JP2019082222A - 被動側動力伝達部材 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも板厚を大きくすることなく、大きな衝撃荷重が加えられても十分な強度を発揮することができる被動側動力伝達部材を提供すること。【解決手段】被動側動力伝達部材(100)は、駆動側動力伝達部材及びトーション機構を介して駆動力が伝達され、プレート部材と一体的に回転し、プレート部材と一体的に締結される締結部(111)を含む第１面(110)と、円周方向に延びる外周面から外径方向へと突出して、トーション機構から駆動力が入力される突起部(122)を含む第２面(120)と、周方向に延び、第１面(110)と第２面(120)との間に設けられる段差部(130)と、を具備し、段差部(130)は、突起部(122)に対向する位置において、外径方向に凸となる凸部(132)を有する。【選択図】 図６

Description

本発明は、トルク変動吸収装置等に用いられる被動側動力伝達部材に関する。

動力伝達機構においては、エンジンからの駆動力を伝達するに際し、トルク変動を吸収するトルク変動吸収装置を用いることが、従来から提案されている。

例えば、特許文献１には、図１及び図２に示すように、駆動側部材としてのドライブプレート５３、被動側部材としてのドリブンプレート５６、トーション機構としてコイルスプリング５０、ヒステリシス機構６２、及びドリブンプレート５６を経由してエンジンからの駆動力が伝達されるフライホイール５９、等を含むトルク変動吸収装置１が開示されている。

特許文献１に開示される従来のトルク変動吸収装置１は、エンジンとトランスミッションとの間に配置され、図１及び図２に示すように、駆動軸に固定されたハブ６０からドライブプレート５３及びプレート５４、さらにコイルスプリング５０を介して、部材５５からドリブンプレート５６、及びフライホイール５９へと伝達される。なお、特許文献１に開示されるトルク変動吸収装置１によれば、フライホイール５９をハブ６０に対して同心且つ相対回転可能に保持するために、ハブ６０の外周面とフライホイール５９の内周面との間に転がり軸受６１が配されている。さらに、トーション部材として配設されるトーションスプリング５０を収容する空間にはグリスが封入され、この空間の装置内周側のシールとして、ドリブンプレート５６の内周部とプレート５４の内周部の軸方向間にシール５８及び予圧縮された板ばね５７を配して、プレート５４とドリブンプレート５６との相対回転を許容するとともに、シール機能を持たせている。さらに、トーションスプリング５０の外周側と、ドライブプレート５３及びプレート５４の内周側には、遠心力によってトーションスプリング５０が外周側に移動してドライブプレート５３及びプレート５４と摺動するのを防止するために、スプリングシート５１及びスプリングシート５２を配し、これらの外周側を、トーションスプリング５０の外周側とドライブプレート５３及びプレート５４の内周側との間にまで延伸させている。

また、特許文献１と類似の構成を有する動力伝達機構については、特許文献２にも開示されている。

英国特許出願公開第２２６９４４０号明細書 特開２００８−１３８８８４号公報

特許文献１及び特許文献２において使用される被動側動力伝達部材（ドリブンプレート）は、トルク変動を吸収しながら、エンジンからの駆動力をフライホイールへと伝達するものであり、図３及び図４に示すような形状を有している。

より具体的には、図３及び図４に示すように、被動側動力伝達部材１００は、一般に、フライホイール等のプレート部材（図３及び図４においては図示せず）と一体的に締結される締結部１１１を含む第１面１１０と、円周方向に延びる外周面から外径方向へと突出して、トーション機構（図３及び図４においては図示せず）からエンジンの駆動力が入力される突起部１２２を含む第２面１２０と、周方向に延び、第１面１１０と第２面１２０との間に設けられる段差部１３０と、を有する。

なお、締結部１１１は、第１面１１０に設けられる挿通孔に、例えばボルトやナット等を挿通させて、プレート部材（フライホイール）と締結することによって形成される。図３及び図４は、かかるボルトやナット、及びプレート部材の記載を省略し、かかる挿通孔のみが表された状態の締結部１１１となっている点を補足しておく。

このような被動側動力伝達部材１００に、トーション機構から駆動力が伝達される際に大きな衝撃荷重が加えられると、突起部１２２の付け根部１２３周辺に応力が集中し、付け根部１２３が変形してしまう等の問題がある。そのため、被動側動力伝達部材１００には十分な強度が要求され、かかる強度要求に対しては、板厚を大きくする等の対策がとられている。しかしながら、このような対策は、軽量化要求、及び軸方向における動力伝達機構全体の小型化の要求に対して背反してしまうという課題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、従来よりも板厚を大きくすることなく、大きな衝撃荷重が加えられても十分な強度を発揮することができる被動側動力伝達部材を提供する。

本発明の一態様に係る被動側動力伝達部材は、駆動側動力伝達部材及びトーション機構を介して駆動力が伝達され、プレート部材と一体的に回転し、前記プレート部材と一体的に締結される締結部を含む第１面と、円周方向に延びる外周面から外径方向へと突出して、前記トーション機構から前記駆動力が入力される突起部を含む第２面と、周方向に延び、前記第１面と前記第２面との間に設けられる段差部と、を具備し、前記段差部は、前記突起部に対向する位置において、外径方向に凸となる凸部を有するものである。

この構成によれば、従来よりも板厚を大きくすることなく、前記突起部に駆動力としての大きな荷重が入力されても、内部にかかる応力を低減することができ、結果として十分な強度を発揮する被動側動力伝達部材を提供することができる。

また、本発明の一態様に係る前記被動側動力伝達部材において、前記凸部は、前記締結部と前記突起部において荷重が入力される荷重点とを結ぶ荷重線に沿って設けられていることが好ましい。

この構成とすることによって、内部にかかる応力を低減しつつ、前記突起部における前記荷重点から駆動力としての荷重が入力されると、かかる荷重を前記締結部へと導出して、かかる駆動力を前記プレート部材へと効率的に伝達することが可能となる。これにより、さらに十分な強度を発揮しつつ、駆動力を効率的にプレート部材へと伝達する被動側動力伝達部材を提供することができる。

また、本発明の一態様に係る前記被動側動力伝達部材において、前記締結部と前記突起部において正回転の荷重が入力される第１荷重点とを結ぶ第１荷重線と、前記締結部と前記突起部において逆回転の荷重が入力される第２荷重点とを結ぶ第２荷重線とが交差する交差部に、前記凸部の頂部が配されることが好ましい。

この構成とすることによって、正回転で荷重が入力されても、逆回転で荷重が入力されても、いずれの場合においても内部にかかる応力を低減することができるため、回転方向に係らず十分な強度を発揮する被動側動力伝達部材を提供することができる。

また、本発明の一態様に係る前記被動側動力伝達部材において、前記凸部は、略三角形状であることが好ましい。

この構成とすることによって、回転方向に係らず十分な強度を発揮する被動側動力伝達部材を提供することができる。

本発明によれば、従来よりも板厚を大きくすることなく、大きな衝撃荷重が加えられても十分な強度を発揮することができる被動側動力伝達部材を提供することができる。

従来のトルク変動吸収装置の一部破断正面図である。 図１に示すトルク変動吸収装置の側断面図である。 従来の被動側動力伝達部材の一部斜視図である。 従来の被動側動力伝達部材の一部斜視図である。 本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材の一部破断斜視図である。 本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材の一部斜視図である。 本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材における一部正面図であって、応力分布を示す図である。 本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材の応力低減効果を示す図である。 本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材の板厚と、従来の被動側動力伝達部材の板厚とを比較した図である。

以下、添付図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明する。なお、図面において共通した構成要件には同一の参照符号が付されている。また、或る図面に表現された構成要素が、説明の便宜上、別の図面においては省略されていることがある点に留意されたい。さらにまた、添付した図面が必ずしも正確な縮尺で記載されている訳ではないということに注意されたい。

１．被動側動力伝達部材１００の概要
本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材１００の概要について、図５及び図６を参照しつつ説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材の一部破断斜視図である。図６は、本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材の一部斜視図である。なお、本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材１００は、前述にて図１及び図２を参照しつつ説明したトルク変動吸収装置（又は動力伝達機構）において、主に用いられるものである。また、本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材１００と、駆動側動力伝達部材としてのドライブプレート、トーション機構としてのトーションスプリング、ヒステリシス機構、及びプレート部材としてのフライホイール等との関係性や、トルク変動吸収装置における駆動力の伝達プロセスに関しても、従来と同様である。つまり、本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材１００は、ドライブプレート（図２における符号５３）等の駆動側動力伝達部材、及びトーション機構としてのトーションスプリング（図１及び図２における符号５０）を介して、エンジン（図示せず）からの駆動力が伝達され、プレート部材としてのフライホイール（図２における符号５９）と一体的に回転して、かかる駆動力をフライホイール５９へと伝達するものである。なお、本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材１００は、エンジンとトランスミッションとの間に配置される前述のトルク変動吸収装置１に限定されず、クラッチダンパー等ダンパー機能を有する装置の一部材として適用することもできる。

被動側動力伝達部材１００は、全体として円環状の形状をなし、フライホイール等のプレート部材と同軸上において一体的に回転可能に設けられる。被動側動力伝達部材１００は、図５及び図６に示すように、プレート部材としてのフライホイール（図５及び図６においては図示せず）と一体的に締結される締結部１１１を含む第１面１１０と、円周方向に延びる外周面から外径方向へと突出して、トーション機構（図５及び図６においては図示せず）からエンジンの駆動力が入力される突起部１２２を含む第２面１２０と、周方向に延び、第１面１１０と第２面１２０との間に設けられる段差部１３０と、を有する。エンジンからの駆動力は、トーション機構が突起部１２２の側面部（図６における２００ａ又は２００ｂ）に当接することで入力される。

第１面１１０は、被動側動力伝達部材１００における内周側に設けられ、全体として略円環状の形状をなして形成される。他方、第２面１２０は、被動側動力伝達部材１００における外周側に、段差部１３０を挟んで第１面１１０に隣接するように設けられ、全体として略円環状の形状をなして形成される。また、第２面１２０に設けられる突起部１２２は、略円環状の第２面１２０において、等間隔に２つ（例えば、略円環状の第２面１２０において、０時の位置と６時の位置に計２つ）設けられるが、これに限定されず、等間隔に３つ以上設けられてもよい。

締結部１１１は、第１面１１０に設けられる挿通孔に、例えばボルトやナット等を挿通させて、プレート部材としてのフライホイールと締結することによって形成される。図５及び図６は、図３及び図４と同様、かかるボルトやナット、及びフライホイールの記載を省略し、かかる挿通孔のみが表された状態の締結部１１１となっている点を補足しておく。

なお、第１面１１０と第２面１２０との間には段差部１３０が設けられているため（段差部１３０は、第１面１１０と第２面１２０とを画しているため）、第１面１１０と第２面１２０は軸方向にずれて位置している。なお、軸方向におけるトルク変動吸収装置（動力伝達機構）全体の小型化の観点からいえば、軸方向において、第２面１２０の方が第１面１１０に比してフライホイールに近い方向に位置していることが好ましい。

２．段差部１３０及び凸部１３２
次に、段差部１３０及び段差部１３０に設けられる凸部１３２の詳細について、図５乃至図９を参照しつつ説明する。なお、図７は、本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材１００における一部正面図であって、応力分布を示す図である。図８は、本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材１００の応力低減効果を示す図である。図９は、本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材１００の板厚と、従来の被動側動力伝達部材１００の板厚とを比較した図である。

段差部１３０には、図５及び図６に示すように、第２面１２０における突起部１２２に対向する位置において、外径方向（被動側動力伝達部材１００の外径方向）に凸となる凸部１３２が設けられている。これにより、突起部１２２の側面部（図６における２００ａ又は２００ｂ）に大きな衝撃荷重が加えられても、突起部１２２に対して張り出すように設けられる凸部１３２が、一種の梁の役割を担って断面係数を高めることができるため、応力が集中しやすい突起部１２２の付け根部１２３への応力集中を低減することができる。なお、段差部１３０に凸部１３２が設けられることに対応して、第１面１１０においても、凸部１３２と同様の凸形状が形成される。

前述の付け根部１２３への応力集中を低減させる観点から、凸部１３２の頂部１３２ａが、付け根部１２３よりも外周側（左右２つの付け根部１２３を結ぶ線よりも外径方向）に位置していることが好ましい。

また、凸部１３２の形状は、トーション機構から駆動力が入力される突起部１２２の第１側面部２００ａを第１荷重点２００ａとし、突起部１２２の第２側面部２００ｂを第２荷重点２００ｂとすると、締結部１１１と第１荷重点２００ａとを結ぶ第１荷重線Ｘ、又は締結部１１１と第２荷重点２００ｂとを結ぶ第２荷重線Ｙ、に沿って設けられることが好ましい。これにより、第１荷重点２００ａ又は第２荷重点２００ｂに大きな衝撃荷重が加えられても、凸部１３２を経由して当該荷重を締結部１１１へと効率的に導出することが可能となり、結果として付け根部１２３への応力集中を効率的に低減することができる。また、エンジンからの駆動力を効率的にフライホイールへと伝達することも可能となる。

さらにまた、凸部１３２の形状において、その頂部１３２ａは、図６に示すように、第１荷重線Ｘと第２荷重線Ｙとの交差部Ｐの位置に配されることが好ましい。これにより、第１荷重点２００ａ及び第２荷重点２００ｂの両方から大きな衝撃荷重が加えられても（例えば、第１荷重点２００ａには正回転の荷重が、第２荷重点２００ｂには逆回転の荷重が、各々加えられても）、いずれの場合においても、凸部１３２を経由して当該荷重を締結部１１１へと効率的に導出することが可能となるので、付け根部１２３への応力集中をさらに効率的に低減することができる。なお、この場合においては、図６に示すように、凸部１３２の形状は、第１荷重線Ｘ及び第２荷重線Ｙの両方に沿って設けられる。また、凸部１３２の形状は、全体として略多角形状、中でも略三角形状であることが特に好ましい。これにより、付け根部１２３への応力集中を最も効率的に低減することができる。

図７は、前述にて説明した本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材１００の第１荷重点２００ａ（又は第２荷重点２００ｂ）に衝撃荷重を加えた場合における応力分布を示す図であり、図面上灰色で網掛けされている箇所に応力が分散されていることを示すものである。より具体的には、第１荷重点２００ａに衝撃荷重が加えられると、凸部１３２の形状に沿って締結部１１１に向かって応力が分散されていることが分かり、且つ付け根部１２３への応力集中が低減されていることが分かる。

また、図８に示すように、本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材１００においては、従来品と比較して、付け根部１２３にかかる応力値をおよそ６．０％程度低減することができ、その分だけ大きな強度を発現することができる。また、図９に示すように、第１荷重点２００ａ（又は第２荷重点２００ｂ）に、所定の大きさの荷重が加えられた場合における本発明の一実施形態に係る被動側動力伝達部材１００が必要とする板厚は、同様の荷重が加えられた従来品に比べて約０．３ｍｍ程度薄くすることができる。この値は、一般的な被動側動力伝達部材１００の板厚の５．０乃至１０．０％程度に相当するため、軽量化、軸方向の小型化等の観点から極めて有効であるといえる。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数等は適宜変更して実施することができる。トルク変動吸収装置１や被動側動力伝達部材１００の各部の配置や構成等は、上記実施形態には限定されない。

１ トルク変動吸収装置
５０ トーションスプリング（トーション機構）
５３ ドライブプレート（駆動側動力伝達部材）
５６ ドリブンプレート（被動側動力伝達部材）
５９ フライホイール（プレート部材）
１００ 被動側動力伝達部材
１１０ 第１面
１１１ 締結部
１２０ 第２面
１２２ 突起部
１２３ 付け根部
１３０ 段差部
１３２ 凸部
１３２ａ 凸部の頂部
２００ａ 第１側面部、荷重点（第１荷重点）
２００ｂ 第２側面部、荷重点（第２荷重点）
Ｘ 荷重線（第１荷重線）
Ｙ 荷重線（第２荷重線）
Ｐ 交差部

Claims (4)

1. 駆動側動力伝達部材及びトーション機構を介して駆動力が伝達され、プレート部材と一体的に回転し、
   前記プレート部材と一体的に締結される締結部を含む第１面と、
   円周方向に延びる外周面から外径方向へと突出して、前記トーション機構から前記駆動力が入力される突起部を含む第２面と、
   周方向に延び、前記第１面と前記第２面との間に設けられる段差部と、
   を具備し、
   前記段差部は、前記突起部に対向する位置において、外径方向に凸となる凸部を有する、被動側動力伝達部材。
2. 前記凸部は、前記締結部と前記突起部において荷重が入力される荷重点とを結ぶ荷重線に沿って設けられる、請求項１に記載の被動側動力伝達部材。
3. 前記締結部と前記突起部において正回転の荷重が入力される第１荷重点とを結ぶ第１荷重線と、前記締結部と前記突起部において逆回転の荷重が入力される第２荷重点とを結ぶ第２荷重線とが交差する交差部に、前記凸部の頂部が配される、請求項１又は２に記載の被動側動力伝達部材。
4. 前記凸部は、略三角形状である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の被動側動力伝達部材。

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