JP4747875B2 - トルク変動吸収装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源と変速機との間に配設され、駆動源と変速機との間に生じるトルク変動を吸収するトルク変動吸収装置に関し、特に、過大なトルクの伝達を遮断する伝達トルク制限機能を備えたトルク変動吸収装置に関する。

特開２００２−１３５４７号公報に、従来のトルク変動吸収装置が開示されている。同公報に開示されたハイブリッド駆動装置用ダンパは、駆動源の駆動軸に固定されるフライホイールの駆動トルクの変動を吸収するダンパ機構に加えて、その外周側に配置されたリミッタ機構を有している。リミッタ機構は、ダンパ機構の外周に固着された摩擦材とフライホイールとを直接的又は（摩擦面プレートを介して）間接的に圧着させた構成よりなり、変動トルクが所定値（リミットトルク値）に達すると、ダンパ機構のすべりを許容し過大なトルクが変速機に入力されることの無いような構成となっている。

特開２００２−１３５４７号公報

しかしながら、上記した従来のリミッタ機構付きのトルク変動吸収装置では、必要なリミットトルク値を確保するためにコンパクト化が難しいという問題点がある。また、大量の摩擦材や高精度の皿ばねを必要とする等、コスト的にも不利がある。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、上記リミッタ機構に代替する過大トルク制限機構を備え、かつ、コンパクト化、低コスト化が可能なトルク変動吸収装置を提供することにある。

本発明の第１の視点によれば、駆動源からの駆動力が伝達されるフライホイールと一体回転するディスク部材と、前記ディスク部材を挟持するサイドプレートと、前記サイドプレートの窓部に収容され、前記サイドプレート側から伝達されるトルク変動を吸収するダンパ機構と、前記サイドプレートとハブ間に介装され、前記ハブ側に低摩擦部材を付勢することによって、回動が許容された回動許容区間において小ヒステリシスを発生させる第１のヒステリシス機構と、前記サイドプレート側に介設されたスラスト部材を介して前記サイドプレート側に高摩擦部材を付勢することによって、前記小ヒステリシスよりも大きな値の大ヒステリシスを発生させる第２のヒステリシス機構と、を備えるとともに、前記ハブのフランジ部に当接する位置に前記低摩擦部材を支持する２つのコントロールプレートと、前記２つのコントロールプレートの一方から軸方向にずれた位置に配される他のコントロールプレートと、前記他のコントロールプレートと前記２つのコントロールプレートの一方との間に配される皿ばねと、前記ハブのフランジ部に設けられた貫通孔に挿入されるとともに、前記２つのコントロールプレート及び前記他のコントロールプレートを支持し、かつ、前記他のコントロールプレートと前記２つのコントロールプレートの他方との間の間隔を保持するストッパピンと、を有し、前記貫通孔の遊びによって、前記第１のヒステリシス機構の回動許容区間が設定され、前記第１のヒステリシス機構の前記低摩擦部材が、前記皿ばねによって付勢されていること、を特徴とするトルク変動吸収装置が提供される。

本発明によれば、２つのヒステリシス機構により、低トルク振動を減衰するとともに、エンジン始動／停止時等に生ずる過大なトルクを回避することが可能となる。

続いて、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した部分切欠正面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した（図１の）Ａ−Ａ´間の断面図である。以下、本実施形態では、自動車のエンジンと変速機との間に配設されるトルク変動吸収装置について説明する。

図１、図２を参照すると、トルク変動吸収装置１は、駆動軸と連結されたフライホイール（図示省略）に締結されるディスク２５から入力される駆動トルクの変動を吸収するダンパ機構と、後記する第１、第２のヒステリシス機構として動作するスラスト部材３０と、から構成されている。

ダンパ機構は、ハブ２１と、サイドプレート２２と、スラスト部材３０と、ダンパ部材２４と、ディスク２５と、リベット２７と、から構成される。

ハブ２１は、径方向に延在するフランジ部２１Ａと、内スプライン部２１Ｂを備え、変速機の入力軸の外周面に形成された外スプラインと連結される。また、フランジ部２１Ａには、径方向外側に切欠いてなる切欠部が複数設けられ、スプリングシート２４Ａ、２４Ｂにより支持されるダンパ部材２４が配置される。

サイドプレート２２は、第１サイドプレート２２Ａ、第２サイドプレート２２Ｂからなり、それぞれ外周側に貫通孔が設けられ、リベット２７によってディスク２５を支持するとともに、ハブ２１と同軸かつ相対回転可能に配設されている。また、第１、第２サイドプレート２２Ａ、２２Ｂには、ダンパ部材２４を収容するための複数個の窓穴２２Ｃが設けられている。

ダンパ部材２４は、ディスク２５からサイドプレート２２に伝達された変動トルクに応じて弾縮しながら、スラスト部材３０を介してハブ２１側にトルク伝達を行うコイルスプリングであり、ハブ２１とサイドプレート２２の対向する位置にそれぞれ形成される切欠部及び窓穴２２Ｃ内に収容される。

ディスク２５は、サイドプレート２２の外周側に配置される略環状のディスクである。ディスク２５は、上述したように、両外側から第１、第２サイドプレート２２Ａ、２２Ｂにより挟持されている。ディスク２５は、図示省略するフライホイールに固定され、駆動軸からのトルクが入力される。

スラスト部材３０は、ハブ２１とサイドプレート２２の間に介設されている略環状の部材であり、ヒステリシス機構として機能する。

図３は、本実施形態に係るトルク変動吸収装置のスラスト部材３０の詳細構成を表した側断面拡大図である。図４は、本実施形態に係るトルク変動吸収装置のスラスト部材３０の正面拡大図である。図３を参照すると、スラスト部材３０は、第１のサイドプレート２２Ａ側に介設されている第１スラスト部材３１Ａと、ハブ２１と第２のサイドプレート２２Ｂ側に介設されている第２スラスト部材３１Ｂと、第１、第２スラスト部材３１Ａ、３１Ｂに当接する第１の摩擦部材（高摩擦部材）３２Ａ、３２Ｂと、ハブ２１のフランジ部２１Ａに当接する第２の摩擦部材（低摩擦部材）３５Ａ、３５Ｂと、前記各摩擦部材間に配設されるコントロールプレート３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃと、コントロールプレート３３Ａ、３３Ｂ間の間隔を保持するストッパピン３４、皿バネ３６、３７と、から構成される。

第１の摩擦部材（高摩擦部材）３２Ａ、３２Ｂは、皿バネ３６により付勢され、第１、第２スラスト部材３１Ａ、３１Ｂとそれぞれ摩擦係合し、大ヒステリシスを発生させる（第２のヒステリシス機構）。なお、皿バネ３６を複数直列配置する構成としたことにより、安価な材料で必要なばね荷重が確保されている。

より具体的には、図３に示されるように、２つの皿ばね３６の間には、中間プレート３６Ａが介在しており、２つの皿ばね３６は内側にて中間プレート３６Ａに当接する。このようにすることで、皿ばね３６の初期たわみを利用して、２つの皿ばねに総合して発生する付勢力を高めることができる。更に、中間プレート３６Ａにおける皿ばね３６との当接点から外径までの径方向の幅Ａを皿ばね３６の径方向の幅Ｂの６０％以下に設定することで、図６に示されるように、正規に組み立てられた場合（図６（ａ）正規組付）の皿ばね高さＸと、１つの皿ばねが反対向きに組み立てられた場合（図６（ｂ）誤組付）の皿ばね高さＹとの差を明確にすることができ、皿ばね３６を反対向きに組み付けることを防止できる。

また、第２の摩擦部材（低摩擦部材）３５Ａ、３５Ｂは、コントロールプレート３３Ａ、３３Ｃ間に配設された皿バネ３７により付勢され、ハブ２１のフランジ部２１Ａとそれぞれ摩擦係合する。また、コントロールプレート３３Ａ、３３Ｂ間の間隔を保持するストッパピン３４と、ハブ２１のフランジ部２１Ａのリベット挿入孔との間には、ディスク２５の回動方向にガタつく程度の隙間（いわゆるガタ；図４のＬ）が設けられている。第１の摩擦部材（高摩擦部材）３２Ａ、３２Ｂよりも第２の摩擦部材（低摩擦部材）３５Ａ、３５Ｂの方が、摩擦係数が低いため、周方向の捩じりが生じると、ディスク２５の回動方向の所定角度Ｌ（ガタ）の区間において、上記第２のヒステリシス機構よりも先に、小ヒステリシスが発生される（第１のヒステリシス機構）。

摩擦部材３２Ａ、３２Ｂ、３５Ａ、３５Ｂの表面（摩擦面）には、適宜、凹凸を施した表面パターンが形成される。例えば、摩擦材の内周側端部から外周側端部へと至る放射状の溝を形成することで、摩耗粉等の排出性を向上させ、ヒステリシス機能の経時変化を低減することが可能である。

上記第１のヒステリシス機構（ヒステリシス小）と、第２のヒステリシス機構（ヒステリシス大）によって発生されるヒステリシスの比が、例えば、１．５以上となる程度の差を設けることで、通常の使用状態において第１のヒステリシス機構（ヒステリシス小）を作動させ、エンジンＯＮ／ＯＦＦ時等に、第２のヒステリシス機構（ヒステリシス大）に切り替える構成とすることができる。

以上のように構成されるトルク変動吸収装置１の動作について、図５のヒステリシス特性図を用いて説明する。振幅が増加した状態では、相対的な捩り角の大きさがガタ角度（図４のＬ）を超えるため、第１のヒステリシス機構に加えて、第２のヒステリシス機構が作動する。このとき発生するヒステリシスは、第１のヒステリシス機構による小ヒステリシスに加えて、第２のヒステリシス機構によるヒステリシスが加算された大きなヒステリシスとなる（図５のｂ）。また、エンジン始動時等では、第１の摩擦部材（高摩擦部材）３２Ａ、３２Ｂが滑り、共振回転数が下がり、共振を回避することができるようになる。

一方、通常運転中等、変動トルクが所定値より小さい範囲内においては、相対的な捩り角の大きさはガタ角度（図４のＬ）の範囲であり、第１のヒステリシス機構のみが作動する。このとき発生するヒステリシスは、第１のヒステリシス機構による小ヒステリシスとなる（図５のａ）。

以上のとおり、本実施の形態によれば、コンパクト、低コストな構成で共振等過大トルクを抑えることが可能となる。その理由は、ダンパ機構の内周側に複数段のヒステリシス機能を付加し、リミッタ機構を廃止可能としたことにある。

また、本実施の形態によれば、皿バネ３６を複数直列配置する構成としているため、低コスト化が可能である上、安定性、耐久性も良好なものとなっている。

以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、適用される車両等の仕様に応じて、各種の変形を加えることが可能である。例えば、顧客の要求仕様に応じて、上記した各実施の形態を組み合わせること、あるいは、その一部の要素を変形乃至省略することも当業者のなしうる範囲で可能であることはいうまでもない。

本発明の第１の実施形態に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した部分切欠正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るトルク変動吸収装置のスラスト部材の詳細構成を表した側断面拡大図である。 本発明の第１の実施形態に係るトルク変動吸収装置のスラスト部材の正面拡大図である。 本発明の第１の実施形態に係るトルク変動吸収装置のヒステリシス特性図である。 本発明の第１の実施形態に係るトルク変動吸収装置の皿ばねの詳細構成を表した側断面図である。

符号の説明

１ トルク変動吸収装置
２１ ハブ
２１Ａ フランジ部
２１Ｂ 内スプライン部
２２Ａ 第１サイドプレート
２２Ｂ 第２サイドプレート
２２Ｃ 窓穴
２４ ダンパ部材
２４Ａ、２４Ｂ スプリングシート
２５ ディスク
２７ リベット
３０ スラスト部材
３１Ａ 第１スラスト部材
３１Ｂ 第２スラスト部材
３２Ａ、３２Ｂ 第１の摩擦部材（高摩擦部材）
３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ コントロールプレート（支持部材）
３４ ストッパピン
３５Ａ、３５Ｂ 第２の摩擦部材（低摩擦部材）
３６、３７ 皿バネ
３６Ａ 中間プレート

Claims (5)

1. 駆動源からの駆動力が伝達されるフライホイールと一体回転するディスク部材と、
   前記ディスク部材を挟持するサイドプレートと、
   前記サイドプレートの窓部に収容され、前記サイドプレート側から伝達されるトルク変動を吸収するダンパ機構と、
   前記サイドプレートとハブ間に介装され、前記ハブ側に低摩擦部材を付勢することによって、回動が許容された回動許容区間において小ヒステリシスを発生させる第１のヒステリシス機構と、
   前記サイドプレート側に介設されたスラスト部材を介して前記サイドプレート側に高摩擦部材を付勢することによって、前記小ヒステリシスよりも大きな値の大ヒステリシスを発生させる第２のヒステリシス機構と、を備えるとともに、
   前記ハブのフランジ部に当接する位置に前記低摩擦部材を支持する２つのコントロールプレートと、
   前記２つのコントロールプレートの一方から軸方向にずれた位置に配される他のコントロールプレートと、
   前記他のコントロールプレートと前記２つのコントロールプレートの一方との間に配される皿ばねと、
   前記ハブのフランジ部に設けられた貫通孔に挿入されるとともに、前記２つのコントロールプレート及び前記他のコントロールプレートを支持し、かつ、前記他のコントロールプレートと前記２つのコントロールプレートの他方との間の間隔を保持するストッパピンと、を有し、
   前記貫通孔の遊びによって、前記第１のヒステリシス機構の回動許容区間が設定され、 前記第１のヒステリシス機構の前記低摩擦部材が、前記皿ばねによって付勢されていること、
   を特徴とするトルク変動吸収装置。
2. 前記小ヒステリシスと大ヒステリシスとの比が少なくとも１．５以上であること、
   を特徴とする請求項１に記載のトルク変動吸収装置。
3. 前記第２のヒステリシス機構の高摩擦部材の摩擦面に、所定の凹凸パターンが形成されていること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載のトルク変動吸収装置。
4. 前記第２のヒステリシス機構の高摩擦部材が、直列に配置した複数の皿ばねによって付勢されていること、
   を特徴とする請求項１乃至３いずれか一に記載のトルク変動吸収装置。
5. 前記直列に配置した複数の皿ばねの間にリング状の中間プレートを介在させ、前記中間プレートにおける前記皿ばねとの当接点から外径までの径方向の幅を前記皿ばねの径方向の幅の６０％以下に設定したこと、
   を特徴とする請求項４に記載のトルク変動吸収装置。

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