JP7540925B2 - ヒステリシストルク発生機構及び動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒステリシストルク発生機構、及びそれを備えた動力伝達装置に関する。

車両の動力伝達系には、捩り振動を減衰するためにダンパ装置が設けられている。このダンパ装置は、摩擦抵抗であるヒステリシストルクを発生するためのヒステリシストルク発生機構を有している。ヒステリシストルク発生機構は、例えば特許文献１に示されるように、摩擦部材（フリクションワッシャ）やコーンスプリング等から構成されている。摩擦部材は、相対回転可能な入力側回転体と出力側回転体との間に配置され、コーンスプリングによって、入力側回転体が出力側回転体に押圧されている。そして、入力側回転体と出力側回転体とが捩じり振動により相対回転すると、摩擦部材は、入力側回転体及び出力側回転体のいずれか一方と一体回転するとともに他方と摩擦接触し、これによりヒステリシストルクが発生する。

特開平９－２４２８２３号公報

摩擦部材は、使用するにしたがって摩擦摺動面が摩耗するので、摩擦摺動面がある程度摩耗した後は、安定したヒステリシストルクを得ることができる。

しかし、使用時の初期においては、製造時の誤差等によって、摩擦摺動面の形状がばらつく。このため、相手側部材との当り面が安定せず、初期のヒステリシストルクが安定しない。

本発明の課題は、摩擦部材による初期のヒステリシストルクを安定させることにある。

（１）本発明に係るヒステリシストルク発生機構は、摺動面を有する第１回転体と、第２回転体と、を備えている。第２回転体は、第１回転体に対向して配置され、第１回転体の摺動面に摺動してヒステリシストルクを発生する。第２回転体は、初期当り部と、主摩擦面と、を有している。初期当り部は、第１回転体側に突出して設けられ、第１回転体の摺動面に摺接する。主摩擦面は、初期当り部の摩耗後に、第１回転体の摺動面に摺接する。

ここでは、第２回転体の使用時の初期には、初期当り部が第１回転体の摺動面に摺接する。すなわち、摩擦部材に初期当りする部分を意図的に設けているので、初期において所望のヒステリシストルクを得ることができる。そして、初期当り部が摩耗した後は、摩耗した初期当り部を含めて、主摩擦面が第１回転体の摺動面に摺接する。

（２）好ましくは、第１回転体は、動力が入力されるとともに、入力された動力を出力側の部材に伝達する部材である。また、第２回転体は、第１回転体に対して相対回転可能な摩擦部材である。

（３）好ましくは、初期当り部は環状に形成されている。

（４）好ましくは、第２回転体は、本体と、摩擦材と、を有している。摩擦材は、本体に固定され、初期当り部及び主摩擦面を表面に有する。

（５）好ましくは、本体は樹脂製であり、摩擦材は本体にインサート成型されている。

（６）本発明に係る動力伝達装置は、入力側回転体と、出力側回転体と、複数の弾性部材と、ヒステリシストルク発生機構と、を備えている。出力側回転体は、入力側回転体と相対回転可能に設けられている。複数の弾性部材は、入力側回転体と出力側回転体とを回転方向に弾性的に連結する。ヒステリシストルク発生機構は、入力側回転体と出力側回転体との相対回転時にヒステリシストルクを発生する。

また、ヒステリシストルク発生機構は、摩擦部材と、押圧部材と、を備えている。摩擦部材は、入力側回転体と出力側回転体との軸方向間に配置されている。押圧部材は、摩擦部材の第１側面を入力側回転体又は出力側回転体の側面に押圧する。そして、摩擦部材は、初期当り部と、主摩擦面と、を有している。初期当り部は、第１側面に軸方向に突出して設けられ、入力側回転体又は出力側回転体の側面に摺接する。主摩擦面は、初期当り部の摩耗後に、入力側回転体の側面に摺接する。

（７）好ましくは、押圧部材は、摩擦部材の第２側面に当接する当接部を有している。そして、当接部と、摩擦部材の初期当り部と、は回転軸に沿った方向から視て重なっている。

以上のような本発明では、初期のヒステリシストルクが安定した摩擦部材を得ることができる。

本発明の一実施形態によるヒステリシストルク発生機構を有するクラッチディスク組立体の断面図。 図１の正面図。 出力側回転体及びダンパ機構の正面図。 図１の拡大部分図。 図４とは異なる図１の拡大部分図。 摩擦ワッシャの断面部分図。 本発明の他の実施形態による摩擦ワッシャの図６に相当する図。

［全体構成］
図１は、本発明の一実施形態によるヒステリシストルク発生機構を有するクラッチディスク組立体１（動力伝達装置の一例）の断面図である。また、図２はその正面図である。図１のＯ－Ｏ線は、クラッチディスク組立体１の回転軸線である。また、図１の左側にエンジン及びフライホイール（図示せず）が配置されており、図１の右側にトランスミッション（図示せず）が配置されている。

クラッチディスク組立体１は、入力側回転体２と、出力側回転体３と、ダンパ機構４と、を備えている。

［入力側回転体２］
入力側回転体２は、クラッチディスク１０と、クラッチプレート１１と、リティニングプレート１２と、を有している。

＜クラッチディスク１０＞
クラッチディスク１０は、１対の環状の摩擦フェーシング１４と、クッショニングプレート１５と、を有している。１対の摩擦フェーシング１４はクッショニングプレート１５の両面にリベット１６により固定されている。また、クッショニングプレート１５はクラッチプレート１１の外周部にリベット１７により固定されている。

＜クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２＞
クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２は、円板状の部材であり、軸方向に所定の間隔をあけて、互いにリベット１７により固定されている。クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２のそれぞれは、対向する位置に４つの保持部１１ａ，１２ａを有している。４つの保持部１１ａ，１２ａは円周方向に所定の間隔で配置されている。

リティニングプレート１２の外周部の一部は、クラッチプレート１１側に折り曲げられて軸方向に延びるストッパ部１２ｂと、ストッパ部１２ｂからさらに内周側に折り曲げられた固定部１２ｃと、を有している。ストッパ部１２ｂは、後述するストッパ機構を構成している。固定部１２ｃは、前述のように、クッショニングプレート１５とともに、クラッチプレート１１にリベット１７により固定されている。

［出力側回転体３］
出力側回転体３は、入力側回転体２に対して相対回転可能であり、スプラインハブ２０とハブフランジ２１（第１回転体の一例）とを有している。

＜スプラインハブ２０＞
スプラインハブ２０は筒状部２３とフランジ２４とを有している。筒状部２３の内周面にはスプライン孔２３ａが形成されている。このスプライン孔２３ａがトランスミッションの入力シャフト（図示せず）に係合可能である。フランジ２４は、筒状部２３の軸方向のほぼ中央部から径方向外方に延びている。フランジ２４の外周面には、複数の外周歯２４ａと、複数の切欠２４ｂと、が形成されている。

＜ハブフランジ２１＞
ハブフランジ２１は、円板状に形成され、スプラインハブ２０の外周側に配置されている。ハブフランジ２１は、クラッチプレート１１とリティニングプレート１２との軸方向間に配置されている。図２及び図３に示すように、ハブフランジ２１は、環状部２６と、４つの突出部２７と、を有している。４つの突出部２７には、それぞれ窓孔２７ａが形成されている。また、４つの突出部２７の外周面には、円周方向の中央部を除いてストッパ用切欠２７ｂが形成されている。この切欠２７ｂを、リティニングプレート１２のストッパ部１２ｂが軸方向に貫通している。すなわち、リティニングプレート１２のストッパ部１２ｂと、切欠２７ｂの円周方向の端面と、によって、クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２とハブフランジ２１との相対捩り角度を所定の範囲内に規制するストッパ機構２８が構成されている。

また、ハブフランジ２１の内周面には、複数の内周歯２１ａと、複数の切欠２１ｂと、が形成されている。複数の内周歯２１ａは、スプラインハブ２０の外周歯２４ａと所定の隙間を介して噛み合っている。切欠２１ｂは、スプラインハブ２０の切欠２４ｂと径方向において対向する位置に形成されている。したがって、スプラインハブ２０とハブフランジ２１の切欠２４ｂ，２１ｂによって、スプリング収容部２９が形成されている。

［ダンパ機構４］
ダンパ機構４は、４個の高剛性スプリング３１及び２個の低剛性スプリング３２と、ヒステリシストルク発生機構（以下、「ヒス発生機構」と記載する）３３と、を有している。

＜高剛性スプリング３１及び低剛性スプリング３２＞
高剛性スプリング３１は、ハブフランジ２１の窓孔２７ａに収容され、クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２の保持部１１ａ，１２ａによって径方向及び軸方向に保持されている。低剛性スプリング３２はスプラインハブ２０とハブフランジ２１の切欠２４ｂ，２１ｂによって形成されたスプリング収容部２９に収容されている。なお、詳細な説明は省略するが、４個の高剛性スプリング３１のうちの２つは、窓孔２７ａの円周方向の長さよりも短く設定されている。また、４個の高剛性スプリング３１の端面は、クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２の保持部１１ａ，１２ａの端面に当接している。このような構成によって、捩り特性の多段化を実現している。

＜ヒス発生機構３３＞
図４及び図５に示すように、ヒス発生機構３３は、第１摩擦ワッシャ３５と、第１コーンスプリング３６と、第２摩擦ワッシャ３７（摩擦部材の一例）と、第２コーンスプリング３８と、第３摩擦ワッシャ３９（摩擦部材の他の一例）と、を有している。

－第１摩擦ワッシャ３５－
第１摩擦ワッシャ３５は、スプラインハブ２０のフランジ２４とリティニングプレート１２の内周部との軸方向間に配置されており、筒状部２３の外周側に配置されている。第１摩擦ワッシャ３５は樹脂製である。第１摩擦ワッシャ３５は、環状の本体３５ａと、複数の突起３５ｂと、を有している。

本体３５ａはフランジ２４のトランスミッション側の面に当接しており、本体３５ａとリティニングプレート１２との間に、第１コーンスプリング３６が配置されている。第１コーンスプリング３６は本体３５ａとリティニングプレート１２との間で軸方向に圧縮されている。このため、第１摩擦ワッシャ３５の摩擦面は第１コーンスプリング３６によりフランジ２４に圧接されている。

複数の突起３５ｂは、本体３５ａから径方向外方へ延びている。この複数の突起３５ｂは、第２摩擦ワッシャ３７の凹部３７ｃ（後述）に係合している。これにより、第１摩擦ワッシャ３５と第２摩擦ワッシャ３７とは一体回転可能である。

－第２摩擦ワッシャ３７－
第２摩擦ワッシャ３７は、ハブフランジ２１の内周部とリティニングプレート１２の内周部との間に配置されており、第１摩擦ワッシャ３５の外周側に配置されている。第２摩擦ワッシャ３７、樹脂製であり、環状の本体３７ａと、複数の係合部３７ｂと、凹部３７ｃと、を有している。

本体３７ａはハブフランジ２１のトランスミッション側の面に当接している。第２コーンスプリング３８は、本体３７ａとリティニングプレート１２との間に、圧縮された状態で配置されている。これにより、本体３７ａは、第２コーンスプリング３８によりハブフランジ２１に圧接されている。

図６に、第２摩擦ワッシャ３７及び第３摩擦ワッシャ３９の一部を拡大して示している。この図６に示すように、本体３７ａのハブフランジ２１側の面には、環状の摩擦材４１がインサート成型により固定されている。

摩擦材４１は、主摩擦面４１ａと、初期当り部４１ｂと、を有している。主摩擦面４１ａは、ハブフランジ２１側の面に形成されている。初期当り部４１ｂは、主摩擦面４１ａの径方向の一部に、ハブフランジ２１側に突出して形成されている。より詳細には、初期当り部４１ｂは、環状に形成され、ハブフランジ２１側の表面は平坦面である。そして、第２コーンスプリング３８が第２摩擦ワッシャ３７の本体３７ａに当接する当接部３８ａの径方向位置は、初期当り部４１ｂの内径Ｄｉと外径Ｄｏとの間に位置している。このため、初期当り部４１ｂは、第２コーンスプリング３８によって、効率よくハブフランジ２１の側面に圧接されている。

なお、初期当り部４１ｂの主摩擦面４１ａからの突出高さｈは、この実施形態では０．０４ｍｍに設定されている。初期当り部４１ｂの突出高さについては、摩擦材の種類に応じて適切に設定するのが好ましい。

このような第２摩擦ワッシャ３７の構成によって、使用時の初期においては、摩擦材４１の初期当り部４１ｂのみが確実にハブフランジ２１と摩擦接触する。したがって、この摩擦接触によって発生するヒステリシストルクは、所望の設計値に安定する。そして、使用するにしたがって初期当り部４１ｂが摩耗すると、初期当り部４１ｂの領域を含めて主摩擦面４１ａがハブフランジ２１と摺接することになる。

係合部３７ｂは、本体３７ａの内周部からトランスミッション側へ延びており、リティニングプレート１２の孔を貫通している。これにより、第２摩擦ワッシャ３７とリティニングプレート１２とは一体回転可能である。

凹部３７ｃは、本体３７ａの内周部のトランスミッション側に形成されている。この凹部３７ｃに、第１摩擦ワッシャ３５の突起３５ｂが係合している。このため、第１摩擦ワッシャ３５は、第２摩擦ワッシャ３７を介してリティニングプレート１２と一体回転可能である。

なお、第１コーンスプリング３６の付勢力は第２コーンスプリング３８の付勢力より小さくなるように設計されている。また、第１摩擦ワッシャ３５は第２摩擦ワッシャ３７に比べて摩擦係数が低い。このため、第１摩擦ワッシャ３５によって発生するヒステリシストルクは第２摩擦ワッシャ３７で発生するヒステリシストルクより大幅に小さくなっている。

－第３摩擦ワッシャ３９－
第３摩擦ワッシャ３９は、スプラインハブ２０のフランジ２４と、クラッチプレート１１の内周部と、の間において、筒状部２３の外周側に配置されている。第３摩擦ワッシャ３９は例えば樹脂製である。第３摩擦ワッシャ３９は、環状の本体３９ａと、複数の係合部３９ｂと、を有している。

本体３９ａは、一方の側面がフランジ２４及びハブフランジ２１のエンジン側の面に当接し、他方の側面がクラッチプレート１１のトランスミッション側の面に当接している。係合部３９ｂは、本体３９ａからエンジン側に延びており、クラッチプレート１１に形成された孔を貫通している。第３摩擦ワッシャ３９は係合部３９ｂによりクラッチプレート１１に一体回転可能である。また、本体３９ａは、クラッチプレート１１の中心孔に相対回転不能に係合し、その内周面はスプラインハブ２０の筒状部２３の外周面に摺動可能に当接している。すなわち、クラッチプレート１１は第３摩擦ワッシャ３９を介してスプラインハブ２０により径方向に位置決めされている。

ここで、図６に示すように、第３摩擦ワッシャ３９の本体３９ａのハブフランジ２１側の面には、環状の摩擦材４２がインサート成型により固定されている。

第３摩擦ワッシャ３９の摩擦材４２は、第２摩擦ワッシャ３７の摩擦材４１とほぼ同様の構成である。すなわち、摩擦材４２は、主摩擦面４２ａ及び初期当り部４２ｂを有し、主摩擦面４２ａは、ハブフランジ２１側の面に形成されている。初期当り部４２ｂは、主摩擦面４２ａの径方向の一部に、環状に形成され、ハブフランジ２１側に突出している。また、初期当り部４２ｂの表面は平坦面である。また、初期当り部４２ｂの主摩擦面４２ａからの突出高さｈについても、第２摩擦ワッシャ３７の摩擦材４１と同様である。

このような第３摩擦ワッシャ３９の構成によって、前述のように、使用時の初期においては、確実に初期当り部４２ｂがハブフランジ２１と摩擦接触する。一方、使用するにしたがって初期当り部４２ｂが摩耗すると、初期当り部４２ｂの領域を含めて主摩擦面４２ａがハブフランジ２１と摺接することになる。

以上のように、第２摩擦ワッシャ３７及び第３摩擦ワッシャ３９により大ヒス発生機構４５が構成されており、第１摩擦ワッシャ３５及び第３摩擦ワッシャ３９により小ヒス発生機構４６が構成されている。そして、入力側回転体２、ハブフランジ２１及びスプラインハブ２０が相対回転すると、大ヒス発生機構４５及び小ヒス発生機構４６によりヒステリシストルクが発生し、捩り振動が減衰及び吸収される。

［動作］
入力されるトルク又はトルク変動が小さい場合は、低剛性スプリング３２のみが圧縮され、小ヒス発生機構４６によってヒステリシストルクが発生する。この結果、捩り角度が小さい領域では、低剛性及び低ヒステリシストルクの特性が得られる。

トルクが大きくなって捩り角度が大きくなると、スプラインハブ２０のフランジ２４の外周歯２４ａとハブフランジ２１の内周歯２１ａとが当接する。このため、捩り角度が大きくなると、スプラインハブ２０とハブフランジ２１とは一体回転する。

この状態からさらに捩り角度が大きくなると、ハブフランジ２１と入力側回転体２との間で相対回転が発生し、４個の高剛性スプリング３１のうちの２個のスプリングが圧縮される。このとき、小ヒス発生機構４６に加えて大ヒス発生機構４５においてもヒステリシストルクが発生する。

そしてさらに捩り角度が大きくなると、すべての高剛性スプリング３１が圧縮される。したがって、より高剛性で、高ヒステリシストルクの特性が得られる。

以上のような動作において、使用時の初期においては、第２摩擦ワッシャ３７及び第３摩擦ワッシャ３９においては、摩擦材４１，４２の初期当り部４１ｂ，４２ｂのみが摩擦接触する。すなわち、設計において意図した部分のみによってヒステリシストルクが発生する。このため、所望の、かつ安定した初期ヒステリシストルクを得ることができる。

また、使用するに従って初期当り部４１ｂ，４２ｂが摩耗すると、第２摩擦ワッシャ３７及び第３摩擦ワッシャ３９において、初期当り部４１ｂ，４２ｂを含む主摩擦面４１ａ，４２ａが摩擦接触する。したがって、ここでも、所望の安定したヒステリシストルクが得られる。

［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）前記実施形態では、第２及び第３摩擦ワッシャにおいて、本体と摩擦材の２つの部材をインサート成型により一体的に形成したが、これらを１つの部材で形成してもよい。この例を、図７に示している。この例では、第２摩擦ワッシャ４７及び第３摩擦ワッシャ４９の摩擦面４７ａ，４９ａ（主摩擦面に相当）の一部を、ハブフランジ２１側に突出させ、初期当り部４７ｂ，４９ｂを形成している。初期当り部４７ｂ，４９ｂの具体的な形状、構成は、前記実施形態と同様である。

（ｂ）初期当り部の形状は前記実施形態に限定されない。例えば、初期当り部の表面を、平坦面に代えて球状に形成してもよい。また、初期当り部は連続した環状ではなく、間欠的に環状に配置してもよい。

（ｃ）前記実施形態では、コーンスプリングの当接位置が、初期当り部の内径と外径の間に位置するようにしたが、コーンスプリングの当接位置を、初期当り部の内径より内側、又は外径より外側にしてもよい。

（ｄ）前記実施形態では、本発明の摩擦材をクラッチディスク組立体に適用したが、他の振動吸収装置のヒス発生機構に適用してもよい。

（ｅ）前記実施形態では、摩擦部材に初期当り部及び主摩擦面を設けたが、ハブフランジの摩擦面に初期当り部及び主摩擦面を設けてもよい。

２ 入力側回転体（第１回転体）
３ 出力側回転体（第２回転体）
４ ダンパ機構
１１ クラッチプレート（回転部材）
３１ 高剛性スプリング
３２ 低剛性スプリング
３３ ヒス発生機構
３７ 第２摩擦ワッシャ（摩擦部材）
３９ 第３摩擦ワッシャ（摩擦部材）
３７ａ，３９ａ 本体
３８ 第２コーンスプリング（押圧部材）
３８ａ 当接部
４１，４２ 摩擦材
４１ａ，４２ａ 主摩擦面
４１ｂ，４２ｂ 初期当り部

Claims (7)

1. 摺動面を有する環状の第１回転体と、
   前記第１回転体に対向して配置され、前記第１回転体の摺動面に摺動してヒステリシストルクを発生する環状の第２回転体と、
   を備え、
   前記第２回転体は、外周部に設けられた外周側主摩擦面と、前記外周側主摩擦面の径方向内方に設けられた初期当り部と、を有し、
   前記初期当り部は、前記第１回転体側に突出して設けられ、前記第１回転体の摺動面に摺接し、
   前記外周側主摩擦面は、前記初期当り部の摩耗後に、前記第１回転体の摺動面に摺接する、
   ヒステリシストルク発生機構。
   
2. 前記第１回転体は、動力が入力されるとともに、入力された動力を出力側の部材に伝達する部材であり、
   前記第２回転体は、前記第１回転体に対して相対回転可能な摩擦部材である、
   請求項１に記載のヒステリシストルク発生機構。
   
3. 前記第２回転体は、前記初期当り部の径方向内方に設けられた内周側主摩擦面をさらに有している、請求項１又は２に記載のヒステリシストルク発生機構。
   
4. 前記第２回転体は、
   本体と、
   前記本体に固定され、前記初期当り部及び前記外周側主摩擦面を表面に有する摩擦材と、
   を有している、
   請求項１から３のいずれかに記載のヒステリシストルク発生機構。
   
5. 前記本体は樹脂製であり、
   前記摩擦材は前記本体にインサート成型されている、
   請求項４に記載のヒステリシストルク発生機構。
   
6. 入力側回転体と、
   前記入力側回転体と相対回転可能に設けられた出力側回転体と、
   前記入力側回転体と前記出力側回転体とを回転方向に弾性的に連結する複数の弾性部材と、
   前記入力側回転体と前記出力側回転体との相対回転時にヒステリシストルクを発生するヒステリシストルク発生機構と、
   を備え、
   前記ヒステリシストルク発生機構は、
   前記入力側回転体と前記出力側回転体との軸方向間に配置された環状の摩擦部材と、
   前記摩擦部材の第１側面を前記出力側回転体の側面に押圧する押圧部材と、
   を有し、
   前記摩擦部材は、外周部に設けられた主摩擦面と、前記主摩擦面の径方向内方に設けられた初期当り部と、を有し、
   前記初期当り部は、前記第１側面に軸方向に突出して設けられ、前記出力側回転体の摺動面に摺接し、
   前記主摩擦面は、前記初期当り部の摩耗後に、前記出力側回転体の摺動面に摺接する、
   動力伝達装置。
   
7. 前記押圧部材は、前記摩擦部材の第２側面に当接する当接部を有しており、
   前記当接部と、前記摩擦部材の初期当り部と、は回転軸に沿った方向から視て重なっている、
   請求項６に記載の動力伝達装置。

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