JP2009287729A - ダンパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダンパ装置において、回転部材の回転状態に拘らず適正なヒステリシストルクを設定して回転変動を効果的に抑制可能とする。
【解決手段】相対回転可能なハブプレート１０１とガイドプレート１０７，１０８との間にスプリング１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄを介装すると共に、摩擦材１３１を介装して構成し、ガイドプレート１０７とハブプレート１０１との間に、回転に伴って発生する遠心力により径方向外側へ移動する遠心子１３２を設け、この遠心子１３２に、回転数の増加に伴って摩擦材１３１による摩擦力を小さくする第１作用面１３２ａと、回転数が予め設定された回転数を超えると摩擦材１３１による摩擦力を大きくする第２作用面１３２ｂとを設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、摩擦材を介して互いに相対回転する第１回転部材及び第２回転部材を備え、例えば、エンジンの回転変動を吸収するときにヒステリシストルクを設定するダンパ装置に関するものである。

一般的なハイブリッド車両では、運転状態に応じてエンジン及び電気モータの駆動と停止を制御することにより、電気モータのトルクだけで車輪を駆動したり、エンジンと電気モータの両者のトルクにより車輪を駆動するようにしており、電気モータはバッテリに蓄積された電力により駆動することができ、このバッテリのエネルギが低下したときには、エンジンを駆動してバッテリの充電を行うようにしている。

このハイブリッド車両の駆動装置は、エンジンと、ダンパ装置を介して伝達されるエンジン出力を第１モータジェネレータ（発電機）及び駆動輪側に機械的に分配する遊星歯車機構と、駆動輪側に回転力を加える第２モータジェネレータ（電気モータ）とを有している。そして、このエンジン、ダンパ装置、遊星歯車機構、第１モータジェネレータが同一軸線上において軸方向に並んで配設されていると共に、第２モータジェネレータはダンパ装置及び遊星歯車機構の外周側に同心に配設されている。

上述したハイブリッド車両の駆動装置におけるダンパ装置は、エンジンの回転変動を吸収するものであり、スプリングを介して互いに相対回転する２つの回転部材から構成されている。また、このダンパ装置にて、２つの回転部材との間には、両回転部材が相対回転するとき、ヒステリシストルクを発生させる摩擦材が設けられている。

例えば、下記特許文献１に記載されたダンパーディスクでは、ハブとサイドプレートとの間に摩擦材を挟持すると共に、サイドプレートと一体的に回転する遠心子を径方向に移動可能に支持し、リターンばねにより中心側に付勢支持し、回転速度の増加により遠心子を外側に移動して摩擦材の摩擦力を小さく変化させることで、ヒステリシストルクを減少させるようにしている。

特開昭６１−００２９２０号公報

ダンパ装置にて、ヒステリシストルクは、２つの回転部材の回転トルクの大きさ、即ち、２つの回転部材の捩じり角度により変動するものであり、この回転トルクは、回転数により変動するものである。そのため、上述した従来のダンパーディスクでは、回転速度の増加により遠心子を外方へ移動し、ガイド面により摩擦材の摩擦力を減少させることで、ヒステリシストルクを減少させるようにしている。

ところが、回転部材の回転数が増加すると、回転トルクが減少するものの、この回転トルクは所定の回転数を超えると増加する。そのため、回転速度の増加に伴って摩擦材の摩擦力を減少させると、高回転時に、摩擦材の摩擦力が減少してヒステリシストルクが不足し、捩じり振動を十分に抑制することが困難となる。

本発明は、このような問題を解決するものであって、回転部材の回転状態に拘らず適正なヒステリシストルクを設定して回転変動を効果的に抑制可能とするダンパ装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決してその目的を達成するために、本発明のダンパ装置は、同心の回転軸心を有して互いに相対回転可能な第１回転部材及び第２回転部材と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に挟持される摩擦材とを備えるダンパ装置において、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転に伴って発生する遠心力により径方向外側へ移動する遠心子が設けられ、該遠心子は、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転数の増加に伴って前記摩擦材による摩擦力を小さくする第１作用面と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転数が予め設定された回転数を超えると前記摩擦材による摩擦力を大きくする第２作用面とを有する、ことを特徴とするものである。

本発明のダンパ装置では、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に前記摩擦材と前記遠心子が対向して配設され、前記摩擦材と前記遠心子の前記第１作用面及び前記第２作用面との間に押圧ばねが配設され、前記遠心子は、付勢ばねにより前記第１回転部材及び前記第２回転部材の中心側に付勢支持されることを特徴としている。

本発明のダンパ装置では、前記遠心子の前記第１作用面は、前記摩擦材との距離が前記第１回転部材及び前記第２回転部材の中心側ほど大きくなるように形成され、前記第２作用面は、前記摩擦材との距離が前記第１回転部材及び前記第２回転部材の中心側ほど小さくなるように形成されることを特徴としている。

本発明のダンパ装置では、前記第１作用面及び前記第２作用面は、前記遠心子が前記第１回転部材及び前記第２回転部材の径方向外側に移動するにしたがって前記摩擦材による摩擦力の変化量が小さくなるように形成されることを特徴としている。

本発明のダンパ装置では、第１回転部材または第２回転部材と前記摩擦材または前記遠心子との間に、前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対回転に応じて前記摩擦材による摩擦力を変動させるトルクカム部材が設けられることを特徴としている。

本発明のダンパ装置によれば、第１回転部材と第２回転部材との間に摩擦材を挟持すると共に、回転に伴って発生する遠心力により径方向外側へ移動する遠心子を設け、この遠心子に、回転数の増加に伴って摩擦材による摩擦力を小さくする第１作用面と、回転数が予め設定された回転数を超えると摩擦材による摩擦力を大きくする第２作用面とを設けている。従って、第１回転部材と第２回転部材の回転数が増加すると、まず、第１作用面により摩擦材による摩擦力が小さくなり、続いて、予め設定された回転数を超えると、第２作用面により摩擦材による摩擦力が大きくなる。そのため、回転部材の回転状態に拘らず適正なヒステリシストルクを設定し、回転変動を効果的に抑制することができる。

以下に、本発明に係るダンパ装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例１に係るダンパ装置のヒステリシス機構を表す断面図、図２は、ヒステリシス機構における遠心子を表す断面図、図３は、実施例１のダンパ装置の正面図、図４は、実施例１のダンパ装置を表す図３のIV−IV断面図、図５は、捩れ角とエンジントルクに対するヒステリシス領域を表すグラフ、図６は、エンジン回転数に対するエンジントルク変動振幅を表すグラフ、図７は、実施例１のダンパ装置が適用されたハイブリッド車両の駆動装置を表す概略構成図である。

本実施例のダンパ装置が適用された車両は、ハイブリッド車両であって、動力源として、エンジンと電気モータと発電機が搭載されており、このエンジンと電気モータと発電機は、動力分配統合機構により接続され、エンジンの出力を発電機と駆動輪とに振り分けると共に、電気モータからの出力を駆動輪に伝達したり、減速機を介してドライブシャフトから駆動輪に伝達される駆動力に関する変速機として機能する。

即ち、図７に示すように、本実施例のハイブリッド車両１１は、エンジン１２と、エンジン１２の出力軸としてのクランクシャフト１３の回転変動を吸収するダンパ装置１４と、クランクシャフト１３にこのダンパ装置１４を介して接続された３軸式の動力分配統合機構１５と、動力分配統合機構１５に接続された発電可能なモータ（ＭＧ１）１６と、動力分配統合機構１５に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸１７に取り付けられた減速ギヤ１８と、この減速ギヤ１８に接続されたモータ（ＭＧ２）１９と、動力出力装置全体
をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ハイブリッドＥＣＵという）２０とを有している。

エンジン１２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、このエンジン１２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２１により燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御指令を受けている。エンジンＥＣＵ２１は、ハイブリッドＥＣＵ２０と通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号によりエンジン１２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン１２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ２０に出力する。

動力分配統合機構１５は、外歯歯車のサンギヤ２２と、このサンギヤ２２と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ２３と、サンギヤ２２に噛合すると共にリングギヤ２３に噛合する複数のピニオンギヤ２４と、複数のピニオンギヤ２４を自転、且つ、公転自在に保持するキャリア２５とを有し、サンギヤ２２とリングギヤ２３とキャリア２５とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構１５にて、キャリア２５にはエンジン１２のクランクシャフト１３が、サンギヤ２２にはモータ１６が、リングギヤ２３にはリングギヤ軸１７を介して減速ギヤ１８がそれぞれ連結されている。そして、モータ１６が発電機として機能するときにはキャリア２５から入力されるエンジン１２からの動力をサンギヤ２２側とリングギヤ２３側にそのギヤ比に応じて分配し、モータ１６が電動機として機能するときにはキャリア２５から入力されるエンジン１２からの動力とサンギヤ２２から入力されるモータ１６からの動力を統合してリングギヤ２３側に出力する。リングギヤ２３に出力された動力は、リングギヤ軸１７からギヤ機構２６及びデファレンシャルギヤ２７を介して、最終的には車両の駆動輪２８に出力される。

モータ１６及びモータ１９は、いずれも発電機として駆動することができると共に、電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ２９，３０を介してバッテリ３１と電力のやりとりを行う。インバータ２９，３０とバッテリ３１とを接続する電力ライン３２は、各インバータ２９，３０が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータ１６，１９いずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。従って、バッテリ３１は、モータ１６，１９のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータ１６，１９により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ３１は充放電されない。

モータ１６，１９は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）３３により駆動制御されている。モータＥＣＵ３３には、モータ１６，１９を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータ１６，１９の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ３４，３５からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータ１６，１９に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ３３からは、インバータ２９，３０へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ３３は、ハイブリッドＥＣＵ２０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号によってモータ１６，１９を駆動制御すると共に必要に応じてモータ１６，１９の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ２０に出力する。

バッテリ３１は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）３６によって管理されている。バッテリＥＣＵ３６には、バッテリ３１を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ３１の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ３１の出力端子に接続された電力ライン３２に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ３１に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ３１の状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ２０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ３６では、バッテリ３１を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

また、車両には、駆動輪２８に対応して油圧ブレーキ装置３７が設けられている。この油圧ブレーキ装置３７には、油圧制御装置３８から調圧された制動油圧が供給されるようになっており、この油圧制御装置３８は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）３９によって管理されている。ブレーキＥＣＵ３９には、油圧制御装置３８を管理するのに必要な後述する信号が入力され。即ち、ブレーキＥＣＵ３９は、ハイブリッドＥＣＵ２０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号によって油圧制御装置３８を駆動制御すると共に必要に応じて油圧制御装置３８の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ２０に出力する。

ハイブリッドＥＣＵ２０は、ＣＰＵ４１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４１の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４３と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを有している。ハイブリッドＥＣＵ２０には、イグニッションスイッチ４４からのイグニッション信号、シフトレバー４５の操作位置を検出するシフトポジションセンサ４６からのシフトポジション信号、アクセルペダル４７の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ４８からのアクセル開度、ブレーキペダル４９の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ５０からのペダルストローク、車速センサ５１からの車速Ｖ、ステアリングホイール近傍に設けられたオートクルーズスイッチ５２からの定速走行用のセット信号やキャンセル信号などが入力ポートを介して入力されている。

また、ハイブリッドＥＣＵ２０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ３３、バッテリＥＣＵ３６、ブレーキＥＣＵ３９と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ３３、バッテリＥＣＵ３６、ブレーキＥＣＵ３９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

このように構成された本実施例のハイブリッド車両１１は、運転者によるアクセルペダル４７の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸１７に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求駆動力がリングギヤ軸１７に出力されるように、エンジン１２とモータ１６とモータ１９が駆動制御される。

エンジン１２とモータ１６とモータ１９の駆動制御としては、要求駆動力に見合う駆動力がエンジン１２から出力されるようにエンジン１２を駆動制御すると共に、エンジン１２から出力される駆動力の全てが動力分配統合機構１５とモータ１６とモータ１９とによってトルク変換されてリングギヤ軸１７に出力されるように、モータ１６及びモータ１９を駆動制御するトルク変換運転モード、要求駆動力とバッテリ３１の充放電に必要な電力との和に見合う駆動力がエンジン１２から出力されるようにエンジン１２を駆動制御すると共に、バッテリ３１の充放電を伴ってエンジン１２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構１５とモータ１６とモータ１９とによるトルク変換を伴って要求駆動力がリングギヤ軸１７に出力されるようモータ１６及びモータ１９を駆動制御する充放電運転モード、エンジン１２の駆動を停止してモータ１９からの要求駆動力に見合う駆動力をリングギヤ軸１７に出力するよう駆動制御するモータ運転モードなどがある。

また、油圧制御装置３８による油圧ブレーキ装置３７の作動制御としては、要求制動力に見合う制動力が油圧ブレーキ装置３７から出力されるように油圧制御装置３８を作動制御する。即ち、ブレーキペダル４９のペダルストロークに応じてドライバの要求制動力を検出し、この要求制動力に対してモータ１９による回生ブレーキを実行し、要求制動力から回生制動力を減算した要求油圧制動力に基づいて油圧制御装置３８を制御し、油圧ブレーキ装置３７を作動する。

ここで、上述したハイブリッド車両の駆動装置におけるダンパ装置１４について詳細に説明する。

本実施例のダンパ装置１４において、図３及び図４に示すように、第２回転部材を構成するハブプレート１０１は、円盤形状をなし、中心部のハブ部１０２にスプライン孔１０３が形成されると共に、ハブ部１０２の外周にフランジ部１０４が一体に形成されている。そして、ハブプレート１０１は、このフランジ部１０４に周方向に均等間隔で４つの第１窓部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄが周方向に沿って形成されると共に、外周部に切欠部（図示略）が形成されている。なお、ハブプレート１０１のスプライン孔１０３には、出力軸１０６のスプライン部１０６ａが嵌合し、この出力軸１０６は、図７に示す動力分配統合機構１５のキャリア２５に連結されている。

第１回転部材を構成する一対のガイドプレート１０７，１０８は、円盤形状をなし、中心部に嵌合孔１０９，１１０が形成されている。このガイドプレート１０７，１０８は、ハブプレート１０１のハブ部１０２に、各嵌合孔１０９，１１０がその両側から嵌合し、ガイドプレート１０７，１０８が連結ピン１１１により一体に連結されている。

また、ガイドプレート１０７，１０８には、ハブプレート１０１の第１窓部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄに対応して、周方向に均等間隔で４つの第２窓部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄが周方向に沿ってそれぞれ形成されている。なお、このガイドプレート１０７の第２窓部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄと、ガイドプレート１０８の第２窓部１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄは、同形状をなしている。

ハブプレート１０１の第１窓部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄと、各ガイドプレート１０７，１０８の第２窓部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄは、その周方向における位置がほぼ同位置となっており、この第１窓部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ及び第２窓部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ内にスプリング（圧縮コイルスプリング）１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄが配設されている。即ち、ハブプレート１０１の第１窓部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄにおける周方向の一方側の端面に第１シート部１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄが装着されている。また、ガイドプレート１０７，１０８の第２窓部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄにおける周方向の他方側の端面に第２シート部１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ，１１６ｄが装着されている。各スプリング１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄは、一端部が第１シート部１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄに着座し、他端部が第２シート部１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ，１１６ｄに着座している。

従って、ハブプレート１０１とガイドプレート１０７，１０８とは、スプリング１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄの付勢力により、第１窓部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄと第２窓部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄとが一致する位置に付勢支持され、この位置に位置決めされている。

ハブプレート１０１のフランジ部１０４とガイドプレート１０７，１０８との間には、ワッシャプレート１１７，１１８が挟持されると共に、ガイドプレート１０７とワッシャプレート１１７との間には、後述するヒステリシス機構１１９が配設されている。

フライホイール１２０は、円盤形状をなし、中心部にクランクシャフト１３の端部が嵌合し、複数の締結ボルト１２１により連結されている。ガイドプレート１０７，１０８は、外周部がフライホイール１２０の外周部に密着した状態で、連結ピン１２２により一体に連結されている。

このように構成されることから、ハブプレート１０１とガイドプレート１０７，１０８とフライホイール１２０は、同心の回転軸心を有することとなり、ハブプレート１０１とガイドプレート１０７，１０８は、スプリング１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄを介して所定の回転位置に位置決めされており、スプリング１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄの付勢力に抗して互いに相対回転可能となっている。

ところで、ハブプレート１０１とガイドプレート１０７，１０８とが、スプリング１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄの付勢力に抗して相対回転するとき、ハブプレート１０１とガイドプレート１０７，１０８との間で伝達されるトルクの変動分が吸収される。上述したヒステリシス機構１１９は、ハブプレート１０１とガイドプレート１０７，１０８とが相対回転するとき、摩擦力を付与することで所定のヒステリシストルクを設定し、回転振動を減衰させるものである。

図５に表すグラフは、ハブプレート１０１とガイドプレート１０７，１０８との捩れ角と、エンジントルクの変動に対するヒステリシス領域を表すものである。所定のエンジントルク変動振幅Ｆに対して捩れ角領域θ１であるとき、ヒステリシスＨ１が設定され、このヒステリシスＨ１のときの振動減衰エネルギは、その面積によって決まる。この場合、エンジントルク変動振幅Ｆに対して捩れ角領域θ２としたとき、ヒステリシスＨ２が設定され、このヒステリシスＨ２のときの振動減衰エネルギ、つまり、その面積が変わる。

即ち、捩れ角θは、エンジントルク変動振幅をＦ、ヒステリシスをＨ、ばね定数をｋとすると、下記数式により設定される。
θ＝（Ｆ−Ｈ）／ｋ
また、振動減衰エネルギＥは、下記数式により設定される。
Ｅ＝Ｈ×θ＝Ｈ×（Ｆ−Ｈ）／ｋ＝−（１／ｋ）×（Ｈ−Ｆ／２）^２＋Ｆ^２／（４×ｋ）
即ち、Ｈ＝Ｆ／２のときに、振動減衰エネルギが最大となる。

一方で、図６に示すように、エンジン回転数に応じてエンジントルク変動振幅Ｆが変動（Ｆ１，Ｆ２）する。そのため、エンジン回転数に応じて変動するエンジントルク変動振幅Ｆに対して、振動減衰エネルギが最大となるようにヒステリシスＨを設定することが望ましい。この場合、エンジン回転数の増加に伴ってエンジントルク変動振幅Ｆが減少するが、所定のエンジン回転数Ｎ（例えば、４０００ｒｐｍ）を超えると、エンジン回転数の増加に伴ってエンジントルク変動振幅Ｆが増加する傾向にある。

そこで、本実施例では、図１に示すように、第１回転部材としてのガイドプレート１０７と第２回転部材としてのハブプレート１０１との間に摩擦材１３１及びヒステリシス機構１１９を挟持するように配置している。そして、ヒステリシス機構１１９として、ガイドプレート１０７とハブプレート１０１との間に、各プレート１０７，１０１の回転に伴って発生する遠心力により径方向外側へ移動する遠心子１３２を設け、この遠心子１３２に、回転数の増加に伴って摩擦材１３１による摩擦力を小さくする第１作用面１３２ａと、回転数が予め設定された回転数を超えると摩擦材１３１による摩擦力を大きくする第２作用面１３２ｂとを設けている。

即ち、ハブプレート１０１における一方の面側には、ハブ部１０２からフランジ部１０４にかけて密着するワッシャプレート１１７が配置され、ハブプレート１０１における他方の面側には、ハブ部１０２からフランジ部１０４にかけて密着するワッシャプレート１１８が配置されている。このワッシャプレート１１７，１１８は、リング形状をなすと共に断面がＬ字形状をなし、ハブプレート１０１のハブ部１０２に嵌合し、このワッシャプレート１１７，１１８の外周側にガイドプレート１０７，１０８の嵌合孔１０９，１１０が嵌合している。

一方のワッシャプレート１１７の平面部に密着するように、リング形状をなす摩擦材１３１が配置されている。ガイドプレート１０７の平面部に密着するように、遠心子１３２が配置されている。この遠心子１３２は、周方向に沿って所定間隔をあけて複数配置されており、ガイドプレート１０７に対して周方向には一体回転する一方、径方向には相対移動するように、例えば、ガイドプレート１０７に設けられたレールや溝などのガイド（図示略）に支持されている。そして、この遠心子１３２は、ガイドプレート１０７における折曲して形成された支持面１０７ａとの間に設けられた付勢ばね１３３によりガイドプレート１０７の中心側に付勢支持されている。

この場合、ガイドプレート１０７とハブプレート１０１との間に、摩擦材１３１と遠心子１３２が対向して配設されることとなり、この摩擦材１３１と遠心子１３２の各作用面１３２ａ，１３２ｂとの間に皿ばね（押圧ばね）１３４が配設されている。

上述した遠心子１３２にて、図１及び図２に示すように、第１作用面１３２ａは、摩擦材１３１との距離がガイドプレート１０７及びハブプレート１０１の中心側ほど大きくなるように形成され、第２作用面１３２ｂは、摩擦材１３１との距離がガイドプレート１０７及びハブプレート１０１の中心側ほど小さくなるように形成されている。また、第１作用面１３２ａ及び第２作用面１３２ｂは、遠心子１３２がガイドプレート１０７及びハブプレート１０１の径方向外側に移動するにしたがって、摩擦材１３による摩擦力の変化量が小さくなるように、２次曲線で形成される傾斜面となっている。

この場合、皿ばね１３４は、遠心子１３２の第１作用面１３２ａまたは第２作用面１３２ｂに接触しており、遠心子１３２が移動することで、各作用面１３２ａ，１３２ｂが皿ばね１３４を押圧することとなる。この場合、第１作用面１３２ａが凹んだ２次曲線で形成され、第２作用面１３２ｂが突出した２次曲線で形成されることから、エンジン回転数変化に対してヒステリシストルクが大きくなりすぎないものとしている。第１作用面１３２ａと第２作用面１３２ｂとの切替え点は、エンジントルク変動が最小となるエンジン回転数での遠心力と、付勢ばね１３３の付勢力とが釣り合う点としている。

従って、図３及び図４に示すように、クランクシャフト１３が、図３にて時計回り方向に正回転すると、その回転トルクは、フライホイール１２０からガイドプレート１０７，１０８に伝達され、この伝達されたトルクは、スプリング１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄを介してハブプレート１０１に伝達され、出力軸１０６に出力される。

このとき、クランクシャフト１３から入力されるトルクが変動すると、トルクがガイドプレート１０７，１０８からスプリング１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄを介してハブプレート１０１に伝達されるとき、この変動トルクによりスプリング１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄが伸縮し、ハブプレート１０１に対してガイドプレート１０７，１０８が相対回転することで、伝達されるトルクの変動分が吸収される。

また、このとき、図１に示すように、遠心子１３２は、第１作用面１３２ａが皿ばね１３４に接触しており、その遠心力により付勢ばね１３３の付勢力に抗して、ガイドプレート１０７における径方向の外側（図１にて、上方側）に移動する。すると、遠心子１３２の第１作用面１３２ａと摩擦材１３１との距離が大きくなり、遠心子１３２の第１作用面１３２ａが皿ばね１３４を押圧する押圧力が減少し、摩擦材１３１の摩擦力が減少、即ち、ガイドプレート１０７とハブプレート１０１とのヒステリシストルクが減少する。

そして、エンジン回転数の増加に伴ってガイドプレート１０７，１０８の回転数が増加し、エンジン回転数が予め設定された所定のエンジン回転数Ｎ（例えば、４０００ｒｐｍ）を超えると、遠心子１３２は、その遠心力により付勢ばね１３３の付勢力に抗して、ガイドプレート１０７における径方向の外側（図１にて、上方側）に更に移動する。すると、遠心子１３２は、第２作用面１３２ｂが皿ばね１３４と接触するようになり、遠心子１３２の第２作用面１３２ｂと摩擦材１３４との距離が小さくなり、遠心子１３２の第２作用面１３２ｂが皿ばね１３１を押圧する押圧力が増加し、摩擦材１３１の摩擦力が増加、即ち、ガイドプレート１０７とハブプレート１０１とのヒステリシストルクが増加する。

この遠心子１３２が径方向における外側に移動するとき、第１作用面１３２ａと摩擦材１３１との距離が大きくなるが、この第１作用面１３２ａが２次曲線の凹んだ傾斜面であることから、遠心子１３２が移動する初期は、摩擦材１３１の摩擦力、即ち、ヒステリシストルクが大きく減少し、移動する終期は、摩擦材１３１の摩擦力、即ち、ヒステリシストルクが小さく減少する。同様に、遠心子１３２が径方向における外側に更に移動するとき、第２作用面１３２ｂと摩擦材１３１との距離が小さくなるが、この第２作用面１３２ｂが２次曲線の突出した傾斜面であることから、遠心子１３２が移動する初期は、摩擦材１３１の摩擦力、即ち、ヒステリシストルクが大きく増加し、移動する終期は、摩擦材１３１の摩擦力、即ち、ヒステリシストルクが小さく増加する。

なお、上述の説明では、クランクシャフト１３が、図３にて時計回り方向に正回転するときの作用について説明したが、反時計回り方向に逆回転する場合であっても同様である。

このように実施例１のダンパ装置にあっては、相対回転可能なハブプレート１０１とガイドプレート１０７，１０８との間にスプリング１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄを介装すると共に、摩擦材１３１を介装して構成し、ガイドプレート１０７とハブプレート１０１との間に、回転に伴って発生する遠心力により径方向外側へ移動する遠心子１３２を設け、この遠心子１３２に、回転数の増加に伴って摩擦材１３１による摩擦力を小さくする第１作用面１３２ａと、回転数が予め設定された回転数を超えると摩擦材１３１による摩擦力を大きくする第２作用面１３２ｂとを設けている。

従って、エンジン回転数が増加すると、まず、遠心子１３２がその遠心力により径方向における外側に移動し、第１作用面１３２ａにより摩擦材１３１による摩擦力が小さくなり、続いて、予め設定されたエンジン回転数を超えると、第２作用面１３２ｂにより摩擦材１３１による摩擦力が大きくなる。そのため、エンジン回転数に拘らず、ガイドプレート１０７とハブプレート１０１との間に適正なヒステリシストルクを設定することができ、エンジンの回転変動を効果的に抑制することができる。その結果、全てのエンジン回転数領域における静粛性能を向上することができると共に、エンジン起動時のショックを低減することができ、また、アイドル回転数の低下やエンジン低回転域で最適燃費線を適用することができ、燃費を向上することができる。更に、静粛性能を向上することで、遮音材などを削減することで、低コスト化を可能とすることができる。

また、本実施例のダンパ装置では、ガイドプレート１０７とハブプレート１０１との間に、摩擦材１３１と遠心子１３２を対向して配設し、摩擦材１３１と遠心子１３２の第１作用面１３２ａ及び第２作用面１３２ｂとの間に皿ばね１３４を配設し、遠心子１３２を付勢ばね１３３により中心側に付勢支持している。従って、簡単な構成で容易に遠心力により遠心子１３２を径方向における外側に移動することができ、構造の簡素化を可能とすることができる。

また、本実施例のダンパ装置では、第１作用面１３２ａを、摩擦材１３１との距離がガイドプレート１０７及びハブプレート１０１の中心側ほど大きくなるように形成し、第２作用面１３２ｂを、摩擦材１３１との距離がガイドプレート１０７及びハブプレート１０１の中心側ほど小さくなるように形成している。従って、エンジン回転数の増加に伴ってエンジントルク回転変動振幅が変動し、このエンジントルク回転変動振幅が変動することで最適なヒステリシストルクも変動するが、遠心子１３２に上述した第１作用面１３２ａと第２作用面１３２ｂを設けることで、常時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、本実施例のダンパ装置では、第１作用面１３２ａ及び第２作用面１３２ｂを、遠心子１３２がガイドプレート１０７及びハブプレート１０１の径方向外側に移動するにしたがって、摩擦材１３２による摩擦力の変化量が小さくなるように、２次曲線で形成している。従って、変動する最適なヒステリシストルクを容易に設定することができる。

図８は、本発明の実施例２に係るダンパ装置のヒステリシス機構を表す断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

本実施例のダンパ装置において、図８に示すように、第２回転部材を構成するハブプレート１０１のハブ部１０２に第１回転部材を構成する一対のガイドプレート１０７，１０８の嵌合孔１０９，１１０がワッシャプレート１１７，１１８を介してその両側から嵌合している。そして、ガイドプレート１０７とワッシャプレート１１７との間には、ヒステリシス機構１１９が配設されている。

このヒステリシス機構１１９において、ハブプレート１０１における一方の面側にワッシャプレート１１７が配置されている。ハブプレート１０１（ワッシャプレート１１７）とガイドプレート１０７との間には、スライドプレート１４１が配置されている。このスライドプレート１４１は、リング形状をなすと共に、断面がＬ字形状をなし、内周部がワッシャプレート１１７に支持され、外周部がガイドプレート１０７の支持面１０７ａに支持されることで、軸方向及び周方向に移動可能となっている。

ワッシャプレート１１７の平面部に密着するように、摩擦材１３１が配置される一方、スライドプレート１４１の平面部に密着するように、遠心子１３２が配置されている。この遠心子１３２は、周方向に沿って所定間隔をあけて複数配置されており、スライドプレート１４１に対して周方向には一体回転する一方、径方向には相対移動するように、例えば、スライドプレート１４１に設けられたレールや溝などのガイド（図示略）に支持されている。そして、この遠心子１３２は、スライドプレート１４１における折曲して形成されたフランジ部１４１ａとの間に設けられた付勢ばね１３３によりガイドプレート１０７の中心側に付勢支持されている。

この場合、ガイドプレート１０７とハブプレート１０１との間に、摩擦材１３１と遠心子１３２が対向して配設されることとなり、この摩擦材１３１と遠心子１３２の各作用面１３２ａ，１３２ｂとの間に皿ばね（押圧ばね）１３４が配設されている。なお、この遠心子１３２は、上述した実施例１と同様であるため、詳細な説明は省略する。

また、ガイドプレート１０７の平面部には、第１カム部材１４２が固定される一方、スライドプレート１４１の平面部には、第２カム部材１４３が固定されている。各カム部材１４２，１４３は、周方向に沿って所定間隔をあけて複数配置されており、ガイドプレート１０７とスライドプレート１４１との間で対向するように位置している。そして、各カム部材１４２，１４３の対向面には、それぞれ凹部１４２ａ，１４３ａが形成されており、この凹部１４２ａ，１４３ａにボール１４４が介装されている。なお、本発明におけるハブプレート１０１とガイドプレート１０７との相対回転に応じて摩擦材１３１による摩擦力を変動させるトルクカム部材は、この第１カム部材１４２、第２カム部材１４３、ボール１４４により構成されている。

従って、エンジン回転トルクがガイドプレート１０７，１０８に入力されると、この伝達されたトルクは、スプリング（図示略）を介してハブプレート１０１に伝達されて出力される。このとき、エンジントルクが変動すると、トルクがガイドプレート１０７，１０８からスプリングを介してハブプレート１０１に伝達されるとき、この変動トルクによりスプリングが伸縮し、ハブプレート１０１に対してガイドプレート１０７，１０８が相対回転することで、伝達されるトルクの変動分が吸収される。

また、このとき、遠心子１３２は、第１作用面１３２ａが皿ばね１３４に接触しており、その遠心力により付勢ばね１３３の付勢力に抗して、ガイドプレート１０７における径方向の外側（図８にて、上方側）に移動する。すると、遠心子１３２の第１作用面１３２ａと摩擦材１３１との距離が大きくなり、遠心子１３２の第１作用面１３２ａが皿ばね１３４を押圧する押圧力が減少し、摩擦材１３１の摩擦力が減少、即ち、ガイドプレート１０７とハブプレート１０１とのヒステリシストルクが減少する。

そして、エンジン回転数の増加に伴ってガイドプレート１０７，１０８の回転数が増加し、エンジン回転数が予め設定された所定のエンジン回転数Ｎ（例えば、４０００ｒｐｍ）を超えると、遠心子１３２は、その遠心力により付勢ばね１３３の付勢力に抗して、ガイドプレート１０７における径方向の外側（図８にて、上方側）に更に移動する。すると、遠心子１３２は、第２作用面１３２ｂが皿ばね１３４と接触するようになり、遠心子１３２の第２作用面１３２ｂと摩擦材１３１との距離が小さくなり、遠心子１３２の第２作用面１３２ｂが皿ばね１３４を押圧する押圧力が増加し、摩擦材１３１の摩擦力が増加、即ち、ガイドプレート１０７とハブプレート１０１とのヒステリシストルクが増加する。

また、小さなエンジントルクが入力されるとき、ボール１４４は、第１カム部材１４２及び第２カム部材１４３の各凹部１４２ａ，１４３ａに収容されており、第１カム部材１４２と第２カム部材１４３における周方向における相対変位はほとんどない。そのため、摩擦材１３１とスライドプレート１４１との距離が大きく確保されることとなり、ヒステリシストルクが小さなものとなる。一方、大きなエンジントルクが入力されると、ガイドプレート１０７とスライドプレート１４１との間、つまり、第１カム部材１４２と第２カム部材１４３との間で周方向における相対変位が発生する。すると、第１カム部材１４２と第２カム部材１４３が周方向に相対変位し、ボール１４４が各凹部１４２ａ，１４３ａの中心位置からずれることで、第１カム部材１４２と第２カム部材１４３とを離間させる。そのため、第２カム部材１４３がスライドプレート１４１を摩擦材１３１側に移動し、摩擦材１３１とスライドプレート１４１との距離が小さくなり、ヒステリシストルクが大きなものとなる。

このように実施例２のダンパ装置にあっては、ハブプレート１０１とガイドプレート１０７との間にスライドプレート１４１を設け、ハブプレート１０１とスライドプレート１４１との間にヒステリシス機構１１９を配設し、遠心子１３２に回転数の増加に伴って摩擦材１３１による摩擦力を小さくする第１作用面１３２ａと、回転数が予め設定された回転数を超えると摩擦材１３１による摩擦力を大きくする第２作用面１３２ｂを設ける一方、ガイドプレート１０７とスライドプレート１４１との間に第１カム部材１４２、第２カム部材１４３、ボール１４４からなるトルクカム部材を配設している。

従って、エンジン回転数が増加すると、遠心子１３２がその遠心力により径方向における外側に移動し、第１作用面１３２ａにより摩擦材１３１による摩擦力が小さくなり、予め設定されたエンジン回転数を超えると、第２作用面１３２ｂにより摩擦材１３１による摩擦力が大きくなる。そのため、エンジン回転数に拘らず、ガイドプレート１０７とハブプレート１０１との間に適正なヒステリシストルクを設定することができ、エンジンの回転変動を効果的に抑制することができる。また、エンジントルクが大きくなると、第１カム部材１４２と第２カム部材１４３とが周方向に相対変位し、ボール１４４が各凹部１４２ａ，１４３ａからずれることで、第２カム部材１４３がスライドプレート１４１を押圧して移動する。そのため、摩擦材１３１とスライドプレート１４１との距離が小さくなり、ヒステリシストルクを大きく設定することができ、エンジントルクに拘らず、ガイドプレート１０７とハブプレート１０１との間に適正なヒステリシストルクを設定することができ、エンジンの回転変動を効果的に抑制することができる。

なお、上述した各実施例では、ハブプレート１０１と一方のガイドプレート１０７との間にヒステリシス機構１１９やトルクカム部材を設けたが、ハブプレート１０１と他方のガイドプレート１０８との間にヒステリシス機構を設けてもよく、両方に設けてもよい。また、ハブプレート１０１とガイドプレート１０７との間にスライドプレート１４１を設け、ハブプレート１０１とスライドプレート１４１との間にヒステリシス機構１１９を設け、ガイドプレート１０７とスライドプレート１４１との間にトルクカム部材を設けたが、この構成に限定されるものではない。例えば、ハブプレート１０１とスライドプレート１４１との間にトルクカム部材を設け、ガイドプレート１０７とスライドプレート１４１との間にヒステリシス機構１１９を設けてもよい。

また、上述した実施例２では、本発明におけるトルクカム部材を第１カム部材１４２と第２カム部材１４３とボール１４４により構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、周方向に沿って傾斜する傾斜面を有するカム部材などにより構成してもよい。

また、上述した実施例では、本発明のダンパ装置をハイブリッド車両の駆動装置に適用して説明したが、トルクコンバータのクラッチ装置に適用しても有用である。

以上のように、本発明に係るダンパ装置は、遠心子に回転数の増加に伴って摩擦力を変更する複数の作用面を設けることで、回転部材の回転状態に拘らず適正なヒステリシストルクを設定して回転変動を効果的に抑制可能とするものであり、いずれのダンパ装置に適用して好適である。

本発明の実施例１に係るダンパ装置のヒステリシス機構を表す断面図である。 ヒステリシス機構における遠心子を表す断面図である。 実施例１のダンパ装置の正面図である。 実施例１のダンパ装置を表す図３のIV−IV断面図である。 捩れ角とエンジントルクに対するヒステリシス領域を表すグラフである。 エンジン回転数に対するエンジントルク変動振幅を表すグラフである。 実施例１のダンパ装置が適用されたハイブリッド車両の駆動装置を表す概略構成図である。 本発明の実施例２に係るダンパ装置のヒステリシス機構を表す断面図である。

符号の説明

１０１ ハブプレート（第２回転部材）
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ 第１窓部
１０７，１０８ ガイドプレート（第１回転部材）
１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ 第２窓部
１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ スプリング
１１７，１１８ ワッシャプレート
１１９ ヒステリシス機構
１２０ フライホイール
１３１ 摩擦材
１３２ 遠心子
１３３ 付勢ばね
１３４ 皿ばね（押圧ばね）
１４１ スライドプレート
１４２ 第１カム部材（トルクカム部材）
１４３ 第２カム部材（トルクカム部材）
１４４ ボール（トルクカム部材）

Claims (5)

1. 同心の回転軸心を有して互いに相対回転可能な第１回転部材及び第２回転部材と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に挟持される摩擦材とを備えるダンパ装置において、
   前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転に伴って発生する遠心力により径方向外側へ移動する遠心子が設けられ、
   該遠心子は、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転数の増加に伴って前記摩擦材による摩擦力を小さくする第１作用面と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転数が予め設定された回転数を超えると前記摩擦材による摩擦力を大きくする第２作用面とを有する、
   ことを特徴とするダンパ装置。
2. 前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に前記摩擦材と前記遠心子が対向して配設され、前記摩擦材と前記遠心子の前記第１作用面及び前記第２作用面との間に押圧ばねが配設され、前記遠心子は、付勢ばねにより前記第１回転部材及び前記第２回転部材の中心側に付勢支持されることを特徴とする請求項１に記載のダンパ装置。
3. 前記遠心子の前記第１作用面は、前記摩擦材との距離が前記第１回転部材及び前記第２回転部材の中心側ほど大きくなるように形成され、前記第２作用面は、前記摩擦材との距離が前記第１回転部材及び前記第２回転部材の中心側ほど小さくなるように形成されることを特徴とする請求項２に記載のダンパ装置。
4. 前記第１作用面及び前記第２作用面は、前記遠心子が前記第１回転部材及び前記第２回転部材の径方向外側に移動するにしたがって前記摩擦材による摩擦力の変化量が小さくなるように形成されることを特徴とする請求項３に記載のダンパ装置。
5. 第１回転部材または第２回転部材と前記摩擦材または前記遠心子との間に、前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対回転に応じて前記摩擦材による摩擦力を変動させるトルクカム部材が設けられることを特徴とする請求項４に記載のダンパ装置。

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