JP2017166656A - トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート材の摺動面に潤滑剤を容易に行き渡らせることが可能なトルク伝達装置を提供する。
【解決手段】第１回転体のトルクを第２回転体に伝達するトルク伝達装置は、トルク変動を吸収するばね３とばね３に隣接して配置されたシート材４２とを備える。第１回転体は、シート材４２の径方向外側への移動を規制する周面５５と、シート材４２の周方向の移動を規制する側端面とを有し、シート材４２は、周面５５に対向する摺動面を有するとともに、周方向一端面にばね３を保持する保持部４２１を有し、周方向他端面に接触面４２２を有する。摺動面は、第１摺動面４５１と第２摺動面４５２とを含み、シート材４２は、第１摺動面４５１と第２摺動面４５２との間の境界部４５３を支点にして揺動可能に構成される。
【選択図】図８

Description

本発明は、トルク変動の吸収機能を有するトルク伝達装置に関する。

従来より、動力源に連結される第１回転体と、弾性体を介して第１回転体に連結される第２回転体とを備え、第１回転体のトルクを弾性体を介して第２回転体に伝達するとともに、第１回転体と第２回転体との間のトルク変動を弾性体で吸収するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１記載の装置では、第１回転体の内部に設けられた収容部に、周方向複数のばねが配置されるとともに、各々のばねの両端にシート部材（ばね受け）が配置され、さらに周方向に隣り合うシート部材の間に第２回転体の一部が配置される。シート部材は、第１回転体または第２回転体に押圧される押圧部と、第１回転体の収容部の外周面に沿って摺動する摺動部とを有する。そして、シート部材は、第１回転体に対する第２回転体の伝達トルクが所定値未満のときに、第１回転体の収容部の外周面に摺動部が全体的に当接する一方、伝達トルクが所定値以上になると、押圧部の半径方向外側の部分を支点にして揺動し、第１回転体の収容部の外周面と摺動部との間に隙間を生じる。

特開２０１５−８６９６５号公報

ところで、この種の装置には、シート部材の摺動性を高めるために潤滑剤が塗布されるが、潤滑剤は摺動面に満遍なく行き渡っていることが好ましい。しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、伝達トルクが所定値未満のときに、第１回転体の収容部の外周面に摺動部が全体的に当接するため、潤滑剤を摺動面に満遍なく行き渡らせることが困難である。

本発明の一態様は、動力源で発生したトルクを被駆動体に伝達するトルク伝達装置であって、軸線を中心に回転可能に設けられ、動力源および被駆動体のいずれか一方に連結される第１回転体と、軸線を中心に回転可能に設けられ、動力源および被駆動体のいずれか他方に連結される第２回転体と、第１回転体と第２回転体との間のトルク伝達経路に配置され、第１回転体および第２回転体のいずれか一方からのトルクを第１回転体および第２回転体のいずれか他方に伝達するとともに、第１回転体と第２回転体との間のトルク変動を吸収する弾性体と、弾性体と第１回転体および第２回転体との間に第１回転体および第２回転体に対してそれぞれ接離可能に設けられたシート材と、を備え、第１回転体は、シート材を周方向に移動可能に収容する収容部であって、シート材の径方向外側への移動を規制する周面と、シート材の周方向の移動を規制する側端面とを有する収容部を有し、シート材は、収容部の周面に対向する摺動面を有するとともに、周方向一端面に、弾性体を保持する保持部を有する一方、周方向他端面に、側端面および第２回転体に面接触可能に設けられた接触面を有し、摺動面は、周方向一端面側に設けられた第１摺動面と、周方向他端面側に設けられた第２摺動面とを含み、シート材は、第１摺動面と第２摺動面との間の境界部を支点にして揺動可能に構成される。

本発明によれば、シート材の摺動面が第１摺動面と第２摺動面とを含み、シート材は第１摺動面と第２摺動面との間の境界部を支点にして揺動可能に構成されるので、摺動面の全体に潤滑剤を容易に行き渡らせることができる。

本発明の実施形態に係るトルク伝達装置の適用例を概念的に示す図。 本発明の実施形態に係るトルク伝達装置の要部構成を示す断面図。 図２のIII-III線に沿った断面図。 図２のトルク伝達装置を構成する第１回転体の後板の平面図。 第２回転体に作用するトルクの時間経過に伴う変化を示す図。 第１回転体に対する第２回転体の捩れ角と第２回転体に作用するトルクとの関係を示す図。 第１回転体に対する第２回転体の捩れ角の変化を説明する第１の図。 第１回転体に対する第２回転体の捩れ角の変化を説明する第２の図。 第１回転体に対する第２回転体の捩れ角の変化を説明する第３の図。 図６Ａ〜図６Ｃの事象が生じたときの第２回転体に作用するトルクの時間経過に伴う変化を示す図。 図６Ａ〜図６Ｃの事象が生じたときの第１回転体に対する第２回転体の捩れ角と第２回転体に作用するトルクとの関係を示す図。 本発明の実施形態に係るトルク伝達装置の要部構成を示す平面図。 本発明の実施形態に係るトルク伝達装置を構成するシート材に作用する遠心力を示す図。 図８の要部拡大図。 本発明の実施形態に係るトルク伝達装置の動作の一例を示す図。 本発明の実施形態に係るトルク伝達装置の動作の他の例を示す図。

以下、図１〜図１２を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るトルク伝達装置１００の適用例を概念的に示す図である。トルク伝達装置１００は、エンジン１０１とトランスミッション１０２との間の動力伝達経路に、図示しないクラッチを介してあるいはクラッチを介さずに介装される。

トルク伝達装置１００は、軸線ＣＬ０を中心にそれぞれ回転可能に設けられた第１回転体１および第２回転体２と、第１回転体１と第２回転体２との間のトルク伝達経路ＴＰに配置されたばね３とを有する。第１回転体１はエンジン１０１の出力軸（クランクシャフト）１０１ａに連結され、第２回転体２はトランスミッション１０２の入力軸１０２ａに連結される。第１回転体１に入力されたエンジン１０１からのトルクは、ばね３を介して第２回転体２に伝達される。このとき、ばね３の伸縮により、第１回転体１と第２回転体２との間のトルク変動が吸収される。これにより、エンジン１０１の回転変動による振動がトランスミッション１０２に伝達されることを抑制できる。

図２は、本発明の実施形態に係るトルク伝達装置の要部構成を示す断面図（軸線ＣＬ０に沿った断面図）であり、図３は、図２のIII-III線に沿った断面図（軸線ＣＬ０に直交する断面図）である。図２は、図３のII-II線に沿った断面形状に対応する。なお、図３では、本実施形態に係るトルク伝達装置１００の特徴的な構成の図示を一部省略しているが、この点については後述する（図８〜図１２）。以下では、便宜上、図２に示すように軸線ＣＬ０に沿って前後方向を定義するとともに、軸線ＣＬ０を中心として放射状に延びる方向を径方向、軸線ＣＬ０を中心とした円に沿った方向を周方向と定義し、これらの定義に従い各部の構成を説明する。

図２，３に示すように、第１回転体１は、軸線ＣＬ０を中心とした略リング形状の前板１１および後板１２と、軸線ＣＬ０を中心とした略円板形状の中央板１３とを一体に有する。図２に示すように、後板１２は、径方向に延在する側板部１２１と、側板部１２１の外径側端部から前方に屈曲して軸方向に延在する円環部１２２とを有する。中央板１３の後面には、側板部１２１の内径側端部が周方向複数のリベット１４により結合される。

前板１１は、径方向に延在する側板部１１１と、側板部１１１の内径側端部から後方に屈曲して軸方向に延在する円環部１１２とを有する。側板部１１１の外径側端部の前面には、断面略Ｌ字形状の環状板１１３が溶接などで接合される。

後板１２の円環部１２２の外周面には、全周にわたってギヤ（リングギヤ）が設けられ、ギヤを介して円環部１２２にエンジン１０１からのトルクが入力される。円環部１２２の前端部は、前板１１の外径側端部に溶接で接合あるいはボルトを介して締結される。このとき、中央板１３の外周面と前板１１の円環部１１２の内周面との間に、リング状の空間ＳＰ１が形成されるとともに、前板１１の側板部１１１と後板１２の側板部１２１との間に、円環部１２２により外周側が覆われたリング状の空間ＳＰ２が形成される。空間ＳＰ１と空間ＳＰ２とは、前板１１の円環部１１２の後端部と後板１２の側板部１２１との間のリング状の空間ＳＰ３を介して連通する。

図４は、後板１２の平面図（前方から見た図）である。なお、図４には、後述するばね３とシート材４の一部を併せて示す。さらに図４には、後述する第２回転体２の内部板２１を点線で示す。図４に示すように、側板部１２１の前面には、周方向２箇所に等間隔に、互いに同一形状の凹部１２１ａが形成される。凹部１２１ａは、軸線ＣＬ０を中心として円弧状に延在し、径方向に所定距離隔てて互いに対向する一対の周面５１，５２（内周面５１および外周面５２）と、一対の周面５１，５２の周方向両端部を接続する一対の側端面５３，５４とを有する。凹部１２１ａは、例えばプレス加工により側板部１２１を後方に膨出させることにより形成される。

凹部１２１ａの外周面５２は、円環部１２２の内周面５６に軸方向に段差なく連なり（図２参照）、周面５６と周面５２とが、収容部５０の外周面５５を構成する。なお、収容部５０は、後述するようにばね３とシート材４とが収容される空間であり、空間ＳＰ２の一部が収容部５０を構成する。一対の凹部１２１ａ，１２１ａの間には、凹部１２１ａを有しない境界部１２１ｂが設けられる。境界部１２１ｂの断面形状は、凹部１２１ａが加工される前の側板部１１１の断面形状に等しい（図２参照）。

前板１１にも、後板１２と同様、周方向２箇所に、互いに同一形状の凹部１１１ａが形成されるとともに、一対の凹部１１１ａ，１１１ａの間に境界部１１１ｂが形成される。すなわち、図２に示すように、前板１１の後面には、後板１２の凹部１２１ａに対向して凹部１１１ａが形成されるとともに、境界部１２１ｂに対向して境界部１１１ｂが形成される。凹部１１１ａは、後板１２の凹部１２１ａと同様、内周面５１と一対の側端面５３，５４とを有する。凹部１１１ａの内周面５１および側端面５３，５４は、凹部１２１ａの内周面５１および側端面５３，５４をそれぞれ軸方向に延長した面上に位置する。すなわち、凹部１１１ａの内周面５１および側端面５３，５４と凹部１２１ａの内周面５１および側端面５３，５４とは、周方向および径方向において互いに同一位置に設けられる。

なお、本実施形態では、後板１２の円環部１２２の内周面５６に連なる後板１２の凹部１２１ａの外周面５２が、収容部５０の外周面５５の一部を構成するようにしたが、前板１１の凹部１１１ａに外周面５２を設け、この外周面５２が収容部５０の外周面５５の一部を構成するようにしてもよい。

図３に示すように、各収容部５０には複数（図では４本）のばね３が直列に配置される。ばね３は例えばコイルばねであり、その長手方向の両端部はシート材（ばね受け）４により保持される。シート材４は、収容部５０の周方向両端部に配置された第１シート材４１および第２シート材４２と、第１シート材４１と第２シート材４２との間に配置された複数（図では２個）の中間シート材４３とを含む。エンジン１０１により回転駆動される第１回転体１の回転方向を図３に矢印Ｒ１で示すと、第１シート材４１は、収容部５０内の回転方向の最後部に位置し、第２シート材４２は回転方向の最前部に位置する。

各シート材４の前後両端部は、それぞれ凹部１１１ａ，１２１ａ内に配置される。第１シート材４１および第２シート材４２の周方向一端面には、それぞればね３を保持する保持部４１１，４２１が形成され、周方向他端面には、凹部１１１ａ，１２１ａの側端面５３，５４に接触可能な接触面４１２，４２２が形成される。接触面４１２，４２２は、前後方向中央部において、第２回転体２（後述する突出部２１２）にも接触可能である。中間シート材４３の周方向両端面には、それぞればね３を保持する保持部４３１が形成される。保持部４１１，４２１，４３１は、例えばばね３の外形形状に対応した円形の溝により構成される。

各シート材４は、収容部５０（凹部１１１ａ，１２１ａ）に周方向および径方向に移動可能に収容される。第１シート材４１は、その接触面４１２が凹部１１１ａ，１２１ａの側端面５３または第２回転体２の突出部２１２の一端面２１３に当接することで、Ｒ１方向とは反対方向への移動が規制される。第２シート材４２は、その接触面４２２が、凹部１１１ａ，１２１ａの側端面５４または第２回転体２の突出部２１２の他端面２１４に当接することで、Ｒ１方向への移動が規制される。

各シート材４は、外周面４５と内周面４６とを有する。図３，４では、外周面４５がほぼ全域にわたり、収容部５０の外周面５５に対応した、すなわち外周面５５と同一ないしほぼ同一形状の円弧状に形成されている。収容部５０（凹部１１１ａ，１２１ａ）の内周面５１にシート材４の内周面４６が当接、または収容部５０の外周面５５にシート材４の外周面４５が当接することで、シート材４の径方向の移動が規制される。シート材４の外周面４５は、摺動面を構成し、以降、外周面４５を摺動面と呼ぶこともある。収容部５０の外周面５５には、シート材４の摺動性を高めるために予めグリスなどの粘着性を有する潤滑剤が塗布される。なお、外周面５５の代わりに、または外周面５５とともに、シート材４の摺動面４５に潤滑剤を塗布してもよい。収容部５０には、少なくとも外周面５５全体に行き渡る量の潤滑剤が充填される。収容部５０の容積の半分程度の量の潤滑剤を、収容部５０に充填してもよい。

収容部５０内に直列に配置される複数のばね３のばね定数は、互いに等しくてもよく、あるいは互いに異なっていてもよい。例えば図３に示すように、周方向４本のばね３をＲ１方向の先端から順にばね３１〜３４と定義するとき、中央の２本のばね３２，３３のばね定数を残り２本のばね３１，３４のばね定数より大きくしてもよい。あるいは、Ｒ１方向先端側の２本のばね３１，３２のばね定数を残り２本のばね３３，３４のばね定数より大きくしてもよい。ばね定数は、例えばばね３の径を大きくすることにより増大できる。大径のばねの内側に小径のばねを配置し、ばね３を二重構造とすることにより、所定のばね３のばね定数を増大させてもよい。

図２に示すように、第２回転体２は、第１回転体１の前板１１と後板１２との間の空間ＳＰ２，ＳＰ３に配置された内部板２１と、前板１１の前方に配置された連結板２２とを一体に有する。連結板２２の内径側端部は、前板１１と中央板１３との間の空間ＳＰ１を通って後方に延在する軸部２３を構成し、この軸部２３は、周方向複数のリベット２４により内部板２１の内径側端部に固定される。軸部２３は、ベアリング５を介して第１回転体１の中央板１３の外周部に回転可能に支持され、これにより第２回転体２が第１回転体１に対し相対回転可能となる。

図３に示すように、内部板２１は、軸部２３の後端面に当接するリング部２１１と、リング部２１１の外周面から径方向外側に突出した周方向複数（図では２個）の突出部２１２とを有する。突出部２１２は、境界部１１１ｂ，１２１ｂを介して周方向に互いに隣り合う第１シート材４１と第２シート材４２との間に介装される。このとき、図２に示すように、突出部２１２の前面は、前板１１の境界部１１１ｂの後面に隙間を空けて対向し、突出部２１２の後面は、後板１２の境界部１２１ｂの前面に隙間を空けて対向する。

図３に示すように、突出部２１２の周方向両端面２１３，２１４は、凹部１１１ａ，１２１ａの側端面５３，５４とほぼ同一形状を呈する。端面２１３と第１シート材４１の接触面４１２、および端面２１４と第２シート材４２の接触面４１２とが、シート材４１，４２の前後方向中央部において互いに当接可能である。ここで、第１回転体１の境界部１１１ｂ，１２１ｂの周方向中間を通り、軸線ＣＬ０と直交する線を第１中心線ＣＬ１と定義し、第２回転体２の突出部２１２の周方向中間を通り軸線ＣＬ０と直交する線を第２中心線ＣＬ２と定義する。

図３は、第１回転体１と第２回転体２とにトルクが作用していない初期状態（中立状態とも呼ぶ）を示しており、初期状態では、第１中心線ＣＬ１と第２中心線ＣＬ２とが一致する。このため、第１中心線ＣＬ１と第２中心線ＣＬ２とのなす角、すなわち第１回転体１に対する第２回転体２の捩れ角（相対角）θは０°である。

この状態から、エンジン１０１からのトルクが環状板１１３（図２）を介して第１回転体１に入力されると、図４に示すようにその入力トルクＴは、収容部５０の側端面５３から第１シート材４１の接触面４１２に作用する。第１シート材４１に作用したトルクＴは、さらにトルク伝達経路ＴＰを構成するばね３と中間シート材４３および第２シート材４２とを介し、第２シート材４２の接触面４２２から内部板２１の突出部２１２の端面２１４に作用する。これにより第２回転体２にトルクＴが作用し、第２回転体２がＲ１方向に回転する。第２回転体２に作用したトルクＴは、例えば連結板２２（図２）に対向して配置されたクラッチを介してトランスミッション１０２に出力される。

このとき、収容部５０のばね３は、トルクＴの大きさに応じて伸縮し、ばね３の伸縮により第１回転体１に対する第２回転体２の捩れ角θが変化する。すなわち、トルクＴが大きいほど捩れ角θが大きくなる。このように捩れ角θが変化することで、エンジン１０１の回転振動（燃焼振動）等に起因した第１回転体１のトルク変動を吸収することができ、第２回転体２を安定して回転させることができる。

なお、図４に示すように、捩れ角θは、Ｒ１方向における第１回転体１の回転量が第２回転体２の回転量よりも大きいときにプラスとなる。一方、Ｒ１方向における第１回転体１の回転量が第２回転体２の回転量よりも小さいときにはマイナスとなる。例えば通常運転時には、第１回転体１から第２回転体２にトルクが作用するため、この場合には捩れ角θはプラスとなる。一方、急減速時等で、第２回転体２から第１回転体１にトルクが作用すると、捩れ角θはマイナスとなる。

図４に示すように、通常運転時には、第１シート材４１の接触面４１２は、その前後方向両端部が凹部１１１ａ，１２１ａの側端面５３に接触し、前後方向中央部が第２回転体２の突出部２１２の端面２１３から離間する。一方、第２シート材４２の接触面４２２は、その前後方向中央部が突出部２１２の端面２１４に接触し、前後方向両端部が凹部１１１ａ，１２１ａの側端面５４から離間する。

図５Ａは、第２回転体２に作用するトルクＴの時間経過に伴う変化を示す図であり、図５Ｂは、捩れ角θと第２回転体２に作用するトルクＴとの関係を示す図である。図５Ｂの特性は、トルク伝達装置１００のばね特性を示しており、捩れ角θの増加に伴いトルクＴが増大する。ばね特性の傾き（ばね定数）は、捩れ角θが所定値θａ以下の領域では小さく、捩れ角θが所定値θａを超えると増大する。図５Ａに示すように、エンジン１０１の振動（燃焼振動等）に起因してトルクＴが正の範囲（Ｔ＞０）で変動すると、図５Ｂに示すように、捩れ角θは例えばθ１≦θ≦θ２の範囲で変化する。これにより第２回転体２のトルク変動を低減することができる。

ところで、例えばシフトダウンによりエンジンブレーキが作動すると、シート材４に作用する遠心力が大きくなり、シート材４が第１回転体１の収容部５０の外周面５５に貼り付くおそれがある。その結果、シート材４が第２回転体２の動きに追従できずに、第２回転体２の突出部２１２の端面２１４が第２シート材４２の接触面４２２から離間し、その後、突出部２１２と第２シート材４２とが再接触した際に、トルク伝達装置１００に衝撃が生じる。そして、この衝撃がエンジン側の回転異常をもたらし、その結果、クランクシャフトの回転に基づく失火の検知を誤って行うおそれがある。

この点についてさらに説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、それぞれ第１回転体１（後板１２）に対する第２回転体２（内部板２１）の捩れ角θの変化を説明する図であり、図７Ａ，７Ｂは、それぞれ第２回転体２に作用するトルクＴの時間変化および捩れ角θとトルクＴとの関係を示す図である。なお、図６Ａ〜図６Ｃでは、便宜上、ばね３とシート材４の一部の図示を省略している。

図６Ａは、シフトダウンによるエンジンブレーキの作動時に第１回転体１が急減速した状態を示す。このとき、シフトダウン直後は、第１回転体１が高回転してシート材４に作用する遠心力が大きくなり、シート材４は収容部５０の外周面５５に貼り付く。この場合、アクセルペダルの操作量が小さい、例えばアクセルペダルが非操作であるため、第１回転体１のＲ１方向への回転量よりも第２回転体２のＲ１方向への回転量の方が多くなる。その結果、第２回転体２の突出部２１２の端面２１３が第１シート材４１の接触面４１２に接触し、突出部２１２から第１シート材４１にＲ１方向へのトルクＴ１（押し付け力）が作用する。このとき、突出部２１２の端面２１３が第２回転体２のトルク伝達部として機能し、第１シート材４１の接触面４１２が第１回転体１のトルク被伝達部として機能する。

第１シート材４１にトルクＴ１が入力されると、シート材４は外周面５５を摺動しながら収容部５０（凹部１１１ａ，１２１ａ）の側端面５４側に押し込まれる。その結果、図６Ａに示すように、第２シート材４２の接触面４２２が収容部５０の側端面５４に当接する。さらに、ばね３が収縮して周方向に隣り合うシート材４の端面同士が接近または当接し、第１シート材４１の接触面４１２から第２シート材４２の接触面４２２までの周方向の長さが最小となる。このとき、第２回転体２に作用するトルクＴ１は例えば図７Ｂの点Ａで表され、捩れ角θは最小（θＡ）となる。

その後、アクセルペダルが操作されて、第１回転体１が加速されると、図６Ｂに示すように、第２回転体２の突出部２１２の端面２１３が第１シート材４１から離間する。さらに、収容部５０の側端面５４に当接した状態の第２シート材４２が、突出部２１２の端面２１４に接近し、捩れ角がθＡよりも大きいθＢ（＜０）となる。この状態では、シート材４は、収容部５０の外周面５５に貼り付いたままであり、ばね３は、貼り付きのない通常動作時よりも大きく収縮されている。例えば、ばね３は最大ないしほぼ最大に収縮されている。したがって、ばね３の見かけ上のばね定数は大きく、剛性が高い。

このとき、第２シート材４２と突出部２１２との間に空隙ＧＰがあるため、第２回転体２に作用するトルクＴは、図７Ａの点Ｂに示すように０となり、捩れ角θとトルクＴとの関係は、例えば図７Ｂの点Ｂとなる。この状態から、第１回転体１側で正側のトルク変動が生じると、図７Ｂに示すようにトルクＴが０のまま捩れ角θが増加する（０に近づく）。

第１回転体１がさらに加速されると、図６Ｃに示すように、第２シート材４２の接触面４２２が第２回転体２の突出部２１２の端面２１４に接触し、第２回転体２にトルクＴ２が作用する。これにより、図７Ａの点Ｃで示すように、トルクＴが急激に増大する。このとき、捩れ角θは０となるが、シート材４は収容部５０の外周面５５に貼り付いたままであり、ばね３の剛性が高くなっているため、捩れ角θはそれ以上増加しない。したがって、第２シート材４２と突出部２１２との接触時の衝撃をばね３が吸収できずに、トルク伝達装置１００に衝撃が発生する。この場合の捩れ角θとトルクＴとの関係は、図７Ｂの点Ｃで表される。

その後、エンジン１０１の回転振動により第１回転体１の回転が変動すると、第１回転体１と第２回転体２とは、図６Ｃの接触と図６Ｂの離間とを繰り返す。このため、捩れ角θとトルクＴとの関係は、図７Ｂの点Ｂと原点と点Ｃとを結ぶ矢印に沿って変化する。したがって、トルク伝達装置１００に繰り返し衝撃が発生し、失火の誤検知等の悪影響を与えるおそれがある。

このような事象は、上述したようにシフトダウンなどによるエンジンブレーキ作動後に、少しずつアクセルペダルを踏んでいった場合だけでなく、例えば、高速道路でのレーン進入時にアクセルペダルを踏み込んで加速し、本線合流後にアクセルペダルを緩めて、アクセル開度が小さくなった場合にも生じる。すなわち、シフトダウンや加速高回転時などにシート材４が貼り付いた状態で、かつ、低トルク領域（アクセル開度小）において発生する。このような事象を防ぐため、本実施形態では、以下のようにトルク伝達装置１００を構成する。

図８は、本発明の実施形態に係るトルク伝達装置１００の要部構成を示す平面図であり、主に第２シート材４２と、第２シート材４２の保持部４２１に配置されたばね３と、第２シート材４２の接触面４２２に対向する第２回転体２の突出部２１２とを示す。なお、図８は、例えば図６Ｂの動作に対応する。したがって、図８では、第２シート材４２の接触面４２２は、第２回転体２の突出部２１２の端面２１４から離間している。本実施形態に係るトルク伝達装置１００は、特に第２シート材４２が特徴的構成を有する。

図８に示すように、第２シート材４２の外周面（摺動面）４５は、周方向に段付き状に形成される。より具体的には、摺動面４５は、周方向一端面側（接触面４２２側）の第１摺動面４５１と、周方向他端面側（保持部４２１側）の第２摺動面４５２とを有する。第１摺動面４５１と第２摺動面４５２との間には、軸方向に延在する境界部４５３が設けられる。さらに、境界部４５３と第２摺動面４５２との間に凹状の切り欠き４５４が設けられる。

第１摺動面４５１と第２摺動面４５２とは、それぞれ収容部５０の外周面５５と同一曲率の円弧状曲面により形成される。但し、第１摺動面４５１と第２摺動面４５２とは同一曲面上にはなく、第１摺動面４５１と第２摺動面４５２（第２摺動面４５２の延長面）とは、境界部４５３を頂点（交点）として交差する。したがって、図８に示すように、第２摺動面４５２が収容部５０の外周面５５に接触している状態（以下、これを第１姿勢と呼ぶ）では、第１摺動面４５１と外周面５５との間に隙間ｇｐ１が生じる。一方、第１摺動面４５１が外周面５５に接触している状態（以下、これを第２姿勢と呼ぶ）では、第２摺動面４５２と外周面５５との間に隙間ｇｐ２が生じる（図１２参照）。

第２シート材４２が第１姿勢にあるとき、接触面４２２と突出部２１２の端面２１４とは平行ではない。すなわち、接触面４２２は、その外径側端部が内径側端部よりも端面２１４に接近するように、端面２１４と平行な線Ｌ１に対し所定角度θαだけ傾斜している。所定角度θαは、第１摺動面４５１が外周面５５に接触したときに、接触面４２２が端面２１４と平行ないしほぼ平行となるような角度に設定される。したがって、第２シート材４２の姿勢が第２姿勢に変化すると、接触面４２２は径方向ほぼ全面にわたって端面２１４に当接することができる。

図８では、第１回転体１がエンジン回転数に応じた回転数で回転しており、このとき第２シート材４２には遠心力が作用する。図９は、第２シート材４２に作用する遠心力を示す図である。図９に示すように、境界部４５３を通って軸線ＣＬ０から放射状に延びる半直線Ｌ２を介し、第２シート材４２を第１摺動面４５１側の第１領域ＡＲ１と第２摺動面４５２側の第２領域ＡＲ２とに分割する。このとき、シート材４２の第１領域ＡＲ１と第２領域ＡＲ２とには、それぞれ各領域ＡＲ１，ＡＲ２の質量に応じた遠心力Ｆ１，Ｆ２が作用する。なお、第２領域ＡＲ２の質量には、第２領域ＡＲ２における第２シート材４２の質量だけでなく、ばね３の質量（ばね３の１／２の質量）も含まれる。

本実施形態では、第２領域ＡＲ２の遠心力Ｆ２が第１領域ＡＲ１の遠心力Ｆ１よりも大きくなるように、第２シート材４２の形状（境界部４５３の位置等）を設定する。換言すれば、第１領域ＡＲ１の遠心力Ｆ１に対する第２領域ＡＲ２の遠心力Ｆ２の比率（＝Ｆ２／Ｆ１）が所定値α（＞１）となるように第２シート材４２の形状を設定する。なお、第２シート材４２の第２姿勢への姿勢変化を容易にするためには、所定値αは１に近い方が好ましく、例えば１．０１〜１．１の範囲内で所定値αを設定することが好ましい。

このように所定値αを設定することで、図８に示すように、第２シート材４２は境界部４５３を支点にして矢印Ｒ１方向（反時計方向）に揺動し、第２摺動面４５２が収容部５０の外周面５５に接触して、第２シート材４２が第１姿勢となる。したがって、第１摺動面４５１と外周面５５との間に隙間ｇｐ１が生じる。このとき、図１０に拡大して示すように、ばね３の端部は、保持部４２１の底面４２３のうち、内径側（軸線ＣＬ０に近い側）の角部４２３ａに当接し、保持部４２１の底面４２３とばね３の端面３ａとの間にも隙間ｇｐ３が生じる。

図８の状態から第１回転体１が加速されると、第２シート材４２が第２回転体２の突出部２１２に接近し、図１１に示すように第２シート材４２と突出部２１２とが接触する。より詳しくは、第１姿勢では接触面４２２が突出部２１２の端面２１４に対し傾斜しているため、突出部２１２の外径側端部２１２ａが接触面４２２の外径側端部４２２ａに接触する。これにより第２シート材４２の端部４２２ａには、保持部４２１の底面４２３の角部４２３ａを支点にして、軸線ＣＬ０を中心とした接線方向の接触力Ｆ３が作用する。

この接触力Ｆ３は、角部４２３ａを支点として、第２領域ＡＲ２の第２シート材４２に径方向内側に向かう力Ｆ４を発生させる。これにより第２領域ＡＲ２に作用する径方向外側へ向かう力（合力）が、遠心力Ｆ２よりも、接触力Ｆ３に応じた内向きの力Ｆ４の分だけ小さくなる。このとき、接触力Ｆ３が所定値Ｆａ未満であると、第１領域ＡＲ１に作用する遠心力Ｆ１が第２領域ＡＲ２に作用する合力（Ｆ２−Ｆ４）未満であり、第２摺動面４５２は外周面５５に接触したままである。

一方、接触力Ｆ３が所定値Ｆａ以上になると、第１領域ＡＲ１に作用する遠心力Ｆ１が第２領域ＡＲ２に作用する合力（Ｆ２−Ｆ４）よりも大きくなる。その結果、第２シート材４２は、図１２に示すように境界部４５３を支点にして矢印Ｒ２方向（時計方向）に揺動し、第１摺動面４５１が収容部５０の外周面５５に接触して、第２シート材４２が第２姿勢となる。したがって、第２摺動面４５２と収容部５０の外周面５５との間に隙間ｇｐ２が生じる。このとき、接触面４２２は突出部２１２の端面２１４に当接し、これにより第２シート材４２は突出部２１２からの反力Ｆ５を受ける。なお、第２姿勢では、角部４２３ａを支点にしてばね３の端面３ａが保持部４２１の底面４２３に接触し、隙間ｇｐ３（図１０）が０となる。

本実施形態では、第１領域ＡＲ１と第２領域ＡＲ２の遠心力Ｆ１，Ｆ２の比率Ｆ２／Ｆ１を比較的小さい値αに設定しており、第１姿勢における遠心力Ｆ１とＦ２との差は小さい。このため、第２シート材４２への比較的小さい接触力Ｆ３（例えば１０〜１００Ｎ）により、第１領域ＡＲ１に作用する径方向外側への力Ｆ１と第２領域ＡＲ２に作用する径方向外側への力（Ｆ２−Ｆ４）との大小関係を逆転させることができる。すなわち、第２シート材４２を第１姿勢から第２姿勢へと姿勢変更するための所定値Ｆａが、比較的小さめの値であるため、第２シート材４２の姿勢変更が容易となる。

図１２の状態から第２シート材４２と突出部２１２とが離れると、第２シート材４２は遠心力により境界部４５３を支点にしてＲ１方向（図８）に揺動し、再び第１姿勢となる。このように本実施形態では、第２シート材４２が境界部４５３を支点にして揺動し、第１摺動面４５１と第２摺動面４５２とが収容部５０の外周面５５に交互に接触する。これにより、第１摺動面４５１が外周面５５に接触しているときには第２摺動面４５２と外周面５５との間に隙間ｇｐ２が生じ、第２摺動面４５２が外周面５５に接触しているときには第１摺動面４５１と外周面５５との間に隙間ｇｐ１が生じる。

したがって、第２シート材４２の摺動面４５に潤滑剤を満遍なく行き渡らせることができる。その結果、第２シート材４２の摺動性が向上し、第２シート材４２の外周面５５への貼り付きを防止することができる。これによりシフトダウンなどによるエンジンブレーキの作動時等に、第２シート材４２と第２回転体２とが衝突したことによって生じる衝撃を抑えることができ、失火の誤検知等を防ぐことができる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）トルク伝達装置１００は、例えばエンジン１０１で発生したトルクをトランスミッション１０２に伝達する（図１）。このトルク伝達装置１００は、軸線ＣＬ０を中心に回転可能に設けられ、エンジン１０１（出力軸１０１ａ）に連結される第１回転体１と、軸線ＣＬ０を中心に回転可能に設けられ、トランスミッション１０２（入力軸１０２ａ）に連結される第２回転体２と、第１回転体１と前記第２回転体２との間のトルク伝達経路ＴＰに配置され、第１回転体１および第２回転体２のいずれか一方からのトルクをいずれか他方に伝達するとともに、第１回転体１と第２回転体２との間のトルク変動を吸収するばね３と、ばね３と第１回転体１および第２回転体２との間に、第１回転体１および第２回転体２に対して接離可能に設けられたシート材４とを備える（図２，図３）。第１回転体１は、シート材４を周方向に移動可能に収容する収容部５０を有し、収容部５０はシート材４の径方向外側への移動を規制する外周面５５と、シート材４の周方向の移動を規制する側端面５３，５４とを有する（図４）。シート材４（第２シート材４２）は、収容部５０の外周面５５に対向する摺動面４５を有するとともに、周方向一端面に、ばね３を保持する保持部４２１を、周方向他端面に、側端面５４および第２回転体２（突出部２１２）に面接触可能に設けられた接触面４２２をそれぞれ有する（図４）。そして、摺動面４５は、周方向一端面側に設けられた第１摺動面４５１と、周方向他端面側に設けられた第２摺動面４５２とを含み、シート材４２は、第１摺動面４５１と第２摺動面４５２との間の境界部４５３を支点にして揺動可能に構成される（図８，図１２）。

このように第１摺動面４５１と第２摺動面４５２との間の境界部４５３を支点にしてシート材４２を揺動可能に構成することで、第１摺動面４５１と収容部５０の外周面５５との間および第２摺動面４５２と外周面５５との間に交互に隙間ｇｐ１，ｇｐ２を生じさせることができる。このため、摺動面４５の全域にわたって潤滑剤を容易に行き渡らせることができ、シート材４２の摺動性が向上する。その結果、シート材４２の収容部５０の外周面５５への貼り付きを抑制することができ、シフトダウンなどによるエンジンブレーキの作動時等に、シート材４２と第２回転体２との衝突による衝撃を緩和することができる。

（２）シート材４２は、第２回転体２からシート材４２に作用する接触力Ｆ３が所定値Ｆａ未満のとき、第２摺動面４５２が収容部５０の外周面５５に接触し（第１姿勢）、シート材４２に作用する接触力Ｆ３が所定値Ｆａ以上のとき、第１摺動面４５１が収容部５０の外周面５５に接触する（第２姿勢）ように境界部４５３の位置が設定される。例えば、境界部４５３を境にした第２シート材４２の第１領域ＡＲ１と第２領域ＡＲ２との質量配分（遠心力Ｆ１，Ｆ２の配分）が所定の比率αに設定される（図９）。これにより接触力Ｆ３の大きさに応じてシート材４２を揺動させることができる。シート材４２が揺動すると、第２回転体２の端面２１４に対する接触面４２２の傾斜角が変化する。このため、第１姿勢において接触面４２２の端部４２２ａを端面２１４に接触させ（図１１）、第２姿勢において接触面４２２の全体を端面２１４に接触させることができる（図１２）。

（３）シート材４２は、境界部４５３と第２摺動面４５２との間に凹状の切り欠き４５４を有する（図８）。このため、切り欠き４５４に潤滑剤が充填され、潤滑剤が途切れることなく、良好な摺動性を維持できる。

（４）第１摺動面４５１は、周方向にかけて円弧状に形成される（図８）。これによりシート材４２は、第２姿勢において収容部５０の外周面５５に面接触した状態で摺動することができ、シート材４２のスムーズな摺動性が得られる。

（変形例）
上記実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、変形例について説明する。上記実施形態では、第２シート材４２の摺動面４５に、境界部４５３と第２摺動面４５２との間に凹状の切り欠き４５４を設けたが、境界部と第１摺動面との間に切り欠きを設けてもよい。あるいは、第１摺動面および第２摺動面のいずれか一方に凹状の切り欠きを設けてもよい。切り欠きを省略し、第１摺動面と第２摺動面とを境界部を介して連設するようにしてもよい。

上記実施形態では、第１摺動面４５１と第２摺動面４５２とを外周面５５と同一の曲率の曲面で形成したが、第１摺動面と第２摺動面の少なくとも一方を外周面５５と異なる曲率で、周方向にかけて円弧状に形成してもよい。第１摺動面と第２摺動面とを互いに異なる曲率の曲面で形成してもよい。すなわち、周方向一端面側に設けられた第１摺動面と周方向他端面側に設けられた第２摺動面とを含み、第１摺動面と第２摺動面との間の境界部を支点にしてシート材を揺動可能に構成するのであれば、収容部の周面（外周面５５）に対向するシート材の摺動面の構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、第２シート材４２の摺動面４５に第１摺動面４５１と第２摺動面４５２とを設け、第２シート材４２を揺動可能に構成したが、他のシート材（第１シート材４１、中間シート材４３）の一部または全部にも同様に第１摺動面と第２摺動面とを設けて他のシート材も揺動可能に構成してもよい。

上記実施形態では、第１回転体１をエンジン１０１に、第２回転体２をトランスミッション１０２にそれぞれ連結したが、これとは反対に、第１回転体１をトランスミッション１０２に、第２回転体２をエンジン１０１にそれぞれ連結してもよい。上記実施形態では、第１回転体１と第２回転体２との間にばね３（コイルばね）を配置し、ばね３を介してトルクを伝達するようにしたが、第１回転体と第２回転体との間のトルク伝達経路に配置され、第１回転体および第２回転体のいずれか一方からのトルクをいずれか他方に伝達するとともに、第１回転体と第２回転体との間のトルク変動を吸収するのであれば、弾性体の構成はいかなるものでもよい。

上記実施形態では、収容部５０に複数のシート材４を配置したが、ばねと第１回転体および第２回転体との間に、第１回転体および第２回転体に対して接離可能に設けられるのであれば、シート材の個数は上述したものに限らない。例えば中間シート材４３を省略することもできる。したがって、収容部５０に単一のばね３を配置してもよい。上記実施形態では、シート材４とばね３とにより、第１回転体１と第２回転体２との間のトルク伝達経路ＴＰを構成した。具体的には、第１回転体１から第２回転体２にトルクが作用するとき、第２シート材４２の接触面（トルク伝達部）４２２から第２回転体２の突出部２１２の端面（トルク被伝達部）２１４にトルクが作用し、第２回転体２から第１回転体１にトルクが作用するとき、突出部２１２の端面２１３（トルク伝達部）から第１シート材４１の接触面（トルク被伝達部）４１２にトルクが作用するようにした。しかしながら、トルク伝達経路の構成はこれに限らない。

上記実施形態では、第１回転体１の前板１１と後板１２とにそれぞれ凹部１１１ａ，１２１ａを設け、凹部１１１ａ，１２１ａにより収容部５０を構成したが、シート材の径方向外側への移動を規制する周面と、シート材の周方向の移動を規制する一対の側端面とを有するのであれば、収容部の構成はいかなるものでもよい。例えば前板１１のみで収容部を構成してもよい。上記実施形態では、シート材４に弾性体の一例であるばね３の保持部４１１，４２１，４３１を設けたが、弾性体の形状に応じてシート材の形状も種々の形状に変更することができる。したがって、シート材（特に第２シート材４２）の構成は上述したものに限らない。すなわち、収容部の外周面に対向する摺動面を有するとともに、周方向一端面に、弾性体を保持する保持部を有し、周方向他端面に、収容部の側端面および第２回転体に面接触可能に設けられた接触面を有するのであれば、シート材の構成はいかなるものでもよい。

上記実施形態では、第１回転体１に周方向に２箇所に収容部５０を設けたが、収容部の個数はこれに限らない。例えば周方向３箇所以上に収容部を設け、第２回転体の突出部もこれに対応した数だけ設けてもよい。上記実施形態では、内部板２１と連結板２２とにより第２回転体２を構成し、一対の収容部５０に境界部１１１ｂ，１２１ｂを介して隣り合ってそれぞれ配置された第１シート材４１と第２シート材４２との間に、第２回転体２のトルク伝達部としての突出部２１２を配置したが、第２回転体の構成は上述したものに限らない。例えば、リング状板の内周面から径方向内側に突出部を突設させるようにしてもよい。

以上の実施形態では、動力源としてエンジン１０１を用いたが、エンジン１０１以外を用いてもよい。また、動力源で発生したトルクにより駆動される被駆動体は、トランスミッション１０２以外であってもよい。すなわち、動力源で発生したトルクを被駆動体に伝達する種々のトルク伝達経路に対し、本発明のトルク伝達装置は適用することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態および変形例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。すなわち、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。変形例同士を組み合わせることもできる。

１ 第１回転体、２ 第２回転体、３ ばね、４ シート材、４２ 第２シート材、４５ 摺動面、５０ 収容部、５３，５４ 側端面、５５ 外周面、１００ トルク伝達装置、１０１ エンジン、１０２ トランスミッション、４２１ 保持部、４２２ 接触面、ＴＰ トルク伝達経路

Claims (4)

1. 動力源で発生したトルクを被駆動体に伝達するトルク伝達装置であって、
   軸線を中心に回転可能に設けられ、前記動力源および前記被駆動体のいずれか一方に連結される第１回転体と、
   前記軸線を中心に回転可能に設けられ、前記動力源および前記被駆動体のいずれか他方に連結される第２回転体と、
   前記第１回転体と前記第２回転体との間のトルク伝達経路に配置され、前記第１回転体および前記第２回転体のいずれか一方からのトルクを前記第１回転体および前記第２回転体のいずれか他方に伝達するとともに、前記第１回転体と前記第２回転体との間のトルク変動を吸収する弾性体と、
   前記弾性体と前記第１回転体および前記第２回転体との間に前記第１回転体および前記第２回転体に対して接離可能に設けられたシート材と、を備え、
   前記第１回転体は、前記シート材を周方向に移動可能に収容する収容部であって、前記シート材の径方向外側への移動を規制する周面と、前記シート材の周方向の移動を規制する側端面とを有する収容部を有し、
   前記シート材は、前記収容部の周面に対向する摺動面を有するとともに、周方向一端面に、前記弾性体を保持する保持部を有する一方、周方向他端面に、前記側端面および前記第２回転体に面接触可能に設けられた接触面を有し、
   前記摺動面は、前記周方向一端面側に設けられた第１摺動面と、前記周方向他端面側に設けられた第２摺動面とを含み、
   前記シート材は、前記第１摺動面と前記第２摺動面との間の境界部を支点にして揺動可能に構成されることを特徴とするトルク伝達装置。
2. 請求項１に記載のトルク伝達装置において、
   前記シート材は、前記第１回転体または前記第２回転体から前記シート材に作用する接触力が所定値未満のとき、前記第２摺動面が前記収容部の外周面に接触し、前記シート材に作用する接触力が前記所定値以上のとき、前記第１摺動面が前記収容部の外周面に接触するように前記境界部の位置が設定されることを特徴とするトルク伝達装置。
3. 請求項１または２に記載のトルク伝達装置において、
   前記シート材は、前記境界部と前記第１摺動面または前記第２摺動面との間に、凹状の切り欠きを有することを特徴とするトルク伝達装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のトルク伝達装置において、
   前記第１摺動面は、周方向にかけて円弧状に形成されることを特徴とするトルク伝達装置。

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