(57)【要約】【課題】捩り剛性を適切に変化させることが可能なダンパ装置を提供する。【解決手段】軸線ＡＸの回りに相対回転可能に設けられた入力ディスク２及び出力ディスク３と、ディスク２、３間の相対回転に対して弾性変形可能、かつディスク２、３の半径方向に移動可能な状態でディスク２、３間に配置された弾性部４と、ディスク２、３間にそれらの相対回転に対する摩擦を発生させる摩擦発生機構５と、弾性部４に作用する遠心力が所定の限度内にある場合には、弾性部４を半径方向に関して第１位置に保持し、遠心力が限度を超えた場合には第１位置から半径方向外周側への弾性部４の移動を許容する移動規制機構５とをダンパ装置１Ａに設ける。【選択図】図１
2009150474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の軸線の回りに相対回転可能に設けられた第１回転体及び第２回転体と、
前記回転体間の相対回転に対して弾性変形可能、かつ前記回転体の半径方向に移動可能な状態で前記第１回転体と前記第２回転体との間に配置された弾性部と、
前記第１回転体と前記第２回転体との間に相対回転に対する摩擦を発生させる摩擦発生手段と、
前記弾性部に作用する遠心力が所定の限度内にある場合には、前記弾性部を前記半径方向に関して定位置に保持し、前記遠心力が前記限度を超えた場合には前記定位置から半径方向外周側への前記弾性部の移動を許容する移動規制手段と、
を備えたダンパ装置。
【請求項２】
前記移動規制手段は、前記弾性部の前記半径方向の移動を規制する規制位置と前記弾性部の移動を許容する解除位置との間で変位可能なストッパと、前記ストッパを前記解除位置から前記規制位置に向かって押し出す力を発生させるプッシャばねと、前記弾性部に対して前記半径方向中心側に向かう力を付加するリターンばねとを備えている請求項１に記載のダンパ装置。
【請求項３】
前記ストッパが前記規制位置と前記解除位置との間で移動可能な状態で前記第１回転体及び前記第２回転体の少なくともいずれか一方の回転体に取り付けられ、前記プッシャばねは前記ストッパを前記規制位置に向かって押し出すようにして前記回転体に取り付けられている請求項２に記載のダンパ装置。
【請求項４】
前記ストッパが前記弾性部に設けられ、前記第１回転体又は前記第２回転体の少なくともいずれか一方の回転体には前記弾性部が前記定位置にあるときに前記ストッパと噛み合って前記弾性部を前記定位置に拘束する噛み合い部が設けられ、前記弾性部の弾性力で前記ストッパが前記噛み合い部と噛み合う方向に押し出されることにより前記弾性部が前記プッシャばねとして機能する請求項２に記載のダンパ装置。
【請求項５】
車両に原動機として搭載される内燃機関の出力軸に前記第１回転体又は前記第２回転体が接続され、前記移動規制手段は前記出力軸がアイドリング回転数以下の低回転域で回転しているときは前記弾性部を前記定位置に保持し、前記出力軸が前記アイドリング回転数よりも高い高回転域で回転しているときに前記弾性部の半径方向外周側への移動を許容する請求項１〜３のいずれか一項に記載のダンパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の動力伝達経路等に組み込まれるダンパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の動力伝達経路に設けられるダンパ装置として、互いに相対回転可能な一対の回転体のトルク伝達経路に弾性体を介在させ、その弾性体の半径方向の位置を当該弾性体に作用する遠心力に応じて連続的に変化させることにより、ダンパの捩り剛性を変化させるダンパ装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−６０６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のダンパ装置では、内燃機関の始動時あるいは停止時のような低回転領域でも弾性体が半径方向外周側に移動してダンパ装置の捩り剛性が高まる。従って、十分な減衰効果が得られないおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は捩り剛性を適切に変化させることが可能な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】
【０００６】
本発明のダンパ装置は、共通の軸線の回りに相対回転可能に設けられた第１回転体及び第２回転体と、前記回転体間の相対回転に対して弾性変形可能、かつ前記回転体の半径方向に移動可能な状態で前記第１回転体と前記第２回転体との間に配置された弾性部と、前記第１回転体と前記第２回転体との間に相対回転に対する摩擦を発生させる摩擦発生手段と、前記弾性部に作用する遠心力が所定の限度内にある場合には、前記弾性部を前記半径方向に関して定位置に保持し、前記遠心力が前記限度を超えた場合には前記定位置から半径方向外周側への前記弾性部の移動を許容する移動規制手段とを備えたものである（請求項１）。
【０００７】
本発明のダンパ装置によれば、弾性部に作用する遠心力が所定の限度内であれば、弾性部が移動規制手段によって半径方向中心側の定位置に保持される。この場合、ダンパ装置の捩り剛性が相対的に低い一定値に保たれる。従って、回転速度が低い領域ではトルク変動が生じても捩り剛性が増加せず、十分な振動減衰効果が得られる。一方、ダンパ装置の回転速度が上昇して弾性部に作用する遠心力が所定の限度を超えると、移動規制手段による規制が解除されて弾性部の半径方向外周側への移動が許容される。これにより、回転体に対する弾性部の作用点が半径方向外周側へ変化してダンパ装置の捩り剛性が高まる。従って、加速時の応答性の改善等を図ることができる。
【０００８】
本発明のダンパ装置の一形態において、前記移動規制手段は、前記弾性部の前記半径方向の移動を規制する規制位置と前記弾性部の移動を許容する解除位置との間で変位可能なストッパと、前記ストッパを前記解除位置から前記規制位置に向かって押し出す力を発生させるプッシャばねと、前記弾性部に対して前記半径方向中心側に向かう力を付加するリターンばねとを備えてもよい（請求項２）。この形態によれば、プッシャばねによってストッパを規制位置に押し出すとともに、弾性部に対してリターンばねにて半径方向中心側に向かう力を付加することにより、遠心力が限度内にあるときは弾性部を定位置に保持することができる。遠心力が限度を超えるとストッパを解除位置に押し除けながら弾性部が半径方向外周側へ移動する。
【０００９】
上記の形態においては、前記ストッパが前記規制位置と前記解除位置との間で移動可能な状態で前記第１回転体及び前記第２回転体の少なくともいずれか一方の回転体に取り付けられ、前記プッシャばねは前記ストッパを前記規制位置に向かって押し出すようにして前記回転体に取り付けられてもよい（請求項３）。この場合には、ストッパ及びプッシャばねを弾性部の構成部品とは区別して設けることができるので、それらの設計自由度を比較的高めることができる。
【００１０】
あるいは、前記ストッパが前記弾性部に設けられ、前記第１回転体又は前記第２回転体の少なくともいずれか一方の回転体には前記弾性部が前記定位置にあるときに前記ストッパと噛み合って前記弾性部を前記定位置に拘束する噛み合い部が設けられ、前記弾性部の弾性力で前記ストッパが前記噛み合い部と噛み合う方向に押し出されることにより前記弾性部が前記プッシャばねとして機能してもよい（請求項４）。この場合には、弾性部それ自身をプッシャばねとして機能させることから、部品点数を削減して構成を簡素化できる利点がある。
【００１１】
本発明の一形態においては、車両に原動機として搭載される内燃機関の出力軸に前記第１回転体又は前記第２回転体が接続され、前記移動規制手段は前記出力軸がアイドリング回転数以下の低回転域で回転しているときは前記弾性部を前記定位置に保持し、前記出力軸が前記アイドリング回転数よりも高い高回転域で回転しているときに前記弾性部の半径方向外周側への移動を許容するものとしてもよい（請求項５）。これによれば、内燃機関の始動時、停止時、あるいはアイドリング時のような低回転域ではダンパ装置の捩り剛性が低下して振動減衰効果が高まり、その一方、加速時のように高い応答性が求められる高回転領域ではダンパ装置の捩り剛性が高まって、応答性の要求が満たされる。始動時のように低回転でかつトルク変動が大きい運転状態でも、捩り剛性を低く保って振動減衰効果の悪化を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上に説明したように、本発明のダンパ装置によれば、弾性部に作用する遠心力が所定の限度内にあるときは移動規制手段によって弾性部を半径方向中心側の定位置に保持し、遠心力が所定の限度を超えたときに移動規制手段による規制を解除して弾性部の半径方向外周側への移動を許容するようにしたので、低回転速度域における捩り剛性の不所望な上昇を防止して十分な振動減衰効果を得ることができ、その一方で、回転速度が上昇したときにはダンパ装置の捩り剛性を高めて加速時の応答性の改善等を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第１の形態］
図１は本発明の第１の形態に係るダンパ装置の軸線方向における部分破断正面図、図２は図１のII−II線に沿った断面図である。これらの図に示すダンパ装置１Ａは、車両に原動機として搭載された内燃機関の出力軸と、変速機の入力軸との間に設けられるもので、第１回転体としての入力ディスク２と、第２回転体としての出力ディスク３（図２参照）と、これらのディスク２、３の間に配置された複数の弾性部４と、それらの弾性部４に作用する遠心力に応じて弾性部４の半径方向の位置を変化させるための移動規制機構５とを備えている。入力ディスク２と出力ディスク３とは共通の回転軸線ＡＸの回りに相対回転可能である。なお、図１では、入力ディスク２の中心部を破断してその内部に配置された出力ディスク３の一部を示している。
【００１４】
図２に示すように、入力ディスク２は、その外周に配置されるリング状の接合部１０と、接合部１０の内周に互いに平行に配置された一対のアウタプレート１１と、接合部１０とアウタプレート１１との間に配置される連結プレート１２とを備えている。接合部１０は二枚のリングプレート１０ａ、１０ｂを分離不能に接合した構成を有し、それらのリングプレート１０ａ、１０ｂは内燃機関の出力軸に一体回転可能に結合される。リングプレート１０ａ、１０ｂと連結プレート１２とはトルク制限機構１３を介して締結されることにより、伝達すべきトルクが所定の許容値を超えない範囲で一体回転可能に接続される。連結プレート１２の内周はアウタプレート１１と一体回転可能に接合されている。
【００１５】
一方、出力ディスク３は、ダンパ装置１Ａの中心に配置されるハブ２０と、そのハブ２０の外周に一体に形成されたフランジ状のインナプレート２１とを備えている。ハブ２０には、変速機側の入力軸が嵌合する貫通孔２０ａが形成されている。その貫通孔２０ａの中心線がダンパ装置１Ａの軸線ＡＸに相当する。インナプレート２１はアウタプレート１１間の隙間に入り込むように設けられており、その外周はアウタプレート１１の外周に達している。さらに、アウタプレート１１とインナプレート２１との間には、両者の相対回転に対する摩擦を発生させる摩擦発生機構６が設けられている。
【００１６】
図１に示すように、各アウタプレート１１には、弾性部４を受け入れるための複数（図では４つ）の収容部１１ａが周方向に等しい間隔で設けられている。同様に、出力ディスク３のインナプレート２１にも同数の収容部２１ａが周方向に等しい間隔で設けられている（図２参照）。収容部１１ａと収容部２１ａとは概略同一形状であり、それらの周方向の長さは互いに等しく、かつそれらの半径方向の位置も互いに等しい。アウタプレート１１及びインナプレート２１は、それらの収容部１１ａ、２１ａが周方向に同一位置に揃うように組み合わされている。そして、収容部１１ａ、２１ａのそれぞれの組に、弾性部４が一つずつ配置されている。各組の弾性部４は互いに等しい構成である。弾性部４は、収容部１１ａ、２１ａ内において、半径方向中心側の第１位置（実線で示す位置）と、その第１位置よりも半径方向外周側に離れた第２位置（破線で示す位置）との間で移動自在に設けられている。さらに、収容部１１ａ、２１ａのそれぞれの組には、弾性部４の位置を、第１位置と第２位置との間で切り替えるための移動規制機構（移動規制手段）５が設けられている。各組の移動規制機構５も互いに等しい構成である。
【００１７】
図３は弾性部４及び移動規制機構５の詳細を示している。弾性部４は、コイルばね３０と、そのコイルばね３０の両端に配置された一対のばね受け３１とを有している。各ばね受け３１は、アウタプレート１１及びインナプレート２１の両者に接するように配置されている。コイルばね３０はその軸線方向をプレート１１、２１の周方向に向けた状態で、ばね受け３１の間に幾らか圧縮された状態で介装されている。ばね受け３１には、コイルばね３０に対してディスク２、３の半径方向外周側から接する拘束部３１ａが設けられている。拘束部３１ａにより、ばね受け３１に対するコイルばね３０の半径方向外周側へのずれが阻止される。移動規制機構５は、一対のばね受け３１にそれぞれ対応して設けられた左右一対の作用部３５を有している。各作用部３５には、インナプレート２１の収容部２１ａに対して出没自在な状態でそのインナプレート２１のばね取付溝２１ｂに収容されたストッパ３６と、そのストッパ３６を収容部２１ａに突出する方向に押し出すプッシャばね３７と、ばね受け３１に対して半径方向中心側に向かう引張力を付加するリターンばね３８とを備えている。ストッパ３６は、ばね受け３１が第１位置にあるときに、そのばね受け３１に対してインナプレート２１の半径方向外周側から噛み合ってばね受け３１の半径方向外周側への移動を阻止する規制位置（図に実線で示す位置）と、ばね受け３１から周方向に後退してばね受け３１の半径方向外周側への移動を許容する解除位置との間を移動可能である。
【００１８】
次に、ダンパ装置１Ａの動作を説明する。入力ディスク２にトルクが入力されると、そのトルクは入力ディスク２のアウタプレート１１から一方のばね受け３１、コイルばね３０、及び他方のばね受け３１を順次経由して出力ディスク３のインナプレート２１に伝達され、出力ディスク３のハブ２０からトルクが出力される。トルク変動が生じると入力ディスク２が出力ディスク３に対して相対回転して収容部１１ａ、２１ａの位置が周方向にずれる。そのずれにより、コイルばね３０が伸縮すると同時に摩擦発生機構６が付与する摩擦により振動エネルギが吸収され、振動が減衰される。
【００１９】
ディスク２、３が回転すると弾性部４に遠心力が作用する。その遠心力が所定の限度内にある場合、ストッパ３６がプッシャばね３７で押されて規制位置に保持され、リターンばね３８による引張力との相乗作用により、ばね受け３１が第１位置に拘束される。すなわち、弾性部４の全体が第１位置に保持される。入力ディスク２の回転速度が上昇して弾性部４に作用する遠心力が限度を超えると、ばね受け３１がストッパ３６を押し除けて第１位置から第２位置に向かって半径方向外周側へ移動する。この場合、ディスク２、３と弾性部４との間におけるトルクの作用点が半径方向外周側に変化するため、ダンパ装置１Ａの捩り剛性は、弾性部４が第１位置にあるときの捩り剛性よりも高くなる。遠心力が低下すれば、弾性部４はリターンばね３８の力で第２位置から第１位置へと戻される。
【００２０】
図４は、ダンパ装置１Ａの捩り剛性Ｋと、入力ディスク２が接続される内燃機関の出力軸の回転数との関係を示している。弾性部４のばね３０のばね定数をｋ、ディスク２、３間に生じる周方向の捩れ角をθ、弾性部４が第１位置にあるときのトルクの作用点から軸線ＡＸまでの距離をｒとすれば、ディスク２、３間にて伝達されるトルクＴは下式（１）で与えられる。
【００２１】
【数１】
2009150474.tif 000003
【００２２】
これより、弾性部４が第１位置にあるときのダンパ装置１Ａの捩り剛性Ｋ１は下式（２）で与えられる。
【００２３】
【数２】
2009150474.tif 000004
【００２４】
同様に、弾性部４が第２位置にあるときのばね３０の反発力の作用点から軸線ＡＸまでの距離をＲとすれば、ダンパ装置１Ａの捩り剛性Ｋ２は上式（２）の距離ｒをＲに置き換えた下式（３）にて与えられる。
【００２５】
【数３】
2009150474.tif 000005
【００２６】
よって、弾性部４が第１位置にあるときの捩り剛性Ｋ１と、第２位置にあるときの捩り剛性Ｋ２との比は下式（４）で与えられる。
【００２７】
【数４】
2009150474.tif 000006
【００２８】
入力ディスク２と接続された内燃機関の出力軸の回転数が低いときには捩り剛性Ｋが（２）式の低い値となり、回転数が上昇すれば捩り剛性Ｋは（３）式の高い値へと切り替わる。捩り剛性が切り替わる閾値となる機関回転数ＮＥｔｈは、例えば内燃機関のアイドリング回転数よりも幾らか高く設定される。これにより、内燃機関の始動時、停止時、あるいはアイドリング領域ではダンパ装置１Ａの捩り剛性を低下させて振動減衰効果を高め、その一方で、加速時のように高い応答性が求められる高回転領域ではダンパ装置１Ａの捩り剛性を高めて応答性の要求を満たすことができる。例えば、始動時のように低回転でかつトルク変動が大きい運転状態でも、捩り剛性を低く保って振動減衰効果の悪化を防ぐことができる。さらに、本形態のダンパ装置１Ａでは、弾性部４の半径方向の位置をその弾性部４に作用する遠心力で切り替えるようにしたので部品点数を削減して装置を安価に構成できる利点がある。
【００２９】
なお、本形態ではストッパ３６をばね受け３１の半径方向外周側の端部と噛み合うように設けたが、ストッパの位置はこれに限らず適宜に変更可能である。例えば、ばね受け３１の周方向端面に凹部を設け、その凹部とストッパとを噛み合わせてもよい。軸線ＡＸの方向にストッパ３６を進退させてもよい。
【００３０】
［第２の形態］
図５は本発明の第２の形態に係るダンパ装置を図３に対応させて示した拡大図である。本形態のダンパ装置１Ｂにおいては、移動規制機構５の構成が第１の形態から変更されている。すなわち、インナプレート２１の収容部２１ａの両側壁には、ディスク２、３の半径方向へ位置をずらして一対の止め溝２１ｃ、２１ｄが形成され、ばね受け３１にはこれらの止め溝２１ｃに選択的に嵌り合うストッパとしての突起３１ｂが形成されている。弾性部４が第１位置にあるときは突起３１ｂが半径方向中心側の止め溝２１ｃと嵌り合い、弾性部４が第２位置にあるときは突起３１ｂが半径方向外周側の止め溝２１ｄと嵌り合う。その他の点は第１の形態と同様である。
【００３１】
本形態のダンパ装置１Ｂにおいて、弾性部４に作用する遠心力が所定の限度内にある場合、弾性部４のばね受け３１は、リターンばね３８の力で半径方向中心側に引き寄せられ、かつ突起３１ｂが止め溝２１ｃに嵌り合って第１位置に拘束される。これにより弾性部４の全体が第１位置に保持される。入力ディスク２の回転速度が上昇して弾性部４に作用する遠心力が限度を超えると、コイルばね３０が収縮して突起３１ｂが止め溝２１ｃから脱出し、ばね受け３１が第１位置から第２位置に向かって移動して突起３１ｂが止め溝２１ｄに嵌り合う。これにより、ダンパ装置１Ａの捩り剛性は、弾性部４が第１位置にあるときの捩り剛性よりも高くなる。遠心力が低下すれば、弾性部４はリターンばね３８の力で第２位置から第１位置へと戻される。つまり、本形態のダンパ装置１Ｂにおいては、弾性部４の弾性力でストッパとしての突起３１ｂが噛み合い部としての止め溝２１ｃと噛み合う方向に押し出されることにより、弾性部４それ自体がプッシャばねとして機能する。なお、本形態においては、ばね受け３１にストッパとしての凹部を、ディスク２又は３に噛み合い部としての凸部を設けてもよい。ストッパ及び噛み合い部を設ける位置は、弾性部をプッシャばねとして利用できる限りにおいて適宜に変更可能である。止め溝２１ｄは省略してもよい。
【００３２】
本発明は以上の形態に限ることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、弾性部はコイルばねを備えた構成に限ることなく、ゴム、エラストマーといった弾性材料からなる弾性体をコイルばねに代えて、又は加えて設けた構成でもよい。弾性部はトルク伝達時に引張変形するように設けられてもよい。摩擦発生手段は弾性部とは別の機構あるいは部材として設けられる例に限らない。例えば内部摩擦損失の大きい防振ゴム等の弾性体を弾性部に設けることにより、その弾性体を摩擦発生手段として機能させてもよい。上記の形態では弾性部４を第１位置及び第２位置の二つの位置の間で不連続的に移動させたが、弾性部４の位置は三位置以上設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の形態に係るダンパ装置の軸線方向における部分破断正面図。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図。
【図３】図１のIII部の拡大図。
【図４】ダンパの捩り剛性と機関回転数との関係を示す図。
【図５】本発明の第２の形態に係るダンパ装置の要部を図３に対応させて示した図。
【符号の説明】
【００３４】
１Ａ、１Ｂ  ダンパ装置
２  入力ディスク（第１回転体）
３  出力ディスク（第２回転体）
４  弾性部
５  移動規制機構（移動規制手段）
６  摩擦発生機構（摩擦発生手段）
１０  接合部
１１  アウタプレート
１２  連結プレート
２０  ハブ
２１  インナプレート
２１ｃ  止め溝（噛み合い部）
３０  コイルばね
３１  ばね受け
３１ｂ  突起（ストッパ）
３６  ストッパ
３７  プッシャばね
３８  リターンばね
ＡＸ  共通の軸線
【図１】
2009150474.tif 000007
【図２】
2009150474.tif 000008
【図３】
2009150474.tif 000009
【図４】
2009150474.tif 000010
【図５】
2009150474.tif 000011