JP7422618B2 - 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に示されるようなダンパ装置が用いられている。

特許文献１のダンパ装置は、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。そして、トルクリミッタのプレートが、リベットによって上記プレートに固定されている。

ここでは、ダンパ部とフライホイールとの間で伝達されるトルクがトルクリミッタによって制限され、両者の間で過大なトルクが伝達されるのが防止される。

特開２０１４－２１４８１８号公報

特許文献１のダンパ装置は、ダンパ部の外周側にトルクリミッタが配置されている。より詳細には、ダンパ部は、入力側の回転体として１対の円板状の第１プレート及び第２プレートを有しており、またトルクリミッタは、両側面に摩擦材が固定された接続プレートを有している。そして、第１プレートの外周部に、接続プレートの内周部がリベットにより固定されている。

このような従来のダンパ装置では、トルクリミッタを配置した場合、径方向寸法が大きくなり、装置の小型化に妨げになっている。

本発明の課題は、トルクリミッタ機能を有するダンパ装置において、径方向の寸法を抑え、装置の小型化を実現することにある。

（１）本発明に係るダンパ装置は、動力源側の部材と出力側の部材との間に設けられる。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プレート及び第２プレートと、ハブフランジと、複数の弾性部材と、ストッパ機構と、を有する。第１プレート及び第２プレートは、互いに軸方向に対向して配置される。第１プレート及び第２プレートは、それぞれ円周方向に並べて配置された複数の窓部を有する。ハブフランジは、第１プレート及び第２プレートと相対回転可能である。ハブフランジは、フランジを有する。フランジは、第１プレートと第２プレートとの軸方向間に配置され複数の窓部に対応する位置に窓孔を有する。複数の弾性部材は、第１プレート及び第２プレートとハブフランジとを回転方向に弾性的に連結する。複数の弾性部材は、複数の窓部及び窓孔に収容される。ストッパ機構は、第１プレート及び第２プレートと、ハブフランジと、の相対回転を所定の角度範囲に規制する。トルクリミッタユニットは、第１プレートの外周部に内周部が固定部材により固定された環状プレートを有する。第１プレートは、係合部と、固定部と、を有する。係合部は、窓部の径方向外方に、第２プレート側に向かって延びる。固定部は、係合部の先端から径方向外方に延び、第２プレートに固定されている。ハブフランジは、隣接する窓孔の円周方向間の径方向外方に突起を有する。ストッパ機構は、第１プレート及び第２プレートがハブフランジに対して所定角度回転したときに、突起が係合部に当接することによって構成されている。固定部材は、回転軸に沿った方向視で、隣接する複数の窓部の円周方向間に配置される。

この装置では、ダンパユニットと、動力源側の部材と、の間で伝達されるトルクが、トルクリミッタユニットによって制限される。したがって、本装置を、例えばハイブリッド車両に搭載した場合、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されるのを防止できる。

ここでは、トルクリミッタユニットを構成する環状プレートは、隣接する複数の窓部の円周方向間において、固定部材によってダンパユニットの第１プレートに固定されている。すなわち、トルクリミッタユニットの内周部と、ダンパユニットの外周部とは、回転軸に沿った方向視でオーバラップして連結されている。このため、本装置では、従来のダンパ装置に比較して、径方向の寸法を抑えることができる。

（２）好ましくは、第２プレート及びフランジは、固定部材が軸方向に貫通可能な組付用孔を有している。

（３）好ましくは、トルクリミッタユニットは、第１挟持プレート及び第２挟持プレートと、付勢部材と、を有する。第１挟持プレート及び第２挟持プレートは、環状プレートを挟むようにして配置される。第１挟持プレート及び第２挟持プレートは、互いに軸方向移動不能に固定されている。付勢部材は、環状プレートとともに第１挟持プレートと第２挟持プレートとの間に挟まれるようにして配置される。付勢部材は、摩擦ディスクを付勢する。

（４）好ましくは、第１挟持プレート及び第２挟持プレートは、回転軸に沿った方向視で固定部と一部が重なっている。

以上のような本発明では、トルクリミッタ機能を有するダンパ装置において、径方向の寸法を抑え、装置の小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態によるダンパ装置の断面図。 図１のダンパ装置の正面図。 図１のダンパ装置のトルクリミッタユニットを抽出して示す図。 トルクリミッタユニットの正面部分図。

［全体構成］
図１は、本発明の一実施形態によるダンパ装置１（以下、単に「ダンパ装置１」と記載する場合もある）の断面図である。また、図２はダンパ装置１の正面図であり、その一部は構成する部材を取り外して示している。図１においては、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ている。

このダンパ装置１は、フライホイールと駆動ユニットの入力軸と（いずれも図示せず）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、ダンパユニット１０と、トルクリミッタユニット２０と、を有している。

［ダンパユニット１０］
図１に示すように、ダンパユニット１０は、第１プレート１１及び第２プレート１２と、ハブフランジ１３と、複数のトーションスプリング１４（弾性部材の一例）と、ストッパ機構４０と、ヒス発生機構１５と、を有している。

＜第１プレート１１＞
第１プレート１１は、後述するように、トルクリミッタユニット２０を構成する部材が連結されている。第１プレート１１は、円板状に形成された本体部１１ａと、複数の係合部１１ｂと、第１固定部１１ｃと、を有している。本体部１１ａの外周部には、複数の第１窓部１１ｄが円周方向に並べて配置されている。第１窓部１１ｄは、軸方向に貫通する孔と、孔の外周縁及び内周縁に形成された保持部と、を有している。係合部１１ｂは、第１プレート１１の外周端部の一部を径方向外方に突出させ、さらにその部分を第２プレート１２側に折り曲げて形成されている。第１固定部１１ｃは、係合部１１ｂの先端をさらに径方向外方に折り曲げて形成されている。また、第１プレート１１の外周部には、トルクリミッタユニット２０を取り付けるための複数のリベット用孔１１ｅが形成されている。

＜第２プレート１２＞
第２プレート１２は、第１プレート１１と軸方向に間隔をあけて対向して配置されている。第２プレート１２は、外周面の一部に直線部を有する円板状に形成されている。また、第２プレート１２の最外径は、第１プレート１１の外径と同じである。第２プレート１２の外周部には、第１プレート１１の第１窓部１１ｄと対向する位置に複数の第２窓部１２ｄが形成されている。第２窓部１２ｄは、軸方向に貫通する孔と、孔の外周縁及び内周縁に形成された保持部と、を有している。第２プレート１２において、第２窓部１２ｄの円周方向間の外周部には、第２固定部１２ｃが形成されている。そして、第１プレート１１の第１固定部１１ｃと、第２プレート１２の第２固定部１２ｃと、がリベット１６によって固定されている。これにより、第１プレート１１と第２プレート１２とは、軸方向及び回転方向に互いに移動不能である。

また、第２プレート１２の外周部において、第１プレート１１のリベット用孔１１ｅに対応する位置には、複数の組付け作業用の孔１２ｂが形成されている。

＜ハブフランジ１３＞
ハブフランジ１３は、中心部に形成された筒状のハブ１７と、ハブ１７の外周面から径方向外方に延びるフランジ１８と、を有している。ハブ１７の内周面にはスプライン孔１７ａが形成されており、このスプライン孔１７ａに、駆動ユニットの入力軸がスプライン係合可能である。フランジ１８は、円板状に形成され、第１プレート１１と第２プレート１２との軸方向間に配置されている。フランジ１８は複数の窓孔１８ａを有している。各窓孔１８ａは、第１プレート１１の第１窓部１１ｄ及び第２プレート１２の第２窓部１２ｄと対応する位置に形成されている。

フランジ１８の外周面には、径方向外方に突出する複数の突起１８ｃが形成されている。突起１８ｃは、隣接する窓孔１８ａの円周方向間の径方向外方に配置される。この突起１８ｃの円周方向の端面に、第１プレート１１の係合部１１ｂの円周方向の端面が当接可能である。

また、ハブフランジ１３の外周部において、第１プレート１１のリベット用孔１１ｅに対応する位置には、複数の組付け作業用の孔１３ｂが形成されている。

＜トーションスプリング１４＞
複数のトーションスプリング１４は、ハブフランジ１３の窓孔１８ａに収容され、第１プレート１１の第１窓部１１ｄ及び第２プレート１２の第２窓部１２ｄによって軸方向及び径方向に保持されている。また、トーションスプリング１４の円周方向の両端面は、それぞれ第１窓部１１ｄ、第２窓部１２ｄ及び窓孔１８ａの円周方向の端面に当接可能である。

＜ストッパ機構＞
ストッパ機構４０は、第１プレート１１及び第２プレート１２と、ハブフランジ１３と、の相対回転を所定の角度範囲に規制する。ストッパ機構４０は、第１プレート１１の係合部１１ｂと、フランジ１８の突起１８ｃと、によって、構成されている。詳細には、ストッパ機構４０は、第１プレート１１及び第２プレート１２がハブフランジ１３に対して所定角度回転したときにハブフランジ１３の突起１８ｃが係合部１１ｂの円周方向の端面に当接することによって構成される。突起１８ｃは、隣接する窓孔１８ａの円周方向間の径方向外方に配置されるため、突起１８ｃが窓孔１８ａの径方向外方に配置される場合に比べて、部材の強度が高まる。

＜ヒス発生機構１５＞
ヒス発生機構１５は、第１ブッシュ３１と、第２ブッシュ３２と、コーンスプリング３３と、を有している。

第１ブッシュ３１は、第１プレート１１の内周部と、ハブフランジ１３のフランジ１８の内周部と、との軸方向間に配置されている。第１ブッシュ３１は軸方向に突出する複数の係合突起３１ａを有しており、この係合突起３１ａは第１プレート１１に形成された孔１１ｆに係合している。したがって、第１ブッシュ３１は第１プレート１１と相対回転不能である。

第２ブッシュ３２は、第２プレート１２の内周部と、ハブフランジ１３のフランジ１８の内周部と、の軸方向間に配置されている。第２ブッシュ３２は軸方向に突出する複数の係合突起３２ａを有しており、この係合突起３２ａは第２プレート１２に形成された孔１２ｅに係合している。したがって、第２ブッシュ３２は第２プレート１２と相対回転不能である。

コーンスプリング３３は、第１プレート１１と第１ブッシュ３１との軸方向間に配置されている。コーンスプリング３３は、第１ブッシュ３１をフランジ１８に押圧するとともに、第１プレート１１及び第１プレート１１に固定された第２プレート１２を介して、第２ブッシュ３２をフランジ１８に押圧している。

このようなヒス発生機構１５では、第１及び第２プレート１１，１２とハブフランジ１３とが相対回転すると、第１ブッシュ３１とフランジ１８との間で摩擦抵抗（ヒステリシストルク）が発生し、また第２ブッシュ３２とフランジ１８との間で摩擦抵抗が発生する。

［トルクリミッタユニット２０］
トルクリミッタユニット２０は、ダンパユニット１０の外周側に配置されている。トルクリミッタユニット２０は、フライホイールとダンパユニット１０との間で伝達されるトルクを制限する。図３に示すように、トルクリミッタユニット２０は、第１挟持プレート２１及び第２挟持プレート２２と、摩擦ディスク２３と、プレッシャプレート２４と、コーンスプリング２５（付勢部材の一例）と、を有している。なお、図３は図１のトルクリミッタユニット２０の部分を抽出して示したものである。

＜第１及び第２挟持プレート２１，２２＞
第１挟持プレート２１は、環状の摩擦部２１ａと、第３固定部２１ｂと、を有している。第３固定部２１ｂは、摩擦部２１ａの外周部を、第２挟持プレート２２側に軸方向にオフセットして形成されている。第２挟持プレート２２は、環状の支持部２２ａと、第４固定部２２ｂと、を有している。第４固定部２２ｂは、支持部２２ａの外周部を、第１挟持プレート２１側に軸方向にオフセットして形成されている。そして、第１挟持プレート２１の第３固定部２１ｂと、第２挟持プレート２２の第４固定部２２ｂとが、複数のリベット２６（図１参照）によって互いに固定されている。第１挟持プレート２１及び第２挟持プレート２２は、回転軸に沿った方向視で第１固定部１１ｃと一部が重なっている。第１挟持プレート２１及び第２挟持プレート２２は、互いに軸方向移動不能に固定されている。

なお、第１挟持プレート２１及び第２挟持プレート２２の第３固定部２１ｂ及び第４固定部２２ｂには、トルクリミッタユニット２０をフライホイールに固定するための複数の孔２１ｃ，２２ｃ（図１参照）が形成されている。

＜摩擦ディスク２３＞
図３に示すように、摩擦ディスク２３は、環状プレート２７と、環状プレート２７の両側面にリベットにより固定された１対の摩擦部材２８と、を有している。図３及び図４に示すように、環状プレート２７は、概略環状に形成された本体部２７ａと、複数の第５固定部２７ｂと、を有している。図４はトルクリミッタユニット２０の一部の正面図である。第５固定部２７ｂは、本体部２７ａの内周端から径方向内方に突出し、円周方向に等角度間隔で形成されている。この第５固定部２７ｂには、連結用孔２７ｃが形成されている。この連結用孔２７ｃ及び第１プレート１１のリベット用孔１１ｅを通過するリベット２９（固定部材の一例：図１参照）によって、環状プレート２７が第１プレート１１の外周部に固定されている。１対の摩擦部材２８のうちのフライホイール側の摩擦部材は、第１挟持プレート２１の摩擦部２１ａに当接している。

＜プレッシャプレート２４及びコーンスプリング２５＞
プレッシャプレート２４及びコーンスプリング２５は、摩擦ディスク２３と、第２挟持プレート２２の支持部２２ａと、の間に配置されている。

プレッシャプレート２４は、環状に形成され、摩擦ディスク２３の摩擦部材２８を、第１挟持プレート２１の摩擦部２１ａとの間に挟み込んでいる。図１に示すように、プレッシャプレート２４の外周部には、複数の爪２４ａが形成されており、この爪２４ａが第２挟持プレート２２に形成された複数の係合孔２２ｄに係合している。

コーンスプリング２５は、プレッシャプレート２４と第２挟持プレート２２の支持部２２ａとの間に配置されている。コーンスプリング２５は、プレッシャプレート２４を介して摩擦ディスク２３を第１挟持プレート２１の摩擦部２１ａに押圧している。

＜ダンパユニット１０とトルクリミッタユニット２０との位置関係＞
図１及び図２に示すように、摩擦ディスク２３の第５固定部２７ｂは、第１及び第２プレート１１，１２の第１固定部１１ｃ及び第２固定部１２ｃの径方向内方に位置している。また、第５固定部２７ｂは、正面視で、隣接する第１窓部１１ｄの円周方向間に配置されている。さらに、第５固定部２７ｂの一部と、第１窓部１１ｄと、は径方向位置が重なっている。また、トルクリミッタユニット２０の内径（第１挟持プレート２１の内径）は、ダンパユニット１０の第１及び第２プレート１１，１２の外径よりも小さい。すなわち、ダンパユニット１０とトルクリミッタユニット２０とは、回転軸に沿った方向視で、径方向にオーバラップして配置されている。環状プレート２７を第１プレート１１の外周部に固定するリベット２９は、回転軸に沿った方向視で、隣接する複数の第１窓部１１ｄ及び第２窓部１２ｄの円周方向間に配置されている。

［動作］
エンジンからフライホイールに伝達された動力は、トルクリミッタユニット２０を介してダンパユニット１０に入力される。ダンパユニット１０では、トルクリミッタユニット２０の摩擦ディスク２３が固定されている第１及び第２プレート１１，１２に動力が入力され、この動力は、トーションスプリング１４を介してハブフランジ１３に伝達される。そして、ハブフランジ１３から、さらに出力側の電動機、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２０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。

ダンパユニット１０においては、第１及び第２プレート１１，１２からトーションスプリング１４に動力が伝達されると、トーションスプリング１４が圧縮される。また、トルク変動によって、トーションスプリング１４は伸縮を繰り返す。トーションスプリング１４が伸縮すると、第１及び第２プレート１１，１２とハブフランジ１３との間でねじれが生じる。このねじれによって、ヒス発生機構１５が作動し、ヒステリシストルクが発生する。これにより、トルク変動が減衰される。

トルク変動が大きく、第１プレート１１及び第２プレート１２と、ハブフランジ１３と、の相対回転角度が大きくなると、第１プレート１１の係合部１１ｂと、フランジ１８の突起１８ｃの円周方向端面と、が近づき、互いに当接する。これにより、第１プレート１１及び第２プレート１２とハブフランジ１３との相対回転が禁止される。

［組み付け］
このトルクリミッタユニット２０では、摩擦ディスク２３、プレッシャプレート２４、及びコーンスプリング２５を、第１及び第２挟持プレート２１，２２の間に挟み込んで、サブユニット化することができる。また、ダンパユニット１０も同様にして、別工程で予め組み立てておくことができる。

そして、トルクリミッタユニット２０をダンパユニット１０に装着する場合は、摩擦ディスク２３の第５固定部２７ｂの連結用孔２７ｃと、第１プレート１１のリベット用孔１１ｅと、を位置合わせし、第２プレート１２の組付け作業用の孔１２ｂを利用して、リベットかしめによって両者を固定することができる。

［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１０及びトルクリミッタユニット２０の具体的な構成については、上記実施形態に限定されない。

（ｂ）突起１８ｃは、隣接する窓孔１８ａの円周方向間の径上に配置されてもよい。

１ ダンパ装置
１０ ダンパユニット
１１ 第１プレート
１１ｂ 係合部
１１ｃ 第１固定部
１１ｄ 第１窓部
１２ 第２プレート
１２ｃ 第２固定部
１２ｂ 組付用孔
１２ｄ 第２窓部
１３ ハブフランジ
１４ トーションスプリング（弾性部材の一例）
１８ フランジ
１８ａ 窓孔
２１ 第１挟持プレート
２２ 第２挟持プレート
２３ 摩擦ディスク
２４ プレッシャプレート
２５ コーンスプリング（付勢部材の一例）
２７ｂ 第５固定部
４０ ストッパ機構

Claims (4)

1. 動力源側の部材と出力側の部材との間に設けられる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、
   互いに軸方向に対向して配置され、それぞれ円周方向に並べて配置された複数の窓部を有する第１プレート及び第２プレートと、
   前記第１プレート及び前記第２プレートと相対回転可能であり、フランジを有し、前記フランジは、前記第１プレートと前記第２プレートとの軸方向間に配置され前記複数の窓部に対応する位置に窓孔を有する、ハブフランジと、
   前記第１プレート及び前記第２プレートと前記ハブフランジとを回転方向に弾性的に連結し、前記複数の窓部及び窓孔に収容される複数の弾性部材と、
   前記第１プレート及び前記第２プレートと、前記ハブフランジと、の相対回転を所定の角度範囲に規制するストッパ機構と、
   を有し、
   前記トルクリミッタユニットは、前記第１プレートの外周部に内周部が固定部材により固定された環状プレート、
   を有し、
   前記第１プレートは、前記窓部の径方向外方に、前記第２プレート側に向かって延びる係合部と、前記係合部の先端から径方向外方に延び前記第２プレートに固定された固定部と、を有し、
   前記ハブフランジは、隣接する前記窓孔の円周方向間の径方向外方に突起を有し、
   前記ストッパ機構は、前記第１プレート及び前記第２プレートが前記ハブフランジに対して所定角度回転したときに前記突起が前記係合部に当接することによって構成され、
   前記固定部材は、回転軸に沿った方向視で、隣接する前記複数の窓部の円周方向間に配置される、
   ダンパ装置。
   
2. 前記第２プレート及び前記フランジは、前記固定部材が軸方向に貫通可能な組付用孔を有している、請求項１に記載のダンパ装置。
   
3. 前記トルクリミッタユニットは、
   前記環状プレートを挟むようにして配置され、互いに軸方向移動不能に固定された第１挟持プレート及び第２挟持プレートと、
   前記環状プレートとともに前記第１挟持プレートと第２挟持プレートとの間に挟まれるようにして配置され、摩擦ディスクを付勢する付勢部材と、
   を有する、
   請求項１又は２に記載のダンパ装置。
   
4. 前記第１挟持プレート及び前記第２挟持プレートは、回転軸に沿った方向視で前記固定部と一部が重なっている、請求項３に記載のダンパ装置。