JP5244673B2 - トルクリミッタ機構 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源と変速機との間に配設され、前記駆動源から前記変速機に過大なトルクが伝達されることを制限するトルクリミッタ機構に関する。

従来、こうしたトルクリミッタ機構として、特許文献１、２に記載のものが開示されている。こうしたトルクリミッタ機構は、例えば図３に示すトルク変動吸収機構５０に設けられている。このトルク変動吸収機構５０は、内燃機関の出力軸１に一体回転可能に取り付けられたフライホイール２と変速機の入力軸３との間における動力伝達系に配設されるとともに、その外周部においてフライホイール２に対してボルト固定されている。そして、同トルク変動吸収機構５０は、過大なトルクの伝達を制限する上述したトルクリミッタ機構５１と、その内周側に設けられて駆動源と変速機との間に生じるトルク変動を吸収するダンパ部材５２とを備えている。

このトルクリミッタ機構５１は、変速機に連結されたディスク５３の外周部の両面に固定された摩擦部材５４と、同摩擦部材５４を挟持するカバープレート５５及びリミッタプレート５６と、フライホイール２に固定されたサポートプレート５７と、リミッタプレート５６とサポートプレート５７との間に配設されてリミッタプレート５６をサポートプレート５７から離間する方向に押圧する皿ばね５８等を備えて構成されている。上記カバープレート５５は、サポートプレート５７とともにフライホイール２にボルト固定されている。

こうした構成により、フライホイール２側と入力軸３側との間の伝達トルクが所定値以下であるときには、フライホイール２のトルクは、トルクリミッタ機構５１及びダンパ部材５２を介して入力軸３に伝達される。一方、上記伝達トルクが所定値（リミッタトルク）を超えて、これにより、上記プレート５５，５６（フライホイール２）の回転トルクが、これらプレート５５，５６と摩擦部材５４との摩擦係合面における同摩擦部材５４の保持力を超えたときには、これらプレート５５，５６に対して摩擦部材５４が相対回転するようになり、入力軸３に対する過大なトルクの伝達が抑制される。

特開２００３−１９４０９５号公報 特開２００７−２１８３４６号公報

ここで、上述したトルクリミッタ機構５１に対して、異物やオイルが周辺部材から飛散し、こうした異物やオイルが上述した摩擦係合面に付着すると、この摩擦係合面における摩擦係数μが低下するといった問題が生じる場合がある。そして、このように摩擦係数μが低下すると、上記伝達トルクが所定値未満である場合であっても、摩擦部材５４がプレート５５，５６に対して相対回転してしまい、リミッタトルクが低下するといった不都合の発生が懸念される。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、摩擦係合面への異物やオイル等の付着を抑制することにより、リミッタトルクの低下を抑制することのできるトルクリミッタ機構を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、駆動源と変速機との間であって前記駆動源と前記変速機との間に生じるトルク変動を吸収するダンパ部材の外周側に設けられるとともに、前記駆動源の駆動軸と駆動連結され同駆動軸と一体回転する第１回転体の摩擦係合面と、前記変速機の入力軸に連結される第２回転体に固定された摩擦部材の摩擦係合面とが軸方向に圧接することにより前記駆動源のトルクが前記変速機に伝達され、前記駆動源と前記変速機との間に所定値以上の伝達トルクが生じたときに前記第１回転体の摩擦係合面に対して前記摩擦部材が相対回転することにより、前記駆動源から前記変速機に過大なトルクが伝達されることを制限するトルクリミッタ機構において、前記第１回転体の摩擦係合面及び前記第２回転体の摩擦係合面よりも内周側且つ前記ダンパ部材よりも外周側における前記第２回転体に遮蔽部材が設けられ、該遮蔽部材は、前記第２回転体を挟んで一対、対称となるように設けられ、前記第２回転体の外周側に向かうほど前記第２回転体から離間するような、軸方向における断面形状が円弧状となるように延設されていることを要旨とする。

上記構成によれば、第１回転体の摩擦係合面及び第２回転体の摩擦係合面よりも内周側且つダンパ部材よりも外周側における第２回転体に遮蔽部材が設けられているため、上記摩擦係合面に対して異物やオイルが飛散することを抑制することができ、こうした異物やオイルが摩擦係合面に付着することを抑制することができる。したがって、駆動源と変速機との間における伝達トルクが上記所定値未満であるときに上記摩擦部材が相対回転することを抑制することができ、リミッタトルクが低下することを抑制することができるようになる。

本発明にかかるトルクリミッタ機構を具体化した一実施形態について、これが適用されたトルク変動吸収機構とその周辺構成を示す断面図。 図１の一点鎖線内を示す拡大図。 従来のリミッタ機構が適用されたトルク変動吸収機構を示す断面図。

以下、本発明にかかるトルクリミッタ機構を具体化した一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１に、本発明にかかるトルクリミッタ機構２０が適用されたトルク変動吸収機構１０とその周辺構成の断面図を示す。同図１に示すトルク変動吸収機構１０は、内燃機関（駆動源）の出力軸１に一体回転可能に取り付けられたフライホイール２と変速機の入力軸３との間に配設されるとともに、その外周部において所定角度毎に配置されたボルト４によりフライホイール２に対して固定されている。

トルク変動吸収機構１０の中心部には、円板状のハブ３０が設けられている。このハブ３０は、その中心部において軸方向に延設されたボス部３０Ａと、その外周側において同ボス部３０Ａと一体形成された円板状のプレート部３０Ｂとを備えている。上記ボス部３０Ａの内周面にはスプラインが形成されており、このスプラインと入力軸３の外周面に形成されたスプラインとが係合されることにより、ハブ３０と入力軸３とが一体回転する。

ハブ３０のプレート部３０Ｂの軸方向両側には、第１サイドプレート３１及び第２サイドプレート３２がそれぞれ設けられており、これらサイドプレート３１，３２は、その外周部において所定角度毎にリベット３４により互いに固定されている。そして、これらハブ３０及びサイドプレート３１，３２の所定角度毎の対応する位置にそれぞれ形成された穴には、コイルスプリングで構成されたダンパ部材３６が配設されている。このダンパ部材３６は、内燃機関と変速機との間に生じるトルク変動を吸収しつつフライホイール２側の回転トルクを入力軸３側に伝達する。

上記ボス部３０Ａの外周側であってハブ３０と第１サイドプレート３１との間、及びハブ３０と第２サイドプレート３２との間には、同ハブ３０とサイドプレート３１，３２との間にヒステリシスを生じさせるためのヒステリシス機構３３がそれぞれ配設されている。

さらに、ハブ３０及びサイドプレート３１，３２にあって上記ダンパ部材３６よりも外周側には、略環状のディスク３５が設けられている。このディスク３５は、その内周部が上記サイドプレート３１，３２に挟持された上で上記リベット３４により固定されている。このディスク３５が、変速機の入力軸３に連結された第２回転体に相当する。

次に、本実施形態におけるトルクリミッタ機構２０について、図２を併せて参照して説明する。
このトルクリミッタ機構２０は、ディスク３５の外周部において内燃機関側の面に固定された摩擦部材２５と、変速機側の面に固定された摩擦部材２６とを有している。これら一対の摩擦部材２５，２６は、摩擦部材２６側に当接するとともにフライホイール２にボルト４により固定されたカバープレート２１と、摩擦部材２５側に当接するリミッタプレート２２といった一対のプレートによって挟持される。これらカバープレート２１及びリミッタプレート２２が、出力軸１と駆動連結され同出力軸１と一体回転する第１回転体に相当する。

また、上記カバープレート２１とともにフライホイール２に固定されたサポートプレート２３と上記リミッタプレート２２との間には、リミッタプレート２２をサポートプレート２３から離間する方向に押圧する皿ばね２４が配設されている。こうした構成により、内燃機関と変速機との間の伝達トルクが所定値α以下であるときには、カバープレート２１の摩擦係合面２１Ａと摩擦部材２６の摩擦係合面２６Ａとが圧接され、リミッタプレート２２の摩擦係合面２２Ａと摩擦部材２５の摩擦係合面２５Ａとが圧接される。なお、内燃機関から変速機に伝達されるトルクの最大トルクに相当する所定値α（リミッタトルク）は、上記皿ばね２４の付勢力、上記摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａにおける摩擦係数μ、及び作用径により決定される（リミッタトルク＝ばね付勢力×摩擦係数μ×作用径）。

さらに、これら摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａよりも内周側且つ上記ダンパ部材３６よりも外周側におけるディスク３５には、円盤状に形成された一対の遮蔽部材２７が同ディスク３５の軸方向両側にそれぞれ取り付けられてリベット２８により固定されている。

遮蔽部材２７は、その内周側においてディスク３５に沿って延びるとともに上記リベット２８が貫通する貫通部を有する円環部２７Ａと、その外周側において外周側に向かうほどディスク３５から離間するように延設された円弧部２７Ｂとを有している。より詳しくは、円弧部２７Ｂは、軸方向に沿った断面形状（図２に示す形状）が略円弧状になるように形成されており、カバープレート２１側の外端部の内側とディスク３５との軸方向に沿った距離Ｄａが、カバープレート２１の外側の面とディスク３５との軸方向に沿った距離Ｄｂよりも大きくなるように形成されている。同様に、円弧部２７Ｂにあって、リミッタプレート２２側の外端部の内側とディスク３５との軸方向に沿った距離Ｄｃは、リミッタプレート２２の外側の面とディスク３５との軸方向に沿った距離Ｄｄよりも大きくなるように形成されている。

なお、本実施形態におけるトルクリミッタ機構２０は、上述したカバープレート２１、リミッタプレート２２、サポートプレート２３、皿ばね２４、摩擦部材２５，２６、ディスク３５、一対の遮蔽部材２７、リベット２８等を備えて構成されている。

次に、以上のように構成されたトルク変動吸収機構１０及びトルクリミッタ機構２０の動作について説明する。
内燃機関の出力軸１の回転に伴ってフライホイール２が回転すると、この回転トルクがトルクリミッタ機構２０を介してディスク３５に伝達される。具体的には、フライホイール２側と入力軸３側との間の伝達トルクが所定値α（リミッタトルク）以下であるときには、カバープレート２１及びリミッタプレート２２により摩擦部材２５，２６が保持されることにより、摩擦部材２５の摩擦係合面２５Ａとリミッタプレート２２の摩擦係合面２２Ａとが圧接され、摩擦部材２６の摩擦係合面２６Ａとカバープレート２１の摩擦係合面２１Ａとが圧接される。これにより、カバープレート２１及びリミッタプレート２２とともに摩擦部材２５，２６が軸周りに回転し、これにより上記出力軸１の回転力がディスク３５に伝達される。

一方、フライホイール２側と入力軸３側との間の伝達トルクが所定値α（リミッタトルク）に達すると、フライホイール２の回転トルク、すなわちカバープレート２１及びリミッタプレート２２の回転トルクが、これらプレート２１，２２による摩擦部材２５，２６の回転方向に沿った保持力に達するようになる。そして、この伝達トルクが所定値α（リミッタトルク）を超えると、プレート２１，２２に対して摩擦部材２５，２６が相対回転するようになり、上記所定値αを超えた回転トルクの伝達が制限される。これにより、内燃機関から変速機に過大なトルクが伝達されることが制限され、入力軸３に対する過大なトルクの伝達が抑制される。

こうして出力軸１の回転トルクがディスク３５に伝達されると、この回転トルクがサイドプレート３１，３２、ダンパ部材３６、ヒステリシス機構３３、及びハブ３０を介して入力軸３に伝達される。

ここで、本実施形態では、上述したトルクリミッタ機構２０に上記遮蔽部材２７を備えるようにしているため、特に、以下の作用効果を奏することができる。
（１）摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａよりも内周側且つダンパ部材３６よりも外周側におけるディスク３５に遮蔽部材２７が取り付けられているため、周辺部材からこれら摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａに対して飛散する異物やオイル等を、遮蔽部材２７に沿って離間させることができ、こうした異物やオイルが摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａに付着することを抑制することができる。そのため、異物やオイル等の付着に起因した摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａにおける摩擦係数μの低下を抑制することができる。これにより、内燃機関と変速機との間における伝達トルクが所定値α（リミッタトルク）未満であるときにカバープレート２１及びリミッタプレート２２に対して摩擦部材２５，２６が相対回転することを抑制することができるようになる。すなわち、トルクリミッタ機構２０においてリミッタトルクが低下することを抑制することができるようになり、リミッタトルクを安定して維持することができるようになる。

（２）遮蔽部材２７といった簡易な部材をディスク３５に取り付けることによってリミッタトルクの低下抑制効果を得ることができるため、こうした作用効果を有するトルクリミッタ機構２０を容易に具現化することができる。

（３）遮蔽部材２７は、その外周側に設けられた部材（摩擦部材２５，２６やプレート２１，２２等）や、その内周側に設けられた部材（サイドプレート３１，３２やダンパ部材３６等）と接触することなく設けられる。そのため、こうした遮蔽部材２７の配設に起因した車両のノイズや振動の増大を抑えつつリミッタトルクの低下抑制効果を得ることができる。

（４）遮蔽部材２７は、摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａの内周側に設けられている。そのため、機関運転時における遠心力の発生に伴い内周側から外周側へ飛散した異物やオイル等を、遮蔽部材２７に沿って摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａから離間させることができる。したがって、機関運転時においてこれら摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａに異物やオイル等が付着することを効率よく抑制することができる。

（５）遮蔽部材２７は円盤状に形成されており、摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａの近傍において連続的に配設されている。そのため、機関停止時において、トルクリミッタ機構２０の上方から落下する異物やオイル等についても、遮蔽部材２７の下方に配置された摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａから同遮蔽部材２７に沿って離間させることができることができる。したがって、機関停止中であっても摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａへの異物やオイル等の付着を抑制することができる。

（その他の実施形態）
なお、この発明にかかるトルクリミッタ機構は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、同実施形態を適宜変更した例えば次のような形態で実施することもできる。

・上記実施形態に示した遮蔽部材２７の形状は一例であって、摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａに対する異物やオイル等の付着を抑制することのできる形状であれば、適宜変更することができる。具体的には、遮蔽部材２７の形状を、カバープレート２１（リミッタプレート２２）側の外端部の外側とディスク３５との軸方向に沿った距離が、カバープレート２１（リミッタプレート２２）の内側の面とディスク３５との軸方向に沿った距離よりも大きくなるように設定することにより、摩擦係合面２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａに対する異物やオイル等の付着を抑制することができるようになる。

１…出力軸（駆動軸）、２…フライホイール、３…入力軸、４…ボルト、１０，５０…トルク変動吸収機構、２０，５１…トルクリミッタ機構、２１，５５…カバープレート（第１回転体）、２１Ａ，２２Ａ，２５Ａ，２６Ａ…摩擦係合面、２２，５６…リミッタプレート（第１回転体）、２３，５７…サポートプレート、２４，５８…皿ばね、２５，２６，５４…摩擦部材、２７…遮蔽部材、２７Ａ…円環部、２７Ｂ…円弧部、２８，３４…リベット、３０…ハブ、３０Ａ…ボス部、３０Ｂ…プレート部、３１…第１サイドプレート、３２…第２サイドプレート、３３…ヒステリシス機構、３５，５３…ディスク（第２回転体）、３６，５２…ダンパ部材。

Claims (1)

1. 駆動源と変速機との間であって前記駆動源と前記変速機との間に生じるトルク変動を吸収するダンパ部材の外周側に設けられるとともに、前記駆動源の駆動軸と駆動連結され同駆動軸と一体回転する第１回転体の摩擦係合面と、前記変速機の入力軸に連結される第２回転体に固定された摩擦部材の摩擦係合面とが軸方向に圧接することにより前記駆動源のトルクが前記変速機に伝達され、前記駆動源と前記変速機との間に所定値以上の伝達トルクが生じたときに前記第１回転体の摩擦係合面に対して前記摩擦部材が相対回転することにより、前記駆動源から前記変速機に過大なトルクが伝達されることを制限するトルクリミッタ機構において、
   前記第１回転体の摩擦係合面及び前記第２回転体の摩擦係合面よりも内周側且つ前記ダンパ部材よりも外周側における前記第２回転体に遮蔽部材が設けられ、該遮蔽部材は、前記第２回転体を挟んで一対、対称となるように設けられ、前記第２回転体の外周側に向かうほど前記第２回転体から離間するような、軸方向における断面形状が円弧状となるように延設されていることを特徴とするトルクリミッタ機構。

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