(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓孔を有する第１プレートと、
前記第１プレートの軸方向両側に配置された一対のプレート部材からなり、前記窓孔に対応して形成された窓部をそれぞれ有する第２プレートと、
前記窓孔及び窓部に配置され、前記第１プレートと前記第２プレートが相対回転すると前記窓孔と前記窓部との間で回転方向に圧縮されるコイルスプリングとを備え、
前記一対のプレート部材の少なくとも一方の前記窓部には前記コイルスプリングのばね中心軸回りの回転を規制する規制部が形成されており、
前記コイルスプリングは、外周側の素線間に形成される隙間の数が内周側の素線間に形成される隙間の数よりも多く、外周側の線間ピッチが等しく、
前記窓部の円周方向端の一方には前記コイルスプリングの円周方向端を支持する円周方向支持部が形成され、前記規制部は前記円周方向支持部に形成されており、
前記円周方向支持部は、前記コイルスプリングの座面に当接するために軸方向に突出する起こし部を有し、前記起こし部の一部が前記規制部として前記コイルスプリングの先端断面に当接している、
ダンパーディスク組立体。
【請求項２】
前記規制部は前記コイルスプリングの先端断面に当接している、
請求項１に記載のダンパーディスク組立体。
【請求項３】
前記円周方向支持部は、第１円周方向面と、前記第１円周方向面と異なる円周方向位置に形成された第２円周方向面と、前記第１円周方向面と前記第２円周方向面との境界に形成された半径方向面とを有し、前記半径方向面は前記規制部として前記コイルスプリングの先端断面に当接している、
請求項１又は２に記載のダンパーディスク組立体。
【請求項４】
前記規制部は、前記一対のプレート部材の一方の窓部の円周方向片側の円周方向支持部と、前記一対のプレート部材の他方の窓部の円周方向反対側の円周方向支持部とに形成されている、
請求項１〜３のいずれかに記載のダンパーディスク組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルスプリング、特に、捩じり振動ダンパーに用いられるコイルスプリングに関する。また、本発明は、ダンパーディスク組立体、特に、捩じり振動ダンパー用コイルスプリングが用いられたダンパーディスク組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のクラッチディスク組立体に用いられるダンパー機構は、入力フライホイールに連結され得る入力回転部材と、トランスミッションから延びるシャフトに連結される出力回転部材と、入力回転部材と出力回転部材とを回転方向に弾性的に連結する弾性連結部材とから構成されている。入力回転部材はクラッチディスクとその内周側に固定された１対の入力プレートとから構成されている。出力回転部材はシャフトに相対回転不能に連結されたハブからなる。ハブは、シャフトにスプライン係合するボスと、ボスから半径方向外方に延びるフランジとを有している。弾性連結機構は複数のコイルスプリングからなる。各コイルスプリングは、フランジに形成された窓孔内に収容され、さらに１対の入力プレートに形成された角窓に支持されている。１対の入力プレートとハブとが相対回転すると、コイルスプリングは両部材間で回転方向に圧縮される。このダンパー機能によって、クラッチディスク組立体に入力された捩り振動が吸収・減衰される。
【０００３】
コイルスプリングは回転方向に圧縮される際に、その外周側のたわみ量が内周側のたわみ量に比較して大きくなる。これは、コイルスプリングを押していく角窓等の外周側部分の回転方向移動量が内周側の回転方向移動量より大きいためである。この結果、外周部のたわみを吸収する内側素線のねじれ量が外側素線のねじれ量と比較し大きくなり、応力も大きくなる。このように１つのコイルスプリングにおいて発生応力の偏りが生じるため、スプリングの捩じりトルクを最大限にできなかった。
【０００４】
そこで、ばね圧縮時において内周側と外周側とで１巻当たりのたわみ量の違いを減らすために、コイルスプリングの内周側の有効巻数を外周側の有効巻数より多くすることが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の構造では、例えば、内周側の線間ピッチは等しいが、外周側の線間ピッチは、両端が他の部分に比べて半分に設定されている。したがって、コイルスプリングの自由高さが高くなることを避けられない。
また、従来の構造では、コイルスプリングが窓部及び窓孔内で自らの軸中心に回転してしまうため、有効巻数の関係を初期設定状態に維持できないことが多かった。そこで、さらにコイルスプリングの回り止めをする構造が従来より考えられてきた。しかし、その場合は、構造が複雑になったり、部品点数が増加したりするという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、有効巻数の位置を設定したコイルスプリングの自由高さを従来より短くすることにある。
本発明の他の課題は、有効巻数の位置を設定したコイルスプリングを自らの軸中心に回転させないための構造を簡単にすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のダンパーディスク組立体は、第１プレートと、第２プレートと、コイルスプリングとを備えている。第１プレートは窓孔を有する。第２プレートは、第１プレートの軸方向両側に配置された一対のプレート部材からなり、窓孔に対応して形成された窓部を有する。コイルスプリングは窓孔及び窓部に配置されている。一対のプレート部材の少なくとも一方の窓部にはコイルスプリングのばね中心軸回りの回転を規制する規制部が形成されている。コイルスプリングは、外周側の素線間に形成される隙間の数が内周側の素線間に形成される隙間の数よりも多く、外周側の線間ピッチが等しい。窓部の円周方向端の一方にはコイルスプリングの円周方向端を支持する円周方向支持部が形成され、規制部は円周方向支持部に形成されている。円周方向支持部は、コイルスプリングの座面に当接するために軸方向に突出する起こし部を有している。起こし部の一部が規制部としてコイルスプリングの先端断面に当接している。
【００１０】
このダンパーディスク組立体では、プレートの窓部に規制部が設けられているため、簡単な構造を維持したままコイルスプリングの回り止めが実現されている。また、規制部は円周方向支持部に形成されているため、他の部分に特別な構造を設ける必要が無く、全体の構成が簡単になる。さらに、起こし部の一部を規制部としてコイルスプリングの回り止めを行っているため、他の部分に特別な構造を設ける必要が無く、全体の構成が簡単になる。
請求項２に記載のダンパーディスク組立体では、請求項１において、規制部はコイルスプリングの先端断面に当接している。
【００１１】
このダンパーディスク組立体では、コイルスプリングの先端面を利用しているため、コイルスプリングの回り止めのために複雑な構成を設ける必要がない。
【００１３】
請求項３に記載のダンパーディスク組立体では、請求項１又は２において、円周方向支持部は、第１円周方向面と、第１円周方向面と異なる円周方向位置に形成された第２円周方向面と、第１円周方向面と第２円周方向面との境界に形成された半径方向面とを有している。半径方向面は規制部としてコイルスプリングの先端断面に当接している。
【００１４】
このダンパーディスク組立体では、窓部の円周方向支持部の半径方向面を規制部としてコイルスプリングの回り止めを行っているため、他の部分に特別な構造を設ける必要が無く、全体の構成が簡単になる。
請求項４に記載のダンパーディスク組立体では、請求項１〜３のいずれかにおいて、規制部は、一対のプレート部材の一方の窓部の円周方向片側の円周方向支持部と、一対のプレート部材の他方の窓部の円周方向反対側の円周方向支持部とに形成されている。
【００１５】
このダンパーディスク組立体では、コイルスプリングは一対のプレート部材に対して、ばね中心軸回りのいずれ側にも回転不能となっている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（１）全体構造
図１は本発明の一実施形態が採用されたクラッチディスク組立体１の縦断面図であり、図２はクラッチディスク組立体１の部分平面図である。なお、図１に示すＯ−Ｏがクラッチディスク組立体１の回転軸線であり、図１の左側にエンジンやフライホイール（図示せず）が配置され、図１の右側にトランスミッション（図示せず）が配置されている。また、図２の矢印Ｒ１がクラッチディスク組立体１の回転方向を示しており、矢印Ｒ２がその反対方向を示している。なお、以下に説明する実施形態での具体的な数値は、説明の便宜のため又は各大きさの関係を説明するために用いられており、必ずしもその数値に限定されるものではない。
【００１７】
クラッチディスク組立体１は、車両のクラッチ装置に用いられる部材であり、クラッチ機能とダンパー機能とを有している。この実施形態では、以下、主にダンパー機能について説明する。
クラッチディスク組立体１のダンパー機構２は、主に、ドライブプレート４と、ドリブンプレート５と、両部材を回転方向に弾性的に連結するための複数のコイルスプリング６とから構成されている。
【００１８】
ドライブプレート４は、円板状かつ環状のプレート部材であり、円周方向に複数の窓孔４ａが形成されている。窓孔４ａは軸方向に貫通した孔部分であり、コイルスプリング６を収納・支持するための構造である。ドライブプレート４の外周縁には、図示しないフライホイールに付勢されてクラッチ連結を行うためのクラッチディスク３２が固定されている。
【００１９】
ドリブンプレート５は、ドライブプレート４の軸方向両側に配置された一対のプレート部材７（軸方向エンジン側），８（軸方向トランスミッション側）とから構成さている。プレート部材７，８は、円板状かつ環状のプレート部材であって、ピン３５等によって互いに固定されている。このため、プレート部材７，８は一体回転するようになっており、さらに両者の軸方向距離も定められている。プレート部材７，８の各々には、ドライブプレート４の窓孔４ａに対応して、窓部１１が形成されている。窓部１１は、コイルスプリング６の軸方向両側を抑えるとともに、コイルスプリング６からのトルクを受ける機能を有している。なお、コイルスプリング６と窓部１１との関係については後ほど詳細に説明する。ドリブンプレート５は、低剛性捩じりダンパー３３を介してスプラインハブ３４に対して回転方向に連結されている。スプラインハブ３４は、トランスミッションから延びるメインドライブシャフト（図示せず）にスプライン係合している。
【００２０】
コイルスプリング６は、複数のコイルからなる部材であり、ドライブプレート４とドリブンプレート５との間で捩じり振動ダンパーとして機能する部材である。具体的には、コイルスプリング６は、ドライブプレート４とドリブンプレート５とが相対回転するときに、両者間で（より正確には窓孔４ａの円周方向片側端と窓部１１の円周方向反対側端との間で）回転方向に圧縮され、捩じり振動を吸収・減衰する機能を有している。
【００２１】
（２）コイルスプリングについての詳細説明
コイルスプリング６は、ダンパー機構２の回転中心Ｏより任意の取付半径Ｒに配置された複数個のスプリングである。コイルスプリング６では、図４に示すように、ばね中心軸Ｐが直線になっており、素線の断面は円形である。また、コイルスプリング６はクローズド・エンドであり、座巻き３７（Ｒ１側），３８（Ｒ２側）のそれぞれの座面４１，４２にはばねが垂直となるように研削加工が施されている。座面４１，４２は、互いに平行な平坦面であり、両者はともにばね中心軸Ｐに垂直になっている。
【００２２】
概略を説明すると、コイルスプリング６はＮ巻きの整数巻きであり、取付け中心に対して内周側の有効巻き数をＮ＋１と設定している。内周側の巻き部は捩じり時の外周側のたわみを吸収する部分であるため、内周側と外周側の発生応力差が小さくなり、さらに捩じりトルクが最大になっている。
コイルスプリング６のコイル巻き形状について詳細に説明する。図４はコイルスプリング６の断面図であり、図上側がダンパー機構２の外周側であり、図下側がダンパー機構２の内周側である。コイルスプリング６の外周側の有効巻数は２つであり、有効巻部２７，２８が設けられている。有効巻部２７，２８の円周方向外側にはそれぞれ端巻部２９，３０が配置されている。コイルスプリング６の外周側ピッチは等しく、図においてはその大きさは記号ａで表している。コイルスプリング６の内周側の有効巻数は３つであり、有効巻部２１，２２，２３が設けられている。有効巻部２１，２３の円周方向外側にはそれぞれ端巻部２４，２５が配置されている。巻部２１は巻部２４に対して当接しており、巻部２３は巻部２５に対して当接している。コイルスプリング６の内周側ピッチは等しく、図においてはその大きさは記号ｂで表している。
【００２３】
具体的には、外周ピッチａは３．７５ｍｍであり、内周ピッチｂは５．６３ｍｍである。また、コイルスプリング６の自由高さｃは４５．００ｍｍである。
端巻部２９の素線（コイルに研削がされていない状態）円周方向中心と巻部２１，２４の当接部分を結ぶ直線４９は、ばね中心軸Ｐに対して垂直に延びている。端巻部３０の素線円周方向中心と巻部２３，２５の当接部分を結ぶ直線５０は、ばね中心軸Ｐに対して垂直に延びている。したがって、直線４９と直線５０は互いに平行である。
【００２４】
座巻き３７，３８は、それぞれの座面４１，４２の研削加工によって、根元部分から先端に向かってばね軸方向の厚みが薄くなっている。先端部４４は、厚みが最も薄い部分であり、一定のコイル巻き方向長さにわたって隣接するコイルに当接している。さらに、座巻きの先端部４４には、一定の面積を有する先端断面４５が形成されている。回転方向Ｒ１側の先端断面４５は、軸方向トランスミッション側に位置して、半径方向外側を向いている。回転方向Ｒ２側の先端断面４５は、軸方向エンジン側に位置して、半径方向内側を向いている。座巻き３７，３８の座面４１，４２において、根元部分には研削開始部分と先端部４４の先端断面４５との間には、非研削面４６が確保されている。つまり、座面４１，４２の平坦部分は連続しておらず、先端断面４５の先側に空間が確保されていることになる。
【００２５】
（３）窓部についての詳細説明
窓部１１は、図２及び図３に示すように、円周方向に比較的長い四角形状である。窓部１１は、軸方向に貫通した孔形状であり、その孔周囲にはコイルスプリング６を支持するため支持構造が形成されている。窓部１１の具体的な支持構造としては、外周側支持部１２と、内周側支持部１３と、円周方向支持部１４が設けられている。外周側支持部１２及び内周側支持部１３は、円板状部分から軸方向外側に絞り加工によって起こされた起こし形状部分であり、コイルスプリング６の軸方向外側を支持するとともに半径方向両側への移動を規制している。
【００２６】
円周方向支持部１４は、コイルスプリング６の座面４１，４２が当接する部分である。円周方向支持部１４を構成する部分としては、外周側起こし部１５と内周側起こし部１６が設けられている。外周側起こし部１５は、外周側支持部１２の円周方向端部に一体に形成された部分であり、円板状部分から軸方向外側に絞り加工によって起こされた起こし形状部分である。外周側起こし部１５は、外周側支持部１２から内周側に向けて徐々に軸方向突出量が少なくなっているが、先端部には半径方向内側を向く規制面１９が確保されている。内周側起こし部１６は、内周側支持部１３の円周方向端部に一体に形成された部分であり、円板状部分から軸方向外側に絞り加工によって起こされた起こし形状部分である。内周側起こし部１６は、外周側支持部１２から内周側に向けて徐々に軸方向突出量が少なくなっている。外周側起こし部１５と内周側起こし部１６は連続しておらず、したがって、両者間には板厚断面のみからなる部分が確保されている。以上より、円周方向支持部１４は、外周側起こし部１５及び内周側起こし部１６の軸方向に延ばされた面と、その間の平板部断面とから構成されていることになる。
【００２７】
なお、図２に示すように、回転方向Ｒ２側の円周方向支持部１４では、外周側起こし部１５と内周側起こし部１６とその間の部分の円周方向面は、直線状になっており、コイルスプリング６の座面４２に当接している。
しかし、図３に示すように、回転方向Ｒ１側の円周方向支持部１４では、外周側起こし部１５は内周側起こし部１６より円周方向内側に入り込んでおり、その第１円周方向支持面１７は、内周側起こし部１６及び中間部分で形成される第２円周方向支持面１８より円周方向内側に位置している。この結果、回転方向Ｒ１側の外周側起こし部１５の規制面１９は、窓部１１の孔内において円板状部分より軸方向に突出する面を形成している。
【００２８】
以上に述べたのは第２プレート部材８の窓部１１の円周方向支持部１４の構造であるが、第１プレート部材７においては窓部１１の円周方向支持部１４の構造がダンパー機構２の回転方向で逆転している。つまり、直線状の円周方向支持面は回転方向Ｒ１側に形成され、段差のある円周方向支持面は回転方向Ｒ２側に形成されている。
【００２９】
以上の結果、コイルスプリング６の回転方向Ｒ１側の座巻きの先端部４４の先端断面４５は回転方向Ｒ１側の外周側起こし部１５の規制面１９に当接しており、この結果、コイルスプリング６は第２プレート部材８に対してばね中心軸Ｐ回り一方向に回転不能となっている。さらに、コイルスプリング６は第１プレート部材７に対してばね中心軸Ｐ回りの反対方向に回転不能となっている。この結果、コイルスプリング６はドライブプレート４に対してばね中心軸Ｐ回りのいずれ側にも回転不能となっている。
【００３０】
以上の構造を別の観点から説明すると、ドリブンプレート５の一対のプレート部材７，８の窓部１１の円周方向支持部１４にコイルスプリング６の回り止めを行わせる構造を設けていることになる。特に、この実施形態において、円周方向支持部１４はコイルスプリング６の円周方向端部の形状に適合して形成されており、トルク伝達及び回り止めの両方を実現している。
【００３１】
図４にコイルスプリング自由状態を示し、図５にコイルスプリングの作動（圧縮）状態を示している。図４の状態から取付半径Ｒで角度θ分コイルスプリング６を圧縮すると、図５に示すように外周側ピッチはａからａ’となり、内周側ピッチはｂからｂ’となる。ａ’は０．３９ｍｍであり、ｂ’は２．１４ｍｍであり、Ｒは９０．０ｍｍであり，θは５．４度である。このように、ａ’が全て微小値となり、さらにｂ’が従来より大幅に小さくなっているため、コイルスプリング６の圧縮長が短くなっている。
【００３２】
図６にコイルスプリング６の線間隙間線図を示す。図６の左側のグラフ６が図４の状態に対応しており、図６の右側のグラフが図５の状態に対応している。図より明らかなように、内周たわみ量は外周たわみ量よりわずかに大きいだけであって、その差は大変小さくなっている。
（４）作用効果
▲１▼コイルスプリングの設定及び回り止め
コイルスプリング６では、内周側の有効巻数が外周側の有効巻数より多いため、内周たわみ量が外周たわみ量に対して大幅に多いという状態は避けられ、両たわみ量がより均等化されている。この結果、コイルスプリング６の発生応力が均等になり、捩じりトルクが最大になる。言い換えると、コイルスプリング６の発生荷重や応力が安定する。
【００３３】
特に、コイルスプリング６はドライブプレート４に対して回り止めされているため、前記設定を維持することができる。
▲２▼コイルスプリングの回り止め構造
コイルスプリング６を回り止めするための規制部としての規制面１９が一対のプレート部材７，８の窓部１１の円周方向支持部１４に設けられているため、他の部分に特別な構造を設ける必要が無く、全体の構成が簡単になっている。特に、規制面１９は、コイルスプリング６の先端断面４５に当接しているため、コイルスプリングの回り止めのために複雑な構成を設ける必要がない。さらに、スプリングシートを省略できるため、部品点数が少なくなる。
【００３４】
さらに、コイルスプリング６はプレート部材７，８との接触形状が一定となるため、コイルスプリング６に遠心力が作用して窓部１１の外周側部分等に摺動した場合の摩耗が生じにくくなる。
▲３▼コイルスプリングの自由高さの短縮
コイルスプリング６の外周側のピッチは等しくなっているため、コイルスプリング６の自由高さが従来に比べて短くなっている。従来であれば、例えば、有効巻き部の間のピッチは端巻部とその円周方向内側の巻部との間のピッチの２倍に設定されていた。これを半分として等ピッチとすることでコイルスプリング６の自由高さを大幅に短縮することができている。具体的には、両端の線間隙間（ピッチ）×（有効巻き−２）分だけ、コイルスプリング６の自由長が短くなっている。
【００３５】
また、直線４９と直線５０が平行になるように、内周側のピッチは調整されている。この結果、コイルスプリング６の座面４１，４２の座面は従来と同様の構造となっており、特に研削加工が困難になるような問題は生じない。
（５）他の実施形態
コイルスプリングの具体的な形状は前記実施形態に限定されない。例えばコイルスプリングの素線断面形状は卵形や楕円形であってもよい。
【００３６】
ダンパーディスク組立体の具体的な構造は前記実施形態に限定されず、他の種類のクラッチディスク組立体であってもよい。また、クラッチディスク組立体に限定されず、トルクコンバータのロックアップ装置やフライホイール組立体であってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係る捩じり振動ダンパーに用いられるコイルスプリングでは、従来の内周側の有効巻数が外周側の有効巻数より多いコイルと比べた場合、外周側の線間ピッチが等しいため、従来のコイルスプリングに比べて自由高さが短くなる。
本発明に係るダンパーディスク組立体では、プレートの窓部に規制部が設けられているため、簡単な構造を維持したままコイルスプリングの回り止めが実現されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態が採用されたクラッチディスク組立体。
【図２】クラッチディスク組立体の部分平面図。
【図３】クラッチディスク組立体の窓部の一部を示す部分平面図。
【図４】コイルスプリングの自由状態における横断面図。
【図５】コイルスプリングの作動状態における横断面図。
【図６】コイルスプリングの自由状態及び作動状態における線間隙間線図。
【図７】ダンパーディスク組立体においてコイルスプリングの端部と窓部との係合部分を示す部分斜視図。
【図８】図７に対応する部分斜視図であり、説明の便宜のためにコイルスプリングを取り除いた図。
【符号の説明】
１    クラッチディスク組立体
２    ダンパー機構
４    ドライブプレート（第１プレート）
４ａ  窓孔
５    ドリブンプレート（第２プレート）
６    コイルスプリング
７    第１プレート部材
８    第２プレート部材
１１    窓部
１４    円周方向支持部
１５    外周側起こし部
１６    内周側起こし部
１７    第１円周方向支持面
１８    第２円周方向支持面
１９    規制面（規制部、半径方向面）
４１，４２    座面
４４    先端部
４５    先端断面
【図１】
0004060598.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004060598.tif 000008
【図８】
0004060598.tif 000009