JP5120386B2 - 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、摩擦が均一で摩擦トルクの安定性のあるトルク変動吸収装置に関する。

内燃機関や電動モータ等の駆動源と変速機との間のトルク変動を吸収するトルク変動吸収装置がある。従来のトルク変動吸収装置は、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と、ダンパ機構とフライホイールとの間の変動トルクが所定値（リミットトルク値）に達するとフライホイールから入力軸への動力伝達を制限するリミッタ部と、を有する。ダンパ機構は、変速機の入力軸に連結されており、外周に固定されたディスクの両面に摩擦材を有する。リミッタ部は、ダンパ機構の摩擦材とフライホイールとが直接的又は（摩擦面プレートを介して）間接的に摩擦係合している。

リミッタ部がすべりを開始するリミットトルク値は、その作動の回数により経時変化するため、以下のような問題点がある。すなわち、リミットトルク値が大幅に増大した場合には、過大なトルクが変速機に入力されることになり、変速機の破損へ繋がるおそれがある。一方、リミットトルク値が大幅に低下した場合には、正常な伝達トルク以下ですべることになり、トルク伝達不能に繋がるおそれがある。

以上のような問題点の原因が摩擦材の摩耗粉であることに着目し、発生した摩耗紛を遠心力により外部雰囲気中に排出できるように、リミッタ部の摩擦材に内周側から外周側へと連通するスリットを形成したトルク変動吸収装置が提案されている（特許文献１参照）。このようなスリットを設けることにより、リミットトルク値の安定化を図ることができるというものである。

特開２００３−１９４０９５号公報

しかし、従来のトルク変動吸収装置では、ダンパ機構の外周に配された摩擦材が２つのプレートで挟まれており、一方のプレートは皿バネによって付勢され、他方のプレートはフライホイールと一体に回転する部材にリベット等で止めされていることから、以下のような問題がある。

第１に、トルク変動吸収装置の断面から見て、皿バネ１３３側の第２のプレート１３２と摩擦材１２６とが当接する領域内の反対側の面に皿バネ１３３が当接していても、第２のプレート１３２と皿バネ１３３との当接部分が内周側に偏っている場合（図８（Ａ）参照）や外周側に偏っている場合（図８（Ｂ）参照）には、摩擦面の面圧分布が不均一になり、摩擦トルクが不安定になりやすいといった問題がある。最悪の場合、面圧の低いところでは第２のプレート１３２が摩擦材１２６から浮き上がることがある。

第２に、フライホイールと一体に回転する第１のプレート１３１と摩擦材１２６とが当接する領域内において、当該第１のプレート１３１においてリベット１３４かしめ部の近傍とリベット１３４かしめ部から離れた部分とでは、たわみ量が違ってくるため、第１のプレート１３１が周方向に波打つ形状となり、第１のプレート１３１の表面に高い部分と低い部分が生じ、摩擦面の面圧分布が不均一になり、摩擦トルクの安定性が低下するといった問題がある（図９参照）。

本発明の目的は、プレートの表面が摩擦材の表面に対して平滑で、面圧分布が均一で摩擦トルクの安定性のあるトルク変動吸収装置を提供することである。

本発明の第１の視点においては、トルク変動吸収装置において、変速機の入力軸に連結されるとともに、外周に固定されたディスクの両面に略環状の摩擦材を有するダンパ機構と、駆動源からの駆動力が伝達されるフライホイールと、前記フライホイールと一体に回転するとともに、前記摩擦材の第１の面と当接する第１のプレートと、前記フライホイールと前記第１のプレートとの間に配されるとともに、前記フライホイールから離間する方向に前記第１のプレートに向かって延出する部分を有し、かつ、前記摩擦材の第２の面と当接する第２のプレートと、前記第２のプレートを前記摩擦材側に付勢する皿バネと、前記フライホイールと前記第２のプレートとの間に配されるとともに、前記第１のプレートと一体に回転し、かつ、前記皿バネを支持する支持部材と、前記第１のプレートと前記支持部材とを一体に締結する複数の締結部材と、を備え、前記第１のプレートは、当該第１のプレートの剛性を補強する補強部、および前記第２のプレートの前記延出する部分が挿入される穴を有し、前記補強部は、前記第１のプレートにおける前記摩擦材との摩擦面の径方向外周と前記締結部材の間の領域に形成された段差部を有し、前記第１のプレートの前記穴は、前記第１のプレートにおける前記摩擦材との摩擦面の径方向外周と前記締結部材との間の領域に形成されることを特徴とする。

また、本発明の前記トルク変動吸収装置において、前記第２のプレートの前記延出する部分は、前記フライホイールから離間する側で前記第１のプレートの前記穴に挿入されることが好ましい。

また、本発明の前記トルク変動吸収装置において、前記段差部は、前記第１のプレートにおける前記締結部材にて締結される箇所よりも前記摩擦材との摩擦面が前記フライホイールから離間するように形成されることが好ましい。
本発明の第２の視点においては、トルク変動吸収装置において、変速機の入力軸に連結されるとともに、外周に固定されたディスクの両面に略環状の摩擦材を有するダンパ機構と、駆動源からの駆動力が伝達されるフライホイールと、前記フライホイールと一体に回転するとともに、前記摩擦材の第１の面と当接する第１のプレートと、前記フライホイールと前記第１のプレートとの間に配されるとともに、前記フライホイールから離間する方向に前記第１のプレートに向かって延出する部分を有し、かつ、前記摩擦材の第２の面と当接する第２のプレートと、前記第２のプレートを前記摩擦材側に付勢する皿バネと、前記第１のプレートと一体に回転し、かつ、前記皿バネを支持する支持部材と、前記第１のプレートと前記支持部材とを一体に締結する複数の締結部材と、を備え、前記第１のプレートは、当該第１のプレートの剛性を補強する補強部、および前記第２のプレートの前記延出する部分が挿入される穴を有し、前記補強部は、前記第１のプレートにおける前記摩擦材との摩擦面の径方向外周と前記締結部材との間の領域に形成された段差部を有し、前記第１のプレートの前記穴は、前記第１のプレートにおける前記摩擦材との摩擦面の径方向外周と前記締結部材との間の領域に形成されることを特徴とする。
また、本発明の前記トルク変動吸収装置において、前記第２プレートと前記摩擦材とが当接する摩擦面の内周部を０とし、該摩擦面の外周部を１とした場合に０．３以上かつ０．７以下の領域と対応する前記第２プレートの反対側の面の領域内に前記皿バネの支点が設けられることが好ましい。

本発明によれば、第１のプレートに補強部を設けることにより、第１のプレートの剛性が上がり、締結部付近とそれ以外の部分での軸方向のたわみのバラツキを抑えることができ、摩擦面の面圧分布が均一化され、その結果、リミットトルクの安定化を図ることができる。

本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した一部切欠平面図である。 本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示したＡ−Ａ´間の断面図である。 本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置における皿バネの支点の位置を説明するためのリミッタ部付近の部分断面図である。 本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置における第２のプレートと摩擦材との間の摩擦面の面圧分布を説明するためのリミッタ部付近の部分断面図である。 本発明の実施形態２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。 本発明の実施形態３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。 本発明の実施形態４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。 従来のトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した中心軸側から見たときの部分断面図である。 従来のトルク変動吸収装置の構成を模式的に示したリミッタ部付近の部分断面図である。

本発明の実施形態１について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した一部切欠平面図である。図２は、本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示したＡ−Ａ´間の断面図である。図３は、本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置における皿バネの支点の位置を説明するための部分断面図である。図４は、本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置における第２のプレートと摩擦材との間の摩擦面の面圧分布を説明するための部分断面図である。ここでのトルク変動吸収装置は、自動車のエンジンと変速機との間に配設されるものについて説明する。

トルク変動吸収装置１は、フライホイール３と、支持部材１０と、ダンパ機構２０と、リミッタ部３０と、を有する。

支持部材１０は、皿バネ３３を支持する部材であり、駆動軸２と連結されたフライホイール３と一体に回転する。ダンパ機構２０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機構である。リミッタ部３０は、ダンパ機構２０とフライホイール３との間の変動トルクが所定値（リミットトルク値）に達すると駆動軸２から入力軸４への動力伝達を制限する（図２参照）。

ダンパ機構２０は、ハブ２１と、サイドプレート２２と、スラスト部材２３と、ダンパ部材２４と、ディスク２５と、摩擦材２６と、リベット２７と、を有する。

ハブ２１は、径方向に延在するフランジ部２１ａを有し（図２参照）、変速機の入力軸４の外周面に形成された外スプラインと連結される内スプラインを備えたスプライン部２１ｂを有する（図２参照）。フランジ部２１ａとスプライン部２１ｂとは一体的に構成されている。ハブ２１には、フランジ部２１ａの径方向外側に切欠いてなる切欠部２１ｃがあり（図１参照）、この切欠部２１ｃはスプリングシート２４ａの外周面側がフランジ部２１ａの外周面よりも径方向外側に位置するように構成されている。

サイドプレート２２は、ハブ２１のフランジ部２１ａの両面にハブ２１と同軸かつ相対回転可能に配設されている。サイドプレート２２は、ハブ２１の軸方向両側に配設される第１サイドプレート２２Ａと第２サイドプレート２２Ｂとにより構成されている（図２参照）。第１サイドプレート２２Ａ、第２サイドプレート２２Ｂは、それぞれ外周側でリベット２７によってディスク２５と連結するための貫通孔を有する。サイドプレート２２には、ダンパ部材２４を収容するための窓穴２２ｃがある（図１参照）。

スラスト部材２３は、ハブ２１とサイドプレート２２の接触面の間に介設されている略環状の部材であり、スラスト部材２３は、ハブ２１と第１サイドプレート２２Ａの接触面の間に介設されている第１スラスト部材２３Ａと、ハブ２１と第２サイドプレート２２Ｂの接触面の間に介設されている第２スラスト部材２３Ｂと、皿バネ２３ｃと、から構成されており、ハブ２１のフランジ部２１ａとサイドプレート２２の間にヒステリシスを発生させる。なお、皿バネ２３ｃは、他の付勢手段であってもよい。

ダンパ部材２４は、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２１ｃ及び窓穴２２ｃ内に収容されており、ここでは４個（２個の場合もある）のダンパ部材２４を用いている。各ダンパ部材２４は、一対のスプリングシート２４ａ及び２４ｂとで支持されながらこれら切欠部２１ｃ及び窓穴２２ｃ内に収容されている（図１参照）。

ディスク２５は、略環状のディスクであり、サイドプレート２２の外周よりも外側に延在する。ディスク２５の内周近傍は、両外側からサイドプレート２２で挟持されており、サイドプレート２２と連結するための貫通孔を有する。ディスク２５の軸方向両側には、略環状の摩擦材２６が固定されている。

摩擦材２６は、ディスク２５の両面に接着剤などにより固定されている。摩擦材２６の摩擦面は、第１のプレート３１と第２のプレート３２によって挟持されている（図２参照）。

リベット２７は、ディスク２５の貫通孔とサイドプレート２２の貫通孔に挿通し、ディスク２５とサイドプレート２２を連結する。

リミッタ部３０は、第１のプレート３１と、第２のプレート３２と、皿バネ３３と、リベット３４と、を有する。リミッタ部３０は、ダンパ機構２０の摩擦材２６を含めて解釈する場合がある。第１のプレート３１は、支持部材１０を介してフライホイール３にボルト固定されており、支持部材１０の反対側からダンパ機構２０の摩擦材２６と摩擦係合するプレートである。第１のプレート３１の詳細は後述する。第２のプレート３２は、支持部材１０側からダンパ機構２０の摩擦材２６と摩擦係合するプレートである。皿バネ３３は、支持部材１０と第２のプレート３２の間に介在し、支持部材１０から離間する方向に第２のプレート３２を付勢する。この付勢によって、ダンパ機構２０の摩擦材２６が第１のプレート３１と第２のプレート３２によって挟持され、支持部材１０とダンパ機構２０が摩擦係合状態になる。皿バネ３３の詳細は後述する。リベット３４は、支持部材１０と第１のプレート３１とを締結する。

第１のプレート３１は、当該第１のプレートの剛性を補強する補強部３１ａを有する。ここでの補強部３１ａは、第１のプレートの内周縁部に形成された略円状のリブであり、このリブはフライホイールと反対側（入力軸４側）に突出している。このようなリブを設けることにより、第１のプレート３１の剛性が上がり、リベット締結部付近とそれ以外の部分でのたわみのバラツキを抑えることができる。

皿バネ３３は、第２のプレート３２と摩擦材２６とが当接する摩擦面の内周部を０とし当該摩擦面の外周部を１とした場合に０．３以上かつ０．７以下の領域と対応する第２のプレート３２の反対側の面の領域内に皿バネの支点３３ａが配される。すなわち、第２のプレート３２と摩擦材２６とが当接する摩擦面の内周部と外周部との幅をＬとすると、摩擦面と対応する第２のプレート３２の反対側の面の領域内における内周部と皿バネの支点３３ａとの間の幅Ａは、０．３Ｌ〜０．７Ｌとなる（図３参照）。Ａは、好ましくは０．４Ｌ〜０．６Ｌ、より好ましくは０．４５Ｌ〜０．５５Ｌである。Ａが０．３Ｌ〜０．７Ｌの範囲内にあるときの面圧分布を模式的に示したのが図４である。図４（Ａ）は、剛性の高い第２のプレート３２を用いた場合、図４（Ｂ）は剛性が高くない第２のプレート３２を用いた場合である。いずれの場合も、摩擦面の内周端及び外周端の付近でも面圧を高くすることができる。

なお、実施形態１では、第１のプレート３１と第２のプレート３２との間に摩擦材２６が狭持されるように構成したが、これ以外に、支持部材１０の一部と第２のプレート３２の間に摩擦材を配設して、変動トルクが所定値（リミットトルク値）に達すると支持部材１０に対して摩擦材が滑るように構成することも可能である。

以上のように構成されるトルク変動吸収装置１の動作について説明する。エンジンが駆動した場合、支持部材１０が駆動軸２の駆動に伴ってフライホイール３と一体に回転する。変動トルクが所定値（リミットトルク値）より小さい範囲内においては、リミッタ部３０を介してダンパ機構２０のディスク２５とサイドプレート２２に回転トルクが伝達され、ダンパ機構２０が回転する。サイドプレート２２の回転トルクはダンパ部材２４、スラスト部材２３を介してフランジ部２１ａからハブ２１に伝達され、変動トルクに応じてダンパ部材２４が弾縮しながらハブ２１が回転する。このように、ダンパ機構２０を介して入力軸４に駆動軸２の駆動力が伝達される。

上記の状態からエンジンの駆動トルクの変動が大きくなり、ダンパ機構２０とフライホイール３との間の変動トルクが所定値（リミットトルク値）に達すると（変動トルクが第１のプレート３１と第２のプレート３２との間での摩擦材２６の回転方向の保持トルクに達するときに相当）、摩擦材２６が滑り出し、サイドプレート２２とハブ２１との間では所定値（リミットトルク値）以上の変動トルクを伝達しなくなる。

以上のような構成によれば、摩擦面（特に摩擦面の内周側の領域）の面圧分布が均一化され、リミットトルク値の変化を抑えることができる。

次に、本発明の実施形態２について図面を用いて説明する。図５は、本発明の実施形態２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（図１のＡ−Ａ´間に相当する断面）である。

実施形態２に係るトルク変動吸収装置は、実施形態１に係るトルク変動吸収装置における第１のプレートの構成が異なる。第１のプレート以外の構成については、実施形態２に係るトルク変動吸収装置と実施形態１に係るトルク変動吸収装置とは同様である。

第１のプレート３１は、当該第１のプレートの剛性を補強する補強部３１ｂを有する。ここでの補強部３１ｂは、第１のプレート３１における摩擦面の外周とリベット３４（締結部材）の間の領域に形成された段差部である。このような段差部を設けることにより、第１のプレート３１の剛性が上がり、リベット締結部付近とそれ以外の部分でのたわみのバラツキを抑えることができる。よって、実施形態２によれば、摩擦面（特に摩擦面の外周側の領域）の面圧分布が均一化され、リミットトルク値の変化を抑えることができる。

次に、本発明の実施形態３について図面を用いて説明する。図６は、本発明の実施形態３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（図１のＡ−Ａ´間に相当する断面）である。

実施形態３に係るトルク変動吸収装置は、実施形態１及び２に係るトルク変動吸収装置における第１のプレートの構成を適宜組み合わせたものである。

第１のプレート３１は、当該第１のプレートの剛性を補強する補強部３１ａ、３１ｂを有する。補強部３１ａは、第１のプレートの内周縁部に形成された略円状のリブであり、このリブはフライホイールと反対側（入力軸４側）に突出している。補強部３１ｂは、第１のプレート３１における摩擦面の外周とリベット３４（締結部材）の間の領域に形成された段差部である。このようなリブ３１ａ及び段差部３１ｂを設けることにより、第１のプレート３１の剛性が上がり、リベット締結部付近とそれ以外の部分でのたわみのバラツキを抑えることができる。よって、実施形態３によれば、摩擦面（特に摩擦面の全般）の面圧分布が均一化され、リミットトルク値の変化を抑えることができる。

次に、本発明の実施形態４について図面を用いて説明する。図７は、本発明の実施形態４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（図１のＡ−Ａ´間に相当する断面）である。

実施形態４に係るトルク変動吸収装置は、実施形態３に係るトルク変動吸収装置の支持部材と構成が異なる。支持部材以外の構成については、実施形態４に係るトルク変動吸収装置と実施形態３に係るトルク変動吸収装置と同様である。

支持部材１０は、その内周側に配され、かつ、フライホール３の表面に当接するつば部１０ａを有するリング状の部材である。皿バネ３３は、支持部材のつば部１０ａで支持される。支持部材を、つば部１０ａを有するリング状の部材とすることにより、支持部材１０の変形を低減させることができる。なお、このような支持部材１０は、実施形態１及び２に係るトルク変動吸収装置にも適用することができる。

１ トルク変動吸収装置
２ 駆動軸
３ フライホイール
４ 入力軸
１０ 支持部材
１０ａ つば部
２０ ダンパ機構
２１ ハブ
２１ａ フランジ部
２１ｂ スプライン部
２１ｃ 切欠部
２２ サイドプレート
２２Ａ 第１サイドプレート
２２Ｂ 第２サイドプレート
２２ｃ 窓穴
２３ スラスト部材
２３Ａ 第１スラスト部材
２３Ｂ 第２スラスト部材
２３ｃ 皿バネ
２４ ダンパ部材
２４ａ、２４ｂ スプリングシート
２５、１２５ ディスク
２６、１２６ 摩擦材
２７ リベット
３０ リミッタ部
３１、１３１ 第１のプレート
３１ａ リブ（補強部）
３１ｂ 段差部（補強部）
３２、１３２ 第２のプレート
３３、１３３ 皿バネ
３３ａ、１３３ａ 支点
３４、１３４ リベット（締結部材）

Claims (5)

1. 変速機の入力軸に連結されるとともに、外周に固定されたディスクの両面に略環状の摩擦材を有するダンパ機構と、
   駆動源からの駆動力が伝達されるフライホイールと、
   前記フライホイールと一体に回転するとともに、前記摩擦材の第１の面と当接する第１のプレートと、
   前記フライホイールと前記第１のプレートとの間に配されるとともに、前記フライホイールから離間する方向に前記第１のプレートに向かって延出する部分を有し、かつ、前記摩擦材の第２の面と当接する第２のプレートと、
   前記第２のプレートを前記摩擦材側に付勢する皿バネと、
   前記フライホイールと前記第２のプレートとの間に配されるとともに、前記第１のプレートと一体に回転し、かつ、前記皿バネを支持する支持部材と、
   前記第１のプレートと前記支持部材とを一体に締結する複数の締結部材と、
   を備え、
   前記第１のプレートは、当該第１のプレートの剛性を補強する補強部、および前記第２のプレートの前記延出する部分が挿入される穴を有し、
   前記補強部は、前記第１のプレートにおける前記摩擦材との摩擦面の径方向外周と前記締結部材との間の領域に形成された段差部を有し、
   前記第１のプレートの前記穴は、前記第１のプレートにおける前記摩擦材との摩擦面の径方向外周と前記締結部材との間の領域に形成されることを特徴とするトルク変動吸収装置。
2. 前記第２のプレートの前記延出する部分は、前記フライホイールから離間する側で前記第１のプレートの前記穴に挿入されることを特徴とする請求項１記載のトルク変動吸収装置。
3. 前記段差部は、前記第１のプレートにおける前記締結部材にて締結される箇所よりも前記摩擦材との摩擦面が前記フライホイールから離間するように形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のトルク変動吸収装置。
4. 変速機の入力軸に連結されるとともに、外周に固定されたディスクの両面に略環状の摩擦材を有するダンパ機構と、
   駆動源からの駆動力が伝達されるフライホイールと、
   前記フライホイールと一体に回転するとともに、前記摩擦材の第１の面と当接する第１のプレートと、
   前記フライホイールと前記第１のプレートとの間に配されるとともに、前記フライホイールから離間する方向に前記第１のプレートに向かって延出する部分を有し、かつ、前記摩擦材の第２の面と当接する第２のプレートと、
   前記第２のプレートを前記摩擦材側に付勢する皿バネと、
   前記第１のプレートと一体に回転し、かつ、前記皿バネを支持する支持部材と、
   前記第１のプレートと前記支持部材とを一体に締結する複数の締結部材と、
   を備え、
   前記第１のプレートは、当該第１のプレートの剛性を補強する補強部、および前記第２のプレートの前記延出する部分が挿入される穴を有し、
   前記補強部は、前記第１のプレートにおける前記摩擦材との摩擦面の径方向外周と前記締結部材との間の領域に形成された段差部を有し、
   前記第１のプレートの前記穴は、前記第１のプレートにおける前記摩擦材との摩擦面の径方向外周と前記締結部材との間の領域に形成されることを特徴とするトルク変動吸収装置。
5. 前記第２プレートと前記摩擦材とが当接する摩擦面の内周部を０とし、該摩擦面の外周部を１とした場合に０．３以上かつ０．７以下の領域と対応する前記第２プレートの反対側の面の領域内に前記皿バネの支点が設けられることを特徴とする請求項４記載のトルク変動吸収装置。

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