(57)【要約】【課題】部品点数が少なく、軽量で且つ良好な特性をもつダンパ装置を提供する。【解決手段】渦巻きバネ２１を、炭素繊維強化プラスチックを材料として繊維方向に沿って巻かれる渦巻き状に形成し、渦巻きバネ２１の内周端を、インナホルダ２２（入力要素）を介してエンジンのクランクシャフト１に連結し、渦巻きバネ２１の外周端を、アウタホルダ２４（出力要素）を介してフロントカバー３１（セットブロック６０）に連結する。また、渦巻きバネ２１を、エンジンの回転方向と巻き込み方向とが一致するように取り付ける。これにより、炭素繊維強化プラスチックの低剛性で優れた引張強度を利用し、高い強度を確保しつつ、大きなねじれ角を得ることができる。【選択図】図１
2017172716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからトルクが伝達される入力要素と、出力要素とを有するダンパ装置であって、
繊維系複合材料により繊維方向に沿って渦巻き状に形成され、内周端が前記入力要素および前記出力要素の一方に取り付けられ、外周端が前記入力要素および前記出力要素の他方に取り付けられる渦巻きバネ部材を備え、
前記渦巻きバネ部材は、前記エンジンの回転方向が巻き込み方向となるように取り付けられている
ダンパ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のダンパ装置であって、
前記繊維系複合材料は、繊維強化プラスチックである
ダンパ装置。
【請求項３】
内部に充填された流体により動力を伝達する流体伝動装置を有する車両に搭載された請求項２に記載のダンパ装置であって、
前記渦巻きバネ部材は、前記流体伝動装置の外部に配置されている
ダンパ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のダンパ装置であって、
前記流体伝動装置のカバーの側壁部に固定されるセットブロックに締結され、前記渦巻きバネ部材の外周端が取り付けられる第１保持部材と、
前記エンジンの出力軸に固定され、前記渦巻きバネ部材の内周端が取り付けられる第２保持部材と、
を備え、
前記第１保持部材は、前記渦巻きバネ部材の外周端よりも内周側で前記セットブロックに対して軸方向に締結される締結部を有し、
前記締結部は、軸方向の前記側壁部側に窪むように形成されている
ダンパ装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載のダンパ装置であって、
前記流体伝動装置は、トーラスを形成するポンプインペラおよびタービンランナと、ロックアップクラッチとを有し、
前記渦巻きバネ部材は、前記ロックアップクラッチが解放している場合には、前記エンジンからの動力が前記渦巻きバネ部材、前記トーラスを順に介して後段の後段軸に伝達され、前記ロックアップクラッチが係合している場合には、前記エンジンからの動力が前記渦巻きバネ部材、前記ロックアップクラッチを順に介して前記後段軸へ伝達されるよう配置されている
ダンパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において開示する本開示の発明は、ダンパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のダンパ装置としては、鋼製の渦巻きバネを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。鋼製の渦巻きバネは、剛性が高く、必要なねじれ角が得られる前に、疲労強度の許容値を迎えてしまう。このため、従来のダンパ装置では、十分なねじれ角を得るために、第１渦巻きバネおよび第２渦巻きバネに加え、第１渦巻きバネおよび第２渦巻きバネよりも高剛性のプレートバネを併用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９２１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、十分なねじれ角を得るために複数種類のバネを併用することは、部品点数を増やし、コンパクト化の妨げとなっていた。
【０００５】
本開示の発明は、部品点数が少なく、軽量で且つ良好な特性をもつダンパ装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本開示のダンパ装置は、
エンジンからトルクが伝達される入力要素と、出力要素とを有するダンパ装置であって、
繊維系複合材料により繊維方向に沿って渦巻き状に形成され、内周端が前記入力要素および前記出力要素の一方に取り付けられ、外周端が前記入力要素および前記出力要素の他方に取り付けられる渦巻きバネ部材を備え、
前記渦巻きバネ部材は、前記エンジンの回転方向が巻き込み方向となるように取り付けられている
ことを要旨とする。
【０００８】
この本開示のダンパ装置では、渦巻きバネ部材は、繊維系複合材料により繊維方向に沿って渦巻き状に形成される。また、渦巻きバネ部材は、エンジンの回転方向が巻き込み方向となるように、すなわちエンジントルクにより渦巻きバネ部材が引っ張られるように取り付けられる。これにより、渦巻きバネ部材は、繊維系複合材料の低剛性で優れた引張強度を利用し、高い強度を確保しつつ、大きなねじれ角を得ることができる。したがって、こうした渦巻きバネ部材を用いてダンパ装置を構成することで、部品点数が少なく、軽量で且つ良好な特性をもったダンパ装置を提供することができる。ここで、「巻き込み方向」とは、渦巻きバネ部材の渦巻き間隔が狭くなる方向ともいうことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るダンパ装置２０を有する発進装置１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ダンパ装置２０を正面（軸方向）から見た外観を示す外観図である。
【図３】ダンパ装置２０とトルクコンバータ３０のトルクの流れを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るダンパ装置２０を有する発進装置１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、ダンパ装置２０を正面（軸方向）から見た外観を示す外観図である。発進装置１０は、エンジンを備える車両に搭載され、ダンパ装置２０と、トルクコンバータ３０と、を備える。
【００１２】
トルクコンバータ３０は、フロントカバー３１と、フロントカバー３１に溶接により固定されたポンプインペラ４０と、タービンハブ３６にリベットにより固定されポンプインペラ４０と同軸に回転可能なタービンランナ４２と、フロントカバー３１とタービンハブ３６とを接続すると共に両者の接続を解除するロックアップクラッチ５０と、を備える。タービンハブ３６は、図示しない自動変速機（ＡＴ）あるいは無段変速機（ＣＶＴ）などの変速装置のインプットシャフトＩＳにスプライン嵌合される。
【００１３】
フロントカバー３１は、センターピース３２と、センターピース３２に溶接により固定されると共に径方向外側へ延在する側壁部３４ａと側壁部３４ａの外周縁からトルクコンバータ３０の軸方向に延在する外筒部３４ｂとを有するカバー本体３４と、を有する。カバー本体３４の側壁部３４ａの外周部には、セットブロック６０が溶接により固定されている。
【００１４】
ポンプインペラ４０とタービンランナ４２とは、互いに対向し合い、両者の間には、ポンプインペラ４０やタービンランナ４２と同軸に回転可能なステータ４４が配置される。これらのポンプインペラ４０、タービンランナ４２およびステータ４４は、作動油を循環させるトーラス（環状流路）を形成する。なお、トルクコンバータ３０は、ステータ４４を備えない単なる流体継手としてもよい。
【００１５】
ダンパ装置２０は、図１に示すように、エンジンのクランクシャフト１とトルクコンバータ３０のフロントカバー３１とに連結されたねじれ要素である。このダンパ装置２０は、渦巻き状に巻かれた渦巻きバネ２１と、エンジンのクランクシャフト１にボルト２５により軸方向に固定されると共に渦巻きバネ２１の内周端がリベット２６により径方向に締結されたインナホルダ２２（入力要素）と、セットブロック６０に形成されたねじ部６０ａにナット２７を螺合させることより軸方向に固定されると共に渦巻きバネ２１の外周端がリベット２８により径方向に締結されたアウタホルダ２４（出力要素）と、を備える。ナット２７によるアウタホルダ２４のセットブロック６０との締結部２４ａは、軸方向におけるフロントカバー３１側に窪むように形成されている。これにより、渦巻きバネ２１の渦巻き間隔が変化しても、渦巻きバネ２１が締結部２４ａに接触することがない。
【００１６】
渦巻きバネ２１は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）により繊維方向に沿って巻かれたバネである。ここで、炭素繊維強化プラスチックは、強化材に炭素繊維を用いた繊維強化プラスチックであり、母材としてエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられる。こうした繊維と樹脂との組み合わせからなる繊維強化プラスチックは、圧縮方向の強度は低いが、引張方向の強度が高いという特性をもつ。本実施形態では、エンジンの回転方向（図２中、実線矢印）が巻き込み方向（渦巻き間隔が狭くなる方向）と一致するように、すなわちエンジントルクによって渦巻きバネ２１が引っ張られるように渦巻きバネ２１を取り付けるものとした。これにより、渦巻きバネ２１は、炭素繊維強化プラスチックの低剛性で優れた引張強度を利用し、高い強度を確保しつつ、大きなねじれ角を得ることができる。加えて、渦巻きバネ２１は、炭素繊維強化プラスチック製であるから、金属製（鋼製）のものに比して、極めて軽量であり、こうした渦巻きバネ２１でダンパ装置２０を構成することにより、ダンパ装置２０の軽量化を図ることができる。
【００１７】
また、渦巻きバネ２１は、エンジンのクランクシャフト１にインナホルダ２２を介して内周端が締結され、フロントカバー３１に固定されたセットブロック６０にアウタホルダ２４を介して外周端が締結される。即ち、渦巻きバネ２１は、トルクコンバータ３０の外部に配置される。渦巻きバネ２１は、上述したように、母材として樹脂が含まれるため、トルクコンバータ３０内に収容されて作動油に曝されると、油や熱による劣化を引き起こすおそれがある。本実施形態では、渦巻きバネ２１は、トルクコンバータ３０の外部に配置されることにより、こうした劣化の発生を防止することができる。
【００１８】
図３は、ダンパ装置２０とトルクコンバータ３０のトルクの流れを示す説明図である。渦巻きバネ２１は、エンジンのクランクシャフト１とトルクコンバータ３０のフロントカバー３１との間に介在する。そして、図３（ａ）に示すように、ロックアップクラッチ５０が解放（ロックアップオフ）している場合には、エンジンからのトルクは、ダンパ装置２０（渦巻きバネ２１）、トルクコンバータ３０のトーラスを順に介して変速装置のインプットシャフトＩＳに伝達される。また、図３（ｂ）に示すように、ロックアップクラッチ５０が係合（ロックアップオン）している場合には、エンジンからのトルクは、ダンパ装置２０（渦巻きバネ２１）、ロックアップクラッチ５０を順に介して変速装置のインプットシャフトＩＳに伝達される。
【００１９】
以上説明した本開示のダンパ装置２０によれば、渦巻きバネ２１を、炭素繊維強化プラスチックを材料として繊維方向に沿って巻かれる渦巻き状に形成し、渦巻きバネ２１の内周端を、インナホルダ２２（入力要素）を介してエンジンのクランクシャフト１に連結し、渦巻きバネ２１の外周端を、アウタホルダ２４（出力要素）を介してフロントカバー３１（セットブロック６０）に連結する。また、渦巻きバネ２１を、エンジンの回転方向と巻き込み方向とが一致するように取り付ける。これにより、炭素繊維強化プラスチックの低剛性で優れた引張強度を利用し、高い強度を確保しつつ、大きなねじれ角を得ることができる。これらの結果、部品点数が少なく、軽量で且つ良好な特性をもつダンパ装置を提供することができる。また、渦巻きバネ２１の内周端と外周端とを、それぞれインナホルダ２２とアウタホルダ２４とに対してリベット２６，２８により径方向に締結するから、渦巻きバネ２１を安定した姿勢で固定することができる。
【００２０】
また、本開示のダンパ装置２０によれば、極めて軽量な炭素繊維強化プラスチックを渦巻きバネ２１の材料として用いるから、ダンパ装置２０の一層の軽量化を図ることができる。
【００２１】
さらに、本開示のダンパ装置２０によれば、渦巻きバネ２１をトルクコンバータ３０の外部に配置するから、渦巻きバネ２１の材料（樹脂）がトルクコンバータ３０内の作動油に曝されて、渦巻きバネ２１が劣化を起こすのを防止することができる。
【００２２】
また、本開示のダンパ装置２０によれば、アウタホルダ２４のセットブロック６０との締結部２４ａを、軸方向におけるフロントカバー３１側に窪ませたから、エンジントルクによって渦巻きバネ２１が巻き込まれて渦巻き間隔が狭くなっても、渦巻きバネ２１が締結部２４ａに接触するのを防止することができる。
【００２３】
本開示のダンパ装置２０では、渦巻きバネ２１の内周端をエンジンのクランクシャフト１に連結し、渦巻きバネ２１の外周端をフロントカバー３１（セットブロック６０）に連結するものとしたが、渦巻きバネ２１の内周端をフロントカバー３１に連結し、渦巻きバネ２１の外周端をエンジンのクランクシャフト１に連結するものとしてもよい。この場合、例えば、フロントカバー３１の側壁部３４ａの内周部にセットブロックを固定すると共に固定したセットブロックにインナホルダを介して渦巻きバネ２１の内周端を固定し、エンジンのクランクシャフト１に環状のドライブ部材を固定すると共に固定した環状のドライブ部材にアウタホルダを介して渦巻きバネ２１の外周端を固定するものとすればよい。
【００２４】
本開示のダンパ装置２０では、１つの渦巻きバネ２１を備えて構成するものとしたが、２つの渦巻きバネを並列に備えるものとしてもよい。この場合、２つの渦巻きバネは、互いに渦巻き方向が反対となるようにエンジンのクランクシャフト１とトルクコンバータ３０のフロントカバー３１とに連結するものとしてもよい。
【００２５】
本開示のダンパ装置２０では、渦巻きバネ２１の材料として、炭素繊維強化プラスチックを用いるものとしたが、これに限定されるものではなく、金属繊維強化プラスチックやガラス繊維強化プラスチックなど、他の繊維強化プラスチックを用いるものとしてもよい。
【００２６】
以上説明したように、本開示のダンパ装置は、エンジンからトルクが伝達される入力要素（２２）と、出力要素（２４）とを有するダンパ装置（２０）であって、繊維系複合材料により繊維方向に沿って渦巻き状に形成され、内周端が前記入力要素（２２）および前記出力要素（２４）の一方に取り付けられ、外周端が前記入力要素（２２）および前記出力要素（２４）の他方に取り付けられる渦巻きバネ部材（２１）を備え、前記渦巻きバネ部材（２１）は、前記エンジンの回転方向が巻き込み方向となるように取り付けられていることを要旨とするものである。
【００２７】
この本開示のダンパ装置では、渦巻きバネ部材（２１）は、繊維系複合材料により繊維方向に沿って渦巻き状に形成される。また、渦巻きバネ部材（２１）は、エンジンの回転方向が渦巻きバネ部材（２１）が巻き込まれる方向、すなわちエンジントルクにより渦巻きバネ部材（２１）が引っ張られるように取り付けられる。これにより、渦巻きバネ部材（２１）は、繊維系複合材料の低剛性で優れた引張強度を利用し、高い強度を確保しつつ、大きなねじれ角を得ることができる。したがって、こうした渦巻きバネ部材（２１）を用いてダンパ装置を構成することで、部品点数が少なく、軽量で且つ良好な特性をもったダンパ装置を提供することができる。
【００２８】
こうした本開示のダンパ装置において、前記繊維系複合材料は、繊維強化プラスチックであるものとすることもできる。こうすれば、より軽量で高強度の渦巻きバネ部材を備えるダンパ装置を提供することができる。なお、繊維強化プラスチックとしては、炭素繊維強化プラスチックや金属繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチックなどを挙げることができる。
【００２９】
この態様の本開示のダンパ装置において、内部に充填された流体により動力を伝達する流体伝動装置（３０）を有する車両に搭載され、前記渦巻きバネ部材は、前記流体伝動装置（３０）の外部に配置されているものとすることもできる。こうすれば、渦巻きバネ部材の材料（樹脂）が流体（作動油）に曝されることがないため、渦巻きバネ部材の劣化を防止することができる。
【００３０】
この態様の本開示のダンパ装置において、前記流体伝動装置（３０）のカバー（３１）の側壁部に固定されるセットブロック（６０）に締結され、前記渦巻きバネ部材（２１）の外周端が取り付けられる第１保持部材（２２）と、前記エンジンの出力軸（１）に固定され、前記渦巻きバネ部材（２１）の内周端が取り付けられる第２保持部材（２４）と、を備え、前記第１保持部材（２１）は、前記渦巻きバネ部材（２１）の外周端よりも内周側で前記セットブロック（６０）に対して軸方向に締結される締結部（２４ａ）を有し、前記締結部（２４ａ）は、軸方向の前記側壁部側に窪むように形成されているものとすることもできる。こうすれば、エンジントルクによって渦巻きバネ部材が巻き込まれて渦巻き間隔が狭くなっても、渦巻きバネ部材が締結部に接触するのを防止することができる。
【００３１】
また、流体伝動装置を備える態様の本開示のダンパ装置において、前記流体伝動装置（３０）は、トーラスを形成するポンプインペラ（４０）およびタービンランナ（４２）と、ロックアップクラッチ（５０）とを有し、前記渦巻きバネ部材（２１）は、前記ロックアップクラッチ（５０）が解放している場合には、前記エンジンからの動力が前記渦巻きバネ部材（２１）、前記トーラスを順に介して後段の後段軸（ＩＳ）に伝達され、前記ロックアップクラッチ（５０）が係合している場合には、前記エンジンからの動力が前記渦巻きバネ部材（２１）、前記ロックアップクラッチ（５０）を順に介して前記後段軸（ＩＳ）へ伝達されるよう配置されているものとすることもできる。
【００３２】
以上、本開示の発明の実施の形態について説明したが、本開示の発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の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ことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本開示の発明は、ダンパ装置の製造産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  クランクシャフト、１０  発進装置、２０  ダンパ装置、２１  渦巻きバネ、２２  インナホルダ、２４  アウタホルダ、２４ａ  締結部、２５  ボルト、２６  リベット、２７  ナット、２８  リベット、３０  トルクコンバータ、３１  フロントカバー、３２  センターピース、３４  カバー本体、３４ａ  側壁部、３４ｂ  外筒部、３６  タービンハブ、４０  ポンプインペラ、４２  タービンランナ、４４  ステータ、５０  ロックアップクラッチ、６０  セットブロック、６０ａ  ねじ部。
【図１】
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【図２】
2017172716.tif 000004
【図３】
2017172716.tif 000005