JP6147753B2 - 改良ガイド装置を備えた振り子式振動子タイプのダンパシステム - Google Patents

Description

本発明は、改良ガイド装置を備えた振り子式振動子タイプのダンパシステムに関する。

振り子式振動子または振り子とも呼ばれ、限定的ではないが特に自動車のトランスミッションに装備されるこのようなダンパシステムは、従来技術から公知である。

自動車のトランスミッションでは、エンジンの非周期性による振動を和らげるために、エンジンをギヤボックスに選択的に接続可能な摩擦クラッチ等のクラッチに、またはロックアップクラッチを含む流体力学的な連結装置に、少なくとも１つのトーショナルダンパシステムを結合することが一般に行われている。

実際、内燃機関は、エンジンの気筒内で爆発が連続するために非周期性を有し、この非周期性は特に気筒の数に応じて変化する。

したがって、トーショナルダンパシステムのダンパ手段は、非周期性により生じた振動を和らげる機能を有し、エンジントルクがギヤボックスに伝達される前に介在する。

ダンパ手段がないと、振動がギヤボックスに伝えられ、動作時に、特に望ましくない衝撃、ノイズまたは騒音がギヤボックスで発生する。

少なくとも１つの所定の周波数で振動を和らげることが可能な１つまたは複数のダンパ手段が用いられるのは、１つにはそうした理由からである。

トランスミッションの分野では、より高性能の振動減衰を行うことが常に求められており、特定の用途に対しては、摩擦クラッチにおいても自動車の流体力学的な連結装置においても、従来から利用されているダンパシステムまたはダンパに振り子式振動子タイプのダンパシステムをつけるようになった。

米国公開公報第２０１０／０１２２６０５号は、このような振り子式振動子タイプのダンパシステムを開示している。

ダンパシステムは、支持部材と、この支持部材の周囲に周方向に配分された、少なくとも１組、一般には複数組のおもりとを含む。

複数組のおもりは、エンジンシャフトの回転軸を中心として配置され、各組のおもりは、エンジンシャフトの回転軸にほぼ平行な仮想軸を中心として振動自在である。

上記公開公報の図４に示されているように、１つの組の複数個のおもりは、リベット等の結合手段により互いに結合され、各結合手段が、このために支持部材に設けられた開口部を貫通し、結合手段の端部は、この組の複数個のおもりの１つに、たとえばリベット締めによってそれぞれ結合される。

ダンパシステムは、結合手段に加えて、支持部材に対しておもりをガイドする少なくとも１つのガイド装置を含み、このガイド装置は、円筒ローラ等の転動要素を含んでいる。

各々の転動要素は、この組の複数のおもりの各々により支持される第１の軌道と、支持部材が含む開口部の縁の１つにより形成される第２の軌道との、対向する１組の軌道に協働する。

回転の不規則性に対するリアクションにおいて、上記おもりは、各おもりの重心がエンジンシャフトの回転軸にほぼ平行な軸を中心として振動するように自ら移動する。

エンジンシャフトの回転軸に対する各おもりの重心の半径方向の位置は、仮想振動軸に対する当該重心の距離と同様に、遠心力の作用で各おもりの振動周波数がエンジンシャフトの回転速度に比例するように設定されるが、この倍数は、たとえば、アイドリング付近で著しく不規則な回転の原因となりうる振動の支配的な高調波次数に近い値を取ることがある。

米国公開公報第２０１０／０１２２６０５号の図４に示されているように、ダンパシステムは、３個のリベットと、連続する２個のリベットの間に周方向に配置された２個の転動要素とを含んでいる。

しかしながら、このようなダンパシステム、特におもりのガイド装置は、完全に満足を与えるものではなく、さまざまな不都合を有する。

支持部材は、結合手段を通すための開口部と、転動要素に結合されるガイド穴とがあるために脆弱である。

そのため、米国公開公報第２０１０／０１２２６０５号の実施例では、各組のおもりに対して、それぞれ３個の開口部と２個の穴との５個以上の切欠きが必要となり、これらの切欠きが、支持部材の機械強度を損なっている。

さらに、切欠きの存在はダンパシステムの設計にも影響を及ぼす。その理由は、開口部と穴が支持部材の半径方向周辺部で周方向に互いに隣接しながら連続的に配置されているために、所定の直径の支持部材に取り付け可能なおもりの組数が制限されるからである。

このようなバイファイラ振り子式のダンパシステムは、非常に高品質の切削を必要とし、工業生産で用いられる切削方法を考慮すれば、このような品質に至ることは困難である。

実際、通常の切削方法では、軸方向に、すなわち厚さに応じて、溝または筋が存在する。

たとえば支持部材の場合、このような溝は、転動要素が協働する第２のガイド軌道を形成する各穴の縁に存在する。なぜなら、支持部材における２個の穴、特に各々の第２のガイド軌道の穴は、一般に、プレス加工の従来的な切削によって得られるからである。

表面状態に関するこれらの課題は、プレス加工時におもりを切削し、これに平坦化作業を行って得られる転動要素の第１のガイド軌道を含むおもりでも同様に提起される。

ところで、ガイド軌道の表面状態が転動品質を決定し、特に、転動時の運動の規則性を決定する。さらに、ガイド軌道の表面状態は、転動要素の摩耗ならびに最大接触面圧強度にも影響を及ぼす。

ガイド軌道の表面状態を改善するために、他の個別の切削方法を利用することもできるが、これらの方法は、結果的には価格面で容認できない。

さらに、各おもりにおいて、少なくとも１つの転動要素に結合される第２のガイド軌道を形成する少なくとも１つの穴は、各おもりの全体質量をその分だけ減少し、その結果、与えられた外形寸法に対して全体質量が減るのでダンパシステムの動作効率が落ちる。

ローラ等の転動要素の軸方向の長さは、また、支持部材に対しても、おもりを介して間接的にリスクを及ぼす。

さらに、ダンパシステムが遠心分離状態にあるときは転動要素が撓み作用するので、転動要素に強い機械的な作用力が加えられて摩耗の問題が発生する。

したがって、本発明の目的は、このようなダンパシステムの上記の不都合を解決し、特に小型かつ最適動作を保ちながら、その性能を高めることが可能な設計を提案することにある。

このため、本発明は、特に自動車のトランスミッションのためのダンパシステムを提案し、このシステムは、回転軸（Ｘ）を有し、
−この回転軸（Ｘ）を中心として回転駆動可能な支持部材と、
−回転軸（Ｘ）に直交する回転面で支持部材に対して振動可能な少なくとも１つの第１のおもりと第２のおもりであって、支持部材の軸方向両側に取り付けられて少なくとも１つの結合手段を介して軸方向に互いに結合された、第１および第２のおもりと、
−支持部材に対して第１および第２のおもりをガイドし、支持部材により支持される１組の対向軌道、それぞれ第１のガイド軌道と第２のガイド軌道とに協働可能な少なくとも１つの転動要素を含む、少なくとも１つのガイド装置と、
を少なくとも含んでおり、
このシステムは、第１のガイド軌道が、第１のおもりと第２のおもりとの間に軸方向に延びていることを特徴とする。

このようにして、本発明によるガイド装置は、転動要素のガイド軌道を設けるために以前は必要であった材料の切除をなくすことによって、ダンパシステムのおもりの質量を最適化することができる。

さらに、本発明によれば、以前は従来技術の構造によって転動要素に付与されていた撓み応力がなくなって転動要素に有利になり、転動要素は、機械的な作用力の低減によりもっぱら押圧作用だけを受け、これまでよりも摩耗が少なくなるために一段と寿命が延びる。

本発明の他の特徴によれば、
−第１のガイド軌道は、第１のおもりと第２のおもりとの間に軸方向に延びるスペーサにより支持される。
−第１のおもりと第２のおもりとを軸方向に結合する結合手段は、支持部材に配置された開口部を軸方向に貫通し、第１のガイド軌道は、支持部材に配置された開口部を介して延びている。
−第１のガイド軌道は、結合手段により支持される。
−スペーサは、少なくとも１つの支持部材に対して少なくとも１つのおもりの振動を制限するために、支持部材の開口部の係止面と協働可能なストローク係止手段を構成する。
−係止手段は、スペーサに固定された少なくとも１つのエラストマー製の要素から形成される。
−スペーサは、少なくとも１つの支持部材に対する少なくとも１つのおもりの振動を制限するために、支持部材の開口部の係止面と協働可能なストローク係止手段を構成する。
−スペーサは、このスペーサから形成される係止手段と開口部の係止面との間に配置されるエラストマー製の吸収手段を有する。
−支持部材の開口部は、スペーサから形成される上記係止手段と開口部の係止面との間に配置されるエラストマー製の吸収手段を有する。
−ダンパシステムは、それぞれ少なくとも１つの第１のガイド装置と第２のガイド装置との少なくとも２個のガイド装置を含み、これらが、少なくとも１つの支持部材と第１および第２のおもりとの間に軸方向に配置されている。
−結合手段は、第１のおもりと第２のおもりとの間に配置される少なくとも２個のスペーサから構成され、各スペーサは、第１および第２のおもりのいずれか一方に端部が結合される２個の軸方向バーと、これらの軸方向バーを中央で互いに結合し、転動要素が協働する第１のガイド軌道を備えた中間バーとをそれぞれ含む、ほぼ「Ｈ」型の形状を呈している。
−スペーサは、鋳造により得られるモノブロック部品である。
−スペーサは、少なくとも２個の部分からそれぞれ形成されており、中間バーを形成する１つの部品が、他方の部品を構成する１組のリベットを取り付けるための穴を各端部に含んでいる。
−回転軸に直交する支持部材の半径方向中央面による切断面で、中間バーにより支持される第１のガイド軌道が凹状の輪郭を有し、支持部材により支持される第２のガイド軌道が凸状の輪郭を有する。
−動作時に、ガイド装置の転動要素は、第１のガイド軌道と第２のガイド軌道との間でもっぱら押圧作用を受ける。
−ガイド装置は、支持部材に対して各おもりの軸方向移動を制限するための軸方向係止手段を含み、この係止手段は、第１のガイド軌道と第２のガイド軌道との間に半径方向に配置された転動要素により支持される。
−係止手段は、半径方向に延びて転動要素の軸方向端部にそれぞれ結合される２個の環状リムから形成される。
−ダンパシステムは、他の２個のガイド装置とともに三角形に配置される第３のガイド装置を含み、この第３のガイド装置は、支持部材に対して第１および第２のおもりの揺動を制限することによって軸方向の安定性を保証する。
−結合手段は、少なくとも１つの支持部材に対して少なくとも１つのおもりの振動を制限するために支持部材の開口部の係止面と協働可能なストローク係止手段を構成する。

本発明の他の特徴および長所は、理解のために添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。

本発明の１つの実施形態による振り子式振動子タイプのダンパシステムを示す斜視図である。 図１のダンパシステムの分解組立斜視図である。 図１と２のダンパシステムで、おもりを透明にし、ダンパシステムが休止しているときのガイド装置を示す斜視図である。 図１から３に示した実施形態によるダンパシステムを示す側面図である。 おもりを軸方向に結合するスペーサを特に示す、図１のダンパシステムの軸方向断面図である。 スペーサが備える第１の軌道に転動要素が協働するところを特に示す、図１のダンパシステムの軸方向断面図である。 おもりを軸方向に結合して転動軌道を有するスペーサがエラストマー製の吸収手段を備えているところを示す、本発明によるダンパシステムの側面図である。 スペーサが通過する支持部材の開口部がエラストマー製の吸収手段を備えているところを示す、本発明によるダンパシステムの側面図である。

以下の説明および請求項では、その理解を容易にするために、限定的ではなく例として「外側」および「内側」ならびに「軸方向」および「半径方向」という表現を用いて、ダンパシステムの諸要素を発明の詳細な説明の所定の定義にしたがって示す。

便宜上、「半径方向」は、「軸方向」を決定するダンパシステムの回転軸（Ｘ）に直交して内側から外側に向かってこの回転軸を離れる方向であり、「周方向」は、ダンパシステムの回転軸に直交し、かつ半径方向に直交する方向である。

「外側」および「内側」という表現は、ダンパ装置の回転軸を基準として部材間の相対的な位置を決定するために使用され、そのため、回転軸に近い部材は、半径方向周辺部に配置される外側の部材との対置によって内側と称される。

以下の説明では、類似、同様、同じ機能を有する部材には同じ参照番号を付す。

本発明は、特に自動車のトランスミッションに装備可能な、回転軸Ｘを有するダンパシステム１０に関し、ダンパシステム１０は、特に、少なくとも１つの支持部材１２と、振り子式振動子を形成するための少なくとも１つのおもり１４とを有する。

図１に、限定的ではなく単に例として挙げた本発明の１つの実施形態による振り子式振動子タイプのダンパシステム１０を示した。

この実施形態では、ダンパシステム１０が、支持部材１２と、この支持部材１２の軸方向両側に配置された、それぞれ第１のおもりと第２のおもりとの少なくとも１組のおもり１４とを含んでいる。

支持部材１２は、ダンパシステム１０の回転軸Ｘを中心として回転駆動可能である。

支持部材１２は、ほぼリング状であり、第１のおもり１４と第２のおもり１４とが嵌め込まれる２個の平坦な面を含んでいる。

このようなダンパシステム１０は、たとえば、トーショナルダンパ（図示せず）に組み込み可能である。

知られているように、こうしたトーショナルダンパは、少なくとも１つの入力要素と、少なくとも１つの出力要素と、これらの入力要素および出力要素の間に配置された周方向作動弾性部材とを含んでいる。

自動車のトランスミッションに用いられる上記のようなケースでは、入力要素は、トランスミッションを装備された内燃機関のクランクシャフト等の駆動軸（図示せず）により回転駆動され、出力要素は、ギヤチェンジ手段に接続された自動車のギヤボックスの入力シャフト等の従軸（図示せず）に回転結合される。

振り子式振動子タイプのダンパシステム１０の支持部材１２は、トーショナルダンパの入力要素と、出力要素、または、トーショナルダンパの２つのスプリングシリーズの間の中間位相合わせ要素、または、変形実施形態では、これらの要素に回転結合される１つの要素とから構成可能である。

その場合、振り子式振動子タイプのダンパシステム１０は、たとえば、ガイドディスクまたは位相合わせディスクにより支持可能であり、これらのディスクの半径方向外周部に配置される。

その結果、支持部材１２の形状は、用途に応じて、図１に示したような平らなリングの形状から変えることができる。

第１および第２のおもり１４は、回転軸Ｘに直交する回転面で支持部材１２に対して振動可能である。

図１に示したように、第１および第２のおもり１４は、支持部材１２の軸方向両側に取り付けられる。おもり１４は、ほぼプレートの形状を呈しており、おもり１４は、支持部材１２の外縁と内縁にほぼ沿うように周方向に円弧状に延びている。

特に図２と３に示したように、第１および第２のおもり１４は、支持部材１２に配置された開口部１８を軸方向に貫通する少なくとも１つの結合手段１６を介して、軸方向に互いに結合されている。

おもり１４の振動には、支持部材１２に対して第１および第２のおもり１４をガイドする少なくとも１つのガイド装置２０が付随する。

ガイド装置２０は、対向する１組の軌道と協働可能な少なくとも１つの転動要素２２を含んでいる。

本発明によれば、転動要素２２は、それぞれ、第１および第２のおもり１４の間に介在する結合手段１６により支持される第１のガイド軌道２４と、支持部材１２により支持される第２のガイド軌道２６とに、それぞれ協働する。

有利には、結合手段１６は、おもり１４の間の軸方向の間隔と、支持部材１２に対する隙間とを特に決定するスペーサを形成する。

好ましくは、結合手段１６は、おもり１４のいずれか一方の端部にそれぞれ配置される少なくとも２個のスペーサから構成される。

図示された実施形態によれば、スペーサ１６は、ほぼ「Ｈ」型の形状を呈しており、中間バー３０により互いに結合される２個の軸方向バー２８をそれぞれ有している。

中間バー３０は、軸方向バー２８を中央で互いに結合し、その外面が、第１のガイド軌道２４を形成し、このガイド軌道に転動要素２２が協働する。

スペーサ１６の各軸方向バー２８の一端は、おもり１４の一方に係合する穴３２に収容される。

穴３２は開通しており、各スペーサ１６とのおもり１４の固定は、有利にはリベット締めにより実施され、特に図１には、リベット締めを行った結果としての頭部３４が示されている。

かくして、スペーサ１６の各軸方向バー２８の端部は、第１および第２のおもり１４のいずれか一方に結合される。

有利には、スペーサ１６は、鋳造により得られるモノブロック部品である。

変形実施形態では、スペーサが少なくとも２個の部品から構成され、中間バーを形成する１つの部品が、他方の部品である１組のリベットを取り付けるための穴を各端部に含む。

このような変形実施形態では、有利には、部品が機能の一方に組み合わされ、すなわち中間バーを形成する部品に対しては転動要素のガイド機能に、リベットに対してはおもりの結合機能に組み合わされる。

好ましくは、転動要素２２がローラである。

好ましくは、ローラが非中空部品であるが、変形実施形態では、チューブを形成する刳り抜き部品としてもよい。

各スペーサ１６は、支持部材１２に設けられた開口部１８に収容され、この開口部１８は、ほぼ三角形の形状を呈している。

開口部１８は、転動要素２２の第２のガイド軌道２６を形成する外縁により半径方向に画定され、半径方向の反対側では、ここではほぼ直線状の内縁２７により画定されている。

開口部１８の外縁と内縁は、動作時におもり１４の揺動を制限するためにスペーサ１６と協働可能な係止面３６により、各端部で互いに接続されている。

より詳しくは、開口部１８の係止面３６の１つと協働するスペーサ１６の部分が、スペーサ１６の中間バー３０の端部３８、すなわち、各軸方向バー２８の中央区間に接続される端部から構成されている。

したがって、結合手段を形成するスペーサ１６は、支持部材１２に対しておもり１４の振動を制限可能な端部３８により形成された、ストローク係止手段を含んでいる。

図７と８に示した実施形態では、スペーサ１６の端部３８と開口部１８の係止面３６とからそれぞれ形成された係止手段の間に、吸収手段４１、４２が配置されている。

図７では、スペーサ１６は、振動を減衰可能なエラストマー要素４１を備えている。エラストマー要素４１は、一体成形、貼り合わせまたは（たとえばダブテール状の）形状係合によってスペーサ１６に固定可能である。エラストマー要素４１は、スペーサに係止される中間要素に固定することもできる。

図８では、スペーサ１６が通過する支持部材の開口部１８が、エラストマー製の吸収手段４２を備えている。エラストマー製の吸収手段４２は、同様に、一体成形、貼り合わせまたは形状の係合によって開口部１８に固定可能である。エラストマー要素４１は、支持部材１２に係止される中間要素に固定することもできる。

図示されていない別の変形実施形態では、吸収手段が、転動要素２２と支持部材１２の開口部１８との間に半径方向に配置される。

このような吸収手段は、たとえば、転動要素２２の中間バー３０と開口部１８の内縁２７との間に配置されるエラストマー製のブロックから構成されて、結合手段１６と支持部材１２とが直接にはまったく接触しないようにする。

おもり１４の１つを透明にして図４に示した、回転軸Ｘに直交する支持部材１２の半径方向中央面の断面では、スペーサ１６の中間バー３０により支持される第１のガイド軌道２４が、凹状の輪郭を有し、支持部材１２により支持されて開口部１８の外縁により形成される第２のガイド軌道２６は、凸状の輪郭を有する。

有利には、動作時に、ガイド装置２０の転動要素２２が、第１および第２のガイド軌道２４、２６の間でもっぱら押圧作用を受けるので、これによって、システム１０が遠心分離状態にあるときの応力を特に減らすとともに、転動要素２２の摩耗の問題を低減する。

有利には、少なくとも１つのガイド装置２０が、支持部材１２に対する各おもり１４の軸方向移動を制限するために軸方向係止手段４０を有する。

好ましくは、係止手段４０が、第１および第２のガイド軌道２４、２６の間に半径方向に介在する転動要素２２により支持される。

図２から４に示したように、係止手段４０は、半径方向に延びて転動要素２２の軸方向端部にそれぞれ結合される２個の環状リムから形成される。

図６の断面図で示したように、係止手段４０は、支持部材１２の面のいずれかと協働可能である。

有利には、係止手段４０は、転動要素２２と一体成形されてモノブロックアセンブリを形成する。

好ましくは、ダンパシステム１０は、少なくとも１つの支持部材１２と第１および第２のおもり１４との間に軸方向に配置された、それぞれ少なくとも１つの第１のガイド装置２０Ａと第２のガイド装置２０Ｂとの少なくとも２個のガイド装置２０を含んでいる。

有利には、ダンパシステム１０は、他の２個のガイド装置２０Ａと２０Ｂと同様の第３のガイド装置２０Ｃを含んでいる。

第３のガイド装置２０Ｃは、他の２個のガイド装置２０Ａ、２０Ｂとともに三角形に配置され、すなわち他の２個のガイド装置と一列に並べられない。

第３のガイド装置２０Ｃは、支持部材１２に対して第１および第２のおもり１４の揺動を制限することによって軸方向の安定性を保証する。

第３のガイド装置２０Ｃの転動要素２２は、半径方向に約１０分の数オーダーの所定の隙間を有し、したがって、他の２個のガイド要素２０Ａ、２０Ｂの転動要素２２とは違って、おもり１４の支持要素を構成しない。

好ましくは、図５と６の断面図で示したように、ダンパ装置１０は、回転軸Ｘに直交する支持部材１２の半径方向中央面Ｐに対して、設計上、対称である。

Claims (8)

1. 自動車のトランスミッションのためのダンパシステム（１０）であって、回転軸（Ｘ）を有し、
   −前記回転軸（Ｘ）を中心として回転駆動可能な支持部材（１２）と、
   −前記回転軸（Ｘ）に直交する回転面で前記支持部材（１２）に対して振動可能な少なくとも１つの第１のおもり（１４）と第２のおもり（１４）であって、前記支持部材（１２）の軸方向両側に取り付けられており、少なくとも１つの結合手段（１６）を介して軸方向に互いに結合された、第１および第２のおもり（１４）と、
   −前記支持部材（１２）に対して第１および第２のおもり（１４）をガイドし、１組の対向軌道、それぞれ第１のガイド軌道（２４）と前記支持部材（１２）により形成される第２のガイド軌道（２６）とに協働可能な少なくとも１つの転動要素（２２）を含む、少なくとも１つのガイド装置（２０）と、
   を少なくとも含んでおり、
   前記第１のガイド軌道（２４）が、前記第１のおもり（１４）と第２のおもり（１４）との間に軸方向に延びていることを特徴とする、ダンパシステム。
2. 前記第１のガイド軌道（２４）が、前記第１のおもり（１４）と第２のおもり（１４）との間に軸方向に延びるスペーサ（１６）により支持されることを特徴とする、請求項１に記載のダンパシステム（１０）。
3. 前記第１のおもり（１４）と第２のおもり（１４）とを軸方向に結合する結合手段（１６）が、前記支持部材（１２）に配置された開口部（１８）を軸方向に貫通し、前記第１のガイド軌道（２４）が、前記支持部材（１２）に配置された開口部（１８）を介して延びていることを特徴とする、請求項１または２に記載のダンパシステム（１０）。
4. 前記第１のガイド軌道（２４）が、前記結合手段（１６）により支持されることを特徴とする、請求項３に記載のダンパシステム（１０）。
5. 前記スペーサ（１６）が、少なくとも１つの前記支持部材（１２）に対して少なくとも１つの前記おもり（１４）の振動を制限するために、前記支持部材（１２）の開口部（１８）の係止面（３６）と協働可能なストローク係止手段（３８）を構成することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のダンパシステム（１０）。
6. 前記スペーサ（１６）が、このスペーサ（１６）から形成される前記係止手段（３８）と前記開口部（１８）の係止面（３６）との間に配置されるエラストマー製の吸収手段を有することを特徴とする、請求項５に記載のダンパシステム（１０）。
7. 前記支持部材の開口部（１８）が、前記スペーサ（１６）から形成される係止手段（３８）と、前記開口部（１８）の係止面（３６）との間に配置されるエラストマー製の吸収手段を有することを特徴とする、請求項５に記載のダンパシステム（１０）。
8. 前記ダンパシステム（１０）が、それぞれ少なくとも１つの第１のガイド装置（２０Ａ）と第２のガイド装置（２０Ｂ）との少なくとも２個のガイド装置（２０）を含み、これらが、少なくとも１つの前記支持部材（１２）と前記第１および第２のおもり（１４）との間に軸方向に配置されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のダンパシステム（１０）。

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