JP2010286043A - トルクリミッタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内部に侵入した泥水等の異物を、効率的に装置外部に排出する。
【解決手段】この装置は、外周部に摩擦連結面１４ｂを有するフライホイール５と、外周部に摩擦材２６を有するクラッチプレート２０と、スプラインハブ２２と、トーションスプリング２３と、伝達トルク制限部７と、流路４０と、を備えている。伝達トルク制限部７は、クラッチプレート２０の摩擦材２６を摩擦連結面１４ｂとの間で狭持して、フライホイール５からトランスミッション側の軸に伝達されるトルクを制限する。流路４０は、フライホイール５及び伝達トルク制限部７に形成され、伝達トルク制限部７の外周部に溜まった異物を伝達トルク制限部７の外部に排出するためのものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、トルクリミッタ装置、特に、エンジン側部材からトランスミッション側の軸に伝達されるトルクを制限するためのトルクリミッタ装置に関する。

車両において、エンジンからの過大トルクによってトランスミッション等が破損するのを防止するために、エンジンとトランスミッションとの間に、伝達されるトルクを制限するためのトルクリミッタ装置が設けられることがある。このトルクリミッタ装置は、例えば、１枚以上の摩擦フェーシングを１対のプレートで両側から所定の挟持力で挟み込み、その入力側をエンジン側の部材としてのフライホイール等に連結し、出力側をトランスミッション側の入力軸等に連結するものである。

この種のトルクリミッタ装置は、外周部に摩擦連結部を有するドライブプレートと、１対のプレートによってドライブプレートの摩擦連結部を所定の挟持力で挟み込む伝達トルク制限部と、トランスミッションの入力軸に連結されるドリブン側部材と、これらの間に設けられたダンパー機構と、を有している（例えば、特許文献１を参照）。この装置では、摩擦連結部を挟み込む１対のプレート（あるいは摩擦連結部の外周部に設けられたダンパーカバー）がフライホイールに連結されている。

このトルクリミッタ装置では、エンジンのトルクは、フライホイールから摩擦連結部を介してドライブプレートに伝達され、さらにダンパー機構を介してドリブン側部材及びトランスミッションの入力軸に伝達される。そして、エンジンからのトルクが所定のトルクを上回ると、摩擦連結部とプレートとの間で滑りが発生する。これにより、伝達トルク制限部で制限された以上のトルクはトランスミッション側に伝達されず、過大トルクによるトランスミッションの破損を防止することができる。

特開２００６−１７２２６号公報

前述のような従来のトルクリミッタ装置が設けられた車両においては、トルクリミッタ装置が収納されたケースはシールがされておらず、外部から泥水等がケース内に侵入する構造となっている場合が多い。このため、トルクリミッタ装置の摩擦材が設けられた部分にも泥水等の異物が侵入することになる。このような泥水等の異物が装置内部に侵入すると、摩擦材の異常摩耗が生じたり、所望の伝達トルク制限機能を果たすことができなくなったりする場合がある。

そこで、トルクリミッタ装置が配置された部分に侵入した泥水等を効率的に装置外部に排出するための構成が必要となる。

本発明の課題は、トルクリミッタ装置が配置された部分に侵入した泥水等の異物を、効率的に装置外部に排出できるようにしたトルクリミッタ装置を提供することにある。

また、本発明の別の課題は、以上のような泥水等の排出のための構成を、簡単な構成で実現することにある。

請求項１に係るトルクリミッタ装置は、エンジン側部材からトランスミッション側の軸に伝達されるトルクを制限するための装置であって、ドライブ部材と、入力側部材と、出力側部材と、ダンパー機構と、伝達トルク制限部と、流路と、を備えている。ドライブ部材は、エンジン側の部材に装着可能であり、外周部に摩擦連結面を有する。入力側部材は外周部に摩擦材を有する。出力側部材はトランスミッション側の軸に係合可能な係合部を有する。ダンパー機構は入力側部材と出力側部材とを円周方向に弾性的に連結する。伝達トルク制限部は、入力側部材の摩擦材をドライブ部材の摩擦連結面との間で狭持して、ドライブ部材からトランスミッション側の軸に伝達されるトルクを制限する。流路は、ドライブ部材及び伝達トルク制限部に形成され、伝達トルク制限部の外周部に溜まった異物を伝達トルク制限部の外部に排出するためのものである。

この装置では、ドライブ部材に伝達されたトルクは、入力側部材の摩擦材を介して出力側部材に伝達され、トランスミッション側の軸に伝達される。過大なトルクがエンジン側から入力された場合は、伝達トルク制限部の作用によって摩擦材部分での伝達トルクが制限される。

ここでは、流路が設けられているので、装置内部に侵入し、例えば伝達トルク制限部の外周部に溜まった異物等を伝達トルク制限部の外部に排出することができ、摩擦材を含む各部の摩耗や損傷を抑えることができる。また、安定した伝達トルク制限機能を実現できる。

請求項２に係るトルクリミッタ装置は、請求項１の装置において、ドライブ部材は、円周方向に並べて形成され径方向外方に窪む複数の凹部を有し、伝達トルク制限部は、プレッシャリングと、コーンスプリングと、支持部材と、を有している。プレッシャリングは、入力側部材の摩擦材を挟んで摩擦連結面と対向して配置され、外周部にドライブ部材の複数の凹部に係合する複数の係合部を有する。コーンスプリングは、外径がドライブ部材の凹部の最大内径よりも小さく、プレッシャリングを摩擦連結面に押圧する。支持部材は、ドライブ部材に固定され、コーンスプリングを支持する。また、支持部材は、コーンスプリングの外周と凹部との間に形成された隙間の一部が外方に露出するように開放部を有している。そして、流路は、コーンスプリングの外周と凹部との間に形成された隙間と、支持部材の開放部と、を含む。

ここでは、コーンスプリングの外周と凹部との間の隙間、及び支持部材の開放部により流路が形成されており、この流路により、伝達トルク制限部に溜まった泥水等の異物を外部に排出することができる。

請求項３に係るトルクリミッタ装置は、請求項２の装置において、支持部材は環状に形成されたプレートであり、内周部においてドライブ部材の複数の凹部と軸方向において少なくとも一部が重なる位置に、径方向外方に窪む複数の凹部を有している。

ここでは、ドライブ部材の凹部と支持部材の凹部とが軸方向において少なくとも一部が重なっているので、この重なり部分が流路となる。

請求項４に係るトルクリミッタ装置は、請求項３の装置において、プレッシャリングの複数の係合部のそれぞれは径方向外方に突出する突起であり、プレッシャリングと支持部材とは１つのプレート部材から形成されたものである。

ここでは、支持部材の凹部に相当する部分を、プレッシャリングの突起にすることによって、１つのプレート部材から支持部材及びプレッシャリングを同時に形成することができ、コストを抑え、かつ製造を容易にすることができる。

請求項５に係るトルクリミッタ装置は、請求項１から４のいずれかの装置において、支持部材は円周方向に並べて配置された複数のプレート部材を有している。

支持部材は、リング状にすることもできるが、例えば複数の円弧状のプレート部材によって構成することも可能である。そこで、この請求項に係る装置では、支持部材を複数のプレート部材によって構成している。これにより、材料の歩留まりを向上することができる。

なお、複数のプレート部材によって支持部材を構成した場合は、支持部材の「開放部」は、隣接するプレート部材間の隙間に相当する。

以上のような本発明では、トルクリミッタ装置が配置された部分に侵入した泥水等の異物を、装置外部に排出でき、各部の摩耗や損傷を抑えることができる。

本発明の一実施形態としてのフライホイール付きトルクリミッタ装置の断面図。 前記トルクリミッタ装置の正面図。 前記装置の伝達トルク制限部の拡大図。 図２の拡大部分図。 本発明の他の実施形態を示す断面拡大部分図。

［全体構成］
図１に本発明の一実施形態としてのフライホイール付きトルクリミッタ装置の断面図を示す。また、図２に、フライホイール付きトルクリミッタ装置の正面図の一部を示す。図１においては、図示していないが、左側にエンジンが配置され、右側にトランスミッションが配置されている。

このトルクリミッタ装置１は、エンジンのクランク軸２とトランスミッション入力軸３との間に設けられ、エンジンからトランスミッションに伝達されるトルクを制限するためのものである。そして、このトルクリミッタ装置１は、ドライブ部材としてのフライホイール５と、クラッチディスク組立体６と、クラッチディスク組立体６の一部を含む伝達トルク制限部７と、を有している。

［フライホイール］
フライホイール５は、円板状の部材であり、中心部に孔５ａを有するとともに、内周部から径方向中間部にかけて円板部１０を有している。また、円板部１０の外周側には質量部１１が設けられている。中心部の孔５ａはクランク軸２の端面に形成されたインロウ部２ａに嵌合され、これにより、フライホイール５とクラン軸２との径方向の位置決めがなされている。

円板部１０の内周部には、円周方向に並ぶ複数の貫通孔５ｂが形成されている。この貫通孔５ｂには複数のボルト１２が挿入されており、この複数のボルト１２をクランク軸２のネジ孔に螺合することによって、フライホイール５をクランク軸２の端面に固定可能である。また、円板部１０は、径方向の全てにおいてほぼ同じ軸方向厚みを有している。なお、ボルト１２は頭部に締め付け工具が挿入される六角孔が形成された六角孔付きボルトである。

質量部１１は、円板部１０に比較して軸方向に厚く形成されている。質量部１１のトランスミッション側の面には、図３に拡大して示すように、エンジン側に窪む収容部１４が形成されている。収容部１４は、軸方向に延びる径方向位置決め面１４ａを外周部に有し、収容部１４の底面（エンジン側の側壁面）に相当する部分には摩擦連結面１４ｂが形成されている。

また、フライホイール５のエンジン側の側面において、円板部１０と質量部１１との境界部分には、トランスミッション側に窪む複数の凹部１５が形成されている。複数の凹部１５は円周方向に並べて配置されており、複数の凹部１５のそれぞれは円弧状に形成されている。そして、この凹部１５に対応して、逆側の面には、凹部１５に貫通する貫通孔１６が形成されている。なお、貫通孔１６は、軸方向視でトランスミッション側からエンジン側が見通せないように形成されている。より具体的には、貫通孔１６が形成された部分において、摩擦連結面１４ｂの内径ｄ１は円板部１０の最外径ｄ２より小さくなるように形成されている。このため、貫通孔１６は摩擦連結面１４ｂが形成されているトランスミッション側からエンジン側に向かって径方向外方に傾斜していることになる。

また、フライホイール５の貫通孔１６が形成された部分において、摩擦連結面１４ｂの内周端は、貫通孔１６に向かって内径が徐々に大きくなる傾斜部１６ａを有している。この傾斜部１６ａは貫通孔１６の一部を形成しており、傾斜部１６ａ及び貫通孔１６の向きによって、内周側からの泥水等の異物をスムーズに装置外部に排出することができる。

［クラッチディスク組立体］
クラッチディスク組立体６は、主に、入力側部材としてのクラッチプレート２０及びリティーニングプレート２１と、出力側部材としてのスプラインハブ２２と、クラッチプレート２０及びリティーニングプレート２１とスプラインハブ２２とを弾性的に連結する複数のトーションスプリング（ダンパー機構）２３と、を有している。

クラッチプレート２０及びリティーニングプレート２１は、例えば共に板金製の環状の部材であり、軸方向に所定の間隔を空けて配置されている。クラッチプレート２０はエンジン側に配置され、リティーニングプレート２１はトランスミッション側に配置されている。リティーニングプレート２１の外周部の一部は、クラッチプレート２０側に折り曲げられ、さらに内周側に折り曲げられている。このリティーニングプレート２１の内周側に折り曲げられた部分が、クラッチプレート２０の外周部にリベット２４により固定されている。これにより、クラッチプレート２０とリティーニングプレート２１とは一体回転するようになっている。

また、クラッチプレート２０及びリティーニングプレート２１の外周部には、回転方向に等間隔で４つの窓孔が形成されており、この窓孔によって、トーションスプリング２３が支持されている。ここで、クラッチプレート２０及びリティーニングプレート２１の中心部には、それぞれ孔２０ａ，２１ａが形成されている。両プレート２０，２１の中心部の孔２０ａ，２１ａの径は、フライホイール５をクランク軸２に固定するためのボルト１２の取付ピッチ円Ｐ（図１参照）より大きい。したがって、クラッチディスク組立体６の内周部には、スプラインハブ２２以外の構成部品は配置されていない。

クラッチプレート２０の外周部は、フライホイール５の摩擦連結面１４ｂにまで延びて形成されている。クラッチプレート２０の外周面はフライホイール５の収容部１４の径方向位置決め面１４ａに近接しており、この径方向位置決め面１４ａによってクラッチプレート２０の径方向の位置決めがなされている。

また、クラッチプレート２０の外周部には複数の摩擦材２６が配置されている。すなわち、クラッチプレート２０の外周部は摩擦連結用プレートとして機能している。より詳細には、図２に示すように、クラッチプレート２０の外周部には、複数の円弧状の孔２０ｂが円周方向に並べて形成されている。そして、この複数の円弧状の孔２０ｂのそれぞれに、円弧状に形成された摩擦材２６が装着されている。摩擦材２６は、円周方向の両端面が孔２０ｂに圧入されて装着されている。なお、径方向においては、摩擦材２６と孔２０ｂとの間に隙間が形成されている。摩擦材２６の厚みはクラッチプレート２０の厚みより大きく形成されている。

さらに、クラッチプレート２０の外周端部には、図２に示すように、複数の切欠き２０ｃが形成されている。この複数の切欠き２０ｃとフライホイール５の収容部１４の径方向位置決め面１４ａとの間には十分な隙間が形成されている。

スプラインハブ２２は、軸方向に延びる筒状のボス２８と、ボス２８から半径方向に延びる円板状のハブフランジ２９と、から構成されている。このボス２８とハブフランジ２９とは一体に形成されている。そして、ボス２８の内周部には、トランスミッション入力軸３が係合するスプライン孔２８ａが形成されている。また、ハブフランジ２９には回転方向に並んだ複数の切欠きが形成されている。この複数の切欠きのそれぞれに、トーションスプリング２３が収容されている。ハブフランジ２９の径方向中間部には、複数のボルト１２に対応する位置に、ボルト１２を締め付けるための工具が挿入可能な孔２９ａが形成されている。なお、この実施形態では、クランク軸２のインロウ部２ａに対してスプライン孔２８ａの同軸度は１．０ｍｍ以下に抑えられており、０．２〜０．３ｍｍの範囲で構成されている。

また、スプラインハブ２２のハブフランジ２９とクラッチプレート２０及びリティーニングプレート２１との間には、それぞれブシュ３０が配置されている。各ブシュ３０はクラッチプレート２０とリティーニングプレート２１とに固定されており、各ブシュ３０がハブフランジ２９の側面と相対回転する際に、ヒステリシストルクが発生されるようになっている。

［伝達トルク制限部］
伝達トルク制限部７は、図１〜図３に示されるように、前述の摩擦材２６と、摩擦材２６をフライホイール５の摩擦連結面１４ｂとの間で挟持するプレッシャリング３２と、コーンスプリング３３と、支持部材としてのカバー部材３４と、を有している。プレッシャリング３２、コーンスプリング３３は、摩擦材２６とともにフライホイール５の収容部１４に収容されている。

プレッシャリング３２は、リング状のプレート部材であり、外周部には、径方向外方に突出する複数の係合突起３２ａが形成されている。一方、フライホイール５の収容部１４の外周面には、図４に拡大して示すように、複数の係合凹部１４ｃが形成されている。複数の係合凹部１４ｃは円周方向に等間隔で形成されている。そして、プレッシャリング３２の係合突起３２ａがフライホイール５の係合凹部１４ｃに係合することにより、プレッシャリング３２はフライホイール５に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能になっている。

コーンスプリング３３は、前述のように、フライホイール５の収容部１４の内部に配置されており、内周部がプレッシャリング３２をフライホイール５側に押圧している。

カバー部材３４は、リング状のプレート部材であり、複数のリベット３６によってフライホイール５の質量部１１のトランスミッション側の端面に固定されている。そして、コーンスプリング３３の外周部を支持している。すなわち、カバー部材３４の内径は、コーンスプリング３３の外径よりも小径になっている。

ここで、カバー部材３４とプレッシャリング３２は、１つのリング状のプレート部材から形成されたものである。このため、カバー部材３４の内周縁部には径方向外方に向かう複数の凹部３４ａ（図２参照）が形成されている。具体的には、１つのリング状プレート部材からプレッシャリング３２をプレス加工によって打ち抜くと、残りの部分（カバー部材３４）には係合突起３２ａに対応する部分に凹部３４ａが形成される。この凹部３４ａは、クラッチプレート２０の摩擦材２６の外周部とこのトルクリミッタ装置１の外部とを連通する流路４０（図４参照）として機能している。

［流路］
次に流路４０について詳細に説明する。前述のように、プレッシャリング３２の係合突起３２ａがフライホイール５の係合凹部１４ｃに係合しているが、図４から明らかなように、係合突起３２ａの外周端面と係合凹部１４ｃの最大内周面との間には隙間が形成されている。また、コーンスプリング３３の外径は、図３から明らかなように、フライホイール５の径方向位置決め面１４ａの径よりも小径である。したがって、コーンスプリング３３の外径と係合凹部１４ｃの最大内周面との間には十分は隙間が確保されている。さらに、カバー部材３４は、図２から明らかなように、凹部３４ａがフライホイール５の係合凹部１４ｃと同じ角度位置になるように配置されている。すなわち、カバー部材３４の凹部３４ａとフライホイール５の係合凹部１４ｃとは軸方向において重なるように配置されている。

以上のような各部材に配置により、摩擦材２６の外周部は、フライホイール５の係合凹部１４ｃの内周部及びカバー部材３４の凹部３４ａを通じて、装置外部に連通している。このようにして、装置内部に侵入した泥水等を外部に排出するための流路４０が形成されている。

ここで、このトルクリミッタ装置が収納されているハウジング部分は、一般的にシールされておらず、したがって泥水等がハウジング内部に侵入する場合がある。装置内部に侵入した泥水等は、本装置が回転することによって、遠心力により外部に移動する。例えば、クラッチプレート２０とフライホイール５との間に侵入した泥水等は、クラッチプレート２０の表面において、摩擦材２６が設けられていない部分に沿って外周部に移動する。また、クラッチプレート２０の逆側の面においても同様である。そして、泥水等は、主に、クラッチプレート２０の外周部に形成された切欠き２０ｃ部分に溜まる。

しかし、以上のようにして外部に移動した泥水等は、前述の流路４０を通して装置外部に排出される。したがって、特に摩擦材２６付近に泥水等が溜まるのを防止でき、摩擦材２６等の異常摩耗を防止でき、また安定した伝達トルクの制限を実現できる。

［伝達トルクの制限］
このような構成では、コーンスプリング３３による付勢力と、摩擦材２６の摩擦係数と、摩擦連結部の有効半径によって伝達可能なトルクが決定され、この伝達可能トルクを上回るトルクがエンジン側から入力されると、摩擦連結部において滑りが生じ、伝達トルクは所定のトルクに制限される。

［トルクリミッタ装置の組立及び組み付け］
以上のようなトルクリミッタ装置を組み立てる場合は、まず、クラッチディスク組立体６を組み立てておく。次に、フライホイール５のボルト装着孔にボルト１２を挿入する。そして、フライホイール５の収容部１４に、クラッチディスク組立体６、プレッシャリング３２、コーンスプリング３３の順に配置し、最終的にカバー部材３４をリベット３６によってフライホイール５に固定する。

以上にようにして得られたフライホイール付きトルクリミッタ装置をクランク軸２に装着する。具体的には、フライホイール５の中心孔５ａにクランク軸２のインロウ部２ａを嵌め込み、トルクリミッタ装置全体をクランク軸２にセットする。そして、複数のボルト１２をクランク軸端面に形成されたネジ孔に締め込む。このとき、ボルト１２の頭部に形成された締め付け工具用の六角孔に、スプラインハブ２２のハブフランジ２９に形成された孔２９ａを通して工具を差し込み、ボルト１２を締め込んで固定する。

［特徴］
（１）伝達トルク制限部７の外周部に流路４０が設けられているので、装置内部に侵入した泥水等の異物を効率的に外部に排出することができる。このため、摩擦材２６を含む各部の摩耗や損傷を抑えることができる。また、安定した伝達トルク制限機能を実現できる。

（２）フライホイール５に貫通孔１６を形成し、この貫通孔１６を通じて泥水等の異物をフライホイール５の背面側に導くようにしたので、摩擦連結部に泥水等が侵入するのを抑えることができる。

（３）コーンスプリング３３の外周とフライホイール５の係合凹部１４ｃとの間の隙間、及びカバー部材３４の凹部３４ａにより、簡単な構成で流路４０を実現できる。

（４）カバー部材３４の凹部３４ａに相当する部分を、プレッシャリング３２の係合突起３２ａにしているので、これらの部材を１つのプレート部材から同時に形成することができ、コストを抑え、かつ製造を容易にすることができる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（ａ）図５にカバー部材の変形例を示す。前記実施形態では、カバー部材を環状に形成したが、この実施形態では、複数の円弧状の部材４２によって形成している。他の構成は前記実施形態と全く同様である。

このような実施形態では、カバー部材の歩留まりがよくなり、コスト低減を実現することができる。

（ｂ）摩擦材の形状、個数は前記実施形態に限定されない。例えば、複数の摩擦材のそれぞれを円形にしてもよい。

１ トルクリミッタ装置
２ クランク軸
３ トランスミッション入力軸
５ フライホイール（ドライブ部材）
６ クラッチディスク組立体
７ 伝達トルク制限部
１４ｂ 摩擦連結面
１４ｃ 係合凹部
２０ クラッチプレート（入力側部材）
２１ リティーニングプレート（入力側部材）
２２ スプラインハブ（出力側部材）
２３ トーションスプリング
２６ 摩擦材
３２ プレッシャリング
３２ａ 係合突起
３３ コーンスプリング
３４ カバー部材（支持部材）
４０ 流路

Claims (5)

1. エンジン側部材からトランスミッション側の軸に伝達されるトルクを制限するためのトルクリミッタ装置であって、
   エンジン側の部材に装着可能であり、外周部に摩擦連結面を有するドライブ部材と、
   外周部に摩擦材を有する入力側部材と、
   前記トランスミッション側の軸に係合可能な係合部を有する出力側部材と、
   前記入力側部材と前記出力側部材とを円周方向に弾性的に連結するダンパー機構と、
   前記入力側部材の摩擦材を前記ドライブ部材の摩擦連結面との間で狭持して、前記ドライブ部材から前記トランスミッション側の軸に伝達されるトルクを制限する伝達トルク制限部と、
   前記ドライブ部材及び前記伝達トルク制限部に形成され、前記伝達トルク制限部の外周部に溜まった異物を前記伝達トルク制限部の外部に排出するための流路と、
   を備えたトルクリミッタ装置。
2. 前記ドライブ部材は、円周方向に並べて形成され径方向外方に窪む複数の凹部を有し、
   前記伝達トルク制限部は、
   前記入力側部材の摩擦材を挟んで前記摩擦連結面と対向して配置され、外周部に前記ドライブ部材の複数の凹部に係合する複数の係合部を有するプレッシャリングと、
   外径が前記ドライブ部材の凹部の最大内径よりも小さく、前記プレッシャリングを前記摩擦連結面に押圧するためのコーンスプリングと、
   前記ドライブ部材に固定され、前記コーンスプリングを支持する支持部材と、
   を有し、
   前記支持部材は、前記コーンスプリングの外周と前記凹部との間に形成された隙間の一部が外方に露出するように開放部を有しており、
   前記流路は、前記コーンスプリングの外周と前記凹部との間に形成された隙間と、前記支持部材の開放部と、を含む、
   請求項１に記載のトルクリミッタ装置。
3. 前記支持部材は環状に形成されたプレートであり、内周部において前記ドライブ部材の複数の凹部と軸方向において少なくとも一部が重なる位置に、径方向外方に窪む複数の凹部を有している、請求項２に記載のトルクリミッタ装置。
4. 前記プレッシャリングの複数の係合部のそれぞれは径方向外方に突出する突起であり、
   前記プレッシャリングと前記支持部材とは１つのプレート部材から形成されたものである、
   請求項３に記載のトルクリミッタ装置。
5. 前記支持部材は円周方向に並べて配置された複数のプレート部材を有している、請求項１から４のいずれかに記載のトルクリミッタ装置。
   

Images