(57)【要約】【課題】ダンパ装置に関し、内燃機関の振動に起因するこもり音を効果的に抑制する。【解決手段】駆動軸に連結される第１の回転体２と、被駆動軸に連結される第２の回転体１０とを回転軸CLの回転方向を変位方向とする複数のコイルバネ４、８を介して接続する。これらコイルバネ４、８は回転軸CLからの距離を異ならせて配置し、連結部材６を介して直列に接続する。【選択図】図１
2008002545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と被駆動軸の何れか一方に連結される第１の回転体と、
前記第１の回転体と同一の回転軸を有し、前記駆動軸と前記被駆動軸の何れか他方に連結される第２の回転体と、
前記第１の回転体に接続される第１の弾性部材、及び前記第２の回転体に接続される第２の弾性部材を含む、前記回転軸からの距離を異ならせて配置された前記回転軸の回転方向を変位方向とする複数の弾性部材と、
前記複数の弾性部材を直列に接続する接続手段と、
を備えることを特徴とするダンパ装置。
【請求項２】
前記弾性部材はコイルバネであることを特徴とする請求項１記載のダンパ装置。
【請求項３】
直列に接続される前記複数のコイルバネは、前記回転軸から遠くに配置されるものほどバネ長さを長く設定されていることを特徴とする請求項２記載のダンパ装置。
【請求項４】
前記コイルバネの伸縮を制限する制限手段をさらに備え、
前記回転軸から遠くに配置されるコイルバネは、前記第１及び第２の回転体間の捩れに対し、前記回転軸の近くに配置されるコイルバネよりも小さい捩れ角で伸縮を制限されることを特徴とする請求項３記載のダンパ装置。
【請求項５】
前記コイルバネは前記回転軸を中心とする径の異なる複数の円周上に円周毎に複数ずつ分散して配置され、
前記接続手段は同一の円周上に配置されたコイルバネ同士を並列に接続し、径の異なる円周上に配置されたコイルバネ同士を直列に接続していることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載のダンパ装置。
【請求項６】
前記接続手段は同一の円周上に配置された各コイルバネの一端を連結する連結部材を含み、一つの連結部材が径の異なる円周上に配置されたコイルバネの２つの組間で共用されていることを特徴とする請求項５記載のダンパ装置。
【請求項７】
前記回転軸を中心とする弧状の溝によって前記コイルバネを保持するバネ保持部材をさらに備えることを特徴とする請求項６記載のダンパ装置。
【請求項８】
前記バネ保持部材には前記回転軸からの距離を異ならせて前記溝が２重に設けられ、内側の溝内に配置される各コイルバネがその所定方向の端部を前記バネ保持部材に連結され、且つ、外側の溝内に配置される各コイルバネが前記所定方向とは逆方向の端部を前記バネ保持部材に連結されることで前記連結部材が構成されていることを特徴とする請求項７記載のダンパ装置。
【請求項９】
前記バネ保持部材は前記内側及び外側の溝を前記回転軸に直交する同一の平面上に有していることを特徴とする請求項８記載のダンパ装置。
【請求項１０】
前記コイルバネの前記バネ保持部材に連結されていない側の端部は、前記第１或いは第２の回転体に直接或いは他の部材を介して連結されたバネ座によって支持され、
前記溝には前記バネ座の前記溝に沿った移動を制限するストッパが形成されていることを特徴とする請求項８又は９記載のダンパ装置。
【請求項１１】
前記バネ保持部材は前記回転軸に直交する同一の平面上に配置された径の異なる複数の円筒部材として構成され、
前記複数の円筒部材は内側の円筒部材の外周面によって外側の円筒部材の内周面を回転可能に支持することで互いに位置決めされ、最も外側に配置される円筒部材は前記第１及び第２の回転体の何れか一方に固定され、最も内側に配置される円筒部材は前記第１及び第２の回転体の何れか他方に固定されており、
前記円筒部材のそれぞれに、並列接続される１組の前記コイルバネが保持され、
隣接する前記円筒部材によって保持される２組の前記コイルバネが前記連結部材によって直列に接続されていることを特徴とする請求項７記載のダンパ装置。
【請求項１２】
前記複数の円筒部材はそれぞれ同一面に前記溝が形成されており、
前記連結部材は、前記溝の蓋となる環状のプレート部と、前記プレート部に形成されて内側の円筒部材の溝内に突出する第１のバネ座と、前記プレート部に形成されて外側の円筒部材の溝内に突出する第２のバネ座とから構成されていることを特徴とする請求項１１記載のダンパ装置。
【請求項１３】
隣接する前記円筒部材間には前記円筒部材間の相対的な回転を制限するストッパが設けられていることを特徴とする請求項１１又は１２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、内燃機関から変速機へのトルクの伝達径路に配置され内燃機関のトルク変動を吸収するダンパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車において燃費の向上を図るには、内燃機関から変速機を経て車輪に至るまでの動力の伝達効率を高めることが肝要である。しかし、この動力伝達系を単純にリジットに構成したのでは、伝達効率は向上するものの、内燃機関の爆発に起因するトルク変動も駆動系に伝えてしまい、こもり音や車両振動が増大するという不具合が発生することになる。このような不具合を防止する手段として、内燃機関と変速機との間にトルク変動を吸収するダンパ装置が設けられている。
【０００３】
従来のダンパ装置は、例えば、特許文献１に記載されるように、内燃機関の出力軸と一体回転する回転体と、変速機の入力軸と一体回転する回転体とを、それらの回転方向に伸縮する複数のコイルバネ（詳しくは、トーションスプリング）を介して互いに連結した構成になっている。この構成により、内燃機関のトルク変動は、回転体間においてコイルバネの伸縮によって吸収され、トルク変動の変速機への伝達は抑制される。
【特許文献１】特開２００４−８４６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両の乗員に不快感を与えるこもり音は、内燃機関の爆発１次の振動に起因して発生する。こもり音の発生を防ぐためには、コイルバネのバネ定数をできる限り小さくして振動を滑らかに吸収することが有効である。ただし、内燃機関のトルクに応じたバネ力をコイルバネに発生させるためには、バネ定数を小さくする分、コイルバネのストローク量を大きくとる必要がある。
【０００５】
しかしながら、従来のダンパ装置は、回転体の回転軸を中心とする円周上に複数のコイルバネを配置して各コイルバネを２つの回転体で挟んだ構成のため、回転体間でとりうる最大捩れ角は幾何学的に制限されている。このため、回転体間に挟まれるコイルバネのストローク量にも制限があり、バネ定数を小さくするにも限界があった。つまり、従来のダンパ装置の構成では、バネ定数の制約によってこもり音を十分に抑制できないおそれがあった。
【０００６】
なお、コイルバネのストローク量を大きくとる方法として、円周上に配置するコイルバネの数を減らし、回転体間でとりうる最大捩れ角を大きくすることが考えられる。例えば、円周上に長いコイルバネを一本のみ配置すれば、極めて大きなストローク量を確保することができる。しかし、コイルバネの長さを長くするほど、コイルバネと回転体との接触長さが長くなり、また、接触圧も大きくなるため、コイルバネの伸縮時に回転体との間で生じるフリクションは増大する。フリクションの増大は内燃機関から変速機へのトルクの伝達ロスを増大させるだけでなく、実質的なバネ定数（動バネ定数）を大きくしてしまう。つまり、単にコイルバネの数を減らして一本あたりのコイルバネのストローク量を大きくするだけでは、こもり音を効果的に抑制することはできない。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の振動に起因するこもり音を効果的に抑制することのできるダンパ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明のダンパ装置は以下のような構成を採った。
【０００９】
第１の発明としてのダンパ装置は、
駆動軸と被駆動軸の何れか一方に連結される第１の回転体と、
前記第１の回転体と同一の回転軸を有し、前記駆動軸と前記被駆動軸の何れか他方に連結される第２の回転体と、
前記第１の回転体に接続される第１の弾性部材、及び前記第２の回転体に接続される第２の弾性部材を含む、前記回転軸からの距離を異ならせて配置された前記回転軸の回転方向を変位方向とする複数の弾性部材と、
前記複数の弾性部材を直列に接続する接続手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、
前記弾性部材はコイルバネであることを特徴としている。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明において、
直列に接続される前記複数のコイルバネは、前記回転軸から遠くに配置されるものほどバネ長さを長く設定されていることを特徴としている。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明において、
前記コイルバネの伸縮を制限する制限手段をさらに備え、
前記回転軸から遠くに配置されるコイルバネは、前記第１及び第２の回転体間の捩れに対し、前記回転軸の近くに配置されるコイルバネよりも小さい捩れ角で伸縮を制限されることを特徴としている。
【００１３】
第５の発明は、第２乃至第４の何れか１つの発明において、
前記コイルバネは前記回転軸を中心とする径の異なる複数の円周上に円周毎に複数ずつ分散して配置され、
前記接続手段は同一の円周上に配置されたコイルバネ同士を並列に接続し、径の異なる円周上に配置されたコイルバネ同士を直列に接続していることを特徴としている。
【００１４】
第６の発明は、第５の発明において、
前記接続手段は同一の円周上に配置された各コイルバネの一端を連結する連結部材を含み、一つの連結部材が径の異なる円周上に配置されたコイルバネの２つの組間で共用されていることを特徴としている。
【００１５】
第７の発明は、第６の発明において、
前記回転軸を中心とする弧状の溝によって前記コイルバネを保持するバネ保持部材をさらに備えることを特徴としている。
【００１６】
第８の発明は、第７の発明において、
前記バネ保持部材には前記回転軸からの距離を異ならせて前記溝が２重に設けられ、内側の溝内に配置される各コイルバネがその所定方向の端部を前記バネ保持部材に連結され、且つ、外側の溝内に配置される各コイルバネが前記所定方向とは逆方向の端部を前記バネ保持部材に連結されることで前記連結部材が構成されていることを特徴としている。
【００１７】
第９の発明は、第８の発明において、
前記バネ保持部材は前記内側及び外側の溝を前記回転軸に直交する同一の平面上に有していることを特徴としている。
【００１８】
第１０の発明は、第８又は第９の発明において、
前記コイルバネの前記バネ保持部材に連結されていない側の端部は、前記第１或いは第２の回転体に直接或いは他の部材を介して連結されたバネ座によって支持され、
前記溝には前記バネ座の前記溝に沿った移動を制限するストッパが形成されていることを特徴としている。
【００１９】
第１１の発明は、第７の発明において、
前記バネ保持部材は前記回転軸に直交する同一の平面上に配置された径の異なる複数の円筒部材として構成され、
前記複数の円筒部材は内側の円筒部材の外周面によって外側の円筒部材の内周面を回転可能に支持することで互いに位置決めされ、最も外側に配置される円筒部材は前記第１及び第２の回転体の何れか一方に固定され、最も内側に配置される円筒部材は前記第１及び第２の回転体の何れか他方に固定されており、
前記円筒部材のそれぞれに、並列接続される１組の前記コイルバネが保持され、
隣接する前記円筒部材によって保持される２組の前記コイルバネが前記連結部材によって直列に接続されていることを特徴としている。
【００２０】
第１２の発明は、第１１の発明において、
前記複数の円筒部材はそれぞれ同一面に前記溝が形成されており、
前記連結部材は、前記溝の蓋となる環状のプレート部と、前記プレート部に形成されて内側の円筒部材の溝内に突出する第１のバネ座と、前記プレート部に形成されて外側の円筒部材の溝内に突出する第２のバネ座とから構成されていることを特徴としている。
【００２１】
第１３の発明は、第１１又は第１２の発明において、
隣接する前記円筒部材間には前記円筒部材間の相対的な回転を制限するストッパが設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
第１の発明によれば、弾性部材を回転軸からの距離を異ならせて配置することで、回転軸から等距離、つまり、同一円周上にのみ弾性部材を配置する場合に比較してより多くの弾性部材を回転体間に配置することができる。しかも、それら複数の弾性部材を直列に接続することで、弾性部材一つ当たりの変位可能量は小さくとも、ダンパ装置全体としての変位量は大きくとることができる。変位量を大きくとれる分、全体としての弾性係数を小さくすることができ、内燃機関の振動に起因するこもり音を効果的に抑制することが可能になる。
【００２３】
第２の発明によれば、弾性部材としてコイルバネを用いることで、回転体間の伝達トルクに応じた弾性力（バネ力）を容易に確保することができる。また、コイルバネによれば伝達トルクの振動に対する伸縮量の変化を大きくとることができるので、振動を効率良く吸収して効果的にこもり音を抑制することができる。さらに、複数のコイルバネの直列接続によれば、一本の長いコイルバネを用いる場合に比較して伸縮時のフリクションは低減されるので、動バネ定数を小さくして効果的にこもり音を抑制することができる。
【００２４】
コイルバネを配置可能なスペースは回転軸から離れるほど大きくなり、回転軸から離れるほどより長いコイルバネを配置することができる。材質、線形、外形等の条件が等しいならば、コイルバネのバネ定数はバネ長さに反比例し、直列接続されるコイルバネの全長が長くなるほど、全体としてのバネ定数は小さくなる。第３の発明によれば、回転軸から遠くに配置されるコイルバネほど、そのバネ長さを長くすることで、スペースを有効に利用しながらダンパ装置全体としてのバネ定数を小さくすることができる。
【００２５】
第４の発明によれば、回転体間に捩れが生じたとき、回転軸から遠くに配置されるコイルバネから順に伸縮を制限していくことができる。つまり、バネ定数の小さいコイルバネから順に伸縮を制限していくことができる。これによれば、こもり音の抑制効果が高いバネ定数の小さいコイルバネを有効に働かせつつ、トルクと回転体間の捩れ角との関係を多段階に変化させることができる。
【００２６】
第５の発明によれば、同一円周上に配置される複数のコイルバネの並列接続によって大トルクにも対応可能なバネ力を確保しつつ、径の異なる円周上に配置されたコイルバネ同士の直列接続によってダンパ装置全体としてのバネ定数を小さくすることができる。つまり、コイルバネの配置スペースを最大限に利用して、大トルクに対応可能なバネ力の確保とこもり音の抑制とを両立させることができる。
【００２７】
第６の発明によれば、同一円周上に配置される複数のコイルバネの並列接続と、径の異なる円周上に配置されたコイルバネ同士の直列接続とを簡素な構成によって実現することができる。
【００２８】
第７の発明によれば、バネ保持部材によってコイルバネを一定の姿勢に保持することができ、また、コイルバネを回転軸の回転方向に沿って伸縮させることができる。
【００２９】
第８の発明によれば、一つのバネ保持部材で内外２組のコイルバネを保持することができる。さらに、このバネ保持部材は連結部材としても機能し、各溝内に配置されるコイルバネの並列接続と、内外２組のコイルバネ間の直列接続とを行うことができる。第８の発明によれば、部品点数を少なくして構成を簡素化することができる。
【００３０】
第９の発明によれば、各コイルバネを回転軸に直交する一つの面内に集約して配置することができるので、軸方向の長さの短縮によるダンパ装置の小型化が可能になる。
【００３１】
第１０の発明によれば、ストッパによってバネ座の溝に沿った移動が制限されることで、コイルバネの伸縮が制限される。コイルバネの伸縮が制限されるときの回転体間の捩れ角は、溝に形成するストッパの位置によって調整することができる。したがって、第１０の発明によれば、回転体間に捩れが生じたとき、回転軸から遠くに配置されるコイルバネから順に伸縮を制限していくことは容易である。
【００３２】
第１１の発明によれば、各コイルバネを回転軸に直交する一つの面内に集約して配置することができるので、軸方向の長さの短縮によるダンパ装置の小型化が可能になる。また、同心に配置する円筒部材の数に構造上の制約はなく、円筒部材の配置数によって直列接続されるコイルバネの本数を任意に設定することできる。また、各円筒部材はその円筒面で相互に支持されているので、高い位置決め精度を実現することができ部材間のフリクションを低減することができる。
【００３３】
第１２の発明によれば、連結部材の薄型化によって軸方向の長さをより短縮することができ、ダンパ装置のさらなる小型化が可能になる。また、連結部材はプレートの成形によって容易に作製することができる。
【００３４】
第１３の発明によれば、ストッパによって円筒部材間の相対的な回転が制限されることで、コイルバネの伸縮が制限される。コイルバネの伸縮が制限されるときの回転体間の捩れ角は、円筒部材間に設けるストッパの位置によって容易に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
まず、本発明にかかるダンパ装置の基本構成について図１を用いて説明する。図１は本発明にかかるダンパ装置をモデル化して示す図である。このダンパ装置モデルでは、回転軸CLを中心に回転可能な２つの回転体２、１０が備えられている。一方の回転体２は内燃機関（以下、エンジン）の駆動軸に連結され、もう一方の回転体１０は変速機に繋がる被駆動軸に連結されている。
【００３６】
また、このダンパ装置モデルでは、回転軸CLからの距離を異ならせてコイルバネ４、８が２列配置されている。各コイルバネ４、８はその変位方向を回転軸CLの回転方向に向けられている。外側のコイルバネ４の回転軸CLからの距離をROUTとし、内側のコイルバネ８の回転軸CLからの距離をRIN（RIN＜ROUT）とする。外側のコイルバネ４は一方の端部を回転体２に接続され、内側のコイルバネ８は外側のコイルバネ４とは逆方向の端部を回転体１０に接続されている。各コイルバネ４、８の回転体２、１０に接続されていない側の端部は、ともに連結部材６に接続されている。つまり、２つのコイルバネ４、８は、回転体２、１０間で連結部材６を介して直列に接続されている。
【００３７】
上記のダンパ装置モデルでは、回転体２から回転体１０へのトルクの伝達は、コイルバネ４、８を介して行われる。各コイルバネ４、８は伝達されるトルクの大きさに応じて圧縮され、圧縮量の二乗に比例する弾性エネルギを蓄える。また、回転体２に入力されるトルクに振動成分がある場合は、振動成分のエネルギはコイルバネ４、８の伸縮によって熱に変換される。これにより、トルクの振動成分はコイルバネ４、８において吸収され、回転体１０からは振動成分が緩和されたトルクが出力される。
【００３８】
ダンパ装置には、エンジンの出力するトルクの範囲内においてトルク変動を滑らかに吸収することが求められる。特に、こもり音の発生原因となるエンジンの１次振動は可能な限り吸収したい。このような要求に対し、上記のダンパ装置モデルでは、複数のコイルバネ４、８を回転軸CLからの距離を異ならせて配置し、それらを直列に接続することとしている。このような配置によれば、回転軸CLから等距離、つまり、同一円周上にのみコイルバネを配置する場合に比較してより多くのコイルバネを回転体２、１０間に配置することができる。しかも、それらコイルバネ４、８を直列に接続することで、コイルバネ一つ当たりの変位可能量は小さくとも、ダンパ装置全体としての変位量、すなわち、回転体２、１０間の捩れ角は大きくとることができる。上記のダンパ装置モデルによれば、従来のダンパ装置に比較して捩れ角を大きくとれる分、ダンパ装置全体としてのバネ定数を小さくすることができ、エンジンの１次振動を効果的に吸収することが可能である。
【００３９】
上記のように、ダンパ装置がトルク変動を吸収する性能は、ダンパ装置全体としてのバネ定数を小さくすることで高めることができる。上記のダンパ装置モデルにおいて、ダンパ装置全体としてのバネ定数、特に、こもり音が発生しやすいトルク域におけるバネ定数を最も小さくするためには、各コイルバネ４、８のバネ定数は以下に説明するようにして選定すればよい。以下の説明では、複数の選定方法を一定の条件のもとで比較するものとする。比較条件として、ダンパ装置の容量、すなわち、ダンパ装置に蓄えられるエネルギ量は、選定方法によらず同一とする。また、コイルバネ４、８が最小設定値まで縮んだときのトルクをストッパトルクSとし、こもり音の発生域の上限トルクをこもり音上限トルクKとすると、ストッパトルクSとこもり音上限トルクKとの比は、３対２とする。また、外側コイルバネ４の距離をROUTと内側コイルバネ８の距離RINとの比は、２対１とする。
【００４０】
図２は、ダンパ装置モデルのコイルバネ４、８のバネ定数の選定方法について説明するための図である。図２中に示す（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）のグラフは、それぞれ異なる選定方法でバネ定数を選定した場合の捩れ角とトルクとの関係を示している。各グラフにおいて、実線は外側コイルバネ４の捩れ角とトルクとの関係を示し、破線は内側コイルバネ８の捩れ角とトルクとの関係を示し、一点鎖線はダンパ装置全体としての捩れ角とトルクとの関係を示している。
【００４１】
図２（ａ）は、各コイルバネ４、８の最大捩れ角を同一とする場合の、捩れ角とトルクとの関係を示す図である。外側コイルバネ４のバネ定数をkoとすると、内側コイルバネ８のバネ定数はko/2となる。各コイルバネ４、８の最大捩れ角は、回転体２、１０間に作用するトルクがストッパトルクSに達したときの捩れ角となる。この場合、ダンパ装置全体のバネ定数は、内側コイルバネ８が最大捩れ角に達するまでは両コイルバネ４、８の合成バネ定数ko/3となり、それ以降の捩れ角では外側コイルバネ４のバネ定数koとなる。内側コイルバネ８はこもり音上限トルクKに達する前に最大捩れ角に達するため、ダンパ装置全体のバネ定数はこもり音域内でko/3からkoに変化する。
【００４２】
図２（ｂ）は、各コイルバネ４、８の最大トルクを同一とする場合の、捩れ角とトルクとの関係を示す図である。図２（ａ）の場合とダンパ装置の容量が等しいとすると、外側コイルバネ４のバネ定数はkoとなり、内側コイルバネ８のバネ定数は2koとなる。この場合、ダンパ装置全体のバネ定数は、回転体２、１０間に作用するトルクがストッパトルクSに達するまで一定値、すなわち、両コイルバネ４、８の合成バネ定数2ko/3となる。
【００４３】
図２（ｃ）は、外側コイルバネ４の許容トルクをこもり音上限トルクKに設定する場合の、捩れ角とトルクとの関係を示す図である。この場合、ストッパトルクSは内側コイルバネ８に作用することになる。図２（ａ）の場合とダンパ装置の容量が等しいとすると、外側コイルバネ４のバネ定数を4ko/9となり、内側コイルバネ８のバネ定数は2koとなる。この場合、ダンパ装置全体のバネ定数は、回転体２、１０間に作用するトルクがこもり音上限トルクKに達するまでは両コイルバネ４、８の合成バネ定数4ko/11となり、こもり音上限トルクK以上では内側コイルバネ８のバネ定数2koとなる。
【００４４】
図２（ｄ）は、内側コイルバネ８の許容トルクをこもり音上限トルクKに設定する場合の、捩れ角とトルクとの関係を示す図である。この場合、ストッパトルクSは外側コイルバネ４に作用することになる。図２（ａ）の場合とダンパ装置の容量が等しいとすると、外側コイルバネ４のバネ定数をkoとなり、内側コイルバネ８のバネ定数は8ko/9となる。この場合、ダンパ装置全体のバネ定数は、回転体２、１０間に作用するトルクがこもり音上限トルクKに達するまでは両コイルバネ４、８の合成バネ定数8ko/17となり、こもり音上限トルクK以上では外側コイルバネ４のバネ定数koとなる。
【００４５】
上記の４つの選定方法を比較すると、こもり音域におけるバネ定数を最も小さくすることができるのは、図２（ｃ）に示す方法となる。つまり、外側コイルバネ４の許容トルクをこもり音上限トルクKに設定し、内側コイルバネ８の許容トルクをストッパトルクSに設定することで、ダンパ装置全体としてのバネ定数をこもり音域の全域にわたって小さくすることができる。
【００４６】
なお、各コイルバネ４、８バネ定数の選定結果は、ストッパトルクSとこもり音上限トルクKとの比や、外側コイルバネ４の距離ROUTと内側コイルバネ８の距離RINとの比によって異なった結果になる可能性がある。また、上記のダンパ装置モデルではコイルバネは径方向に２列配置されているが、コイルバネがより多数列配置されている場合には、上記の選定方法とは異なる方法で各コイルバネのバネ定数を選定する必要がある。しかしながら、上記の選定方法を応用することは可能であり、比較条件を明確にして複数の方法を比較することで、ダンパ装置全体としてのバネ定数をこもり音域の全域にわたって小さくするのに最適なバネ定数を選定することができる。
【００４７】
以下では、本発明にかかるダンパ装置のより具体的な実施の形態について説明する。なお、以下に説明する何れの実施の形態においても、ダンパ装置の構成には上記のダンパ装置モデルの構成が応用されている。
【００４８】
実施の形態１.
図３乃至図７を参照して本発明の実施の形態１について説明する。
【００４９】
［実施の形態１のダンパ装置の構成］
図３は、本発明の実施の形態１としてのダンパ装置１００の構成を示す断面図である。本実施の形態のダンパ装置１００は、エンジンから変速機へのトルクの伝達径路に配置される。図３に示すように、ダンパ装置１００は、駆動軸であるエンジン連結シャフト１０２と、被駆動軸である変速機連結シャフト１２０との間に設けられている。エンジン連結シャフト１０２と変速機連結シャフト１２０は、ともに同一の回転軸CLを有している。
【００５０】
ダンパ装置１００の外殻は、エンジン側ケーシング１０４と変速機側ケーシング１２４とに分割されている。ケーシング１０４は、エンジン連結シャフト１０２の先端にエンジン連結シャフト１０２と一体に設けられている。ケーシング１２４は変速機連結シャフト１２０に回転自在に支持されている。ケーシング１０４は、ケーシング１２４の方へ延びてダンパ装置１００の胴部を形成する外筒部１０６を有している。ケーシング１０４の外筒部１０６とケーシング１２４とは、ボルト及びナットからなる締結具１２８を介して結合されている。本実施の形態では、ケーシング１０４が本発明にかかる「第１の回転体」に相当している。
【００５１】
ケーシング１０４、１２４の内部であって変速機連結シャフト１２０の先端には、スリーブ１３０が嵌められている。スリーブ１３０と変速機連結シャフト１２０とは、スプラインによって結合されている。スリーブ１３０の変速機側の端部には、径方向に広がる円鍔１３２が形成されている。本実施の形態では、これらスリーブ１３０及び円鍔１３２が本発明にかかる「第２の回転体」に相当している。
【００５２】
スリーブ１３０には、厚みのないディスク１４０が回転自在に支持されている。ディスク１４０の中心部にはスリーブ１４２が形成され、このスリーブ１４２の内周面がスリーブ１３０の外周面に摺動自在に接触している。ディスク１４０の両側、すなわち、エンジン側と変速機側には、それぞれ厚みのあるディスク１６０、１８０が配置されている。エンジン側のディスク（以下、フロントディスク）１６０は、ケーシング１０４と中央のディスク（以下、センタディスク）１４０との間に配置され、中心部に形成された貫通孔をスリーブ１４２の外表面に回転自在に支持されている。変速機側のディスク（以下、リアディスク）１８０は、スリーブ１３０に形成された円鍔１３２とセンタディスク１４０との間に配置され、中心部に形成された貫通孔をスリーブ１４２の外表面に回転自在に支持されている。
【００５３】
図４は、フロントディスク１６０を軸方向に変速機側から見た平面図である。図３及び図４に示すように、フロントディスク１６０には、回転軸CLを中心とする弧状の溝１６２、１６４、１６６、１６８が形成されている。各溝１６２、１６４、１６６、１６８は回転軸CLからの距離を異ならせて形成されている。このうち最も内側の溝１６２と内側から３列目の溝１６６とはケーシング１０４の側（エンジン側）に形成され、内側から２列目の溝１６４と最も外側の溝１６８とはセンタディスク１４０の側（変速機側）に形成されている。つまり、回転軸CLの中心から径方向に向けて、フロントディスク１６０のエンジン側面と変速機側面とに交互に溝１６２、１６４、１６６、１６８が形成されている。なお、各溝１６２、１６４、１６６、１６８は、対応する円周上に４つずつ等間隔で設けられ、且つ、回転軸CLに対する弧の角度を同一角度に形成されている。
【００５４】
フロントディスク１６０の各溝１６２、１６４、１６６、１６８内には、コイルバネ（詳しくはトーションスプリング）２００、２０４、２０８、２１２が配置されている。コイルバネ２００、２０４、２０８、２１２は同一材質、同一巻き径、同一線形であって、回転軸CLから遠い距離に配置されものほど長いコイルバネが用いられている。つまり、各コイルバネ２００、２０４、２０８、２１２は巻き数のみが異なり、その結果、回転軸CLから遠い距離にあるものほどバネ定数は小さくなっている。
【００５５】
ケーシング１０４のフロントディスク１６０に対向する面には、回転軸CLからの距離の異なる２つの円周上にレバー１０８、１１０が形成されている。外側のレバー１１０は溝１６６の位置に合わせて溝１６６の数だけ設けられている。レバー１１０は溝１６６の中まで延びている。図５は、溝１６６内のコイルバネ２０８の状態と、後述する溝１６８内のコイルバネ２１２の状態とを模式的に示す図である。この図に示すように、レバー１１０にはバネ座２１０が固定され、バネ座２１０と溝１６６の端部の壁面１６７との間でコイルバネ２０８が保持されている。コイルバネ２０８は、その一方の端部をレバー１１０を介してケーシング１０４に接続され、もう一方の端部をフロントディスク１６０に接続されている。
【００５６】
内側のレバー１０８は溝１６２の位置に合わせて溝１６２の数だけ設けられている。レバー１０８は溝１６２の中まで延びている。溝１６２内でのコイルバネ２００の状態は、図５に示す溝１６６内でのコイルバネ２０８の状態と同様である。つまり、レバー１０８には図示しないバネ座が固定され、バネ座と溝１６２の端部壁面との間でコイルバネ２００が保持されている。コイルバネ２００の一方の端部はレバー１０８を介してケーシング１０４に接続され、もう一方の端部はフロントディスク１６０に接続されている。本実施の形態では、コイルバネ２００、２０８が本発明にかかる「第１の回転体に接続される第１の弾性部材」に相当する。
【００５７】
センタディスク１４０のフロントディスク１６０に対向する面には、回転軸CLからの距離の異なる２つの円周上にレバー１４４、１４６が形成されている。外側のレバー１４６は溝１６８の位置に合わせて溝１６８の数だけ設けられている。レバー１４６は溝１６８の中まで延びている。図５に示すように、レバー１４６にはバネ座２１４が固定され、バネ座２１４と溝１６８の端部の壁面１６９との間でコイルバネ２１２が保持されている。コイルバネ２１２は、その一方の端部をレバー１４６を介してセンタディスク１４０に接続され、もう一方の端部をフロントディスク１６０に接続されている。
【００５８】
内側のレバー１４４は溝１６４の位置に合わせて溝１６４の数だけ設けられている。レバー１４４は溝１６４の中まで延びている。溝１６４内でのコイルバネ２０４の状態は、図５に示す溝１６８内でのコイルバネ２１２の状態と同様である。つまり、レバー１４４には図示しないバネ座が固定され、バネ座と溝１６４の端部壁面との間でコイルバネ２０４が保持されている。コイルバネ２０４の一方の端部はレバー１４４を介してセンタディスク１４０に接続され、もう一方の端部はフロントディスク１６０に接続されている。
【００５９】
リアディスク１８０は、フロントディスク１６０と略同一の形状を有している。リアディスク１８０には、回転軸CLを中心とする弧状の溝１８２、１８４、１８６、１８８が形成されている。各溝１８２、１８４、１８６、１８８は回転軸CLからの距離を異ならせて形成されている。このうち最も内側の溝１８２と内側から３列目の溝１８６とは円鍔１３２の側（変速機側）に形成され、内側から２列目の溝１８４と最も外側の溝１８８とはセンタディスク１４０の側（エンジン側）に形成されている。つまり、回転軸CLの中心から径方向に向けて、リアディスク１８０のエンジン側面と変速機側面とに交互に溝１８２、１８４、１８６、１８８が形成されている。なお、各溝１８２、１８４、１８６、１８８は、対応する円周上に４つずつ等間隔で設けられ、且つ、回転軸CLに対する弧の角度を同一角度に形成されている。
【００６０】
リアディスク１８０の各溝１８２、１８４、１８６、１８８内には、コイルバネ（詳しくはトーションスプリング）２１６、２２０、２２４、２２８が配置されている。コイルバネ２１６、２２０、２２４、２２８は、フロントディスク１６０内に保持されているコイルバネ２００、２０４、２０８、２１２と同一材質、同一巻き径、同一線形のものが用いられている。コイルバネ２１６、２２０、２２４、２２８は、回転軸CLから遠い距離に配置されものほど長くなるように巻き数のみが異なり、その結果、回転軸CLから遠い距離にあるものほどバネ定数は小さくなっている。
【００６１】
センタディスク１４０のリアディスク１８０に対向する面には、回転軸CLからの距離の異なる２つの円周上にレバー１４８、１５０が形成されている。外側のレバー１５０は溝１８８の位置に合わせて溝１８８の数だけ設けられている。レバー１５０は溝１８８の中まで延びている。溝１８８内でのコイルバネ２２８の状態は、図５に示す溝１６８内でのコイルバネ２１２の状態と同様である。つまり、レバー１５０には図示しないバネ座が固定され、バネ座と溝１８８の端部壁面との間でコイルバネ２２８が保持されている。コイルバネ２２８は、その一方の端部をレバー１５０を介してセンタディスク１４０に接続され、もう一方の端部をリアディスク１８０に接続されている。
【００６２】
内側のレバー１４８は溝１８４の位置に合わせて溝１８４の数だけ設けられている。レバー１４８は溝１８４の中まで延びている。溝１８４内でのコイルバネ２２０の状態は、図５に示す溝１６８内でのコイルバネ２１２の状態と同様である。つまり、レバー１４８には図示しないバネ座が固定され、バネ座と溝１８４の端部壁面との間でコイルバネ２２０が保持されている。コイルバネ２２０の一方の端部はレバー１４８を介してセンタディスク１４０に接続され、もう一方の端部はリアディスク１８０に接続されている。
【００６３】
円鍔１３２のリアディスク１８０に対向する面には、回転軸CLからの距離の異なる２つの円周上にレバー１３４、１３６が形成されている。外側のレバー１３６は溝１８６の位置に合わせて溝１８６の数だけ設けられている。レバー１３６は溝１８６の中まで延びている。溝１８６内でのコイルバネ２２４の状態は、図５に示す溝１６６内でのコイルバネ２０８の状態と同様である。つまり、レバー１３６には図示しないバネ座が固定され、バネ座と溝１８６の端部壁面との間でコイルバネ２２４が保持されている。コイルバネ２２４は、その一方の端部をレバー１３６を介して円鍔１３２に接続され、もう一方の端部をリアディスク１８０に接続されている。
【００６４】
内側のレバー１３４は溝１８２の位置に合わせて溝１８２の数だけ設けられている。レバー１３４は溝１８２の中まで延びている。溝１８２内でのコイルバネ２１６の状態は、図５に示す溝１６６内でのコイルバネ２０８の状態と同様である。つまり、レバー１３４には図示しないバネ座が固定され、バネ座と溝１８２の端部壁面との間でコイルバネ２１６が保持されている。コイルバネ２１６の一方の端部はレバー１３４を介して円鍔１３２に接続され、もう一方の端部はリアディスク１８０に接続されている。本実施の形態では、コイルバネ２１６、２２４が本発明にかかる「第２の回転体に接続される第２の弾性部材」に相当する。
【００６５】
以上説明したダンパ装置１００の構成をモデル化したものが図６に示す構成である。この図に示すように、エンジン連結シャフト１０２と一体回転するケーシング１０４はコイルバネ２００及び２０８によってフロントディスク１６０に接続され、フロントディスク１６０はコイルバネ２０４及び２１２によってセンタディスク１４０に接続されている。センタディスク１４０はコイルバネ２２０及び２２８によってリアディスク１８０に接続され、リアディスク１８０はコイルバネ２１６及び２２４によって変速機連結シャフト１２０と一体回転する円鍔１３２に接続されている。なお、コイルバネ２００は同一円周上に４本配置されているが、これら４本のコイルバネ２００は、フロントディスク１６０とセンタディスク１４０との間で互いに並列に接続されている。他のコイルバネ２０８、２０４、２１２、２２０、２２８、２１６、２２４についても同様である。
【００６６】
つまり、本実施の形態のダンパ装置１００は、並列接続された８本のコイルバネ２００及び２０８からなる組と、並列接続された８本のコイルバネ２０４及び２１２からなる組と、並列接続された８本のコイルバネ２２０及び２２８からなる組と、並列接続された８本のコイルバネ２１４及び２２４からなる組とがディスク１６０、１４０、１８０を介して直列に接続された構成を有している。そして、これら直列接続されたコイルバネの組によって、第１の回転体であるケーシング１０４と第２の回転体である円鍔１３２とが接続されている。
【００６７】
本実施の形態では、フロントディスク１６０、リアディスク１８０のそれぞれが本発明にかかる「バネ保持部材」に相当している。また、各ディスク１６０、１４０、１８０は本発明にかかる「接続手段」及び「連結部材」に相当している。
【００６８】
［実施の形態１のダンパ装置の動作］
上記の構成を有するダンパ装置１００において、エンジンからエンジン連結シャフト１０２にトルクが入力され、エンジン連結シャフト１０２が回転すると、エンジン連結シャフト１０２と一体回転するケーシング１０４と、変速機連結シャフト１２０と一体回転する円鍔１３２との間に捩れが生じる。その捩れ角に応じて、ケーシング１０４と円鍔１３２との間に配置されるコイルバネ２００、２０８、２０４、２１２、２２０、２２８、２１６、２２４が圧縮され、圧縮されたコイルバネ２００、２０８、２０４、２１２、２２０、２２８、２１６、２２４からは、そのバネ力が反力としてケーシング１０４及び円鍔１３２に作用する。このバネ力とエンジンのトルクとが釣り合ったとき、ケーシング１０４と円鍔１３２はそのときの捩れ角を保ちながら一体回転するようになる。これにより、エンジン連結シャフト１０２から変速機連結シャフト１２０へエンジンのトルクが伝達される。
【００６９】
エンジンからエンジン連結シャフト１０２に入力されるトルクには、エンジンの爆発に起因する振動成分が含まれている。この振動成分によってケーシング１０４と円鍔１３２との間の捩れ角にも振動が生じ、それに応じてコイルバネ２００、２０８、２０４、２１２、２２０、２２８、２１６、２２４の伸縮量も周期的に変化する。このときの各コイルバネ２００、２０８、２０４、２１２、２２０、２２８、２１６、２２４のダンピング作用によって振動成分のエネルギは吸収され、ケーシング１０４から円鍔１３２には振動成分が緩和されたトルクが伝達される。
【００７０】
図７は、エンジンのトルクとシャフト１０２、１２０間の捩れ角との関係の一例を示す図である。この関係は、各コイルバネのバネ定数の設定によって任意に設定することが可能であり、バネ定数はコイルバネの長さ（巻き数）によって調整することができる。ここでは、コイルバネ２０４及び２１２の組の限界トルクをT1、コイルバネ２２０及び２２８の組の限界トルクをT2、コイルバネ２００及び２０８の組の限界トルクをT3、コイルバネ２１６及び２２４の組の限界トルクをT4としている。
【００７１】
［実施の形態１のダンパ装置の効果］
エンジンのトルク変動をダンパ装置１００で滑らかに吸収できるようにするには、ダンパ装置１００全体としてのバネ定数を小さくすればよい。しかし、エンジンのトルクに応じた大きなバネ力をコイルバネに発生させるためには、バネ定数を小さくする分、コイルバネのストローク量を十分に確保する必要がある。この点に関し、ダンパ装置１００では、図６にモデル化して示すように、複数のコイルバネが回転軸CLからの距離を異ならせて配置され、それら複数のコイルバネは直列に接続されている。これによれば、コイルバネ一本当たりのストローク量は小さくとも、ダンパ装置１００全体としてのストローク量を大きくとることができる。ストローク量を大きくとれる分、全体としてのバネ定数をより小さくすることができ、エンジンの振動に起因するこもり音を効果的に抑制することが可能になる。
【００７２】
なお、コイルバネが伸縮するときには、コイルバネを保持している部材との間でフリクションが発生する。図５を例にして説明すると、コイルバネ２０８が溝１６６の壁面を摺動することでフリクションが発生する。しかし、ダンパ装置１００のように複数のコイルバネを直列に接続することとすれば、一本の長いコイルバネを用いる場合に比較して伸縮時のフリクションは低減される。フリクションを低く抑えることで、ダンパ装置１００全体としての動バネ定数を小さくしてより効果的にこもり音を抑制することができる。
【００７３】
コイルバネを配置可能なスペースは回転軸CLから離れるほど大きくなり、回転軸CLから離れるほどより長いコイルバネを配置することできる。材質、巻き径、線形等の条件が等しいならば、コイルバネのバネ定数はバネ長さ（巻き数）に反比例し、直列接続されるコイルバネの全長が長くなるほど、全体としてのバネ定数は小さくなる。ダンパ装置１００では、回転軸CLから遠くに配置されるコイルバネほど、そのバネ長さは長くなっている。これによれば、回転軸CLの周りのスペースを有効に利用しながら、ダンパ装置１００全体としてのバネ定数を小さくすることができる。
【００７４】
また、ダンパ装置１００では、同一円周上に配置された４本のコイルバネが並列に接続され、さらに、異なる円周上に配置されたコイルバネ（例えばコイルバネ２００及び２０８）も並列に接続されている。このように多数のコイルバネが並列に接続されることで、大きなトルクにも対応するだけのバネ力が確保される。つまり、ダンパ装置１００の構成によれば、コイルバネの配置スペースを最大限に利用するが可能であり、コイルバネの直列接続によってこもり音を抑制しつつ、コイルバネの並列接続によって大きなトルクも伝達することができる。
【００７５】
また、ダンパ装置１００は、同一円周上に配置される複数のコイルバネの並列接続と、径の異なる円周上に配置されたコイルバネ同士の直列接続とを１つのディスク１６０或いは１８０によって実現している。これらディスク１６０、１８０は、コイルバネを一定の姿勢に保持しつつ、その伸縮方向を回転軸CLの回転方向に矯正する機能も有している。これによれば、部品点数を少なくして構成を簡素化することができるだけでなく、コイルバネを回転軸CLに直交する一つの面内に集約して配置することができるので、軸方向の長さの短縮によるダンパ装置１００の小型化が可能になるという利点もある。
【００７６】
実施の形態２.
図８乃至図１１を参照して本発明の実施の形態２について説明する。
【００７７】
［実施の形態２のダンパ装置の構成］
本実施の形態のダンパ装置は、実施の形態１のダンパ装置１００において、フロントディスク１６０及びリアディスク１８０の構成を図８及び図９に示す構成に変更することで実現される。図８は、本実施の形態にかるフロントディスク１６０を軸方向に変速機側から見た平面図、図９は、フロントディスク１６０に形成される溝１６６、１６８の構成と、溝１６６、１６８内のコイルバネ２０８、２１２の状態とを模式的に示す図である。
【００７８】
図９に示すように、本実施の形態にかかるフロントディスク１６０は、溝１６６のコイルバネ２０８の伸縮方向に沿った壁面に、コイルバネ２０８のストロークを制限するストッパ１７０を有している。レバー１１０によってコイルバネ２０８が圧縮される際、コイルバネ２０８のバネ座２１０がストッパ１７０に掛かることで、コイルバネ２０８のそれ以上の圧縮は制限される。ストッパ１７０が働いたときにコイルバネ２０８に作用するトルクが、コイルバネ２０８のストッパトルクT1となる。なお、図中では、コイルバネ２０８のストローク量に対応するフロントディスク１６０の捩れ角をθ1と表記している。
【００７９】
同様に、溝１６８のコイルバネ２１２の伸縮方向に沿った壁面にも、コイルバネ２１２のストロークを制限するストッパ１７４が形成されている。レバー１４６によってコイルバネ２１２が圧縮される際、コイルバネ２１２のバネ座２１４がストッパ１７４に掛かることで、コイルバネ２１２のそれ以上の圧縮は制限される。ストッパ１７４が働いたときにコイルバネ２１２に作用するトルクが、コイルバネ２１２のストッパトルクT2となる。なお、図中では、コイルバネ２１２のストローク量に対応するフロントディスク１６０の捩れ角をθ2と表記している。
【００８０】
また、図８に示すように、溝１６４にもストッパ１７６が形成されている。ストッパ１７６はコイルバネ２０４（図３参照）のバネ座に係合してコイルバネ２０４のストロークを制限する。このストッパ１７６は、溝１６８に形成されたストッパ１７４と同じ捩れ角θ1で働くようになっている。溝１６２にもストッパ１７２が形成されている。ストッパ１７２はコイルバネ２００（図３参照）のバネ座に係合してコイルバネ２００のストロークを制限する。このストッパ１７２は、溝１６６に形成されたストッパ１７０と同じ捩れ角θ2で働くようになっている。
【００８１】
同様に、図示は省略するが、リアディスク１８０の各溝１８２、１８４、１８６、１８８（図３参照）にも、コイルバネ２１６、２２０、２２４、２２８のストロークを制限するためのストッパが形成されている。本実施の形態では、ストッパとそれに係合するバネ座とによって本発明にかかる「制限手段」が実現されている。
【００８２】
［実施の形態２のダンパ装置の効果］
図９に示す構成をモデル化したものが図１０に示す構成である。ダンパ装置１００にトルク（ここでは力F）が作用すると、その力Fによってコイルバネ２０８、２１２は圧縮され、コイルバネ２０８、２１２には力Fに釣り合うバネ力が発生する。力Fが大きくなるほどコイルバネ２０８、２１２の圧縮量は大きくなり、やがて、バネ座２１０、２１４がストッパ１７０、１７４に掛かることで、コイルバネ２０８、２１２のそれ以上の圧縮は制限される。ここでは、バネ座２１４がストッパ１７４に係合し、さらに力Fが大きくなってからバネ座２１０がストッパ１７０に係合するように各ストッパ１７０、１７４の位置、つまり、捩れ角θ1、θ2が設定されているものとする。そうすることで、図１１に示すように、コイルバネ２１２が先にストッパトルクT1に達してからコイルバネ２０８がストッパトルクT2に達するような捩れ角−トルク特性を実現することが可能になる。
【００８３】
ダンパ装置においてこもり音を抑制する効果は、コイルバネのバネ定数が小さいほど高くなる。２つのコイルバネ２０８、２１２を比較すると、回転軸から遠い位置にあって巻き数の多いコイルバネ２１２の方がバネ定数は小さい。図１１に示す捩れ角−トルク特性によれば、コイルバネ２１２のストッパトルクT1をこもり音上限トルクに設定することで、こもり音の発生域内でバネ定数の小さいコイルバネ２１２を有効に働かせることができ、こもり音の抑制において高い効果を得ることができる。なお、各コイルバネ２０８、２１２のストッパトルクT1、T2は、ストッパ１７０、１７４の位置、つまり、捩れ角θ1、θ2の設定によって任意に調整することができる。
【００８４】
実施の形態３.
図１２乃至図１８を参照して本発明の実施の形態３について説明する。
【００８５】
［実施の形態３のダンパ装置の構成］
図１２は、本発明の実施の形態３としてのダンパ装置３００の構成を示す断面図である。本実施の形態のダンパ装置３００は、内燃機関（以下、エンジン）から変速機へのトルクの伝達径路に配置される。図１２に示すように、ダンパ装置３００は、駆動軸であるエンジン連結シャフト３０２と、被駆動軸である変速機連結シャフト３１０との間に設けられている。エンジン連結シャフト３０２と変速機連結シャフト３１０は、ともに同一の回転軸CLを有している。
【００８６】
ダンパ装置３００の外殻は、エンジン側ケーシング３０４と変速機側ケーシング３１４とに分割されている。ケーシング３０４は、エンジン連結シャフト３０２の先端にエンジン連結シャフト３０２と一体に設けられ、ダンパ装置３００の胴部を形成する外筒部３０６を有している。ケーシング３１４は厚みのないディスクであり、中央部に形成された孔を変速機連結シャフト３１０が貫通している。ケーシング３１４とケーシング３０４の外筒部３０６とはボルト及びナットからなる締結具３１８を介して結合されている。本実施の形態では、ケーシング３０４が本発明にかかる「第１の回転体」に相当している。また、本実施の形態では、変速機連結シャフト３１０が本発明にかかる「第２の回転体」に相当している。
【００８７】
ケーシング３０４、３１４の内部であって変速機連結シャフト３１０の先端には、第１のリング３４０が嵌められている。第１リング３４０と変速機連結シャフト３１０とは、スプラインによって結合されている。第１リング３４０の外周面は円筒面であり、この円筒面には、第１リング３４０よりも大径の第２リング３３０がその内周面を支持されている。また、第２リング３３０の外周面は円筒面であり、この円筒面には、第２リング３３０よりも大径の第３リング３２０がその内周面を支持されている。第３リング３２０の外周面は、ケーシング外筒部３０６の内周面に接触している。これら第１リング３４０、第２リング３３０及び第３リング３２０は、回転軸CLに直交する同一の平面内に配置されている。
【００８８】
以下では、各リング３２０、３３０、３４０の構成と、それらが組み付けられたときの構成について図１２と図１３乃至図１５を用いて説明する。図１３は、ダンパ装置３００からケーシング３１４と後述する中間プレート３５０、３６０とを取り外した状態で、ダンパ装置３００を軸方向に変速機側から見た平面図である。図１４は、第３リング３２０の構成を示す図であり、（ａ）は軸方向にエンジン側から見た平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）は軸方向に変速機側から見た平面図である。図１５は、第２リング３３０の構成を示す図であり、（ａ）は軸方向にエンジン側から見た平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は軸方向に変速機側から見た平面図である。
【００８９】
第３リング３２０は、その変速機側の面に回転軸CLを中心とする弧状の溝３２２を有している。溝３２２は等間隔で４つ設けられ、各溝３２２は回転軸CLに対する弧の角度を同一角度に形成されている。第３リング３２０の外周面には複数箇所に凸部３２８が形成されている。これら凸部３２８に対応して、ケーシング外筒部３０６の内周面には凹部３０８が形成されている。凸部３２８が凹部３０８に嵌められることで、第３リング３２０はケーシング外筒部３０６に拘束され、第３リング３２０とケーシング３０４とは一体に回転するようになっている。
【００９０】
第２リング３３０は、その変速機側の面に回転軸CLを中心とする環状の溝３３２を有している。第２リング３３０の外周面には複数箇所に凸部３３４が形成されている。これら凸部３３４に対応して、第３リング３２０の内周面には周方向に沿って溝状のガイド３２６が形成されている。第２リング３３０に第３リング３２０が組み付けられたとき、凸部３３４はガイド３２６内に収まるようになっている。凸部３３４はガイド３２６の範囲内で第３リング３２０の内周面に沿って移動することができる。ガイド３２６の両端の壁面３２６ａ、３２６ｂは、第２リング３３０の第３リング３２０に対する回転角を制限するストッパとして機能している。
【００９１】
第１リング３４０は、その変速機側の面に回転軸CLを中心とする弧状の溝３４２を有している。溝３４２は等間隔で４つ設けられ、各溝３４２は回転軸CLに対する弧の角度を同一角度に形成されている。第１リング３４０の外周面には複数箇所に図示しない凸部が形成されている。これら凸部に対応して、第２リング３３０の内周面には周方向に沿って溝状のガイド３３６が形成されている。第１リング３４０に第２リング３３０が組み付けられたとき、凸部はガイド３３６内に収まるようになっている。第１リング３４０の凸部はガイド３３６の範囲内で第２リング３３０の内周面に沿って移動することができる。ガイド３３６の両端の壁面３３６ａ、３３６ｂは、第１リング３２０の第２リング３３０に対する回転角を制限するストッパとして機能している。
【００９２】
第３リング３２０に設けられた４つの弧状の溝３２２内には、それぞれコイルバネ３７０が配置されている。第２リング３３０に設けられた環状の溝３３２内にも、４本のコイルバネ３７４が配置されている。また、第１リング３２０設けられた４つの弧状の溝３４２内にも、それぞれコイルバネ３７８が配置されている。コイルバネ３７０、３７４、３７８は同一材質、同一巻き径、同一線形のトーションスプリングであって、回転軸CLから遠い距離に配置されものほど長いコイルバネが用いられている。つまり、各コイルバネ３７０、３７４、３７８は巻き数のみが異なり、その結果、回転軸CLから遠い距離にあるものほどバネ定数は小さくなっている。各リング３２０、３３０、３４０は、コイルバネ３７０を保持するバネ保持部材として機能しており、本発明にかかる「円筒部材」に相当している。
【００９３】
リング３２０、３３０、３４０とケーシング３１４との間には、第１中間プレート３６０及び第２中間プレート３５０が配置されている。２つのプレート３６０、３５０は、回転軸CLに直交する同一平面上に配置されている。図１６は、第２中間プレート３５０の構成を示す図であり、（ａ）は軸方向に変速機側から見た平面図、（ｂ）は一部分の側面図である。図１７は、第１中間プレート３６０の構成を示す図であり、（ａ）は軸方向に変速機側から見た平面図、（ｂ）は一部分の側面図である。
【００９４】
第１中間プレート３６０の中央部には孔が形成されている。この孔には変速機連結シャフト３１０が通されている。第２中間プレート３５０は環状の形状を有し、その環の内側に第１中間プレート３６０が配置される。第１中間プレート３６０は、第１リング３４０と第２リング３３０の略全面を覆う大きさであり、各リング３４０、３３０に形成された溝３４２、３３２の蓋となっている。第２中間プレート３６０は、第３リング３４０と略同じ大きさであり、第３リング３２０に形成された溝３２２の蓋となっている。
【００９５】
第１中間プレート３６０のリング３３０、３４０に対向する面には、回転軸CLからの距離の異なる２つの円周上にレバー３６２、３６４が形成されている。これらレバー３６２、３６４は、プレートの一部を折り曲げることで形成されている。外側のレバー３６２は第２リング３３０の溝３３２の位置に合わせて、溝３３２内に配置されるコイルバネ３７４の数だけ設けられている。レバー３６２は溝３３２の中まで延びている。図１３に示すように、レバー３６２はコイルバネ３７４の正回転側の端部を支持するバネ座になっている。なお、図１３では、回転軸CLに対して時計周り方向を正回転側とし、反時計方向を逆回転側と仮定している。
【００９６】
内側のレバー３６４は第１リング３４０の溝３４２の位置に合わせて、溝３４２内に配置されるコイルバネ３７８の数だけ設けられている。レバー３６４は溝３４２の中まで延びている。図１３に示すように、レバー３６４はコイルバネ３７８の逆回転側の端部を支持するバネ座になっている。このレバー３６４と溝３４２の正回転側の端部壁面３４４との間でコイルバネ３７８が保持されている。つまり、コイルバネ３７８は、逆回転側の端部をレバー３６４を介して第１中間プレート３６０に接続され、正回転側の端部を第１リング３４０に接続されている。本実施の形態では、コイルバネ３７８が本発明にかかる「第２の回転体に接続される第２の弾性部材」に相当する。
【００９７】
第２中間プレート３５０の第３リング３２０に対向する面には、回転軸CLからの距離の異なる２つの円周上にレバー３５２、３５４が形成されている。これらレバー３５２、３５４は、プレートの一部を折り曲げることで形成されている。外側のレバー３５２は第３リング３２０の溝３２２の位置に合わせて、溝３２２内に配置されるコイルバネ３７０の数だけ設けられている。レバー３５４は溝３２２の中まで延びている。図１３に示すように、レバー３５４はコイルバネ３７０の正回転側の端部を支持するバネ座になっている。このレバー３５４と溝３２２の逆回転側の端部壁面３２４との間でコイルバネ３７０が保持されている。つまり、コイルバネ３７０は、正回転側の端部をレバー３５２を介して第２中間プレート３５０に接続され、逆回転側の端部を第３リング３２０に接続されている。本実施の形態では、コイルバネ３７０が本発明にかかる「第１の回転体に接続される第１の弾性部材」に相当する。
【００９８】
内側のレバー３５４は第２リング３３０の溝３３２の位置に合わせて、溝３３２内に配置されるコイルバネ３７４の数だけ設けられている。レバー３５４は溝３３２の中まで延びている。図１３に示すように、レバー３５４はコイルバネ３７４の逆回転側の端部を支持するバネ座になっている。このレバー３５４と第１中間プレート３６０のレバー３６２との間でコイルバネ３７４が保持されている。つまり、コイルバネ３７４は、正回転側の端部をレバー３６２を介して第１中間プレート３６０に接続され、逆回転側の端部をレバー３５４を介して第２中間プレート３５０に接続されている。
【００９９】
以上説明したダンパ装置３００の構成をモデル化したものが図１８に示す構成である。この図に示すように、エンジン連結シャフト３０２と一体回転する第３リング３２０はコイルバネ３７０によって第２中間プレート３５０に接続されている。第２中間プレート３５０は第２リング３３０に保持されるコイルバネ３７４によって第１中間プレート３６０に接続されている。第１中間プレート３６０はコイルバネ３７８によって変速機連結シャフト３１０と一体回転する第１リング３２０に接続されている。なお、コイルバネ３７０は同一円周上に４本配置されているが、これら４本のコイルバネ３７０は、第３リング３２０と第２中間プレート３５０との間で互いに並列に接続されている。他のコイルバネ３７４、３７８についても同様である。
【０１００】
つまり、本実施の形態のダンパ装置３００は、並列接続された４本のコイルバネ３７０からなる組と、並列接続された４本のコイルバネ３７４からなる組と、並列接続された４本のコイルバネ３７８からなる組とが中間プレート３６０、３５０を介して直列に接続された構成を有している。そして、これら直列接続されたコイルバネの組によって、エンジン連結シャフト３０２と変速機連結シャフト３１０とが接続されている。
【０１０１】
本実施の形態では、第１中間プレート３６０、第２中間プレート３５０のそれぞれが本発明にかかる「接続手段」及び「連結部材」に相当している。
【０１０２】
［実施の形態３のダンパ装置の動作］
上記の構成を有するダンパ装置３００において、エンジンからエンジン連結シャフト３０２にトルクが入力され、エンジン連結シャフト３０２が回転すると、エンジン連結シャフト３０２と一体回転する第３リング３２０と、変速機連結シャフト３１０と一体回転する第１リング３４０との間に捩れが生じる。その捩れ角に応じて、第３リング３２０と第１リング３４０との間に配置されるコイルバネ３２０、３２４、３２８が圧縮され、圧縮されたコイルバネ３２０、３２４、３２８からは、そのバネ力が反力として第３リング３２０及び第１リング３４０に作用する。このバネ力とエンジンのトルクとが釣り合ったとき、第３リング３２０と第１リング３４０はそのときの捩れ角を保ちながら一体回転するようになる。これにより、エンジン連結シャフト３０２から変速機連結シャフト３１０へエンジンのトルクが伝達される。
【０１０３】
エンジンからエンジン連結シャフト３０２に入力されるトルクには、エンジンの爆発に起因する振動成分が含まれている。この振動成分によって第３リング３２０と第１リング３４０との間の捩れ角にも振動が生じ、それに応じてコイルバネ３２０、３２４、３２８の伸縮量も周期的に変化する。このときの各コイルバネ３２０、３２４、３２８のダンピング作用によって振動成分のエネルギは吸収され、第３リング３２０から第１リング３４０には振動成分が緩和されたトルクが伝達される。
【０１０４】
なお、図１８にモデル化して示すように、コイルバネ３７４は第２リング３３０によって保持されている。シャフト３０２、３１０間にトルクが作用して各コイルバネ３７０、３７４、３７８が圧縮されると、やがて、第１リング３２０が第２リング３３０に当接し、また、第３リング３４０が第２リング３３０に当接する。第１リング３２０と第２リング３３０との間、及び、第３リング３４０と第２リング３３０との間には、リング間の回転を制限するストッパが設けられているからである。リング３２０、３３０、３４０間の回転が制限されることで、各コイルバネ３７０、３７４、３７８の伸縮量も制限されることになる。リング間でストッパが働いたときにダンパ装置３００に作用しているトルクが、ダンパ装置３００のストッパトルクとなる。
【０１０５】
［実施の形態３のダンパ装置の効果］
このダンパ装置３００では、複数のコイルバネが回転軸CLからの距離を異ならせて配置され、それら複数のコイルバネは直列に接続されている。これによれば、コイルバネ一本当たりのストローク量は小さくとも、ダンパ装置３００全体としてのストローク量を大きくとることができる。ストローク量を大きくとれる分、全体としてのバネ定数をより小さくすることができ、エンジンの振動に起因するこもり音を効果的に抑制することが可能になる。また、このように複数のコイルバネを直列に接続することとすれば、一本の長いコイルバネを用いる場合に比較して伸縮時のフリクションを低減することができ、ダンパ装置３００全体としての動バネ定数を小さくすることができる。
【０１０６】
また、ダンパ装置３００では、回転軸CLから遠くに配置されるコイルバネほど、そのバネ長さは長くなっている。これによれば、回転軸CLの周りのスペースを有効に利用しながら、ダンパ装置３００全体としてのバネ定数を小さくすることができる。
【０１０７】
また、ダンパ装置３００では、同一円周上に配置された４本のコイルバネが並列に接続されている。このように多数のコイルバネが並列に接続されることで、大きなトルクにも対応するだけのバネ力が確保される。つまり、ダンパ装置３００の構成によれば、コイルバネの配置スペースを最大限に利用するが可能であり、コイルバネの直列接続によってこもり音を抑制しつつ、コイルバネの並列接続によって大きなトルクも伝達することができる。
【０１０８】
また、ダンパ装置３００は、全てのコイルバネが回転軸CLに直交する一つの面内に集約して配置されることにより、軸方向の長さの短縮による小型化が実現されている。各コイルバネを連結する連結部材（中間プレート３５０、３６０）が薄いプレートで形成され、それらが同一平面内に配置されていることも、ダンパ装置３００の軸方向の長さを短縮するのに効いている。なお、コイルバネを保持する円筒部材（リング３２０、３３０、３４０）の数に構造上の制約はないので、円筒部材をより多重に配置することによって直列接続されるコイルバネの本数を増やすことも可能である。また、各円筒部材はその円筒面で相互に支持されているので、高い位置決め精度を実現することができ部材間のフリクションを低減することができるという利点もある。
【０１０９】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の各実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において変形して実施することもできる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
【０１１０】
上記の各実施の形態のダンパ装置において、トルクの入力側と出力側とを入れ替えてもよい。また、コイルバネはトーションスプリング以外のものでもよく、さらに、コイルバネ以外の弾性部材を用いてもよい。ただし、弾性部材としてコイルバネを用いることで、回転体間の伝達トルクに応じた弾性力（バネ力）を容易に確保することができるという利点がある。また、コイルバネによれば伝達トルクの振動に対する伸縮量の変化を大きくとることができるので、振動を効率良く吸収して効果的にこもり音を抑制することができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明にかかるダンパ装置をモデル化して示す図である。
【図２】図１に示すダンパ装置モデルにおいてコイルバネのバネ定数の選定方法について説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１としてのダンパ装置の構成を示す断面図である。
【図４】図３のダンパ装置においてフロントディスクを軸方向に変速機側から見た平面図である。
【図５】図４のフロントディスクにおいて溝内のコイルバネの状態を模式的に示す図である。
【図６】図３のダンパ装置の構成をモデル化して示す図である。
【図７】図３のダンパ装置におけるエンジントルクとシャフト間の捩れ角との関係の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２としてのダンパ装置においてフロントディスクを軸方向に変速機側から見た平面図である。
【図９】図８のフロントディスクにおいて溝内のコイルバネの状態を模式的に示す図である。
【図１０】図９の構成をモデル化して示す図である。
【図１１】図１０のモデルで実現される捩れ角−トルク特性を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３としてのダンパ装置の構成を示す断面図である。
【図１３】図１２のダンパ装置の内部を軸方向に変速機側から見た平面図である。
【図１４】図１２のダンパ装置における第３リングの構成を示す図である。
【図１５】図１２のダンパ装置における第２リングの構成を示す図である。
【図１６】図１２のダンパ装置における第２中間プレートの構成を示す図である。
【図１７】図１２のダンパ装置における第１中間プレートの構成を示す図である。
【図１８】図１２のダンパ装置の構成をモデル化して示す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
２  エンジン側回転体
６  連結部材
４、８  コイルバネ
１０  変速機側回転体
１００  ダンパ装置
１０２  エンジン連結シャフト
１０４  エンジン側ケーシング
１０８、１１０  レバー
１２０  変速機連結シャフト
１２４  変速機側ケーシング
１３０  スリーブ
１３２  円鍔
１３４、１３６  レバー
１４０  センタディスク
１４４、１４６、１４８、１５０  レバー
１６０  フロントディスク
１６２、１６４、１６６、１６８  溝
１７０、１７２、１７４、１７６  ストッパ
１８０  リアディスク
１８２、１８４、１８６、１８８  溝
２００、２０４、２０８、２１２、２１６、２２０、２２４、２２８  コイルバネ
２１０、２１４  バネ座
３００  ダンパ装置
３０２  エンジン連結シャフト
３０４  エンジン側ケーシング
３１０  変速機連結シャフト
３１４  変速機側ケーシング
３２０  第３リング
３２２  溝
３３０  第２リング
３３２  溝
３４０  第１リング
３４２  溝
３５０  第２中間プレート
３５２、３５４  レバー（バネ座）
３６０  第１中間プレート
３６２、３６４  レバー（バネ座）
３７０、３７４、３７８  コイルバネ
CL  回転軸
【図１】
2008002545.tif 000003
【図２】
2008002545.tif 000004
【図３】
2008002545.tif 000005
【図４】
2008002545.tif 000006
【図５】
2008002545.tif 000007
【図６】
2008002545.tif 000008
【図７】
2008002545.tif 000009
【図８】
2008002545.tif 000010
【図９】
2008002545.tif 000011
【図１０】
2008002545.tif 000012
【図１１】
2008002545.tif 000013
【図１２】
2008002545.tif 000014
【図１３】
2008002545.tif 000015
【図１４】
2008002545.tif 000016
【図１５】
2008002545.tif 000017
【図１６】
2008002545.tif 000018
【図１７】
2008002545.tif 000019
【図１８】
2008002545.tif 000020