JP3556024B2 - 樹脂製摩擦部材及びそれを用いたダンパーディスク組立体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製摩擦部材、特に、ダンパーディスク組立体の入力側部材と出力側部材との間に配置され、入力側部材と出力側部材とが相対回転する際にいずれか一方の部材と摺接する樹脂製摩擦部材に関する。
別の見地に係る発明は、ダンパーディスク組立体、特に、入力側部材と出力側部材との間に樹脂製摩擦部材を有するダンパーディスク組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車輌のクラッチディスク組立体に用いられるダンパーディスク組立体は、円板状入力側プレートと、外周にフランジを一体に有する出力側ハブと、入力側プレートとフランジとを円周方向に弾性的に連結するトーションスプリングと、入力側プレートと出力側ハブとの間に配置されたヒステリシストルク発生機構とを備えている。
【０００３】
ヒステリシストルク発生機構は、出力側ハブのフランジに圧接される摩擦部材と、摩擦部材をフランジに対して押しつけるためのコーンスプリングとを有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ヒステリシストルク発生機構の摩擦部材は、ヒステリシストルクの安定化のためには、入力側プレートとフランジのいずれか一方に対して相対回転が禁止されているのが望ましい。また、組立作業性を考慮すると、ヒステリシストルク発生機構が入力側プレートもしくは出力側ハブに対して一体的に装着されているのが望ましい。
【０００５】
そこで、入力側プレートに係止して相互の相対回転を禁止する係止部を摩擦部材に設けるとともに、この係止部を利用して摩擦部材及びコーンスプリングを入力側プレートに一体的に組み付けたものが既に提案されている。
このような構造では、摩擦部材は常に出力側ハブに対して相対回転するのでヒステリシストルクが安定し、さらに摩擦部材及びコーンスプリングを入力側プレートとともに一体化して持ち運びできるので組み立て時の作業性が向上する。
【０００６】
前記のような摩擦部材の係止部は、弾性を有し軸方向に突出する嵌合部が入力側プレートの孔に嵌合するようになっている。このため、このような構造の摩擦部材は樹脂成形により形成される。
しかし、摩擦部材を樹脂により形成した場合、一般的に摩擦係数が小さいので十分な摩擦力が得られず、特に加減速時のショックを効果的に吸収することができない。また、初期においては入力側プレートへの当たりが均一ではないため、摩擦係数が不安定になり、所望のヒステリシストルクが得られない。
【０００７】
本発明の課題は、樹脂製の摩擦部材において、高摩擦係数を容易に得ることにある。
本発明の別の課題は、樹脂製の摩擦部材において、安定した摩擦係数を得ることにある。
本発明のさらに別の課題は、前述のような樹脂製摩擦部材を有するダンパーディスク組立体を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明１に係る樹脂製摩擦部材は、ダンパーディスク組立体の入力側部材と出力側部材との間に配置され、前記入力側部材と出力側部材とが相対回転する際にいずれか一方の部材と摺接する樹脂製摩擦部材であって、本体部と係止部と摩擦調整部材とを備えている。本体部は、樹脂製であり、前記入力側部材及び出力側部材のいずれか一方の摩擦表面に接触する摩擦面を有している。係止部は、前記本体部の一部に一体に形成され、前記摩擦面が接触する部材と異なる部材に係止する。摩擦調整部材は、前記本体部の摩擦面に設けられ、その摩擦係数を調整するための部材である。
【０００９】
ここでは、摩擦調整部材により摩擦面の摩擦係数が調整できるので、摩擦係数を容易に高くできるし、また皮膜等を摩擦面に施して容易に摩擦係数の安定化を図ることができる。
また、前記摩擦調整部材は、前記本体部の摩擦面にモールド成形により埋設され本体部表面よりも摩擦係数の高い高摩擦部材である。
【００１０】
ここでは、摩擦調整部材はモールド成形により一体的に埋設されるので、容易にかつ強固に装着される。また、ヒステリシストルクを容易に大きくすることができ、ダンパーディスク組立体に用いた場合に、加減速時のショックを効果的に吸収できる。
【００１１】
発明２に係る樹脂製摩擦部材は、発明１の樹脂製摩擦部材において、前記係止部は前記入力側部材に係止している。
発明３に係る樹脂製摩擦部材は、発明２の樹脂製摩擦部材において、前記係止部は、前記入力側部材に対して抜け止めとなる抜け止め部を有している。ここでは、樹脂製摩擦部材を入力側部材とともに運搬でき、組み付け作業性が向上する。
【００１２】
発明４に係る樹脂製摩擦調整部材は、発明３の樹脂製摩擦部材において、前記係止部は、前記入力側部材に形成された孔に弾性変形しながら嵌合する弾性嵌合部を有している。
発明５に係るダンパーディスク組立体は、トルクが入力される入力側部材と、前記入力側部材に対して相対回転自在にかつ前記入力側部材の少なくとも一部に対向するフランジを有する出力側部材と、前記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弾性連結部材と、摩擦部材と、バネ部材とを備えている。前記摩擦部材は、前記入力側部材及び出力側部材のいずれか一方に接触する摩擦面と、前記摩擦面が接触する部材と異なる部材に係止する係止部と、前記摩擦面に設けられ前記摩擦面の摩擦係数を調整するための摩擦調整部材とを有する樹脂製の部材である。前記バネ部材は、前記摩擦部材の摩擦面を前記両部材のいずれか一方に圧接するための部材である。
【００１３】
前記摩擦調整部材は、前記本体部の摩擦面にモールド成形により埋設され前記本体部表面よりも摩擦係数の高い高摩擦部材である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に示す本発明の一実施形態によるクラッチディスク組立体１は、図１の左側に配置されたエンジン（図示せず）からのトルクを図１の右側に配置されたトランスミッション（図示せず）に伝達及び遮断するための装置である。図１においては、Ｏ−Ｏがクラッチディスク組立体１の回転軸線である。
【００１５】
このクラッチディスク組立体１は、主に、出力側部材としてのハブ２と、入力側部材としてのクラッチディスク３及びリテーニングプレート４と、中間部材としてのサブプレート５と、サブプレート５とハブ２とを円周方向に弾性的に連結するための小トーションスプリング６と、プレート３，４とサブプレート５とを円周方向に弾性的に連結するための大スプリングユニット７と、プレート３，４とハブ２との間で相対回転が生じる時に所定の摩擦力を発生させるヒステリシストルク発生機構８とから構成されている。
【００１６】
ハブ２は、クラッチディスク組立体１の中心に配置され、トランスミッションの軸（図示せず）に連結される。ハブ２は、軸方向に延びる円筒状のボス２ａと、ボス２ａの外周に一体に形成されたフランジ２ｂとから構成されている。フランジ２ｂの外周には、図２〜図４に示すように、複数の突起２ｃが円周方向に等間隔で形成されている。図３に示すように、フランジ２ｂの径方向に対向する２か所には、後述する小トーションスプリング６の円周方向両端を受けるための切欠き２ｄが形成されている。また、ボス２ａの内周側には、トランスミッションの軸にスプライン係合するスプライン孔２ｅが形成されている。
【００１７】
サブプレート５は、円板状のプレートであり、ハブ２のフランジ２ｂの外周に配置されている。サブプレート５は、図２から明らかなように、径方向外方に延びる４つの突出部５ａを有している。各突出部５ａには、円周方向に延びる窓孔５ｂが形成されている。各突出部５ａの間には外側切欠き５ｃが形成されている。サブプレート５の内周側には、ハブ２の突起２ｃの間に対応する部分に内側突起５ｄが形成されている。突起２ｃと内側突起５ｄとの間には円周方向の所定の隙間が確保されており、これによりハブ２とサブプレート５とが所定角度回転可能となっている。サブレート５の内周側において、ハブ２の切欠き２ｄに対応する２か所には内側切欠き５ｅが形成されている。これらの切欠き２ｄと内側切欠き５ｅ内に小トーションスプリング６が配置されている。なお、図２に示す中立状態では、突起２ｃは内側突起５ｄ間で回転方向Ｒ２ 側に配置されている。すなわち、ハブ２がサブプレート５に対して所定角度Ｒ２ 側に捩じれている。
【００１８】
クラッチプレート３及びリテーニングプレート４はサブプレート５の両側方に配置されている。クラッチプレート３及びリテーニングプレート４は、概ね円板状の１対の部材であり、ハブ２のボス２ａの外周側に回転自在に配置されている。クラッチプレート３及びリテーニングプレート４は外周部で当接ピン１１により互いに固定されている。この当接ピン１１は、サブプレート５に形成された外側切欠き５ｃ内を挿通している。当接ピン１１と外側切欠き５ｃとには円周方向に所定の隙間が確保されているため、プレート３，４とサブプレート５とは相対回転可能である。
【００１９】
クラッチプレート３の外周には、摩擦連結部１０が配置されている。摩擦連結部１０は、主に、クッショニングプレート１２と、クッショニングプレート１２の両側方に固着された円環状の摩擦フェーシング１３とから構成されている。クッショニングプレート１２は、円環状に連続する環状部１２ａと、環状部１２ａから外周側に突出して形成された複数のクッショニング部１２ｂとを有している。環状部１２ａはその一部が内周側に突出しており、その突出した部分が当接ピン１１によりクラッチプレート３に固定されている。
【００２０】
クラッチプレート３及びリテーニングプレート４には、それぞれサブプレート５の窓孔５ｂに対応した位置に、窓孔３ａ及び窓孔４ａが形成されている。この窓孔３ａ及び窓孔４ａ内に大コイルスプリングユニット７が配置されている。各窓孔３ａ及び窓孔４ａの径方向両側には軸方向外方に切り起こされた押え部３ｂ，押え部４ｂが形成されている。
【００２１】
大スプリングユニット７は、それぞれ２組の第１スプリング組立体７ａと第２スプリング組立体７ｂとから構成されている。第１スプリング組立体７ａは、径方向に対向するサブプレート５の窓孔５ｂ内に配置されており、大径のトーションスプリングとその内側に配置された小径のトーションスプリングとから構成されている。第１スプリング組立体７ａの円周方向両端は、サブプレート５の窓孔５ｂの円周方向両端、クラッチプレート３の窓孔３ａの円周方向両端及びリテーニングプレート４の窓孔４ａの円周方向両端に当接している。また、第２スプリング組立体７ｂは、径方向に対向するサブプレート５の窓孔５ｂ内に配置されており、トーションスプリングとその内側に配置されたフロートラバー７ｃとから構成されている。第２スプリング組立体７ｂのトーションスプリングの円周方向両端は、サブプレート５の窓孔５ｂの円周方向両端、クラッチプレート３の窓孔３ａの円周方向両端及びリテーニングプレート４の窓孔４ａの円周方向両端に当接している。但し、フロートラバー７ｃの長さは各窓孔の円周方向両端間より短くなっている。すなわち、フロートラバー７ｃは各窓孔の円周方向両端間で円周方向に移動自在である。
【００２２】
次に、ヒステリシストルク発生機構８について説明する。
ヒステリシストルク発生機構８は、図１及び図５に示すように、クラッチプレート３の内周部とリテーニングプレート４の内周部との間でボス２ａの外周側に配置されている。なお、図１と図５とは異なる方向からヒステリシストルク発生機構８を見た図である。このヒステリシストルク発生機構８は、第１ブッシュ１４と第２ブッシュ１５と第１コーンスプリング１６と第２コーンスプリング１７と第３ブッシュ１８とを有している。第１〜第３ブッシュ１４、１５、１８はそれぞれナイロン系の樹脂で形成されている。
【００２３】
第１ブッシュ１４は樹脂製円板状プレートである。第１ブッシュ１４は、図５〜図７に示すように、内周端がボス２ａに近接しており、１側面がハブ２のフランジ２ｂ及び突起２ｃのトランスミッション側の側面に当接している。第１ブッシュ１４は、円板部１４ａと、円板部１４ａの内周側からトランスミッション側に突出する環状突出部１４ｂとを有している。環状突出部１４ｂには、環状切欠き溝１４ｃがトランスミッション側に形成されている。また、円板部１４ａの外周には、径方向外方に延びる４つの突起１４ｄが形成されている。
【００２４】
第１ブッシュ１４とリテーニングプレート４との間には、第１コーンスプリング１６が配置されている。第１コーンスプリング１６は外周端がリテーニングプレート４に支持され、内周端が第１ブッシュ１４の環状切欠き溝１４ｃに当接している。第１コーンスプリング１６は、圧縮された状態で配置されており、第１ブッシュ１４をハブ２のフランジ２ｂ及び突起２ｃ側に付勢している。第１コーンスプリング１６には、図１１に示すように、外周側に複数の切欠き１６ａが形成されている。この切欠き１６ａは、第１ブッシュ１４の磨耗によって第１コーンスプリング１６の姿勢が変化する時に、第１コーンスプリング１６の付勢力変化を少なくするために形成されたものである。
【００２５】
第２ブッシュ１５は、図８〜図１０から明らかなように円板状の部材であり、第１ブッシュ１４の外周側に、第１ブッシュ１４が配置された平面と略同一平面上にかつ同心に配置されている。第２ブッシュ１５は、円板状の本体部１５ａと、本体部１５ａの内周側でトランスミッション側に突出する環状突出部１５ｂとから構成されている。本体部１５ａのエンジン側端面はサブプレート５の内周端面に当接している。この本体部１５ａのエンジン側端面は摩擦面となっており、図１３に拡大して示すように、摩擦面には摩擦係数調整用の高摩擦係数のたとえば、ゴム系、ガラス系の混紡もしくは含浸成形品や、セラミック等の摩擦調整部材２０がモールド成形により一体成形されている。環状突出部１５ｂのトランスミッション側端面には、円周方向に等間隔で４つの切欠き１５ｅが形成されている。この切欠き１５ｅ内には、第１ブッシュ１４の突起１４ｄが円周方向に相対回転不能にかつ軸方向に移動可能に係合している。なお、突起１４ｄと凹部１５ｅとの軸方向間には所定の隙間が確保されている。環状突出部１５ｂには、凹部１５ｅの間にトランスミッション側に延びる係止部としての４つの突起が形成されている。この突起は、２つのスナップ突起１５ｃと２つの棒状突起１５ｄとからなる。ここでは、同じ種類の突起同士が径方向に対向するように配置されている。スナップ突起１５ｃは、軸方向に延びるスリットにより２分割されており、径方向に弾性変形が可能である。また、このスナップ突起１５ｃの先端はフック形状のスナップ（抜け止め部）１５ｆを有している。スナップ突起１５ｃはリテーニングプレート４に形成された孔４ｃ内に挿入されている。なお、スナップ突起１５ｃに形成されたスナップ１５ｆにより、第２ブッシュ１５はリテーニングプレート４から軸方向に外れにくくなっている。棒状突起１５ｄは、リテーニングプレート４の他の孔４ｃ内に挿入されている。
【００２６】
第２コーンスプリング１７は、第２ブッシュ１５とリテーニングプレート４との間に配置されている。第２コーンスプリング１７には、図１２に示すように、内周側に複数の切欠き１７ａが形成されている。この切欠き１７ａは、第２ブッシュ１５の磨耗によって第２コーンスプリング１７の姿勢が変化する時に、第２コーンスプリング１７の付勢力変化を少なくするために形成されている。また、第２コーンスプリング１７の切欠き１７ａ部分は、第２ブッシュ１５のスナップ突起１５ｃ、棒状突起１５ｄ及び凹部１５ｅに対応しており、第２コーンスプリング１７とこれらの部材が互いに干渉しないようになっている。また、各突起１５ｃ、１５ｅは切欠き１７ａを通過してトランスミッション側に延びており、これにより第２ブッシュ１５と第２コーンスプリング１７との相対回転が禁止される。第２コーンスプリング１７は圧縮された状態で配置されており、外周端がリテーニングプレート４に当接し、内周端すなわち突起１７ｂが第２ブッシュ１５の環状突出部１５ｂのトランスミッション側側面に当接している。このようにして、第２コーンスプリング１７は第２ブッシュ１５をサブプレート５のトランスミッション側側面に付勢している。このときの第２コーンスプリング１７の付勢力は第１コーンスプリング１６の付勢力より大きくなるように設定されている。
【００２７】
第３ブッシュ１８は、図１及び図１４に示すように、クラッチプレート３の内周部とハブ２のフランジ２ｂ及びサブプレート５の内周端との間に配置されており、円板状の本体部１８ａと、本体部１８ａの一側面から軸方向に突出する複数のスナップ突起１８ｂとを有している。本体部１８ａは、トランスミッション側の側面が摩擦面となっており、フランジ２ｂの側面及びサブプレート５の内周端部側面に当接する。また、逆側の側面はクラッチプレート３に当接している。サブプレート５の側面に当接するトランスミッション側の摩擦面には、摩擦係数調整用の、たとえば、ゴム系、ガラス系の混紡もしくは含浸成形品や、セラミック等の摩擦調整部材２１がモールド成形により一体成形されている。また、スナップ突起１８ｂはクラッチプレート３に形成された孔３ｃ内に係合している。このスナップ突起１８ｂはスリットにより２分割されている。したがって、径方向に弾性変形が可能である。第３ブッシュ１８の内周部には軸方向エンジン側に延びる環状の突出部１８ｃが形成されている。この環状の突出部１８ｃの外周側にはクラッチプレート３の内周端が当接している。
【００２８】
次に、クラッチディスク組立体１の動作について説明する。
摩擦フェーシング１３がエンジン側のフライホイール（図示せず）に押し付けられると、エンジン側のフライホイールのトルクがクラッチプレート３及びリテーニングプレート４に入力される。このトルクは、大コイルスプリングユニット７、サブプレート５、小コイルスプリング６を介してハブ２に伝達され、さらに図示しないトランスミッション側の軸に伝達される。
【００２９】
エンジン側のフライホイール（図示せず）からクラッチディスク組立体１に変位角度の小さな捩じり振動が伝達されると、プレート３、４及びサブプレート５とハブ２との間で相対回転が生じる。このとき、小トーションスプリング６が円周方向に伸縮を繰り返し、第１ブッシュ１４及び第３ブッシュ１８がハブ２のフランジ２ｂ及び突起２ｃに対して摺動する。このときの低剛性・小摩擦力（低ヒステリシストルク）の特性によって変位角度の小さな捩じり振動が効果的に減衰される。
【００３０】
クラッチディスク組立体１に大きな変位角度を有する捩じり振動が伝達されると、小トーションスプリング６が圧縮されてサブプレート５とハブ２とが一体回転し、これらとプレート３、４との間で相対回転が生じる。このとき、大スプリングユニット７が伸縮を繰り返し、第１ブッシュ１４がハブ２のフランジ２ｂと摺動し、第２ブッシュ１５がサブプレート５の内周側側面に摺動し、さらに第３ブッシュ１８がハブ２のフランジ２ｂのフライホイール側側面及びサブプレート５の内周側のフライホイール側側面に摺動する。ここでは、第２コーンスプリング１７の付勢力が第１コーンスプリング１６の付勢力より大きく設定されているため、大きな摩擦力が発生する。また、第２ブッシュ１５のサブプレート５との摩擦面及び第３ブッシュ１８のサブプレート５との摩擦面には、高摩擦係数の摩擦調整部材２０、２１がモールド成形により埋設されているので、摩擦力はより大きくなる。このような大剛性・大摩擦力（高ヒステリシストルク）の特性により、変位角度の大きな捩じり振動を効果的に減衰する。
【００３１】
以上のように、捩じり振動の種類によって適切な特性を得られるので、クラッチディスク組立体１は捩じり振動を減衰するのに効果的である。
クラッチディスク組立体１を組み立てる際には、あらかじめヒステリシストルク発生機構８の第１ブッシュ１４、第２ブッシュ１５、第１コーンスプリング１６及び第２コーンスプリング１７をリテーニングプレート４に組み付けて、サブアッシーにしておく。この組み付け作業は第２ブッシュ１５のスナップ突起１５ｃ及び棒状突起１５ｄをリテーニングプレート４の孔４ｃに挿入するだけで簡単に行える。スナップ突起１５ｃのスナップ１５ｆによって第２ブッシュ１５がリテーニングプレート４に係合しているため、各部材が脱落することはない。このようにサブアッシー化すると、全体の組み立て前にサブアッシー状態で管理できるので作業が容易になる。また、全体の組み立て時にも、サブアッシーであるために作業効率が大幅に向上する。
【００３４】
以上のように本発明では、樹脂製の摩擦部材において、摩擦面に摩擦調整用の部材を設けたので、摩擦面の摩擦係数を容易に調整できる。また、樹脂製の摩擦部材において、容易に安定した摩擦係数を得ることができる。
さらに本発明では、樹脂製摩擦部材の摩擦面の摩擦係数を容易に調整できるので、特に加減速時のショックを効果的に吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるクラッチディスク組立体の縦断面概略図。
【図２】一部が切り欠かれた図１におけるII矢視図。
【図３】ハブの平面図。
【図４】図３のIV−IV断面図。
【図５】図１の円Ａ部分の拡大図。
【図６】第１ブッシュの平面図。
【図７】図６のVI−VI断面図。
【図８】第２ブッシュの平面図。
【図９】図８のIX−IX断面図。
【図１０】図８のＸ−Ｘ断面図。
【図１１】第１コーンスプリングの平面図。
【図１２】第２コーンスプリングの平面図。
【図１３】図１の拡大部分図。
【図１４】図１の拡大部分図。
【符号の説明】
１ クラッチディスク組立体
２ ハブ
３ クラッチプレート
４ リテーニングプレート
５ サブプレート
６ 小トーションスプリング
７ 大スプリングユニット
８ ヒステリシストルク発生機構
１４ 第１ブッシュ
１５ 第２ブッシュ
１５ｃ スナップ突起
１５ｄ 棒状突起
１６ 第１コーンスプリング
１７ 第２コーンスプリング
２０、２１ 摩擦調整部材

Claims (5)

1. ダンパーディスク組立体の入力側部材と出力側部材との間に配置され、前記入力側部材と出力側部材とが相対回転する際にいずれか一方の部材と摺接する樹脂製摩擦部材であって、
   前記入力側部材及び出力側部材のいずれか一方の摩擦表面に接触する摩擦面を有する樹脂製の本体部と、
   前記本体部の一部に一体に形成され、前記摩擦面が接触する部材と異なる部材に係止する係止部と、
   前記本体部の摩擦面に設けられ、その摩擦係数を調整するための摩擦調整部材とを備え、
   前記摩擦調整部材は、前記本体部の摩擦面にモールド成形により埋設され前記本体部表面よりも摩擦係数の高い高摩擦部材である、
   樹脂製摩擦部材。
2. 前記係止部は前記入力側部材に係止している、請求項１に記載の樹脂製摩擦部材。
3. 前記係止部は、前記入力側部材に対して抜け止めとなる抜け止め部を有している、請求項２に記載の樹脂製摩擦部材。
4. 前記係止部は、前記入力側部材に形成された孔に弾性変形しながら嵌合する弾性嵌合部を有している、請求項３に記載の樹脂製摩擦部材。
5. トルクが入力される入力側部材と、
   前記入力側部材に対して相対回転自在にかつ前記入力側部材の少なくとも一部に対向するフランジ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弾性連結部材と、
   前記入力側部材及び出力側部材のいずれか一方に接触する摩擦面と、前記摩擦面が接触する部材と異なる部材に係止する係止部と、前記摩擦面に設けられ前記摩擦面の摩擦係数を調整するための摩擦調整部材とを有する樹脂製の摩擦部材と、
   前記摩擦部材の摩擦面を前記両部材のいずれか一方に圧接するためのバネ部材とを備え、
   前記摩擦調整部材は、前記本体部の摩擦面にモールド成形により埋設され前記本体部表面よりも摩擦係数の高い高摩擦部材である、
   ダンパーディスク組立体。

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