(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの回転要素、すなわち、入力要素（５１）と出力要素（６１）との間に配置されており、円周方向に作用する弾性部材（６０）と上記要素の一方（５１）に連動し、要素の他方（６１）に連動するディスク（５４）の各側に軸方向に配置された２つのガイドワッシャ（５２）（５３）を有し、円周方向に作用する弾性部材（６０）が、軸線（７０）を有するとともに、２つのガイドワッシャ（５２）（５３）とディスク（５４）との間で作用し、ガイドワッシャ（５２）（５３）およびディスク（５４）内に形成され、互いに対向するように設置されたウィンド（６４）（６５）（６６）内に設けられており、前記ウィンド（６４）（６５）（６６）は、弾性部材（６０）の端部が当接するようになっている２つの側方エッジ（７５）（７６）を有し、更にウィンド（６４）（６５）（６６）が、外側エッジ（７７）を有し、ガイドワッシャ（５２）（５３）の一方に形成されたウィンドの外側エッジ（７７）が、入力要素（５１）および出力要素（６１）の一方または他方の相対的回転運動中に弾性部材（６０）の端部が通過しない領域（９３）において、入力要素（５１）および出力要素（６１）の回転軸線（９０）に向かって径方向の内側にオフセットした部分（Ａ）を有するトーションダンパにおいて、
２つのガイドワッシャ（５２）（５３）におけるウィンド（６４）（６５）が、外側エッジ（７７）を有し、この外側エッジが、入力要素（５１）および出力要素（６１）の回転軸線（９０）に対して外側に向かって中心（１００）が位置する円の弧の形状に円周方向に延びた、内側にオフセットした部分（Ａ）を有することを特徴とするトーションダンパ。
【請求項２】
前記入力要素（５１）および出力要素（６１）の回転軸線（９０）を中心とする円弧状となっている接続部分（Ｂ）（Ｃ）により、前記外側エッジ（７７）が、側方エッジ（７５）（７６）に接続されていることを特徴とする、請求項１記載のダンパ。
【請求項３】
前記外側エッジ（７７）が、前記内側にオフセットした部分（Ａ）と接続部分（Ｂ）（Ｃ）との間に、径方向の外側にオフセットした部分（Ｄ１）（Ｄ２）を有することを特徴とする、請求項２記載のダンパ。
【請求項４】
前記外側にオフセットした部分（Ｄ１）（Ｄ２）が、前記内側にオフセットした部分（Ａ）を構成する同一の円に属する円弧状であることを特徴とする、請求項３記載のダンパ。
【請求項５】
前記外側エッジ（７７）が、ガイドワッシャ（５２）（５３）に形成されたウィンドの外側エッジであることを特徴とする、請求項１記載のダンパ。
【請求項６】
前記弾性部材（６０）が、その軸線（７０）を中心としてコイル状に巻かれた螺旋スプリングであることを特徴とする、請求項１記載のダンパ。
【請求項７】
前記入力要素（５１）が、自動車のエンジンのフライホイールに固定されるようになっているか、または固定自在であり、かつ出力要素（６１）が、自動車のギアボックスの入力に接続されるようになっていることを特徴とする、請求項１記載の自動車用ダンパ。
【発明の詳細な説明】
技術状態
本発明は、トーションダンパ、およびこのトーションダンパを備えるダンピング装置、例えば自動車用クラッチ摩擦部材に組み込まれるダンピング装置に関する。
２つのトーションダンパ、すなわち、主ダンパとプリダンパを含むトーションダンピング装置を備えるクラッチ摩擦部材は知られている。
主ダンパは、ディスクの各側に配置された２つのガイドワッシャに固定された入力要素を有する。ガイドワッシャは、アセンブリを互いに固定するストラットによって共に接続されている。
ダンピング装置がクラッチ摩擦部材に使用されている場合、入力要素は、支持ディスクから成り、クラッチのスラストプレートと反作用プレートとの間にクランプされるようになっている摩擦ライニングが、この支持ディスクの両側に固定されている。
変形例として、入力要素を、自動車のエンジンのフライホイールに直接固定されたディスクとするか、この入力要素を、エンジンのフライホイールに直接固定され、かつ径方向に延びるガイドワッシャとしてもよい。
入力要素は、この要素が摩擦ライニング支持ディスクとなっている場合には、主ダンパのガイドワッシャのうちの１つに押圧されながら、ストラットまたは変形例としては、特殊なリベットによってガイドワッシャに固定される。
ストラットは、ディスクの外周部に形成されたスカラップを貫通し、ディスクとガイドワッシャとの間の回転運動は、ストラットとスカラップのエッジとの協働によって制限される。
変形例では、剛性が大きく、ガイドワッシャとディスクとを弾性的に結合する螺旋スプリングからなり、円周方向に作用する弾性部材が、連続する巻線部を有し、これによって、この回転運動の制限が行われるようになっている。
ガイドワッシャは、内側に溝切りされたハブから構成されたダンパ装置の出力要素を囲んでいる。このことは、一部が間隙をもってハブに噛合する主ダンパのディスクについても当てはまる。従って主ダンパは、運動力学的に入力要素によって直接に駆動される。
ディスクと主ダンパのガイドワッシャの一方との間に、主ダンパのスプリングの径方向内側に、プリダンパが設けられている。
このプリダンパは、運動力学的に出力要素の直接上流側に設置され、歯によって、ハブに対して回転しないように固定されたディスクの両側に配置された２つのガイドワッシャを備えている。弾性部材、例えば螺旋スプリングが、プリダンパのディスクを、これに連動するガイドワッシャに弾性的に結合するようになっている。このプリダンパディスクは、ハブにクリンプ留めされ、ハブの溝は、前記ディスクを軸方向に固定するように働くショルダーを形成するよう、異なる高さを有する。
２つのダンパを備えたかかる装置では、プリダンパのガイドワッシャは、主ダンパのディスクに対して回転しないように接続されており、プリダンパの円周方向に作用するスプリングの方が、主ダンパの円周方向に作用するスプリングよりも剛性が小さくなっている。
プリダンパは、エンジンのアイドリングレンジにおける振動を除くようになっている。主ダンパは、エンジンのアイドルレンジからの通常の作動レンジ（走行レンジと称する）における振動を除くようになっている。プリダンパは、エンジンのトルクが小さいときの走行レンジにおける振動を除くこともできる。
エンジンのアイドルレンジから、例えば毎分２５００回転までの自動車の走行レンジにおける低周波のねじり振動に対して、トーションダンピング装置が有効に働くには、駆動要素と被動要素との間の回転運動が大きいこと、例えば約４０度回転運動することが必要であり、この運動は、ガイドワッシャと主ダンパのディスクとを弾性的に結合する、円周方向に作用する弾性部材に抗して行われる。
一般に弾性部材は、ガイドワッシャおよびディスクにそれぞれ形成されたウィンド内に配置された螺旋スプリングから構成されている。１つの同じスプリングを収容する３つのウィンド、すなわち、ガイドワッシャ内の２つのウィンドとディスク内のウィンドとは、互いに直線上に配置されており、これら各ウィンドは、１つの内側エッジと２つの側方、すなわち支持エッジと、１つの外側エッジとを有する。
図１および図２に略示するように、ディスク１内のウィンド１１、およびガイドワッシャ２および３内のウィンド１２および１３は、長方形の３つの辺に沿って配置された内側エッジ１４および１１４、ならびに側方エッジ１５、１６および１１５、１１６を有しており、内側エッジ１４および１１４は、前記長方形の長手方向に沿って延びている。内側エッジ１４、１１４側を向く外側エッジ１７、１１７は、凹部が内側エッジ１４、１１４側を向く、すなわち、作動時にディスク１およびガイドワッシャ２および３が回転する際に、中心となる軸線９０側を向く状態の曲線状となっている。
図１では、これら３つのウィンドの輪郭は便宜上平面図にて重ねた状態で示してあるが、実際には、特にガイドワッシャ２および３内に、それぞれウィンド１２および１３が設けられているケースでは、側方エッジ１１５および１１６は、図２に示すように、フラップ１８および１９の一部を形成する内側エッジ１１４および外側エッジ１１７に対して、軸方向にオフセットしている。
図１では、ガイドワッシャ内のウィンドの外側エッジ１１７および内側エッジ１１４は、螺旋スプリング２０を径方向にガイドする母線の、図面の平面における軸線９０に沿った投影を示すラインによって示されている。表示を容易にするため、ディスク１１内のウィンドは実線で示され、ガイドワッシャ内に形成されたウィンドは点線で示されている。
螺旋スプリング２０は、軸線２１が直線状となっている通常のスプリングから成っている。このスプリング２０を、ウィンド１１、１２および１３内に設置すると、その軸線２１は、前記ウィンドの内側エッジ１４、１１４に対して平行となり、その端部の巻線部は、前記ウィンドの側方エッジ１５、１１５および１６、１１６に当接する。前記端部の巻線部の座着は完全であり、入力要素と出力要素、すなわちディスク１とガイドワッシャ２および３とが相対的に回転角運動すると、これら端部の巻線部は、前記側方エッジに対して相対的に運動することなく、前記側方エッジに接触したままである。
従って、側方エッジ１５、１１５および１６、１１６においては、ヒステリシスを調節するために計算された主ダンパの内部摩擦を狂わすことになるような摩擦が発生することはない。
好ましくないことに、上記構造は、作動時にスプリング２０によって伝達されるトルクが弱いか、または全くない場合、遠心力の作用を受けるスプリング２０は、速度と共に次第にガイドワッシャまたはディスク内のウィンドの外側エッジに押圧される傾向があり、一方、同時に、最初直線状であった軸線２１が凹部を内側に向けて曲がった湾曲した形状に変形するという欠点がある。
そのため、ダンパに摩擦が生じると共に、弾性部材の端部がウィンドの支持エッジから離間することとなる。より正確に説明すれば、図１および図２は、スプリング２０のガイドの役割が完全にガイドワッシャ２および３に依存している最も一般的な例を示す。このように、ガイドワッシャに完全に依存している理由は、側方エッジ１１５、１１６に当接するスプリング２０の端部巻線部が、内側エッジ１１４および外側エッジ１１７と側方エッジ１１５、１１６とのそれぞれの接合部において、内側エッジ１１４および外側エッジ１１７によってそれぞれセンタリングされるからである。
フラップ１８、１９、従って外側エッジ１１７は半円形であり、外側エッジ１１７は、軸線９０に対して外側を向く、９１を中心とする円の弧である。従って、ディスク１内のウィンド１１の外側エッジ１７は、ポイント９１と比較して外側を向いた、９２を中心とする円の弧であり、従って外側エッジ１７は、スプリング２０に対して間隙を有するエッジとなっている。
しかし、前記外側エッジ１７の端部は、側方エッジ１５および１６に対する接続部の領域において、スプリング２０の端部巻線部に対して接線方向にある。内側エッジ１４は、ウィンド１２、１３の内側エッジ１１４よりも更に若干内側にある。
エンジンが充分高速で回転しながら、伝達トルクが、ゼロかまたは極めて小さい場合、例えばアイドリング状態の場合、スプリング２０は、当初、遠心力の作用を受けて、これまで説明した図３に示すような形状となる。この形状では、スプリングはウィンド１２および１３の外側エッジ１１７に押圧され、軸線は湾曲した状態となり、端部の巻線部の内側部分は、ウィンドの側方エッジから離間する。
更に速度が増すと、端部の巻線部が側方エッジから離間する。この現象は、図４に誇張して示されている。ディスク１がガイドワッシャ２および３に対して移動すると、図５の矢印Ｆで示すように、ウィンド１１の外側エッジ１７が最初にスプリング２０の端部巻線部に接触する。この端部巻線部は、ディスク１内のウィンド１１の側方エッジ１５上の当接位置に至るまで、ディスク１の外側エッジに沿って摩擦を生じながら移動し、スプリングが側方エッジ１５および１１６に当接した瞬間の後にしか、トルクは正常に伝達されない。
当然ながら、ガイドワッシャではなく、スプリングをガイドするためにディスクを選択するよう設計した場合にも、同様な推定を行うことができる。
構造を逆にした場合、すなわち、入力要素をディスクに固定し、出力要素を２つのガイドワッシャに固定した場合にも、これまで説明したことが当てはまる。
螺旋スプリングは、例えば２つの端部ディッシュに接着されたエラストマー材料、例えばゴムまたは複合材料から製造された弾性部材と置換できる。
スプリング２０が長くなればなるほど、上記欠点も大きくなる。当然ながら、このような欠点を回避するために、短いスプリングを使用することも可能であるが、このようにした場合、大きな移動量を得るために、多数のスプリングを直列に配置しなければならず、そのため部品数が増すという点で設計が複雑となり、かつ摩擦を制御することが更に困難となる。
仏国特許出願公開第2,714,436号明細書において、２つの回転要素、すなわち入力要素と出力要素との間に配置されており、円周方向に作用する弾性部材と、上記要素の一方に連動し、要素の他方に連動するディスクの各側に軸方向に配置された２つのガイドワッシャを有し、円周方向に作用する弾性部材が軸線を有すると共に、２つのガイドワッシャとディスクとの間で作用し、ガイドワッシャおよびディスク内に形成され、互いに対向するように設置されたウィンド内に設けられており、前記ウィンドは、弾性部材の端部が当接するようになっている２つの側方エッジを有し、更にウィンドが外側エッジを有し、ガイドワッシャの一方に形成されたウィンドの外側エッジが、入力要素および出力要素の一方または他方の相対的回転運動中に、弾性部材の端部が通過しない領域において、入力要素および出力要素の回転軸線に向かって径方向の内側にオフセットした部分を有するトーションダンパが提案されている。
この発明においては、クラッチの軸線に対して直交する平面で見た、内側にオフセットした部分は、頂点が前記軸線側に向き、軸方向に向いた部分を局部的に構成するＶ字形状となっている。
かかる構造は、一般的には満足できるものである。しかし、あるケースでは、遠心力の作用を受けて、弾性部材がこの内側にオフセットした部分に接触すると、弾性部材は接触時に軸方向にずれる。その理由は、この内側にオフセットした部分は、ディスクに対し片側にしか存在せず、従って弾性手段の軸線がとる湾曲形状はもはや一平面内には収まらなくなり、スプリングの機能が乱されるからである。しかも、内側にオフセットした部分のＴ字形状は、遠心力の作用を受けたときの弾性手段の変形を妨げることになる。
本発明の課題は、これらの欠点を解消することにある。
発明の概要
本発明によれば、上記タイプのトーションダンパであって、２つのガイドワッシャにおけるウィンドが外側エッジを有し、この外側エッジが、入力要素および出力要素の回転軸線に対して外側に向かって中心が位置する円の弧の形状に円周方向に延びた、内側にオフセットした部分を有することを特徴としてる。
好ましくは、入力要素および出力要素の回転軸線を中心とする円弧状となっている部分により、前記外側エッジは側方エッジに接続される。一方の内側にオフセットした部分と他方の接続部分との間で、外側エッジは径方向の外側にオフセットした部分を有する。
好ましくは、外側にオフセットした部分は、内側にオフセットした部分を構成する同一の円に属する円の弧である。
好ましくは、前記外側エッジは、ガイドワッシャに形成されたウィンドの外側エッジである。
好ましくは、弾性部材は、その軸線を中心としてコイル状に巻かれた螺旋スプリングである。
本発明のダンパは、自動車に使用するのに適す。入力要素は、自動車のエンジンのフライホイールに固定されるか、または固定自在であり、出力要素は、自動車のギアボックスへの入力部材に接続される。
本発明の別の課題は、入力要素によって直接運動力学的な作用を受ける主ダンパを備え、かつ出力要素の直接上流側に設置されたプリダンパを備え、主ダンパが、上記のようにトーションダンパとなっているダンピング装置を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記課題を良く理解しうるように、次に添付図面に示した単なる説明上の非限定的な実施例により、本発明を説明する。
図１〜図５は、これまで説明した従来技術に関連する説明図であり、
図６は、本発明に係わるダンパを有するクラッチ摩擦ディスクの断面図であり、
図７は、より小さい縮尺で示した、図６のディスクの部分側面図であり、
図８は、本発明に係わるウィンドを示す平面図である。
好ましい実施例
図６および図８には、ディスク５４の両側に配置されたガイドワッシャ５２、５３に入力要素５１が固定された主ダンパ５０が示されている。ガイドワッシャ５２、５３は、これらワッシャを共に固定させるストラット５７により共に接続されている。
円周方向に作用する弾性部材６０、ここでは螺旋スプリングが、ディスク５４をガイドワッシャ５２、５３に弾性的に結合している。本装置をクラッチ摩擦部材に利用した場合、入力要素５１は、支持ディスク５５から成り、この支持ディスク５５の各面には、摩擦ライニング５６が固定され、クラッチのスラストプレートと反作用プレートとの間にクランプされるようになっている。
摩擦ライニング支持ディスク５５は、ストラット５７により、主ダンパ５０に固定されながら、この主ダンパ５０のガイドワッシャ５２のうちの１つに押圧される。
ストラット５７は、ディスク５４の周辺に形成されたスカラップ５８を貫通しており、ディスク５４とガイドワッシャ５２および５３との間の回転運動は、ストラット５７とスカラップ５８のエッジとの協働によって制限される。
ガイドワッシャ５２と５３とは、６２にて内部に溝が設けられたハブから成るダンピング装置の出力要素６１を囲んでいる。このことは、主ダンパ５０のディスク５４についても当てはまり、ディスク５４の一部は、端部の一方に低い高さの部分６２を有するハブ６１上の外側溝６３と間隙をもって噛合している。
プリダンパ８０は、ディスク５４と主ダンパ５０のガイドワッシャの一方、ここではワッシャ５２との間に位置し、このプリダンパは、前記主ダンパ５０のスプリング６０の径方向内側に位置している。
このプリダンパ８０は、ハブ６１上の溝６３の部分６４に対して回転しないように固定されたディスク８４の各側に配置された２つのガイドワッシャ８２、８３も有している。円周方向に作用する弾性部材８５、ここでは螺旋スプリングが、ガイドワッシャ８２、８３をディスク８４に弾性的に結合し、プリダンパ８０のディスク８４は、ハブ６１にクリンプ留めされている。
主ダンパ５０のスプリング６０よりもプリダンパ８０のスプリング８５の方が、剛性が小さくなっている。
プリダンパ８０は、エンジンのアイドリングレンジ内における振動を除去するようになっているが、主ダンパ５０は、自動車の通常の作動レンジ（走行レンジと称される）内における振動を除去するようになっている。各ダンパ５０、８０は、それ自体公知の態様で、軸方向に作用する摩擦装置５９、８６を有している。
主ダンパのスプリング６０は、ガイドワッシャ５２、５３およびディスク５４内に形成され、対向して設置されたウィンド内に設けられている。図面を複雑にせず、かつ説明を容易にするために、図７では、これらウィンドは互いに重ねられた状態に示されている。
ガイドワッシャ５２、５３内には、ウィンド６４、６５が形成されており、ディスク５４内には、ウィンド６６が形成されている。これらのウィンドは、内側エッジ７４および外側エッジ７７、ならびにスプリング６０に対する当接部として働く側方エッジ７５および７６を有し、ガイドワッシャ５２、５３に形成されたウィンド６４、６５の外側エッジ７７は、入力要素５１および出力要素６１の回転軸線９０に向かって径方向の内側にオフセットした部分Ａを有する。
この径方向のオフセット量は、内側にオフセットした部分Ａがスプリング６０の外側の輪郭にできるだけ近くなるような値になっている。後に容易に理解できるように、この内側にオフセットした部分Ａにより、遠心力の作用を受けたスプリング６０の変形をかなり制限することが可能となっている。この内側にオフセットした部分Ａは、入力要素５１および出力要素６１とが相対的に運動する間、スプリング６０の端部巻線部が通過しない領域９３において円周方向に延びている。
この入力要素と出力要素との間の相対運動は、一方向また反対方向、すなわち、自動車のエンジンが車輪を駆動する場合の運転方向に有効である。図７から判るように、ガイドワッシャ内のウィンドに対して軸線９０を中心とする時計回り方向のみならず、自動車の車輪が、自動車のエンジンに対して回転する逆方向のディスク内のウィンドの運動に対応し、後者のエンジンに対する車輪の運動は、先の時計回り方向と比較して、反対方向へのディスク内の運動に対応する。
上記２つのケースでは、回転運動は等しくなく、前者の方向の運動の方が大きくなっている。従って、図７に示すように、内側にオフセットした部分Ａは自動車のエンジンの回転方向に対応する方向に円周方向にオフセットしている。
本発明は、中心が入力要素５１および出力要素６１の回転軸線９０と一致する円の弧の形状となっている接続部分ＢおよびＣにより、外側エッジ７７を側方エッジ７５、７６に接続するための対策も講じている。
このような構造により、端部の巻線部はその遠心作用にもかかわらず、常に側方エッジ７５、７６および接続部分ＢおよびＣによって形成された角度に維持されたままとなり、回転運動の間、ディスク内のウィンドの側方エッジを介し、常にディスクによりスプリングに作用が加わる。すなわち、摩擦を生じることなく、ディスク内のウィンドの外側エッジは、接続部分ＢおよびＣに対して自由である。
当然ながら、一方の内側にオフセットした部分Ａと他方の接続部分ＢおよびＣとは、外側にオフセットした部分Ｄ１、Ｄ２だけ分離し、すなわち互いに径方向外側にオフセットしている。
構造を簡略化するために、内側にオフセットした部分Ａは、軸線９０に対して中心が外側に向かって位置する円弧状をしている。同じ理由から、外側にオフセットした部分Ｄ１、Ｄ２も、内側にオフセットした部分Ａを構成する同じ円に属する円弧となっている。
ほぼ放射状に配置された接続部分Ｅは、内側にオフセットした部分Ａを外側にオフセッした部分Ｄ１およびＤ２の各々に接続している。当然ながら、上記のいずれにおいても、円周方向に作用する弾性手段は、ウィンドの各グループにおいて、単一の螺旋スプリングまたは図６に示すような２つの同心状螺旋スプリングからも構成できる。
【図１】
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【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】
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【図８】
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