JP4894467B2 - トルク変動吸収装置 - Google Patents

Description

本発明は、トルク変動吸収装置に関する。

トルク変動吸収装置は、例えば、エンジンと電動モータを動力源として備えているハイブリッド駆動装置においては、エンジンまたは／および電動モータの出力軸に設けられており、エンジンと電動モータによる変動トルクを吸収（抑制）する。トルク変動吸収装置の従来技術として、駆動源からの駆動力が伝達される第１回転部材と、変速機の入力軸に連結されるとともに、外周に固定されたディスクの両面に略環状の摩擦材を有するダンパ機構と、前記摩擦材と前記第１回転部材とが直接的又は、摩擦面プレートを介して間接的に摩擦係合するリミッタ部と、を備えるトルク変動吸収装置において、前記摩擦材は、その摩擦面側に該摩擦材の全表面積に対し２０％以上かつ８０％以下の摩擦しない部分（溝）を有するものがある（特許文献１参照）。このトルク変動吸収装置において、摩擦材は、ディスクに接着されており、強度確保のために該摩擦材よりも硬い補強材を含んでいる。補強材には、一般に、強化繊維が用いられる。

特開２００５−１２７５０７号公報

しかしながら、強化繊維周辺は、吸湿性が高く、錆が発生しやすい。これにより、水入り等による錆発生でリミッタの滑りトルクが当初設定のトルク以上になるという課題があった。

また、従来のトルク変動吸収装置では、摩擦材に溝を設定しているが、これは摩擦材の摺動による経時変化の低減を狙いにしたものであり、錆付きに対し、最適な仕様とはいえない。

さらに、従来のトルク変動吸収装置では、摩擦材のディスクへの保持は接着であり、コストが高い（処理時間が長い、接着前処理が必要）。これは、クラッチ等で公知のカシメ構造採用により低コスト化が可能であるが、下記のような課題がある。

第１に、摩擦材の補強確保のため、強化繊維の率を上げる必要があるが、これは従来構成では錆の発生が悪化する。第２に、摩擦材をかしめるための孔は、通常、ドリル加工により形成されるが、ドリル加工による強化繊維の切断により強度が低下する。第３に、摩擦材の幅（内、外周差）又は厚さアップにより、摩擦材の強度の強化が可能であるが、スペース、コストで不利になる。第４に、摩擦材の幅アップは摺動による経時変化が悪化する。

本発明の主な課題は、摩擦材の表面に露出する強化繊維の率を低減し、強度を確保しつつ錆付き性能を向上させることである。

本発明の一視点において、ディスク部材に固定された摩擦材を摺動可能に２つのプレートで挟持したリミッタ機構を有するトルク変動吸収装置において、前記摩擦材は、繊維基材を含むとともに、摩擦面に所定の形状で６０個以上の有底穴を有し、隣り合う前記有底穴間の最短距離は、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、前記有底穴の深さは、前記最短距離に対し５％以上７５％以下であることを特徴とする。

本発明によれば、摩擦材の強度を確保しつつ摩擦材の表面の繊維露出率を低減させることができるので、防錆性能を向上し、リミッタ機構の性能を向上させることができる。また、摩擦材の強度が確保される結果、小型化（幅寸法の縮小、薄肉化）が可能となり、コストを抑えることが可能である。主に、実装できるスペースの小さいバイブリッド車に適している。

（実施形態１）
本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した切欠き平面図である。図２は、本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した図１のＸ−Ｘ´間の断面図である。図３は、本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置における摩擦材の構成を模式的に示した（ａ）部分平面図、及び（ｂ）Ｙ−Ｙ´間の部分断面図である。なお、図１ではボルト２８を省略している。

実施形態１に係るトルク変動吸収装置１は、例えば、ハイブリッド駆動装置においては、エンジン（図示せず）の出力軸（図示せず）に設けられており、エンジン（図示せず）と電動モータ（図示せず）による変動トルクを吸収（抑制）する装置である。トルク変動吸収装置１は、捩れ緩衝機能を有し、ハブ部材３と、サイドプレート４と、サイドプレート５と、スラスト部材６と、皿バネ７と、中間プレート８と、皿バネ９と、コントロールプレート１０と、皿バネ１１と、スラスト部材１２と、スラスト部材１３と、コントロールプレート１４と、スラスト部材１５と、ピン部材１６と、スプリングシート１７と、スプリングシート１８と、コイルスプリング１９と、弾性部材２０と、リベット２１と、中間板２２と、摩擦材２３と、摩擦材２４と、回転部材２５と、サポートプレート２６と、カバープレート２７と、ボルト２８と、プレシャプレート２９と、皿バネ３０と、ボルト３１と、を有する。

ハブ部材３は、径方向内側にて、例えば、電動モータ（図示せず）の回転軸（図示せず）とスプライン係合する部材である。ハブ部材３は、径方向外側に延在したフランジ部３ａを有する。フランジ部３ａは、中間部分にてコイルスプリング１９、スプリングシート１７、１８、及び弾性部材２０を収容するための窓部を有し、当該窓部の周方向端面がスプリングシート１７、１８と接離可能に接している。フランジ部３ａは、サイドプレート４側の面にてスラスト部材１２と摺動可能に接している。フランジ部３ａは、サイドプレート５側の面にてスラスト部材１５と摺動可能に接している。フランジ部３ａは、ピン部材１６を挿通するための窓部３ｂを有する。窓部３ｂは、ピン部材１６の中間部分の径よりも大きく形成されており、フランジ部３ａとピン部材１６との相対回転をガイドする。

サイドプレート４は、所定の形状に形成された環状の部材である。サイドプレート４は、フランジ部３ａの軸方向右側（図２の右側）に配されている。サイドプレート４は、内周端部に複数の凹部を有し、当該凹部にスラスト部材６の回り止め部６ａが装着され、スラスト部材６に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に構成されている。サイドプレート４は、フランジ部３ａ側の面にて皿バネ９の一端と接している。サイドプレート４は、皿バネ９との当接部分よりも径方向外側にてスラスト部材６の抜け防止部６ｂを挿通するための穴部４ａを有する。サイドプレート４は、中間部分にてスプリングシート１７、１８、コイルスプリング１９、及び弾性部材２０を収容するための窓部を有し、当該窓部の周方向端面がスプリングシート１７、１８と接離可能に接している。サイドプレート４は、コイルスプリング１９よりも径方向外側にて、サイドプレート５及び中間板２２とともにリベット２１にて固定されている。

サイドプレート５は、所定の形状に形成された環状で板状の部材である。サイドプレート５は、フランジ部３ａの軸方向左側（図２の左側）に配されている。サイドプレート５は、内周端部ないしフランジ部３ａ側の面の内周近傍部分にてスラスト部材１３と接している。サイドプレート５は、スラスト部材１３に対して回転不能かつ軸方向移動可能にするための穴部を有し、当該穴部にスラスト部材１３の回り止め部が装着されている。サイドプレート５は、中間部分にてスプリングシート１７、１８、コイルスプリング１９、及び弾性部材２０を収容するための窓部を有し、当該窓部の周方向端面がスプリングシート１７、１８と接離可能に接している。サイドプレート５は、コイルスプリング１９よりも径方向外側にて、サイドプレート４及び中間板２２とともにリベット２１にて固定されている。

スラスト部材６は、ハブ部材３の外周であって皿バネ７とコントロールプレート１０の間に配され、コントロールプレート１０と摺動可能に接している。スラスト部材６は、皿バネ７によってコントロールプレート１０側に付勢されている。スラスト部材６は、内周のサイドプレート４側に延在した部分に、サイドプレート４、皿バネ７、中間プレート８、及び皿バネ９に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能にするための回り止め部６ａを有する。スラスト部材６は、サイドプレート４の穴部４ａを挿通して延在する抜け防止部６ｂを有する。抜け防止部６ｂは、サイドプレート４から抜けるのを防止するための爪が形成されている。

皿バネ７は、スラスト部材６の外周であってスラスト部材６と中間プレート８の間に配されている。皿バネ７は、スラスト部材６をコントロールプレート１０側に付勢する。皿バネ７は、内周端部にスラスト部材６の回り止め部６ａと対応する凹部を有し、当該凹部に回り止め部６ａが装着され、スラスト部材６に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に構成されている。

中間プレート８は、スラスト部材６の外周であって皿バネ７と皿バネ９の間に配さたリング状の部材である。中間プレート８は、皿バネ９の付勢を受けて皿バネ７をスラスト部材６側に押すように作用する。中間プレート８は、内周端部にスラスト部材６の回り止め部６ａと対応する凹部を有し、当該凹部に回り止め部６ａが装着され、スラスト部材６に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に構成されている。

皿バネ９は、スラスト部材６の外周であって中間プレート８とサイドプレート４の間に配されている。皿バネ９は、中間プレート８を介して皿バネ７をコントロールプレート１０側に付勢する。皿バネ９は、内周端部にスラスト部材６の回り止め部６ａと対応する凹部を有し、当該凹部に回り止め部６ａが装着され、スラスト部材６に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に構成されている。

コントロールプレート１０は、スラスト部材１２の外周であって皿バネ１１とスラスト部材６の間に配されたリング状のプレートである。コントロールプレート１０は、皿バネ１１によってスラスト部材６側に付勢され、スラスト部材６と摺動可能に接している。コントロールプレート１０は、内周端部にスラスト部材１２の回り止め部と対応する凹部を有し、当該凹部にスラスト部材１２の回り止め部が装着され、スラスト部材１２に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に構成されている。コントロールプレート１０は、外周端部近傍にてピン部材１６にカシメ固定され、ピン部材１６を介してコントロールプレート１４と一体に構成されている。

皿バネ１１は、スラスト部材１２の外周であってコントロールプレート１０とスラスト部材１２の間に配されている。皿バネ１１は、コントロールプレート１０をスラスト部材６側に付勢する。皿バネ１１は、内周端部にスラスト部材１２の回り止め部と対応する凹部を有し、当該凹部にスラスト部材１２の回り止め部が装着され、スラスト部材１２に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に構成されている。

スラスト部材１２は、ハブ部材３の外周であって皿バネ１１とフランジ部３ａの間に配されている。スラスト部材１２は、皿バネ１１によってフランジ部３ａ側に付勢され、フランジ部３ａと摺動可能に接している。スラスト部材１２は、内周のスラスト部材６側に延在した部分に、皿バネ１１、及びコントロールプレート１０に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能にするための回り止め部を有する。

スラスト部材１３は、ハブ部材３の外周であってサイドプレート５とコントロールプレート１４の間に配され、コントロールプレート１４と摺動可能に接している。スラスト部材１３は、内周のサイドプレート５側に延在している。スラスト部材１３は、サイドプレート５に形成された穴部と対応する位置に回り止め部を有し、当該回り止め部がサイドプレート５の穴部に装着され、サイドプレート５に対して回転不能かつ軸方向移動可能に構成されている。

コントロールプレート１４は、ハブ部材３の外周であってスラスト部材１３とスラスト部材１５の間に配されたリング状のプレートである。コントロールプレート１４は、スラスト部材１３及びスラスト部材１５と摺動可能に接している。コントロールプレート１４は、外周端部近傍にてピン部材１６にカシメ固定され、ピン部材１６を介してコントロールプレート１０と一体に構成されている。

スラスト部材１５は、ハブ部材３の外周であってコントロールプレート１４とフランジ部３ａの間に配されている。スラスト部材１５は、コントロールプレート１４及びフランジ部３ａと摺動可能に接している。

ピン部材１６は、コントロールプレート１０、及びコントロールプレート１４を一体に固定するための部材である。ピン部材１６には、サイドプレート５側の端部にてコントロールプレート１４がカシメ固定されている。ピン部材１６には、サイドプレート４側の端部にてコントロールプレート１０がカシメ固定されている。ピン部材１６は、中間部分の径が大きく構成されており、フランジ部３ａに固定されておらず、フランジ部３ａに形成された窓部３ｂ内にて移動可能である。

スプリングシート１７、１８は、ダンパ機構の構成部品であり、サイドプレート４、サイドプレート５、及びフランジ部３ａに形成された窓部に収容され、当該窓部とコイルスプリング１９の端部との間に配されている。

コイルスプリング１９は、ダンパ機構の構成部品であり、サイドプレート４、サイドプレート５、及びフランジ部３ａに形成された窓部に収容され、両端に配設されたスプリングシート１７、１８と接している。コイルスプリング１９は、サイドプレート４、サイドプレート５とフランジ部３ａとが相対移動したときに収縮し、サイドプレート４、サイドプレート５とフランジ部３ａの回転差によるショックを吸収する。

弾性部材２０は、ダンパ機構の構成部品であり、コイルスプリング１９の内周側に配設され、コイルスプリング１９が収縮したときに対向する２つのスプリングシート１７、１８と当接し、サイドプレート４、サイドプレート５とフランジ部３ａの回転差によるショックを吸収する。

リベット２１は、サイドプレート４、サイドプレート５、及び中間板２２を一体に固定するための部材である。

中間板２２は、サイドプレート４とサイドプレート５の間にて、サイドプレート４及びサイドプレート５とともにリベット２１で固定された環状のディスク部材であり、リミッタ機構の構成部品である。中間板２２は、径方向外側部分がカバープレート２７とプレシャプレート２９の間まで延在しており、径方向外側部分の両面に摩擦材２３、２４がリベットによって固定されている。

摩擦材２３は、中間板２２とカバープレート２７の間に配され、リベット（図示せず）によって中間板２２に固定された環状の部材であり、リミッタ機構の構成部品である。摩擦材２３は、摩擦面２３ｂにてカバープレート２７と摺動可能に接している（図３参照）。摩擦材２３は、プレス成形によって形成され、繊維基材と、樹脂と、摩擦調整剤と、を含む。繊維基材は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、有機繊維、無機繊維等の繊維よりなる。樹脂は、繊維基材間に含浸され、例えば、熱硬化性樹脂（例えば、フェノール樹脂）、ゴム等の樹脂よりなる。摩擦調整剤は、樹脂中に含まれ、例えば、カシューダスト、過酸化剤（例えば、二酸化マンガン）等の添加物よりなる。摩擦材２３には、摩擦面２３ｂに複数の有底穴２３ａを有する。有底穴２３ａの穴数は、１つの摩擦材２３に対し６０個以上設定される。有底穴２３ａの形状は任意であり、例えば、円形、楕円形、多角形状等が挙げられる。有底穴２３ａの側壁面は、プレス抜けのため、摩擦面２３ｂ側に開くように傾斜している。隣り合う有底穴２３ａ間の最短距離Ａは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定され、好ましくは４ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。有底穴２３ａの深さＢは、最短距離Ａの５％以上７５％以下に設定され、好ましくは５％以上５０％以下である。

摩擦材２４は、中間板２２とプレシャプレート２９の間に配され、リベット（図示せず）によって中間板２２に固定された環状の部材であり、リミッタ機構の構成部品である。摩擦材２４は、プレシャプレート２９と摺動可能に接している。なお、摩擦材２４は、摩擦材２３の摩擦面２３ｂの有低穴２３ａと同様に設定される。

回転部材２５は、例えば、エンジン（図示せず）の回転軸（図示せず）にボルト３１によって固定される環状の部材である。回転部材２５は、軸方向外側近傍の部分にボルト２８と螺合する螺孔を有する。回転部材２５は、サポートプレート２６と接する。

サポートプレート２６は、所定の形状に形成された環状で板状の部材であり、リミッタ機構の構成部品である。サポートプレート２６は、径方向外側近傍にて、回転部材２５とカバープレート２７の間に配され、リベット（図示せず）にてカバープレート２７に固定され、ボルト２８によってカバープレート２７とともに回転部材２５に固定されている。サポートプレート２６は、プレシャプレート２９の凸部２９ａと対応する位置に開口部２６ａが形成されている。開口部２６ａは、プレシャプレート２９に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能になるように構成されている。サポートプレート２６は、径方向内側にてカバープレート２７と離間している。サポートプレート２６は、カバープレート２７側の面にて皿バネ３０の一端と接している。

カバープレート２７は、所定の形状に形成された環状で板状の部材であり、リミッタ機構の構成部品である。カバープレート２７は、径方向外側近傍にて、サポートプレート２６とボルト２８の鍔部の間に配され、ボルト２８によってサポートプレート２６とともに回転部材２５に固定されている。カバープレート２７は、径方向内側にてサポートプレート２６と離間している。カバープレート２７は、径方向内側にて摩擦材２３と摺動可能に接している。

ボルト２８は、サポートプレート２６及びカバープレート２７を回転部材２５に固定するための部材であり、サポートプレート２６及びカバープレート２７に形成された穴を挿通し、回転部材２５と螺合する。

プレシャプレート２９は、皿バネ３０と摩擦材２４の間に配された環状の部材であり、リミッタ機構の構成部品である。プレシャプレート２９は、皿バネ３０によって摩擦材２４側に付勢されている。プレシャプレート２９は、外周端部に凸部２９ａが形成されている。凸部２９ａは、サポートプレート２６の開口部２６ａに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能になるように構成されている。

皿バネ３０は、サポートプレート２６とプレシャプレート２９の間に配され、プレシャプレート２９を摩擦材２４側に付勢する部材であり、リミッタ機構の構成部品である。

実施形態１によれば、摩擦材２３、２４の強度を確保しつつ摩擦材２３、２４の表面の繊維露出率を低減させることができ、防錆性能を向上させることができる。

本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した切欠き平面図である。 本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した図１のＸ−Ｘ´間の断面図である。 本発明の実施形態１に係るトルク変動吸収装置における摩擦材の構成を模式的に示した（ａ）部分平面図、及び（ｂ）Ｙ−Ｙ´間の部分断面図である。

１ トルク変動吸収装置
３ ハブ部材
３ａ フランジ部
３ｂ 窓部
４ サイドプレート
４ａ 穴部
５ サイドプレート
６ スラスト部材
６ａ 回り止め部
６ｂ 抜け防止部
７ 皿バネ
８ 中間プレート
９ 皿バネ
１０ コントロールプレート
１１ 皿バネ
１２ スラスト部材
１３ スラスト部材
１４ コントロールプレート
１５ スラスト部材
１６ ピン部材
１７ スプリングシート
１８ スプリングシート
１９ コイルスプリング
２０ 弾性部材
２１ リベット
２２ 中間板（ディスク部材）
２３ 摩擦材
２３ａ 有底穴
２３ｂ 摩擦面
２４ 摩擦材
２５ 回転部材
２６ サポートプレート
２６ａ 開口部
２７ カバープレート
２８ ボルト
２９ プレシャプレート
２９ａ 凸部
３０ 皿バネ
３１ ボルト

Claims (1)

1. ディスク部材に固定された摩擦材を摺動可能に２つのプレートで挟持したリミッタ機構を有するトルク変動吸収装置において、
   前記摩擦材は、繊維基材を含むとともに、摩擦面に所定の形状で６０個以上の有底穴を有し、
   隣り合う前記有底穴間の最短距離は、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
   前記有底穴の深さは、前記最短距離に対し５％以上７５％以下であることを特徴とするトルク変動吸収装置。

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