(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
第1の回転部材と第2の回転部材との間で伝達されるトルクの変動を吸収するダンパ装置であって、これら第1の回転部材と第2の回転部材との間に介在されたスプリング構造体を備え、このスプリング構造体は、コイルスプリングと、このコイルスプリングの端部を保持するスプリング保持シートとを備えており、前記第1の回転部材と前記第2の回転部材との間で動力が伝達される際に前記スプリング保持シートが、前記第1の回転部材および前記第2の回転部材のうち一方の回転部材に当接するようになっているダンパ装置において、
前記スプリング保持シート、および、前記動力伝達時にこのスプリング保持シートに当接する前記一方の回転部材のうちの一方は、第1外径側部と、凹部と、第1内径側部とを備えており、
前記スプリング保持シート、および、前記動力伝達時にこのスプリング保持シートに当接する前記一方の回転部材のうちの他方は、前記第1外径側部に当接する第2外径側部と、前記凹部に当接する凸部と、前記第1内径側部に当接する第2内径側部とを備えており、
前記動力伝達時における、前記第1外径側部と前記第2外径側部との当接位置である第1接点、前記凹部と前記凸部との当接位置である第2接点、および、前記第1内径側部と前記第2内径側部との当接位置である第3接点のうち、前記一方の回転部材が前記スプリング保持シートに対して外周側から当接している接点と、その接点よりも内周側に位置する接点との間の領域における前記一方の回転部材と前記スプリング保持シートとの間に間隙を設けていることを特徴とするダンパ装置。
【背景技術】
【0002】
自動車の動力伝達系には、エンジン等の駆動力源から変速機に向けて伝達されるトルクの変動を吸収するためのダンパ装置が設けられている。このダンパ装置は、例えば手動変速機を搭載した自動車の場合、一般的にはクラッチ装置に組み込まれている。
【0003】
この種のダンパ装置は、相対回転自在な第1の回転部材(例えばディスクプレート)と第2の回転部材(例えばクラッチハブ)との間にコイルスプリングを介在させ、このコイルスプリングの弾性変形によって、前記トルク変動に起因する捩り方向の振動を吸収および減衰させるようになっている。
【0004】
また、特許文献1に開示されているように、コイルスプリングの両端は樹脂製のスプリング保持シートによって保持されており、このスプリング保持シートがクラッチハブに当接可能となっている。これらコイルスプリングおよびスプリング保持シートは、ディスクプレートに形成された開口部内に配置されている。このため、エンジンからの駆動力(回転力)は、ディスクプレート、コイルスプリング、スプリング保持シート、クラッチハブ、変速機の入力軸の順で伝達されることになる。この際、スプリング保持シートがクラッチハブに当接し、それに伴ってコイルスプリングが圧縮変形して、クラッチハブに駆動力が伝達される。
【0005】
また、特許文献1に開示されているダンパ装置にあっては、スプリング保持シートとクラッチハブとの間が嵌め合い構造となっている。
図6は、スプリング保持シート100とクラッチハブ200との嵌め合い部分を示している(この
図6ではコイルスプリングを省略している)。この
図6に示すように、スプリング保持シート100におけるクラッチハブ200と対向する面には凹部101が、クラッチハブ200におけるスプリング保持シート100と対向する面には凸部201がそれぞれ形成されている。このため、スプリング保持シート100がクラッチハブ200に当接する際には、スプリング保持シート100の凹部101にクラッチハブ200の凸部201が嵌め合わされ、この状態でクラッチハブ200に駆動力が伝達される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
前述したようなスプリング保持シート100とクラッチハブ200との間が嵌め合い構造となっているダンパ装置にあっては、例えば車両の減速時等においてクラッチハブ200の凸部201がスプリング保持シート100の凹部101に嵌り込む際、スプリング保持シート100に作用している遠心力によって、このスプリング保持シート100が外周側に移動することになる。この際、クラッチハブ200の凸部201の一部がスプリング保持シート100の凹部101の内面を摺動する(スプリング保持シート100がクラッチハブ200に引っ掛かった状態となる)等して、この両者の接触部分(
図6における点a)を回動支点としてスプリング保持シート100が回動する場合がある(
図6における矢印を参照)。このようなスプリング保持シート100の回動が生じると、このスプリング保持シート100の挙動が不安定になったり、スプリング保持シート100の外縁102がディスクプレート300の開口部の内縁301に干渉したりするなどして、クラッチのヒステリシスが増大し(所謂ヒステリシストルクの変動幅が増大し)、エンジンのトルク変動を十分に吸収することができなくなってしまう。その結果、変速機の入力軸の回転変動が増大し、歯打ち音等の異音が増大してしまう可能性がある。特に、エンジン回転速度が所定速度を超える運転領域においては、前記遠心力が増大することから前記歯打ち音の増大が顕著になる可能性がある。
【0008】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コイルスプリングを保持しているスプリング保持シートの挙動を安定化させ、クラッチのヒステリシスの増大を抑制できるダンパ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、第1の回転部材と第2の回転部材との間で伝達されるトルクの変動を吸収するダンパ装置であって、これら第1の回転部材と第2の回転部材との間に介在されたスプリング構造体を備え、このスプリング構造体は、コイルスプリングと、このコイルスプリングの端部を保持するスプリング保持シートとを備えており、前記第1の回転部材と前記第2の回転部材との間で動力が伝達される際に前記スプリング保持シートが、前記第1の回転部材および前記第2の回転部材のうち一方の回転部材に当接するようになっているダンパ装置を前提とする。このダンパ装置に対し、前記スプリング保持シート、および、前記動力伝達時にこのスプリング保持シートに当接する前記一方の回転部材のうちの一方が、第1外径側部と、凹部と、第1内径側部とを備えている。また、前記スプリング保持シート、および、前記動力伝達時にこのスプリング保持シートに当接する前記一方の回転部材のうちの他方が、前記第1外径側部に当接する第2外径側部と、前記凹部に当接する凸部と、前記第1内径側部に当接する第2内径側部とを備えている。そして、前記動力伝達時における、前記第1外径側部と前記第2外径側部との当接位置である第1接点、前記凹部と前記凸部との当接位置である第2接点、および、前記第1内径側部と前記第2内径側部との当接位置である第3接点のうち、前記一方の回転部材が前記スプリング保持シートに対して外周側から当接している接点と、その接点よりも内周側に位置する接点との間の領域における前記一方の回転部材と前記スプリング保持シートとの間に間隙を設けた構成としている。
【0010】
この特定事項により、第1の回転部材と第2の回転部材との間で動力が伝達されるに際し、前記第1接点、第2接点、および、第3接点のうち、回転部材がスプリング保持シートに対して外周側から当接している接点と、その接点よりも内周側に位置する接点との間の領域における回転部材とスプリング保持シートとの間に間隙を設けたことにより、スプリング保持シートが遠心力を受けて外周側に移動する場合であっても、前記各接点による回転部材とスプリング保持シートとの当接により、スプリング保持シートが回転部材に引っ掛かった状態(スプリング保持シートが一つの接点を回動支点として回動する状態)となることを回避できる。このため、スプリング保持シートの挙動を安定化させることができ、クラッチのヒステリシスの増大を抑制できる。
【0011】
また、前記第1の回転部材と前記第2の回転部材との相対回転によって前記スプリング保持シートと前記一方の回転部材とが当接する際、前記第1外径側部と前記第2外径側部との前記第1接点での当接、前記凹部と前記凸部との前記第2接点での当接、前記第1内径側部と前記第2内径側部との前記第3接点での当接それぞれが同時となる構成が好ましい。
【0012】
これにより、スプリング保持シートと一方の回転部材とを安定的に当接させることができ、スプリング保持シートの挙動を安定化することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明では、スプリング保持シートと回転部材とが当接する各接点のうち、回転部材がスプリング保持シートに対して外周側から当接している接点と、その接点よりも内周側に位置する接点との間の領域における回転部材とスプリング保持シートとの間に間隙を設けている。これにより、スプリング保持シートの挙動を安定化させることができ、クラッチのヒステリシスの増大を抑制できて、ダンパ装置におけるトルク変動の吸収機能を十分に発揮させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両に搭載されたクラッチ装置に組み込まれたダンパ装置に本発明を適用した場合について説明する。
【0016】
−クラッチディスクの構成−
図1は、本実施形態に係るクラッチ装置に備えられるクラッチディスク1を示す図である。
図2は、
図1におけるII−II線に沿った断面図である。
【0017】
これらの図に示すように、クラッチディスク1は、クラッチ装置の構成部品であり、図示しないフライホイールとプレッシャプレートとの間で挟圧されることによって、エンジンの回転駆動力を手動変速機に伝達するようになっている。フライホイールとプレッシャプレートとの間でクラッチディスク1を挟圧するための機構については公知であるため、ここでの説明は省略する。
【0018】
クラッチディスク1は、ダンパ装置が組み込まれていることにより、捩り方向の振動を吸収および減衰させる機能を有している。また、このクラッチディスク1は、第2の回転部材としてのクラッチハブ10、第1の回転部材としてのディスクプレート20、スラスト部材30、コイルスプリング40、および、フェーシング60を備えている。
【0019】
クラッチハブ10は、内周部において手動変速機の入力軸の軸端部がスプライン嵌合される。また、このクラッチハブ10は、径方向に延びるフランジ11を有している。クラッチディスク1としては、クラッチハブ10のハブ部分とフランジ11とが一体となっている形式のものや、ハブ部分とフランジ11とを別体とし、この両者間に微小スプリングを配設した形式のものなどが適用される。クラッチハブ10における周方向の4箇所には、フランジ11の径方向外側部分が切り欠かれて成る複数の切欠き12,12,…が設けられている。これにより、クラッチハブ10のフランジ11には、切欠き12を存した4箇所にシート係合部13,13,…(後述するスプリング保持シート41,42が係合される部位)が形成されている。
【0020】
ディスクプレート20は、クラッチハブ10の両面にクラッチハブ10と同軸かつ相対回転可能に配設されている。ディスクプレート20は、クラッチハブ10の軸方向両側に配設される第1ディスクプレート20Aおよび第2ディスクプレート20Bにより構成されている。第1ディスクプレート20Aと第2ディスクプレート20Bとはその外周側でリベット80によって連結されている。ディスクプレート20A,20Bにおいて、前記クラッチハブ10の切欠き12に対応する位置には、後述するコイルスプリング40およびスプリング保持シート41,42を収容するための開口部21が形成されている。
【0021】
スラスト部材30は、クラッチハブ10とディスクプレート20との接触面の間に介設されているワッシャ状の樹脂からなる部材である。このスラスト部材30は、クラッチハブ10と第1ディスクプレート20Aとの間に介設されている第1スラスト部材30Aと、クラッチハブ10と第2ディスクプレート20Bとの間に介設されている第2スラスト部材30Bとから構成されている。
【0022】
コイルスプリング40は、クラッチハブ10に形成されている前記切欠き12および両ディスクプレート20A,20Bに形成されている前記開口部21の内部に収容されている。本実施形態では、切欠き12および開口部21が周方向に亘る4箇所に形成されているので、コイルスプリング40も周方向に亘る4箇所に配設されている。コイルスプリング40の配設個数はこれに限定されるものではない。各コイルスプリング40は、一対のスプリング保持シート41,42で支持されながらこれら切欠き12および開口部21内に収容されている。これらコイルスプリング40およびスプリング保持シート41,42によって本発明でいうスプリング構造体が構成されている。
【0023】
フェーシング60A,60Bは、円環板状をそれぞれ成して互いに同一の板厚を有する耐摩耗性部材である。このフェーシング60A,60Bは、それぞれディスクプレート20A,20Bに固定されている。このフェーシング60A,60Bが、前記フライホイールとプレッシャプレートとの間で挟圧されるようになっている。
【0024】
このような構成により、エンジンからの駆動力(回転力)は、ディスクプレート20、コイルスプリング40、スプリング保持シート42、クラッチハブ10、変速機の入力軸の順で伝達されることになる。この際、スプリング保持シート42がクラッチハブ10(クラッチハブ10のシート係合部13)に当接し、それに伴ってコイルスプリング40が圧縮変形して、クラッチハブ10に駆動力が伝達されるようになっている。
図1に示す状態は、エンジンからの回転力(図中における時計回り方向の回転力)を受けることで、スプリング保持シート41がディスクプレート20から回転力を受け、コイルスプリング40の圧縮変形に伴って、スプリング保持シート42が、時計回り方向側に位置するシート係合部13に当接してクラッチハブ10に回転力を伝達している状態となっている。
【0025】
−スプリング保持シートとクラッチハブとの嵌め合い構造−
次に、本実施形態の特徴であるスプリング保持シート41,42とクラッチハブ10(より具体的にはクラッチハブ10のシート係合部13)との嵌め合い構造について説明する。スプリング保持シート41,42は、樹脂製であって、各コイルスプリング40の両端に配設されて、このコイルスプリング40を保持している(
図1を参照)。
図3は、コイルスプリング40を保持している一対のスプリング保持シート41,42のうちの一方のスプリング保持シート42と、クラッチハブ10(シート係合部13)とが当接した状態(前述した駆動力の伝達状態)を示している。
【0026】
この
図3に示すように、スプリング保持シート42は、コイルスプリング40(
図3では図示省略)の内部に挿入される円錐台形状の挿入部42aと、この挿入部42aよりも大径に形成されてコイルスプリング40の端部を保持する保持部42bとを有している。挿入部42aの外径寸法は、コイルスプリング40の内径寸法よりも小さく設定されている。また、保持部42bの一部には、コイルスプリング40の端部が嵌め込まれる凹陥部42cが形成されている。なお、他方のスプリング保持シート41は、前記スプリング保持シート42と対称な形状となっている。
【0027】
そして、スプリング保持シート42におけるクラッチハブ10と対向する部分がハブ当接部(ハブ当接面)として形成されており、このハブ当接部には凹部44が形成されている。また、クラッチハブ10におけるスプリング保持シート42と対向する部分がシート当接部(シート当接面)として形成されており、このシート当接部には凸部15が形成されている。このため、
図3の如く、スプリング保持シート42がクラッチハブ10に当接する際には、スプリング保持シート42の凹部44にクラッチハブ10の凸部15が嵌め合わされ、この状態で、ディスクプレート20とクラッチハブ10との間で駆動力が伝達されるようになっている。
【0028】
以下、スプリング保持シート42およびクラッチハブ10それぞれにおける当接部の形状およびこれらの当接状態について具体的に説明する。
【0029】
スプリング保持シート42に形成されているハブ当接部には、その径方向の中央部に前記凹部44が形成されている。そして、スプリング保持シート42における、この凹部44の外周側には第1外径側部としての平坦部43が、凹部44の内周側には第1内径側部としての内径側凸部45がそれぞれ形成されている。
【0030】
一方、クラッチハブ10に形成されているシート当接部には、その径方向の中央部に前記凸部15が形成されている。そして、クラッチハブ10における、この凸部15の外周側には第2外径側部としての平坦部14が、凸部15の内周側には第2内径側部としての内径側凹部16がそれぞれ形成されている。
【0031】
そして、スプリング保持シート42とクラッチハブ10とが当接した状態にあっては、スプリング保持シート42の平坦部43とクラッチハブ10の平坦部14とが当接している。以下、この当接位置を第1接点Aと呼ぶ。また、スプリング保持シート42の凹部44とクラッチハブ10の凸部15とが当接している。以下、この当接位置を第2接点Bと呼ぶ。また、スプリング保持シート42の内径側凸部45とクラッチハブ10の内径側凹部16とが当接している。以下、この当接位置を第3接点Cと呼ぶ。
【0032】
この際、スプリング保持シート42の凹部44とクラッチハブ10の凸部15とは一点のみで接触し(スプリング保持シート42およびクラッチハブ10にはそれぞれ厚みがあるため、実際には線接触し)、スプリング保持シート42の内径側凸部45とクラッチハブ10の内径側凹部16とも一点のみで接触している(この場合も、スプリング保持シート42およびクラッチハブ10にはそれぞれ厚みがあるため、実際には線接触している)。
【0033】
このようにスプリング保持シート42の凹部44とクラッチハブ10の凸部15とが一点のみで接触し、且つスプリング保持シート42の内径側凸部45とクラッチハブ10の内径側凹部16とが一点のみで接触するための構成としては、前記第2接点Bから前記第3接点Cとの間の領域において、スプリング保持シート42のハブ当接部の外面は内周側に向けて湾曲する(凹状に湾曲する)曲面Xで形成されている一方、クラッチハブ10のシート当接部の外面は外周側に向けて湾曲する(凹状に湾曲する)曲面Yで形成されている。つまり、これらの面X,Yは、対向する相手側の面から後退する形状となっている。このため、第2接点Bと第3接点Cとの間の領域におけるクラッチハブ10とスプリング保持シート42との間には間隙sが設けられている。この間隙sとして具体的には0.1mm程度に設定されている(
図3における寸法tを参照)。
【0034】
このような各部の接触状態であるため、第2接点Bが、本発明でいう「回転部材がスプリング保持シートに対して外周側から当接している接点」に相当することになる。また、第3接点Cが、本発明でいう「その接点(第2接点B)よりも内周側に位置する接点」に相当することになる。
【0035】
また、前記スプリング保持シート42の平坦部43が延びる方向に対して、クラッチハブ10の平坦部14が延びる方向は僅かに傾斜している。このため、これらスプリング保持シート42の平坦部43とクラッチハブ10の平坦部14との間も一点のみで接触している(スプリング保持シート42およびクラッチハブ10にはそれぞれ厚みがあるため、実際には線接触している)。
【0036】
また、スプリング保持シート42とクラッチハブ10とが当接する際に、前記第1接点A、第2接点B、および、第3接点Cの3点が同時に当接するように、スプリング保持シート42のハブ当接部およびクラッチハブ10のシート当接部それぞれの形状(これら当接部の外面形状)は設計されている。
【0037】
例えば、車両の減速時においては、クラッチハブ10がスプリング保持シート42に近付くように回動する(クラッチハブ10の回転中心を中心として回動する)ことになるので、クラッチハブ10とスプリング保持シート42とが離間している状態(駆動力が伝達されていない状態)における、スプリング保持シート42の平坦部43とクラッチハブ10の平坦部14との間の角度間隔(第1接点Aで接触する各部の角度間隔)、スプリング保持シート42の凹部44とクラッチハブ10の凸部15との間の角度間隔(第2接点Bで接触する各部の角度間隔)、スプリング保持シート42の内径側凸部45とクラッチハブ10の内径側凹部16との間の角度間隔(第3接点Cで接触する各部の角度間隔)が互いに一致するように、スプリング保持シート42のハブ当接部およびクラッチハブ10のシート当接部それぞれの形状が設計されることになる。
【0038】
以上の構成により、クラッチハブ10とディスクプレート20との間で動力が伝達されるに際し(例えば、車両の減速時においてクラッチハブ10がスプリング保持シート42に向けて回動する場合など)、クラッチハブ10がスプリング保持シート42に対して外周側から当接している第2接点Bと、その第2接点Bよりも内周側に位置する第3接点Cとの間の領域におけるクラッチハブ10とスプリング保持シート42との間には間隙sが設けられていることなる。また、前述したように、スプリング保持シート42とクラッチハブ10とが当接する際には、第1接点A、第2接点B、および、第3接点Cの3点が同時に当接する。これにより、スプリング保持シート42が遠心力を受けて外周側に移動する場合であっても、前記各接点A,B,Cによるクラッチハブ10とスプリング保持シート42との当接により、スプリング保持シート42がクラッチハブ10に引っ掛かった状態(スプリング保持シート42が一つの接点を回動支点として回動する状態;
図6に示す状態を参照)となることを回避できる。このため、スプリング保持シート42の挙動を安定化させることができ、クラッチのヒステリシスの増大を抑制できて、ダンパ装置におけるトルク変動の吸収機能を十分に発揮させることができる。
【0039】
以下、前記の効果を確認するために行った実験の結果について説明する。
図4は、本実施形態に係るダンパ装置および従来技術に係るダンパ装置それぞれにおける捩れ角とトルクとの関係を計測した実験結果を示す図である。この
図4では、本実施形態に係るダンパ装置における捩れ角とトルクとの関係を計測した結果を実線で示し、従来技術に係るダンパ装置における捩れ角とトルクとの関係を計測した結果を破線で示している。また、
図5は、本実施形態に係るダンパ装置および従来技術に係るダンパ装置それぞれにおけるエンジン回転速度と変速機入力軸回転変動との関係を計測した実験結果、および、エンジン回転変動を計測した実験結果を示す図である。この
図5では、本実施形態に係るダンパ装置における変速機入力軸回転変動の計測結果を実線で示し、従来技術に係るダンパ装置における変速機入力軸回転変動の計測結果を破線で示している。また、
図5中の一点鎖線はエンジンの回転変動である。
【0040】
図4に示すように、本実施形態に係るダンパ装置にあっては、従来技術に係るダンパ装置に対し、ヒステリシストルクの変動幅が小さくなっている(特に、捩れ角が大きい領域(負の値である捩れ角の絶対値が小さい領域)での変動幅が小さくなっている)。このため、エンジンのトルク変動を十分に吸収することが可能となっている。
【0041】
また、
図5に示すように、本実施形態に係るダンパ装置にあっては、従来技術に係るダンパ装置に対し、エンジン回転速度の高回転域において、変速機入力軸回転変動が小さくなっており、且つエンジンの回転変動に比べても変速機入力軸回転変動が大幅に小さくなっている。つまり、エンジンのトルク変動を十分に吸収することができており、変速機での歯打ち音等の異音の増大を抑制できている。
【0042】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得るものである。例えば、前記実施形態では、スプリング保持シート42のハブ当接部に凹部44を、クラッチハブ10のシート当接部に凸部15をそれぞれ設けた構成に本発明を適用する場合について説明したが、これに限定されず、スプリング保持シート42のハブ当接部に凸部を、クラッチハブ10のシート当接部に凹部をそれぞれ設けた構成に対しても本発明は適用が可能である。この場合、前記第1接点Aが、本発明でいう「回転部材がスプリング保持シートに対して外周側から当接している接点」に相当することになり、第2接点B(スプリング保持シート42の凸部とクラッチハブ10の凹部との接点)が、本発明でいう「その接点(第1接点A)よりも内周側に位置する接点」に相当することになる。
【0043】
また、ディスクプレートとクラッチハブとの間に中間プレートを配設し、ディスクプレートと中間プレートとの間、および、中間プレートとクラッチハブとの間のそれぞれにコイルスプリングを介在させた直列バネ式のダンパ装置に対しても本発明は適用が可能である。