JP6293111B2

JP6293111B2 - トルク伝達装置

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Publication number: JP6293111B2
Application number: JP2015244709A
Authority: JP
Inventors: 信貴村田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2035-12-16
Also published as: US20170175847A1; JP2017110715A; US10151371B2; CN106884930B; CN106884930A

Description

本発明は、トルク変動の吸収機能を有するトルク伝達装置に関する。

従来より、動力源に連結される第１回転体と、弾性体を介して第１回転体に連結される第２回転体とを備え、第１回転体のトルクを弾性体を介してト第２回転体に伝達するとともに、第１回転体と第２回転体との間のトルク変動を弾性体で吸収するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１記載の装置では、第１回転体がエンジンに、第２回転体がクラッチを介してトランスミッションにそれぞれ連結される。そして、第１回転体の内部に設けられた収容部に、周方向複数のばねが配置されるとともに、各々のばねの両端にシート部材（ばね受け）が配置され、さらに周方向に隣り合うシート部材の間に第２回転体の一部が配置される。これにより第１回転体のトルクが、ばねおよびシート部材を介して第２回転体に伝達される。

特開２０１５−８６９６５号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、シフトダウンなどによるエンジンブレーキの作動時に、シート部材に作用する遠心力が大きくなり、シート部材が第１回転体の収容部の外周面に貼り付くおそれがある。その結果、シート部材が第２回転体の動きに追従できずに、シート部材と第２回転体とが離間し、その後、シート部材と第２回転体とが再接触した際に、装置に衝撃が生じるおそれがある。

本発明の一態様は、動力源で発生したトルクを被駆動体に伝達するトルク伝達装置であって、軸線を中心に回転可能に設けられ、動力源および被駆動体のいずれか一方に連結される第１回転体と、軸線を中心に回転可能に設けられ、動力源および被駆動体のいずれか他方に連結される第２回転体と、第１回転体と第２回転体との間のトルク伝達経路に配置され、第１回転体および第２回転体のいずれか一方からのトルクを第１回転体および第２回転体のいずれか他方に伝達するとともに、第１回転体と第２回転体との間のトルク変動を吸収する弾性体と、弾性体と第１回転体および第２回転体との間に第１回転体および第２回転体に対してそれぞれ接離可能に設けられたシート材と、を備え、第１回転体は、シート材を周方向に移動可能に収容する収容部であって、シート材の径方向外側への移動を規制する外周面と、シート材の周方向の移動を規制する側端面とを有する収容部を有し、シート材は、収容部の外周面に対向する外周面を有するとともに、周方向一端面に、弾性体を保持する保持部を有する一方、周方向他端面に、側端面および第２回転体に面接触可能に設けられた接触面を有し、接触面は、側端面に面接触可能に設けられた第１接触面と第２回転体に面接触可能に設けられた第２接触面とを有し、第１接触面は、第１接触面とシート材の外周面との交点における軸線を中心とした円の接線と第１接触面とのなす角により定義されるシート材の先端部の角度が９０°より大きくなるように形成され、第２接触面は、第２接触面とシート材の外周面との交点における軸線を中心とした円の接線と第２接触面とのなす角により定義されるシート材の先端部の第２角が第１角よりも小さくなるように形成される。

本発明によれば、シート材の外周側の先端部の角度が９０°より大きくなるようにシート材の接触面を形成したので、接触面に作用する周方向の押し付け力の分力が径方向内側に作用することになる。このため、シート材を径方向内側に移動させることができ、シフトダウンなどによるエンジンブレーキの作動時等に、シート材と第２回転体との衝突による衝撃発生を防ぐことができる。

本発明の実施形態に係るトルク伝達装置の適用例を概念的に示す図。本発明の実施形態に係るトルク伝達装置の要部構成を示す断面図。図２のIII-III線に沿った断面図。図２のトルク伝達装置を構成する第１回転体の後板の平面図。第２回転体に作用するトルクの時間経過に伴う変化を示す図。第１回転体に対する第２回転体の捩れ角と第２回転体に作用するトルクとの関係を示す図。第１回転体に対する第２回転体の捩れ角の変化を説明する第１の図。第１回転体に対する第２回転体の捩れ角の変化を説明する第２の図。第１回転体に対する第２回転体の捩れ角の変化を説明する第３の図。図６Ａ〜図６Ｃの事象が生じたときの第２回転体に作用するトルクの時間変化を示す図。図６Ａ〜図６Ｃの事象が生じたときの第１回転体に対する第２回転体の捩れ角と第２回転体に作用するトルクとの関係を示す図。本発明の実施形態に係るトルク伝達装置の要部構成を示す斜視図。本発明の実施形態に係るトルク伝達装置を構成する第１回転体の収容部に収容された第２シート材と、第２回転体の突出部とを拡大して示す平面図。本発明の実施形態に係るトルク伝達装置による動作の一例を示す図。図１０Ａに続く動作の一例を示す図。本発明の実施形態に係るトルク伝達装置を構成する第２回転体の突出部の形状を説明する図。本発明の実施形態に係るトルク伝達装置を構成する第２シート材の変形例を示す図。

以下、図１〜図１２を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るトルク伝達装置１００の適用例を概念的に示す図である。トルク伝達装置１００は、エンジン１０１とトランスミッション１０２との間の動力伝達経路に、図示しないクラッチを介してあるいはクラッチを介さずに介装される。

トルク伝達装置１００は、軸線ＣＬ０を中心にそれぞれ回転可能に設けられた第１回転体１および第２回転体２と、第１回転体１と第２回転体２との間のトルク伝達経路ＴＰに配置されたばね３とを有する。第１回転体１はエンジン１０１の出力軸（クランクシャフト）１０１ａに連結され、第２回転体２はトランスミッション１０２の入力軸１０２ａに連結される。第１回転体１に入力されたエンジン１０１からのトルクは、ばね３を介して第２回転体２に伝達される。このとき、ばね３の伸縮により、第１回転体１と第２回転体２との間のトルク変動が吸収される。これにより、エンジン１０１の回転変動による振動がトランスミッション１０２に伝達されることを抑制できる。

図２は、本発明の実施形態に係るトルク伝達装置の要部構成を示す断面図（軸線ＣＬ０に沿った断面図）であり、図３は、図２のIII-III線に沿った断面図（軸線ＣＬ０に直交する断面図）である。なお、図２は、図３のII-II線に沿った断面形状に対応する。以下では、便宜上、図２に示すように軸線ＣＬ０に沿って前後方向を定義するとともに、軸線ＣＬ０を中心として放射状に延びる方向を径方向、軸線ＣＬ０を中心とした円に沿った方向を周方向と定義し、これらの定義に従い各部の構成を説明する。

図２，３に示すように、第１回転体１は、軸線ＣＬ０を中心とした略リング形状の前板１１および後板１２と、軸線ＣＬ０を中心とした略円板形状の中央板１３とを一体に有する。図２に示すように、後板１２は、径方向に延在する側板部１２１と、側板部１２１の外径側端部から前方に屈曲して軸方向に延在する円環部１２２とを有する。中央板１３の後面には、側板部１２１の内径側端部が周方向複数のリベット１４により結合される。

前板１１は、径方向に延在する側板部１１１と、側板部１１１の内径側端部から後方に屈曲して軸方向に延在する円環部１１２とを有する。側板部１１１の外径側端部の前面には、断面略Ｌ字形状の環状板１１３が溶接などで接合される。環状板１１３の外周面には、全周にわたってギヤ（リングギヤ）が設けられ、ギヤを介して環状板１１３にエンジン１０１からのトルクが入力される。

後板１２の円環部１２２の前端部は、前板１１の外径側端部に溶接で接合あるいはボルトを介して締結される。このとき、中央板１３の外周面と前板１１の円環部１１２の内周面との間に、リング状の空間ＳＰ１が形成されるとともに、前板１１の側板部１１１と後板１２の側板部１２１との間に、円環部１２２により外周側が覆われたリング状の空間ＳＰ２が形成される。空間ＳＰ１と空間ＳＰ２とは、前板１１の円環部１１２の後端部と後板１２の側板部１２１との間のリング状の空間ＳＰ３を介して連通する。

図４は、後板１２の平面図（前方から見た図）である。なお、図４には、後述するばね３とシート材４の一部を併せて示す。さらに図４には、後述する第２回転体２の内部板２１を点線で示す。図４に示すように、側板部１２１の前面には、周方向２箇所に等間隔に、互いに同一形状の凹部１２１ａが形成される。凹部１２１ａは、軸線ＣＬ０を中心として円弧状に延在し、径方向に所定距離隔てて互いに対向する一対の周面５１，５２（内周面５１および外周面５２）と、一対の周面５１，５２の周方向両端部を接続する一対の側端面５３，５４とを有する。凹部１２１ａは、例えばプレス加工により側板部１２１を後方に膨出させることにより形成される。

凹部１２１ａの外周面５２は、円環部１２２の内周面５６に軸方向に段差なく連なり（図２参照）、周面５６と周面５２とが、収容部５０の外周面５５を構成する。なお、収容部５０は、後述するようにばね３とシート材４とが収容される空間であり、空間ＳＰ２の一部が収容部５０を構成する。一対の凹部１２１ａ，１２１ａの間には、凹部１２１ａを有しない境界部１２１ｂが介在する。境界部１２１ｂの断面形状は、凹部１２１ａが加工される前の側板部１１１の断面形状に等しい。

前板１１にも、後板１２と同様、周方向２箇所に、互いに同一形状の凹部１１１ａが形成されるとともに、一対の凹部１１１ａ，１１１ａの間に境界部１１１ｂが形成される。すなわち、図２に示すように、前板１１の後面には、後板１２の凹部１２１ａに対向して凹部１１１ａが形成されるとともに、境界部１２１ｂに対向して境界部１１１ｂが形成される。凹部１１１ａは、後板１２の凹部１２１ａと同様、内周面５１と一対の側端面５３，５４とを有する。凹部１１１ａの内周面５１および側端面５３，５４は、凹部１２１ａの内周面５１および側端面５３，５４をそれぞれ軸方向に延長した面上に位置する。すなわち、凹部１１１ａの内周面５１および側端面５３，５４と凹部１２１ａの内周面５１および側端面５３，５４とは、周方向および径方向において互いに同一位置に設けられる。

なお、本実施形態では、後板１２の円環部１２２の内周面５６に連なる後板１２の凹部１２１ａの外周面５２が、収容部５０の外周面５５の一部を構成するようにしたが、前板１１の凹部１１１ａに外周面５２を設け、この外周面５２が収容部５０の外周面５５の一部を構成するようにしてもよい。

図３に示すように、各収容部５０には複数（図では４本）のばね３が直列に配置される。ばね３は例えばコイルばねであり、その長手方向の両端部はシート材（ばね受け）４により保持される。シート材４は、収容部５０の周方向両端部に配置された第１シート材４１および第２シート材４２と、第１シート材４１と第２シート材４２との間に配置された複数の中間シート材４３とを含む。エンジン１０１により回転駆動される第１回転体１の回転方向を図３に矢印Ｒ１で示すと、第１シート材４１は、収容部５０内の回転方向の最後部に位置し、第２シート材４２は回転方向の最前部に位置する。

各シート材４の前後両端部は、凹部１１１ａ，１２１ａ内に配置される。第１シート材４１および第２シート材４２の周方向一端面には、それぞればね３を保持する保持部４１１，４２１が形成され、周方向他端面には、凹部１１１ａ，１２１ａの側端面５３，５４に接触可能な接触面４１２，４２２が形成される。接触面４１２，４２２は、前後方向中央部において、第２回転体２（後述する突出部２１２）にも接触可能である。中間シート材４３の周方向両端面には、それぞればね３を保持する保持部４３１が形成される。保持部４１１，４２１，４３１は、例えばばね３の外形形状に対応した円形の溝により構成される。

各シート材４は、収容部５０（凹部１１１ａ，１２１ａ）に周方向および径方向に移動可能に収容される。第１シート材４１は、その接触面４１２が凹部１１１ａ，１２１ａの側端面５３または第２回転体２の突出部２１２の一端面に当接することで、Ｒ１方向と反対の方向への周方向の移動が規制される。第２シート材４２は、その接触面４２２が、凹部１１１ａ，１２１ａの側端面５４または第２回転体２の突出部２１２の他端面に当接することで、Ｒ１方向への周方向の移動が規制される。

各シート材４は、内周面４Ａと外周面４Ｂとを有する。外周面４Ｂは、収容部５０の外周面５５に対応した、すなわち外周面５５と同一ないしほぼ同一形状の円弧状に形成される。収容部５０（凹部１１１ａ，１２１ａ）の内周面５１にシート材４の内周面４Ａが当接、または収容部５０の外周面５５にシート材４の外周面４Ｂが当接することで、シート材４の径方向の移動が規制される。

収容部５０に直列に配置される複数のばね３のばね定数は、互いに等しくてもよく、あるいは互いに異なっていてもよい。例えば周方向４本のばね３のうち、中央の２本のばね３のばね定数を残り２本のばね３のばね定数より大きくしてもよい。あるいは、Ｒ１方向側の２本のばね３のばね定数を残り２本のばね３のばね定数より大きくしてもよい。ばね定数は、例えばばね３の径を大きくすることにより増大できる。大径のばねの内側に小径のばねを配置し、ばね３を二重構造とすることによりばね定数を増大させてもよい。

図２に示すように、第２回転体２は、第１回転体１の前板１１と後板１２との間の空間ＳＰ２，ＳＰ３に配置された内部板２１と、前板１１の前方に配置された連結板２２とを一体に有する。連結板２２の内径側端部は、前板１１と中央板１３との間の空間ＳＰ１を通って後方に延在する軸部２３を構成し、この軸部２３は、周方向複数のリベット２４により内部板２１の内径側端部に結合される。軸部２３は、ベアリング５を介して第１回転体１の中央板１３の外周部に回転可能に支持され、これにより第２回転体２が第１回転体１に対し相対回転可能となる。

図３に示すように、内部板２１は、軸部２３の後端面に当接するリング部２１１と、リング部２１１の外周面から径方向外側に突出した周方向複数（図では２個）の突出部２１２を有する。突出部２１２は、境界部１１１ｂ，１２１ｂを介して周方向に互いに隣り合う第１シート材４１と第２シート材４２との間に介装される。このとき、図２に示すように、突出部２１２の前面は、前板１１の境界部１１１ｂの後面に隙間を空けて対向し、突出部２１２の後面は、後板１２の境界部１２１ｂの前面に隙間を空けて対向する。

図３に示すように、突出部２１２の周方向両端面２１３，２１４は、凹部１１１ａ，１２１ａの側端面５３，５４とほぼ同一形状を呈する。端面２１３と第１シート材４１の接触面４１２、および端面２１４と第２シート材４２の接触面４１２とが、シート材４の前後方向中央部において互いに当接可能である。ここで、第１回転体１の境界部１１１ｂ，１２１ｂの周方向中間を通り、軸線ＣＬ０と直交する線を第１中心線ＣＬ１と定義し、第２回転体２の突出部２１２の周方向中間を通り軸線ＣＬ０と直交する線を第２中心線ＣＬ２と定義する。

図３は、第１回転体１と第２回転体２とにトルクが作用していない初期状態を示しており、初期状態では、第１中心線ＣＬ１と第２中心線ＣＬ２とが一致する。このため、第１中心線ＣＬ１と第２中心線ＣＬ２とのなす角、すなわち第１回転体１に対する第２回転体２の捩れ角θは０°である。

この状態から、エンジン１０１からのトルクが環状板１１３を介して第１回転体１に入力されると、図４に示すようにその入力トルクＴは、収容部５０の側端面５３から第１シート材４１の接触面４１２に作用する。第１シート材４１に作用したトルクＴは、さらにトルク伝達経路ＴＰを構成するばね３と中間シート材４３および第２シート材４２とを介し、第２シート材４２の接触面４２２から内部板２１の突出部２１２の端面２１４に作用する。これにより第２回転体２にトルクＴが作用し、第２回転体２がＲ１方向に回転する。第２回転体２に作用したトルクＴは、例えば連結板２２に対向して配置されたクラッチを介してトランスミッション１０２に出力される。

このとき、収容部５０のばね３は、トルクＴの大きさに応じて伸縮し、ばね３の伸縮により第１回転体１に対する第２回転体２の捩れ角θが変化する。すなわち、トルクＴが大きいほど捩れ角θが大きくなる。このように捩れ角θが変化することで、エンジン１０１の回転振動（燃焼振動）等に起因した第１回転体１のトルク変動を吸収することができ、第２回転体２を安定して回転させることができる。

なお、図４に示すように、捩れ角θは、Ｒ１方向における第１回転体１の回転量が第２回転体２の回転量よりも大きいときにプラスとなる。一方、Ｒ１方向における第１回転体１の回転量が第２回転体２の回転量よりも小さいときにはマイナスとなる。例えば通常運転時には、第１回転体１から第２回転体２にトルクが作用するため、この場合には捩れ角θはプラスとなる。一方、急減速時等で、第２回転体２から第１回転体１にトルクが作用すると、捩れ角θはマイナスとなる。

図４に示すように、通常運転時には、第１シート材４１の接触面４１２は、その前後方向両端部が凹部１１１ａ，１２１ａの側端面５３に接触し、前後方向中央部が第２回転体２の突出部２１２の端面２１３から離間する。一方、第２シート材４２の接触面４２２は、その前後方向中央部が突出部２１２の端面２１４に接触し、前後方向両端部が凹部１１１ａ，１２１ａの側端面５４から離間する。

図５Ａは、第２回転体２に作用するトルクＴの時間経過に伴う変化を示す図であり、図５Ｂは、捩れ角θと第２回転体２に作用するトルクＴとの関係を示す図である。図５Ｂの特性は、トルク伝達装置１００のばね特性を示しており、捩れ角θの増加に伴いトルクＴが増大する。ばね特性の傾き（ばね定数）は、捩れ角θが所定値θａ以下の領域では小さく、捩れ角θが所定値θａを超えると増大する。図５Ａに示すように、エンジン１０１の振動（燃焼振動等）に起因してトルクＴがＴ＞０の範囲で変動すると、図５Ｂに示すように、捩れ角θは例えばθ１≦θ≦θ２の範囲で変化する。これにより第２回転体２のトルク変動を低減することができる。

ところで、例えばシフトダウンによりエンジンブレーキが作動すると、シート材４に作用する遠心力が大きくなり、シート材４が第１回転体１の収容部５０の外周面５５に貼り付くおそれがある。その結果、シート材４が第２回転体２の動きに追従できずに、第２回転体２の突出部２１２の端面２１４が第２シート材４２の接触面４２２から離間し、その後、突出部２１２と第２シート材４２とが再接触した際に、トルク伝達装置１００に衝撃が生じるおそれがある。トルク伝達装置１００に衝撃が生じると、クランクシャフトの回転に基づく失火の検知を誤って行うおそれがある。

この点についてさらに説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、それぞれ第１回転体１（後板１２）に対する第２回転体２（内部板２１）の捩れ角θの変化を説明する図であり、図７Ａ，７Ｂは、それぞれ第２回転体２に作用するトルクＴの時間変化および捩れ角θとトルクＴとの関係を示す図である。なお、図６Ａ〜図６Ｃでは、便宜上、ばね３とシート材４の一部の図示を省略している。

図６Ａは、シフトダウンによるエンジンブレーキの作動時に第１回転体１が急減速した状態を示す。このとき、シフトダウン直後は第１回転体１が高回転してシート材４は遠心力により収容部５０の外周面５５に貼り付く。この場合、アクセルペダルの操作量が小さい、例えばアクセルペダルが非操作であるため、第１回転体１のＲ１方向への回転量よりも第２回転体２のＲ１方向への回転量の方が多くなる。その結果、第２回転体２の突出部２１２の端面２１３が第１シート材４１の接触面４１２に接触し、突出部２１２から第１シート材４１にＲ１方向へのトルクＴ１（押し付け力）が作用する。この場合、突出部２１２の端面２１３が第２回転体２のトルク伝達部として機能し、第１シート材４１の接触面４１２が第１回転体１のトルク被伝達部として機能する。

第１シート材４１に入力されたトルクＴ１により、シート材４は外周面５５を摺動しながら収容部５０（凹部１１１ａ，１２１ａ）の側端面５４側に押し込まれる。その結果、図６Ａに示すように、第２シート材４２の接触面４２２が収容部５０の側端面５４に当接する。さらに、ばね３が収縮して周方向に隣り合うシート材４の端面同士が接近または当接し、第１シート材４１の接触面４１２から第２シート材４２の接触面４２２までの周方向の長さが最小となる。このとき、捩れ角θは最小θＡとなり、第２回転体２に作用するトルクＴ１は例えば図７Ｂの点Ａで表される。

その後、アクセルペダルが操作されて、第１回転体１が加速されると、図６Ｂに示すように、第２回転体２の突出部２１２の端面２１３が第１シート材４１から離間する。さらに、収容部５０の側端面５４に当接した突出部２１２の端面２１４が、第２シート材４２に接近し、捩れ角がθＡよりも大きいθＢ（＜０）となる。この状態では、シート材４は、収容部５０の外周面５５に貼り付いたままであり、ばね３は最大に収縮されている。したがって、ばね３の見かけ上のばね定数、すなわち剛性が高い。

このとき、第２シート材４２と突出部２１２との間に空隙ＧＰがあるため、第２回転体２に作用するトルクＴは、図７Ａの点Ｂに示すように０となり、捩れ角θとトルクＴとの関係は、例えば図７Ｂの点Ｂとなる。この状態から、第１回転体１側で正側のトルク変動が生じると、図７Ｂに示すようにトルクＴが０のまま捩れ角θが増加する（０に近づく）。

第１回転体１がさらに加速されると、図６Ｃに示すように、第２シート材４２の接触面４２２が第２回転体２の突出部２１２の端面２１４に接触し、第２回転体２にトルクＴ２が作用する。すなわち、図７Ａの点Ｃで示すように、トルクＴが急激に増大する。このとき、捩れ角θは０となるが、シート材４は収容部５０の外周面５５に貼り付いたままであり、ばね３の剛性が高いため、捩れ角θはそれ以上増加しない。したがって、第２シート材４２と突出部２１２との接触時の衝撃をばね３が吸収できずに、トルク伝達装置１００に衝撃が発生する。この場合の捩れ角θとトルクＴとの関係は、図７Ｂの点Ｃで表される。

その後、エンジン１０１の回転振動により第１回転体１の回転が変動すると、第１回転体１と第２回転体２とは、図６Ｃの接触と図６Ｂの離間とを繰り返す。このため、捩れ角θとトルクＴとの関係は、図７Ｂの点Ｂと原点と点Ｃとを結ぶ矢印に沿って変化する。したがって、トルク伝達装置１００に繰り返し衝撃が発生し、失火の誤検知等の悪影響を与える。

このような事象は、上述したようにシフトダウンなどによるエンジンブレーキ作動後に、少しずつアクセルペダルを踏んでいった場合だけでなく、例えば、高速道路でのレーン進入時にアクセルペダルを踏み込んで加速し、その後、本線合流後にアクセルペダルを緩め、アクセル開度が小さい場合にも生じる。すなわち、シフトダウンや加速高回転時などにシート材４が貼り付いた状態での低トルク領域（アクセル開度小）において発生する。このような事象を防ぐため、本実施形態では、以下のようにトルク伝達装置１００を構成する。

図８は、本発明の実施形態に係るトルク伝達装置１００の要部構成を示す斜視図である。図８には、第２シート材４２と、第２シート材４２の接触面４２２に対向する第１回転体１の側板部１１１，１２１（境界部１１１ｂ，１２１ｂ）と第２回転体２の突出部２１２とを示している。

図８に示すように、第２シート材４２の端面（接触面）４２２は、収容部（境界部１１１ｂ，１２１ｂ）の側端面５４に接触する第１接触面４２２ａと、突出部２１２の端面２１４に接触する第２接触面４２２ｂとを有する。第１接触面４２２ａは接触面４２２の前後方向両端部に位置し、第２接触面４２２ｂは前後方向中間部に位置する。第１接触面４２２ａと第２接触面４２２ｂとはそれぞれ平坦面であり、これらの内周縁部（内径側先端部）Ｐ１ａ，Ｐ２ａの周方向の位置は互いに一致している。一方、第２接触面４２２ｂの外周縁部（外径側先端部）Ｐ２ｂは第１接触面４２２ａの外周縁部Ｐ１ｂよりも周方向外側に突出しており、第１接触面４２２ａと第２接触面４２２ｂの径方向の勾配は互いに異なる。

境界部１１１ｂ，１２１ｂの側端面５４は、第１接触面４２２ａと隙間なく接触可能となるように平坦かつ第１接触面４２２ａと同一の勾配に形成される。突出部２１２の端面２１４は、第２接触面４２２ｂと隙間なく接触可能となるように平坦かつ第２接触面４２２ｂと同一の勾配に形成される。このため、側端面５４と端面２１４の径方向の勾配は互いに異なる。

図９は、第１回転体１の収容部５０に収容された第２シート材４２と、第２回転体２の突出部２１２とを拡大して示す平面図である。なお、図９では、前板１１の図示を省略する。図９は、第２シート材４２が収容部５０の側端面５４に当接し、突出部２１２の端面２１３が第１シート材４１の接触面４１２に当接した急減速の状態を示す。

図９に示すように、第１接触面４２２ａと第２シート材４２の外周面４Ｂとの交点（外周縁部Ｐ１ｂ）における軸線ＣＬ０を中心とした円の接線ＴＬ１と、第１接触面４２２ａとのなす角α１を、第２シート材４２の外径側先端部４２５の第１角と定義する。さらに、第２接触面４２２ｂと第２シート材４２の外周面４Ｂとの交点（外周縁部Ｐ２ｂ）における軸線ＣＬ０を中心とした円の接線ＴＬ２と、第２接触面４２２ｂとのなす角α２を、第２シート材４２の外径側先端部４２５の第２角と定義する。

本実施形態では、第２シート材４２の第１接触面４２２ａは、第２シート材４２の第１角α１が９０°より大きく、かつ、１８０°より小さくなるように、例えばα１が１００°〜１３０°の範囲に含まれるように形成される。これに対応して収容部５０の側端面５４は、その外周縁部における軸線ＣＬ０を中心とした円の接線と側端面５４とのなす角α３が１８０°−α１となるように形成される。

一方、第２シート材４２の第２接触面４２２ｂは、第２シート材４２の第２角α２が第１角α１より小さくなるように、例えばα２が８０°〜１００°の範囲に含まれるように形成される。これに対応して突出部２１２の端面２１４は、その外周縁における軸線ＣＬ０を中心とした円の接線と端面２１４とのなす角α４が１８０°−α２となるように形成される。

本実施形態に係るトルク伝達装置１００による特徴的な動作を説明する。遠心力によりシート材４が収容部５０の外周面５５に貼り付いた状態で、例えば第１回転体１が減速すると、捩れ角θがマイナスとなり、第２回転体２の突出部２１２が第１シート材４１に衝突する。これにより、シート材４にトルク（押し付け力）が作用し、図１０Ａに示すようにシート材４の全体がその回転方向（Ｒ１方向）に押し込まれ、第２シート材４２の接触面４２２（第１接触面４２２ａ）が収容部５０の側端面５４に当接する。

図１０Ａにおいて、第１接触面４２２ａの内周縁部Ｐ１ａを通る軸線ＣＬ０からの放射線を点線Ｌ１で表す。このとき、第１接触面４２２ａと点線Ｌ１とのなす角α５が０°であれば、第２シート材４２の先端部４２５の第１角α１が９０°となる。本実施形態では、第１角α１が少なくとも９０°よりも大きいため、角α５は０°よりも大きくなり、角α５が大きいほど第１角α１は大きくなる。

図１０Ａの状態では、シート材４に第２回転体２からのトルクＴによる周方向の押し付け力Ｆが作用する。押し付け力Ｆは、第１接触面４２２ａに垂直な垂直成分の力Ｆ１と第１接触面４２２ａに平行な水平成分の力Ｆ２とに分解することができ、押し付け力Ｆが小さいと、径方向内側に向かう水平成分の力Ｆ２が小さい。このため、水平成分の力Ｆ２は、第２シート材４２の遠心力と第１接触面４２２ａにおける摩擦力との和を上まわることができず、第２シート材４２は径方向内側へ移動しない。

但し、押し付け力Ｆが小さいと、ばね３の収縮量が少ないため、ばね３の剛性は比較的小さい。このため、シート材４を収容部５０の外周面５５に沿って摺動させながら、ばね３を伸縮させることができる。その結果、第２回転体２の動きにシート材４を追従させることができ、トルク伝達装置１００の良好な振動吸収機能を発揮することができる。

一方、例えばエンジンブレーキの作動により、シート材４に作用するトルクＴが所定値以上になると、図１０Ｂに示すように隣り合うシート材４（４２，４３）の端面同士が衝突し、ばね３の収縮量が最大となる。このとき、第２シート材４２の第１接触面４２２ａにおける押し付け力Ｆが増大し、径方向内側に向かう水平成分の力Ｆ２が大きくなる。その結果、水平成分の力Ｆ２が、第２シート材４２の遠心力と第１接触面４２２ａにおける摩擦力との和を上まわり、第２シート材４２が収容部５０の側端面５４に沿って径方向内側に移動する。

これにより第２シート材４２を収容部５０の外周面５５から離間させることができ、エンジンブレーキ作動時の第２シート材４２の外周面５５への貼り付きを防止することができる。シート材４の貼り付きが防止されると、シート材４が周方向へ容易に移動可能となる。このため、第２回転体２の動きにシート材４を追従させることができ、トルク伝達装置１００の良好な振動吸収機能を発揮させることができる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）トルク伝達装置１００は、例えばエンジン１０１で発生したトルクをトランスミッション１０２に伝達する（図１）。このトルク伝達装置１００は、軸線ＣＬ０を中心に回転可能に設けられ、エンジン１０１（出力軸１０１ａ）に連結される第１回転体１と、軸線ＣＬ０を中心に回転可能に設けられ、トランスミッション１０２（入力軸１０２ａ）に連結される第２回転体２と、第１回転体１と前記第２回転体２との間のトルク伝達経路ＴＰに配置され、第１回転体１および第２回転体２のいずれか一方からのトルクをいずれか他方に伝達するとともに、第１回転体１と第２回転体２との間のトルク変動を吸収するばね３と、ばね３と第１回転体１および第２回転体２との間に、第１回転体１および第２回転体２に対して接離可能に設けられたシート材４とを備える（図２，３）。第１回転体１は、シート材４を周方向に移動可能に収容する収容部５０を有し、収容部５０はシート材４の径方向外側への移動を規制する外周面５５と、シート材４の周方向の移動を規制する側端面５３，５４とを有する（図４）。シート材４２は、収容部５０の外周面５５に対向する外周面４Ｂを有するとともに、周方向一端面に、ばね３を保持する保持部４２１を、周方向他端面に、側端面５４および第２回転体２（突出部２１２）に面接触可能に設けられた接触面４２２をそれぞれ有する（図４）。そして、接触面４２２（第１接触面４２２ａ）は、第１接触面４２２ａとシート材４２の外周面４Ｂとの交点（外周縁部Ｐ１ｂ）における軸線ＣＬ０を中心とした円の接線ＴＬ１と第１接触面４２２ａとのなす角により定義されるシート材４２の先端部４２５の角度（第１角α１）が９０°より大きくなるように形成される（図９）。

このように第２シート材４２の外周側の先端部４２５の第１角α１が９０°より大きくなるようにシート材４２の第１接触面４２２ａを形成することにより、第１接触面４２２ａに作用する周方向の押し付け力Ｆの分力が径方向内側に作用するため、シート材４２を径方向内側に移動させることができる。その結果、シート材４２の収容部５０の外周面５５への貼り付きを防止することができ、シフトダウンなどによるエンジンブレーキの作動時等に、シート材４２と第２回転体２との衝突による衝撃発生を防ぐことができる。

（２）シート材４２の接触面４２２は、収容部５０の側端面５４に面接触可能に設けられた第１接触面４２２ａと第２回転体２の突出部２１２に面接触可能に設けられた第２接触面４２２ｂとを有する（図８）。第１接触面４２２ａは、第１接触面４２２ａとシート材４２の外周面４Ｂとの交点（外周縁部Ｐ１ｂ）における軸線ＣＬ０を中心とした円の接線ＴＬ１と第１接触面４２２ａとのなす角により定義されるシート材４２の先端部４２５の第１角α１が９０°より大きくなるように形成され、第２接触面４２２ｂは、第２接触面４２２ｂとシート材４２の外周面４Ｂとの交点（外周縁部Ｐ２ｂ）における軸線ＣＬ０を中心とした円の接線ＴＬ２と第２接触面４２２ｂとのなす角により定義されるシート材４２の先端部４２５の第２角α２が第１角α１よりも小さくなるように形成される（図９）。

これにより収容部５０の十分な容積を確保しつつ、第２回転体２の内部板２１の突出部２１２における十分な強度を担保することができる。すなわち、図１１の点線Ｌ２１に示すように、突出部２１２の端面２１３，２１４を、その内径側端部から第１接触面４２２ａと同様の角度で傾斜させると、その分、収容部５０の容積が狭められる。このため、ばね３の設置スペースが低減し、振動吸収機能が低下する。また、図１１の点線Ｌ２２に示すように、突出部２１２の端面２１３，２１４を、その外径側端部から第１接触面４２２ａと同様の角度で傾斜させると、その分、突出部２１２の根元部の応力が高くなり、耐久性が低下する。これに対し、本実施形態では、シート材先端部４２５の第２角α２をシート材先端部４２５の第１角α１よりも小さくしたので、突出部２１２の外径側角部の角度α４を大きくすることができ、ばね３の設置スペースを確保しつつ、突出部２１２の耐久性を確保することができる。

（３）シート材４は、収容部５０の周方向両端部にそれぞれ配置され、第１回転体１からのトルクＴが入力される第１シート材４１と、第１シート材４１に入力されたトルクＴを、ばね３を介して第２回転体２に出力する第２シート材４２とを含む。そして、第１シート材４１と第２シート材４２のうち第２シート材４２の接触面４２２は、接触面４２２と第２シート材４２の外周面４Ｂとの交点（外周縁部Ｐ１ｂ）におけるシート材４２の先端部４２５の角度α１が９０°より大きくなるように形成される（図９）。このため、シフトダウンなどによるエンジンブレーキ作動後のアクセル開度が小さい低トルク領域で、エンジン１０１の回転振動により第２シート材４２と突出部２１２とが繰り返し接触することによる衝撃発生を抑制することができる。

（４）第１回転体１は、境界部１２１ｂ，１２２ｂを介して周方向に互いに隣り合う一対の収容部５０を含む（図３）。第２回転体２は、一対の収容部５０のいずれか一方に配置された第１シート材４１といずれか他方に配置された第２シート材４２との間に配置される突出部２１２を有する（図３）。これにより簡易な構成で、突出部２１２の一端面２１４を介して第２シート材４２から第２回転体２にトルクを入力することができるとともに、減速時には突出部２１２の他端面２１３を介して第２回転体２から第１シート材４１にトルクを入力することができる。

（５）トルク伝達装置１００は、収容部５０の一対の第１シート材４１と第２シート材４２との間に配置された中間シート材４３をさらに有する。そして、複数のばね３が、中間シート材４３を介して直列に接続される（図３）。これにより、円弧状の収容部５０に対し直線状のばね３を用いることができる。このため、ばね３を屈曲して形成する必要がないため、コストを低減できるとともに、安定したばね特性を発揮することができる。

（変形例）
上記実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、変形例について説明する。上記実施形態では、第２シート材４２の接触面４２２に、シート材４２の先端部４２５の第１角α１が９０°より大きくなるように形成された第１接触面４２２ａと、シート材４２の先端部４２５の第２角α２が第１角α１よりも小さくなるように形成された第２接触面４２２ｂとを設けた。しかしながら、シート材４２の先端部４２５の角度を第１角α１で代表し、少なくとも第１角α１が９０°より大きいのであれば、第２角α２の値については上述したものに限らない。例えば第２角α２を第１角α１と等しくしてもよい。すなわち、第１接触面４２２ａと第２接触面４２２ｂとを段差なく形成してもよい。

上記実施形態では、収容部５０の側端面５４または第２回転体２の端面２１４と接触する接触面４２２を、第２シート材４２の端面の径方向全面にわたって形成したが、径方向全面ではなく一部のみに形成してもよい。また、収容部５０の外周面５５と接触する外周面４Ｂについても周方向全面にわたって形成したが、周方向全面ではなく一部のみに形成してもよい。例えば図１２に示すように、第２シート材４２の端面の外径側角部を面取りし、外周面４Ｂの一部をカットするとともに、端面の一部に接触面４２２を形成してもよい。この場合、接触面４２２ａ，４２２ｂを含む平面と外周面４Ｂを含む周面との交点Ｐ３，Ｐ４を、接触面４２２ａ，４２２ｂと外周面４Ｂとの交点として第１角α１および第２角α２を特定すればよい。

すなわち、シート材４２の先端部４２５の第１角α１および第２角α２とは、シート材４２の外周面４Ｂが収容部５０の外周面５５に当接した状態における接触面４２２ａ，４２２ｂまたは接触面４２２ａ，４２２ｂを延長した仮想平面と、シート材４２の外周面４Ｂあるいは外周面４Ｂを延長した仮想周面との交点における、軸線ＣＬ０を中心とした円の接線と接触面４２２ａ，４２２ｂとのなす角により定義される。換言すると、これら第１角α１および第２角α２は、接触面４２２と外周面４Ｂとによって定義し得るものであり、第１角α１は第１接触面４２２ａとシート材４２の外周面４Ｂとのなす角に相当し、第２角α２は第２接触面４２２ｂとシート材４２の外周面４Ｂとのなす角に相当する。

なお、図９に示すように、第２シート材４２の先端部４２５の第１角α１が９０°より大きいとき、接触面４２２ａの内周縁部Ｐ１ａは外周縁部Ｐ１ｂよりも周方向外側（第１中心線ＣＬ１側）に位置する。したがって、内周縁部Ｐ１ａが外周縁部Ｐ１ｂよりも周方向外側に位置するように第１接触面４２２ａを形成してもよい。すなわち、第２シート材４２が収容部５０の側端面５４に押し付けられた際に、押し付け力Ｆの分力Ｆ２が径方向内側に向けて作用するように接触面４２２を傾斜して形成するのであれば、接触面４２２の構成はいかなるものでもよい。

そのような傾斜した接触面を、第２シート材４２だけでなく第１シート材４１の端面に設けてもよい。すなわち、一対のシート材４１，４２のそれぞれの端面に傾斜した接触面を設けてもよい。第１シート材４１の端面に傾斜した接触面を設けることで、第２回転体２の突出部が２１２第１シート材４１と接触した際に、第１シート材４１に対し径方向内側に向かう分力を及ぼし、第１シート材４１が収容部５０の外周面５５へ貼り付くことを防止できる。

上記実施形態では、第１回転体１をエンジン１０１に、第２回転体２をトランスミッション１０２にそれぞれ連結したが、これとは反対に、第１回転体１をトランスミッション１０２に、第２回転体２をエンジン１０１にそれぞれ連結してもよい。上記実施形態では、第１回転体１と第２回転体２との間にばね３（コイルばね）を配置し、ばね３を介してトルクを伝達するようにしたが、第１回転体１と第２回転体２との間のトルク伝達経路ＴＰに配置され、第１回転体１および第２回転体２のいずれか一方からのトルクをいずれか他方に伝達するとともに、第１回転体１と第２回転体２との間のトルク変動を吸収するのであれば、弾性体の構成はいかなるものでもよい。

上記実施形態では、収容部５０に複数のシート材４を配置したが、ばね３と第１回転体１および第２回転体２との間に、第１回転体１および第２回転体２に対して接離可能に設けられるのであれば、シート材４の個数は上述したものに限らない。例えば中間シート材４３を省略することもできる。したがって、収容部５０に単一のばね３を配置してもよい。上記実施形態では、シート材４とばね３とにより、第１回転体１と第２回転体２との間のトルク伝達経路ＴＰを構成した。具体的には、第１回転体１から第２回転体２にトルクが作用するとき、第２シート材４２の接触面（トルク伝達部）４２２から第２回転体２の突出部２１２の端面（トルク被伝達部）２１４にトルクが作用し、第２回転体２から第１回転体１にトルクが作用するとき、突出部２１２の端面２１３（トルク伝達部）から第１シート材４１の接触面（トルク被伝達部）４１２にトルクが作用するようにした。しかしながら、トルク伝達経路ＴＰの構成はこれに限らない。

上記実施形態では、第１回転体１の前板１１と後板１２とにそれぞれ凹部１１１ａ，１２１ａを設け、凹部１１１ａ，１２１ａにより収容部５０を構成したが、シート材４の径方向外側への移動を規制する外周面５５と、シート材４の周方向の移動を規制する一対の側端面５４とを有するのであれば、収容部５０の構成はいかなるものでもよい。例えば前板１１のみで収容部５０を構成してもよい。上記実施形態では、シート材４に弾性体の一例であるばね３の保持部４１１，４２１，４３１を設けたが、弾性体の形状に応じてシート材４の形状も種々の形状に変更することができる。したがって、シート材４（特に第２シート材４２）の構成は上述したものに限らない。すなわち、収容部５０の外周面５５に対向する外周面４Ｂを有するとともに、周方向一端面に、ばね３を保持する保持部４２１を有し、周方向他端面に、収容部５０の側端面５４および第２回転体２に面接触可能に設けられた接触面４２２を有するのであれば、シート材４２の構成はいかなるものでもよい。

上記実施形態では、第１回転体１に周方向に２箇所に収容部５０を設けたが、収容部の個数はこれに限らない。例えば周方向３箇所以上に収容部５０を設け、突出部２１２もこれに対応した数だけ設けてもよい。上記実施形態では、内部板２１と連結板２２とにより第２回転体２を構成し、一対の収容部５０に境界部１１１ｂ，１２１ｂを介して隣り合ってそれぞれ配置された第１シート材４１と第２シート材４２との間に、第２回転体２のトルク伝達部としての突出部２１２を配置したが、第２回転体２の構成は上述したものに限らない。例えば、リング状板の内周面から径方向内側に突出部２１２を突設させるようにしてもよい。

以上の実施形態では、動力源としてエンジン１０１を用いたが、エンジン１０１以外を用いてもよい。また、動力源で発生したトルクにより駆動される被駆動体は、トランスミッション１０２以外であってもよい。すなわち、動力源で発生したトルクを被駆動体に伝達する種々のトルク伝達経路に対し、本発明のトルク伝達装置は適用することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態および変形例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。すなわち、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。変形例同士を組み合わせることもできる。

１第１回転体、２第２回転体、３ばね、４シート材、４Ｂ外周面、４１第１シート材、４２第２シート材、５０収容部、５３，５４側壁面、５５外周面、１００トルク伝達装置、１０１エンジン、１０２トランスミッション、４２１保持部、４２２接触面、４２２ａ第１接触面、４２２ｂ第２接触面、４２５先端部、α１第１角、α２第２角、ＴＰトルク伝達経路

Claims

動力源で発生したトルクを被駆動体に伝達するトルク伝達装置であって、
軸線を中心に回転可能に設けられ、前記動力源および前記被駆動体のいずれか一方に連結される第１回転体と、
前記軸線を中心に回転可能に設けられ、前記動力源および前記被駆動体のいずれか他方に連結される第２回転体と、
前記第１回転体と前記第２回転体との間のトルク伝達経路に配置され、前記第１回転体および前記第２回転体のいずれか一方からのトルクを前記第１回転体および前記第２回転体のいずれか他方に伝達するとともに、前記第１回転体と前記第２回転体との間のトルク変動を吸収する弾性体と、
前記弾性体と前記第１回転体および前記第２回転体との間に前記第１回転体および前記第２回転体に対して接離可能に設けられたシート材と、を備え、
前記第１回転体は、前記シート材を周方向に移動可能に収容する収容部であって、前記シート材の径方向外側への移動を規制する外周面と、前記シート材の周方向の移動を規制する側端面とを有する収容部を有し、
前記シート材は、前記収容部の外周面に対向する外周面を有するとともに、周方向一端面に、前記弾性体を保持する保持部を有する一方、周方向他端面に、前記側端面および前記第２回転体に面接触可能に設けられた接触面を有し、
前記接触面は、前記側端面に面接触可能に設けられた第１接触面と前記第２回転体に面接触可能に設けられた第２接触面とを有し、前記第１接触面は、前記第１接触面と前記シート材の外周面との交点における前記軸線を中心とした円の接線と前記第１接触面とのなす角により定義される前記シート材の先端部の角度が９０°より大きくなるように形成され、前記第２接触面は、前記第２接触面と前記シート材の外周面との交点における前記軸線を中心とした円の接線と前記第２接触面とのなす角により定義される前記シート材の先端部の第２角が前記第１角よりも小さくなるように形成されることを特徴とするトルク伝達装置。
請求項１に記載のトルク伝達装置において、
前記第１回転体は前記動力源に連結されるとともに、前記第２回転体は前記被駆動体に連結され、
前記シート材は、前記収容部の周方向両端部にそれぞれ配置され、前記第１回転体からのトルクが入力される第１シート材と、前記第１シート材に入力されたトルクを、前記弾性体を介して前記第２回転体に出力する第２シート材とを含み、
前記第１シート材と前記第２シート材のうち前記第２シート材の前記接触面は、前記接触面と前記第２シート材の外周面との交点における前記第２シート材の先端部の角度が９０°より大きくなるように形成されることを特徴とするトルク伝達装置。
請求項２に記載のトルク伝達装置において、
前記第１回転体は、境界部を介して周方向に互いに隣り合う一対の前記収容部を含み、
前記第２回転体は、前記一対の収容部のいずれか一方に配置された前記第１シート材と前記一対の収容部のいずれか他方に配置された前記第２シート材との間に配置される突出部を有することを特徴とするトルク伝達装置。
請求項２または３に記載のトルク伝達装置において、
前記収容部の前記第１シート材と前記第２シート材との間に配置された中間シート材をさらに備え、
複数の前記弾性体が、前記中間シート材を介して直列に接続されることを特徴とするトルク伝達装置。