JPWO2014147839A1 - 車両用ダンパ装置 - Google Patents

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    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/48—Vibration dampers, e.g. dual mass flywheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2222/00—Special physical effects, e.g. nature of damping effects
    • F16F2222/08—Inertia
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2232/00—Nature of movement
    • F16F2232/02—Rotary
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Abstract

トルクリミッタ装置を一体的に備えた車両用ダンパ装置において、ＮＶ減衰特性の高い実用的な車両用ダンパ装置を提供する。コイルスプリング５２が外周側に配置されるので、コイルスプリング５２のバネ剛性を大幅に低くすることが可能となる。さらに、コイルスプリング５２とトルクリミッタ機構６２との間に慣性プレート５６が追加されるので、ダンパ装置３８の慣性が増加する。従って、捩れ共振を回避できるＮＶ減衰特性の高いダンパ装置３８を実現することができる。また、慣性を増加することの背反として、走行中に入力軸３９にかかる荷重が大きくなるが、その荷重は玉軸受５７を介してクランクシャフト３６で受けることで、慣性の増加に伴う入力軸３９やハウジング４２の大型化も防止することができる。

Description

本発明は、車両用ダンパ装置の構造に関するものである。
エンジンと駆動系のインプットシャフトとの間に設けられ、変動トルクを抑制（吸収）する車両用ダンパ装置（以下、ダンパ装置）がよく知られている。また、ダンパ装置にトルクリミッタ装置を一体的に備えた構造のものも実現されている。特許文献１の図２８には、トルクリミッタ装置（リミッタ部４ａ）を備えたダンパ装置（トルク変動吸収装置１）が開示されている。
特開２０１２−２４７００５号公報 特開２００９−２９２４７７号公報
ところで、例えば電動機を備えたハイブリッド車両では、電動機が駆動ユニット内に内蔵されるために駆動系の慣性質量が大きくなり、共振した際の振幅が大きくなるという課題がある。また、燃費向上の対策として、例えばエンジン燃料がリーン化されると燃焼が不安定になり、従来爆発強制力として支配的であった爆発一次以外に回転０．５次といった低次次数の強制力も増加傾向にある。これより、従来ではエンジン常用回転数以下の領域で生じていた捩り共振がエンジン常用回転数領域でも発生し、ＮＶやドラビリに対して影響を与えていた。また、燃費向上の対策として、変速機のハイギヤ化や駆動系の軽量化が行われると、こもり音や歯打ち音の原因となる駆動系の振動伝達特性が悪化しやすくなる。
これらの課題を解消するため、ダンパ装置のバネ剛性を低くする、もしくはダンパ装置の慣性を大きくするなどして共振周波数領域をさらに低い領域となるように調整することが考えられる。しかしながら、ダンパ装置の搭載上の制約などから、所望のバネ剛性および慣性に調整することは困難であった。例えば、特許文献１のダンパ装置をハイブリッド車両に適用すると、慣性が小さいために所望の共振周波数領域まで低下させるには限界がある。一方、特許文献２の図６に示すダンパ装置のように、インプットシャフトに慣性体を設けた構造では慣性が大きくなるので、共振周波数領域を低下させることは一応可能となる。しかしながら、慣性体を設けたぶんだけインプットシャフト（キャリヤ軸４２Ａ）にかかる荷重も大きくなるため、インプットシャフトを大きくする必要があり、結果として装置が大型化することから実用的なダンパ装置とはいえなかった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、トルクリミッタ装置を一体的に備えた車両用ダンパ装置において、ＮＶ減衰特性の高い実用的な車両用ダンパ装置を提供することにある。
上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)エンジンと動力伝達装置との間の動力伝達経路上に設けられている車両ダンパ装置であって、(b)エンジンのクランクシャフトに連結されている第１のプレートと、(c)弾性体を介してその第１のプレートと連結されている第２のプレートと、(d)その第２のプレートに連結されている慣性体と、(e)前記第１のプレートとともに前記クランクシャフトに連結されている支持部材と、(f)該支持部材と前記慣性体との間に介挿されている軸受と、(g)前記慣性体と連結されている第３のプレートと、(h)前記動力伝達装置のインプットシャフトに連結されている第４のプレートと、(i)その第３のプレートとその第４のプレートとの間に設けられているトルクリミッタ装置とを、備えることを特徴とする。
このようにすれば、弾性体とトルクリミッタ機構との間に弾性体が追加されるため、ダンパ装置のインプットシャフト側の慣性が増加する。そして、慣性が増加することで、共振周波数領域を低下させたＮＶ減衰特性の高いダンパ装置を実現することができる。ここで、慣性を増加することの背反として、インプットシャフトにかかる荷重が大きくなるが、その荷重は軸受を介してクランクシャフトで受けることで、インプットシャフトにかかる荷重も抑制される。従って、慣性の増加に伴ってインプットシャフトを大型化する必要もなくなり、実用的なダンパ装置となる。
また、好適には、前記トルクリミッタ機構は、前記弾性体よりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてその弾性体と重複しない位置に設けられている。このようにすれば、軸方向に膨らむ弾性体の内周側に形成される空間にトルクリミッタ機構を配置する入れ子構造とすることで、弾性体とトルクリミッタ機構との間の軸方向の距離を短くしてダンパ装置の軸方向の長さを短くすることができる。
また、好適には、前記インプットシャフトには、電動機が動力伝達可能に連結されており、前記トルクリミッタ機構は、前記電動機のコイルエンドよりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてそのコイルエンドと重複しない位置に設けられている。このようにすれば、電動機のコイルエンドの内周側に形成される空間にトルクリミッタ機構を配置する入れ子構造とすることで、ダンパ装置と電動機との間の軸方向の長さを短くすることができる。
また、好適には、前記第４のプレートと前記支持部材との間には、第２の軸受が介挿されている。このようにすれば、第４プレートの荷重を第２の軸受を介してクランクシャフトで受けることができる。従って、インプットシャフトにかかる荷重が一層低減されるため、インプットシャフトの大型化を防止することができる。
また、好適には、前記弾性体は、円弧状のアークスプリングである。このようにすれば、弾性体の長さが直線状のコイルスプリングに比べて長くなり、バネの圧縮代（縮み代、変形量）を確保することができるため、バネ剛性を直線状のコイルスプリングよりも低下させることができる。
、本発明が適用されたハイブリッド車両の車両用駆動装置を説明する概略構成図である。 図１のダンパ装置の構成を説明するための断面図である。 本発明の他の実施例であるダンパ装置の構成を説明するための断面図である。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両の車両用駆動装置１０を説明する概略構成図である。車両用駆動装置１０は、エンジン２４と、動力伝達装置１２と、エンジン２４と動力伝達装置１２との間に設けられている後述するダンパ装置３８（本発明の車両用ダンパ装置）とを含んで構成されている。図１において、この車両用駆動装置１０では、車両において、主駆動源であるエンジン２４のトルクが後述するダンパ装置３８および遊星歯車装置２６を介して車輪側出力軸１４に伝達され、その車輪側出力軸１４から差動歯車装置１６を介して左右一対の駆動輪１８にトルクが伝達されるようになっている。また、この車両用駆動装置１０には、走行のための駆動力を出力する力行制御およびエネルギを回収するための回生制御を選択的に実行可能な第２電動機ＭＧ２が設けられており、この第２電動機ＭＧ２は自動変速機２２を介して上記車輪側出力軸に連結されている。したがって、第２電動機ＭＧ２から車輪側出力軸へ伝達される出力トルクがその自動変速機２２で設定される変速比γs（＝第２電動機ＭＧ２の回転速度Ｎmg2／車輪側出力軸の回転速度Ｎout）に応じて増減されるようになっている。
第２電動機ＭＧ２と駆動輪１８との間の動力伝達経路に介装されている自動変速機２２は、変速比γsが「１」より大きい複数段を成立させることができるように構成されており、第２電動機ＭＧ２からトルクを出力する力行時にはそのトルクを増大させて車輪側出力軸へ伝達することができるので、第２電動機ＭＧ２が一層低容量もしくは小型に構成される。これにより、例えば高車速に伴って車輪側出力軸の回転速度Ｎoutが増大した場合には、第２電動機ＭＧ２の運転効率を良好な状態に維持するために、変速比γsを小さくして第２電動機ＭＧ２の回転速度（以下、第２電動機回転速度という）Ｎmg2を低下させたり、また車輪側出力軸の回転速度Ｎoutが低下した場合には、変速比γsを大きくして第２電動機回転速度Ｎmg2を増大させる。
上記動力伝達装置１２は、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２を備えて構成されており、エンジン２４のトルクを駆動輪１８に伝達する。上記エンジン２４は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関であって、マイクロコンピュータを主体とする図示しないエンジン制御用の電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）によって、スロットル弁開度や吸入空気量、燃料供給量、点火時期などの運転状態が電気的に制御されるように構成されている。上記電子制御装置には、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量センサＡＳ、ブレーキペダルの操作の有無を検出するためのブレーキセンサＢＳ等からの検出信号が供給されている。
上記第１電動機ＭＧ１（電動機）は、例えば同期電動機であって、駆動トルクを発生させる電動機としての機能と発電機としての機能とを選択的に生じるように構成され、インバータ３０を介してバッテリー、コンデンサなどの蓄電装置３２に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする図示しないモータジェネレータ制御用の電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）によってそのインバータ３０が制御されることにより、第１電動機ＭＧ１の出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定されるようになっている。
遊星歯車装置２６は、サンギヤＳ０と、そのサンギヤＳ０に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ０と、これらサンギヤＳ０およびリングギヤＲ０に噛み合うピニオンギヤＰ０を自転かつ公転自在に支持するキャリヤＣＡ０とを三つの回転要素として備えて公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車機構である。遊星歯車装置２６はエンジン２４および自動変速機２２と同心に設けられている。遊星歯車装置２６および自動変速機２２は中心線に対して対称的に構成されているため、図１ではそれらの下半分が省略されている。
本実施例では、エンジン２４のクランクシャフト３６は、ダンパ装置３８および動力伝達装置３９の入力軸３９を介して遊星歯車装置２６のキャリヤＣＡ０に連結されている。これに対してサンギヤＳ０には第１電動機ＭＧ１が連結され、リングギヤＲ０には車輪側出力軸１４が連結されている。このキャリヤＣＡ０は入力要素として機能し、サンギヤＳ０は反力要素として機能し、リングギヤＲ０は出力要素として機能している。なお、ダンパ装置３８が本発明の車両用ダンパ装置に対応し、入力軸３９が本発明の動力伝達装置のインプットシャフトに対応している。
上記遊星歯車装置２６において、キャリヤＣＡ０に入力されるエンジン２４の出力トルクに対して、第１電動機ＭＧ１による反力トルクがサンギヤＳ０に入力されると、出力要素となっているリングギヤＲ０には、直達トルクが現れるので、第１電動機ＭＧ１は発電機として機能する。また、リングギヤＲ０の回転速度すなわち車輪側出力軸１４の回転速度（出力軸回転速度）Ｎoutが一定であるとき、第１電動機ＭＧ１の回転速度Ｎmg1を上下に変化させることにより、エンジン２４の回転速度（エンジン回転速度）Ｎeを連続的に（無段階に）変化させることができる。言い換えれば、入力軸３９には、遊星歯車装置２６を介して第１電動機ＭＧ１が動力伝達可能に連結されている。
本実施例の前記自動変速機２２は、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわち自動変速機２２では、第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２とが設けられており、その第１サンギヤＳ１にステップドピニオンＰ１の大径部が噛合するとともに、そのステップドピニオンＰ１の小径部がピニオンＰ２に噛合し、そのピニオンＰ２が前記各サンギヤＳ１、Ｓ２と同心に配置されたリングギヤＲ１（Ｒ２）に噛合している。上記各ピニオンＰ１、Ｐ２は、共通のキャリヤＣＡ１（ＣＡ２）によって自転かつ公転自在にそれぞれ保持されている。また、第２サンギヤＳ２がピニオンＰ２に噛合している。
前記第２電動機ＭＧ２（電動機）は、前記モータジェネレータ制御用の電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）によりインバータ４０を介して制御されることにより、電動機または発電機として機能させられ、アシスト用出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定される。第２サンギヤＳ２にはその第２電動機ＭＧ２が連結され、上記キャリヤＣＡ１が車輪側出力軸に連結されている。第１サンギヤＳ１とリングギヤＲ１とは、各ピニオンＰ１、Ｐ２と共にタプルピニオン型遊星歯車装置に相当する機構を構成し、また第２サンギヤＳ２とリングギヤＲ１とは、ピニオンＰ２と共にシングルピニオン型遊星歯車装置に相当する機構を構成している。
そして、自動変速機２２には、第１サンギヤＳ１を選択的に固定するためにその第１サンギヤＳ１と非回転部材であるハウジング４２との間に設けられた第１ブレーキＢ１と、リングギヤＲ１を選択的に固定するためにそのリングギヤＲ１とハウジング４２との間に設けられた第２ブレーキＢ２とが設けられている。これらのブレーキＢ１、Ｂ２は摩擦力によって制動力を生じるいわゆる摩擦係合装置であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキＢ１、Ｂ２は、それぞれ油圧シリンダ等のブレーキＢ１用油圧アクチュエータ、ブレーキＢ２用油圧アクチュエータにより発生させられる係合圧に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。
以上のように構成された自動変速機２２は、第２サンギヤＳ２が入力要素として機能し、またキャリヤＣＡ１が出力要素として機能し、第１ブレーキＢ１が係合させられると「１」より大きい変速比γshの高速段Ｈが成立させられ、第１ブレーキＢ１に替えて第２ブレーキＢ２が係合させられるとその高速段Ｈの変速比γshより大きい変速比γslの低速段Ｌが成立させられるように構成されている。すなわち、自動変速機２２は２段変速機で、これらの変速段ＨおよびＬの間での変速は、車速Ｖや要求駆動力（もしくはアクセル操作量）などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。
図２は、図１のダンパ装置３８の構成を説明するための断面図である。ダンパ装置３８は、ハウジング４２内において、回転軸心Ｃを中心としてエンジン２４と動力伝達装置１２との間の動力伝達経路上に設けられている。
ダンパ装置３８は、エンジン２４のクランクシャフト３６に連結されている第１ディスクプレート５０と、第１ディスクプレート５０とともにクランクシャフト３６に連結されている環状の支持部材５１と、第１ディスクプレート５０の外周部に覆われるようにして収容されているコイルスプリング５２と、第１ディスクプレート５０の外周部に配置されているコイルスプリング５２を介して第１ディスクプレート５０と動力伝達可能に連結されている第２ディスクプレート５４と、第２ディスクプレート５４の内周部に連結されている慣性プレート５６と、慣性プレート５６と支持部材５１との間に介挿されている玉軸受５７と、慣性プレート５６の外周部と連結されている第３ディスクプレート５８と、内周部が入力軸３９とスプライン嵌合で連結されているハブ６０と、第３ディスクプレート５８とハブ６０との間に設けられているトルクリミッタ機構６２とを、含んで構成されている。なお、第１ディスクプレート５０が本発明の第１のプレートに対応し、第２ディスクプレート５４が本発明の第２のプレートに対応し、慣性プレート５６が本発明の慣性体に対応し、第３ディスクプレート５８が本発明の第３のプレートに対応し、ハブ６０が本発明の第４のプレートに対応し、コイルスプリング５２が本発明の弾性体に対応し、玉軸受５７が本発明の軸受に対応している。
第１ディスクプレート５０は、内周部がボルト６４によって支持部材５１とともにクランクシャフト３６に接続され、エンジン２４とともに回転軸心Ｃを中心に一体回転させられる。第１ディスクプレート５０は、内周部がクランクシャフト３６に締結されている円盤状のメインプレート部５０ａと、外周部がメインプレート部５０ａの外周部と溶接によって接続されている円盤状のサブプレート部５０ｂとから構成されている。メインプレート部５０ａの外周部は、軸方向においてエンジン２４側に向かって椀状に膨らむように形成されている。また、サブプレート部５０ｂの外周部は、軸方向において動力伝達装置１２側に向かって椀状に膨らむように形成されている。そして、メインプレート部５０ａの外周端部とサブプレート部５０ｂの外周端部とが互いに溶接されることで、第１ディスクプレート５０の外周部には、コイルスプリング５２を収容するための断面略円形の空間が形成されている。なお、第１ディスクプレート５０についても比較的大きな慣性質量を有していることから、慣性体としての機能を有している。
コイルスプリング５２は、第１ディスクプレート５０の外周部に形成される前記空間内に収容されており、第１ディスクプレート５０と第２ディスクプレート５４との間で弾性変形しつつ動力を伝達する。コイルスプリング５２は、第１スプリング５２ａと、その第１スプリング５２ａ内に収容（内挿）されている第２スプリング５２ｂとから構成されている。第１スプリング５２ａおよび第２スプリング５２ｂは、円弧状（アーク状）に形成される所謂アークスプリングで構成されており、ダンパ装置３８にあっては、半円状に形成されているスプリング５２ａ、５２ｂがそれぞれ２個使用されている。また、第１スプリング５２ａ内に収容されている第２スプリング５２ｂの長さは、第１スプリング５２ａよりも短く形成されており、所定の捩れ角以上となると圧縮されるようになっている。このように、コイルスプリング５２がアークスプリングで構成されることで、その長さ（自由長さ）も長くなるため、低バネ剛性のコイルスプリング５２を使用することができる。
第２ディスクプレート５４は、円板形状を有しており、軸方向において第１ディスクプレート５０のメインプレート部５０ａとサブプレート部５０ｂとの間に形成されている間隙に配設されている。第２ディスクプレート５４の外周部には、半円状の空間が２個形成されており、この２個の空間にコイルスプリング５２がそれぞれ収容されている。また、第２ディスクプレート５４の内周部が、リベット６６によって慣性プレート５６の内周部と連結されている。
慣性プレート５６は、所定の厚みを有する円盤形状を有しており、コイルスプリング５２とトルクリミッタ機構６２との間の動力伝達経路上に設けられている。慣性プレート５６の内周部は、リベット６６によって第２ディスクプレート５４と接続されている。また、慣性プレート５６の内周端部は、径方向において支持部材５１と重複する位置に配置されており、慣性プレート５６の内周端部と支持部材５１との間に玉軸受５７が介挿されている。慣性プレート５６は、径方向においてサブプレート部５０ｂの椀状に膨らむ部位よりも僅かに内周側が屈曲されており、慣性プレート５６の外周側が、内周側よりも軸方向において動力伝達装置１２側に位置している。具体的には、サブプレート部５０ｂの外周部が軸方向に膨らんだ分だけ、慣性プレート５６の外周部が軸方向に移動している。また、慣性プレート５６が屈曲されることで、慣性プレート５６の外周部に対して径方向の内側に空間が形成されている。なお、慣性プレート５６が、本発明の慣性体に対応している。このように、ダンパ装置３８は、第１ディスクプレート５０および慣性プレート５６がそれぞれ慣性体として機能する、所謂フライホイールダンパである。
慣性プレート５６の外周部は、ボルト６８によって第３ディスクプレート５８の外周部と接続されている。第３ディスクプレート５８は、円板形状のメインプレート部５８ａおよび円盤形状のサブプレート部５８ｂの２枚のプレートから構成されている。メインプレート部５８ａおよびサブプレート部５８ｂの外周部は、共に慣性プレート５６の外周部にボルト６８によって締結されている。従って、第３プレート５８は、回転軸心Ｃを中心に慣性プレート５６と一体回転させられる。また、メインプレート部５８ａとサブプレート部５８ｂとは、リベット７０によっても締結されており、慣性プレート５６側のリベット７０の端部が慣性プレート５６に形成されている切欠に収容されている。なお、図２にあっては、ボルト６８とリベット７０とが、周方向において同じ位置に形成された図となっているが、実際には、これらは周方向において異なる位置に形成され、リベット７０が径方向においてボルト６８と同じ位置に設けられても構わない。サブプレート部５８ｂは、慣性プレート５６の屈曲された部位よりも径方向において僅かに内側で屈曲されることで、サブプレート部５８ｂの内周部が、慣性プレート５６が屈曲されることで形成される内周空間内に収容されている。これより、メインプレート部５８ａの内周部とサブプレート部５８ｂの内周部との間には、間隙が形成されている。そして、この間隙内にトルクリミッタ機構６２が収容されている。
トルクリミッタ機構６２は、予め設定されているリミットトルクＴlimを超えるトルク伝達を防止するために設けられている。トルクリミッタ機構６２は、内周部がハブ６０の外周部にリベット７２で締結されているライニングプレート７４と、円板状のプレッシャプレート７６と、プレッシャプレート７６とサブプレート部５８ｂとの間に介挿されているコーン状の皿バネ７８と、ライニングプレート７４に貼り着けられている一対の摩擦材８０とを、含んで構成されている。
ライニングプレート７４は、円板形状を有しており、内周部がリベット７２によってハブ６０に連結されることで、ハブ６０および入力軸３９とともに回転軸心Ｃまわりに一体回転させられる。ライニングプレート７４の外周部において軸方向の両側には、一対の摩擦材８０が貼り着けられており、メインプレート部５８ａと摩擦材８０との間、およびプレッシャプレート７６と摩擦材８０との間が摺動可能となっている。皿バネ７８は、プレッシャプレート７６とサブプレート部５８ｂとの間に予荷重状態で介挿されており、プレッシャプレート７６を摩擦材８０側に向かって押圧している。そして、摩擦材８０とメインプレート部５８ａおよびプレッシャプレート７６との間の摩擦係数μや皿バネ７８の皿バネ荷重などを適宜調整することで、トルクリミッタ機構６２に予め設定されているリミットトルクＴlimを超えるトルクが入力されると、摩擦材８０とメインプレート部５８ａおよびプレッシャプレート７６との間の摩擦面で滑りが発生するように構成されている。
ここで、トルクリミッタ機構６２は、コイルスプリング５２よりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてコイルスプリング５２と重複しない位置に設けられている。第１ディスクプレート５０のサブプレート部５０ｂの外周側は、コイルスプリング５２を収容する空間を形成するために、軸方向において動力伝達装置１２側に膨らんでいることから、その膨らんだ部位の内周側には空間が形成されている。また、慣性プレート５６は、内周部がその空間に収容されるように屈曲されており、この屈曲されている部位の内周側にも空間が形成されている。ここで、トルクリミッタ機構６２およびサブプレート部５８ｂは、軸方向においてエンジン２４側に膨らんで形成されており、慣性プレート５６の前記屈曲されている部位の内周側に形成されている空間にその膨らんだ部位が収容されている。このように、コイルスプリング５２およびサブプレート部５０ｂの膨らみと、サブプレート部５８ｂおよびトルクリミッタ機構６２の膨らみとが、径方向において入れ子構造となる様に配置されている。従って、トルクリミッタ機構６２が、コイルスプリング５２よりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてコイルスプリング５２と重複しない位置に設けられ、コイルスプリング５２とトルクリミッタ機構６２との間の軸方向の距離が短くなっている。
また、トルクリミッタ機構６２が、径方向においてコイルスプリング５２近傍の位置まで外周側に配置されている。ここで、サブプレート部５０ｂの膨らみと、サブプレート部５８ｂおよびトルクリミッタ機構６２の膨らみとが径方向に重なる入れ子構造とされており、且つ、第３ディスクプレート５８を介してトルクリミッタ機構６２を慣性プレート５６に固定するボルト６８が、径方向においてコイルスプリング５２と同じ位置まで外周側に配置されているため、トルクリミッタ機構６２を径方向においてコイルスプリング５２近傍まで外周側に配置することが可能となる。そして、トルクリミッタ機構６２が外周側に配置されることでトルクリミッタ機構６２のトルク容量を確保しやすくなり、例えば摩擦材８０の枚数等を増やすことなく、所望のリミットトルクＴlimを確保することができる。
また、ダンパ装置３８において、第３ディスクプレート５８のメインプレート部５８ａとサブプレート部５８ｂとがリベット７０によって締結されることで、第３ディスクプレート５８からハブ６０までが独立した部材としてサブアッシー化（モジュール化）されている。従って、このサブアッシー化された部品が、動力伝達装置２１の組立ラインと別個の製造ラインで組み付けられることとなる。そして、このサブアッシー化された部品が、図示しないノックピンによって位置決めされた状態で、芯出し等することなくボルト６８によって慣性プレート５６に締結される。また、モジュール化された部品を他の形式のダンパ装置等に適用することも可能となる。
上記のように構成されるダンパ装置３８において、コイルスプリング５２とトルクリミッタ機構６２との間に慣性プレート５６が設けられているため、ダンパ装置３８のコイルスプリング５２に対して入力軸３９側の慣性質量が増加する。また、本実施例のダンパ装置３８では、アークスプリング構造のコイルスプリング５２が使用されているため、低バネ剛性のスプリングであっても適用可能となる。また、ダンパ装置３８では、使用されるコイルスプリング５２の数も２個と従来のダンパ装置と比べても少ないので、バネ剛性を大幅に低くすることもできる。これら、慣性質量の増加およびコイルスプリング５２の低バネ剛性化を実施することで、駆動系の共振周波数領域を大幅に低下させることができるため、エンジン２４の常用回転数領域で発生する捩れ共振を防止することができる。
ここで、慣性プレート５６が設けられることによる背反として、車両走行中の入力軸３９にかかる荷重も大きくなる。これに対して、慣性プレート５６の内周端部と支持部材５１との間に玉軸受５７が介挿されているので、玉軸受５７を介してクランクシャフト３６がその荷重を受けることとなり、入力軸３９にかかる荷重が低減される。なお、クランクシャフト３６は、非常に大きな剛性を有しているので、玉軸受５７を介してかかる荷重が増加しても強度的な問題は生じない。
また、トルクリミッタ機構６２が入力軸３９と近い位置に配置され、トルクリミッタ機構６２と入力軸３９との間の慣性モーメントが大幅に低減されているため、共振時において発生するオーバーシュートトルクも抑制される。
上述のように、本実施例によれば、アークスプリング構造のコイルスプリング５２が外周側に配置されるので、コイルスプリング５２のバネ剛性を大幅に低くすることが可能となる。さらに、コイルスプリング５２とトルクリミッタ機構６２との間に慣性プレート５６が追加されるので、ダンパ装置３８の慣性が増加する。これより、コイルスプリング５２のバネ剛性の低下と慣性の増加とを実現することができ、結果として捩れ共振を回避できるＮＶ減衰特性の高いダンパ装置３８を実現することができる。また、慣性を増加することによる背反として、走行中に入力軸３９にかかる荷重が大きくなるが、その荷重は玉軸受５７を介してクランクシャフト３６で受けることで、慣性の増加に伴う入力軸３９やハウジング４２の大型化も防止することができる。
また、本実施例によれば、トルクリミッタ機構６２は、コイルスプリング５２よりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてそのコイルスプリング５２と重複しない位置に設けられている。このようにすれば、コイルスプリング５２によって形成される膨らみと、サブプレート部５８ｂおよびトルクリミッタ機構６２によって形成される膨らみとが、径方向において入れ子構造となる様に配置することができるため、コイルスプリング５２とトルクリミッタ機構６２との間の軸方向の距離を短くしてダンパ装置３８の軸方向の長さを短くすることができる。
また、本実施例によれば、コイルスプリング５２は、アークスプリング構造のスプリングで構成されるので、コイルスプリング５２のバネ剛性を大幅に低下させることができる。
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図３は、本発明の他の実施例であるダンパ装置１００の構成を説明するための断面図である。ダンパ装置１００は、ハウジング４２の一部である隔壁１０１を隔てて、軸方向において第１電動機ＭＧ１と隣り合う位置に配置されている。ダンパ装置１００は、クランクシャフト３６に連結されている第１ディスクプレート１０２と、第１ディスクプレート１０２とともにクランクシャフト３６に連結されている環状の支持部材１０４と、第１ディスクプレート１０２の外周部に覆われるようにして収容されているコイルスプリング１０６と、コイルスプリン１０６を介して第１ディスクプレート１０２と動力伝達可能に連結されている第２ディスクプレート１０８と、第２ディスクプレート１０８の内周部に連結されている慣性プレート１１０と、慣性プレート１１０と支持部材１０４との間に介挿されている玉軸受１１２と、慣性プレート１１０の外周部と連結されている第３ディスクプレート１１４と、内周部が動力伝達装置１２の入力軸３９とスプライン嵌合によって連結されているハブ１１６と、第３ディスクプレート１１４とハブ１１６との間に設けられているトルクリミッタ機構１２０と、ハブ１１６と支持部材１０４との間に介挿されている玉軸受１３４とを、含んで構成されている。なお、第１ディスクプレート１０２が本発明の第１のプレートに対応し、第２ディスクプレート１０８が本発明の第２のプレートに対応し、第３ディスクプレート１１４が本発明の第３のプレートに対応し、ハブ１１６が本発明の第４のプレートに対応し、慣性プレート１１０が本発明の慣性体に対応し、コイルスプリング１０６が本発明の弾性体に対応し、玉軸受１１２が本発明の軸受に対応し、玉軸受１３４が本発明の第２の軸受に対応している。
第１ディスクプレート１０２は、その内周部がボルト１２２によって支持部材１０４とともにクランクシャフト３６に接続され、エンジン２４とともに回転軸心Ｃを中心に一体的に回転させられる。第１ディスクプレート１０２は、内周部がクランクシャフト３６に締結されている円盤状のメインプレート部１０２ａと、外周部がメインプレート部１０２ａの外周部と溶接によって接続されている円盤状のサブプレート部１０２ｂとから構成されている。メインプレート部１０２ａの外周部は、軸方向においてエンジン２４側に向かって椀状に膨らむように形成されている。また、サブプレート部１０２ｂの外周部は、軸方向において動力伝達装置１２に向かって椀状に膨らむように形成されている。そして、メインプレート部１０２ａの外周端部とサブプレート部１０２ｂの外周端部とが互いに溶接されることで、第１ディスクプレート１０２の外周部には、コイルスプリング１０６を収容するための断面略円形の空間が形成されている。
コイルスプリング１０６は、第１ディスクプレート１０２の外周部に形成される前記空間内に収容されており、第１ディスクプレート１０２と第２ディスクプレート１０８との間で弾性変形しつつ動力を伝達する。なお、コイルスプリング１０６は、前述の実施例と同様に、アークスプリング構造の２個の第１スプリング１０６ａ、および、アークスプリング構造の２個の第２スプリング１０６ｂから構成されており、低バネ剛性のスプリングが使用されている。
第２ディスクプレート１０８は、円板形状を有しており、軸方向において第１ディスクプレート１０２のメインプレート部１０２ａとサブプレート部１０２ｂとの間に形成されている間隙に配設されている。第２ディスクプレート１０８の外周部には、２個の半円状の空間が２個形成されており、この空間にコイルスプリング１０６がそれぞれ収容されている。また、第２ディスクプレート１０８の内周部が、リベット１２４によって慣性プレート１１０の内周部と連結されている。
慣性プレート１１０は、所定の厚みを有する円盤形状を有しており、コイルスプリング１０６とトルクリミッタ機構１２０との間の動力伝達経路上に設けられている。慣性プレート１１０の内周部は、リベット１２４によって第２ディスクプレート１０８と接続されている。また、慣性プレート１１０の内周端部は、径方向において支持部材１０４と重複する位置に配置されており、慣性プレート１１０の内周端部と支持部材１０４との間に玉軸受１１２が介挿されている。慣性プレート１１０の外周部は、内周部に比べて軸方向において動力伝達装置１２側に位置するように、慣性プレート１１０の径方向の一部が変形している。慣性プレート１１０の内周部に対して径方向の外側には空間が形成されており、この空間にサブプレート部１０２ｂの内周部が配設されている。すなわち、慣性プレート１１０の内周部が、サブプレート部１０２ｂの内周部と径方向において一部重複されている。また、慣性プレート１１０の外周部は、サブプレート部１０２ｂの軸方向に膨らむ部位よりも内周側に形成される空間に収容されている。すなわち、慣性プレート１１０の外周部が、サブプレート部１０２ｂの軸方向に膨らむ部位と径方向において一部重複されている。
慣性プレート１１０の外周部は、ボルト１２６によって第３ディスクプレート１１４に接続されている。第３ディスクプレート１１４は、円盤形状のメインプレート部１１４ａおよび円盤形状のサブプレート部１１４ｂの２枚のプレートから構成されている。メインプレート部１１４ａの外周部とサブプレート部１１４ｂの外周部とが、リベット１２８で締結されることによって一体的に構成される。また、これらメインプレート部１１４ａおよびサブプレート部１１４ｂが、径方向において第１電動機ＭＧ１のコイルエンド１３０およびコイルスプリング１０６よりも内周側の位置で、慣性プレート１１０の外周部にボルト１２６で締結されている。第３ディスクプレート１１４の外周部は、軸方向においてコイルスプリング１０６および第１電動機ＭＧのコイルエンド１３０と重複する位置まで径方向に延設されており、第３ディスクプレート１１４が径方向に延設される分だけ慣性質量が確保される。
メインプレート部１０４ａの内周部は、軸方向において第１電動機ＭＧ１に膨らむように屈曲されている。また、サブプレート部１０４ｂの内周部は、軸方向においてエンジン２４側に膨らむように、慣性プレート１１０の壁面に沿って屈曲されている。そして、このメインプレート部１０４ａの内周部とサブプレート部１０４ｂの内周部との間に形成されている間隙にトルクリミッタ機構１２０が収容されている。なお、トルクリミッタ機構１２０の具体的な構造は、前述した実施例のトルクリミッタ機構６２と略同じであるため、その説明を省略する。
本実施例においても、トルクリミッタ機構１２０は、コイルスプリング１０６よりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてコイルスプリング１０６と重複しない位置に設けられている。さらに、本実施例のトルクリミッタ機構１２０は、第１電動機ＭＧ１のコイルエンド１３０よりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてコイルエンド１３０と重複しない位置に設けられている。
図３に示すように、トルクリミッタ機構１２０は、径方向においてコイルスプリング１０６およびコイルエンド１３０よりも内側に配置されている。すなわち、コイルエンド１３０（および隔壁１０１）の膨らみ、およびサブプレート部１０２ｂ（およびコイルスプリング１０６）の膨らみと干渉しない位置に、トルクリミッタ機構１２０が配置されている。具体的には、コイルエンド１３０（および隔壁１０１）の膨らみによって形成されるそのコイルエンド１３０の内周側の空間、およびサブプレート部１０２ｂ（およびコイルスプリング１０６）の膨らみによって形成されるそのサブプレート部１０２ｂの内周側の空間にトルクリミッタ機構１２０が配設される。さらに具体的には、コイルエンド１３０（および隔壁１０１）の膨らみに対して、トルクリミッタ機構１２０およびそれを覆うメインプレート部１１４ａがコイルエンド１３０側に膨らんでいる。すなわち、トルクリミッタ機構１２０（およびメインプレート部１１４ａ）の膨らみが、コイルエンド１３０（および隔壁１０１）の膨らみの内周側に配置される入れ子構造となっている。また、サブプレート部１０２ｂ（およびコイルスプリング１０６）の膨らみに対して、トルクリミッタ機構１２０およびそれを覆うサブプレート部１１４ｂがサブプレー部１０２ｂ側に膨らんでいる。すなわち、トルクリミッタ機構１２０（およびサブプレート部１１４ｂ）の膨らみが、サブプレート部１０２ｂ（およびコイルスプリング１０６）の膨らみの内周側に配置される入れ子構造となっている。
また、トルクリミッタ機構１２０のライニングプレートとハブ１１６とが、リベット１３２によって締結されている。ハブ１１６は、円筒形状の筒部１１６ａと、その筒部１１６ａから径方向に伸びる鍔部１１６ｂとから構成されている。筒部１１６ａの内周部は入力軸３９にスプライン嵌合されているため、入力軸３９に対して相対回転不能とされている。筒部１１６ａの軸方向においてエンジン２４側の外周端部と支持部材１０４との間には、玉軸受１３４が介挿されている。また、鍔部１１６ｂの外周部がトルクリミッタ機構１２０のライニングプレートとリベット１３２によって締結される。
上記のように構成されるダンパ装置１００においても、コイルスプリング１０６とトルクリミッタ機構１２０との間に慣性プレート１１０が設けられているため、ダンパ装置１００のコイルスプリング１０６に対して入力軸３９側の慣性質量が増加する。また、ダンパ装置１００においても、アークスプリング構造のコイルスプリング１０６が使用されているため、大幅にバネ剛性を低くすることができる。従って、駆動系の共振周波数領域を大幅に低下させることができ、エンジンの常用回転数領域で発生する捩れ共振を防止することができる。
ここで、慣性プレート１１０が設けられることによる背反として、車両走行中の入力軸３９にかかる荷重も大きくなる。これに対して、慣性プレート１１０の内周端部と支持部材１０４との間に玉軸受１１２が介挿されているので、玉軸受１１２を介してクランクシャフト３６が荷重を受けることとなり、入力軸３９にかかる荷重が低減される。さらに、本実施例では、支持部材１０４とハブ１１６（円筒部１１６ａ）との間にも玉軸受１３４が介挿されているため、玉軸受１３４を介して、クランクシャフト３６がハブ１１６にかかる荷重を受けることとなる。従って、入力軸３９にかかる荷重が低減される。
上述したように、本実施例においても前述した実施例と同様の効果を得ることができる。また、本実施例では、トルクリミッタ機構１２０は、第１電動機ＭＧ１のコイルエンド１３０よりも内側、且つ、軸方向においてコイルエンド１３０と重複しない位置に設けられている。このようにすれば、第１電動機ＭＧ１のコイルエンド１３０の内周側に形成される空間にトルクリミッタ機構１２０を配置するができ、トルクリミッタ機構１２０の膨らみが、コイルエンド１３０の膨らみの内周側に配置される入れ子構造とすることで、動力伝達装置１２の軸方向の長さを短くすることができる。
また、ハブ１１６と支持部材１０４との間に玉軸受１３４が介挿されることで、ハブ１１６の荷重を玉軸受１３４を介してクランクシャフト３６で受けることができる。従って、入力軸３９にかかる荷重が低減されるので、入力軸３９やハウジング４２の大型化を防止することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述した各実施例はそれぞれ独立した態様となっているが、適宜組み合わせて実施しても構わない。例えばダンパ装置３８においても、ハブ６０と支持部材５１との間に軸受を設けても構わない。
また、前述の実施例では、第１ディスクプレート５０と支持部材５１とが別体で設けられているが、第１ディスクプレート５０と支持部材５１とが一体成形されても構わない。
また、前述の実施例では、トルクリミッタ機構１２０が、コイルスプリング１０６よりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてコイルスプリング１０６と重複しない位置に設けられているが、トルクリミッタ機構１２０が、第１電動機ＭＧ１のコイルエンド１３０の内側であって、且つ、軸方向においてコイルエンド１３０と重複しない位置に設けられている要件のみを満たす構造であっても構わない。
また、前述の実施例では、コイルスプリング５２、１０６がアークスプリング構造を有しているが、必ずしもこれに限定されず、従来のコイルスプリングが使用されるものであっても構わない。
また、前述の実施例では、摩擦材８０がライニングプレート７４側に貼り着けられているとしたが、メインプレート部５８ａやプレッシャプレート７６側に貼り着けられていても構わない。また、摩擦材８０は貼り着け以外の方法でライニングプレート７４やプレッシャプレート７６に固定されていても構わない。
また、前述の実施例では、玉軸受５７、１１２、１３４が使用されているが、必ずしも玉軸受に限定されず、例えばころ軸受など他の形式の軸受が使用されても構わない。
また、前述の実施例では、２個のコイルスプリング５２が使用されているとしたが、必ずしも２個に限定されず３個以上であっても構わない。
また、前述の実施例では、遊星歯車装置２６で構成される差動機構を備えたハイブリッド車両にダンパ装置３８、１００に適用されているが、必ずしも差動機構を備えたハイブリッド車両に限定されるものではなく、エンジンと電動機とが差動機構を介すことなく、直接もしくはクラッチ等を介して連結される構成であっても構わない。また、必ずしもハイブリッド車両に限定されない。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
１２：動力伝達装置
２４：エンジン
３６：クランクシャフト
３８、１００：ダンパ装置（車両用ダンパ装置）
３９：入力軸（インプットシャフト）
５０、１０２：第１ディスクプレート（第１のプレート）
５１、１０４：支持部材
５２、１０６：コイルスプリング（弾性体）
５４、１０８：第２ディスクプレート（第２のプレート）
５６、１１０：慣性プレート（慣性体）
５７、１１２：玉軸受（軸受）
５８、１１４：第３ディスクプレート（第３のプレート）
６０、１１６：ハブ（第４のプレート）
６２、１２０：トルクリミッタ機構
１３０：コイルエンド
１３４：玉軸受（第２の軸受）
ＭＧ１：第１電動機（電動機）
【０００２】
はダンパ装置の慣性を大きくするなどして共振周波数領域をさらに低い領域となるように調整することが考えられる。しかしながら、ダンパ装置の搭載上の制約などから、所望のバネ剛性および慣性に調整することは困難であった。例えば、特許文献１のダンパ装置をハイブリッド車両に適用すると、慣性が小さいために所望の共振周波数領域まで低下させるには限界がある。一方、特許文献２の図６に示すダンパ装置のように、インプットシャフトに慣性体を設けた構造では慣性が大きくなるので、共振周波数領域を低下させることは一応可能となる。しかしながら、慣性体を設けたぶんだけインプットシャフト（キャリヤ軸４２Ａ）にかかる荷重も大きくなるため、インプットシャフトを大きくする必要があり、結果として装置が大型化することから実用的なダンパ装置とはいえなかった。
［０００６］
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、トルクリミッタ装置を一体的に備えた車両用ダンパ装置において、ＮＶ減衰特性の高い実用的な車両用ダンパ装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
［０００７］
上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、（ａ）エンジンと動力伝達装置との間の動力伝達経路上に設けられている車両ダンパ装置であって、（ｂ）エンジンのクランクシャフトに連結されている第１のプレートと、（ｃ）弾性体を介してその第１のプレートと連結されている第２のプレートと、（ｄ）その第２のプレートに連結されている慣性体と、（ｅ）前記第１のプレートとともに前記クランクシャフトに連結されている支持部材と、（ｆ）該支持部材と前記慣性体との間に介挿されている軸受と、（ｇ）前記慣性体と連結されている第３のプレートと、（ｈ）前記動力伝達装置のインプットシャフトに連結されている第４のプレートと、（ｉ）その第３のプレートとその第４のプレートとの間に設けられているトルクリミッタ装置とを、備え、（ｊ）前記トルクリミッタ機構は、前記弾性体よりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてその弾性体と重複しない位置に設けられており、（ｋ）前記弾性体は、前記第１のプレートまたは前記第２のプレートの外周部に配置されたコイルスプリングであり、（ｌ）前記弾性体は、円弧状のアークスプリングであることを特徴とする。
発明の効果
［０００８］
このようにすれば、弾性体とトルクリミッタ機構との間に弾性体が追加されるため、ダンパ装置のインプットシャフト側の慣性が増加する。そして、
【０００３】
慣性が増加することで、共振周波数領域を低下させたＮＶ減衰特性の高いダンパ装置を実現することができる。ここで、慣性を増加することの背反として、インプットシャフトにかかる荷重が大きくなるが、その荷重は軸受を介してクランクシャフトで受けることで、インプットシャフトにかかる荷重も抑制される。従って、慣性の増加に伴ってインプットシャフトを大型化する必要もなくなり、実用的なダンパ装置となる。また、前記トルクリミッタ機構は、前記弾性体よりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてその弾性体と重複しない位置に設けられているため、軸方向に膨らむ弾性体の内周側に形成される空間にトルクリミッタ機構を配置する入れ子構造とすることで、弾性体とトルクリミッタ機構との間の軸方向の距離を短くしてダンパ装置の軸方向の長さを短くすることができる。また、前記弾性体は、円弧状のアークスプリングであるので、弾性体の長さが直線状のコイルスプリングに比べて長くなり、バネの圧縮代（縮み代、変形量）を確保することができるため、バネ剛性を直線状のコイルスプリングよりも低下させることができる。
［０００９］
［００１０］
また、好適には、前記インプットシャフトには、電動機が動力伝達可能に連結されており、前記トルクリミッタ機構は、前記電動機のコイルエンドよりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてそのコイルエンドと重複しない位置に設けられている。このようにすれば、電動機のコイルエンドの内周側に形成される空間にトルクリミッタ機構を配置する入れ子構造とすることで、ダンパ装置と電動機との間の軸方向の長さを短くすることができる。
［００１１］
また、好適には、前記第４のプレートと前記支持部材との間には、第２の軸受が介挿されている。このようにすれば、第４プレートの荷重を第２の軸受を介してクランクシャフトで受けることができる。従って、インプットシャフトにかかる荷重が一層低減されるため、インプットシャフトの大型化を防止することができる。
［００１２］
上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)エンジンと動力伝達装置との間の動力伝達経路上に設けられている車両ダンパ装置であって、(b)エンジンのクランクシャフトに連結されている第１のプレートと、(c)弾性体を介してその第１のプレートと連結されている第２のプレートと、(d)その第２のプレートに連結されている慣性体と、(e)前記第１のプレートとともに前記クランクシャフトに連結されている支持部材と、(f)該支持部材と前記慣性体との間に介挿されている軸受と、(g)前記慣性体と連結されている第３のプレートと、(h)前記動力伝達装置のインプットシャフトに連結されている第４のプレートと、(i)その第３のプレートとその第４のプレートとの間に設けられているトルクリミッタ機構とを、備え、(j)前記トルクリミッタ機構は、前記弾性体よりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてその弾性体と重複しない位置に設けられており、(k)前記弾性体は、前記第１のプレートまたは前記第２のプレートの外周部に配置されたコイルスプリングであり、(l)前記弾性体は、円弧状のアークスプリングであることを特徴とする。
このようにすれば、弾性体とトルクリミッタ機構との間に慣性体が追加されるため、ダンパ装置のインプットシャフト側の慣性が増加する。そして、慣性が増加することで、共振周波数領域を低下させたＮＶ減衰特性の高いダンパ装置を実現することができる。ここで、慣性を増加することの背反として、インプットシャフトにかかる荷重が大きくなるが、その荷重は軸受を介してクランクシャフトで受けることで、インプットシャフトにかかる荷重も抑制される。従って、慣性の増加に伴ってインプットシャフトを大型化する必要もなくなり、実用的なダンパ装置となる。また、前記トルクリミッタ機構は、前記弾性体よりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてその弾性体と重複しない位置に設けられているため、軸方向に膨らむ弾性体の内周側に形成される空間にトルクリミッタ機構を配置する入れ子構造とすることで、弾性体とトルクリミッタ機構との間の軸方向の距離を短くしてダンパ装置の軸方向の長さを短くすることができる。また、前記弾性体は、円弧状のアークスプリングであるので、弾性体の長さが直線状のコイルスプリングに比べて長くなり、バネの圧縮代（縮み代、変形量）を確保することができるため、バネ剛性を直線状のコイルスプリングよりも低下させることができる。
図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両の車両用駆動装置１０を説明する概略構成図である。車両用駆動装置１０は、エンジン２４と、動力伝達装置１２と、エンジン２４と動力伝達装置１２との間に設けられている後述するダンパ装置３８（本発明の車両用ダンパ装置）とを含んで構成されている。図１において、この車両用駆動装置１０では、車両において、主駆動源であるエンジン２４のトルクが後述するダンパ装置３８および遊星歯車装置２６を介して車輪側出力軸１４に伝達され、その車輪側出力軸１４から差動歯車装置１６を介して左右一対の駆動輪１８にトルクが伝達されるようになっている。また、この車両用駆動装置１０には、走行のための駆動力を出力する力行制御およびエネルギを回収するための回生制御を選択的に実行可能な第２電動機ＭＧ２が設けられており、この第２電動機ＭＧ２は自動変速機２２を介して上記車輪側出力軸１４に連結されている。したがって、第２電動機ＭＧ２から車輪側出力軸１４へ伝達される出力トルクがその自動変速機２２で設定される変速比γs（＝第２電動機ＭＧ２の回転速度Ｎmg2／車輪側出力軸１４の回転速度Ｎout）に応じて増減されるようになっている。
本実施例では、エンジン２４のクランクシャフト３６は、ダンパ装置３８および動力伝達装置１２の入力軸３９を介して遊星歯車装置２６のキャリヤＣＡ０に連結されている。これに対してサンギヤＳ０には第１電動機ＭＧ１が連結され、リングギヤＲ０には車輪側出力軸１４が連結されている。このキャリヤＣＡ０は入力要素として機能し、サンギヤＳ０は反力要素として機能し、リングギヤＲ０は出力要素として機能している。なお、ダンパ装置３８が本発明の車両用ダンパ装置に対応し、入力軸３９が本発明の動力伝達装置のインプットシャフトに対応している。
前記第２電動機ＭＧ２（電動機）は、前記モータジェネレータ制御用の電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）によりインバータ４０を介して制御されることにより、電動機または発電機として機能させられ、アシスト用出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定される。第２サンギヤＳ２にはその第２電動機ＭＧ２が連結され、上記キャリヤＣＡ１が車輪側出力軸に連結されている。第１サンギヤＳ１とリングギヤＲ１とは、各ピニオンＰ１、Ｐ２と共にダブルピニオン型遊星歯車装置に相当する機構を構成し、また第２サンギヤＳ２とリングギヤＲ１とは、ピニオンＰ２と共にシングルピニオン型遊星歯車装置に相当する機構を構成している。
慣性プレート５６の外周部は、ボルト６８によって第３ディスクプレート５８の外周部と接続されている。第３ディスクプレート５８は、円板形状のメインプレート部５８ａおよび円盤形状のサブプレート部５８ｂの２枚のプレートから構成されている。メインプレート部５８ａおよびサブプレート部５８ｂの外周部は、共に慣性プレート５６の外周部にボルト６８によって締結されている。従って、第３ディスクプレート５８は、回転軸心Ｃを中心に慣性プレート５６と一体回転させられる。また、メインプレート部５８ａとサブプレート部５８ｂとは、リベット７０によっても締結されており、慣性プレート５６側のリベット７０の端部が慣性プレート５６に形成されている切欠に収容されている。なお、図２にあっては、ボルト６８とリベット７０とが、周方向において同じ位置に形成された図となっているが、実際には、これらは周方向において異なる位置に形成され、リベット７０が径方向においてボルト６８と同じ位置に設けられても構わない。サブプレート部５８ｂは、慣性プレート５６の屈曲された部位よりも径方向において僅かに内側で屈曲されることで、サブプレート部５８ｂの内周部が、慣性プレート５６が屈曲されることで形成される内周空間内に収容されている。これより、メインプレート部５８ａの内周部とサブプレート部５８ｂの内周部との間には、間隙が形成されている。そして、この間隙内にトルクリミッタ機構６２が収容されている。
また、ダンパ装置３８において、第３ディスクプレート５８のメインプレート部５８ａとサブプレート部５８ｂとがリベット７０によって締結されることで、第３ディスクプレート５８からハブ６０までが独立した部材としてサブアッシー化（モジュール化）されている。従って、このサブアッシー化された部品が、動力伝達装置１２の組立ラインと別個の製造ラインで組み付けられることとなる。そして、このサブアッシー化された部品が、図示しないノックピンによって位置決めされた状態で、芯出し等することなくボルト６８によって慣性プレート５６に締結される。また、モジュール化された部品を他の形式のダンパ装置等に適用することも可能となる。
図３は、本発明の他の実施例であるダンパ装置１００の構成を説明するための断面図である。ダンパ装置１００は、ハウジング４２の一部である隔壁１０１を隔てて、軸方向において第１電動機ＭＧ１と隣り合う位置に配置されている。ダンパ装置１００は、クランクシャフト３６に連結されている第１ディスクプレート１０２と、第１ディスクプレート１０２とともにクランクシャフト３６に連結されている環状の支持部材１０４と、第１ディスクプレート１０２の外周部に覆われるようにして収容されているコイルスプリング１０６と、コイルスプリング１０６を介して第１ディスクプレート１０２と動力伝達可能に連結されている第２ディスクプレート１０８と、第２ディスクプレート１０８の内周部に連結されている慣性プレート１１０と、慣性プレート１１０と支持部材１０４との間に介挿されている玉軸受１１２と、慣性プレート１１０の外周部と連結されている第３ディスクプレート１１４と、内周部が動力伝達装置１２の入力軸３９とスプライン嵌合によって連結されているハブ１１６と、第３ディスクプレート１１４とハブ１１６との間に設けられているトルクリミッタ機構１２０と、ハブ１１６と支持部材１０４との間に介挿されている玉軸受１３４とを、含んで構成されている。なお、第１ディスクプレート１０２が本発明の第１のプレートに対応し、第２ディスクプレート１０８が本発明の第２のプレートに対応し、第３ディスクプレート１１４が本発明の第３のプレートに対応し、ハブ１１６が本発明の第４のプレートに対応し、慣性プレート１１０が本発明の慣性体に対応し、コイルスプリング１０６が本発明の弾性体に対応し、玉軸受１１２が本発明の軸受に対応し、玉軸受１３４が本発明の第２の軸受に対応している。
慣性プレート１１０の外周部は、ボルト１２６によって第３ディスクプレート１１４に接続されている。第３ディスクプレート１１４は、円盤形状のメインプレート部１１４ａおよび円盤形状のサブプレート部１１４ｂの２枚のプレートから構成されている。メインプレート部１１４ａの外周部とサブプレート部１１４ｂの外周部とが、リベット１２８で締結されることによって一体的に構成される。また、これらメインプレート部１１４ａおよびサブプレート部１１４ｂが、径方向において第１電動機ＭＧ１のコイルエンド１３０およびコイルスプリング１０６よりも内周側の位置で、慣性プレート１１０の外周部にボルト１２６で締結されている。第３ディスクプレート１１４の外周部は、軸方向においてコイルスプリング１０６および第１電動機ＭＧ１のコイルエンド１３０と重複する位置まで径方向に延設されており、第３ディスクプレート１１４が径方向に延設される分だけ慣性質量が確保される。
メインプレート部１１４ａの内周部は、軸方向において第１電動機ＭＧ１に膨らむように屈曲されている。また、サブプレート部１１４ｂの内周部は、軸方向においてエンジン２４側に膨らむように、慣性プレート１１０の壁面に沿って屈曲されている。そして、このメインプレート部１１４ａの内周部とサブプレート部１１４ｂの内周部との間に形成されている間隙にトルクリミッタ機構１２０が収容されている。なお、トルクリミッタ機構１２０の具体的な構造は、前述した実施例のトルクリミッタ機構６２と略同じであるため、その説明を省略する。
図３に示すように、トルクリミッタ機構１２０は、径方向においてコイルスプリング１０６およびコイルエンド１３０よりも内側に配置されている。すなわち、コイルエンド１３０（および隔壁１０１）の膨らみ、およびサブプレート部１０２ｂ（およびコイルスプリング１０６）の膨らみと干渉しない位置に、トルクリミッタ機構１２０が配置されている。具体的には、コイルエンド１３０（および隔壁１０１）の膨らみによって形成されるそのコイルエンド１３０の内周側の空間、およびサブプレート部１０２ｂ（およびコイルスプリング１０６）の膨らみによって形成されるそのサブプレート部１０２ｂの内周側の空間にトルクリミッタ機構１２０が配設される。さらに具体的には、コイルエンド１３０（および隔壁１０１）の膨らみに対して、トルクリミッタ機構１２０およびそれを覆うメインプレート部１１４ａがコイルエンド１３０側に膨らんでいる。すなわち、トルクリミッタ機構１２０（およびメインプレート部１１４ａ）の膨らみが、コイルエンド１３０（および隔壁１０１）の膨らみの内周側に配置される入れ子構造となっている。また、サブプレート部１０２ｂ（およびコイルスプリング１０６）の膨らみに対して、トルクリミッタ機構１２０およびそれを覆うサブプレート部１１４ｂがサブプレート部１０２ｂ側に膨らんでいる。すなわち、トルクリミッタ機構１２０（およびサブプレート部１１４ｂ）の膨らみが、サブプレート部１０２ｂ（およびコイルスプリング１０６）の膨らみの内周側に配置される入れ子構造となっている。
上述したように、本実施例においても前述した実施例と同様の効果を得ることができる。また、本実施例では、トルクリミッタ機構１２０は、第１電動機ＭＧ１のコイルエンド１３０よりも内側、且つ、軸方向においてコイルエンド１３０と重複しない位置に設けられている。このようにすれば、第１電動機ＭＧ１のコイルエンド１３０の内周側に形成される空間にトルクリミッタ機構１２０を配置することができ、トルクリミッタ機構１２０の膨らみが、コイルエンド１３０の膨らみの内周側に配置される入れ子構造とすることで、動力伝達装置１２の軸方向の長さを短くすることができる。

Claims (5)

  1. エンジンと動力伝達装置との間の動力伝達経路上に設けられている車両ダンパ装置であって、
    エンジンのクランクシャフトに連結されている第１のプレートと、
    弾性体を介して該第１のプレートと連結されている第２のプレートと、
    該第２のプレートに連結されている慣性体と、
    前記第１のプレートとともに前記クランクシャフトに連結されている支持部材と、
    該支持部材と前記慣性体との間に介挿されている軸受と、
    前記慣性体と連結されている第３のプレートと、
    前記動力伝達装置のインプットシャフトに連結されている第４のプレートと、
    該第３のプレートと該第４のプレートとの間に設けられているトルクリミッタ機構とを、備える
    ことを特徴とする車両用ダンパ装置。
  2. 前記トルクリミッタ機構は、前記弾性体よりも径方向の内側であって、且つ、軸方向においてその弾性体と重複しない位置に設けられていることを特徴とする請求項１の車両用ダンパ装置。
  3. 前記インプットシャフトには、電動機が動力伝達可能に連結されており、
    前記トルクリミッタ機構は、前記電動機のコイルエンドよりも径方向の内側であって、且つ、軸方向において該コイルエンドと重複しない位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２の車両用ダンパ装置。
  4. 前記第４のプレートと前記支持部材との間には、第２の軸受が介挿されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１の車両用ダンパ装置。
  5. 前記弾性体は、円弧状のアークスプリングであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１の車両用ダンパ装置。
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