JP5123708B2 - リミッタ付きダンパ - Google Patents

Description

本発明は主にハイブリッド車に取付ける湿式のリミッタ付きダンパに関するものである。

ハイブリッド車にはリミッタ付きダンパが取付けられ、衝撃トルクを緩和すると共に所定のトルクを超えるとスリップするように設定されている。従って、過大トルクが原因でダンパ及びその他のユニット(変速部)が破損しないような構造と成っている。図７はハイブリッド車に装着している動力伝達機構及び変速機構を表している概略図である。

同図の（イ）はリミッタ付きダンパ、（ロ）はモータ、（ハ）は別のモータ、（ニ）はエンジン、（ホ）はプラネタリーギヤ、（ヘ）はオイルポンプ、（ト）はスプロケット、（チ）はチェーンを表している。そこで、上記２個のモータ（ロ）、（ハ）を用い、走行や発電、回生、更にエンジンの始動を行っている。

そして一般的なハイブリッド車の場合、通常運転時にはエンジン（ニ）が作動するが、これらのトルクは出力軸（リ）へ伝達され、該出力軸（リ）からスプロケット（ト）及びチェーン（チ）を介して車軸を回転駆動している。そして、エンジン（ニ）から延びるクランクシャフト（ヌ）と上記出力軸（リ）との間にはリミッタ付きダンパ（イ）を介している。

上記リミッタ付きダンパ（イ）はダンパスプリング（ル）、（ル）・・を備え、そして外周部にはリミッタ（オ）を設けている。リミッタ付きダンパ（イ）とクランクシャフト（ヌ）との間にはフライホイール（ワ）が介在し、リミッタ付きダンパ（イ）の外周はフライホイール（ワ）にネジ止めされ、フライホイール（ワ）の内周はクランクシャフト（ヌ）にネジ止めされている。

ところで、ハイブリッド車では、エンジン（ニ）による走行時やモータ（ロ）によるエンジン始動時に走行負荷やエンジン負荷の変動により過大なトルクが発生することがある。そこで、過大なトルクが発生した際にはリミッタ（オ）が働いて滑りを発生する構造と成っている。

しかし、従来のリミッタトルクはそのバラツキが大きく、所定のトルクに達しても該リミッタが働かない場合が多い。すなわち、リミッタに設けている摩擦材の摩擦係数（μ）のバラツキが大きいことに起因する。特に、従来のような乾式摩擦材の係合面にはサビが発生することで摩擦係数（μ）が増大し、それに伴いリミッタトルクが極端に大きくなる。その結果、過大なトルクでダンパ及びその他のユニット(変速部)が破損する虞がある。

従って、従来ではリミッタトルクのバラツキを考慮して、動力伝達機構及び変速機構を設計しなくてはならず、出力軸（リ）の外径、及びダンパスプリング（ル）、（ル）・・等の寸法は必然的に大きくなる。しかし、下限のリミッタトルクを幾ら小さくしても、スリップしないようにエンジントルク及びエンジン始動トルク以上は必要である。

このように、ハイブリッド車に装着される従来のリミッタ付きダンパには上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、摩擦材の摩擦係数（μ）のバラツキを抑え、安定したリミッタトルクを具現することが出来るリミッタ付きダンパを提供する。

本発明のリミッタ付きダンパはクランクシャフトのトルクを出力軸へ伝達するに際して、間にダンパとリミッタを介在しており、この基本構造は従来と同じである。ダンパ外周には摩擦材が設けられ、この摩擦材を外周に取付けたリミッタプレートを介してバネ力を付勢し、摩擦材との間に摩擦力を発生している。ここで、上記バネとしては一般に皿バネを用いるが、特に限定するものではない。

そして、本発明のリミッタ付きダンパは湿式構造とし、その為に外ケースを備えて内部に収容し、外ケース内には潤滑油が注入される。上記外ケースはフライホイールを兼ねたフロントカバーとリアカバーとが溶接にて構成され、ダンパの中心にはハブが取着され、このハブに設けた軸穴には上記出力軸が嵌っている。そして、外ケースに充填した潤滑油が外へ漏れないシール構造としている。

本発明に係るリミッタ付きダンパは外ケースに収容されると共に、外ケース内には潤滑油が注入された湿式構造であり、その為に該リミッタの摩擦材は常に一定の摩擦係数となる。すなわち、摩擦材係合面にサビ付きはなく、リミッタトルクのバラツキを抑えることが出来、リミッタ上限トルクが小さくなることで、比較的小さいリミッタトルクの設定が可能と成る。このことで、動力伝達機構及び変速機構を構成するシャフト径が小さくなり、全体寸法をコンパクト化することが可能と成る。

そして、本発明に係るリミッタ付きダンパは、外ケース内に注入した潤滑油は封入されることで外部へ漏れることはなく、ユニット（変速部）側とは切り離されて独立した構造となっている。従って、ユニット側に用いる潤滑油に影響されず、リミッタ付きダンパに適した独自の潤滑油が使用可能となる。その為に、リミッタ付きダンパへ潤滑油を供給するポンプ及びその他の手段を必要とせず、ユニットを含めたトータル的な構造が簡素化される。

図１は本発明に係るリミッタ付きダンパを示す実施例であり、断面図を表している。同図の１はダンパ、２はリミッタプレート、３は皿バネ、４は外ケースを夫々示している。上記ダンパ１はトルクコンバータに使用されるものと基本構造は同じであり、複数のダンパスプリング５，５・・を備え、各ダンパスプリング５，５・・はＡプレート６とＢプレート７によって挟まれると共に、Ａプレート６とＢプレート７に形成したバネ収容空間１０に収容されている。

そして、Ａプレート６とＢプレート７の間にはディスク８が挟まれ、ディスク８とＡプレート６及びＢプレート７が相対回転を行う場合に上記ダンパスプリング５，５・・は伸縮変形する。ここで、中間部材９は上記円盤状ディスク８の内径側に配置されて、対を成して配列した２本のダンパスプリング５，５を直列状態で連結している。ディスク８の外周部両面には摩擦材１１，１１が設けられ、そして、ディスク外周部の片側にはリング状のリミッタプレート２が設けられ、リミッタプレート２は外ケース４との間に介在する皿バネ３にてバネ力が付勢されている。ここで、ディスク８の外径を小さくし、その代わりに摩擦材１１，１１を設け易い材質で構成される外周プレートを取着する場合もある。

図２は上記ダンパ１を単独で表している正面図（一部断面を含む）であるが、リング状のディスク８の内周にはバネ押え２２，２２・・が突出し、隣り合うバネ押え２２，２２の間には２本のダンパスプリング５，５が直列状態を成して配置されている。そして、この直列したダンパスプリング５，５の間にセパレータ２３が介在し、該セパレータ２３はハブ１３に軸支されているリング状の中間部材９の外周から突出している。従って、Ａプレート６及びＢプレート７に対してディスク８が相対的に速く回転するならば、ダンパスプリング５，５は圧縮されるが、この場合、中間部材９が回転することで直列している両ダンパスプリング５，５は均等に圧縮変形する。

ここで、中心には軸穴１２を有すハブ１３が設けられ、Ａプレート６の内周部２４に該ハブ１３が固定されている。外ケース４はフライホイールとしても機能するフロントカバー１４とリアカバー１５が溶接されて構成され、リアカバー１５の中心にはスリーブ１６を形成し、該スリーブ１６はハブ１３と同心を成している。

フロントカバー１４にはその外周部に溶接した連結部材２５，２５・・を介してドライブプレート１７がネジ止めにて取付けられ、該ドライブプレート１７はクランクシャフト１８（図示なし）と連結される。ここで、フロントカバー１４の中心にはクランクシャフト１８のセンター穴２６に嵌るセンター部２１が設けられている。従って、クランクシャフト１８のトルクは上記ドライブプレート１７を介して外ケース４へ伝達され、ダンパ１を回転することが出来る。リミッタプレート２の外周にはスプライン歯が形成され、このスプライン歯は外ケース内周面に形成したスプライン溝と噛み合っている。

そこで、リミッタプレート２は外ケース４と共に回転し、上記皿バネ３にて押圧され、フロントカバー１４との間で挟まれたディスク８が回転する。すなわち、ディスク８はその両面に摩擦材１１，１１が設けられている為に、スリップすることなくリミッタプレート２と共に回転する。そしてディスク８の回転トルクはダンパスプリング５，５・・を介してＡプレート６へ伝達され、ハブ１３の軸穴１２に嵌る出力軸を回転することになる。

図３は本発明のリミッタ付きダンパを動力伝達機構に装着した場合であり、上記ドライブプレート１７にはクランクシャフト１８が連結している。従って、該クランクシャフト１８によってドライブプレート１７、及び外ケース４が回転され、この回転トルクはディスク８へ伝達し、Ａプレート６からハブ１３の軸穴１２に嵌っている出力軸１９へ伝わって回転駆動する。

ところで、大きなトルクがダンパ１のディスク８に作用する場合、該ディスク８は滑って空転する。本発明では外ケース４内に潤滑油が注入されており、ディスク８が空転するリミットトルクはほぼ一定となる。すなわち、潤滑油にて摩擦材係合面がサビ付くことはなく、常に一定の摩擦係数が保たれる。

ところで、本発明に係るリミッタ付きダンパは外ケース内に潤滑油が注入されて外へ漏れない構造としている。その為に、リアカバー１５の中心に設けているスリーブ１６内周とハブ１３外周との間にはシール部材２０が取付けられ、スリーブ１６―ハブ１３間から潤滑油が漏れないようにしている。又、ハブ１３の軸穴１２内周には出力軸１９が嵌って噛み合うスプライン歯が形成されているが、該軸穴１２は従来のトルクコンバータやリミッタ付きダンパのように貫通することなく塞がれている。従って、軸穴１２と出力軸１９の隙間から潤滑油の漏れも発生しない。

図４は本発明のリミッタ付きダンパを示す他の実施例である。基本構造は前記図１に示した場合と同じであるが、外ケース４に注入した潤滑油が外へ漏れないシール構造が違っている。このリミッタ付きダンパでは、フロントカバー１４にもスリーブ２７を設け、出力軸１９が嵌るハブ１３との間にシール材２０を取付けている。従って、外ケース内の潤滑油はハブ１３と両スリーブ１６，２７との間に取付けたシール材２０，２０にてシールされることで外へ漏れないようにしている。

図５も本発明のリミッタ付きダンパを示す実施例であり、ハブ１３のフロント側には嵌合穴を設け、この嵌合穴に出力軸先端から突出した嵌合部２８が嵌っている。そして該嵌合部２８とハブ１３の嵌合穴から潤滑油が漏れないようにシールされ、外ケース内の潤滑油が外へ漏れることはない。その他の構造は前記図１に示したリミッタ付きダンパと同じように構成している。

図６も本発明に係るリミッタ付きダンパを示す実施例である。この実施例では、出力軸１９はハブ１３を貫通してフロント側へ延びていて、リアカバー１５に設けているスリーブ１６と出力軸１９の間にシール材２０を取付けてシールした構造としている。

本発明に係るリミッタ付きダンパを示す実施例。 ダンパの平面図。 リミッタ付きダンパを装着した動力伝達機構の具体例。 本発明に係るリミッタ付きダンパを示す他の実施例。 本発明に係るリミッタ付きダンパを示す他の実施例。 本発明に係るリミッタ付きダンパを示す他の実施例。 従来の乾式リミッタ付きダンパを備えた動力伝達機構の概略図。

符号の説明

１ ダンパ
２ リミッタプレート
３ 皿バネ
４ 外ケース
５ ダンパスプリング
６ Ａプレート
７ Ｂプレート
８ ディスク
９ 中間部材
10 バネ収容空間
11 摩擦材
12 軸穴
13 ハブ
14 フロントカバー
15 リアカバー
16 スリーブ
17 ドライブプレート
18 クランクシャフト
19 出力軸
20 シール部材
21 センター部
22 バネ押え
23 セパレータ
24 内周部
25 連結部材
26 センター穴
27 スリーブ
28 嵌合部

Claims (7)

1. ハイブリッド車の動力伝達機構を構成するリミッタ付きダンパにおいて、ドライブプレートが連結するフロントカバーとリアカバーとで構成する外ケース内には複数本のダンパスプリングを備えたダンパを設け、該ダンパのディスク外周部に摩擦材を設けると共にバネにて押圧したリミッタプレートでディスク外周部をフロントカバーとの間で挟み込み、ダンパの中心には出力軸が嵌る軸穴を形成したハブを取着し、そして、外ケース内には適量の潤滑油を注入し、該潤滑油が外ケースから漏れないようにシール材を取付け、上記リミッタプレートの外周にはスプライン歯を形成し、外ケース内周面に設けたスプライン歯と噛み合わせたことを特徴とするハイブリッド車用のリミッタ付きダンパ。
2. 上記ハブ軸穴のフロントカバー側を塞ぎ、出力軸が嵌るハブとリアカバーに設けたスリーブ間にシール材を取付けた請求項１記載のハイブリッド車用のリミッタ付きダンパ。
3. 上記ハブ軸穴のフロントカバー側には嵌合穴を設け、出力軸先端から突出した嵌合部を該嵌合穴に嵌めると共に潤滑油が漏れないようにシールし、そして出力軸が嵌るハブとリアカバーに設けたスリーブ間にシール材を取付けた請求項１記載のハイブリッド車用のリミッタ付きダンパ。
4. 上記ハブ軸穴に出力軸を嵌め、リアカバーに設けたスリーブと出力軸との間にシール材を取付けた請求項１記載のハイブリッド車用のリミッタ付きダンパ。
5. リアカバーとフロントカバーにはスリーブを設け、出力軸が嵌るハブ外周と上記両スリーブ間にシール材を取付けた請求項１記載のハイブリッド車用のリミッタ付きダンパ。
6. 上記ディスク外周に摩擦材を設けた外周プレートを取着し、該外周プレートをリミッタプレートとフロントカバーとの間で挟み込んだ請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、又は請求項５記載のハイブリット車用のリミッタ付きダンパ。
7. 上記バネとして皿バネを使用し、リアカバーとリミッタプレートの間にハブの軸穴とほぼ同心を成すように皿バネを介在した請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６記載のハイブリッド車用のリミッタ付きダンパ。
   

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