JP2004019834A - トルク変動吸収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクリミッタの薄型化に有利で、構成部品の設計の自由度を確保でき、必要な摩擦係数を確保するのに有利なトルク変動吸収装置を提供する。
【解決手段】トルク変動吸収装置１は、第１回転軸１１に連結され半径方向外方に延設された第１部材２と、第２回転軸１２に連結され半径方向外方に延設された第２部材３と、第１回転軸１１のトルクを第２回転軸１２へ伝達させるダンパ部４と、トルクリミッタ５とをもつ。トルクリミッタ５は、第１回転軸１１との第２回転軸１２との間のトルク変動が設定値以内のとき第１回転軸１１のトルクを第２回転軸１２に伝達させ、且つ、トルク変動が設定値を越えるとき摺動滑りを発生させて第１回転軸１１との第２回転軸１２との間のトルク伝達の遮断性を高める。トルクリミッタ５のリミッタ摩擦係合部５１Ａ，５１Ｂは、硬質粒子と硬質粒子を結合するバインダとを主要成分とする膜状に成膜されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１回転軸と第２回転軸との間に設けられ第１回転軸から第２回転軸へのトルクを伝達させると共にトルク変動が発生したときトルク変動を吸収するトルク変動吸収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に装備されるハイブリッド駆動装置に使用されるトルク変動吸収装置を例にとって従来技術について説明する。ハイブリッド駆動装置は、エンジンと電動モータとをそれぞれ駆動源としている。複数の駆動源を有するハイブリッド駆動装置では、動力源が１個しかない駆動装置に比較して、トルク変動が発生し易く、このため複数の駆動源であるエンジンと電動モータとの間のトルク変動を抑えるダンパ機能を発揮するダンパ部をもつトルク変動吸収装置が用いられている。
【０００３】
即ち、トルク変動吸収装置は、エンジン側の第１回転軸に連結され半径方向外方に延設された第１部材と、電動モータ側の第２回転軸に連結され半径方向外方に延設された第２部材と、第１部材と第２部材との間に介在すると共に第１回転軸のトルクをダンパ機能を介して第２回転軸へ伝達させるダンパ部とを備えている。ダンパ部のダンパ機能により、エンジンと電動モータとの間のトルク変動を抑制している。
【０００４】
更に上記したハイブリッド駆動装置では、トルク変動が設定値を越えるとき第１回転軸及び第２回転軸間のトルク伝達を遮断するリミッタ機能を、ダンパ機能と共に併有するトルク変動吸収装置が開発されている（特開２００２−１３５４７）。このトルク変動吸収装置は、ダンパ部の他に、第１部材と第２部材との間に介在するトルクリミッタを備えている。第１回転軸及び第２回転軸間のトルク変動が設定値以内のとき、トルクリミッタは第１部材に摩擦係合しており、第１回転軸及び第２回転軸間のトルク伝達を良好に行う。
【０００５】
またトルク変動が設定値を越えるときもある。この場合には、トルクリミッタは、第１部材に対して滑ることにより、第１回転軸及び第２回転軸間のトルク伝達を遮断し、トルク変動に起因する共振や破損等の発生を抑えている。
【０００６】
上記したトルクリミッタは、第１部材に対向する金属製のリミッタプレートと、第１部材に摩擦接触するようにリミッタプレートの表出面に配設されたリミッタ摩擦係合部とを備えている。従来技術に係るリミッタ摩擦係合部は、ゴム、樹脂、摩擦調整剤を基材とすると共に成形型により型成形で形成された厚板状の摩擦材料とで構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記したトルクリミッタの主要素であるリミッタ摩擦係合部は、第１部材に摩擦接触するようにリミッタプレートの表出面に配設されたゴム、樹脂、摩擦調整剤を基材とすると共に、成形型により型成形された厚板状の摩擦材料で形成されている。このように成形型により型成形された厚板状の摩擦材料で形成されたリミッタ摩擦係合部を用いているため、軸長方向におけるトルクリミッタのサイズが大きくなりがちであった。
【０００８】
このように軸長方向におけるトルクリミッタのサイズが大きくなると、トルク変動吸収装置の内部の搭載スペースが制約されるため、トルク変動吸収装置の構成部品の設計の自由度が制約される不具合があった。例えば、フライホィール機能を発揮する質量体であるマス部をトルク変動吸収装置に設ける場合には、マス部の形状や大きさを選択する自由度が制約される不具合があった。
【０００９】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、軸長方向におけるトルクリミッタの薄型化に有利で、トルク変動吸収装置の構成部品の設計の自由度を確保することができ、しかも必要な摩擦係数を確保するのに有利なトルク変動吸収装置を提供することを課題とするにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者はトルクリミッタを有するトルク変動吸収装置について開発を進めている。そしてトルク変動吸収装置においては、通常使用状態ではトルク変動が設定値以内であり、相手材に摩擦係合するトルクリミッタのリミッタ摩擦係合部の摺動滑り現象は抑えられていること、相手材に摩擦係合しているトルクリミッタのリミッタ摩擦係合部の摺動滑り現象が発生するのは、トルク変動が設定値を越えたときであり、発生頻度は極めて少ないことに着目した。
【００１１】
そして本発明者は、相手材に摩擦係合するトルクリミッタのリミッタ摩擦係合部を膜状に成膜すると共に、膜内に硬質粒子を配合すれば、軸長方向におけるトルクリミッタのサイズの薄型化に有利であり、しかもトルクリミッタとして必要な摩擦係数を確保するのに有利であることを知見し、試験で確認し、本発明に係るトルク変動吸収装置を完成した。
【００１２】
即ち、本発明に係るトルク変動吸収装置は、第１回転軸と第２回転軸との間に設けられ第１回転軸から第２回転軸へのトルクを伝達させると共にトルク変動が発生したときトルク変動を吸収するものであり、
第１回転軸に連結され半径方向外方に延設された第１部材と、
第２回転軸に連結され半径方向外方に延設された第２部材と、
第１部材と第２部材との間に介在すると共に第１回転軸のトルクを第２回転軸へ伝達させるダンパ部と、
第１部材と第２部材との間に介在し、第１回転軸との第２回転軸との間のトルク変動が設定値以内のとき摩擦係合して第１回転軸のトルクを第２回転軸に伝達させ、且つ、トルク変動が設定値を越えるとき摺動滑りを発生させて第１回転軸との第２回転軸との間のトルク伝達の遮断性を高めるリミッタ摩擦係合部を有するトルクリミッタとを具備するトルク変動吸収装置において、トルクリミッタのリミッタ摩擦係合部は、硬質粒子と硬質粒子を結合するバインダとを主要成分とする膜状に成膜されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に係るトルク変動吸収装置によれば、トルクリミッタのリミッタ摩擦係合部は、トルク変動が設定値以内のとき第１部材及び第２部材の相対回転変位を抑えるように摩擦係合し、第１回転軸と第２回転軸との間のトルク伝達を良好に行うことができる。第１回転軸と第２回転軸との間のトルク変動が設定値を越えるときには、トルクリミッタのリミッタ摩擦係合部は摺動滑りを発生させる。摺動滑りにより、第１回転軸と第２回転軸との間のトルク伝達の遮断性が高まる。
【００１４】
上記したようにトルクリミッタのリミッタ摩擦係合部は膜状に成膜されているため、肉厚が薄い。従って、第１回転軸の軸長方向におけるトルクリミッタの薄型化に有利である。更に硬質粒子が主要成分として含まれているため、トルクリミッタとして必要な摩擦係数が確保される。
【００１５】
【発明の実施形態】
本発明に係るトルク変動吸収装置によれば、好ましくは、トルクリミッタは、第１部材及び第２部材のうちの少なくとも一方と対向するリミッタプレートと、第１部材及び第２部材のうちの少なくとも一方と摩擦接触するようにリミッタプレートの表出面に配設され硬質粒子と硬質粒子を結合するバインダとを主要成分とする膜状に成膜されたリミッタ摩擦係合部とを備えている形態を採用することができる。この場合、一般的には、リミッタ摩擦係合部はドライ摩擦係合状態に維持され、潤滑油等に浸漬されているウェット摩擦係合状態ではない。
【００１６】
リミッタ摩擦係合部の厚みが過剰に薄いと、硬質粒子を保持する保持力が低下する。リミッタ摩擦係合部の厚みが過剰に厚いと、密着性が低下し、剥離し易くなる。上記した事情を考慮し、リミッタ摩擦係合部の平均厚みは５〜１５００μｍに設定されている形態を採用することができる。この場合、リミッタ摩擦係合部の平均厚みとしては５〜１０００μｍ、５〜８００μｍ、１０〜５００μｍ、１０〜３００μｍ、あるいは１０〜１００μｍに設定されている形態を採用することができる。リミッタ摩擦係合部の密着性、リミッタ摩擦係合部の摩擦係数の安定化を考慮すると、リミッタ摩擦係合部の平均厚みとしては５〜５００μｍ、１０〜２００μｍ、１０〜１００μｍ、あるいは１０〜５０μｍを採用することができる。
【００１７】
本発明に係るトルク変動吸収装置によれば、リミッタ摩擦係合部に含まれている硬質粒子は非球形状である形態を採用することができる。硬質粒子が非球形状であれば、相手材に対する引っかかり係合性が向上し。リミッタ摩擦係合部の摩擦係数を確保するのに貢献できる。非球形状とは、硬質粒子の断面において硬質粒子の中心を通る仮想線に対して左右非対称形状であることを意味する。硬質粒子が非球形状であれば、リミッタ摩擦係合部の摩擦係数の確保に貢献できる。非球形状の硬質粒子としては、機械的に破砕した破砕形状、角片形状等の異形状とすることができる。硬質粒子は一般的には第１部材及び第２部材の平均硬度よりも高い平均硬度をもつ粒子である。
【００１８】
硬質粒子の材質としてはセラミックスを採用することができる。セラミックスとして酸化物系、窒化物系、ホウ化物系等を採用することができる。具体的には、炭化珪素、アルミナ、シリカ、窒化珪素、窒化ホウ素（立方晶窒化ホウ素）、ジルコニア、ムライト、ダイヤモンド等を例示できる。硬質粒子としては場合によっては金属間化合物、硬質金属でも良い。金属間化合物としてはフェロタングステン、フェロモリブデン、フェロバナジウム等の１種または２種以上を採用することができる。セラミックス、金属間化合物、硬質金属のうちの１種または２種以上を硬質粒子として採用することができる。
【００１９】
硬質粒子の平均粒径は、リミッタ摩擦係合部の平均厚み、要請される摩擦特性等によって変更できる。このように硬質粒子の平均粒径はリミッタ摩擦係合部の厚みによっても相違するものの、一般的には１〜１００μｍ、２〜５０μｍ、２〜２０μｍ、２〜１０μｍとすることができる。硬質粒子の平均粒径はリミッタ摩擦係合部の平均厚み以下とすることが好ましい。硬質粒子の平均粒径が過剰に大きいと、相手攻撃性の増加、硬質粒子の分散性の低下、硬質粒子の脱落を誘発し、更に摩擦係数の安定化に不利となり、リミッタ摩擦係合部の耐久性が低下する。硬質粒子の平均粒径が過剰に小さいと、硬質粒子の添加効果が低減し、良好なる摩擦係数が得られない。
【００２０】
バインダとしては有機バインダが好ましく、熱硬化性樹脂を例示できる。具体的には、耐摩耗性に優れるポリアミドイミド、ポリイミド、エポキシ、フェノール、不飽和ポリエステル、ウレタン、アミノ、アクリル、シリコーン、ポリエステル等を例示でき、これらの１種または２種以上を採用することができる。
【００２１】
リミッタ摩擦係合部は、硬質粒子及びバインダの他に固体潤滑剤を主要成分とすることができる。固体潤滑剤としては、黒鉛、二硫化モリブデン、フッ素樹脂等のうちの１種または２種以上を採用することができる。フッ素樹脂としてはＰＴＦＥ、ＰＦＡ，ＦＥＰ，ＥＴＦＥ等の１種または２種以上を採用することができる。
【００２２】
配合割合としては、リミッタ摩擦係合部を構成する硬質粒子、バインダ及び固体潤滑剤の合計量を１００％としたとき、例えば、重量比で、硬質粒子は９〜７５％、殊に２５〜５０％にでき、バインダは１４〜９１％、殊に５０〜７０％にでき、固体潤滑剤は０〜７５％、殊に０〜２５％、また０．１〜７５％、殊に０．１〜２５％にできる。但し、配合割合はこれに限定されるものではない。
【００２３】
トルク変動吸収装置の用途にもよるが、重量部基準としたとき、バインダ１００重量部に対して、硬質粒子は例えば１０〜３００重量部配合することができ、固体潤滑剤は例えば０〜３００重量部または１〜３００重量部配合することができる。
【００２４】
硬質粒子の割合が過剰に少ないと、摩擦係数が低くなり、良好な摩擦係数が得られない。硬質粒子の割合が過剰に多いと、摩擦係数が高くなりすぎ、硬質粒子の脱落も増加する。固体潤滑剤の割合が過剰に多いと、摩擦係数が低くなりすぎ、硬質粒子の割合が相対的に低下する。なお、固体潤滑剤は必要に応じて配合されるものであり、省くこともできる。
【００２５】
本発明に係るリミッタ摩擦係合部の摩擦係数としては、初期なじみ運転の場合を除けば、０．３〜０．７の範囲、あるいは０．３〜０．６の範囲とすることができる。
【００２６】
本発明に係るトルク変動吸収装置によれば、好ましくは、リミッタ摩擦係合部は、硬質粒子と固体潤滑剤とバインダと分散媒（溶媒も含む）とを主要成分とする液状物を用い、液状物をリミッタプレート等の対象物に塗布して塗布膜を形成し、塗布膜を固化させることにより成膜されている形態を採用することができる。塗布膜の固化に先立ち、乾燥処理を行うことが好ましい。上記した液状物を塗布固化してリミッタ摩擦係合部を成膜すれば、リミッタ摩擦係合部の薄肉化に有利であり、薄い膜状のリミッタ摩擦係合部を形成することができる。
【００２７】
塗布としては、液状物をスプレーで塗布するスプレー塗布、液状物を刷毛で塗布する刷毛塗り塗布、液状物に浸漬した後に液状物から取り出す浸漬塗布等を採用することができる。塗布膜の肉厚の均一化等を考慮すると、スプレー塗布が好ましい。このようにリミッタ摩擦係合部を液状物の塗布で成膜すれば、リミッタ摩擦係合部となる摩擦材料を成形型で熱硬化させる必要がなくなり、高価な成形型を省略でき、工程の簡素化を図り得、従ってリミッタ摩擦係合部の製造コストの低廉化を図り得る。
【００２８】
上記した液状物に係る分散媒としては、水、トルエン、キシレン、酢酸ブチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ｎ−ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＡＣ）等の１種または２種以上を採用することができる。
【００２９】
本発明に係るトルク変動吸収装置によれば、エンジン及び電動モータを搭載したハイブリッド駆動装置に用いられ、第１回転軸はエンジン及び電動モータのうちの一方につながると共に、第２回転軸はエンジン及び電動モータのうちの他方につながる形態を例示することができる。エンジン及び電動モータを搭載したハイブリッド駆動装置によれば、トルク変動が発生し易いため、本発明に係るトルク変動吸収装置は有効である。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を具体化した実施例について図１〜図４を参照して説明する。図１は断面図であり、図２のＡ−Ａ線に沿った矢視図である。図２は側面図である。図２においてはフライホィール部材２のマス部２２の外周部分は省略されている。図１に示すように、本実施例に係るトルク変動吸収装置１は、互いに対向するように同軸的に配置された第１回転軸１１と第２回転軸１２との間に設けられており、第１回転軸１１から第２回転軸１２へのトルクを伝達させると共にトルク変動が発生したときトルク変動を抑制するものである。トルク変動吸収装置１は、第１回転軸１１に連結された第１部材としてのフライホィール部材２と、第２回転軸１２に連結された第２部材としてのハブ部材３と、フライホィール部材２とバブ部材３との間に介在すると共に第１回転軸１１のトルクを第２回転軸１２へ伝達させるダンパ部４（４Ａ，４Ｂ）と、過剰なトルク変動が発生したときに摺動滑りを発生させて第１回転軸１１から第２回転軸１２へのトルク伝達を遮断するトルクリミッタ５とを備えている。
【００３１】
フライホィール部材２は円盤状をなしており、第１回転軸１１のうち第２回転軸１２と対向する軸端部１１ｅに取付ボルト１３により第１回転軸１１に同軸的に連結されている。フライホィール部材２は金属製（一般的には鉄鋳物またはアルミニウム鋳物）であり、第１回転軸１１の半径方向に伸びる延設部２１と、延設部２１の外端部に設けられ慣性を得るための質量体として機能するリング状のマス部２２とをもつ。マス部２２は、軸長方向における軸端面２２ｆからの肉厚がＬ１に設定された摩擦面２２ａと、軸端面２２ｆからの肉厚がＬ２（Ｌ２＞Ｌ１）に設定された取付軸端面２２ｃとをもつ。摩擦面２２ａ及び取付軸端面２２ｃはそれぞれ第１回転軸１１の中心線Ｐ１の回りに延設されている。
【００３２】
ハブ部材３の中央部の取付孔３０にはスプライン３１が形成されている。第２回転軸１２のうち第１回転軸１１と対向する軸端部１２ｅにハブ部材３のスプライン３１を嵌合した状態で、ハブ部材３は第２回転軸１２の軸端部１２ｅに一体回転可能に保持されている。ハブ部材３は金属製であり、スプライン３１を有するボス部３２と、ボス部３２から半径方向外方に延設された延設部３３とをもつ。ハブ部材３のボス部３２の外周側には中間プレート６が同軸的に配置されている。
【００３３】
中間プレート６は、リング状の第１中間プレート６１と、第１中間プレート６１に対面するリング状の第２中間プレート６２とで形成されている。第１中間プレート６１及び第２中間プレート６２は連結具としてのリベット６３により互いに連結されており、一体回転する。第１中間プレート６１及び第２中間プレート６２はハブ部材３の延設部３３に対して、第１回転軸１１の中心線Ｐ１の回りで周方向に相対回転変位可能とされている。なお中間プレート６の内周側には、ハブ部材３と中間プレート６との間のヒステリシス特性を得るためのヒステリシス機構６５が設けられている。
【００３４】
中間プレート６及びハブ部材３の延設部３３には、周方向に間隔を隔てて複数の窓開口４０が形成されている。各窓開口４０には複数のダンパ部４Ａ，４Ｂがそれぞれ配置されている。ダンパ部４Ａ，４Ｂはフライホィール部材２とハブ部材３との間に介在している。中心線Ｐ１回りの周方向におけるダンパ部４Ａ，４Ｂの一端部は、ハブ部材３の延設部３３に対面して係合している。中心線Ｐ１回りの周方向におけるダンパ部４Ａ，４Ｂの他端部は、第１中間プレート６１及び第２中間プレート６２に対面して係合している。ダンパ部４Ａ，４Ｂは、第１回転軸１１のトルクを第２回転軸１２へ自身の弾発力を介して伝達させるものであり、コイル状のバネで形成されており、第１回転軸１１の中心線Ｐ１の回りの周方向において弾性収縮できるようにされている。
【００３５】
図１に示すように、フライホィール部材２の取付軸端面２２ｃには、取付具としての取付ボルト７０をマス部２２の螺子孔２２ｍに螺着することにより、リング状の金属製の第１プレート７１が同軸的に固定されている。そして第１プレート７１には取付具としてのリベット７４によりリング形状の金属製（一般的には炭素鋼）の第２プレート７２が同軸的に保持されている。従って第２プレート７２は、リベット７４及び第１プレート７１を介してフライホィール部材２のマス部２２に一体的に連結されている。なおリベット７４の部分７４ｘはマス部２２に対面している。第１プレート７１と第２プレート７２との間には、付勢部材としての皿バネ７５が介装されている。皿バネ７５は金属製であり中心線Ｐ１回りでリング形状をなしており、第２プレート７２をフライホィール部材２に近づける方向（矢印Ｘ１方向）に付勢する付勢力をもつ。
【００３６】
図１に示すように、トルクリミッタ５は、ダンパ部４Ａ，４Ｂの外周側に位置するようにフライホィール部材２とハブ部材３との間に介在している。トルクリミッタ５は、フライホィール部材２のマス部２２の摩擦面２２ａと対向するように第１中間プレート６１にリベット６３で一体的に固定された金属製（一般的には鋼系）のリミッタプレート５０と、リミッタプレート５０の表面及び裏面にそれぞれ配設された膜状のリミッタ摩擦係合部５１（５１Ａ，５１Ｂ）とを備えている。リミッタプレート５０の平均厚みは必要に応じて適宜選択されるものの、例えば０．５〜３．０ｍｍ、殊に１．０〜２．０ｍｍ程度である。
【００３７】
リミッタプレート５０は第１回転軸１１の中心線Ｐ１の回りで１周するようにリング形状をなしている。リミッタ摩擦係合部５１も第１回転軸１１の中心線Ｐ１の回りで１周するようにリング形状をなしている。図３に示すように、リミッタ摩擦係合部５１は、フライホィール部材２のマス部２２の摩擦面２２ａ（相手材）に摩擦接触するように、リミッタプレート５０の表面に薄い膜状に成膜された第１リミッタ摩擦係合部５１Ａと、フライホィール部材２のマス部２２側に連結されている第２プレート７２の摩擦面７２ａ（相手材）に摩擦接触するようにリミッタプレート５０の裏面に薄い膜状に成膜された第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂとで形成されている。
【００３８】
第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂは、リミッタプレート５０の表裏で互いに背向するように固着されている。第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂは、ダンパ部４Ａ，４Ｂの外周側に配置されている。皿バネ７５の矢印Ｘ１方向へ向かう付勢力により、第２プレート７２はフライホィール部材２のマス部２２に向けて加圧されている。このため、トルクリミッタ５の薄い膜状の第１リミッタ摩擦係合部５１Ａは、フライホィール部材２のマス部２２の摩擦面２２ａ（相手材）に常時圧着されていると共に、薄い膜状の第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂは第２プレート７２の摩擦面７２ａ（相手材）に常時圧着されている。
【００３９】
本実施例によれば、第１リミッタ摩擦係合部５１Ａは、硬質粒子と硬質粒子を結合するバインダと固定潤滑剤とを主要成分とする薄い膜状に成膜されている。その厚みｔ（図４参照）はそれぞれ３０〜４００μｍ、特に３０〜３００μｍとされている。第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂも同様であり、硬質粒子と硬質粒子を結合するバインダと固定潤滑剤とを主要成分とする薄い膜状に成膜されており、その厚みｔ（図４参照）は３０〜４００μｍ、特に３０〜３００μｍとされている。なお第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂの厚みは、図１においては誇張されて図示されている。
【００４０】
硬質粒子は炭化珪素（ＳｉＣ）の微細な粒子されており、硬質粒子の粒径分布は正規分布に近い分布を示し、最大頻度領域が５〜９μｍ（特に約７μｍ）とされている。この粒度分布において、３〜１０μｍの粒径をもつ硬質粒子が全粒子数の９９．６％を占める。硬質粒子は非球形状であり、具体的には機械的に細かく破砕した異形状の破砕粉末粒子を用いており、相手材に対する引っかかり性が確保され、相手材との間の必要な摩擦係数が確保されている。
【００４１】
本実施例によれば、薄い膜状の第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ、薄い膜状の第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂを製造するには、硬質粒子（破砕粉末粒子、炭化珪素、粒径３〜１０μｍ、最頻度径７μｍ）と固体潤滑剤（二硫化モリブデン）とバインダ（ポリアミドイミド）と分散媒（ＮＭＰ，キシレン）とを主要成分とする液状物を用いる。硬質粒子と固体潤滑剤とバインダとの合計量を１００％としたとき、重量比で、硬質粒子は約３０〜４０％、固体潤滑剤は約１０〜２０％、バインダは約５０〜６０％に設定する。分散媒は成膜後に蒸散するため、配合割合としては実質的に無視することができる。
【００４２】
そして組み付け前のリミッタプレート５０の表面及び裏面に液状物をスプレー治具でスプレー塗布して塗布膜を成膜する工程、塗布膜を乾燥させる工程、塗布膜を２００〜２３０℃にオーブンにより３０〜６０分間加熱して固化させる工程とを順に実施することにより、薄い膜状に成膜されている。なお加熱温度、加熱時間はこれに限定されるものではない。
【００４３】
本実施例によれば、薄い膜状の第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂは、トルクリミッタ５として必要な摩擦係数を発揮する。このため使用時に、エンジン等の第１駆動源が駆動すると、第１駆動源に連結された第１回転軸１１がこれの中心線Ｐ１の回りで回転駆動し、フライホィール部材２が連動して同方向に回転する。通常使用状態では、第１回転軸１１と第２回転軸１２との間におけるトルク変動が設定値以内である。このように第１回転軸１１と第２回転軸１２との間におけるトルク変動が設定値以内のときには、トルクリミッタ５の第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂを介して中間プレート６にトルクが伝達され、ひいてはダンパ部４Ａ，４Ｂを介してハブ部材３に伝達され、第２回転軸１２がフライホィール部材２及びハブ部材３と共に一体回転する。即ち、第１回転軸１１と第２回転軸１２との間におけるトルク変動が設定値以内のときには、前述したようにトルクリミッタ５の薄い膜状の第１リミッタ摩擦係合部５１Ａは、フライホィール部材２のマス部２２の摩擦面２２ａ（相手材）に摩擦係合すると共に、薄い膜状の第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂは第２プレート７２の摩擦面７２ａ（相手材）に摩擦係合する。これによりトルクリミッタ５を構成する薄い膜状の第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ、薄い膜状の第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂ、リミッタプレート５０は、フライホィール部材２と共に一体回転する。
【００４４】
これに対して第１回転軸１１と第２回転軸１２との間におけるトルク変動が設定値を越えるときが低頻度ながらも発生する。通常使用状態では発生しない程度の過大なトルクが第１回転軸１１に入力されるときである。このとき第１リミッタ摩擦係合部５１Ａはフライホィール部材２のマス部２２の摩擦面２２ａに対して第１回転軸１１の中心線Ｐ１の回りの周方向に沿って摺動して滑る。同様に、第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂは第２プレート７２の摩擦面７２ａに対して第１回転軸１１の中心線Ｐ１の回りの周方向に沿って摺動して滑る。このような摺動滑り作用が生じるため、第１回転軸１１から過大なトルクが第２回転軸１２に伝達されることが遮断される。即ち、過大なトルク変動が第２回転軸１２に伝達されることが抑えられ、トルク変動に起因する共振や破損等が抑えられる。
【００４５】
以上説明したように本実施例によれば、トルクリミッタ５は、硬質粒子と硬質粒子を結合するバインダとを主要成分とする薄い膜状に成膜された第１リミッタ摩擦係合部５１Ａと、同じく薄い膜状に成膜された第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂとを備えている。このように第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂは薄い膜状に成膜されているため、肉厚がかなり薄い。従って軸長方向（Ｘ方向）におけるトルクリミッタ５の薄型化に有利である。このため本実施例によれば、トルク変動吸収装置１の内部の搭載スペースに余裕ができ、構成部品の設計の自由度を確保することができる。
【００４６】
例えば、フライホィール部材２の質量を増加させて慣性効果を向上させたいときには、第１回転軸１１の軸長方向（Ｘ方向）におけるマス部２２の厚みＬ２を従来と同様な寸法に設定しつつも、搭載スペースに余裕ができたぶん、マス部２２の厚みＬ１を大きくすることができ、マス部２２の質量を増加させることができる。あるいは、上記したようにトルクリミッタ５を軸長方向（Ｘ方向）において薄型化できるため、フライホィール部材２を軽量化してフライホィール機能の応答性を向上させたいときには、第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂの薄膜化に伴い、第１回転軸１１の軸長方向（Ｘ方向）におけるマス部２２の厚みＬ１、Ｌ２を小さくすることもできる。換言すれば、本実施例によればフライホィール機能を発揮するマス部２２の厚みを選択する自由度を、用途に応じて拡大することができる利点が得られる。
【００４７】
また、上記したようにトルクリミッタ５の第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂは膜状に成膜されているため、期待する摩擦係数が得られないおそれがある。この点本実施例によれば、トルクリミッタ５の第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂは、相手材との引っかかり性を期待できる硬質粒子（炭化珪素）を主要成分として含むため、トルクリミッタ５として必要な摩擦係数が確保される。殊に硬質粒子は破砕粉末粒子であるため、トルクリミッタ５として必要な摩擦係数を確保するのに有利である。
【００４８】
更に本実施例によれば、液状物をスプレー治具でスプレー塗布して塗布膜を形成し、塗布膜を乾燥し、固化させることにより、薄い膜状の第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び薄い膜状の第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂを成膜している。このため、第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂを成形型で型成形する従来技術とは異なり、型成形せずとも良く、液状物の塗布で形成することができ、軸長方向（Ｘ方向）ばかりか、径方向（Ｙ方向）におけるトルクリミッタ５のサイズの小型化にも貢献できる。更には前述したように成形型を用いた型成形をせずとも良いため、高価な成形型が不要となり、製造工程が簡素化され、従ってトルクリミッタ５を構成する第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂの製造コストの低廉化に貢献できる。
【００４９】
なお通常のトルク伝達のときには、トルクリミッタ５の第１リミッタ摩擦係合部５１Ａはフライホィール部材２の摩擦面２２ａに摩擦係合すると共に、第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂは第２プレート７２の摩擦面７２ａに摩擦係合しており、トルクリミッタ５を構成する第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ、第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂ、リミッタプレート５０は、第１回転軸１１、フライホィール部材２、ハブ部材３、第２回転軸１２と共に一体回転する。このように第１リミッタ摩擦係合部５１Ａがフライホィール部材２のマス部２２の摩擦面２２ａに摩擦係合すると共に、第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂが第２プレート７２の摩擦面７２ａに摩擦係合しているとき、トルク変動吸収装置１としての通常の使用形態である。
【００５０】
これに対してトルクリミッタ５の第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂが上記した摺動滑り作用を発揮するときは、過大トルクが発生し、トルク変動が設定値を越えたときであり、発生頻度としては極めて少ないものである。このように発生頻度が極めて少なく、摺動滑り時間、摺動滑り距離も極めて少ない。このため第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂがかなり薄い膜状に成膜されていても実質的不具合はない。
【００５１】
（第２実施例）
図５は第２実施例を示す。第２実施例は第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。同様の機能を奏する部位には同様の符号を付する。本実施例においても、第１リミッタ摩擦係合部５１Ｃ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｄは、硬質粒子と硬質粒子を結合するバインダと固定潤滑剤（二硫化モリブデン）とを主要成分とする薄い膜状となるように、リミッタプレート５０の表面及び裏面に成膜されてあり、その厚みはそれぞれ３０〜４００μｍ、特に３０〜３００μｍとされている。硬質粒子はアルミナの微細な粒子されており、最大頻度領域が４〜１０μｍ（特に約７μｍ）とされている。
【００５２】
（試験例）
図６は試験結果を示す。この試験例では、硬質粒子（炭化珪素、粒径３〜１０μｍ、最頻度径７μｍ）と固体潤滑剤（この試験例ではなし）とバインダ（ポリアミドイミド）と分散媒（ＮＭＰ，キシレン）とを主要成分とする液状物を用いた。硬質粒子と固体潤滑剤とバインダとの合計を１００％としたとき、重量比で、硬質粒子は約４０％、固体潤滑剤は約０％、バインダは約６０％に設定した。硬質粒子は粒径のばらつきが低減されているため、摩擦係数の安定化に有利である。そして、平板形状の金属製の試験片を洗浄した後、試験片の片面に液状物をスプレー治具でスプレー塗布して塗布膜を形成した。その後、塗布膜を乾燥し、２３０℃にオーブンにより加熱して固化させることにより、薄い膜状のリミッタ摩擦係合部（肉厚：５０μｍ）を試験片の片面に成膜した。そしてスラスト摩擦摩耗試験機を用い、試験片に成膜されたリミッタ摩擦係合部に対してリング形状の相手材（材質：炭素鋼（ＪＩＳ−Ｓ４５Ｃ）、ロックウエル硬さ４５（Ｃスケール），ＨＲＣ４５）をあてがいつつ摺動させて摩擦試験を行ない、試験片の摩擦係数を測定した。摩擦試験条件としては次のようである。
【００５３】
試験片の材質：炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）
試験片の硬さ：ロックウエル硬さ４５（Ｃスケール），ＨＲＣ４５）
成膜前の試験片の表面粗さ：Ｒｚ０．５μｍ
雰囲気：ドライ雰囲気（２５℃）
試験荷重：１０．２ｋｇｆ（面圧０．５ＭＰａ）
試験速度：０．１３５ｍ／ｓｅｃ（１１５ｒｐｍ）
摺動距離：２４０ｍ
図６は摩擦係数の試験結果を示す。図６の横軸は摩擦時間を示し、縦軸は摩擦係数を示す。試験結果Ａ，Ｂは同一の試験片を用い、データの信頼性を確保するために試験を２回行ったものである。一方の試験結果Ａを図６において＊印で示し、他方の試験結果Ｂを図６において○印で示した。図６に示すように、初期なじみ運転を除いて摩擦係数は０．３〜０．５の範囲で安定していた。本試験片には固体潤滑剤が主要成分として用いられていないが、要求される摩擦特性に応じて適宜、固体潤滑剤を用いることができる。
【００５４】
（適用例）
図７は適用例を示す。この場合には、自動車等の車両に搭載されるハイブリッド駆動装置に適用している。ハイブリッド駆動装置は、第１駆動源としてのエンジン１００と、第２駆動源としての電動モータ１１０と、エンジン１００と電動モータ１１０との間に設けられたトルク変動吸収装置１と、トルク変動吸収装置１と電動モータ１１０との間に設けられた変速機構として機能する遊星歯車機構２００と、図略の駆動車輪にトルクを伝達する減速機構３００と、遊星歯車機構２００のリングギヤ２０１と減速機構３００とを連結するベルト４００と、遊星歯車機構２００に連結された発電モータ５００と、インバータ６００を介して発電モータ５００及び電動モータ１１０に電気的に接続されたバッテリー８００とを有する。エンジン１００の駆動によって発生した電気エネルギは、バッテリー８００に充電される。遊星歯車機構２００は、周知のように、中央域に配置されたサンギヤ２０３と，サンギヤ２０３の外周に配置されたリングギヤ２０１と，サンギヤ２０３及びリングギヤ２０１に噛合しつつ自転及び公転可能なピニオンギヤ２０２ａを有するキャリア２０２とを有する。
【００５５】
燃料駆動式のエンジン１００が駆動すると、第１回転軸１１は回転駆動する。第１回転軸１１はトルク変動吸収装置１、第２回転軸１２を介して遊星歯車機構２００のキャリア２０２に連結されている。発電モータ５００は遊星歯車機構２００のサンギヤ２０３に連結されており、サンギヤ２０３により駆動される。電動モータ１１０の出力軸１１１は遊星歯車機構２００のリングギヤ２０１に連結されている。
【００５６】
エンジン１００のみが駆動するとき、エンジン１００のトルクは第１回転軸１１，トルク変動吸収装置１を経て遊星歯車機構２００のキャリア２０２に伝達され、キャリア２０２全体がエンジン１００側の第１回転軸１１を中心として回転する。これにより遊星歯車機構２００のリングギヤ２０１が回転し、リングギヤ２０１に繋がるベルト４００が作動し、これによりエンジン１００のトルクはトルク変動吸収装置１及び遊星歯車機構２００を経て減速機構３００に伝達され、ひいては減速機構３００に繋がる図略の駆動車輪が回転駆動し、車両が走行する。このとき遊星歯車機構２００のサンギヤ２０３も回転し、サンギヤ２０３に繋がる発電モータ５００が発電作用を行い、発電された電気エネルギはインバータ６００を経てバッテリー８００に充電される。
【００５７】
エンジン１００が停止して電動モータ１１０のみが駆動するとき、電動モータ１１０に繋がる遊星歯車機構２００のリングギヤ２０１が回転し、リングギヤ２０１に繋がるベルト４００を介して減速機構３００に電動モータ１１０のトルクが伝達され、ひいては減速機構３００に繋がる図略の駆動車輪が回転駆動する。このときエンジン１００側には電動モータ１１０のトルクが伝達されない。
【００５８】
更にエンジン１００及び電動モータ１１０の双方を駆動させて減速機構３００にトルクを伝達させ図略の駆動車輪を回転駆動させることも可能である。このような動力源の切替は車速、アクセル開度等の信号によって制御装置により行われる。
【００５９】
上記したハイブリッド駆動装置は、エンジン１００と電動モータ１１０とをそれぞれ駆動源としている。動力源が１個しかない駆動装置に比較して、複数の駆動源を有するハイブリッド駆動装置では、トルク変動が発生し易く、このため複数の駆動源であるエンジン１００と電動モータ１１０との間のトルク変動に対処するダンパ機能及びトルクリミッタ機能をもつトルク変動吸収装置１が用いられている。
【００６０】
（第３実施例）
図８は第３実施例を示す。第３実施例は第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。同様の機能を奏する部位には同様の符号を付する。本実施例においても、図８に示すように、上記したように第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂは厚みが３０〜４００μｍ以下の膜状に成膜されているため、軸長方向（Ｘ方向）におけるトルクリミッタ５の薄型化が図られている。このため取付具としてのリベット７４のうちフライホィール部材２に対面する部分７４ｘがフライホィール部材２に干渉するおそれがある。そこで本実施例によれば、図８に示すように、フライホィール部材２において干渉防止部としての退避凹部２９を形成している。退避凹部２９の端面２９ｗは、フライホィール部材２のマス部２２の摩擦面２２ａよりも第１回転軸１１側つまり矢印Ｘ１方向に向けて退避されている。この結果、リベット７４のうちフライホィール部材２に対面する部分７４ｘがフライホィール部材２に干渉しないようにされている。
【００６１】
（第４実施例）
図９は第４実施例を示す。第４実施例は第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。同様の機能を奏する部位には同様の符号を付する。本実施例においても、図９に示すように、上記したように第１リミッタ摩擦係合部５１Ａ及び第２リミッタ摩擦係合部５１Ｂは膜状に成膜されているため、軸長方向（Ｘ方向）におけるトルクリミッタ５の薄型化が図られている。このため取付具としてのリベット７４のうちフライホィール部材２に対面する部分７４ｘがフライホィール部材２に干渉するおそれがある。そこで本実施例によれば、図８に示すように、第２プレート７２の断面において、第２プレート７２の外周部７２ｐを、フライホィール部材２のマス部２２の摩擦面２２ａから第２回転軸１２側つまり矢印Ｘ２方向に向けて退避させている。この結果、リベット７４のうちフライホィール部材２に対面する部分７４ｘがフライホィール部材２に干渉しないようにされている。
【００６２】
（その他）
第１実施例によれば、硬質粒子については最大頻度領域が５〜９μｍとされているが、これに限られるものではなく、最大頻度領域はこれよりも大きくても良いし、小さくても良い。本発明はエンジンと電動モータとを駆動源とするハイブリッド駆動装置の適用に限定されるものではなく、トルク変動吸収装置一般に適用できるものである。その他、本発明方法及び本発明装置は上記した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
【００６３】
【発明の効果】
本発明に係るトルク変動吸収装置によれば、トルクリミッタのリミッタ摩擦係合部は膜状に成膜されているため、肉厚が薄い。従って、第１回転軸の軸長方向におけるトルクリミッタの薄型化に有利である。このためトルク変動吸収装置の内部の搭載スペースに余裕ができ、構成部品の設計の自由度を確保することができる。
【００６４】
例えば、第１部材及び第２部材のうちの少なくとも一方がフライホィール機能を発揮するマス部を有する場合には、マス部を重量化させて慣性効果を向上させたいとき、余った搭載スペースを利用して、軸長方向におけるマス部の厚みを大きくすることができる。あるいは、マス部を軽量化させてフライホィール機能の応答性を向上させたいとき、トルクリミッタの薄型化に相応させて、軸長方向におけるマス部の厚みを小さくすることができる。換言すれば、マス部の厚みを選択する自由度を拡大することができる利点が得られる。
【００６５】
上記したようにトルクリミッタのリミッタ摩擦係合部は膜状に成膜されているため、期待する摩擦係数が得られないおそれがあるが、この点本発明に係るトルク変動吸収装置によれば、トルクリミッタのリミッタ摩擦係合部は、引っかかり性を期待できる硬質粒子を主要成分として含むため、トルクリミッタとして必要な摩擦係数が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】トルク変動吸収装置の断面図である。
【図２】一部破断して示すトルク変動吸収装置の側面図である。
【図３】トルク変動吸収装置を構成するトルクリミッタのリミッタ摩擦係合部付近の断面図である。
【図４】トルクリミッタのリミッタ摩擦係合部付近を拡大して示す断面図である。
【図５】第２実施例に係り、トルクリミッタのリミッタ摩擦係合部付近を拡大して示す断面図である。
【図６】摩擦係数を示す試験結果のグラフである。
【図７】ハイブリッド駆動装置を模式的に示す構成図である。
【図８】第３実施例に係り、トルクリミッタ付近を拡大して示す断面図である。
【図９】第４実施例に係り、トルクリミッタ付近を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
図中、１はトルク変動吸収装置、１１は第１回転軸、１２は第２回転軸、２はフライホィール部材（第１部材）、２２はマス部、３はハブ部材（第２部材）、３２はボス部、４Ａ，４Ｂはダンパ部、５はトルクリミッタ、５０はリミッタプレート、５１はリミッタ摩擦係合部、５１Ａは第１リミッタ摩擦係合部、５１Ｂは第２リミッタ摩擦係合部、７４はリベット（取付具）を示す。

Claims (6)

1. 第１回転軸と第２回転軸との間に設けられ前記第１回転軸から前記第２回転軸へのトルクを伝達させると共にトルク変動が発生したときトルク変動を吸収するものであり、
   前記第１回転軸に連結され半径方向外方に延設された第１部材と、
   前記第２回転軸に連結され半径方向外方に延設された第２部材と、
   前記第１部材と前記第２部材との間に介在すると共に前記第１回転軸のトルクを前記第２回転軸へ伝達させるダンパ部と、
   前記第１部材と前記第２部材との間に介在し、前記第１回転軸と前記第２回転軸との間のトルク変動が設定値以内のとき摩擦係合して前記第１回転軸のトルクを第２回転軸に伝達させ、且つ、トルク変動が設定値を越えるとき摺動滑りを発生させ、前記第１回転軸と前記第２回転軸との間のトルク伝達の遮断性を高めるリミッタ摩擦係合部を有するトルクリミッタとを具備するトルク変動吸収装置において、
   前記トルクリミッタの前記リミッタ摩擦係合部は、硬質粒子と硬質粒子を結合するバインダとを主要成分とする膜状に成膜されていることを特徴とするトルク変動吸収装置。
2. 請求項１において、前記トルクリミッタは、前記第１部材及び前記第２部材のうちの少なくとも一方と対向するリミッタプレートをもち、前記リミッタ摩擦係合部は、前記第１部材及び前記第２部材のうちの少なくとも一方と摩擦接触するように前記リミッタプレートに固着されていることを特徴とするトルク変動吸収装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記リミッタ摩擦係合部の平均厚みは５〜１５００μｍに設定されていることを特徴とするトルク変動吸収装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項において、前記リミッタ摩擦係合部は、硬質粒子と固体潤滑剤とバインダと分散媒とを主要成分とする液状物を塗布して塗布膜を形成し、前記塗布膜を固化させることにより成膜されていることを特徴とするトルク変動吸収装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項において、前記第１部材に固定された第１プレートと、前記第１回転軸の軸長方向において前記第１プレートと前記第１部材との間に位置するように前記第１プレートに取付具で固定された第２プレートとが設けられ、
   前記第１部材及び前記第２プレートのうちの少なくとも一方は、
   前記取付具のうち前記第１部材に対面する部分が前記第１部材に干渉することを防止する干渉防止部を有することを特徴とするトルク変動吸収装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項において、エンジン及び電動モータを搭載したハイブリッド駆動装置に用いられ、前記第１回転軸はエンジン及び電動モータのうちの一方につながると共に、前記第２回転軸はエンジン及び電動モータのうちの他方につながることを特徴とするトルク変動吸収装置。

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