JP2013108570A - 捩り振動減衰装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転部材とカム部材との捩れ角に応じて最適なヒステリシストルクを設定することができる捩り振動減衰装置を提供すること。
【解決手段】捩り振動減衰装置１の皿ばね２５、２６は、カム部材２の回転中心軸からカム部材２と皿ばね２５、２６とが摩擦プレート２３、２４を介して接触する接触点までの距離ｒが、カム部材２とディスクプレート７とカム部材２とが中立位置からディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きくなるに従って大きくなるように、カム部材２の回転中心に対してディスクプレート７、８の半径方向に偏芯して設置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、捩り振動減衰装置に関し、特に、車両の内燃機関と駆動伝達系との間に介装され、回転部材とカム部材との間で回転トルクが伝達されるように回転部材とカム部材とをアーム部材および弾性部材を介して相対回転自在に連結した捩り振動減衰装置に関する。

従来から内燃機関や電動モータ等の駆動源と車輪等とを変速機等を有する駆動伝達系を介して連結し、駆動源から駆動伝達系を介して車輪に動力を伝達している。ところが、駆動源に連結される駆動伝達系は、例えば、内燃機関のトルク変動による回転変動を起振源とした捩り振動によってこもり音やジャラ音が発生する。

ジャラ音とは、内燃機関のトルク変動による回転変動を起振源とした捩り振動によって変速歯車組の空転歯車対が衝突して生じるジャラジャラという異音のことである。また、こもり音は、内燃機関のトルク変動を起振力とする駆動伝達系の捩り共振による振動によって車室内に発生する異音のことであり、駆動伝達系の捩れ共振は、例えば、定常域に存在する。

従来から内燃機関や電動モータ等の駆動源と車輪等とを連結して駆動源からの回転トルクを伝達するとともに、駆動源と変速歯車組を有する駆動伝達系との間の捩り振動を吸収する捩り振動減衰装置が知られている。

この捩り振動減衰装置としては、例えば、変速機の入力軸に連結されるハブと、駆動源側のフライホイールに締結および解放されるクラッチディスクを有するディスクプレートと、ハブおよびディスクプレートを弾性的に連結し、ハブおよびディスクプレートの円周方向に等間隔に設けられた弾性部材とから構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

ところがこの種の捩り減衰減衰装置は、弾性部材がハブおよびディスクプレートの円周方向に等間隔に設けられた構成となっているため、ハブおよびディスクプレートの捩れ角を大きくすることができず、ジャラ音やこもり音を充分に減衰することができない。

このような不具合を解消して互いに相対回転自在な回転部材の捩れ角を大きくすることができる捩り減衰減衰装置としては、特許文献２に記載されたようなものが知られている。

この捩り振動減衰装置は、外周部にカム面を有し、カム面の曲率が円周方向に沿って変化するように構成されたカム部材と、カム部材と同一軸線上に設けられ、カム部材に対して相対回転自在なディスクプレートと、カム部材とディスクプレートとの間に設けられ、カム部材とディスクプレートとが相対回転したときに弾性変形する弾性部材とを備えている。

また、この捩り振動減衰装置は、一端部がカム部材のカム面に接触するとともに他端部が弾性部材に付勢され、カム部材とディスクプレートとが相対回転したときに、ディスクプレートに設けられた回動支点部を中心に回動して弾性部材を弾性変形させることにより、カム部材とディスクプレートとの間で回転トルクを伝達するアーム部材を備えている。

この捩り減衰減衰装置にあっては、カム部材の回転に伴ってアーム部材を揺動して弾性部材を弾性変形させることにより、カム部材とディスクプレートとの捩れ角の範囲を広角化することができ、シフトポジションがニュートラルに変更されて内燃機関がアイドル状態にあるとき等のように、回転部材とカム部材との捩れ角が小さい領域にあっては、捩れ剛性を小さくして微小な捩り振動を減衰してガラ音の発生を抑制することができる。

また、回転部材とカム部材との捩れ角が大きい領域では、回転部材とカム部材との捩れ角を大きくしてトルクの上昇率が大きくなる高剛性の捩れ剛性を得るようにしている。
この結果、内燃機関のトルク変動による回転変動を起振源とした大きな捩り振動や、駆動伝達系の捩り共振を減衰して、変速歯車組の空転歯車対が衝突して生じるジャラ音や駆動伝達系の捩り共振によるこもり音の発生を抑制することができる。

ところで、捩れ剛性と同様に捩り振動減衰装置にはヒステリシストルク発生機構が設けられている。このヒステリシストルク発生機構は、一方の回転部材と他方の回転部材とが相対回転する際に、摩擦力によってヒステリシストルクを発生するものである。

特許文献２の捩り振動減衰装置にヒステリシストルク発生部材を設ける場合には、例えば、回転部材とカム部材との間に皿ばねを介装し、皿ばねの弾性力を利用して回転部材とカム部材とが相対回転する際に回転部材と皿ばねとの間に摩擦力を発生させることが考えられる。

特開２００６−１４４８６１号公報 ＷＯ２０１１／０６７８１５号公報

しかしながら、特許文献２に示す捩り振動減衰装置に皿ばねを設けた場合には、皿ばねの剛性が一定であるため、回転部材とカム部材との捩れ角に応じてヒステリシストルクが一定となってしまう。

すなわち、回転部材とカム部材との捩れ角が小さい領域にあっては、弾性部材の捩れ剛性を小さくし、弾性部材の捩れ剛性に合わせてヒステリシストルクを小さくして微小な捩り振動を減衰してガラ音の発生を抑制する必要がある。

また、回転部材とカム部材との捩れ角が大きい領域にあっては、弾性部材の捩れ剛性を大きくし、弾性部材の捩れ剛性に合わせてヒステリシストルクを大きくすることにより、大きい捩り振動を減衰してジャラ音やこもり音を抑制する必要がある。

しかしながら、捩れ角に応じてヒステリシストルクが一定であると、弾性部材の剛性が小さい回転部材とカム部材との捩れ角が小さい領域と、弾性部材の剛性が大きい回転部材とカム部材との捩れ角が大きい領域とにおいてヒステリシストルクを最適に設定することができない。

仮に、ガラ音を抑制するために、皿ばねの剛性を小さくして回転部材とカム部材との捩れ角が小さい領域にヒステリシストルクを小さくすることが考えられるが、皿ばねの剛性を小さくすると、回転部材とカム部材との捩れ角とが大きい領域においてヒステリシストルクが小さくなってしまい、ジャラ音やこもり音を十分に抑制できないおそれがある。

逆に、ジャラ音やこもり音を抑制するために、皿ばねの剛性を大きくして回転部材とカム部材との捩れ角が大きい領域にヒステリシストルクを大きくすることが考えられるが、皿ばねの剛性を大きくすると、回転部材とカム部材との捩れ角が小さい領域においてヒステリシストルクが大きくなってしまい、ガラ音を十分に抑制できないおそれがある。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、回転部材とカム部材との捩れ角に応じて最適なヒステリシストルクを設定することができる捩り振動減衰装置を提供することを目的とする。

本発明に係る捩り振動減衰装置は、上記目的を達成するため、（１）外周部にカム面を有し、前記カム面の曲率が円周方向に沿って変化するように構成された楕円形状のカム部材と、前記カム部材と同一軸線上に設けられ、前記カム部材に対して相対回転自在な回転部材と、前記カム部材と前記回転部材との間に設けられ、前記カム部材と前記回転部材とが相対回転したときに弾性変形する弾性部材と、一端部が前記カム部材の前記カム面に接触するとともに他端部が前記弾性部材に付勢され、前記カム部材と前記回転部材とが相対回転したときに、前記回転部材に設けられた回動支点部を中心に回動して前記弾性部材を弾性変形させることにより、前記カム部材と前記回転部材との間で回転トルクを伝達するアーム部材とを備えた捩り振動減衰装置であって、前記回転部材と前記カム部材との間に、前記回転部材と前記カム部材の軸線方向に位置するようにして設けられた皿ばねを備え、前記皿ばねは、前記カム部材の回転中心軸から前記カム部材と前記皿ばねとが接触する接触点までの距離が、前記カム部材と前記回転部材が相対回転していない中立位置から前記カム部材と前記回転部材との捩れ角が大きくなるに従って大きくなるように、前記カム部材の回転中心に対して前記回転部材の半径方向に偏芯して設置されるものから構成されている。

この捩り振動減衰装置は、回転部材とカム部材との間に、一端部がカム部材のカム面に接触するとともに他端部が弾性部材に付勢され、回転部材とカム部材とが相対回転したときに、回転部材に設けられた回動支点部を中心に回動して弾性部材を弾性変形させることにより、回転部材とカム部材との間で回転トルクを伝達するアーム部材を介装している。

このため、カム部材の回転に伴ってカム部材がアーム部材を介して弾性部材を押圧して弾性部材からアーム部材への反力を変化させることにより、回転部材とカム部材との捩れ角の範囲を広角化して回転部材とカム部材との間で回転トルクを伝達することができる。

このため、回転部材とカム部材との捩れ剛性を全体的に小さくすることができ、回転部材とカム部材との捩れ角が小さい領域では、弾性部材の捩れ剛性を小さくして微小な捩り振動を減衰することができる。
また、回転部材とカム部材との捩れ角が大きい領域では、弾性部材の捩れ剛性を大きくして大きい捩り振動を減衰することができる。

また、捩り振動減衰装置は、回転部材とカム部材との間に皿ばねを設け、この皿ばねは、カム部材の回転中心軸からカム部材と皿ばねとが接触する接触点までの距離が、回転部材とカム部材が相対回転していない中立位置からカム部材が回転部材との捩れ角が大きくなるに従って大きくなるようにカム部材の回転中心に対して回転部材の半径方向に偏芯して設置されている。

このため、回転部材とカム部材との捩れ角が小さい領域では、カム部材の回転中心軸からカム部材と皿ばねとが接触する接触点までの距離を小さくして皿ばねからカム部材に加わるモーメントを小さくすることができる。

すなわち、皿ばねの剛性をＦ（一定）とし、カム部材の回転中心軸からカム部材と皿ばねとの接触点までの距離をｒとすると、皿ばねからカム部材に加わるモーメントＭは、Ｆ×ｒとなる。皿ばねは、回転部材とカム部材との間に介装されているため、皿ばねから小さいモーメントＭがカム部材に加わることにより、回転部材とカム部材との摩擦力が小さくなり、ヒステリシストルクが小さくなる。

このため、回転部材とカム部材との捩れ角が小さい領域では、低剛性、低ヒステリシストルクの捩れ特性を得ることができる。

一方、回転部材とカム部材との捩れ角が大きい領域では、カム部材の回転中心軸からカム部材と皿ばねとが接触する接触点までの距離を大きくして皿ばねからカム部材に加わるモーメントＭを大きくすることができる。
このため、皿ばねから大きいモーメントＭがカム部材に加わることにより、回転部材とカム部材との摩擦力が大きくなり、ヒステリシストルクが大きくなる。

したがって、回転部材とカム部材との捩れ角が大きい領域では、高剛性、高ヒステリシストルクの捩れ特性を得ることができる。

この結果、回転部材とカム部材との捩れ角に応じて最適なヒステリシストルクを設定することができる。

上記（１）の捩り振動減衰装置において、（２）前記皿ばねが、円状に構成されている。

この捩り振動減衰装置は、皿ばねが円状に構成されるので、皿ばねをカム部材の回転中心に対して回転部材の半径方向に偏芯させることで、カム部材の回転中心軸からカム部材と皿ばねとが接触する接触点までの距離を、中立位置から回転部材とカム部材との捩れ角が大きくなるに従って大きくすることができる。

このため、回転部材とカム部材との捩れ角に応じて皿ばねからカム部材に加わるモーメントを大きくすることができ、回転部材とカム部材との捩れ角に応じて最適なヒステリシストルクを設定することができる。

上記（１）または（２）の捩り振動減衰装置において、（３）前記カム部材のカム面の曲率が、前記中立位置から前記回転部材と前記カム部材との捩れ角が大きくなるに従って大きくなるものから構成されている。

この捩り振動減衰装置は、カム部材のカム面の曲率が、中立位置から回転部材とカム部材との捩れ角が大きくなるに従って大きくなるので、回転部材とカム部材との捩れ角の範囲を広角化して捩れ剛性を全体的に小さくすることができる。
また、回転部材とカム部材との捩れ角が大きくなるに従って弾性部材の捩れ剛性を大きくすることができる。

上記（１）〜（３）の捩り振動減衰装置において、（４）前記アーム部材の一端部に回転自在に設けられ、前記カム部材の前記カム面に接触する転動体を備えたものから構成されている。

この捩り振動減衰装置は、アーム部材の一端部に、カム部材のカム面に接触する転動体が設けられるので、アーム部材の一端部とカム部材のカム面との接触圧が高くなるのを防止することができ、アーム部材の一端部とカム部材との磨耗を抑制することができる。

上記（１）〜（４）の捩り振動減衰装置において、（５）前記回転部材が、前記カム部材の軸線方向両側に配置され、軸線方向に所定間隔を隔てて互いに固定されるとともに、前記回動支点部を構成する回動軸を介して前記アーム部材を回動自在に支持する一対のディスクプレートと、前記ディスクプレートの一方と前記カム部材との間に介装された第１の摩擦プレートと、前記ディスクプレートの他方と前記カム部材との間に介装された第２の摩擦プレートとを備え、前記皿ばねが、前記ディスクプレートの一方と前記第１の摩擦プレートとの間に介装され、前記一方の摩擦プレートを介して前記カム部材に接触する第１の皿ばねと、前記ディスクプレートの他方と前記第２の摩擦プレートとの間に介装され、前記第２の摩擦プレートを介して前記カム部材に接触する第２の皿ばねとを備えたものから構成されている。

この捩り振動減衰装置は、皿ばねが、ディスクプレートの一方と第１の摩擦プレートとの間に介装され、第１の摩擦プレートを介してカム部材に接触する第１の皿ばねと、ディスクプレートの他方と第２の摩擦プレートとの間に介装され、第２の摩擦プレートを介してカム部材に接触する第２の皿ばねとを備えているので、第１の皿ばねおよび第２の皿ばねが一対のディスクプレートからカム部材を離隔させるようにカム部材を付勢し、摩擦プレートをカム部材に摩擦接触させることができる。
このため、摩擦プレートとカム部材とを摩擦接触させて、回転部材とカム部材との捩れ角に応じたヒステリシストルクを発生させることができる。

上記（１）〜（５）の捩り振動減衰装置において、（６）前記カム部材に駆動伝達系の変速機の入力軸が連結され、前記回転部材に内燃機関の回転トルクが伝達されるものから構成されている。

この捩り振動減衰装置は、カム部材に駆動伝達系の変速機の入力軸が連結され、回転部材に内燃機関の回転トルクが伝達されるので、シフトポジションがニュートラルに変更されて内燃機関がアイドル状態にあるとき等のように、回転部材とカム部材との捩れ角が小さい領域にあっては、低剛性の弾性部材および低ヒステリシストルクの皿ばねによる捩れ特性によって微小な捩り振動を減衰してガラ音の発生を抑制することができる。

また、回転部材とカム部材との捩れ角が大きい領域では、回転部材とカム部材の捩れ角を大きくして高剛性の弾性部材および高ヒステリシストルクの皿ばねによる捩れ特性を得ることができる。

したがって、内燃機関のトルク変動による回転変動を起振源とした大きな捩り振動や、駆動伝達系の捩り共振を減衰して、変速歯車組の空転歯車対が衝突して生じるジャラ音や駆動伝達系の捩り共振によるこもり音の発生を抑制することができる。

本発明によれば、回転部材とカム部材との捩れ角に応じて最適なヒステリシストルクを設定することができる捩り振動減衰装置を提供することができる。

本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、捩り振動減衰装置の斜視図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、ディスクプレートの一方を取り外した状態の捩り振動減衰装置の斜視図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、捩り振動減衰装置の正面図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、図３のＡ−Ａ方向矢視断面図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、アーム部材の上面図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、図５のＢ−Ｂ方向矢視断面図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、カム部材と皿ばねとの位置関係を示す図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、ディスクプレートとボスとの捩れ角が＋３０°のときの捩り振動減衰装置の正面図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、ディスクプレートとボスとの捩れ角が＋６０°のときの捩り振動減衰装置の正面図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、ディスクプレートとボスとの捩れ角が＋９０°のときの捩り振動減衰装置の正面図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、ディスクプレートとボスとの捩れ角が−４５°のときの捩り振動減衰装置の正面図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、捩り振動減衰装置の捩れ角とトルクの関係を示す図である。 本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図であり、カム部材の回転位置に応じたヒステリシストルクとｒ１〜ｒ４寸法との関係を示す図である。

以下、本発明に係る捩り振動減衰装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図１３は、本発明に係る捩り振動減衰装置の一実施の形態を示す図である。

まず、構成を説明する。
図１〜図４において、捩り振動減衰装置１は、カム部材２とカム部材２と同一軸線上に設けられた回転部材３とを備えている。

回転部材３には駆動源である図示しない内燃機関からの回転トルクが入力されるようになっており、カム部材２は、回転部材３の回転トルクを図示しない駆動伝達系の変速機に伝達するようになっている。

カム部材２と回転部材３との間には弾性部材としての一対のコイルスプリング４が設けられており、コイルスプリング４は、カム部材２と回転部材３が相対回転したときに圧縮されるようになっている。

カム部材２の内周部には、駆動伝達系の変速機の入力軸６（図４参照）の外周部にスプライン嵌合されるボス５が取付けられており、カム部材２は、ボス５を含んで構成されている。

なお、ボス５とカム部材２とは一体的に成形されてもよい。また、ボス５とカム部材２とを別体に形成し、ボス５の外周部およびカム部材２の内周部にスプライン部をそれぞれ形成し、ボス５とカム部材２とをスプライン嵌合してもよい。

また、回転部材３は、一対のディスクプレート７、８およびクラッチディスク１０を備えている。ディスクプレート７、８は、カム部材２の軸線方向両側に配置されており、軸線方向に所定間隔を隔てて回動支点部としての回動軸９によって連接されている。

回動軸９は、ディスクプレート７、８に橋架されており、軸線方向両端部が大径に形成されることにより、ディスクプレート７、８に抜け止め係止されている。このため、ディスクプレート７、８は、回動軸９によって一体化されることで一体回転するようになっている。

また、ディスクプレート７、８の円状の中心孔７ａ、８ａにはボス５が収納されており、ボス５は、ディスクプレート７、８と同一軸線上に設けられている。

また、クラッチディスク１０は、ディスクプレート７の半径方向外方に設けられており、クッショニングプレート１１および摩擦材１２ａ、１２ｂを備えている。クッショニングプレート１１は、厚み方向に波打つリング状の部材から構成されており、リベット１３ａによってディスクプレート７に固定されている。

摩擦材１２ａ、１２ｂは、クッショニングプレート１１の両面にリベット１３ｂによって固定されており、この摩擦材１２ａ、１２ｂは、内燃機関のクランクシャフトに固定された図示しないフライホイールとフライホイールにボルト固定されたクラッチカバーのプレッシャプレートとの間に位置している。

そして、摩擦材１２ａ、１２ｂがプレッシャプレートに押圧されてフライホイールとプレッシャプレートに摩擦係合することで、内燃機関の回転トルクがディスクプレート７、８に入力される。

また、図示しないクラッチペダルが踏み込まれると、プレッシャプレートが摩擦材１２ａ、１２ｂを押圧するのを解除し、摩擦材１２ａ、１２ｂがフライホイールから離隔することで、内燃機関の回転トルクがディスクプレート７、８に入力されない。

また、ディスクプレート７には支持部としての台座１４が設けられており、この台座１４は、ディスクプレート７から軸線方向に突出してディスクプレート８に取付けられている。

図３に示すように、台座１４には台座１４から突出する突起部１４ａを備えており、この突起部１４ａにコイルスプリング４の延在方向他端部が嵌合されている。また、コイルスプリング４の延在方向一端部にはスプリングシート１５が取付けられ、コイルスプリング４の他端部は、自由端となっている。

また、コイルスプリング４とカム部材２との間にはアーム部材１６が設けられており、このアーム部材１６は、ディスクプレート７、８の間に位置し、回動軸９に揺動自在に支持されている。

図５、図６に示すように、回動軸９とアーム部材１６の間にはニードルベアリング１７が介装されている。ニードルベアリング１７は、アーム部材１６に取付けられたアウターレース１７ａと、アウターレース１７ａと回動軸９の間に介装された針状ニードル１７ｂとから構成されている。

このニードルベアリング１７は、アウターレース１７ａが針状ニードル１７ｂを介して回動軸９に対して回転自在となっているため、アーム部材１６は、ニードルベアリング１７を介して回動軸９に回転自在に取付けられている。

アーム部材１６の一端部は、二股形状の板状部としての突出片１６Ａ、１６Ｂが形成されており、この突出片１６Ａ、１６Ｂは、ピン１８によって連結されている。

このピン１８には転動体としてのコロ部材１９が回転自在に取付けられている。コロ部材１９は、ピン１８の外周部に設けられたアウターレース１９ａおよびアウターレース１９ａとピン１８の間に介装された針状ニードル１９ｂからなるニードルベアリングと（図７参照）、アウターレース１９ａの外周部でアウターレース１９ａに取付けられたコロ１９ｃとから構成されており、コロ１９ｃがニードルベアリングを介してピン１８に対して回転自在となっている。
このコロ１９ｃは、カム部材２のカム面２ａに接触して回転するようになっており、アーム部材１６の一端部は、コロ１９ｃを介してカム部材２のカム面２ａに当接する。

アーム部材１６の他端部は、二股形状の突出片１６Ｃ、１６Ｄが形成されており、この突出片１６Ｃ、１６Ｄは、ピン２０によって連結されている。

このピン２０にはコロ部材２１が回転自在に取付けられている。コロ部材２１は、ピン２０の外周部に設けられたアウターレース２１ａおよびアウターレース２１ａとピン２０の間に介装された針状ニードル２１ｂからなるニードルベアリングと、アウターレース２１ａの外周部でアウターレース２１ａに取付けられたコロ２１ｃとから構成されており、コロ２１ｃがニードルベアリングを介してピン２０に対して回転自在となっている。

コロ２１ｃは、スプリングシート１５の外周面に当接するようになっており、アーム部材１６の他端部は、コロ２１ｃを介してスプリングシート１５の外周面に当接する。
また、カム部材２は、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角の変化に伴って曲率の変化するカム面２ａを有している。

本実施の形態では、カム部材２が、曲率が円周方向に沿って変化するように構成されたカム面２ａを有している。このカム面２ａの曲率は、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が最小（捩れ角が略０°）、すなわち、ディスクプレート７、８とカム部材２とが捩れていない中立位置にあるときのカム部材２の初期位置からディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きくなるに従って大きくなっている。

このため、カム部材２が回転してアーム部材１６の一端部が当接するカム面２ａの位置が可変されることにより、スプリングシート１５がアーム部材１６によって付勢されてコイルスプリング４の圧縮量が可変される。このとき、スプリングシート１５が台座１４に近接および離隔するように移動することになる。

また、アーム部材１６は、ディスクプレート７、８の中心軸に対して点対称に配置されており、アーム部材１６は、ディスクプレート７、８の中心軸を挟んで同一の曲率を有するカム面２ａにアーム部材１６の一端部を接触させることができるようになっている。

一方、図４に示すように、ディスクプレート７、８とカム部材２との間にはヒステリシストルク発生機構２２が介装されており、このヒステリシストルク発生機構２２は、摩擦プレート２３、２４および皿ばね２５、２６から構成されている。

第１の摩擦プレートとしての摩擦プレート２３は、表面が所定の摩擦係数を有する円板形状に形成されており、ディスクプレート７とカム部材２との間に介装されている。第２の摩擦プレートとしての摩擦プレート２４は、表面が所定の摩擦係数を有する円板形状に形成されており、ディスクプレート８とカム部材２との間に介装されている。

第１の皿ばねとしての皿ばね２５は、円状に形成されており、皿ばね２５は、ディスクプレート７とカム部材２との軸線方向においてディスクプレート７とカム部材２との間に圧縮して介装されている。

第２の皿ばねとしての皿ばね２６は、円状に形成されており、皿ばね２６は、ディスクプレート８とカム部材２との軸線方向においてディスクプレート８とカム部材２との間に圧縮して介装されている。

図７に示すように、この皿ばね２５、２６は、カム部材２の回転中心軸からカム部材２と皿ばね２５、２６とが摩擦プレート２３、２４を介して接触する接触点までの距離ｒが、カム部材２とディスクプレート７とカム部材２とが中立位置からディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きくなるに従って大きくなるように、カム部材２の回転中心に対してディスクプレート７、８の半径方向に偏芯して設置されている。

そして、皿ばね２５、２６は、カム部材２がディスクプレート７、８から離隔する方向にカム部材２を付勢することにより、カム部材２と摩擦プレート２５、２６との摩擦力を増大させることにより、ディスクプレート７、８とカム部材２との摩擦力を増大させるようになっている。この結果、ディスクプレート７、８とカム部材２との間にヒステリシストルクを発生させることができる。

なお、図３では、説明の便宜上、摩擦プレート２３、２４と皿ばね２５の図示省略し、皿ばね２６とカム部材２との位置関係が明確になるように皿ばね２６のみを図示している。この皿ばね２６は、カム部材２の軸線方向に対して皿ばね２５と同一位置に設けられている。

次に、作用を説明する。
図８〜図１１は、ディスクプレート７、８が内燃機関の回転トルクを受けて図３の状態から反時計回転方向（Ｒ２方向）に回転している状態を示し、説明の便宜上、カム部材２がディスクプレート７、８に対して正側の時計回転方向（Ｒ１方向）に捩れるものとして説明を行う。

なお、図８〜図１１ではディスクプレート８を取り除いた状態を示している。また、ディスクプレート７、８に対してカム部材２が正側に捩れるのは、車両の加速時である。

摩擦材１２ａ、１２ｂがプレッシャプレートに押圧されてフライホイールとプレッシャプレートに摩擦係合することで、内燃機関の回転トルクがディスクプレート７、８に入力される。

本実施の形態の捩り振動減衰装置１は、ディスクプレート７、８とカム部材２との相対回転が小さい状態、すなわち、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が０°付近の小さい状態では、図３に示すように、カム部材２が初期位置に位置してボス５と一体回転する。

このとき、カム部材２の曲率が小さいカム面２ａにアーム部材１６のコロ１９ｃが接触しており、カム部材２がアーム部材１６をスプリングシート１５に押し付けることにより、コイルスプリング４がカム部材２によって付勢される。

このとき、コイルスプリング４の反力によってアーム部材１６が回動軸９を支点にして、テコの原理によってカム部材２を押圧する。このため、ディスクプレート７、８の回転トルクがコイルスプリング４およびアーム部材１６を介してカム部材２に伝達される。このため、変速機の入力軸２１に内燃機関の回転トルクを伝達することになり、このとき、コイルスプリング４の圧縮量は小さいものとなる。

このため、ディスクプレート７、８からカム部材２に内燃機関の動力を伝達しつつ、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩り振動を吸収して減衰する。

一方、車両の加速時に、内燃機関のトルク変動による回転変動が小さい場合には、ディスクプレート７、８とカム部材２との間の変動トルクが小さく、カム部材２がディスクプレート７、８に対して時計回転方向（Ｒ１方向）に相対回転する。

このとき、図３に示す状態から図８に示す状態のように、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きくなるにつれてカム部材２がＲ１方向に回転すると、アーム部材１６のコロ１９ｃがカム面２ａに沿って転動する。このため、アーム部材１６の一端部がコロ１９ｃを介してカム面２ａ上を摺動する。なお、図８は、捩れ角が＋３０°を示している。

カム面２ａの曲率は、カム部材２の初期位置にあるときからディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きくなるに従って大きくなっているため、アーム部材１６の一端部がコロ１９ｃを介して徐々に曲率が大きくなるカム部材２のカム面２ａに押圧されると、アーム部材１６の他端部がディスクプレート７、８の半径方向内方および円周方向に移動する。

そして、カム部材２がＲ１方向に回転するのに伴って、アーム部材１６の他端部がディスクプレート７、８の半径方向内方に移動することにより、スプリングシート１５を台座１４に近接させる。

また、アーム部材１６の他端部がコロ２１ｃを介してスプリングシート１５の円周方向外周面に沿って移動することにより、スプリングシート１５が円周方向に移動するのを阻害させないようにできる。

このようにアーム部材１６がコイルスプリング４を付勢することにより、圧縮されるコイルスプリング４の反力によってアーム部材１６が回動軸９を支点にして、テコの原理によってカム部材２を強い押圧力で押圧する。

したがって、ディスクプレート７、８からカム部材２に内燃機関の動力を伝達しつつ、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩り振動を吸収して減衰する。

内燃機関のトルク変動による回転変動がさらに大きくなる場合には、ディスクプレート７、８からカム部材２に伝達される変動トルクが大きく、カム部材２がディスクプレート７、８に対して時計回転方向（Ｒ１方向）にさらに相対回転する。

図８に示す状態からディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角がさらに大きくなると、図９に示すように、アーム部材１６のコロ１９ｃがカム面２ａに沿って転動し、アーム部材１６の一端部がコロ１９ｃを介してカム面２ａ上を摺動する。

カム面２ａの曲率は、カム部材２の初期位置にあるときからディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きくなるに従って大きくなっているため、アーム部材１６の一端部がコロ１９ｃを介して曲率が大きくなるカム部材２のカム面２ａに押圧されると、アーム部材１６の他端部がディスクプレート７、８の半径方向内方および円周方向に移動する。

そして、カム部材２がＲ１方向に回転するのに伴って、アーム部材１６の他端部がディスクプレート７、８の半径方向内方にさらに移動することにより、スプリングシート１５を台座１４にさらに近接させる。なお、図９は、捩れ角が＋６０°を示している。

そして、図１０に示すように、ディスクプレート７、８に内燃機関から過大なトルクが入力した場合には、カム面２ａの曲率が最大の頂部２ｂを乗り越えてディスクプレート７、８をカム部材２に対して空転させることができるため、車両の加速時にカム部材２をトルクリミッタとして機能させることができる。本実施の形態では、アーム部材１６の一端部がカム面２ａの頂部２ｂに乗り上げたときには、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が最大の＋９０°になる。

一方、車両の減速時には、内燃機関の駆動トルクが小さくなり、エンジンブレーキが発生するため、変速機の入力軸６からカム部材２に回転トルクが入力されることになる。減速時に内燃機関のトルク変動による回転変動が小さい場合には、ディスクプレート７、８とカム部材２との間の変動トルクが小さいため、カム部材２がディスクプレート７、８に対して相対的に負側（Ｒ２方向）に捩れることになる。

このとき、図３に示す状態から図１１に示す状態のように、ディスクプレート７、８とカム部材２とが相対回転したときに、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きくなるにつれてカム部材２が回転することにより、アーム部材１６のコロ１９ｃがカム面２ａに沿って転動する。このため、アーム部材１６の一端部がコロ１９ｃを介してカム面２ａ上を摺動する。

カム面２ａの曲率は、カム部材２の初期位置にあるときからディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きくなるに従って大きくなっているため、アーム部材１６の一端部がコロ１９ｃを介して徐々に曲率が大きくなるカム部材２のカム面２ａに押圧されると、アーム部材１６の他端部がディスクプレート７、８の半径方向内方および円周方向に移動する。

そして、カム部材２が反時計回転方向（Ｒ２方向）に回転するのに伴って、アーム部材１６の他端部がディスクプレート７、８の半径方向内方に移動することにより、スプリングシート１５を台座１４に近接させる。

また、アーム部材１６の他端部がコロ２１ｃを介してスプリングシート１５の円周方向外周面に沿って移動することにより、スプリングシート１５が円周方向に移動するのを阻害しないようにすることができる。

このようにアーム部材１６がコイルスプリング４を付勢することにより、圧縮されるコイルスプリング４の反力によってアーム部材１６が回動軸９を支点にして、テコの原理によってカム部材２を強い押圧力で押圧する。

したがって、カム部材２からディスクプレート７、８に駆動伝達系の動力を伝達しつつ、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩り振動を吸収して減衰する。

このように、本実施の形態の捩り振動減衰装置１は、カム部材２と、カム部材２の外周部に設けられてカム部材２と一体回転する楕円形状のカム面２ａを有するカム部材２と、カム部材２とコイルスプリング４との間に設けられ、一端部がカム面２ａに接触するとともに他端部がコイルスプリング４のスプリングシート１５に当接し、ディスクプレート７、８に橋架された回動軸９を中心に揺動するアーム部材１６とを含んで構成されている。
このため、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角の範囲を広角化して捩り振動減衰装置１の捩れ剛性を全体的に小さくすることができる。

図１２は、ディスクプレート７、８とカム部材２の捩れ特性を示す図であり、本実施の形態におけるディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角と、カム部材２から出力される出力トルクとの関係を説明するグラフである。

横軸は、ディスクプレート７、８に対するカム部材２の相対的な捩れ角であり、縦軸がカム部材２から出力される出力トルクである。縦軸の出力トルクは、ディスクプレート７、８に対するカム部材２の反力に対応する。

図１２に示すように、本実施の形態では、ディスクプレート７、８に対するカム部材２の捩れ角が大きくなるに従ってコイルスプリング４が縮むことにより、アーム部材１６によるカム部材２への押圧力が大きくなる。

そして、アーム部材１６によるカム部材２への押圧力が大きくなることにより、出力トルクが大きくなる。図１２から明らかなように、コイルスプリング４の剛性は、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が小さい領域では、低剛性となり、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きい領域では、高剛性となる。

実施の形態の捩り振動減衰装置１の皿ばね２５、２６は、カム部材２の回転中心軸からカム部材２と皿ばね２５、２６とが摩擦プレート２３、２４を介して接触する接触点までの距離ｒが、カム部材２とディスクプレート７とカム部材２とが中立位置からディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きくなるに従って大きくなるように、カム部材２の回転中心に対してディスクプレート７、８の半径方向に偏芯して設置されている。

図３に示すようにディスクプレート７、８とカム部材２とが中立位置にある場合には、カム部材２の回転中心軸からカム部材２と皿ばね２５、２６とが摩擦プレート２３、２４を介して接触する接触点までの距離ｒ１は、最も小さくなっている（図１３のＡ参照）。

また、図８に示すように、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が小さい領域では、カム部材２の回転中心軸からカム部材２と皿ばね２５、２６とが摩擦プレート２３、２４を介して接触する接触点までの距離ｒ２は、距離ｒ１よりも大きくなる（図１３のＢ参照）。

図９に示すように、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角がさらに大きい領域では、カム部材２の回転中心軸からカム部材２と皿ばね２５、２６とが摩擦プレート２３、２４を介して接触する接触点までの距離ｒ３は、距離ｒ２よりも大きくなる（図１３のＣ参照）。
また、図１０に示すように、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角がさらに大きい領域では、カム部材２の回転中心軸からカム部材２と皿ばね２５、２６とが摩擦プレート２３、２４を介して接触する接触点までの距離ｒ４は、距離ｒ３よりも大きくなる（図１３のＤ参照）。

ここで、皿ばね２５、２６の剛性をＦ（一定）とし、カム部材２の回転中心軸からカム部材２と皿ばね２５、２６とが摩擦プレート２３、２４を介して接触する接触点までの距離をｒとすると、皿ばね２５、２６からカム部材２に加わるモーメントＭは、Ｆ×ｒとなる。

皿ばね２５、２６は、ディスクプレート７、８とカム部材２との間に介装されているため、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きい領域では、皿ばね２５、２６から小さいモーメントＭが摩擦プレート２３、２４に加わることにより、カム部材２と摩擦プレート２３、２４の摩擦力が小さくなり、ディスクプレート７、８とカム部材２とのヒステリシストルクが小さくなる。

このため、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が小さい領域では、低剛性、低ヒステリシストルクの捩れ特性を得ることができる。

一方、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きい領域では、カム部材２の回転中心軸からカム部材２と皿ばね２５、２６とが摩擦プレート２３、２４を介して接触する接触点までの距離ｒを大きくして皿ばね２５、２６から摩擦プレート２３、２４を介してカム部材２に加わるモーメントＭを大きくすることができる。

このため、皿ばね２５、２６から大きいモーメントＭがカム部材２に加わることにより、ディスクプレート７、８とカム部材２との摩擦力が大きくなり、ヒステリシストルクが大きくなる。

したがって、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きい領域では、高剛性、高ヒステリシストルクの捩れ特性を得ることができる。
この結果、ディスクプレート７、８とカム部材との捩れ角に応じて最適なヒステリシストルクを設定することができる。

このように本実施の形態では、ディスクプレート７、８とカム部材との捩れ角に応じて最適なヒステリシストルクを設定することができるとともに、コイルスプリング４の捩れ剛性を全体的に小さくすることができるため、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が小さい領域にあっては、低剛性のコイルスプリング４および低ヒステリシストルクの皿ばね２５、２６による捩れ特性によって微小な捩り振動を減衰してガラ音の発生を抑制することができる。

また、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きい領域では、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角を大きくして高剛性のコイルスプリング４および高ヒステリシストルクの皿ばね２５、２６による捩れ特性を得ることができる。

したがって、内燃機関のトルク変動による回転変動を起振源とした大きな捩り振動や、駆動伝達系の捩り共振を減衰して、変速歯車組の空転歯車対が衝突して生じるジャラ音や駆動伝達系の捩り共振によるこもり音の発生を抑制することができる。

また、本実施の形態の捩り振動減衰装置１は、皿ばね２５、２６が円状に構成されているので、皿ばね２５、２６をカム部材２の回転中心に対してディスクプレート７、８の半径方向に偏芯させることで、カム部材２の回転中心軸からカム部材２と皿ばね２５、２６とが接触する接触点までの距離ｒ１〜ｒ４を、中立位置からディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きくなるに従って大きくすることができる。

このため、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角に応じて皿ばね２５、２６から摩擦プレートは２３、２４を介してカム部材２に加わるモーメントＭを大きくすることができ、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角に応じて最適なヒステリシストルクを設定することができる。

また、本実施の形態の捩り振動減衰装置１は、カム部材２のカム面２ａの曲率を、中立位置からディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きくなるに従って大きくしているので、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角の範囲を広角化して捩れ剛性を全体的に小さくすることができる。
また、ディスクプレート７、８とカム部材２との捩れ角が大きくなるに従ってコイルスプリング４の捩れ剛性を大きくすることができる。

また、本実施の形態の捩り振動減衰装置１は、アーム部材１６の一端部に、カム部材２のカム面２ａに接触するコロ部材１９を回転自在に設けたので、アーム部材１６の一端部とカム部材２のカム面２ａとの接触圧が高くなるのを防止することができ、アーム部材１６の一端部とカム部材２との磨耗を抑制することができる。

また、本実施の形態では、捩り振動減衰装置１を車両の内燃機関と変速機を有する駆動伝達系との間に介装するようにしているが、これに限らず、車両等の駆動伝達系に設けられる捩り振動減衰装置であれば何でもよい。

例えば、ハイブリッド車両にあっては、内燃機関の出力軸と、電動機と車輪側出力軸とに動力を分割する動力分割機構との間に介装されるハイブリッドダンパ等の捩り振動減衰装置に適用してもよい。

また、トルクコンバータのロックアップクラッチ装置と変速歯車組の間に介装されるロックアップダンパ等の捩り振動減衰装置に適用してもよい。また、ディファレンシャルケースとディファレンシャルケースの外周部に設けられたリングギヤとの間に捩り振動減衰装置を設けてもよい。

以上のように、本発明に係る捩り振動減衰装置は、回転部材とカム部材との捩れ角に応じて最適なヒステリシストルクを設定することができるという効果を有し、車両の内燃機関と駆動伝達系との間に介装され、回転部材とカム部材との間で回転トルクが伝達されるように回転部材とカム部材とをアーム部材および弾性部材を介して相対回転自在に連結した捩り振動減衰装置等として有用である。

１ 捩り振動減衰装置
２ カム部材
２ａ カム面
３ 回転部材
４ コイルスプリング（弾性部材）
６ 入力軸
７、８ ディスクプレート（回転部材）
９ 回動軸（回動支点部）
１４ 台座
１６ アーム部材
１９ コロ部材（転動体）
２３ 摩擦プレート（第１の摩擦プレート）
２４ 摩擦プレート（第２の摩擦プレート）
２５ 皿ばね（第１の皿ばね）
２６ 皿ばね（第２の皿ばね）

Claims (6)

1. 外周部にカム面を有し、前記カム面の曲率が円周方向に沿って変化するように構成された楕円形状のカム部材と、
   前記カム部材と同一軸線上に設けられ、前記カム部材に対して相対回転自在な回転部材と、
   前記カム部材と前記回転部材との間に設けられ、前記カム部材と前記回転部材とが相対回転したときに弾性変形する弾性部材と、
   一端部が前記カム部材の前記カム面に接触するとともに他端部が前記弾性部材に付勢され、前記カム部材と前記回転部材とが相対回転したときに、前記回転部材に設けられた回動支点部を中心に回動して前記弾性部材を弾性変形させることにより、前記カム部材と前記回転部材との間で回転トルクを伝達するアーム部材とを備えた捩り振動減衰装置であって、
   前記回転部材と前記カム部材との間に、前記回転部材と前記カム部材の軸線方向に位置するようにして設けられた皿ばねを備え、
   前記皿ばねは、前記カム部材の回転中心軸から前記カム部材と前記皿ばねとが接触する接触点までの距離が、前記カム部材と前記回転部材が相対回転していない中立位置から前記カム部材と前記回転部材との捩れ角が大きくなるに従って大きくなるように、前記カム部材の回転中心に対して前記回転部材の半径方向に偏芯して設置されることを特徴とする捩り振動減衰装置。
2. 前記皿ばねが、円状に構成されることを特徴とする請求項１に記載の捩り振動減衰装置。
3. 前記カム部材のカム面の曲率が、前記中立位置から前記回転部材と前記カム部材との捩れ角が大きくなるに従って大きくなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の捩り振動減衰装置。
4. 前記アーム部材の一端部に回転自在に設けられ、前記カム部材の前記カム面に接触する転動体を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の捩り振動減衰装置。
5. 前記回転部材が、前記カム部材の軸線方向両側に配置され、軸線方向に所定間隔を隔てて互いに固定されるとともに、前記回動支点部を構成する回動軸を介して前記アーム部材を回動自在に支持する一対のディスクプレートと、前記ディスクプレートの一方と前記カム部材との間に介装された第１の摩擦プレートと、前記ディスクプレートの他方と前記カム部材との間に介装された第２の摩擦プレートとを備え、
   前記皿ばねが、前記ディスクプレートの一方と前記第１の摩擦プレートとの間に介装され、前記一方の摩擦プレートを介して前記カム部材に接触する第１の皿ばねと、前記ディスクプレートの他方と前記第２の摩擦プレートとの間に介装され、前記第２の摩擦プレートを介して前記カム部材に接触する第２の皿ばねとを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の捩り振動減衰装置。
6. 前記カム部材に駆動伝達系の変速機の入力軸が連結され、前記回転部材に内燃機関の回転トルクが伝達されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の捩り振動減衰装置。

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