JP5060269B2 - 捩り振動低減装置 - Google Patents

Description

本発明は、捩り振動低減装置に関し、捩り量が小さい状態と大きい状態とで、ばね定数が２段階に切り換わるようにしたものである。

車両に搭載したエンジンのクランク軸とトランスミッションの入力軸との間には、捩り振動低減装置が設けられている。該捩り振動低減装置は、エンジンのクランク軸に連結される入力側回転部材と、トランスミッションの入力軸に連結される出力側回転部材と、円周方向に沿って配置され前記入力側回転部材と前記出力側回転部材とを円周方向に弾性的に連結するばねとにより構成されている。そして、円周方向に沿って配置されたばねが圧縮されて捩りを生じる際の捩り角度を大きくして捩り剛性を小さくするため、一対のばねを直列に繋いでばねの部分を長くしたロングトラベルダンパ（ＬＴＤダンパ）が設けられる。該ＬＴＤダンパの一対のばねを円弧に近い状態で配置するには、連結する一対のばねの中心線どうしを屈曲させる必要があり、屈曲させると付き合わせた一対のばねの端部の外側には略三角形の隙間が生じる。この隙間を埋めるため、略三角形の中間ばね受部を設け、該中間ばね受部をリング状の環状部を介して連結した中間部材が設けられる。

一対のばねを直列に繋いで中間部材を設けることにより捩り剛性を低減させた従来の捩り振動低減装置として、特許文献１に記載のものが知られている。
特公平５−７７８９１号公報

ところが、近年のエンジンの大容量化，高出力化に伴ってエンジントルクが増大していることに対応して捩り振動低減装置の捩り剛性を増大させ、捩り振動低減効果を維持させる必要が生じており、従来の捩り振動低減装置では捩り剛性が小さく、その特性が常に一定であるため、捩り剛性を増大させることができない。

そこで本発明は、上記の課題を解決した捩り振動低減装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、一対のサイドプレートと該一対のサイドプレートの間に相対回転可能に収容されたセンタープレートとのいずれか一方により構成され駆動源からの入力により回転する入力側回転部材と、他方により構成された出力側回転部材と、前記一対のサイドプレートの夫々の同じ位置に円周方向に沿ってスリットを形成することにより該スリット間に形成された複数の第１ばね受部と、該第１ばね受部と円周方向の同じ位置を占めると共に前記センタープレートから半径方向外側へ向かって突出する第２ばね受部と、前記第１ばね受部間であってかつ前記第２ばね受部間に円周方向に沿って直列配置された一対の弾性部材と、前記一対のサイドプレートの間であってかつ前記第２ばね受部の半径方向外側に配置された環状部と該環状部から半径方向内側へ向かって前記第２ばね受部間へ突出して前記一対の弾性部材の間に介在する中間ばね受部とを有する中間部材とを備えた捩り振動低減装置において、前記中間ばね受部の基端部の円周方向両側に第１当接部を形成する一方、前記入力側回転部材の前記第１ばね受部または前記出力側回転部材の前記第２ばね受部には前記第１当接部に当接して前記一対の弾性部材の一方の圧縮を中断させる第２当接部を形成したことを特徴とする。

この発明によれば、一対のサイドプレートの夫々に形成された第１ばね受部と、センタープレートに形成された第２ばね受部とが相対的に回転することにより、第２当接部が第１当接部に当接するまでの「捩り角度が小さい範囲」では、一対の弾性部材の双方が圧縮され、第２当接部が第１当接部に当接した後の「捩り角度が大きい範囲」では、一方の弾性部材に圧縮力が作用しなくなるので、他方の弾性部材のみが圧縮される。つまり、「捩り角度が小さい範囲」と「捩り角度が大きい範囲」とでは、弾性部材の変位量は略２：１となるため、ばね定数は略１：２となる。ばね定数が２段階に切り換わり、「捩り角度が大きい範囲」では、一対の弾性部材の双方が普通に圧縮される従来の捩り振動低減装置に対し、ばね定数が略２倍に大きくなるので、エンジンの過大トルクを吸収することが可能になる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の捩り振動低減装置において、前記第１当接部は前記中間ばね受部の基端部の円周方向両側から円周方向へ突出して形成される一方、前記第２当接部は前記センタープレートにおける前記第２ばね受部の半径方向外側であって円周方向両側に円周方向へ突出して形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、中間ばね受部が形成された中間部材と、センタープレートとは軸方向での同じ位置を占めており、半径方向の外側と内側とに配置されているので、第１当接部と第２当接部との形成が容易である。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の捩り振動低減装置において、前記一対のサイドプレートどうしを軸方向に連結して結合する連結ピンが設けられ、該連結ピンの半径方向の位置は、前記中間部材の前記環状部と前記センタープレートの前記第２ばね受部との間であることを特徴とする。

この発明によれば、連結ピンは半径方向でのセンタープレートの第２ばね受部の外側であって中間部材の環状部の内側に配置されているので、連結ピンがセンタープレートや中間部材に接触することはない。また、連結ピンは円周方向での中間ばね受部どうしの間に配置されているので、連結ピンが中間ばね受部に接触することもない。

請求項１に係る捩り振動低減装置によれば、第２当接部が第１当接部に当接するまでの「捩り角度が小さい範囲」では、一対の弾性部材の双方が圧縮され、第２当接部が第１当接部に当接した後の「捩り角度が大きい範囲」では、一方の弾性部材に圧縮力が作用しなくなるので、他方の弾性部材のみが圧縮される。つまり、「捩り角度が小さい範囲」と「捩り角度が大きい範囲」とでは、弾性部材の変位量は略２：１となるため、ばね定数は略１：２となる。ばね定数が２段階に切り換わり、「捩り角度が大きい範囲」では、一対の弾性部材の双方が普通に圧縮される従来の捩り振動低減装置に対し、ばね定数が略２倍に大きくなるので、エンジンの過大トルクを吸収することが可能になる。

請求項２に係る捩り振動低減装置によれば、中間ばね受部が形成された中間部材と、センタープレートとは軸方向での同じ位置であって、半径方向の外側と内側とに配置されているので、第１当接部と第２当接部との形成が容易である。

請求項３に係る捩り振動低減装置によれば、連結ピンは半径方向でのセンタープレートの第２ばね受部の外側であって中間部材の環状部の内側に配置されているので、連結ピンがセンタープレートや中間部材に接触することはない。また、連結ピンは円周方向での中間ばね受部どうしの間に配置されているので、連結ピンが中間ばね受部に接触することもない。

以下、本発明による捩り振動低減装置の実施の形態を説明する。

駆動源であるエンジンからの入力により回転する入力側回転部材として一対のサイドプレート１，２が設けられている。該一対のサイドプレート１，２は、板状材を円板形に成形したものである。一対のサイドプレート１，２の間には相対回転可能にセンタープレート３が収容され、出力側回転部材を構成している。

一対のサイドプレート１，２とセンタープレート３との間には、弾性部材としてのばね４とばね５とが配置されている。これらの一対のばね４，５を収容する部分の構成について説明する。一対のサイドプレート１，２には、円周方向および半径方向の同じ位置に、円周方向に沿って略等間隔に３つのスリット６が形成されている。これにより、円周方向におけるスリット６どうしの間には第１ばね受部７が形成されている。一方、一対のサイドプレート１，２の第１ばね受部７と対応する位置には、センタープレート３から半径方向外側へ突出する第２ばね受部３ａが形成されている。第１ばね受部７間であってかつ前記第２ばね受部３ａ間の位置、即ちスリット６の位置に、円周方向に沿って弾性部材としての一対のばね４，５が設けられている。一対のばね４，５は、夫々ばね定数の大きいものとばね定数の小さいものとが組み合わせて設けられている。即ち、ばね４は外径寸法の大きい親ばね４ａと外径寸法の小さい子ばね４ｂとにより構成され、ばね５は外径寸法の大きい親ばね５ａと外径寸法の小さい子ばね５ｂとにより構成されている。

前記一対のサイドプレート１，２の間であってセンタープレート３の半径方向外側には、中間部材としてのフローティングイコライザ８が収容されている。該フローティングイコライザ８は、環状部８ａと該環状部８ａから半径方向内側へ向かって突出する３つの略三角形状の中間ばね受部８ｂとにより構成されている。そして、中間ばね受部８ｂの部分が、前記一対のばね４，５の間に介在し、ばね４，５の端部を受けている。

出力側回転部材としての前記センタープレート３を図示しないトランスミッションの入力軸に連結するため、該センタープレート３の軸心位置には筒部３ｂが一体形成されている。該筒部３ｂの内周面には内歯３ｄが形成され、該内歯３ｄが図示しないトランスミッションの入力軸の外周面に形成された外歯と係合する。

一方、入力側回転部材としての一対のサイドプレート１，２のうちの一方のサイドプレート１は、エンジンのクランク軸に連結されている。即ち、図１（ａ）における左方に位置するエンジンのクランク軸にフライホィールマス９が設けられており、該フライホィールマス９に摩擦板１０が取り付けられる一方、フリーな状態のプレッシャプレート１１にはリング状の摩擦板１２が結合され、該摩擦板１２には図１（ｂ）に示すように略四角形の薄板である連結部材１３が２つのリベット１４を介して複数枚結合され、該連結部材１３から内側へ突出する突出部の夫々には、前記サイドプレート１の外周部が３つのリベット１５を介して結合されている。このように一体に結合されてフリーなプレッシャプレート１１と摩擦板１２と連結部材１３とが、板ばね１６の付勢力により常時摩擦板１０へ向かって付勢されている。このため、一対のサイドプレート１，２はエンジンのクランク軸と一体になって回転する。なお、摩擦板１０には、フライホィールマス９の内部と外部とを連通させる油孔１０ａが形成されている。

一対のばね４，５が円周方向へ一定量だけ圧縮されたら、それ以上は一方のみが圧縮されないようにするため、前記三角形の中間ばね受部８ｂの基端部の円周方向両側から円周方向へ突出させて第１当接部８ｃが形成される一方、該第１当接部８ｃに当接して一対のばね４，５の一方の圧縮を中断させる第２当接部３ｃがセンタープレート３の第２ばね受部３ａに形成されている。即ち、第２当接部３ｃが、センタープレート３における第２ばね受部３ａの半径方向外側であって円周方向両側に、円周方向へ突出して形成されている。

一対のサイドプレート１，２どうしを軸方向に連結して結合する連結ピン１７が設けられている。該連結ピン１７の半径方向および円周方向の位置は、前記中間部材８の前記環状部８ａと前記センタープレー３の第２ばね受部３ａとの間に配置されている。即ち、一対のサイドプレート１，２の夫々の第１ばね受部７の基端部の中央には四角形の結合孔が形成され、該結合孔に連結ピン１７が挿通され、該連結ピン１７の両端部には、抜け止め用のかしめが行われている。

次に、作用を説明する。

この発明によれば、一対のサイドプレート１，２の夫々に形成された第１ばね受部７と、センタープレート３に形成された第２ばね受部３ａとが相対的に回転することにより、第２当接部３ｃが第１当接部８ｃに当接するまでの「捩り角度が小さい範囲」では一対のばね４，５の双方が同時に圧縮され、第２当接部３ｃが第１当接部８ｃに当接してからの「捩り角度が大きい範囲」では一対のばね４，ばね５のいずれか一方に圧縮力が作用しなくなるので、他方のみが圧縮される。つまり、「捩り角度が小さい範囲」ではねじりばね定数が小さくエンジンからのトルク変動入力を十分に減衰させることができる一方、「捩り角度が大きい範囲」ではねじりばね定数が大きく過大なトルクを吸収できる。「捩り角度が小さい範囲」と「捩り角度が大きい範囲」とでは、一対のばね４，５の全体の変位量は略２：１となるため、ばね定数は略１：２となり、「捩り角度が大きい範囲」では、一対のばね４，５の双方が普通に圧縮される従来の捩り振動低減装置に対し、ばね定数が略２倍に大きくなるので、エンジンの過大トルクを吸収することが可能になる。

図２は捩り振動低減装置の捩り角度、即ち一対のサイドプレート１，２とセンタープレー３とのなす角度と、一対のばね４，５によるトルクとの関係を示すグラフである。第２当接部３ｃが第１当接部８ｃに当接するときの捩り角度αの時点でのトルクをＴ１とし、当接してから捩り角度がβになった時点でのトルクをＴｍａｘとすると、捩り角度がαまでの「捩り角度が小さい範囲」では一対のばね４，５の双方が同時に圧縮されるので傾きが小さくねじりばね定数が小さい。一方、捩り角度がαからβまでの「捩り角度が大きい範囲」では一対のばね４，５の一方のみが圧縮されるので傾きが大きくねじりばね定数が大きくなる。

捩り振動低減装置では、エンジンの最大トルクまでは十分な捩り振動減衰効果を発揮するため、捩りばね定数は極力小さくする必要があり、この要求を満たしている。一方、エンジンの最大トルク以上の過大な入力に対しては、速やかに過大なトルクを吸収して捩り振動装置および変速機の強度と耐久性を確保するため、捩りばね定数は大きい必要があり、この要求も満たしている。

この発明によれば、中間ばね受部８ｂが形成された中間部材８と、センタープレート３とは軸方向での同じ位置を占めており、中間部材８とセンタープレート３とは半径方向の外側と内側とに配置されているので、第１当接部８ｃと第２当接部３ｃとの形成が容易である。

この発明によれば、連結ピン１７は半径方向でのセンタープレート３の第２ばね受部３ａの外側であって中間部材８の環状部８ａの内側に配置されているので、連結ピン１７がセンタープレート３や中間部材８に接触することはない。また、連結ピン１７は円周方向での中間ばね受部８ｂどうしの間に配置されているので、連結ピン１７が中間ばね受部８ｂに接触することもない。

なお、本実施の形態では第２当接部を出力側回転部材に形成したが、入力側回転部材に形成してもよい。この場合は、第１当接部を円周方向へ突出させることなく軸方向へ突出させる一方、第２当接部を入力側回転部材の第２ばね受け部から円周方向へ突出させて形成すればよい。

捩り振動低減装置に係り、（ａ）は（ｂ）のＡＢＣＤＥＯＦＧＨＩＪ断面図、（ｂ）は一方のサイドプレートの一部を破断して示す正面図（実施の形態）。 捩り振動低減装置の捩り角度とトルクとの関係を示すグラフ（実施の形態）。

符号の説明

１，２…サイドプレート（入力側回転部材）
３…センタープレート（出力側回転部材）
３ａ…第２ばね受部
３ｃ…第２当接部
４，５…ばね（弾性部材）
６…スリット
７…第１ばね受部
８…フローティングイコライザ（中間部材）
８ａ…環状部
８ｂ…中間ばね受部
８ｃ…第１当接部
１７…連結ピン

Claims (3)

1. 一対のサイドプレートと該一対のサイドプレートの間に相対回転可能に収容されたセンタープレートとのいずれか一方により構成され駆動源からの入力により回転する入力側回転部材と、他方により構成された出力側回転部材と、前記一対のサイドプレートの夫々の同じ位置に円周方向に沿ってスリットを形成することにより該スリット間に形成された複数の第１ばね受部と、該第１ばね受部と円周方向の同じ位置を占めると共に前記センタープレートから半径方向外側へ向かって突出する第２ばね受部と、前記第１ばね受部間であってかつ前記第２ばね受部間に円周方向に沿って直列配置された一対の弾性部材と、前記一対のサイドプレートの間であってかつ前記第２ばね受部の半径方向外側に配置された環状部と該環状部から半径方向内側へ向かって前記第２ばね受部間へ突出して前記一対の弾性部材の間に介在する中間ばね受部とを有する中間部材とを備えた捩り振動低減装置において、
   前記中間ばね受部の基端部の円周方向両側に第１当接部を形成する一方、前記入力側回転部材の前記第１ばね受部または前記出力側回転部材の前記第２ばね受部には前記第１当接部に当接して前記一対の弾性部材の一方の圧縮を中断させる第２当接部を形成したことを特徴とする捩り振動低減装置。
2. 請求項１に記載の捩り振動低減装置において、
   前記第１当接部は前記中間ばね受部の基端部の円周方向両側から円周方向へ突出して形成される一方、前記第２当接部は前記センタープレートにおける前記第２ばね受部の半径方向外側であって円周方向両側に円周方向へ突出して形成されていることを特徴とする捩り振動低減装置。
3. 請求項１または２に記載の捩り振動低減装置において、
   前記一対のサイドプレートどうしを軸方向に連結して結合する連結ピンが設けられ、該連結ピンの半径方向の位置は、前記中間部材の前記環状部と前記センタープレートの前記第２ばね受部との間であることを特徴とする捩り振動低減装置。

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