディスクプレート１００Ｂは、第３収容領域１０３ｃを囲む側壁として、一端面（第３の一端面）１０４ｃ１とこれに対向する他端面（第３の他端面）１０４ｃ２とを含み、領域ＩＶに着目すると、第１ディスクプレート１００Ａ及び第２ディスクプレート１００Ｂは、第４収容領域１０３ｄを囲む側壁として、一端面（第４の一端面）１０４ｄ１とこれに対向する他端面（第４の他端面）１０４ｄ２とを含む。
前述した第１の一端面１０４ａ１、第１の他端面１０４ａ２、第２の一端面１０４ｂ１、第２の他端面１０４ｂ２、第３の一端面１０４ｃ１、第３の他端面１０４ｃ２、第４の一端面１０４ｄ１、及び第４の他端面１０４ｄ２は、各収容領域Ｉ乃至ＩＶに収容される弾性機構部３００におけるシート部材３５０（シート部材３５０Ａ又は３５０Ｂ）に形成される第１受入溝３６０（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）に係合されている。
また、スペーサ１０１には、後述するハブ２００が侵入することができるように、つまり、ハブ２００が周方向に移動（ディスクプレート１００に対して相対回転）することができるように、切欠き１１０が設けられている。また、当該切欠き１１０の外縁部は、所定捩り角以上のハブ２００の相対回転を規制する規制部１１１として機能している。なお、スペーサ１０１に設けられる切欠き１１０は、第１ディスクプレート１００Ａ及び第２ディスクプレート１００Ｂに設けられていてもよい。
１－２．ハブ２００
第２回転体としてのハブ２００は、ダンパ装置１における動力の出力部材として機能し、例えば、金属材料により形成される。ハブ２００は、全体として断面略円状の形状を有し、第１ディスクプレート１００Ａ及び第２ディスクプレート１００Ｂに挟まれて、回転軸Ｏの周りにディスクプレート１００（第１ディスクプレート１００Ａ及び第２ディスクプレート１００Ｂ）に対して相対回転可能に設けられる。また、図２に示すように、ハブ２００は、略円筒状の円筒部２０２に形成される貫通孔２０３に、変速機（図示せず）の入力軸５００を挿通させてスプライン結合することができる。また、ハブ２００には、円筒部２０２から径方向外側に向かって外径を有する円板部２０５が設けられている。
円板部２０５には、前述のとおり、第１収容領域１０３ａ、第２収容領域１０３ｂ、第３収容領域１０３ｃ、及び第４収容領域１０３ｄに対応する窓孔２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、及び２０６ｄが設けられている。ハブ２００に設けられるこれらの窓孔２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、及び２０６ｄは、後述する弾性機構部３００の構成、より詳細には、弾性体３１０の数に対応して設けられる。つまり、各窓孔２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、及び２０６ｄには、後述する弾性機構部３００が収容される。
ここで、窓孔２０６ａに着目すると、円板部２０５は、窓孔２０６ａを囲む（確定させる）側壁として、一端側の側壁（第１の一端側側壁）２０７ａ１とこれに対向する他端側の側壁（第１の他端側側壁）２０７ａ２とを含む（図５参照）。さらに、円板部２０５は、窓孔２０６ａを周方向に囲む（径方向外側及び径方向内側を画定させる）第１周壁２０８と第２周壁２０９とを含む。
同様に、窓孔２０６ｂに着目すると、円板部２０５は、窓孔２０６ｂを囲む（確定させる）側壁として、一端側の側壁（第２の一端側側壁）２０７ｂ１とこれに対向する他端側の側壁（第２の他端側側壁）２０７ｂ２とを含む（図３及び図５参照）。さらに、円板部２０５は、窓孔２０６ｂを周方向に囲む（径方向外側及び径方向内側を画定させる）第１周壁２０８と第２周壁２０９とを含む。
また、窓孔２０６ｃに着目すると、円板部２０５は、窓孔２０６ｃを囲む（確定させる）側壁として、一端側の側壁（第３の一端側側壁）２０７ｃ１とこれに対向する他端側の側壁（第３の他端側側壁）２０７ｃ２とを含む（図５参照）。さらに、円板部２０５は、窓孔２０６ｃを周方向に囲む（径方向外側及び径方向内側を画定させる）第１周壁２０８と第２周壁２０９とを含む。
さらにまた、窓孔２０６ｄに着目すると、円板部２０５は、窓孔２０６ｄを囲む（確定させる）側壁として、一端側の側壁（第４の一端側側壁）２０７ｄ１とこれに対向する他端側の側壁（第４の他端側側壁）２０７ｄ２とを含む（図５参照）。さらに、円板部２０５は、窓孔２０６ｄを周方向に囲む（径方向外側及び径方向内側を画定させる）第１周壁２０８と第２周壁２０９とを含む。
前述した第１の一端側側壁２０７ａ１、第１の他端側側壁２０７ａ２、第２の一端側側壁２０７ｂ１、第２の他端側側壁２０７ｂ２、第３の一端側側壁２０７ｃ１、第３の他端側側壁２０７ｃ２、第４の一端側側壁２０７ｄ１、及び第４の他端側側壁２０７ｄ２は、各収容領域Ｉ乃至ＩＶに収容される弾性機構部３００におけるシート部材３５０Ａ又は３５０Ｂに形成される第２受入溝３７０（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）に係合されている。
前述した第１周壁２０８は、弾性機構部３００におけるシート部材３５０の径方向外端面３５５における第２表面部３５７と当接可能に設けられる。曲面部１５０と第１表面部３５６とが当接する状態の詳細については後述する。
また、円板部２０５の径方向端部には、領域Ｉ乃至ＩＶに対応付けて、突起部２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、及び２１０ｄが設けられている。突起部２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、及び２１０ｄは、ハブ２００がディスクプレート１００に対して相対回転することができるよう、スペーサ１０１に設けられる切欠き１１０内に収容される。また、突起部２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、及び２１０ｄは、ハブ２００が所定捩り角相対回転すると、当該切欠き１１０の外縁部でもある規制部１１１に当接して、ハブ２００の当該捩り角以上の相対回転を規制する機能を有している。
１－３．弾性機構部３００
第１弾性機構部３００は、図１乃至図５に示すように、各領域Ｉ乃至ＩＶにおいて、コイルスプリングが主に用いられる弾性体３１０、及び弾性体の両端を支持する一対のシート部材３５０（第１シート部材３５０Ａ並びに第２シート部材３５０Ｂ）から主に構成される。シート部材３５０は、例えば、繊維強化されたナイロン樹脂やエンジニアリングプラスチック等を材料として形成される。なお、図１乃至図５においては、各領域において１つのコイルスプリングが用いられる一例が示されているが、これに限定されず、例えば、２つのコイルスプリングを直列に配置してもよい。
そして、図１乃至図５に示す一実施形態に係るダンパ装置１においては、一例として、ディスクプレート１００には、４つの収容領域、すなわち、第１収容領域１０３ａ、第２収容領域１０３ｂ、第３収容領域１０３ｃ、及び第４収容領域１０３ｄ（これらに対応して、ハブ２００にも前述のとおり窓孔２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、及び２０６ｄが設けられている）が形成されるので、これら４つの収容領域の各々に、つまり各領域Ｉ乃至ＩＶに対応付けて、１つの弾性体３１０が収容される。また、各領域Ｉ乃至ＩＶにおいて、弾性体４１０は、各収容領域において、その両端を一対のシート部材３５０（第１シート部材３５０Ａ及び第２シート部材３５０Ｂ）に支持される。
ここで、領域Ｉに着目すると、弾性体３１０を支持するシート部材３５０の一方（第１シート部材３５０Ａ）は、ディスクプレート１００に設けられる第１の一端面１０４ａ１を第１受入溝３６０（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）に収容することで、ディスクプレート１００と係合している。また、第１シート部材３５０Ａは、ハブ２００に設けられる第１の一端側側壁２０７ａ１を第２受入溝３７０（（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）に収容することで、ハブ２００とも係合している。
さらに、弾性体３１０を支持するシート部材３５０の他方（第２シート部材３５０Ｂ）は、ディスクプレート１００に設けられる第１の他端面１０４ａ２を第１受入溝３６０（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）に収容することで、ディスクプレート１００と係合している。また、第２シート部材３５０Ｂは、ハブ２００に設けられる第１の他端側側壁２０７ａ２を第２受入溝３７０（（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）に収容することで、ハブ２００とも係合している。なお、領域Ｉについて説明したシート部材３５０の上記構成は、領域ＩＩ乃至ＩＶにおいても同様である。
以上の構成により、弾性体３１０は、シート部材３５０を介して、ディスクプレート１００とハブ２００とを、回転方向に弾性連結させることが可能となっている。つまり、エンジンやモータ等の駆動源からの動力が、ディスクプレート１００、第１シート部材３５０Ａ、弾性体３１０、第２シート部材３５０Ｂ、及びハブ２００の順に伝達された上で（時計回りに正側の動力が伝達される場合を前提とする）、ディスクプレート１００とハブ２００とが互いに相対回転すると、弾性体３１０が圧縮変形させられることでトルク変動を吸収する。
さらに、シート部材３５０（第１シート部材３５０Ａ及び第２シート部材３５０Ｂ）は、その径方向外側端面３５５において、ディスクプレート１００の曲面部１５０と当接する第１表面部３５６（図４参照）と、ハブ２００の第１周壁２０８と当接する第２表面部３５７（図５参照）と、を含む。
ここで、ディスクプレート１００の曲面部１５０とシート部材３５０の第１表面部３５６との当接関係について、図４を参照しつつ説明する。なお、図４は、図２におけるＢ－Ｂ線において矢印で示される方向から見た図である。
領域Ｉに着目すると、図４に示すように、シート部材３５０（第１シート部材３５０Ａ）の第１表面部３５６は、ディスクプレート１００とハブ２００とが相対回転していない場合（捩れ角が０°の場合）に、ディスクプレート１００の曲面部１５０と当接する。この時、ディスクプレート１００の曲面部１５０と第１表面部３５６との接点Ｐ１（第１接点Ｐ１）における接線Ｌ１は、点線で示される方向に延在する。この接線Ｌ１は、接点Ｐ１における回転方向の第１ベクトル（図４においては、Ｘ方向のベクトル）と、回転方向に直交する方向の第２ベクトル（図４においては、Ｙ方向のベクトル）とを含む。つまり、接線Ｌ１と回転方向の第１ベクトルとの間には意図的にθ１の角度が形成されるように、曲面部１５０及び第１表面部３５６は設計されている。
このように、曲面部１５０及び第１表面部３５６が設計されることにより、接点Ｐ１において回転方向に直交する方向（第２ベクトル）に遠心力Ｆが働いている場合、接線Ｌ１が延びる方向には、遠心力Ｆの分力Ｆｓｉｎθ１の力が働く。また、接線Ｌ１が延びる方向と反対の方向には、摩擦力μ１Ｆｃｏｓθ１の力が働く。ここで、μ１は、曲面部１５０と第１表面部３５６との間の摩擦係数であり、接点Ｐ１における摩擦力は、接線Ｌ１に直交する方向（図４においてはＬ２の方向）に働く垂直抗力Ｆｃｏｓθ１と摩擦係数μ１との積により求められる。
ここで、摩擦力μ１Ｆｃｏｓθ１と遠心力Ｆの分力Ｆｓｉｎθ１との関係が、－０．１Ｆ≦μ１Ｆｃｏｓθ１－Ｆｓｉｎθ１≦０．１Ｆとなるように設計される。上記関係式が満たされるということは、接点Ｐ１に働く摩擦力が、遠心力Ｆの分力Ｆｓｉｎθ１によってキャンセル（相殺）されることを意味する。これにより、曲面部１５０と第１表面部３５６との間の摺動抵抗（ヒステリシストルク）が低減されて、シート部材３５０は回転方向にスムーズに移動することが可能となる。
なお、曲面部１５０と第１表面部３５６との間の上記設計は、第１シート部材３５０Ａだけでなく第２シート部材３５０Ｂにおいても同様に適用される。また、領域Ｉについて説明した曲面部１５０と第１表面部３５６との間の上記構成は、領域ＩＩ乃至ＩＶにおいても同様である。
次に、ディスクプレート１００の曲面部１５０とシート部材３５０の第２表面部３５７との当接関係について、図５を参照しつつ説明する。なお、図５は、図２におけるＣ－Ｃ線において矢印で示される方向から見た図である。
曲面部１５０と第２表面部３５７との当接関係も、曲面部１５０と第１表面部３５６との間の前述の関係と同じである。
つまり、領域Ｉに着目すると、図５に示すように、シート部材３５０（第１シート部材３５０Ａ）の第２表面部３５７は、ディスクプレート１００とハブ２００とが相対回転していない場合（捩れ角が０°の場合）に、ディスクプレート１００の曲面部１５０と当接する。この時、ディスクプレート１００の曲面部１５０と第２表面部３５７との接点Ｐ２（第２接点Ｐ２）における接線Ｍ１は、点線で示される方向に延在する。この接線Ｍ１は、接点Ｐ２における回転方向の第３ベクトル（図５においては、Ｘ方向のベクトル）と、回転方向に直交する方向の第４ベクトル（図５においては、Ｙ方向のベクトル）とを含む。つまり、接線Ｍ１と回転方向の第１ベクトルとの間には意図的にθ２の角度が形成されるように、曲面部１５０及び第２表面部３５７は設計されている。
このように、曲面部１５０及び第２表面部３５７が設計されることにより、接点Ｐ２において回転方向に直交する方向（第４ベクトル）に遠心力Ｆが働いている場合、接線Ｍ１が延びる方向には、遠心力Ｆの分力Ｆｓｉｎθ２の力が働く。また、接線Ｍ１が延びる方向と反対の方向には、摩擦力μ２Ｆｃｏｓθ２の力が働く。ここで、μ２は、曲面部１５０と第２表面部３５７との間の摩擦係数であり、接点Ｐ２における摩擦力は、接線Ｍ１に直交する方向に働く垂直抗力Ｆｃｏｓθ２と摩擦係数μ２との積により求められる。
ここで、摩擦力μ２Ｆｃｏｓθ２と遠心力Ｆの分力Ｆｓｉｎθ２との関係が、－０．１Ｆ≦μ２Ｆｃｏｓθ２－Ｆｓｉｎθ２≦０．１Ｆとなるように設計される。上記関係式が満たされるということは、接点Ｐ２に働く摩擦力（の少なくとも一部）が、遠心力Ｆの分力Ｆｓｉｎθ２によってキャンセル（相殺）されることを意味する。これにより、曲面部１５０と第２表面部３５７との間の摺動抵抗（ヒステリシストルク）が低減されて、シート部材３５０は回転方向にスムーズに移動することが可能となる。
なお、前述の「μ１Ｆｃｏｓθ１－Ｆｓｉｎθ１」、及び「μ２Ｆｃｏｓθ２－Ｆｓｉｎθ２」は、限りなく０となるように、曲面部１５０、第１表面部３５６、及び第２表面部３５７を設計することが最も好ましい。
曲面部１５０と第１表面部３５６との当接関係において、－０．１Ｆ≦μ１Ｆｃｏｓθ１－Ｆｓｉｎθ１≦０．１Ｆを満たすためには、図６に示されるように、１１．５°≦θ１≦２２．０°（摩擦係数μ１が０．３の場合）となるように曲面部１５０と第１表面部３５６の形状を具体的に設計すればよい。また、「μ１Ｆｃｏｓθ１－Ｆｓｉｎθ１」を限りなく０となるようにするためには、１４．０°≦θ１≦２０．０°（摩擦係数μ１が０．３の場合）とすることが好ましい。
同様に、曲面部１５０と第２表面部３５７との当接関係において、－０．１Ｆ≦μ２Ｆｃｏｓθ２－Ｆｓｉｎθ２≦０．１Ｆを満たすためには、図６に示されるように、１１．５°≦θ２≦２２．０°（摩擦係数μ２が０．３の場合）となるように曲面部１５０と第２表面部３５７の形状を具体的に設計すればよい。また、「μ２Ｆｃｏｓθ２－Ｆｓｉｎθ２」を限りなく０となるようにするためには、１４．０°≦θ２≦２０．０°（摩擦係数μ１が０．３の場合）とすることが好ましい。
曲面部１５０と第１表面部３５６との間の摩擦係数μ１、及び曲面部１５０と第２表面部３５７との間の摩擦係数μ２が、０．３でない場合には、図６に示される特性図を参照して、実際の摩擦係数に応じて、θ１及びθ２を各々適宜調整すればよい。
なお、弾性機構部３００の姿勢安定性の観点から、第２表面部３５７とハブ２００の第１周壁との接点（接点Ｐ２）は、図５に示すとおり、弾性体３１０よりも径方向外側となるように設計されることが好ましい。
１－４．ダンパ装置１の特性
以上の構成を有するダンパ装置１は、図７に示される捩り特性を有することができる。具体的には、ディスクプレート１００とハブ２００との相対回転に伴う捩れ角が０°前後の領域において、従来に比してヒステリシストルクの発生を効率的に低減することができる。
２．変形例
次に、別の実施形態に係るダンパ装置１の構成について、図８乃至図１０Ｂを参照しつ説明する。図８は、第２実施形態に係るダンパ装置１の構成を模式的に示す概略上面図である。図９Ａは、第３実施形態に係るダンパ装置１の構成を模式的に示す概略断面図である。図９Ｂは、図９Ａに示したダンパ装置１のうち、図９Ａの点線で囲んだ領域を拡大して示す概略断面図である。図１０Ａは、第４実施形態に係るダンパ装置１に適用されるシート部材３５０の一例を拡大して示す概略斜視図である。図１０Ｂは、第４実施形態に係るダンパ装置１に適用されるシート部材３５０の別の一例を拡大して示す概略斜視図である。
２－１．第２実施形態
第２実施形態に係るダンパ装置１は、前述した一実施形態に係るダンパ装置１と概ね同様の構成であるが、一実施形態に係るダンパ装置１のハブ２００を、２つのハブ２００Ａ及び２００Ｂに分割して動力を出力するものであり、公知のいわゆる分割ハブタイプのダンパ装置１である。
第２実施形態に係るダンパ装置１は、ハブ２００Ａ（径方向外側）内歯とハブ２００Ｂ（径方向内側）の外歯が噛合しつつ、動力伝達経路上の両者の間には第２弾性機構部６００が配されている。この第２弾性機構部６００により、ダンパ装置１は、一実施形態に係るダンパ装置１よりも幅広いトルク振動を吸収して減衰することが可能となる。
第２弾性機構部６００には、前述の弾性機構部３００と同様に、コイルスプリングが主に用いられる第２弾性体６１０、及び第２弾性体６１０の両端を支持する一対の内側シート部材６５０（内側第１シート部材６５０Ａ並びに内側第２シート部材６５０Ｂ）から主に構成される。内側シート部材６５０は、ハブ２００Ａの内壁２２０と当接するように構成されている。したがって、この内側シート部材６５０の径方向外側端面６５５とハブ２００Ａの内壁２２０との当接関係は、前述の曲面部１５０と第１表面部３５６（又は第２表面部３５７）と同様に構成してもよい。
２－２．第３実施形態
第３実施形態に係るダンパ装置１は、前述した一実施形態に係るダンパ装置１と概ね同様の構成であるが、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第１表面部３５６（の少なくとも一部）が、ディスクプレート１００の曲面部１５０の所定曲率よりも大きい曲率となるよう曲面が形成されている点で、一実施形態とは異なる。
第３実施形態においては第１表面部３５６とディスクプレート１００との一方との間に製造上の誤差が生じた場合であっても、第１表面部３５６の少なくとも一部に曲面部１５０の所定曲率より大きい曲率を呈する曲面が形成されることで、第１表面部３５６の使用初期（工場出荷後からの所定期間）において、当該曲面の面圧（曲面部１５０から受圧する圧力）を意図的に増加させることで、当該曲面の摩耗を促進させることができる。これにより、第１表面部３５６とディスクプレート１００との間に製造上の誤差が生じた場合であっても、一定期間後には一実施形態に係るダンパ装置１の曲面部１５０と第１表面部３５６との当接関係を実現することができる。
２－３．第４実施形態
第４実施形態に係るダンパ装置１は、前述した一実施形態に係るダンパ装置１と概ね同様の構成であるが、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、シート部材３５０の径方向外端面３５５における第１表面部３５６及び／又は第２表面部３５７の少なくとも一部に、凹凸形状が形成されている点で、一実施形態とは異なる。
第４実施形態に係るダンパ装置１に適用されるシート部材３５０の一例としては、図１０Ａに示されるように、第２表面部３５７には凹凸形状が施される。この凹凸形状は、例えば、図１０Ｂに示すように、所定間隔の溝が形成されてもよいし、網目状に溝が形成されてもよい。
第４実施形態に係るダンパ装置１に適用されるシート部材３５０の別の一例としては、図１０Ｂに示されるように、第１表面部３５６及び第２表面部３５７の両方に凹凸形状が施される。
第４実施形態においては第１表面部３５６とディスクプレート１００との間、及び／又は第２表面部３５７とハブ２００との間に製造上の誤差が生じた場合であっても、第１表面部３５６及び／又は第２表面部３５７には凹凸形状が形成されているので、使用初期（工場出荷後からの所定期間）において、当該凹凸形状の面圧（曲面部１５０及び／又は第１周壁２０８から受圧する圧力）を意図的に増加させることで、当該凹凸形状の摩耗を促進させることができる。これにより、第１表面部３５６とディスクプレート１００との間、及び／又は第２表面部３５７とハブ２００との間に製造上の誤差が生じた場合であっても、一定期間後には一実施形態に係るダンパ装置１に係る構成を実現することができる。
以上、前述の通り、様々な実施形態を例示したが、上記実施形態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、置換、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数等は適宜変更して実施することができる。
なお、前述のとおり説明した様々な実施形態においては、シート部材３５０における第１表面部３５６にはディスクプレート１００の曲面部１５０が当接し、シート部材３５０における第２表面部３５７にはハブ２００の第１周壁２０８が当接することを前提に説明したが、これに限定されない。つまり、ダンパ装置１の構成次第では、第１表面部３５６にはハブ２００の第１周壁２０８が当接し、第２表面部３５７にはディスクプレート１００の曲面部１５０が当接してもよい。
１ ダンパ装置
１００ ディスクプレート
１００Ａ 第１ディスクプレート
１００Ｂ 第２ディスクプレート
１５０ 曲面部
２００ ハブ
２０８ 第１周壁
３００ 弾性機構部
３１０ 弾性体
３５０ シート部材
３５０Ａ 第１シート部材
３５０Ｂ 第２シート部材
３５５ 径方向外端面
３５６ 第１表面部
３５７ 第２表面部
Ｌ１ 接線（第１接線）
Ｍ１ 接線（第２接線）
Ｏ 回転軸
Ｐ１ 接点（第１接点）
Ｐ２ 接点（第２接点）
Ｘ 回転方向
Ｙ 回転方向に直交する方向

Claims (5)

  1. 回転軸周りに回転する第１回転体と、
    前記第１回転体に対し前記回転軸周りに相対回転する第２回転体と、
    弾性体、及び前記弾性体の両端を支持する一対のシート部材を含み、前記第１回転体と前記第２回転体とを回転方向に弾性連結させる弾性機構部と、
    を具備し、
    前記シート部材は、前記第１回転体と前記第２回転体との前記相対回転に係る捩れ角が０°の場合に、前記第１回転体及び前記第２回転体の一方と当接する第１表面部と前記第１回転体及び前記第２回転体の他方と当接する第２表面部とを径方向外端面上に有し、
    前記捩れ角が０°の場合に、前記第１回転体及び前記第２回転体の一方と前記第１表面部とが当接する第１接点における前記回転方向の第１ベクトルと前記回転方向に直交する方向の第２ベクトルとを含む第１接線と、前記第１ベクトルと、で形成される第１角度θ１が、１１．５°≦θ１≦２２．０°であり、
    前記捩れ角が０°の場合に、前記第１回転体及び前記第２回転体の他方と前記第２表面部とが当接する第２接点における、前記回転方向の第３ベクトルと前記回転方向に直交する方向の第４ベクトルとを含む第２接線と、前記第３ベクトルとで形成される第２角度θ２が、１１．５°≦θ２≦２２．０°である、
    ダンパ装置。
  2. 前記第１接点及び前記第２接点における摩擦係数が、０．２乃至０．４である、請求項１に記載のダンパ装置。
  3. 前記第１表面部及び第２表面部の少なくともいずれか一方は、凹凸形状を有する、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、前記第１表面部に当接し所定曲率を呈する曲面部を有し、ここで前記所定曲率は回転軸に沿った方向の曲率であり、
    前記第１表面部の少なくとも一部は、前記曲面部の前記所定曲率よりも大きい曲率を呈する曲面である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のダンパ装置。
  5. 回転軸周りに回転する第１回転体と、
    前記第１回転体に対し前記回転軸周りに相対回転する第２回転体と、
    弾性体、及び前記弾性体の両端を支持する一対のシート部材を含み、前記第１回転体と前記第２回転体とを回転方向に弾性連結させる弾性機構部、
    を具備し、
    前記シート部材は、前記第１回転体と前記第２回転体との前記相対回転に係る捩れ角が０°の場合に、前記第１回転体及び前記第２回転体の一方と当接する第１表面部と前記第１回転体及び前記第２回転体の他方と当接する第２表面部とを径方向外端面上に有し、
    前記捩れ角が０°の場合に、前記第１回転体及び前記第２回転体の一方と前記第１表面部とが当接する第１接点における、前記回転方向の第１ベクトルと前記回転方向に直交する方向の第２ベクトルとを含む方向に延びる第１接線と、前記第１ベクトルと、の間で第１角度θ１が形成され、且つ、
    前記捩れ角が０°で前記回転方向に直交する方向に遠心力Ｆが生じる場合に、前記第１接点における第１の摩擦係数をμ１として、前記第１接線が延びる方向とは逆向きの方向に働く摩擦力μ１Ｆｃｏｓθ１と、前記第１接線が延びる方向に働く前記遠心力Ｆの第１分力Ｆｓｉｎθ１との関係が、－０．１Ｆ≦μ１Ｆｃｏｓθ１－Ｆｓｉｎθ１≦０．１Ｆであり、
    前記捩れ角が０°の場合に、前記第１回転体及び前記第２回転体の他方と前記第２表面部とが当接する第２接点における、前記回転方向の第３ベクトルと前記回転方向に直交する方向の第４ベクトルとを含む方向に延びる第２接線と、前記第３ベクトルと、の間で第２角度θ２が形成され、且つ、
    前記捩れ角が０°で前記回転方向に直交する方向に前記遠心力Ｆが生じる場合に、前記第２接点における第２の摩擦係数をμ２として、前記第２接線が延びる方向とは逆向きの方向に働く摩擦力μ２Ｆｃｏｓθ２と、前記第１接線が延びる方向に働く前記遠心力Ｆの第２分力Ｆｓｉｎθ２とが、－０．１Ｆ≦μ２Ｆｃｏｓθ２－Ｆｓｉｎθ２≦０．１Ｆである、
    ダンパ装置。
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