JP2009287728A - 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すると共に過大なトルクを適正に減衰することで装置の小型軽量化を可能とする。
【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、ヒステリシス機構１１９を介装して構成し、このヒステリシス機構１１９により、ガイドプレート１０７に作用するエンジントルクが増加するのに伴って摩擦材１３１の摩擦力に応じたヒステリシストルクを大きくすると共に、このエンジントルクが予め設定されたエンジン最大トルクを超えたときに摩擦材１３１のヒステリシスを徐々に大きくする。
【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に記載されたトルク変動吸収装置では、ハブとサイドプレートとの間に、トルク変動を吸収するダンバ機構を設けると共に、ハブまたはサイドプレートに低摩擦部材を付勢することで小ヒステリシスを発生させる第１ヒステリシス機構と、ハブまたはサイドプレートに高摩擦部材を付勢することで大ヒステリシスを発生させる第２ヒステリシス機構を設けることで、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共に、エンジンの始動・停止時に生ずる過大なトルクを回避するようにしている。

特開２００７−２１８３４７号公報

上述した従来のトルク変動吸収装置では、ハブとサイドプレートとの間に、小ヒステリシスを発生させる第１ヒステリシス機構と、大ヒステリシスを発生させる第２ヒステリシス機構を設けている。そして、通常の使用状態では、第１ヒステリシス機構を作動し、捩じり角が大きくなると、第２ヒステリシス機構を作動させてヒステリシスの大きさを段階的に切換えている。

ハブとサイドプレートとの間で発生するヒステリシスを大きくすると、見かけの剛性が高くなって振動モードが変化し、十分な減衰を得ることが困難となる。そのため、大ヒステリシスの設計値は、静粛性が十分となる範囲に設定する必要があり、その上限値は限られてくる。そのため、上述した従来のトルク変動吸収装置のように、一般的な上限値では、過大なトルクを適正に介することは困難である。また、小ヒステリシスから大ヒステリシスに切り替わるとき、ダンパが壁に当接するような状態となり、ショックが発生し、トルク変動を適正に吸収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すると共に過大なトルクを適正に減衰することで装置の小型軽量化を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、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回転部材または前記第２回転部材に作用するトルクが増加するのに伴って前記摩擦材の摩擦力に応じたヒステリシストルクを大きくすると共に、前記第１回転部材または前記第２回転部材に作用するトルクが予め設定された最大トルクを超えたときに前記摩擦材のヒステリシスを徐々に大きくするヒステリシス機構を設ける、ことを特徴とするものである。

本発明のダンパ装置では、前記ヒステリシス機構は、前記第１回転部材と前記第２回転部材の一方に設けられて前記摩擦材に接触する所定長さの押圧面を有する押圧プレートと、前記押圧面を前記摩擦材に押圧する押圧ばねとを有し、前記押圧面が押圧する前記摩擦材の表面に低摩擦部及び高摩擦部が周方向に交互に設けら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回転部材または前記第２回転部材に作用するトルクが最大トルク以下であるとき、前記押圧プレートの押圧面が前記摩擦材の低摩擦部を押圧し、前記第１回転部材または前記第２回転部材に作用するトルクが最大トルクを超えると、前記押圧プレートの押圧面が前記摩擦材の高摩擦部を押圧するように、前記第１回転部材と前記第２回転部材が相対回転可能に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、前記低摩擦部は低摩擦材料により構成され、前記高摩擦部は高摩擦材料により構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、前記低摩擦部及び前記高摩擦部は、前記押圧面が押圧する前記摩擦材の表面粗さを異ならせることにより構成さ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、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回転部材の間に摩擦材を挟持すると共に、第１回転部材または第２回転部材に作用するトルクが増加するのに伴って摩擦材の摩擦力に応じたヒステリシストルクを大きくすると共に、第１回転部材または第２回転部材に作用するトルクが予め設定された最大トルクを超えたときに摩擦材のヒステリシスを徐々に大きくするヒステリシス機構を設けている。従って、ヒステリシス機構により、トルクが予め設定された最大トルクを超えたときに摩擦材のヒステリシスが徐々に大きくなるため、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て回転変動を効果的に抑制すると共に過大なトルクを適正に減衰することができ、トルクリミッタ機構を不要として装置の小型軽量化を可能とすることができる。

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、本発明の一実施例に係るダンパ装置のヒステリシス機構を表す断面図、図２−１及び図２−２は、ヒステリシス機構の作動状態を表す説明図、図３は、本実施例のダンパ装置の正面図、図４は、本実施例のダンパ装置を表す図３のIV−IV断面図、図５は、本実施例のダンパ装置における捩れ特性を表すグラフ、図６は、本実施例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６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る。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５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。

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、このヒステリシス機構１１９は、ガイドプレート１０７に作用するエンジントルクが増加するのに伴って摩擦材１３１の摩擦力に応じたヒステリシストルクを大きくすると共に、このエンジントルクが予め設定されたエンジン最大トルクを超えたときに摩擦材１３１のヒステリシスを徐々に大きくするものである。

即ち、ハブプレート１０１における一方の面側には、フランジ部１０４から所定間隔をあけてハブ部１０２に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。そのため、ガイドプレート１０７，１０８とワッシャプレート１１７，１１８とは、軸方向に相対移動可能であるが、周方向には相対移動不能、つまり、一体回転可能となっている。

ハブプレート１０１と一方のワッシャプレート１１７との間に、リング形状をなす摩擦材１３１が配置されている。このワッシャプレート１１７は、本発明の押圧プレートとして機能する。即ち、ワッシャプレート１１７は、リング形状をなし、図２−１に示すように、摩擦材１３１側に突出する押圧部１１７ａが周方向（図２−２にて、上下方向）に所定間隔で複数一体に形成されている。そして、この押圧部１１７ａの先端面に平坦な押圧面１１７ｂが形成されており、この押圧面１１７ｂは、周方向に沿って所定長さＬ１を有している。

一方、摩擦材１３１は、低摩擦部１３１ａと高摩擦部１３１ｂとが周方向（図２−２にて、上下方向）に交互に設けられており、低摩擦部１３１ａは、周方向に沿って所定長さＬ２を有し、高摩擦部１３１ｂは、周方向に沿って所定長さＬ３を有している。この場合、低摩擦部１３１ａの長さＬ２は、押圧面１１７ｂの長さＬ１より長く、高摩擦部１３１ｂの長さＬ３は、押圧面１１７ｂの長さＬ１とほぼ同じに設定されている。

図１に戻り、ガイドプレート１０７とワッシャプレート１１７との間には、ワッシャプレート１１７の押圧面１１７ｂを摩擦材１３１の表面に押圧する皿ばね（押圧ばね）１３２が配置されている。そのため、ワッシャプレート１１７は、皿ばね１３２の付勢力により押圧面１１７ｂが摩擦材１３１における低摩擦部１３１ａまたは高摩擦部１３１ｂの表面に押圧されることとなる。

この場合、摩擦材１３１にて、低摩擦部１３１ａは低摩擦材料により形成され、高摩擦部１３１ｂは高摩擦材料により形成されている。なお、低摩擦部１３１ａ及び高摩擦部１３１ｂを、ワッシャプレート１１７の押圧面１１７ｂ側の表面粗さを異ならせることにより構成してもよい。即ち、低摩擦部１３１ａと高摩擦部１３１ｂを同材料にて構成し、低摩擦部１３１ａの表面粗さを小さく（摩擦係数を小さく）設定し、高摩擦部１３１ｂの表面粗さを大きく（摩擦係数を大きく）設定すればよい。

そして、本実施例では、ガイドプレート１０７に作用するエンジントルクが最大トルク以下であるときには、ワッシャプレート１１７の押圧面１１７ｂが摩擦材１３１の低摩擦部１３１ａの表面を押圧し、ガイドプレート１０７に作用するエンジントルクが最大トルクを超えると、ワッシャプレート１１７の押圧面１１７ｂが摩擦材１３１の高摩擦部１３１ｂの表面を押圧するように、ワッシャプレート１１７における押圧面１１７ｂの長さＬ１、摩擦材１３１における低摩擦部１３１ａの長さＬ２、高摩擦部１３１ｂの長さＬ３が設定され，ガイドプレート１０７とハブプレート１０１が相対回転可能に支持されている。

即ち、図５に示すように、エンジントルクが増加すると、ハブプレート１０１に対するガイドプレート１０７の捩れ角が増加し、ヒステリシストルクが大きくなる。そして、エンジン最大トルクを超えると、この捩れ角が更に増加し、ヒステリシストルクも更に大きくなる。一方、エンジントルクが減少すると、ハブプレート１０１に対するガイドプレート１０７の捩れ角が減少し、ヒステリシストルクが小さくなる。このとき、エンジントルクがエンジン最大トルク以下であるときは、ヒステリシスが一定となってヒステリシストルクが増加するが、エンジントルクがエンジン最大トルクを超えたときには、ヒステリシスが徐々に大きくなってヒステリシストルクが増加する。

具体的に説明すると、図２−１に示す状態はエンジン停止状態であり、エンジンが始動してエンジントルクが増加すると、ハブプレート１０１とガイドプレート１０７は、矢印方向に相対移動し、押圧面１１７ｂが低摩擦部１３１ａの表面を摺動する。そのため、ヒステリシスが一定となる。そして、エンジントルクが増加してエンジン最大トルクを超えると、図２−１に二点鎖線で示すように、押圧面１１７ｂが低摩擦部１３１ａから高摩擦部１３１ｂにかかり、押圧面１１７ｂと摩擦材１３１との摺動抵抗が増加する。そのため、押圧面１１７ｂが押圧する低摩擦部１３１ａと高摩擦部１３１ｂとの割合が変化することで、ヒステリシスが徐々に大きくなる。その後、図２−２に示すように、押圧面１１７ｂが高摩擦部１３１ｂまで移動して停止する。

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及び図２−１に示すように、エンジントルクが増加すると、ハブプレート１０１とガイドプレート１０７が相対移動し、押圧面１１７ｂが低摩擦部１３１ａの表面を摺動するため、ヒステリシスが一定となってヒステリシストルクが増加する。そして、エンジントルクがエンジン最大トルクを超えると、押圧面１１７ｂが低摩擦部１３１ａから高摩擦部１３１ｂに移行し、押圧面１１７ｂと摩擦材１３１との摺動抵抗が増加する。そのため、ヒステリシスが徐々に大きくなりながらヒステリシストルクが増加する。

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、ヒステリシス機構１１９を介装して構成し、このヒステリシス機構１１９により、ガイドプレート１０７に作用するエンジントルクが増加するのに伴って摩擦材１３１の摩擦力に応じたヒステリシストルクを大きくすると共に、このエンジントルクが予め設定されたエンジン最大トルクを超えたときに摩擦材１３１のヒステリシスを徐々に大きくしている。

従って、ヒステリシス機構１１９により、エンジントルクが最大トルクを超えたときに摩擦材１３１のヒステリシスが徐々に大きくなるため、エンジン回転状態（エンジン回転トルク）、つまり、ハブプレート１０１やガイドプレート１０７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することができる。また、過大なエンジントルクを適正に減衰することができ、トルクリミッタ機構を不要として装置の小型軽量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、ヒステリシス機構１１９にて、ガイドプレート１０７と一体回転可能で摩擦材１３１に接触する所定長さの押圧面１１７ｂを有するワッシャプレート１１７を設け、この押圧面１１７ｂが摩擦材１３１に押圧するように皿ばね１３２によりワッシャプレート１１７を付勢し、押圧面１１７ｂが押圧する摩擦材１３１の表面に低摩擦部１３１ａ及び高摩擦部１３１ｂを周方向に交互に設けている。従って、摩擦材１３１に低摩擦部１３１ａと高摩擦部１３１ｂを交互に設けるだけで、エンジン回転トルクに応じた適正なヒステリシストルクを付与することができ、構造の簡素化及び小型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に作用するエンジントルクが最大トルク以下であるとき、ワッシャプレート１１７の押圧面１１７ｂが摩擦材１３１の低摩擦部１３１ａを押圧し、エンジントルクが最大トルクを超えると、ワッシャプレート１１７の押圧面１１７ｂが摩擦材１３１の高摩擦部１３１ｂを押圧するように、ハブプレート１０１とガイドプレート１０７を相対回転可能に支持している。従って、エンジントルクの増加に伴って、押圧面１１７ｂが低摩擦部１３１ａと共に高摩擦部１３１ｂを押圧することとなり、簡単な構成で容易に、エンジントルクが最大トルクを超えたときに摩擦材１３１のヒステリシスを徐々に大きくすることができる。

この場合、低摩擦部１３１ａの長さを押圧面１１７ｂの長さより長く、高摩擦部１３１ｂの長さＬ３を押圧面１１７ｂの長さとほぼ同じに設定しており、これにより、ヒステリシスを徐々に大きくすることができ、ヒステリシスが増加するときのショックの発生を抑制し、トルク変動を適正に吸収することができる。

また、本実施例のダンパ装置では、摩擦材１３１の低摩擦部１３１ａを低摩擦材料により形成し、高摩擦部１３１ｂを高摩擦材料により形成しており、摩擦材を容易に構成することができ、低コスト化を可能とすることができる。また、低摩擦部１３１ａ及び高摩擦部１３１ｂを、押圧面１１７ｂが押圧する摩擦材１３１の表面粗さを異ならせることにより形成してもよく、この場合、更なるコストの削減を可能とすることができる。

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、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、トルクが最大トルクを超えたときに摩擦材のヒステリシスを徐々に大きくするヒステリシス機構を設けることで、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すると共に過大なトルクを適正に減衰することで装置の小型軽量化を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。

本発明の一実施例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。 ヒステリシス機構の作動状態を表す説明図である。 ヒステリシス機構の作動状態を表す説明図である。 本実施例のダンパ装置の正面図である。 本実施例のダンパ装置を表す図３のIV−IV断面図である。 本実施例のダンパ装置における捩れ特性を表すグラフである。 本実施例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。

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 ワッシャプレート（押圧プレート）
１１７ａ 押圧部
１１７ｂ 押圧面
１１９ ヒステリシス機構
１２０ フライホイール
１３１ 摩擦材
１３１ａ 低摩擦部
１３１ｂ 高摩擦部
１３２ 皿ばね（押圧ばね）

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回転部材または前記第２回転部材に作用するトルクが増加するのに伴って前記摩擦材の摩擦力に応じたヒステリシストルクを大きくすると共に、前記第１回転部材または前記第２回転部材に作用するトルクが予め設定された最大トルクを超えたときに前記摩擦材のヒステリシスを徐々に大きくするヒステリシス機構を設ける、
   ことを特徴とするダンパ装置。
2. 前記ヒステリシス機構は、前記第１回転部材と前記第２回転部材の一方に設けられて前記摩擦材に接触する所定長さの押圧面を有する押圧プレートと、前記押圧面を前記摩擦材に押圧する押圧ばねとを有し、前記押圧面が押圧する前記摩擦材の表面に低摩擦部及び高摩擦部が周方向に交互に設けられることを特徴とする請求項１に記載のダンパ装置。
3. 前記第１回転部材または前記第２回転部材に作用するトルクが最大トルク以下であるとき、前記押圧プレートの押圧面が前記摩擦材の低摩擦部を押圧し、前記第１回転部材または前記第２回転部材に作用するトルクが最大トルクを超えると、前記押圧プレートの押圧面が前記摩擦材の高摩擦部を押圧するように、前記第１回転部材と前記第２回転部材が相対回転可能に支持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. 前記低摩擦部は低摩擦材料により構成され、前記高摩擦部は高摩擦材料により構成されることを特徴とする請求項２または３に記載のダンパ装置。
5. 前記低摩擦部及び前記高摩擦部は、前記押圧面が押圧する前記摩擦材の表面粗さを異ならせることにより構成されることを特徴とする請求項２または３に記載のダンパ装置。

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