KR100408803B1

KR100408803B1 - 댐퍼 기구

Info

Publication number: KR100408803B1
Application number: KR10-2001-0060529A
Authority: KR
Inventors: 우에하라히로시
Original assignee: 가부시키가이샤 에쿠세디
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-12-06
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: KR20020025818A; US6682431B2; DE10146906A1; US20020039926A1; JP2002106639A

Abstract

부등 피치형의 코일 스프링을 이용하는 댐퍼 기구에 있어서, 원하는 비틀림 특성을 실현하기 위해 코일 스프링 어셈블리(27)를 구비하고 있다. 코일 스프링 어셈블리(27)는 플레이트와 허브 플랜지를 회전 방향으로 탄성적으로 연결하기 위한 것이다. 코일 스프링 어셈블리(27)는 부등 피치 형상의 코일 스프링(28)과 한 쌍의 스프링 시트(29, 30)를 구비하고 있다. 스프링 시트(29, 30)에는 코일 스프링(28)이 그 중심 축 주위에서 회전하지 않도록 코일 스프링(28)의 단부가 결합한다. 스프링 시트(29, 30)는 코일 스프링(28)의 중심 축을 중심으로 회전하지 않도록 플레이트 및 허브 플랜지에 결합된다.

Description

댐퍼 기구 {DAMPER MECHANISM}

본 발명은 댐퍼 기구, 특히, 부등 피치형의 코일 스프링을 가지는 댐퍼 기구에 관한 것이다.

차량의 클러치 디스크 어셈블리에 이용되는 댐퍼 기구는 입력 플라이휠에 연결될 수 있는 입력 회전 부재, 트랜스미션으로부터 연장되는 샤프트에 연결되는 출력 회전 부재 및 입력 회전 부재와 출력 회전 부재를 회전 방향으로 탄성적으로 연결하는 탄성 연결 기구로 구성되어 있다. 입력 회전 부재는 클러치 디스크와 그 내주 측에 고정된 한 쌍의 입력 플레이트로 구성되어 있다. 출력 회전 부재는 샤프트에 상대 회전 불가능하게 연결된 허브로 이루어진다. 허브는 샤프트에 스플라인 결합하는 보스와, 보스로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지를 가지고 있다. 탄성 연결 기구는 복수의 코일 스프링으로 이루어진다. 각 코일 스프링은 플랜지에 형성된 창구멍 내에 수용되고, 또 한 쌍의 입력 플레이트에 형성된 각 창에 지지되어 있다. 한 쌍의 입력 플레이트와 허브가 상대 회전하면, 코일 스프링은 양쪽 부재 사이에서 회전 방향으로 압축된다. 이 댐퍼 기능에 의해 클러치 디스크 어셈블리에 입력된 비틀림 진동이 흡수 및 감쇠된다.

코일 스프링으로는, 상이한 선간 간극을 가지는 부등 피치형의 것이 이용되는 경우가 있다. 그 경우는 일부 코일의 선간 밀착(부분 밀착) 전후로 코일의 유효 권수(卷數)가 변화되어 스프링 상수가 변화된다. 즉, 한 종류의 코일 스프링으로 비틀림 특성을 다단으로 설정할 수 있다. 구체적으로는, 저 비틀림 강성의 영역을 확보한 뒤 일정 스토퍼 토크를 얻기 때문에, 일부의 코일을 선간 밀착시켜 그 이후의 스프링 상수를 크게 하고 있다.

코일 스프링은 회전 방향으로 압축될 때에, 그 외주 측의 변형이 내주 측의 변형에 비해 크다. 이것은 코일 스프링을 누르는 창의 에지 등의 외주 측 부분의회전 방향 이동량이 내주 측 회전 방향 이동량보다 크기 때문이다. 이로 인하여, 부등 피치형의 코일 스프링으로 반경 방향 내외 양쪽의 선간 밀착을 동시에 행하는 경우에는, 반경 방향 외측 부분의 선간 간극을 반경 방향 내측 부분의 선간 간극보다 크게 설정해야 한다.

그러나, 댐퍼 작동 중에는 코일 스프링이 자신의 축을 중심으로 창 내에서 회전하는 경우가 있다. 그 경우에는 코일 스프링의 단부 위치가 반대로 되어 선간 간극이 작은 측이 반경 방향 외측에 위치하고, 선간 간극이 큰 측이 반경 방향 내측에 위치하는 경우가 있다. 그 경우에는, 코일 스프링의 압축 시에 반경 방향 외측 부분에서의 선간 밀착이 원하는 타이밍보다 일찍 생겨, 반경 방향 내측 부분에서의 선간 밀착이 지연되거나 또는 행하여지지 않는다.

이상의 문제를 일반적으로 설명하면, 코일 스프링의 회전에 따라 비틀림 특성의 변곡 타이밍(선간 밀착에 의한 스프링 상수의 변화 타이밍)이나 비틀림 강성이 변화되어 원하는 비틀림 특성이 얻어질 수 없다.

본 발명의 과제는 부등 피치형의 코일 스프링을 이용하는 댐퍼 기구에 있어서, 원하는 비틀림 특성을 실현하는 것이다.

도 1은 클러치 디스크 어셈블리의 개략종단면도.

도 2는 도 1의 클러치 디스크 어셈블리의 일부를 제거한 상태에서의 개략평면도.

도 3은 도 2의 시트 부재의 정면도.

도 4는 도 2의 탄성 연결부의 동작을 설명하기 위한 평면도.

도 5는 도 2의 탄성 연결부의 동작을 설명하기 위한 평면도.

도 6은 도 2의 탄성 연결부의 동작을 설명하기 위한 평면도.

도 7은 다른 실시예에 있어서의 탄성 연결부의 동작을 설명하기 위한 평면도.

도 8은 댐퍼 기구의 비틀림 특성선도.

청구항 1 기재의 댐퍼 기구는 입력 회전 부재, 출력 회전 부재 및 코일 스프링 어셈블리를 구비하고 있다. 코일 스프링 어셈블리는 입력 회전 부재와 출력 회전 부재를 회전 방향으로 탄성적으로 연결하기 위한 것이다. 코일 스프링 어셈블리는 부등 피치 형상의 코일 스프링과 한 쌍의 스프링 시트를 구비하고 있다. 스프링 시트에는 코일 스프링이 그 중심 축 주위로 회전하지 않도록 코일 스프링의 단부가 결합한다. 스프링 시트는 코일 스프링의 중심 축 주위로 회전하지 않도록 입력 회전 부재 및 출력 회전 부재에 결합된다.

이 댐퍼 기구에서는, 코일 스프링은 스프링 중심 축 주위에서 입력 및 출력 회전 부재에 대하여 회전하지 않는다. 즉 코일 스프링은 반경 방향 외측 부분과 반경 방향 내측 부분이 교체되지 않는다. 이로 인하여, 코일 스프링의 선간 밀착 타이밍 등이 변화되지 않아 원하는 비틀림 특성이 얻어진다.

청구항 2 기재의 댐퍼 기구에서는, 청구항 1에 있어서, 코일 스프링의 반경 방향 외측 부분은 제1 간극과 상기 제1 간극보다 큰 제2 간극을 가지고, 반경 방향 내측 부분은 제1 간극보다 작은 제3 간극과 상기 제3 간극보다 큰 제4 간극을 가지고 있다. 또, 여기서의 "반경방향"이란 댐퍼 기구의 반경 방향을 말한다.

청구항 3 기재의 댐퍼 기구에서는, 청구항 2에 있어서, 입력 회전 부재와 출력 회전 부재가 상대 회전하여 코일 스프링이 압축되면, 제1 간극과 제3 간극에서 동시에 밀착이 생기게 된다.

청구항 4기재의 댐퍼 기구에서는, 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 코일 스프링의 반경 방향 내측 부분의 유효 권수가 반경 방향 외측 부분의 유효 권수보다 많다. 이 상태를 유지할 수 있기 때문에, 스프링 압축 시에 있어 반경 방향 내측 부분과 반경 방향 외측 부분에서 1회전 당 변형되는 양의 차이를 줄일 수 있다. 즉 코일 스프링의 반경 방향 내측 부분과 반경 방향 외측 부분에서 1회전에 발생하는 응력의 차이가 적어진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예로서의 클러치 디스크 어셈블리(1)의 종단면도를 나타내고, 도 2는 그 개략평면도를 나타낸다. 클러치 디스크 어셈블리(1)는 차량의 클러치 장치에 이용되는 동력 전달 장치에 있어서, 클러치 기능과 댐퍼 기능을 가지고 있다. 클러치 기능이란 플라이휠(도시하지 않음)에 연결 및 분리됨으로써 토크의 전달 및 차단을 행하는 기능이다. 댐퍼 기능이란 플라이휠 측에서 입력되는 토크 변동 등을 스프링 등에 따라 흡수 및 감쇠하는 기능이다.

도 1에 있어서 O-O는 클러치 디스크 어셈블리(1)의 회전축이다. 도 1의 좌측에 엔진 및 플라이휠(도시하지 않음)이 배치되고, 도 1의 우측에 트랜스미션(도시하지 않음)이 배치되어 있다. 또한, 도 2의 화살표 R1 측은 클러치 디스크 어셈블리(1)의 구동 측(회전 방향 정측)이며, 화살표 R2 측은 그 반대측(회전 방향 부측)이다. 또, 이하의 설명에서 "회전(원주) 방향", "축 방향" 및 "반경 방향"이란, 특별히 한정되지 않는 한, 댐퍼 기구로서의 클러치 디스크 어셈블리(1)의 각 방향을 말하는 것으로 한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 클러치 디스크 어셈블리(1)는 주로 입력 회전 부재(2), 출력 회전 부재(3) 및 입력 회전 부재(2)와 출력 회전 부재(3) 사이에 배치된 탄성 연결부(4)로 구성되어 있다. 입력 회전 부재(2)는 플라이휠(도시하지 않음)로부터 토크가 입력되는 부재이다. 입력 회전 부재(2)는 주로 클러치 디스크(11)(내주부만 도시)와 클러치 플레이트(12)와 리테이닝 플레이트(13)로 구성되어 있다. 클러치 디스크(11)는 도시하지 않는 플라이휠에 가압되고 연결되는 부분이다. 클러치 디스크(11)는 쿠션 플레이트와 그 축방향 양측에 리벳에 의해서고정된 한 쌍의 마찰 페이싱으로 이루어진다. 클러치 플레이트(12)와 리테이닝 플레이트(13)는 모두 판금제의 원판형 또한 환형의 부재이며, 서로 축방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 클러치 플레이트(12)는 엔진 측에 배치되고 리테이닝 플레이트(13)는 트랜스미션 측에 배치되어 있다. 클러치 플레이트(12)의 외주부와 리테이닝 플레이트(13)의 외주부는 회전 방향으로 병렬하여 복수의 스토퍼 핀(15)에 의해서 리벳 고정되어 있다. 이에 따라, 클러치 플레이트(12)와 리테이닝 플레이트(13)는 일체로 회전하게 되고, 또한 축 방향의 간격이 정해져 있다.

클러치 플레이트(12) 및 리테이닝 플레이트(13)에는 각각 중심 구멍이 형성되어 있다. 이 중심 구멍 내에는 후술의 보스(7)가 배치된다.

클러치 플레이트(12) 및 리테이닝 플레이트(13)에는 원주 방향으로 병렬하여 복수의 창부(21, 22)가 각각 형성되어 있다. 구체적으로, 창부(21, 22)는 각각 원주 방향 등 간격으로 5개 형성되어 있다. 각 창부(21, 22)는 원주 방향으로 길게 연장되어 있다. 제1 및 제2 창부(21, 22) 각각은 축 방향으로 관통한 구멍과 그 구멍의 에지를 따라 형성된 스프링 지지부로 이루어진다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 스프링 지지부는 외주 측 지지부(21a 또는 22a), 내주 측 지지부(21b 또는 22b) 및 회전 방향 지지부(21c 또는 22c)로 구성되어 있다. 외주 측 지지부(21a, 22a)는 대략 원주 방향을 따르는 형상으로 만곡되어 있고, 내주 측 지지부(21b, 22b)는 거의 직선형으로 연장되어 있다. 또, 회전 방향 지지부(21c, 22c)는 대략 반경 방향으로 직선형으로 연장되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 각 지지부(21a, 22a; 21b, 22b; 21c, 22c)는 플레이트(12 또는 13)에서의 다른 부분으로부터 축방향으로 연장되는 제1 부분(18)과 거기에서 창부(21, 22)의 내측에 연장되는 제2 부분(19)으로 구성되어 있다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 출력 회전 부재(3)에 대해 설명한다. 출력 회전 부재(3)는 허브(6)로 이루어진다. 허브(6)는 보스(7), 허브 플랜지(8) 및 저강성 댐퍼(9)로 구성되어 있다. 보스(7)는 클러치 플레이트(12) 및 리테이닝 플레이트(13)의 중심 구멍 내에 배치된 원통형의 부재이다. 보스(7)는 그 중심 구멍에 삽입된 트랜스미션 입력 샤프트(도시하지 않음)에 대하여 스플라인 결합하고 있다. 또한, 보스(7)의 외주에는 원판형 또한 환형의 허브 플랜지(8)가 배치되어 있다. 즉 허브 플랜지(8)는 클러치 플레이트(12)와 리테이닝 플레이트(13)의 축 방향 사이에 배치되어 있다. 허브 플랜지(8)의 내주부는 저강성 댐퍼(9)에 의해서 보스(7)에 연결되어 있다. 즉, 허브 플랜지(8)와 보스(7)가 상대 회전하면 저강성 댐퍼(9)에 설치된 작은 코일 스프링이 회전 방향으로 압축된다.

허브 플랜지(8)에는 창부(21, 22)에 대응하여 창구멍(25)이 형성되어 있다. 즉, 원주 방향 등 간격으로 5개의 창구멍(25)이 형성되어 있다. 창구멍(25)은 축 방향으로 관통하여 형성된 구멍이며, 대략 창부(21, 22)의 형상으로 대응하고 있다. 창구멍(25)은 원주 방향으로 길게 연장되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 창구멍(25)은 외주 측 지지부(25a), 내주 측 지지부(25b) 및 회전 방향 지지부(25c)를 가진다. 외주 측 지지부(25a)는 원주 방향을 따르는 만곡 형상이다. 내주 측 지지부(25b)는 거의 직선형으로 연장되어 있다. 회전 방향 지지부(25c)는 대략 반경 방향으로 직선형으로 연장되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 탄성 연결부(4)는 복수의 코일 스프링 어셈블리(27)로 구성되어 있다. 각 코일 스프링 어셈블리(27)는 창구멍(25) 및 창부(21, 22) 내에 배치되어 있다. 코일 스프링 어셈블리(27)는 코일 스프링(28)과 그 양단에 설치된 한 쌍의 스프링 시트(29, 30)로 구성되어 있다. 코일 스프링(28)은 단면이 원형이다. 코일 스프링(28)은 양 단부가 폐지단으로 되어 자리감김(end turn)을 형성하고 있다. 단, 자리감김의 면부는 연삭되어 있지 않고 스프링 소재의 단면 형상을 유지하고 있다. 또, 여기서 말하는 자리감김이란 코일 스프링(28)의 양단의 1회전 분에 상당하는 부분이다.

스프링 시트(29, 30)는 경질 수지 또는 탄성 수지 재료로 이루어진다. 탄성 수지 재료로는 예를 들면 열가소성 폴리에스테르 일래스토머가 있다. 스프링 시트(29, 30)의 시트부(40)는 코일 스프링(28)의 자리감김 면부를 수용하기 위한 시트면(47)을 가지고 있다. 시트부(40)의 반대측은 창구멍(25)이나 창부(21, 22)에 지지되기 위한 배면(48)으로 되어있다. 도 3에 명확히 나타난 바와 같이 시트면(47)은 환형이다. 시트면(47)은 거의 평탄한 제1 반원형(47a)과 제1 반원형(47a)의 일단으로부터 타단을 향하여(평면에서 보아 좌측 감김 방향으로) 서서히 면이 높아져 가도록 경사지는 제2 반원형(47b)으로 이루어진다. 제2 반원형(47b)의 일단은 제1 반원형(47a)으로부터 연속하여 형성되고, 제2 반원형(47b)의 타단은 제1 반원형(47a)의 사이에 단차를 형성하고 있다. 이 단차 부분에 있어서 시트면(47)의 원주 방향(평면에서 보아 좌측 감김 방향)을 향하는 접촉면(47c)이 형성된다. 또, 이 시트면(47)의 형상은 코일 스프링(28)의 자리감김 면부에 대응한 형상이며, 접촉면(47c)에는 자리감김의 선단면이 접촉하도록 되어 있다.

코일 스프링(28)은 자리감김의 면부의 연삭을 생략해도 되기 때문에 비용이 저감된다. 또, 스프링 시트(29, 30)는 저가이며, 본원 발명의 구성은 스프링 시트를 이용하지 않고 코일 스프링의 단면을 연삭한 경우에 비해도 유리하다. 또, 코일 스프링(28)은 연삭하지 않고 있기 때문에 파손되기 어렵다. 또한, 연삭이 없기 때문에 코일 스프링(28)의 선단은 다른 부분과 동일한 면적을 확보하고 있기 때문에 접촉면(47c)에 대하여 확실하게 접촉하고 있다.

스프링 시트(29)와 스프링 시트(30)는 동일 형상이기 때문에, 양자가 마주보도록 배치된 상태에 있어서, 접촉면(47c)끼리 시트면(47)의 원주 방향에 있어 반대측을 향하게(대향하게) 된다. 코일 스프링(28)의 선단면은 접촉면(47c)에 접촉하고 있다. 이에 따라, 코일 스프링(28)은 한 쌍의 스프링 시트(29, 30)에 대하여 자신의 중심 축 주위로 회전할 수 없다. 즉, 한 쌍의 스프링 시트(29, 30)로서는 접촉면(47c)이 코일 스프링(28)의 감긴 방향과 서로 반대쪽을 향하기 때문에, 코일 스프링(28)은 자신의 중심 축 주위의 어느 쪽으로도 회전할 수 없다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 시트부(40)의 시트면(47) 측에는 창구멍(25)의 원주 방향 내측을 향하여 연장되는 돌출부(41)가 형성되어 있다. 돌출부(41)는 대략 원주 형상이다. 시트부(40)의 반경 방향 외측에는 돌출부(41)와 같은 쪽에 외주 측 지지부(42)가 형성되어 있다. 외주 측 지지부(42)는 시트면(47)을 따르는 원호형의 지지면(42a)을 반경 방향 내측에 가지고 있다. 지지면(42a)은 코일 스프링(28)의 자리감김의 외주 측 뿐 아니라 축 방향 양측의 일부를 지지하도록 되어 있다. 외주 측 지지부(42)는 창구멍(25) 등의 외주 측 지지부(25c) 등에 따라 회전 방향으로 연장되어 접촉하고 있다. 또, 시트부(40)의 내주 측에는 내주 측 지지부(43)가 형성되어 있다. 내주 측 지지부(43)는 시트면(47)에 따른 원호형의 지지면(43a)을 가지고 있다. 내주 측 지지부(43)는 코일 스프링(28)의 내주 측 및 축 방향 양측을 지지하고 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 각 창부(21, 22)의 외주 측 지지부(21a, 22a)의 제1 및 제2 부분(18, 19)은 스프링 시트(29, 30)의 반경 방향 외측 부분에 접촉하고 있다. 이 상태에서 스프링 시트(29, 30)는 창부(21, 22)의 회전 방향 지지부(21c, 22c)에서 회전 방향으로(원주 방향 반대 측단을 향하여) 이격될 수 있지만, 결합한 상태에서는 축 방향 및 반경 방향으로 이동 불가능하게 되어있다. 또, 스프링 시트(29, 30)는 창부(21, 22)에 대하여 코일 스프링(28)의 중심 축 주위로 회전할 수 없다.

도 6에 도시한 바와 같이, 스프링 시트(29, 30)는 창구멍(25)의 회전 방향 지지부(25c)에 지지되어 있다. 구체적으로는, 배면(48)이 창구멍(25)의 회전 방향 지지부(25c)에 접촉하고 있다. 또한, 스프링 시트(29, 30)의 외주 측 지지부(42)가 창구멍(25)의 외주 측 지지부(25a)에 접촉하고 있다. 이 상태에서 스프링 시트(29, 30)는 창구멍(25)의 회전 방향 지지부(25c)에서 회전 방향으로(원주 방향 반대 측단을 향하여) 이격될 수 있지만, 반경 방향으로 이동할 수 없게 되어 있다. 또, 스프링 시트(29, 30)는 허브 플랜지(8)에 대하여 코일 스프링(28)의 중심 축을중심으로 회전할 수는 없다. 이것은, 스프링 시트(29, 30)의 외주 측 지지부(42) 및 창구멍(25)의 외주 측 지지부(25a)의 형상이 만곡하고 있어, 스프링 시트(29, 30)의 회전을 방해하고 있기 때문이다.

코일 스프링(28)에 있어서 내주 측 유효 권수는 4회전이며, 외주 측 권수는 3회전이다. 즉 코일 스프링(28)은 내주 측 유효 권수가 외주 측 유효 권수에 비해 1회전 분만큼 많다. 코일 스프링(28)은 부등 피치 형상이다. 구체적으로는, 도 4에 도시한 바와 같이, 코일의 외주 측 부분은 4개의 선간 간극을 가지고 있고, 이들은 양측의 제1 간극(31)과 중앙 측 2개의 제2 간극(32)으로 이루어진다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 간극(31)은 제2 간극(32)보다 먼저 밀착하도록 되어 있다. 도 4를 참조하면, 코일의 내주 측 부분은 3개의 선간 간극을 가지고 있고, 이들은 양측의 제3 간극(33)과 중앙의 제4 간극(34)으로 이루어진다. 제3 간극(33)은 제4 간극(34)보다 먼저 밀착하도록 되어 있다(도 5 참조). 도 1을 참조하면, 제1 간극(31)은 제3 간극(33)보다 크고, 댐퍼 기구의 비틀림 각도가 커져 가면 양자 동시에 선간 밀착되도록 각각의 크기가 설정되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 핀(15)은 허브 플랜지(8)에 형성된 노치(26) 내에서 연장되어 있다. 노치(26)는 원주 방향으로 소정의 길이를 가지고 있고, 핀(15)은 소정의 각도 범위 내에서 회전 방향으로 이동 가능하다. 본 실시예에서 핀(15)은 도 2의 중립 위치로부터 회전 방향 R2 측으로는 7°이동할 수 있고, 회전 방향 R1 측으로 7. 5°이동할 수 있다.

다음에 탄성 연결부(4)의 비틀림 특성에 대해 설명한다. 또, 이하의 설명에서는 저강성 댐퍼(9)에 관해서는 설명을 생략하고, 플레이트(12, 13)와 허브 플랜지(8) 사이의 비틀림 동작으로서 설명한다.

도 4의 초기 장착 상태로부터 플레이트(12, 13)에 대하여 허브 플랜지(8)를 화살표 R2 측으로 비틀어 간다. 이렇게 하면, 코일 스프링(28)은 창구멍(25)의 회전 방향 R1 측 회전 방향 지지부(25c)와 창부(21, 22)의 회전 방향 R2 측 회전 방향 지지부(21c, 22c) 사이에서 회전 방향으로 압축된다.

비틀림 각도가 작은 영역에서는, 모든 코일의 변형 및 유효 권수가 변화하지 않기 때문에, 비교적 저강성의 특성이 얻어진다(도 8의 0°∼6.5°). 비틀림 각도가 6.5°가 되면, 도 5에 도시한 바와 같이, 코일 스프링(28)의 외주 측 부분의 제1 간극(31) 및 내주 측 부분의 제3 간극(33)이 밀착된다. 즉, 각 간극(31, 33)으로 인접하는 코일끼리 접촉한다. 이 때에 제2 간극(32) 및 제4 간극(34)에서는 소정의 간극이 확보되어 있다. 이상 설명한 밀착에 의해, 외주 측 유효 권수는 1회전이 되고 내주 측 유효 권수는 2회전이 된다.

이 상태로부터 코일 스프링(28)의 압축이 더 진행하면, 전체의 유효 권수가 줄어 있기 때문에 스프링 상수가 높아진다. 그 결과, 비교적 높은 비틀림 강성이 얻어져, 결과적으로 충분히 높은 스토퍼 토크가 실현된다(도 8의 6.5°∼7.5°). 비틀림 각도가 7.5°가 되면, 도 2에 도시한 바와 같이, 노치(26)의 회전 방향 R1 측 단면이 핀(15)에 접촉하여, 탄성 연결부(4)의 비틀림 동작이 정지한다. 이 최대 비틀림 상태를 도 6에 나타낸다. 도 6에서는, 제2 간극(32)은 거의 밀착되어 있지만, 제4 간극(34)은 밀착되어 있지 않다.

코일 스프링 회전을 방지하는 구조는 다음과 같다.

스프링 시트와 플레이트 및 허브 플랜지와는 다음과 같이 결합한다.

도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 스프링 시트(29, 30)는 창부(21, 22)에 대하여 코일 스프링(28)의 중심 축 주위에 상대 회전 불가능하게 결합하고 있다. 구체적으로는, 스프링 시트(29, 30)는 각 창부(21, 22)의 외주 측 지지부(21a, 22a)의 제1 및 제2 부분(18, 19)이 스프링 시트(29, 30)의 반경 방향 외측 부분에 접촉하고 있음으로써 창부(21, 22)에 대하여 코일 스프링(28)의 중심 축 주위에 상대 회전 불가능하게 결합하고 있다.

스프링 시트(29, 30)는 허브 플랜지(8)에 대하여 코일 스프링(28)의 중심 축 주위에 상대 회전 불가능하게 결합하고 있다. 구체적으로는, 스프링 시트(29, 30)는 창구멍(25)의 외주 측 지지부(25a)에 따른 만곡 형상의 외주 측 지지부(42)를 가짐으로써, 창구멍(25)에 대하여 코일 스프링(28)의 중심 축 주위에 상대 회전 불가능하게 결합하고 있다.

코일 스프링은 스프링 시트와 다음과 같이 결합한다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 코일 스프링(28)은 스프링 시트(29, 30)에 지지된 상태에서 코일 스프링(28)의 중심 축 주위에 상대 회전 불가능하게 결합하고 있다. 구체적으로는, 스프링 시트(29)와 스프링 시트(30)는 동일 형상이기 때문에 양자가 마주보도록 배치된 상태에 있어서, 접촉면(47c)끼리 시트면(47)의 원주 방향에 있어 반대측을 향하게(대향하게) 된다. 코일 스프링(28)의 선단면은 접촉면(47c)에 접촉하고 있기 때문에, 코일 스프링(28)은 한 쌍의 스프링 시트(29, 30)에 대하여 자기의 중심 축 주위에서 어느 쪽으로도 회전할 수 없다.

도 1에 도시한 바와 같이, 이상에 의해서, 코일 스프링(28)은 스프링 시트(29, 30)를 통하여 플레이트(12, 13) 및 허브 플랜지(8)에 대하여 자신의 중심 축 주위로 회전 불가능하게 되어있다. 즉, 댐퍼 동작 중에 있더라도 코일 스프링(28)은 초기 장착 상태를 유지할 수 있다.

코일 스프링이 회전하지 않는 것에 따른 이점은 다음과 같다.

유효 권수의 상태가 유지될 수 있다. 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 코일 스프링(28)이 압축될 때, 코일 스프링(28)에 있어서 외주 측 부분의 변형량은 내주 측 부분의 변형량보다 크지만, 내주 측 부분의 유효 권수가 외주 측 부분의 유효 권수보다 많기 때문에, 반경 방향 내외에서 비하여 각 회전 당 변형량의 차이는 종래에 비해 적다. 즉, 외주 측 각 회전의 변형량은 내주 측 각 회전의 변형량에 비해 크지만, 그 차이는 종래에 비해 작다. 그 결과, 코일 스프링(28)에 있어서 내주 측 부분과 외주 측 부분에서 발생하는 응력에 차이가 생기기 어렵다. 즉, 내주 측 부분과 외주 측 부분에서 각 회전에 발생하는 응력의 차이가 적다. 그 결과, 코일 스프링(28)의 수명이 연장된다.

또, 코일 스프링(28)에서 외주 측 부분의 유효 권수가 적기 때문에, 코일 스프링(28)의 밀착 길이가 짧아질 수 있다. 이것은 탄성 연결부(4)에 있어서 비틀림 각도가 커지고 있는 것을 의미한다.

전술한 바와 같이 코일 스프링(28)이 창부(21, 22) 및 창구멍(25) 내에서 회전하지 않도록 되어 있기 때문에, 코일 스프링(28)의 유효 권수가 원하는 위치와반대의 위치로 되지 않는다. 반대의 위치에서는 내주 측 유효 권수가 외주 측 권수보다 작아져서, 내주 측 부분에 발생하는 응력과 외주 측 부분에 발생하는 응력의 차이가 종래보다 커진다. 또, 스프링 상수도 원하는 값보다 커진다.

다른 장점은 선간 간극의 상태가 유지되는 것이다. 전술한 바와 같이 코일 스프링(28)이 창부(21, 22) 및 창구멍(25) 내에서 회전하지 않게 되어 있기 때문에, 코일 스프링(28)의 단부 위치가 원하는 위치와 반대의 위치로 되지 않는다. 반대의 위치에서는, 제1 및 제2 간극이 내주 측에 위치하고, 제3 및 제4 간극이 외주 측에 위치한다. 그 경우는, 외주 측에 있는 제3 간극이 먼저 밀착되고 제4 간극은 최후까지 밀착하지 않는 일이 생긴다. 이것은 비틀림 특성으로 비교하면, 비틀림 특성의 변곡 타이밍이 빨라지고, 또 2단 째 영역이 광범위하게 됨으로써 스토퍼 토크가 커지는 것을 의미한다. 또, 코일 스프링의 단부 위치가 원하는 위치와 반대의 위치에 있으면, 외주 측 유효 권수가 내주 측 유효 권수보다 많아지고, 1단 째 영역끼리 비교하더라도 비틀림 강성이 높아진다.

(다른 실시예)

이하, 본 발명의 대안적인 실시예를 설명한다. 전술한 실시예와 본 실시예는 유사하므로 이들 실시예에서 동일한 기능을 갖는 부품에 대하여는 동일한 참조부호를 부여하였다. 또한 이들 실시예의 부품에 대한 설명이나 작동이 동일한 것에 대하여는 설명을 생략한다. 전술한 실시예에서와 구조 및 기능이 상이한 부품에 대하여만 설명한다.

(1) 더욱 큰 스토퍼 토크를 실현하기 위하여, 코일 스프링(28) 내부 즉 한쌍의 스프링 시트(29, 30) 사이에 스토퍼 토크 발생용 부재를 배치할 수도 있다. 그 부재는, 예를 들면, 수지나 고무로 이루어지는 원주 형상의 플로트 부재나 소직경의 코일 스프링으로 이루어진다. 스토퍼 토크 발생 부재는 초기 장착 상태에서의 스프링 시트 사이보다 짧고, 그 사이에서 회전 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 댐퍼 기구의 비틀림 각도가 일정하게 되면(상기 실시예에서는 도 5에 나타내는 비틀림 강성 변곡점), 스토퍼 토크 발생용 부재의 압축이 시작되고, 이어서 고강성의 특성이 얻어진다.

도 7에 나타내는 다른 실시예에서는, 스토퍼 토크 발생용 부재로서 제2 코일 스프링(36)이 이용되고 있다. 제2 코일 스프링(36)은 코일 스프링(28)보다 코일직경 및 선직경이 작으며, 코일 스프링(28) 내에 배치되어 있다. 코일 스프링(28)의 양단에는 제2 시트 부재(37, 38)가 설치되어 있다. 제2 시트 부재(37, 38)는 제2 코일 스프링(36)의 양단에 접촉하는 원판형 지지부와, 지지부에서 상대측에 연장되는 원통형부를 가지고 있다. 지지부는 스프링 시트(29, 30)의 돌출부(41)의 선단면에 접촉 가능하다. 원통형부는 제2 코일 스프링(36)의 양단의 주위에 연장되어 있다. 이 제2 시트부재(37, 38)에 의해서 제2 코일 스프링(36)의 자세가 안정되고, 또 제2 코일 스프링(36)과 코일 스프링(28)과의 접촉이 억제된다.

(2) 전술한 실시예에서는 코일 스프링의 내주 측과 외주 측에서 부분 밀착이 동시에 행하여지도록 각 선간 간극이 조정되어 있지만, 각각 다른 타이밍에서 부분밀착이 행하여지도록 할 수도 있다. 그 경우는, 하나의 코일 스프링으로 3단 이상의 다단 특성이 실현된다.

(3) 코일 스프링을 회전 부재에 대하여 스프링 축 중심으로 회전 불가능하게 고정하는 구조는 전술한 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 회전 부재의 창부나 창구멍의 회전 방향 지지부에 오목부가 형성되고, 시트 부재는 오목부 내에 연장되는 돌기를 가지고 있을 수도 있다.

(4) 전술한 실시예에서는, 코일 스프링의 단부는 폐지단이지만, 개방단일 수도 있다. 또, 코일 스프링의 권수나 감긴 방향 및 단면 형상은 전술한 실시예에 한정되지 않는다.

(5) 클러치 디스크 어셈블리의 구성은 전술한 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 허브와 허브 플랜지가 일체의 부재로 이루어지는 클러치 디스크 어셈블리에도 본 발명을 적용할 수 있다.

(6) 본원에 따른 코일 스프링 어셈블리 및 댐퍼 기구는 클러치 디스크 어셈블리 뿐 아니라 다른 동력 전달 장치에도 채용할 수 있다. 예를 들면, 2개의 플라이휠을 회전 방향으로 탄성적으로 연결하는 플라이휠 조립체나, 토크 컨버터의 록업(lockup) 장치에 본 발명을 적용할 수 있다.

본 발명에 따른 댐퍼 기구에서는 코일 스프링이 스프링 중심 축을 중심으로 입력 및 출력 회전 부재에 대하여 회전하지 않는다. 즉 코일 스프링은 반경 방향 외측 부분과 반경 방향 내측 부분이 서로 바뀌지 않는다. 이로 인하여, 코일 스프링의 선간 밀착 타이밍 등이 변화되지 않아 원하는 비틀림 특성이 얻어진다.

Claims

입력 회전 부재,

출력 회전 부재, 그리고

상기 입력 회전 부재와 상기 출력 회전 부재를 회전 방향으로 탄성적으로 연결하기 위한 것이며, 부등 피치형의 코일 스프링과, 상기 코일 스프링이 그 중심 축 주위로 회전하지 않도록 상기 코일 스프링의 단부가 결합함과 동시에, 상기 코일 스프링의 중심 축 주위로 회전하지 않도록 상기 입력 회전 부재 및 상기 출력 회전 부재에 결합되는 한 쌍의 스프링 시트를 갖는 코일 스프링 어셈블리

를 구비한 댐퍼 기구.
제1항에 있어서,

상기 코일 스프링의 반경 방향 외측 부분은 제1 간극과 상기 제1 간극보다 큰 제2 간극을 갖고, 반경 방향 내측 부분은 상기 제1 간극보다 작은 제3 간극과 상기 제3 간극보다 큰 제4 간극을 갖는 댐퍼 기구.
제2항에 있어서,

상기 입력 회전 부재와 상기 출력 회전 부재가 상대 회전하여 상기 코일 스프링이 압축되면 상기 제1 간극과 상기 제3 간극이 동시에 밀착이 되는 댐퍼 기구.
제3항에 있어서,

상기 코일 스프링의 반경 방향 내측 부분의 유효 권수가 반경 방향 외측 부분의 유효 권수보다 많은 댐퍼 기구.