(57)【要約】【課題】  減衰機能を備えたダンパスプリングの提供。【解決手段】  ダンパスプリング１の両端にはアダプタ２，３を配置し、一方のアダプタ３にはダンパスプリングの中心穴に収容されるシリンダー７を形成し、他方のアダプタ２からロッド５を延ばすと共に先端にはピストン６を設け、そして該ピストン６を上記シリンダー７に収容し、シリンダー７内には作動油８を充填すると共に、該シリンダー７には外部と作動油８の出入が出来る小さいオリフィス穴９を形成している。【選択図】    図１
2011214600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減衰機能を備えたダンパスプリングにおいて、該ダンパスプリングの両端にはアダプタを配置し、一方のアダプタにはダンパスプリングの中心穴に収容されるシリンダーを形成し、他方のアダプタからロッドを延ばすと共に先端にはピストンを設け、そして該ピストンを上記シリンダーに収容し、シリンダー内には作動油を充填すると共に、該シリンダーには外部と作動油の出入が出来る小さいオリフィス穴を形成したことを特徴とする減衰機能を備えたダンパスプリング。
【請求項２】
上記アダプタを樹脂製とした請求項１記載の減衰機能を備えたダンパスプリング。
【請求項３】
トルクコンバータなどの流体継手内に収容され、タービンランナとピストンとを弾性的に連結し、ピストンがフロントカバーに係合する際の衝撃トルクを緩和し、又ピストンがフロントカバーに係合したロックアップ状態においては、エンジンのトルク変動を吸収するダンパ装置において、該ダンパ装置はピストン側バネ押えとタービン側バネ受けの間に複数本のダンパスプリングを配列し、ここで、該ダンパスプリングの両端にはアダプタを配置し、一方のアダプタには該ダンパスプリングの中心穴に収容されるシリンダーを形成し、他方のアダプタからロッドを延ばすと共に先端にはピストンを設け、そして該ピストンを上記シリンダーに収容し、シリンダー内には作動油を充填すると共に、該シリンダーには外部と作動油の出入が出来る小さいオリフィス穴を形成したことを特徴とするダンパ装置。
【請求項４】
プレートとディスクを組み合わせてピストンの動きで作動する入力側クラッチと、該プレートとディスクが互いに係合する際の衝撃トルク及び係合状態でのエンジンのトルク変動を吸収する発進装置のダンパ装置において、該ダンパ装置は入力側バネ押えと出力側バネ受けの間に複数本のダンパスプリングを配列し、ダンパスプリングの両端にはアダプタを配置し、一方のアダプタには該ダンパスプリングの中心穴に収容されるシリンダーを形成し、他方のアダプタからロッドを延ばすと共に先端にはピストンを設け、そして該ピストンを上記シリンダーに収容し、シリンダー内には作動油を充填すると共に、該シリンダーには外部と作動油の出入が出来る小さいオリフィス穴を形成したことを特徴とするダンパ装置。
【請求項５】
上記バネ受けとしてのバネ収容空間内に２本のダンパスプリングを直列して配列し、その間には中間部材の外周に形成したセパレータを介在した請求項３、又は請求項４記載のダンパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコイルスプリングにアダプタを組み合わせて減衰機能を備えたダンパスプリング及び該ダンパスプリングを用いて構成するダンパ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コイルスプリングを押圧・圧縮して力を除去するならば、該コイルスプリングは伸縮を繰返しながら減衰する。該コイルスプリングが使用される用途は無数にあり、基本的には荷重が作用することで圧縮変形し、作用する衝撃を緩和する為に用いられる場合が多い。勿論、その他にも荷重と伸びの比例関係を利用した重量測定装置などに用いる場合もある。
【０００３】
ところで、衝撃トルクを緩和する為に使用されるケースとして、トルクコンバータのダンパ装置がある。トルクコンバータは一種の流体継手であって、作動流体を介してポンプインペラの回転をタービンランナへ伝えることが出来、該タービンランナから出力軸へ伝達される。そして、タービンランナの回転速度が所定の領域を超えて高くなると、ピストンが作動してフロントカバーと係合し、その結果、作動流体を媒介とすることなく入力側トルクは出力軸へ直接伝達される。
【０００４】
図６は従来のトルクコンバータの断面を示している。同図の（イ）はポンプインペラ、（ロ）はタービンランナ、（ハ）はステータ、そして（ニ）はピストンをそれぞれ示し、これらはトルクコンバータ外殻（ム）内に収容されている。そこでエンジンからの動力を得てフロントカバー（ホ）が回転し、該フロントカバー（ホ）と一体となっているポンプインペラ（イ）が回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナ（ロ）が回る。
【０００５】
そしてタービンランナ（ロ）のタービンハブ（ヘ）には出力軸(図示なし)が嵌って、タービンランナ（ロ）の回転をトランスミッション(図示なし)へ伝達することが出来る。トルクコンバータは一種の流体継手である為、ポンプインペラ（イ）の回転速度が低い場合には、タービンランナ（ロ）の回転を停止することが出来(車を停止することが出来)、しかしポンプインペラ（イ）の回転速度が高くなるにつれてタービンランナ（ロ）は回り始め、さらに高速になるにつれてタービンランナ（ロ）の速度はポンプインペラ（イ）の回転速度に近づく。しかし作動流体を媒介としているトルクコンバータでは、タービンランナ（ロ）の回転速度はポンプインペラ（イ）と同一速度にはなり得ない。
【０００６】
そこで、同図にも示しているようにトルクコンバータ外殻（ム）内にはピストン（ニ）が設けられていて、タービンランナ（ロ）の回転速度が所定の領域を越えた場合には、該ピストン（ニ）が軸方向に移動してフロントカバー（ホ）に係合するように作動する。ピストン外周には摩擦材（ト）が取り付けられている為に、該ピストン（ニ）は滑ることなくフロントカバー（ホ）と同一速度で回転することが出来る。そしてこのピストン（ニ）はタービンランナ（ロ）と連結していて、タービンランナ（ロ）はピストン（ニ）によって直接回されることになり、エンジンからの動力をトランスミッションへ、流体を介することによるロスを伴うことなくほぼ１００％の高効率で伝達することが出来る。
【０００７】
このように、タービンランナ（ロ）の回転速度が高くなって、ある条件になった時に、ピストン（ニ）はフロントカバー（ホ）に係合するが、しかし係合前は、タービンランナ（ロ）とフロントカバー（ホ）の回転速度は完全に同一ではない為に、ピストン（ニ）がフロントカバー（ホ）に係合することで、速度差に基づく衝撃が発生する。この係合時の衝撃を緩和し、一方では係合後にエンジンのトルク変動を伝えない為にピストン（ニ）とタービンランナ（ロ）との間にはダンパスプリング（チ）、（チ）・・・を備えたダンパ装置（ヌ）が取り付けられている。
【０００８】
したがって、タービンランナ（ロ）と共に同一速度で回転しているピストン（ニ）が僅かに速いフロントカバー（ホ）に係合する際、ピストン（ニ）の速度は瞬間的に高くなってタービンランナ（ロ）をより速く回そうとするトルクが作用する。この衝撃的トルクをダンパスプリング（チ）、（チ）・・・が圧縮変形して吸収するように構成されている。ピストン（ニ）はタービンランナ（ロ）のタービンハブ（ヘ）に同軸を成して取り付けられているが、ダンパスプリング（チ）、（チ）・・・の圧縮変形によって上記タービンランナ（ロ）と位相差を生じることが出来る構造となっている。
【０００９】
図７は従来のダンパ装置（ヌ）を示す具体例である。このダンパ装置（ヌ）は入力側中央ディスク（リ）の両面側に出力側プレート（ル）と（オ）を配置し、上記ダンパスプリング（チ）、（チ）・・・は出力側プレート（ル）、（オ）に形成しているバネ収容空間（ワ）、（ワ）・・・に収容されている。そして、ダンパスプリング（チ）、（チ）は２本１組と成って入力側中央ディスク（リ）に形成しているバネ押え（ヨ）、（ヨ）間に直列状態で配列し、両ダンパスプリング（チ）、（チ）の間には中間部材（タ）の外周側へ突出しているセパレータ（レ）が介在している。
【００１０】
そして、一方の出力側プレート（オ）の内周部（カ）は上記タービンハブ（ヘ）にタービンランナ（ロ）と共にリベット止めされている。従って、ピストン（ニ）がフロントカバー（ホ）に係合する際に発生する衝撃トルクは入力側中央ディスク（リ）へ伝わり、該入力側中央ディスク（リ）に形成しているバネ押え（ヨ）、（ヨ）・・・にてダンパスプリング（チ）、（チ）・・・は圧縮変形する。
【００１１】
この場合、ダンパスプリング（チ）、（チ）・・・は２本１組と成ってバネ収容空間（ワ）、（ワ）・・・に収容され、しかも２本のダンパスプリング（チ）、（チ）の間にはセパレータ（レ）が介在していることで、ダンパスプリング（チ）、（チ）の圧縮変形に伴って中間部材（タ）は回転する。その為に、両ダンパスプリング（チ）、（チ）は均等に圧縮変形することが出来る。
【００１２】
上記ダンパスプリング（チ）、（チ）・・・を直列状態に配列することで、大きな圧縮変形を実現することが出来る為に大きさ衝撃トルクの緩和が行われ、又比較的小さな衝撃トルクを吸収することも出来る。すなわち、ピストン（ニ）がフロントカバー（ホ）に係合状態にある場合のエンジンのトルク変動が吸収される。しかし、これらダンパスプリング（チ）、（チ）・・・は大きさ衝撃トルクの発生に伴って圧縮変形するが、圧縮変形後は再び伸びて、所定の時間にわたって伸縮動を繰り返す。その為に、タービンハブ（ヘ）の軸穴に嵌る出力軸へはトルク振動となって伝達される。これは、必然的に車両の振動となって現れる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このように、トルクコンバータを構成するダンパ装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、伸縮動をいつまでも繰り返すことなく、直ちに減衰することが出来るダンパスプリング並びに該ダンパスプリングを用いたダンパ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係るダンパスプリングは減衰機能を備えている。その為に、ダンパスプリングの両端にはアダプタが配置され、一方のアダプタにはシリンダーを設け、他方のアダプタにはピストンを設けていて、ピストンはシリンダーに収容されて摺動することが出来る。そして、シリンダー内には作動油が充填されていて、ピストンの摺動に伴って該作動油が流れ、この流れに伴い粘性抵抗を発生し、この粘性抵抗にてダンパスプリングの伸縮振動を減衰する。
【００１５】
ここで、シリンダーの底部又はその他の場所に細い（小径の）オリフィス穴を貫通して設け、ピストンの摺動に伴って作動油はオリフィス穴を粘性抵抗を伴って流れ、シリンダー内に出入することが出来るようにしている。ところで、アダプタに設けたシリンダー及びピストンは、ダンパスプリングの伸縮に伴って動作し、シリンダー内に収容されているピストンはダンパスプリングの伸縮と共に摺動することが出来る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のダンパスプリングはその両端にアダプタを配置し、このアダプタはスプリングシートとして機能し、ダンパスプリングに偏荷重を作用することなく均等に負荷してダンパスプリングは伸縮することが出来る。そして、一方のアダプタに設けたシリンダーには他方のアダプタに設けたピストンが収容されて、ダンパスプリングの伸縮に伴って摺動することが出来、この際、シリンダーから出入りする作動油の流れに伴う粘性抵抗が発生する。
【００１７】
従って、この粘性抵抗によってダンパスプリングの伸縮動は直ちに減衰することが出来る。このダンパスプリングをトルクコンバータのダンパ装置に用いるならば、出力軸に発生するトルク振動を極力抑えることが出来る。又、アダプタのシリンダーはダンパスプリングの軸穴に収容されることで、寸法の変更をすることなく、従来のダンパ装置のダンパスプリングとしてそのまま使用出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る減衰機能を備えたダンパスプリングの実施例。
【図２】本発明の減衰機能を備えたダンパスプリングの図案化。
【図３】本発明の減衰機能を備えたダンパスプリングの「たわみ」と「荷重」の関係を示すグラフ。
【図４】ダンパスプリングを取付けた本発明のダンパ装置。
【図５】ダンパ装置の一部拡大図。
【図６】従来のトルクコンバータ。
【図７】従来のダンパ装置。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明に係る減衰機能を備えたダンパスプリングを示す実施例であり、同図の１はダンパスプリング、２はアダプタ、３は別のアダプタを表している。ダンパスプリング１は線材４を巻いたコイルスプリングとして形成され、このダンパスプリング１の左端に上記アダプタ２が配置され、右端には上記アダプタ３が配置されている。
【００２０】
そこで、上記両アダプタ２，３を押圧するならば、ダンパスプリング１は圧縮変形することが出来る。アダプタ２，３は円盤状を成し、その外径はダンパスプリング１を均等に圧縮することが出来るようにほぼ同じ大きさと成っている。そして、一方のアダプタ２（左側のアダプタ）からロッド５を延ばし、先端にはピストン６を形成し、又他方のアダプタ３（右側のアダプタ）にはシリンダー７を形成している。これらピストン６及びシリンダー７はダンパスプリング１の中心穴に位置し、シリンダー７内にはピストン６が収容されている。
【００２１】
そして、シリンダー７内には作動油８が充填されていて、ピストン６がシリンダー７内を軸方向に摺動するならば、作動油８はピストン６に押されてシリンダー７の底に形成しているオリフィス穴９を流れて出入りすることが出来る。図１において、両アダプタ２，３に押圧力が働くならば、ダンパスプリング１は圧縮変形すると共に、ピストン６はシリンダー７内を右方向へ移動する。そして、作動油８はピストン６が右方向へ移動することで該オリフィス穴９を流れて外へ出る。
【００２２】
逆に、ピストン６が後退（左方向へ移動）するならば、作動油８は外からオリフィス穴９を流れてシリンダー７に入ることが出来る。ここで、上記オリフィス穴９は内径の小さい穴であり、このオリフィス穴９を作動油８が流れる際に粘性抵抗が発生する。オリフィス穴９を流れる粘性抵抗によって、ダンパスプリング１の伸縮動が減衰するようになる。ここで、該オリフィス穴９の位置はシリンダー７の底に限らず、底部であればよい。そして、ピストン６が嵌るシリンダー７との間には僅かな隙間を残し、ピストン６の摺動に伴って作動油８が該隙間を流れるようにすることも可能である。又は、ロッド５とシリンダー先端に設けている穴との間に隙間を形成して作動油８の出入をさせることも出来る。
【００２３】
上記図１に示す減衰機能を備えたダンパスプリング１を図案化したのが図２である。そこで、図２（ａ）はダンパスプリング１とシリンダー７が並列状態で配置され、ダンパスプリング１の伸縮動をシリンダー７にて減衰させることが出来る。すなわち、シリンダー７はダンパスプリング１の伸縮動に抵抗を与え、直ちに減衰させるように機能する。この抵抗は作動油８の流れに基づく粘性抵抗であり、ダンパスプリング１の伸縮エネルギーは作動油８の流れに基づく粘性抵抗にて吸収される。
【００２４】
そして、図２（ｂ）はシリンダー７の他に、アダプタ２，３の弾性変形を考慮した場合を表している。すなわち、ピストン６が摺動してシリンダー７の底に当ることで該アダプタ２，３全体が弾性変形することが出来る。その為に、アダプタ２，３は弾性変形し易いようにその材質は樹脂としている。該樹脂は金属製アダプタ２，３に比較してバネ定数は低くて変形することが出来、その為にダンパスプリング１と共に衝撃エネルギーを吸収することが出来る。
【００２５】
図３は減衰機能を備えたダンパスプリングの「たわみ」と「荷重」の関係を表しているグラフである。同グラフから明らかなように、両アダプタ２，３に荷重が作用するならば、ダンパスプリング１は圧縮変形し、撓み量がＡまでは該荷重と比例して直線状に増加する。撓み量Ａの地点はピストン６がシリンダー７の底に当った場合であり、その後は、荷重が急激に増加する。これはダンパスプリング１の圧縮変形に両アダプタ２，３の弾性変形が加わった状態での「たわみ」と「荷重」の関係である。
【００２６】
ところで、本発明に係る減衰機能を備えたダンパスプリング１の用途は色々あり、特に限定するものではないが、その１つとしてトルクコンバータに内蔵されて衝撃トルクを緩和することが出来るダンパ装置に使用されるダンパスプリングとして用いられる。すなわち、前記図７に示すダンパ装置のダンパスプリング（チ）の代わりに図１に示す減衰機能を備えたダンパスプリング１に置き換えることが可能である。
【００２７】
図４は本発明に係るダンパ装置を示す実施例であり、図７に相当する。このダンパ装置は入力側中央ディスク１４の両面側に出力側プレートを配置し、上記ダンパスプリング１，１・・・は出力側プレートに形成しているバネ収容空間１２，１２・・・に収容されている。そして、ダンパスプリング１，１・・・は２本１組と成って入力側中央ディスク１４に形成しているバネ押え１３，１３間に直列状態で配列し、両ダンパスプリング１，１の間には中間部材１０の外周側へ突出しているセパレータ１１が介在している。
【００２８】
図５は本発明の減衰機能を備えたダンパスプリング１を用いて構成される上記図４に示すダンパ装置の一部拡大図を示している。ダンパ装置のバネ収容空間に図１に示すダンパスプリング１が収容され、該ダンパスプリング１の両端にはアダプタ２とアダプタ３が配置されて、ダンパスプリング１は両アダプタ２，３を介して押圧される。
【００２９】
ここで、直列状態の両ダンパスプリング１，１の伸縮動作に関しては前記図７にて説明したと同じであり、入力側中央ディスク１４に設けているバネ押え１３によって押圧される。そして、ダンパスプリング１，１は均等に圧縮変形し、同時にピストン６，６はシリンダー７，７に沿って摺動する。そして、シリンダー７に入っている作動油８はシリンダー７，７の底に形成しているオリフィス穴９，９を流れて出入りする。
【００３０】
従って、バネ押え１３にて押圧されて圧縮変形したダンパスプリング１，１はある程度伸びて復元するが、何時までも伸縮動を繰り返すことはない。すなわち、直ちに減衰することが出来る。このように、本発明ではダンパスプリング１に減衰機能を持たせることで、ダンパ装置の構造は非常に簡単と成り、トルクコンバータの出力軸にトルク振動を伝えず、車両振動を抑制出来る。
【００３１】
ところで、ダンパスプリング１に組み付けられるアダプタ２，３は金属製でもよいが、樹脂を使用することで接触部の摩擦抵抗並びに摩耗が軽減される。そして、樹脂製アダプタ２，３は鉄製に比べて柔らかい為、ダンパスプリング１への組付け作業が容易になる。
【符号の説明】
【００３２】
１  ダンパスプリング
２  アダプタ
３  アダプタ
４  線材
５  ロッド
６  ピストン
７  シリンダー
８  作動油
９  オリフィス穴
10  中間部材
11  セパレータ
12  バネ収容空間
13  バネ押え
14  入力側中央ディスク
【図１】
2011214600.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011214600.tif 000007
【図６】
2011214600.tif 000008
【図７】
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