JP7422617B2 - トルクリミッタ付きダンパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダンパ装置、特に、動力源側の部材と出力側の部材との間に設けられるトルクリミッタ付きダンパ装置に関する。

例えばエンジン及び電動機を備えたハイブリッド車両では、エンジン始動時等において出力側から過大なトルクがエンジン側に伝達するのを防止するために、特許文献１に示されるようなトルクリミッタ付きダンパ装置が用いられている。

特開２０１３－２４３６４号公報

特許文献１に示されたトルクリミッタ付きダンパ装置では、１対のプレート及び複数のトーションスプリングを有するダンパ部を有しており、このダンパ部の外周側にトルクリミッタが設けられている。トルクリミッタとダンパ部とは、リベットによって連結されている。詳細には、トルクリミッタのライニングプレート、及び、ダンパ部の１対のサイドプレートのすべてが、１種類のリベットにより固定されている。

このようなトルクリミッタ付きダンパ装置では、ダンパ部の１対のサイドプレートのさらに径方向外方にトルクリミッタのライニングプレートが配置されることになるために、装置の径方向の寸法を小型化することが困難である。

また、トルクリミッタ付きダンパ装置では、トルクリミッタユニットとダンパユニットとを別々に組み立て、その後に両ユニットを組み付けるのが製造上好ましい。しかし、特許文献１のダンパ装置では、前述の理由と同様の理由により、トルクリミッタユニットとダンパユニットとを別々に組み立てた上で両者を組み付けることができない。

本発明の課題は、トルクリミッタ付きダンパ装置において、装置の径方向の小型化を図り、かつトルクリミッタユニットとダンパユニットとを別々に組み立てた上で両者を組み付けることができるようにすることである。

（１）本発明に係るトルクリミッタ付きダンパ装置は、動力源側の部材と出力側の部材との間に設けられる。トルクリミッタ付きダンパ装置は、ダンパユニットと、トルクリミッタユニットと、を備える。ダンパユニットは、出力側の部材に連結される。トルクリミッタユニットは、動力源側の部材とダンパユニットとの間で伝達されるトルクを制限する。ダンパユニットは、第１回転体と、第２回転体と、ストッパ機構と、弾性部材と、を有する。第１回転体は、円板状である。第２回転体は、第１回転体と軸方向において対向するフランジを有する。第２回転体は、第１回転体と相対回転可能である。第２回転体は、出力側の部材に連結される。ストッパ機構は、切欠と、ストップピンと、を有する。切欠は、フランジに形成され、円弧状に延びる。ストップピンは、第１回転体に固定される。ストップピンは、切欠を軸方向に貫通する。ストッパ機構は、第１回転体と第２回転体との相対回転角度を所定の角度範囲に規制する。弾性部材は、第１回転体と第２回転体とを回転方向に弾性的に連結する。トルクリミッタユニットは、環状の摩擦プレートを有する。環状の摩擦プレートの内周部は、第１回転体及び第２回転体のいずれかの外周部に、固定部材によって固定されている。固定部材は、フランジの切欠を貫通して組み付けられている。

この装置では、第２回転体は、ストップ機構の切欠を、トルクリミッタユニットとダンパユニットとを固定する固定部材が貫通している。つまり、ストップピンが貫通する切欠を利用して、トルクリミッタユニットとダンパユニットとが組み付けられており、トルクリミッタの内周部と、ダンパユニットの外周部とが重なっている。したがって、従来の装置に比較して装置の径方向の小型化を実現できる。また、同様の理由により、トルクリミッタユニットと、ダンパユニットと、を別々に組み立てた上で両者を組み付けることができる。

（２）好ましくは、第１回転体は、フランジを軸方向において挟むように配置された円板状の第１プレート及び第２プレートを有する。第１プレートと第２プレートとは、ストップピンによって互いに軸方向移動不能にかつ相対回転不能に固定されている。

（３）好ましくは、摩擦プレートは第１プレートに固定されており、第２プレートは、固定部材が貫通可能な組付用孔を有している。

ここでは、摩擦プレートと第１プレートとを固定する固定部材は、第２プレートの組付用孔及びフランジの切欠を通して組み付けられる。

（４）好ましくは、固定部材及び弾性部材は、それぞれの一部がストップピンの取付径と重なるように配置されている。

（５）好ましくは、ストッパ機構の切欠は円弧状の長孔であり、長孔は、円周方向の一部に、径方向外方に突出する突出部を有し、固定部材は突出部を含む長孔を貫通している。

（６）好ましくは、トルクリミッタユニットは、固定プレートと、プレッシャプレートと、付勢部材と、を有している。固定プレートは、動力源側の部材に固定される。プレッシャプレートは、摩擦プレートを固定プレートに対して押圧する。付勢部材は、プレッシャプレートを介して摩擦プレートを固定プレートに押圧する。

以上のような本発明では、トルクリミッタ付きダンパ装置において、装置の径方向の小型化を図り、かつトルクリミッタユニットとダンパユニットとを別々に組み立てた上で両者を組み付けることができる。

本発明の一実施形態によるトルクリミッタ付きダンパ装置の断面図。 図１とは別の位置での断面図。 ダンパユニットの正面図。

［全体構成］
図１及び図２は、本発明の一実施形態によるトルクリミッタ付きダンパ装置１（以下、単に「ダンパ装置」と記載する場合もある）の断面図である。また、図３はダンパ装置１の正面図であり、一部の部材を取り外して、又は部材の一部を削除して示している。図１及び図２において、Ｏ－Ｏ線は回転軸である。図１及び図２において、ダンパ装置１の左側にエンジンが配置され、右側に電動機や変速装置等を含む駆動ユニットが配置される。

なお、以下の説明において、軸方向とは、ダンパ装置１の回転軸Ｏが延びる方向である。また、円周方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の円周方向であり、径方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の径方向である。なお、円周方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の円周方向に完全に一致している必要はなく、例えば、図３に示された窓部及び窓孔を基準とした左右方向も含む概念である。また、径方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の直径方向に完全に一致している必要はなく、例えば、図３に示された窓部及び窓孔を基準とした上下方向も含む概念である。

このダンパ装置１は、図示しないフライホイールと駆動ユニットの入力軸との間に設けられ、エンジンと駆動ユニットとの間で伝達されるトルクを制限するとともに、回転変動を減衰するための装置である。ダンパ装置１は、トルクリミッタユニット１０と、ダンパユニット２０と、を有している。

［トルクリミッタユニット１０］
トルクリミッタユニット１０は、ダンパユニット２０の外周側に配置されている。トルクリミッタユニット１０は、フライホイールとダンパユニット２０との間で伝達されるトルクを制限する。トルクリミッタユニット１０は、第１固定プレート１１（固定プレートの一例）及び第２固定プレート１２と、摩擦プレート１３と、プレッシャプレート１４と、コーンスプリング１５（付勢部材の一例）と、を有している。

第１固定プレート１１は、動力源側の部材に固定される。第１固定プレート１１と第２固定プレート１２とは複数のリベット１６によって互いに固定されている。摩擦プレート１３は、環状の摩擦プレートである。プレッシャプレート１４及びコーンスプリング１５は、第２固定プレート１２と摩擦プレート１３との間に配置されている。コーンスプリング１５は、プレッシャプレート１４を介して摩擦プレート１３を第１固定プレート１１に押圧する。

［ダンパユニット２０］
ダンパユニット２０は、入力側プレート２１（第１回転体の一例）と、ハブフランジ２２（第２回転体の一例）と、入力側プレート２１とハブフランジ２２との間に配置されたダンパ部２３と、から構成されている。

＜入力側プレート２１＞
入力側プレート２１は、第１プレート２１１と第２プレート２１２とを有している（以下、第１プレート２１１及び第２プレート２１２を併せて「入力側プレート２１」と記載する場合もある）。図３に示すように、第１プレート２１１及び第２プレート２１２は、ともに中心孔を有する環状の部材である。なお、図３は第２プレート２１２のみを示しているが、基本的な構成は第１プレート２１１も同様である。第１プレート２１１と第２プレート２１２とは、４個のストップピン２４（図３参照）によって、軸方向に所定の間隔をあけて互いに固定されている。したがって、第１プレート２１１と第２プレート２１２とは、軸方向及び回転方向に相対的に移動不能である。また、図１に示すように、第１プレート２１１の外周部には、４個のリベット２５（固定部材の一例）によって摩擦プレート１３の内周部が固定されている。

図３に示すように、第１プレート２１１及び第２プレート２１２には、それぞれ１対の第１窓部２１ａ及び第２窓部２１ｂが形成されている。１対の第１窓部２１ａは、回転軸Ｏを挟んで対向して配置されている。図３では、第２プレート２１２の第１窓部２１ａ及び第２窓部２１ｂが示されているが、第１プレート２１１の第１窓部２１ａ及び第２窓部２１ｂも同様の構成である。１対の第１窓部２１ａは、それぞれのプレート２１１，２１２を切り起こして形成されており、円周方向の両端面に押圧面２１ｃを有し、外周縁及び内周縁にそれぞれ支持部を有している。また、１対の第２窓部２１ｂは、第１窓部２１ａとは９０°の間隔をあけて、回転軸Ｏを挟んで対向して配置されている。１対の第２窓部２１ｂは、円周方向に延びるとともに、軸方向に貫通する円弧状の開口であり、円周方向の両端面に押圧面２１ｄを有している。

また、第１プレート２１１には、摩擦プレート１３をリベット２５によって固定するための固定用孔２１ｅが形成されている。そして、第２プレート２１２には、リベット２５が貫通可能で、かつリベットかしめ用の工具が貫通可能な４個の組付用孔２１ｆが、固定用孔２１ｅと対応する位置に形成されている。

＜ハブフランジ２２＞
ハブフランジ２２は、入力側プレート２１からのトルクを出力側の装置に伝達するための部材である。ハブフランジ２２は、図１、図２及び図３に示すように、ハブ３０と、フランジ４０と、を有している。

ハブ３０は、筒状の部材であり、第１プレート２１１及び第２プレート２１２の中心孔内に配置されている。ハブ３０の内周部にはスプライン孔が形成されており、このスプライン孔に出力側の部材がスプライン係合可能である。また、ハブ３０の外周面には、８個の歯３０ａと、１対の突起部３０ｂと、が形成されている。１対の突起部３０ｂは、回転軸Ｏを挟んで対向して配置されている。

フランジ４０は、図３に示すように、円板状に形成され、第１プレート２１１と第２プレート２１２との軸方向間に配置されている。フランジ４０は、それぞれ１対の第１窓孔４１ａ及び第２窓孔４１ｂと、それぞれ１対の第１ストッパ用孔４２ａ（切欠の一例）及び第２ストッパ用孔４２ｂ（切欠の一例）と、を有している。また、フランジ４０は、中心部に、ハブ３０が挿入可能な開口が形成されるとともに、ハブ３０の歯３０ａが係合する複数の凹部４３が形成されている。さらに、フランジ４０には、後述するプリダンパ５０を構成するための開口４４が形成されている。なお、図３では示されていないが、１対の第１ストッパ用孔４２ａ及び第２ストッパ用孔４２ｂは、回転軸Ｏを挟んで対称に形成されている。

第１窓孔４１ａは、回転軸Ｏを挟んで対向して配置されており、第１プレート２１１及び第２プレート２１２の第１窓部２１ａと対応する位置に形成されている。第１窓孔４１ａは、円周方向の両端面に押圧面４１ｃを有している。そして、第１窓孔４１ａの円周方向のＲ１側（以下、単に「Ｒ１側」と記載する）の押圧面４１ｃは、対向する押圧面４１ｃに向かって（すなわち、円周方向に）膨らむように突出する凸部４１ｄを有している。

第２窓孔４１ｂは、第１窓孔４１ａとは９０°の間隔をあけて、回転軸Ｏを挟んで対向して配置されている。すなわち、第２窓孔４１ｂは、第１プレート２１１及び第２プレート２１２の第２窓部２１ｂと対応する位置に形成されている。第２窓孔４１ｂは矩形状に形成されており、第２窓孔４１ｂの径方向位置（孔の径方向の幅の中央位置）は、第１窓孔４１ａの径方向の中心位置よりも径方向内側に位置している。第２窓孔４１ｂは、円周方向の両端面に押圧面４１ｆを有しており、両押圧面４１ｆ間の距離は、入力側プレート２１の第２窓部２１ｂの両押圧面２１ｄ間の距離（円周方向の長さ）より短く設定されている。

第１ストッパ用孔４２ａは、第１窓孔４１ａのＲ１側において、円弧状に延びる長孔である。第１ストッパ用孔４２ａは、第１窓孔４１ａとは離れて形成されている。第１ストッパ用孔４２ａの第１窓孔４１ａから離れた側の端部は、第２窓孔４１ｂの径方向外側にまで延びている。また、第１ストッパ用孔４２ａの第１窓孔４１ａに近い方の端部は、第１窓孔４１ａの凸部４１ｄに向かって延びている。

第２ストッパ用孔４２ｂは、第１窓孔４１ａの円周方向のＲ２側（以下、単に「Ｒ２側」と記載する）において、円弧状に延びる長孔である。第２ストッパ用孔４２ｂのＲ１側の端部は、第１窓孔４１ａの径方向の中央部に連通している。

また、第１ストッパ用孔４２ａ及び第２ストッパ用孔４２ｂにおいて、Ｒ２側の端部近傍には、径方向外方に膨らむ突出部４２ｃが形成されている。この突出部４２ｃは、入力側プレート２１のリベット２５の固定用孔２１ｅに対応する位置に、形成されている。この突出部４２ｃ及び組付用孔２１ｆを通して、リベット２５を工具によってかしめることが可能である。

第１ストッパ用孔４２ａ及び第２ストッパ用孔４２ｂにはストップピン２４が軸方向に貫通している。このため、入力側プレート２１とハブフランジ２２とは、ストップピン２４が各ストッパ用孔４２ａ，４２ｂ内において移動可能な範囲で相対回転可能である。言い換えれば、ストップピン２４と各第１ストッパ用孔４２ａ及び第２ストッパ用孔４２ｂとによってストッパ機構４５が構成されており、入力側プレート２１とハブフランジ２２とは、ストップピン２４が各ストッパ用孔４２ａ，４２ｂの端面に当接することによって、互いの相対回転が禁止される。

＜ダンパ部２３＞
図１及び図３に示すように、ダンパ部２３は、１対のコイルスプリング４７（弾性部材の一例）と、１対の樹脂部材４８と、１対のプリダンパ５０と、ヒス発生機構６０と、を有している。

１対のコイルスプリング４７及び１対の樹脂部材４８は、入力側プレート２１とハブフランジ２２とを回転方向に弾性的に連結するための機構である。

－コイルスプリング４７及び樹脂部材４８－
コイルスプリング４７はフランジ４０の第１窓孔４１ａに収容され、樹脂部材４８はフランジ４０の第２窓孔４１ｂに収容されている。また、コイルスプリング４７及び樹脂部材４８は、第１プレート２１１及び第２プレート２１２の各第１窓部２１ａ及び第２窓部２１ｂによって、軸方向及び径方向に支持されている。

なお、樹脂部材４８は、入力側プレート２１の第２窓部２１ｂに対して、円周方向に隙間を介して配置されている。一方、樹脂部材４８は、フランジ４０の第２窓孔４１ｂに対して、円周方向に隙間なく配置されている。

コイルスプリング４７のＲ１側の端面には第１スプリングシート７１が設けられている。また、コイルスプリング４７のＲ２側の端面には第２スプリングシート７２が設けられている。

ここでは、コイルスプリング４７及びリベット２５は、これらの一部が、ストップピン２４の取付径Ｐと重なるように配置されている。

－プリダンパ５０－
１対のプリダンパ５０は、ハブ３０とフランジ４０とを回転方向に弾性的に連結するための機構である。１対のプリダンパ５０は、図３に示すように、回転軸Ｏを挟んで対向して配置されている。各プリダンパ５０は、第２窓孔４１ｂの径方向内側であって、１対の第１窓孔４１ａによって挟まれるように配置されている。各プリダンパ５０は、１対のコイルスプリング５１を有している。各コイルスプリング５１は、ハブ３０の１対の突起部３０ｂと、フランジ４０の開口４４の端面と、の間に配置されている。

－ヒス発生機構６０－
ヒス発生機構６０は、第１プレート２１１及び第２プレート２１２と、ハブフランジ２２と、の軸方向間に配置されている。ヒス発生機構６０は、ブッシュ及びコーンスプリング等の部材から構成されている。ヒス発生機構６０は、ハブ３０とフランジ４０とが互いに相対回転すると、比較的小さいヒステリシストルクを発生する。また、第１プレート２１１及び第２プレート２１２と、ハブフランジ２２と、が互いに相対回転すると、比較的大きいヒステリシストルクを発生する。

［トルクリミッタユニット１０とダンパユニット２０の組付］
このダンパ装置１の組み立てに際しては、まず、トルクリミッタユニット１０とダンパユニット２０とを、それぞれ別に組み付ける。その後、トルクリミッタユニット１０の摩擦プレート１３の内周部と、第２プレート２１２の外周部とを、リベット２５によってかしめ固定する。

このとき、第２プレート２１２には組付用孔２１ｆが形成され、またフランジ４０にはストッパ用孔４２ａ，４２ｂ及び突出部４２ｃが形成されているので、リベット２５及びかしめ用工具を、これらの孔等を通過させ、リベット２５によって第１プレート２１１と摩擦プレート１３とをかしめ固定することができる。

ここでは、トルクリミッタユニット１０とダンパユニット２０とを固定するためのリベット２５を、ストッパ用孔４２ａ，４２ｂを利用して組み付けている。このため、トルクリミッタユニット１０の内周部とダンパユニット２０の外周部とをオーバラップさせることができ、装置の小型化を実現できる。

［動作］
エンジンからフライホイールに伝達されたトルクは、トルクリミッタユニット１０を介してダンパユニット２０に入力される。ダンパユニット２０では、トルクリミッタユニット１０の摩擦プレート１３が固定されている入力側プレート２１にトルクが入力され、このトルクは、プリダンパ５０、コイルスプリング４７、及び樹脂部材４８を介してハブフランジ２２に伝達される。そして、ハブフランジ２２から、出力側の電動機、発電機、変速機等に動力が伝達される。

また、例えば、エンジン始動時においては、出力側の慣性量が大きいために、出力側からエンジンに過大なトルクが伝達される場合がある。このような場合は、トルクリミッタユニット１０によってエンジン側に伝達されるトルクが所定値以下に制限される。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（ａ）ダンパユニット２０及びトルクリミッタユニット１０の具体的な構成については、前記実施形態に限定されない。
（ｂ）前記実施形態では、ストッパ機構４５をストッパ用孔４２ａ，４２ｂ及びストップピン２４によって構成したが、ストッパ用孔４２ａ，４２ｂに代えて、円周方向に延び、かつ径方向に開放された切欠によって構成してもよい。

（ｂ）前記実施形態では、リベット２５は、その一部がストップピン２４の取付径と重なる位置に配置されていたが、リベット２５の配置はこれに限定されない。

１５ コーンスプリング（付勢部材）
２１ 入力側プレート（第１回転体）
２２ ハブフランジ（第２回転体）
２４ ストップピン
２５ リベット（固定部材）
３０ ハブ
４０ フランジ
４１ａ 第１窓孔
４２ａ 第１ストッパ用孔（切欠）
４２ｂ 第２ストッパ用孔（切欠）
４２ｃ 突出部
４５ ストッパ機構
４７ コイルスプリング（弾性部材）

Claims (6)

1. 動力源側の部材と出力側の部材との間に設けられるトルクリミッタ付きダンパ装置であって、
   前記出力側の部材に連結されるダンパユニットと、
   前記動力源側の部材と前記ダンパユニットとの間で伝達されるトルクを制限するトルクリミッタユニットと、
   を備え、
   前記ダンパユニットは、
   円板状の第１回転体と、
   前記第１回転体と軸方向において対向するフランジを有し、前記第１回転体と相対回転可能であり、前記出力側の部材に連結される第２回転体と、
   前記フランジに形成され円弧状に延びる切欠と、前記第１回転体に固定され前記切欠を軸方向に貫通するストップピンと、を有し、前記第１回転体と前記第２回転体との相対回転角度を所定の角度範囲に規制するストッパ機構と、
   前記第１回転体と前記第２回転体とを回転方向に弾性的に連結する弾性部材と、
   を有し、
   前記トルクリミッタユニットは環状の摩擦プレートを有し、前記環状の摩擦プレートの内周部は、前記第１回転体及び前記第２回転体のいずれかの外周部に、前記フランジの前記切欠を貫通して組み付けられた固定部材によって固定されている、
   トルクリミッタ付きダンパ装置。
   
2. 前記第１回転体は、前記フランジを軸方向において挟むように配置された円板状の第１プレート及び第２プレートを有し、前記第１プレートと前記第２プレートとは、前記ストップピンによって互いに軸方向移動不能にかつ相対回転不能に固定されている、請求項１に記載のトルクリミッタ付きダンパ装置。
   
3. 前記摩擦プレートは前記第１プレートに固定されており、
   前記第２プレートは、前記固定部材が貫通可能な組付用孔を有している、
   請求項２に記載のトルクリミッタ付きダンパ装置。
   
4. 前記固定部材及び前記弾性部材は、それぞれの一部が前記ストップピンの取付径と重なるように配置されている、
   請求項１から３のいずれかに記載のトルクリミッタ付きダンパ装置。
   
5. 前記ストッパ機構の切欠は円弧状の長孔であり、前記長孔は、円周方向の一部に、径方向外方に突出する突出部を有し、
   前記固定部材は前記突出部を含む前記長孔を貫通している、
   請求項１から４のいずれかに記載のトルクリミッタ付きダンパ装置。
   
6. 前記トルクリミッタユニットは、
   動力源側の部材に固定される固定プレートと、
   前記摩擦プレートを前記固定プレートに対して押圧するためのプレッシャプレートと、
   前記プレッシャプレートを介して前記摩擦プレートを前記固定プレートに押圧する付勢部材と、
   を有している、
   請求項１から５のいずれかに記載のトルクリミッタ付きダンパ装置。