JP5621542B2 - トルク変動吸収装置 - Google Patents

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    • F16D7/02Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type
    • F16D7/024Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces
    • F16D7/025Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces with flat clutching surfaces, e.g. discs

Description

本発明は、回転軸間の変動トルクを吸収するとともに変動トルクが所定値に達したときにすべりを生ずるリミッタ部を有するトルク変動吸収装置に関し、特に、低コストで高性能な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、エンジンとクラッチとの間の動力伝達経路上に配設され、エンジンと変速機による変動トルクを吸収(抑制)する。トルク変動吸収装置は、バネ力によって変動トルクを吸収するダンパ部と、摩擦等によるヒステリシストルクによって変動トルクを吸収(抑制)するヒステリシス部と、回転軸の捩れがダンパ部やヒステリシス部で吸収できなくなったときにすべりを生ずるリミッタ部と、を有するものがある。リミッタ部では、プレッシャプレートとカバープレートとの間において両面に摩擦材が固定されたライニングプレートが介在し、サポートプレートとプレッシャプレートとの間に皿ばねが介在し、皿ばねによって付勢されたプレッシャプレートがライニングプレートをカバープレート側に押付けられることで、摩擦材がプレッシャプレート及びカバープレートのそれぞれと摺動可能に圧接している。
特開2005−127507号公報
従来のトルク変動吸収装置のリミッタ部では、摩擦材が固定されたライニングプレートを挟み込むのに、カバープレート、プレッシャプレート、皿ばね、及びサポートプレートが必要であり、部品点数が多く、コストが高くなるという課題がある。また、部品点数を削減するために、カバープレート、プレッシャプレート、皿ばね、及びサポートプレートのいずれかを一体化(共通化)することが考えられるが、単に一体化しただけでは、プレートがライニングプレートに固定された摩擦材に対し、組付けから使用の初期において面接触せず片当り状態になり、摩擦材に対する摺動面が確保できず、リミットトルクが不安定になるおそれがある。
本発明の主な課題は、リミットトルクを安定化しつつ装置の低コスト化を図ることが可能なトルク変動吸収装置を提供することである。
本発明の一視点においては、トルク変動吸収装置において、環状に形成された第1プレート部材と、前記第1プレート部材に対して回転可能な第2プレート部材と、前記第1プレート部材と前記第2プレート部材との間に配された摩擦材と、環状に形成されるとともに、外周部分にて前記第1プレート部材に組み付けられ、かつ、前記第2プレート部材を前記第1プレート部材に向かって付勢するバネ機能を有する第3プレート部材と、を備え、前記第1プレート部材は、前記第3プレート部材が組付けられる前において内周部分が外周部分よりも前記第3プレート部材に近くなるように傾斜した形状となっており、前記第3プレート部材が組付けられた後において径方向に平坦となり前記摩擦材と面接触するように形成されていることを特徴とする。
本発明の前記トルク変動吸収装置において、前記第2プレート部材と前記第3プレート部材との間に配された他の摩擦材を備え、前記第3プレート部材は、内周部分にて前記他の摩擦材と面接触する板状の摺動部を有するとともに、中間部分にて前記摺動部を前記第2プレート部材に向かって付勢するバネ部を有することが好ましい。
本発明の前記トルク変動吸収装置において、前記摩擦材は、前記第2プレート部材に固定されるとともに、前記第1プレート部材に対してスライド可能に圧接しており、前記他の摩擦材は、前記第2プレート部材に固定されるとともに、前記第3プレート部材の前記摺動部に対してスライド可能に圧接していることが好ましい。
本発明の前記トルク変動吸収装置において、前記第3プレート部材は、内周部分にて直接、前記第2プレート部材を前記第1プレート部材に向かって付勢するバネ部を有することが好ましい。
本発明の前記トルク変動吸収装置において、前記摩擦材は、前記第2プレート部材に固定されるとともに、前記第1プレート部材に対してスライド可能に圧接していることが好ましい。
本発明の前記トルク変動吸収装置において、前記摩擦材は、前記第1プレート部材に固定されるとともに、前記第2プレート部材に対してスライド可能に圧接していることが好ましい。
本発明の前記トルク変動吸収装置において、前記第1プレート部材は、前記第2プレート部材の回転軸から離れる方向への前記摩擦材の移動を規制するガイド部を有することが好ましい。
本発明の前記トルク変動吸収装置において、前記第3プレート部材の前記バネ部には、スリット部が形成されていることが好ましい。
本発明の前記トルク変動吸収装置において、前記第1プレート部材、前記第2プレート部材、及び前記第3プレート部材の1つのプレート部材には、鉄よりも錆の発生しにくい材料、表面処理された材料、又は、熱処理された材料が用いられることが好ましい。
本発明の前記トルク変動吸収装置において、前記第1プレート部材、前記第2プレート部材、及び前記第3プレート部材の1つのプレート部材は、ステンレスが使用されるとともに、表面に粗面化処理が施されていることが好ましい。
本発明によれば、第1プレート部材を、第3プレート部材が組付けられる前において内周部分が外周部分よりも第3プレート部材に近くなるように傾斜した形状となり、第3プレート部材が組付けられた後において径方向に平坦となり摩擦材と面接触するように形成することで、摩擦材に対する第1プレート部材の摺動面が確保され、摺動面におけるリミットトルクの安定性を向上させることができる。
本発明の実施例1に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した断面図である。 本発明の実施例1に係るトルク変動吸収装置におけるリミッタ部の組立前と組立後の状態を模式的に示した部分断面図である。 本発明の実施例2に係るトルク変動吸収装置におけるリミッタ部の構成を模式的に示した(A)部分断面図、及び、(B)カバープレートの部分平面図である。 本発明の実施例3に係るトルク変動吸収装置におけるリミッタ部の組立前と組立後の状態を模式的に示した部分断面図である。 本発明の実施例4に係るトルク変動吸収装置におけるリミッタ部の組立前と組立後の状態を模式的に示した部分断面図である。 本発明の実施例5に係るトルク変動吸収装置におけるリミッタ部の組立前と組立後の状態を模式的に示した部分断面図である。
本発明の実施形態に係るトルク変動吸収装置では、環状に形成された第1プレート部材(図2の10)と、前記第1プレート部材に対して回転可能な第2プレート部材(図2の14)と、前記第1プレート部材と前記第2プレート部材との間に配された摩擦材(図2の15)と、環状に形成されるとともに、外周部分にて前記第1プレート部材に組み付けられ、かつ、前記第2プレート部材を前記第1プレート部材に向かって付勢するバネ機能を有する第3プレート部材(図2の11)と、を備え、前記第1プレート部材は、前記第3プレート部材が組付けられる前において内周部分が外周部分よりも前記第3プレート部材に近くなるように傾斜した形状となっており、前記第3プレート部材が組付けられた後において径方向に平坦となり前記摩擦材と面接触するように形成されている。
なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。
本発明の実施例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、本発明の実施例1に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した断面図である。図2は、本発明の実施例1に係るトルク変動吸収装置におけるリミッタ部の組立前と組立後の状態を模式的に示した部分断面図である。
実施例1に係るトルク変動吸収装置1は、例えば、エンジン(図示せず)のクランクシャフト5と変速機入力軸7との間の動力伝達経路に設けられており、クランクシャフト5と変速機入力軸7の捩れ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、バネ力によって変動トルクを吸収するダンパ部3と、摩擦等によるヒステリシストルクによって変動トルクを吸収(抑制)するヒステリシス部4と、回転軸の捩れがダンパ部3やヒステリシス部4で吸収できなくなったときにすべりを生ずるリミッタ部2と、を有する。リミッタ部2は、動力伝達経路上において、ダンパ部3及びヒステリシス部4と直列に配設されている。ダンパ部3は、動力伝達経路上において、ヒステリシス部4と並列に配設されている。
トルク変動吸収装置1は、構成部材として、サポートプレート10と、カバープレート11と、ライニングプレート14と、摩擦材15、16と、サイドプレート17と、サイドプレート18と、リベット19と、コイルスプリング20と、シート部材21と、スラスト部材22と、スラスト部材23と、皿ばね24と、ハブ部材25と、を有する。
サポートプレート10は、フライホイール6とカバープレート11との間に配設された環状の部材であり、リミッタ部2の構成部材である。サポートプレート10は、外周部分にてカバープレート11と合わさってボルト9によってフライホイール6に取付固定されている。サポートプレート10は、カバープレート11と一体回転する。サポートプレート10は、内周部分にてカバープレート11と離間している。サポートプレート10は、摺動面にて摩擦材15とスライド可能に圧接している。サポートプレート10は、組付前の単独状態(自由状態)においては(図2の左側参照)、プレート面における径方向内側の部分が外側の部分よりもカバープレート11に近くなるように傾斜(錐面状に傾斜)しており、組付後の状態においては(図2の右側参照)、カバープレート11に合わさって径方向に平坦となり、摩擦材15と面接触するように設定されている。サポートプレート10は、錆の発生により摩擦材15との貼り付きを防止するため、錆の発生しにくい材料(ステンレスなど)からなることが好ましく、摩擦係数μ確保のため、表面処理(メッキなど)又は熱処理が施されていることが好ましい。また、サポートプレート10が摩擦材15に当接する面には摩擦係数μを高くするために粗面化処理(酸洗、ショットピーニング、バリの形成など)が施されていることが好ましい。なお、フライホイール6は、ボルト8によってクランクシャフト5に締結されており、クランクシャフト5と一体に回転する。
カバープレート11は、サポートプレート10のフライホイール6側の反対側(図1の右側)に配設された環状の部材であり、リミッタ部2の構成部材である。カバープレート11は、外周部分にてサポートプレート10と合わさってボルト9によってフライホイール6に取付固定される。カバープレート11は、内周部分にてサポートプレート10と離間している。カバープレート11は、中間部分にて皿状(錐面状)に形成されたバネ部11aを有し、内周部分にて板状の摺動部11bを有する。バネ部11aは、摺動部11bをライニングプレート14側に付勢する。摺動部11bは、バネ部11aの付勢によって摩擦材16とスライド可能に圧接している。カバープレート11は、錆の発生により摩擦材16との貼り付きを防止するため、鉄よりも錆の発生しにくい材料(ステンレスなど)からなることが好ましく、摩擦係数μ確保のため、表面処理(メッキなど)又は熱処理が施されていることが好ましい。表面処理又は熱処理を施すのは、ステンレスなどは摩擦がしっかりあたりがつくまで摩擦係数μが低い傾向にあるからである。また、カバープレート11が摩擦材16に当接する面には摩擦係数μを高くするために粗面化処理(酸洗、ショットピーニング、バリの形成など)が施されていることが好ましい。
ライニングプレート14は、サポートプレート10とカバープレート11との間における摩擦材15、16間に配された環状の部材であり、リミッタ部2の構成部材である。ライニングプレート14は、内周部分にて、サイドプレート17とサイドプレート18との間に挟み込まれており、サイドプレート17及びサイドプレート18とともにリベット19によって固定されている。ライニングプレート14は、外周部分にて摩擦材15、16間に配されており、摩擦材15、16が接着、リベット等により固定されている。
摩擦材15は、リミッタ部2の構成部材であり、ライニングプレート14とサポートプレート10との間に配されている。摩擦材15は、環状に構成されている。摩擦材15は、接着、リベット等によりライニングプレート14に固定されている。摩擦材15は、サポートプレート10とスライド可能に圧接している。摩擦材15には、ゴム、樹脂、繊維(短繊維、長繊維)、摩擦係数μ調整用の粒子などを含むものを用いることができる。
摩擦材16は、リミッタ部2の構成部材であり、ライニングプレート14とカバープレート11の摺動部11bとの間に配されている。摩擦材16は、環状に構成されている。摩擦材16は、接着、リベット等によりライニングプレート14に固定されている。摩擦材16は、カバープレート11とスライド可能に圧接している。
サイドプレート17は、ハブ部材25のフランジ部25bのエンジン側(図1の左側)に配設された環状の部材であり、ダンパ部3及びヒステリシス部4の構成部材である。サイドプレート17は、外周端部近傍の部分にて、リベット19によってライニングプレート14及びサイドプレート18と一体固定されている。サイドプレート17は、中間部分のダンパ部3にて、コイルスプリング20及びシート部材21を収容するための窓部17aを有し、当該窓部17aの周方向端面がシート部材21と接離可能に接している。サイドプレート17は、ダンパ部3より内周側のヒステリシス部4にて、スラスト部材22とスライド可能に接している。サイドプレート17は、内周端部にて、スラスト部材22を介してハブ部材25(ハブ部25a)に相対回転可能に支持されている。
サイドプレート18は、ハブ部材25のフランジ部25bの変速機側(図1の右側)に配設された環状の部材であり、ダンパ部3及びヒステリシス部4の構成部材である。サイドプレート18は、外周端部近傍の部分にて、リベット19によってライニングプレート14及びサイドプレート17と一体固定されている。サイドプレート18は、中間部分のダンパ部3にて、コイルスプリング20及びシート部材21を収容するための窓部18aを有し、当該窓部18aの周方向端面がシート部材21と接離可能に接している。サイドプレート18は、ダンパ部3より内周側のヒステリシス部4にて、皿ばね24を支持する。サイドプレート18は、内周端部にて、スラスト部材23を介してハブ部材25(ハブ部25a)に相対回転可能に支持されている。
リベット19は、ライニングプレート14、サイドプレート17、及びサイドプレート18を一体固定するための部材である。
コイルスプリング20は、ダンパ部3の構成部品であり、サイドプレート17、18及びハブ部材25(フランジ部25b)に形成された窓部17a、18a、25cに収容され、両端に配設されたシート部材21と接している。コイルスプリング20は、サイドプレート17、18とハブ部材25とが相対回転したときに収縮し、サイドプレート17、18とハブ部材25の回転差によるショックを吸収する。コイルスプリング20には、ストレート形状、又はストレート形状のスプリングを曲げて組み付けしたものを用いることができるが、広い捩りを実現するために、周方向に沿って曲ったアークスプリングを用いることができる。
シート部材21は、ダンパ部3の構成部品であり、サイドプレート17、18及びハブ部材25(フランジ部25b)に形成された窓部17a、18a、25cに収容され、当該窓部17a、18a、25cの周方向にある端面とコイルスプリング20の端部との間に配されている。シート部材21には、コイルスプリング20の摩耗を低減するために、樹脂を用いることができる。
スラスト部材22は、ヒステリシス部4の構成部品であり、サイドプレート17とハブ部材25との間に配された環状の部材である。スラスト部材22は、軸方向において、サイドプレート17とフランジ部25bとの間に配されており、サイドプレート17及びフランジ部25bとスライド可能に圧接している。スラスト部材22は、径方向において、サイドプレート17とハブ部25aとの間にも介在しており、サイドプレート17をハブ部25aに相対回転可能に支持するための滑り軸受(ブッシュ)となる。
スラスト部材23は、ヒステリシス部4の構成部品であり、サイドプレート18とハブ部材25との間に配された環状の部材である。スラスト部材23は、軸方向において、皿ばね24とフランジ部25bとの間にも配されており、皿ばね24によってフランジ部25b側に付勢されており、フランジ部25bとスライド可能に圧接している。スラスト部材23は、径方向において、サイドプレート18とハブ部25aとの間にも介在しており、サイドプレート18をハブ部25aに相対回転可能に支持するための滑り軸受(ブッシュ)となる。
皿ばね24は、ヒステリシス部4の構成部品であり、スラスト部材23とサイドプレート18との間に配され、スラスト部材23をフランジ部25b側に付勢する皿状のばねである。
ハブ部材25は、ダンパ部3及びヒステリシス部4からの回転動力を変速機に向けて出力する部材であり、ダンパ部3及びヒステリシス部4の構成部材である。ハブ部材25は、ハブ部25aの外周の所定の部位から延在したフランジ部25bを有する。ハブ部25aは、内周面にて変速機入力軸7とスプライン係合する。ハブ部25aは、外周にて、スラスト部材22を介してサイドプレート17を相対回転可能に支持しており、スラスト部材23を介してサイドプレート18を相対回転可能に支持している。フランジ部25bは、外周のダンパ部3にて、コイルスプリング20、及びシート部材21を収容するための窓部25cを有し、当該窓部25cの周方向にある端面がシート部材21と接離可能に接している。フランジ部25bは、ダンパ部3より内周側のヒステリシス部4の軸方向の面にて、スラスト部材22、23によってスライド可能に挟持されている。
実施例1によれば、サポートプレート10を、カバープレート11が組付けられる前において内周部分が外周部分よりもカバープレート11に近くなるように傾斜した形状となり、カバープレート11が組付けられた後において径方向に平坦となり摩擦材15と面接触するように形成することで、摩擦材15に対するサポートプレート10の摺動面が確保され、リミッタ部2におけるリミットトルクの安定性を向上させることができる。
本発明の実施例2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3は、本発明の実施例2に係るトルク変動吸収装置におけるリミッタ部の構成を模式的に示した(A)部分断面図、及び、(B)カバープレートの部分平面図である。
実施例2は、実施例1の変形例であり、カバープレート11のバネ部11aに複数のスリット部11c(貫通穴部)を形成したものである。その他の構成は、実施例1と同様である。実施例2によれば、実施例1と同様な効果を奏するとともに、スリット部11cを形成することでバネ部11aの剛性が低減され、摺動部11bと摩擦材16の摺動面が確保しやすくなり、リミッタ部2におけるリミットトルクの安定性を向上させることができる。
本発明の実施例3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4は、本発明の実施例3に係るトルク変動吸収装置におけるリミッタ部の組立前と組立後の状態を模式的に示した部分断面図である。
実施例3は、実施例1の変形例であり、カバープレート11において板状の摺動部(図2の11b)及び摩擦材(図2の16)を廃止し、カバープレート11におけるバネ部11dが直接、ライニングプレート14をサポートプレート10側に付勢するようにしたものである。バネ部11dには、剛性を低減するため、実施例2のようなスリット部(図3の11c)を形成してもよい。その他の構成は、実施例1と同様である。実施例3によれば、実施例1と同様な効果を奏するとともに、実施例1よりも部品点数の削減による低コスト化を図ることができる。
本発明の実施例4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5は、本発明の実施例4に係るトルク変動吸収装置におけるリミッタ部の組立前と組立後の状態を模式的に示した部分断面図である。
実施例4は、実施例3の変形例であり、摩擦材15をライニングプレート14に固定するのを止め、摩擦材15をサポートプレート10に固定したものである。ここでは、摩擦材15は、ライニングプレート14とスライド可能に圧接することになる。その他の構成は、実施例3と同様である。実施例4によれば、実施例3と同様な効果を奏する。
本発明の実施例5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6は、本発明の実施例5に係るトルク変動吸収装置におけるリミッタ部の組立前と組立後の状態を模式的に示した部分断面図である。
実施例5は、実施例1の変形例であり、サポートプレート10にガイド部10aを設けたものである。ガイド部10aは、ライニングプレート14の回転中心から離れる方向への摩擦材15の移動を規制する。ガイド部10aは、摩擦材15の径方向に対し略直交方向に折り曲げられた部分を有する段差に形成されており、段差の内周面にて摩擦材15の外周面をガイドする。ガイド部10aは、プレス成形によって形成することができる。その他の構成は、実施例1と同様である。実施例5によれば、実施例1と同様な効果を奏するとともに、摩擦材15の摩擦相手材となるサポートプレート10に摩擦材15をガイドするガイド部10aを設けることにより、摩擦材15の径方向外側への移動を規制することができる。
なお、本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
1 トルク変動吸収装置
2 リミッタ部
3 ダンパ部
4 ヒステリシス部
5 クランクシャフト
6 フライホイール
7 変速機入力軸
8、9 ボルト
10 サポートプレート(第1プレート部材)
10a ガイド部
11 カバープレート(第3プレート部材)
11a バネ部
11b 摺動部
11c スリット部
11d バネ部
14 ライニングプレート(第2プレート部材)
15 摩擦材
16 摩擦材(他の摩擦材)
17 サイドプレート
17a 窓部
18 サイドプレート
18a 窓部
19 リベット
20 コイルスプリング
21 シート部材
22 スラスト部材
23 スラスト部材
24 皿ばね
25 ハブ部材
25a ハブ部
25b フランジ部
25c 窓部

Claims (10)

  1. 環状に形成された第1プレート部材と、
    前記第1プレート部材に対して回転可能な第2プレート部材と、
    前記第1プレート部材と前記第2プレート部材との間に配された摩擦材と、
    環状に形成されるとともに、外周部分にて前記第1プレート部材に組み付けられ、かつ、前記第2プレート部材を前記第1プレート部材に向かって付勢するバネ機能を有する第3プレート部材と、
    を備え、
    前記第1プレート部材は、前記第3プレート部材が組付けられる前において内周部分が外周部分よりも前記第3プレート部材に近くなるように傾斜した形状となっており、前記第3プレート部材が組付けられた後において径方向に平坦となり前記摩擦材と面接触するように形成されていることを特徴とするトルク変動吸収装置。
  2. 前記第2プレート部材と前記第3プレート部材との間に配された他の摩擦材を備え、
    前記第3プレート部材は、内周部分にて前記他の摩擦材と面接触する板状の摺動部を有するとともに、中間部分にて前記摺動部を前記第2プレート部材に向かって付勢するバネ部を有することを特徴とする請求項1記載のトルク変動吸収装置。
  3. 前記摩擦材は、前記第2プレート部材に固定されるとともに、前記第1プレート部材に対してスライド可能に圧接しており、
    前記他の摩擦材は、前記第2プレート部材に固定されるとともに、前記第3プレート部材の前記摺動部に対してスライド可能に圧接していることを特徴とする請求項2記載のトルク変動吸収装置。
  4. 前記第3プレート部材は、内周部分にて直接、前記第2プレート部材を前記第1プレート部材に向かって付勢するバネ部を有することを特徴とする請求項1記載のトルク変動吸収装置。
  5. 前記摩擦材は、前記第2プレート部材に固定されるとともに、前記第1プレート部材に対してスライド可能に圧接していることを特徴とする請求項4記載のトルク変動吸収装置。
  6. 前記摩擦材は、前記第1プレート部材に固定されるとともに、前記第2プレート部材に対してスライド可能に圧接していることを特徴とする請求項4記載のトルク変動吸収装置。
  7. 前記第1プレート部材は、前記第2プレート部材の回転軸から離れる方向への前記摩擦材の移動を規制するガイド部を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載のトルク変動吸収装置。
  8. 前記第3プレート部材の前記バネ部には、スリット部が形成されていることを特徴とする請求項2乃至7のいずれか一に記載のトルク変動吸収装置。
  9. 前記第1プレート部材、前記第2プレート部材、及び前記第3プレート部材の1つのプレート部材には、鉄よりも錆の発生しにくい材料、表面処理された材料、又は、熱処理された材料が用いられることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一に記載のトルク変動吸収装置。
  10. 前記第1プレート部材、前記第2プレート部材、及び前記第3プレート部材の1つのプレート部材は、ステンレスが使用されるとともに、表面に粗面化処理が施されていることを特徴とする請求項9記載のトルク変動吸収装置。
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