特開 2023-11159 トルクリミッタおよびトルク変動吸収装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023011159

(43)【公開日】2023-01-24

(54)【発明の名称】トルクリミッタおよびトルク変動吸収装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 7/02 20060101AFI20230117BHJP

   F16F 15/123 20060101ALI20230117BHJP

   F16F 15/129 20060101ALI20230117BHJP

【ＦＩ】

F16D7/02 A

F16F15/123 B

F16F15/129 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021114825

(22)【出願日】2021-07-12

(71)【出願人】

【識別番号】594079143

【氏名又は名称】株式会社アイシン福井

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】庄司 志雄

(72)【発明者】

【氏名】小林 義邦

(72)【発明者】

【氏名】田中 克典

(57)【要約】

【課題】トルクリミッタに含まれる第１および第２伝達部材間の初期状態における摩擦係数を良好に確保すると共に、第１および第２伝達部材の偏摩耗とコストアップとを抑制する。
【解決手段】本開示のトルクリミッタは、駆動源からのトルクが伝達される金属製の第１伝達部材と、第１伝達部材に押し付けられる金属製の第２伝達部材とを含み、駆動源からのトルクが過大になると、第１および第２伝達部材間の摩擦力に抗して両者を相対的に摺動させるものであり、第１伝達部材と第２伝達部材との間には、金属の粉末が介設されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動源からのトルクが伝達される金属製の第１伝達部材と、前記第１伝達部材に押し付けられる金属製の第２伝達部材とを含み、前記駆動源からのトルクが過大になると、前記第１および第２伝達部材間の摩擦力に抗して両者を相対的に摺動させるトルクリミッタにおいて、
前記第１伝達部材と前記第２伝達部材との間に金属の粉末が介設されているトルクリミッタ。

【請求項2】

請求項１に記載のトルクリミッタにおいて、前記第１および第２伝達部材の一方は、他方に比べて低い硬度を有するトルクリミッタ。

【請求項3】

請求項２に記載のトルクリミッタにおいて、
前記粉末は、前記第１および第２伝達部材のうちの硬度が低い一方と同種の金属の粉末であるトルクリミッタ。

【請求項4】

請求項１から３の何れか一項に記載のトルクリミッタにおいて、前記粉末の平均粒径は、１μｍ以下であるトルクリミッタ。

【請求項5】

請求項１から４の何れか一項に記載のトルクリミッタにおいて、
前記第１および第２伝達部材は、鋼鉄により形成され、前記粉末は、酸化鉄の粉末であるトルクリミッタ。

【請求項6】

請求項１から５の何れか一項に記載のトルクリミッタを備えたトルク変動吸収装置であって、
前記トルクリミッタの前記第２伝達部材と一体に回転する入力要素、前記駆動源からのトルクにより駆動される回転部材と一体に回転する出力要素、および前記入力要素と前記出力要素との間でトルクを伝達する弾性体を含むダンパ機構を備え、
前記トルクリミッタの前記第１伝達部材は、前記駆動源の出力軸に連結されるトルク変動吸収装置。

【請求項7】

請求項１から５の何れか一項に記載のトルクリミッタを備えたトルク変動吸収装置であって、
前記駆動源からのトルクが伝達される入力要素、前記トルクリミッタの前記第１伝達部材として機能する出力要素、および前記入力要素と前記出力要素との間でトルクを伝達する弾性体を含むダンパ機構を備え、
前記トルクリミッタの前記第２伝達部材は、前記駆動源からのトルクにより駆動される回転部材と一体に回転するトルク変動吸収装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、駆動源からのトルクが伝達される金属製の第１伝達部材と、当該第１伝達部材に押し付けられる第２伝達部材とを含むトルクリミッタおよびそれを備えたトルク変動吸収装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジン等の駆動源と被駆動部材との間に配置されるトルク変動吸収装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このトルク変動吸収装置は、スプリングの弾性力によって駆動源の変動トルクを吸収するダンパ部と、摩擦によるヒステリシストルクによって変動トルクを吸収（抑制）するヒステリシス部と、ダンパ部およびヒステリシス部によって変動トルクを吸収できないときに滑りを生じて変動トルクを逃がすトルクリミッタ部とを含む。トルクリミッタ部は、何れも鉄製の駆動源側のプレッシャプレートおよびカバープレート（第２金属部材）と、被駆動部材側のライニングプレート（第１金属部材）と、プレッシャプレートおよびカバープレートをライニングプレートに向けて付勢する付勢部材とを含む。かかるトルク変動吸収装置は、駆動源側で過大なトルク変動が発生した場合、プレッシャプレートおよびカバープレートとライニングプレートとの間で発生している摩擦力に抗して当該プレッシャプレートおよびカバープレートをライニングプレートに対して滑らせ、過大な変動トルクが被駆動部材側に伝達されるのを抑制する。ここで、過大な変動トルクが被駆動部材側に伝達されるのを適正に回避するためには、プレッシャプレートおよびカバープレートとライニングプレートとの間で発生する摩擦力を概ね一定にする必要がある。このため、ライニングプレートの両側の摺動面には、３ｄ遷移金属を含む化合物である酸化鉄により構成された第１被膜層が形成され、プレッシャプレートおよびカバープレートのライニングプレート側の摺動面には、３ｄ遷移金属を含む化合物であるリン酸亜鉛により構成された第２被膜層が形成されている。これにより、プレッシャプレートおよびカバープレートとライニングプレートとを直接摺動させる場合に比べて、初期状態（摺動回数：２０回以下）における摩擦係数（静摩擦係数）を定常状態（摺動回数：２０回以上）における摩擦係数（静摩擦係数）に近づけることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１５／０９３４６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来のトルク変動吸収装置では、伝達部材としての各プレートの摺動面に被膜層を形成することで、プレート間（第１および第２金属部材間）の摩擦係数を長期に亘って０．４５－０．６０程度に保つことができる。しかしながら、上記トルク変動吸収装置において、各プレート間の初期状態における摩擦係数は、定常摺動時における摩擦係数よりも低く、トルクリミッタ部のコンパクト化を図るためには、初期状態における摩擦係数をより高くすることが求められる。また、被膜層を有するプレート同士を摺動させた場合、プレートの素材の面粗さやうねりの存在により、局所的な片当たりを生じてしまい、各プレートの被膜層が偏摩耗してしまうおそれがある。更に、各プレートの摺動面に被膜層を形成する場合、表面処理工程や出荷前の慣らし工程等が必要となり、トルクリミッタ部ひいてはトルク変動吸収装置のコストアップを招いてしまう。

【0005】

そこで、本開示は、トルクリミッタに含まれる第１および第２伝達部材間の初期状態における摩擦係数を良好に確保すると共に、第１および第２伝達部材の偏摩耗とコストアップとを抑制することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のトルクリミッタは、駆動源からのトルクが伝達される金属製の第１伝達部材と、前記第１伝達部材に押し付けられる金属製の第２伝達部材とを含み、前記駆動源からのトルクが過大になると、前記第１および第２伝達部材間の摩擦力に抗して両者を相対的に摺動させるトルクリミッタにおいて、前記第１伝達部材と前記第２伝達部材との間に金属の粉末が介設されたものである。

【0007】

本開示のトルクリミッタでは、第１伝達部材と第２伝達部材との間に金属の粉末が介設されるので、第１伝達部材と第２伝達部材との間の真実接触面積を理論上増加させることができる。これにより、第１伝達部材と第２伝達部材との摺動回数が比較的少ない初期状態から第１および第２伝達部材間の摩擦係数（静摩擦係数）を良好に確保することが可能となる。また、第１伝達部材と第２伝達部材との間の真実接触面積の増加により、第１および第２伝達部材の表面粗さやうねりの影響を低減することができるので、第１および第２伝達部材の偏摩耗を良好に抑制することができる。更に、金属の粉末は、第１および第２伝達部材の間に比較的短時間で容易に介設可能であり、本開示のトルクリミッタでは、第１および第２伝達部材の表面に被膜層を形成する工程や慣らし工程等が不要となることで、被膜層が形成されたプレートを含むトルクリミッタに比べて、コストアップを良好に抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示のトルクリミッタを含むトルク変動吸収装置を含む車両を示す概略構成図である。

【図2】本開示のトルクリミッタを含むトルク変動吸収装置を示す断面図である。

【図3】本開示のトルクリミッタに適用される第１および第２伝達部材間の摩擦係数と、比較例の第１および第２伝達部材間の摩擦係数とを比較するための図表である。

【図4】本開示の他のトルク変動吸収装置を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

【0010】

図１は、本開示のトルク変動吸収装置１を含む車両Ｖを示す概略構成図である。車両Ｖは、ガソリンや軽油、ＬＰＧといった炭化水素系の燃料と空気との混合気を爆発燃焼させて動力を発生するエンジン（内燃機関）ＥＧと、当該エンジンＥＧからの動力（トルク）を車輪Ｗ（駆動輪）に伝達するトランスミッションＴＭとを含むものである。トランスミッションＴＭは、トルク変動吸収装置１を介してエンジンＥＧのクランクシャフトＣＳ（出力軸）に連結される入力軸ＩＳ（回転部材）と、デファレンシャルギヤＤＦを介して左右のドライブシャフトＤＳおよび車輪Ｗに連結される出力軸ＯＳとを含む。トランスミッションＴＭは、流体伝動装置（トルクコンバータ）、ロックアップクラッチおよび有段式あるいは無段式の変速機構を含むものであってもよく、発進クラッチおよび有段式あるいは無段式の変速機構を含むものであってもよく、１つのモータジェネレータ、少なくとも１つのクラッチおよび変速機構を含むものであってもよく、２つのモータジェネレータおよび動力分配機構を含むものであってもよい。

【0011】

トルク変動吸収装置１は、図２に示すように、連結部材としてのフライホイールＦＷを介してエンジンＥＧのクランクシャフトＣＳに連結されるトルクリミッタ１０と、エンジンＥＧとトランスミッションＴＭ（入力軸ＩＳ）との間でトルク変動すなわち振動を吸収するダンパ機構２０とを含む。なお、以下の説明において、「軸方向」は、特に明記するものを除いて、基本的に、トルク変動吸収装置１の中心軸（軸心、図２等における一点鎖線参照）の延在方向を示す。また、「径方向」は、特に明記するものを除いて、基本的に、トルク変動吸収装置１の回転要素の径方向、すなわちトルク変動吸収装置１の中心軸から当該中心軸と直交する方向（半径方向）に延びる直線の延在方向を示す。更に、「周方向」は、特に明記するものを除いて、基本的に、トルク変動吸収装置１等の回転要素の周方向、すなわち当該回転要素の回転方向に沿った方向を示す。

【0012】

トルク変動吸収装置１のトルクリミッタ１０は、図２に示すように、カバープレート１１（第１伝達部材）と、サポートプレート１２と、押圧プレート１３（第１伝達部材）と、ライニングプレート１４（第２伝達部材）と、皿ばね１５（付勢部材）とを含む。カバープレート１１は、熱間圧延鋼板（本実施形態では、ＳＡＰＨ４４０）からプレス成形により環状に形成されている。カバープレート１１の外周側半部１１ｏには、複数のボルト孔が周方向に間隔をおいて形成されており、カバープレート１１の内周側半部１１ｉは、外周側半部１１ｏに対して軸方向にオフセットされている。

【0013】

サポートプレート１２は、熱間圧延鋼板（本実施形態では、ＳＡＰＨ４４０）からプレス成形により環状に形成されており、カバープレート１１の外径と略同一の外径およびカバープレート１１の内径よりも大きい内径を有する。サポートプレート１２の外周側半部１２ｏにも、複数のボルト孔が周方向に間隔をおいて形成されており、サポートプレート１２の内周側半部１２ｉは、当該外周側半部１２ｏに対して軸方向にオフセットされている。カバープレート１１およびサポートプレート１２は、対応するボルト孔同士が互いに重なり合い、かつ外周側半部１１ｏ，１２ｏ同士が互いに密接する状態で、それぞれ対応するボルト孔に挿通された複数のボルトＢを介してフライホイールＦＷに固定（連結）される。そして、カバープレート１１の内周側半部１１ｉと、サポートプレート１２の内周側半部１２ｉとの間に環状の空間が画成される。

【0014】

押圧プレート１３は、熱間圧延鋼板（本実施形態では、ＳＡＰＨ４４０）からプレス成形により環状に形成されており、カバープレート１１の外周側半部１１ｏと内周側半部１１ｉとの境界部の内径よりも小さい外径と、カバープレート１１の内径と略同一の内径を有する。図２に示すように、押圧プレート１３は、カバープレート１１とサポートプレート１２との間の空間内に配置される。

【0015】

ライニングプレート１４は、ガス軟窒化処理が施された熱間圧延鋼板（本実施形態では、ＳＰＨＣ２７０）から環状に形成されている。ガス軟窒化処理は、ＮＨ₃，Ｎ₂およびＣＯ₂を含む混合ガス雰囲気の炉内で対象物（ここでは、ライニングプレート１４）を例えば５３０～６００℃に加熱し、当該対象物の表面に例えば５～２０μｍ程度の鉄の炭窒化物を含む緻密な化合物層を生成すると共に、対象物の内部、すなわち化合物層の直下から例えば０．３ｍｍ程度内側までの範囲に固溶窒素拡散層を生成する処理である。従って、ライニングプレート１４は、カバープレート１１、サポートプレート１２および押圧プレート１３よりも高い硬度を有する。ライニングプレート１４は、カバープレート１１の外周側半部１１ｏと内周側半部１１ｉとの境界部の内径よりも小さい外径と、カバープレート１１の内径よりも小さい内径を有する。ライニングプレート１４は、図２に示すように、カバープレート１１の内周側半部１１ｉと押圧プレート１３との軸方向における間に配置され、両者の間から径方向内側に突出する。

【0016】

皿ばね１５は、サポートプレート１２の外周側半部１２ｏと内周側半部１２ｉとの境界部の内径よりも小さい外径と、サポートプレート１２の内径よりも小さく、かつ押圧プレート１３の内径よりも大きい内径を有する。皿ばね１５は、外周部がサポートプレート１２の内周側半部１２ｉの内面に当接すると共に内周部が押圧プレート１３に当接するように内周側半部１２ｉと押圧プレート１３との軸方向における間に圧縮された状態で配置される。これにより、皿ばね１５の剛性（ばね定数）に応じた付勢力等により押圧プレート１３とライニングプレート１４とが互いに押し付けられると共に、ライニングプレート１４とカバープレート１１の内周側半部１１ｉとが互いに押し付けられる。この結果、ライニングプレート１４は、カバープレート１１の内周側半部１１ｉおよび押圧プレート１３と摩擦係合する。

【0017】

トルク変動吸収装置１のダンパ機構２０は、いわゆる乾式ダンパであり、回転要素として、トルクリミッタ１０を介してフライホイールＦＷに連結されるドライブ部材２１（入力要素）と、トランスミッションＴＭの入力軸ＩＳに連結（固定）されるドリブン部材２２（出力要素）とを含む。更に、ダンパ機構２０は、トルク伝達要素（トルク伝達弾性体）として、ドライブ部材２１とドリブン部材２２との間で並列に作用してトルクを伝達する複数（本実施形態では、例えば２－６個）のスプリングＳＰ（第１弾性体）と、ドライブ部材２１とドリブン部材２２との間で並列に作用してトルクを伝達可能な複数（本実施形態では、スプリングＳＰと同数であり、例えば２－６個）の弾性部材ＥＭ（第２弾性体）とを含む。

【0018】

図２に示すように、ダンパ機構２０のドライブ部材２１は、複数のリベットを介して互いに固定（連結）されると共にトルクリミッタ１０のライニングプレート１４の内周部に連結される第１プレート部材２１１および第２プレート部材２１２を含む。第１プレート部材２１１は、鋼板等をプレス加工することにより形成された環状の板体であり、その外周部には、複数のリベット孔が周方向に間隔をおいて（等間隔に）配設されている。また、第１プレート部材２１１は、周方向に間隔をおいて（等間隔に）形成された複数（スプリングＳＰと同数）のスプリング収容窓２１１ｗと、複数（スプリングＳＰと同数）のトルク授受部２１１ｃ（弾性体当接部）とを含む。各スプリング収容窓２１１ｗは、スプリングＳＰの自然長に応じた周長を有し、各トルク授受部２１１ｃは、隣り合うスプリング収容窓２１１ｗの周方向における間に１つずつ形成されている。

【0019】

第２プレート部材２１２は、鋼板等をプレス加工することにより第１プレート部材２１１と同一の外径および内径を有するように形成された環状のプレス加工品である。また、第２プレート部材２１２は、第１プレート部材２１１の対応するスプリング収容窓２１１ｗと対向するように周方向に間隔をおいて（等間隔に）形成された複数（スプリングＳＰと同数）のスプリング収容窓２１２ｗと、複数（スプリングＳＰと同数）のトルク授受部２１２ｃ（弾性体当接部）とを含む。各スプリング収容窓２１２ｗも、スプリングＳＰの自然長に応じた周長を有し、各トルク授受部２１２ｃは、隣り合うスプリング収容窓２１２ｗの周方向における間に１つずつ形成されている。

【0020】

ダンパ機構２０のドリブン部材２２は、筒状部２２０と、当該筒状部２２０の軸方向における中央部付近から径方向外側に延出された環状のフランジ部２２１とを含む。筒状部２２０の内周面には、スプラインが形成されており、ドリブン部材２２は、当該スプラインを介してトランスミッションＴＭの入力軸ＩＳに一体回転するように連結（固定）される。また、ドリブン部材２２のフランジ部２２１からは、複数（スプリングＳＰと同数）の図示しないトルク授受部（弾性体当接部）がスプリングＳＰの自然長に応じた周方向における間隔をおいて径方向外側に延出されている。

【0021】

第１プレート部材２１１の各スプリング収容窓２１１ｗと、第２プレート部材２１２の各スプリング収容窓２１２ｗ内には、スプリングＳＰが１個ずつ配置される。また、各スプリングＳＰには、図２に示すように、スプリング収容窓２１１ｗ，２１２ｗへの配置に先立ってスプリングシートＳＳが装着される。スプリングシートＳＳは、対応するスプリングＳＰの一端に嵌合されると共に当該スプリングＳＰの外周面の径方向外側の領域を覆うように形成されている。更に、各スプリングＳＰの他端には、図示しないスプリングシートが嵌合される。スプリングシートＳＳ等が装着されたスプリングＳＰは、当該スプリングシートＳＳが対応するスプリング収容窓２１１ｗ，２１２ｗの内壁面等に摺接するように当該スプリング収容窓２１１ｗ，２１２ｗに配置される。ダンパ機構２０の取付状態において、ドライブ部材２１の各トルク授受部２１１ｃ，２１２ｃは、対応するスプリング収容窓２１１ｗ，２１２ｗに配置されたスプリングＳＰの一端側または他端側のスプリングシートＳＳ等に当接する。更に、ドリブン部材２２の各トルク授受部は、対応するスプリングＳＰの一端側または他端側のスプリングシートＳＳ等に当接する。これにより、ドライブ部材２１とドリブン部材２２とが複数のスプリングＳＰを介して連結される。

【0022】

本実施形態では、スプリングＳＰとして、荷重が加えられてないときに真っ直ぐに延びる軸心を有するように螺旋状に巻かれた金属材からなる直線型コイルスプリングが採用されている。これにより、アークコイルスプリングを用いた場合に比べて、スプリングＳＰを軸心に沿ってより適正に伸縮させることができる。この結果、ドライブ部材２１（入力要素）とドリブン部材２２（出力要素）との相対変位が増加していく際にスプリングＳＰからドリブン部材２２に伝達されるトルクと、ドライブ部材２１とドリブン部材２２との相対変位が減少していく際にスプリングＳＰからドリブン部材２２に伝達されるトルクとの差すなわちヒステリシスを低減化することが可能となる。ただし、スプリングＳＰとして、アークコイルスプリングが採用されてもよい。

【0023】

また、弾性部材ＥＭは、樹脂により短尺円柱状に形成されており、各スプリングＳＰの内部に１個ずつ同軸に配置される。各弾性部材ＥＭは、ドライブ部材２１への入力トルク（駆動トルク）あるいはドライブシャフトＤＳ側からドリブン部材２２に付与されるトルク（被駆動トルク）がダンパ機構２０の最大捩れ角θｍａｘに対応したトルクＴ２（第２の閾値）よりも小さい予め定められたトルク（第１の閾値）Ｔ１以上であって、ドライブ部材２１とドリブン部材２２との相対捩れ角が角度θｒｅｆ以上であるときに、複数のスプリングＳＰと並列に作用する。これにより、ダンパ機構２０に大きなトルクが伝達された際に、当該ダンパ機構２０のねじれ剛性を高めることが可能となる。加えて、ダンパ機構２０はドライブ部材２１とドリブン部材２２との相対回転を規制する図示しないストッパを含む。当該ストッパは、ドライブ部材２１への入力トルクがダンパ機構２０の最大捩れ角θｍａｘに対応した上記トルクＴ２に達すると、ドライブ部材２１とドリブン部材２２との相対回転を規制し、それに伴って、スプリングＳＰ並びに弾性部材ＥＭのすべての撓みが規制される。なお、ダンパ機構２０において、弾性部材ＥＭの数は、必ずしもスプリングＳＰの数と同数である必要はなく、スプリングＳＰよりも少ない数の弾性部材ＥＭが、複数のスプリングＳＰに対して周方向に等間隔に組み付けられてもよい。

【0024】

また、トルク変動吸収装置１のダンパ機構２０は、ドライブ部材２１とドリブン部材２２との間で摩擦力（ヒステリシストルク）を発生させる摩擦発生機構２５を含む。摩擦発生機構２５は、それぞれ筒状部Ｃおよび当該筒状部Ｃの一端から径方向外側に延出された環状のフランジ部Ｆを含む第１および第２スラスト部材２６，２７と、付勢部材としての皿ばね２８とを含む。第１スラスト部材２６の筒状部Ｃは、フランジ部Ｆがドリブン部材２２のフランジ部２２１に当接するように当該ドリブン部材２２の筒状部２２０の一端（図２における左端）により支持されると共に、ドライブ部材２１の第１プレート部材２１１の内周を回転自在に支持する。また、第２スラスト部材２７の筒状部Ｃは、フランジ部Ｆがドリブン部材２２のフランジ部２２１に当接するように当該ドリブン部材２２の筒状部２２０の他端（図２における右端）により支持されると共に、ドライブ部材２１の第２プレート部材２１２の内周を回転自在に支持する。更に、皿ばね２８は、第２スラスト部材２７のフランジ部Ｆとドライブ部材２１の第２プレート部材２１２の内周部との間に配置される。これにより、皿ばね２８の付勢力（弾性力）によって第１および第２スラスト部材２６，２７がドリブン部材２２（フランジ部２２１）に押し付けられることから、ドライブ部材２１とドリブン部材２２との間で摩擦力を発生させてドライブ部材２１の振動を減衰することが可能となる。

【0025】

上述のように構成されたトルク変動吸収装置１を含む車両Ｖでは、エンジンＥＧ（クランクシャフトＣＳ）からフライホイールＦＷに伝達されたトルクが、摩擦係合して一体に回転するトルクリミッタ１０のカバープレート１１、サポートプレート１２、押圧プレート１３、ライニングプレート１４および皿ばね１５を介してダンパ機構２０のドライブ部材２１に伝達される。ドライブ部材２１に伝達されたトルクは、複数のスプリングＳＰ（および複数の弾性部材ＥＭ）やドリブン部材２２を介して、トランスミッションＴＭの入力軸ＩＳに伝達される。この際、エンジンＥＧからのトルクの変動すなわち振動は、ダンパ機構２０の複数のスプリングＳＰ（および複数の弾性部材ＥＭ）により減衰される。更に、エンジンＥＧからトランスミッションＴＭの入力軸ＩＳにトルクが伝達される際には、摩擦発生機構２５から比較的小さい摩擦力がドライブ部材２１の第１および第２プレート部材２１１，２１２に常時付与される。これにより、エンジンＥＧからトランスミッションＴＭの入力軸ＩＳにトルクが伝達される際に、ドライブ部材２１の振動を適正に減衰してノイズや振動の発生を良好に抑制することが可能となる。

【0026】

また、トルク変動吸収装置１を含む車両Ｖでは、車輪Ｗ（トランスミッションＴＭ）側からのトルクが入力軸ＩＳに伝達されると、当該入力軸ＩＳに伝達されたトルクが、ドリブン部材２２、複数のスプリングＳＰ（および複数の弾性部材ＥＭ）、ドライブ部材２１、摩擦係合して一体に回転するトルクリミッタ１０のカバープレート１１、サポートプレート１２、押圧プレート１３、ライニングプレート１４および皿ばね１５、並びにフライホイールＦＷを介してエンジンＥＧ側に伝達される。この際、入力軸ＩＳからのトルクの変動すなわち振動は、ダンパ機構２０の複数のスプリングＳＰ（および複数の弾性部材ＥＭ）により減衰される。更に、トランスミッションＴＭの入力軸ＩＳからエンジンＥＧ側にトルクが伝達される際にも、摩擦発生機構２５から比較的小さい摩擦力がドライブ部材２１の第１および第２プレート部材２１１，２１２に常時付与される。これにより、トランスミッションＴＭの入力軸ＩＳからエンジンＥＧ側にトルクが伝達される際に、ドライブ部材２１の振動を適正に減衰してノイズや振動の発生を良好に抑制することが可能となる。

【0027】

一方、エンジンＥＧからフライホイールＦＷに伝達されるトルクあるいは車輪Ｗ（トランスミッションＴＭ）側からダンパ機構２０のドライブ部材２１に伝達されるトルク（エンジンＥＧの変動トルク）がカバープレート１１とライニングプレート１４との間および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間の摩擦係数（静摩擦係数）や、カバープレート１１、押圧プレート１３およびライニングプレート１４の作動半径、皿ばね１５の剛性（ばね定数）等から定まるトルクリミッタ１０のリミッタトルク（滑り発生トルク）Ｔｌｉｍを上回ると、カバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間に滑りを生じる。これにより、エンジンＥＧからトランスミッションＴＭ側に過大なトルクが伝達されたり、トランスミッションＴＭからエンジンＥＧ側に過大なトルクが伝達されたりするのを良好に抑制することが可能となる。

【0028】

ここで、フライホイールＦＷとダンパ機構２０との間で過大なトルクの伝達を抑制しつつトルクを適正に伝達するためには、トルクリミッタ１０のカバープレート１１とライニングプレート１４との間および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間の摩擦係数（静摩擦係数）を車両Ｖ（トルクリミッタ１０）の使用開始当初すなわちカバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との摺動回数が比較的少ない初期状態から十分に確保することが必要となる。カバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間の摩擦係数を確保するためには、カバープレート１１（内周側半部１１ｉ）の内面、押圧プレート１３のライニングプレート１４側の表面およびライニングプレート１４の両面に、酸化鉄あるいはリン酸亜鉛の被膜層を形成することも考えられる。ただし、カバープレート１１、押圧プレート１３およびライニングプレート１４に酸化鉄あるいはリン酸亜鉛の被膜層を形成しても、カバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間の摩擦係数をトルクリミッタ１０の初期状態において十分に確保し得なくなるおそれがある。

【0029】

このため、本発明者らは、カバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間の摩擦係数をトルクリミッタ１０の初期状態においても十分に確保すべく鋭意研究を行った。そして、研究の結果、本発明者らは、カバープレート１１とライニングプレート１４との間および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間に金属の粉末を介設することで、カバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間の摩擦係数を初期状態においても十分に確保し得ることを見出した。かかる研究結果を踏まえて、本実施形態のトルクリミッタ１０では、図２に示すように、カバープレート１１（内周側半部１１ｉ）とライニングプレート１４との間および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間に、熱間圧延鋼板（鋼鉄）から形成されたカバープレート１１、押圧プレート１３およびライニングプレート１４と同種の金属であるヘマタイト（酸化鉄）の粉末Ｐが介設される。また、ヘマタイトの粉末Ｐとしては、平均粒径が１μｍ以下、好ましくは、カバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との摺動により発生する摩耗粉（金属粉）の平均粒径（例えば、０．７μｍ）以下であるものが採用される。

【0030】

更に、本実施形態では、水あるいは揮発性液体にヘマタイト（酸化鉄）の粉末Ｐを混入させたスラリーをカバープレート１１、押圧プレート１３およびライニングプレート１４の少なくとも何れか１つに塗布した後に水あるいは揮発性液体を気化させることで、カバープレート１１とライニングプレート１４との間および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間にヘマタイトの粉末Ｐが介設される。ただし、ヘマタイト（酸化鉄）の粉末Ｐは、カバープレート１１、押圧プレート１３およびライニングプレート１４の少なくとも何れか１つにプレスにより圧着させられてもよい。また、カバープレート１１、押圧プレート１３およびライニングプレート１４の少なくとも何れか１つを磁化させてヘマタイト（酸化鉄）の粉末Ｐを該当するプレートに磁力により付着させてもよい。更に、ヘマタイト（酸化鉄）の粉末Ｐは、噴霧機あるいはふるい等を用いてカバープレート１１とライニングプレート１４との間および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間に介設されてもよい。

【0031】

図３に、カバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間にヘマタイト（金属）の粉末Ｐが介設されるトルクリミッタ１０の性能を評価するために本発明者らが行った試験の結果を示す。本発明者らによる試験は、トルクリミッタ１０のライニングプレート１４（第２伝達部材）に相当する環状の第１試験プレートに、カバープレート１１および押圧プレート１３（第１伝達部材）に相当する環状の第２試験プレートを所定の力で押し付けながら、第１試験プレートを所定の回転数で回転させるものである。そして、本発明者らは、複数組の第１および第２試験プレートについて試験を行い、組ごとに第１および第２試験プレートの摺動距離と第１および第２試験プレートの摩擦係数（静摩擦係数）との関係を求めた。第１および第２試験プレートの摺動距離は、第１試験プレートを回転させ始めてから滑りを生じた第１および第２試験プレートの発熱を抑制し得る時間として予め定められた試験時間が経過するまでの第１および第２試験プレートの回転距離に試験回数を乗じて得られるものである。また、第１および第２試験プレートの摩擦係数（静摩擦係数）は、第１試験プレートに対する第２試験プレートの押し付け力と、第２試験プレートの第１試験プレートとの接触部以外の部分で測定された摩擦力等から算出されるものである。

【0032】

図３において、実線は、ガス軟窒化処理が施されたＳＰＨＣ２７０から形成された第１試験プレートと、ＳＡＰＨ４４０から形成された第２試験プレートと、第１および第２試験プレート間に介設された平均粒径が０．７μｍ以下（ここでは、０．２２μｍ）であるヘマタイトの粉末Ｐとを含むトルクリミッタ１０に対応した供試品についての試験結果を示す。また、図３において、一点鎖線は、ガス軟窒化処理が施されたＳＰＨＣ２７０から形成されると共に酸化鉄の被膜を有する第１試験プレートと、ＳＡＰＨ４４０から形成されると共にリン酸亜鉛の被膜を有する第２試験プレートとを含む第１の比較例についての試験結果を示す。更に、図３において、二点鎖線は、ＳＡＰＨ４４０から形成された第１試験プレートと、ＳＡＰＨ４４０から形成された第２試験プレートと含む第２の比較例（粉体および被膜層を有さないもの）についての試験結果を示す。

【0033】

図３に示す試験結果より、ヘマタイト（金属）の粉末Ｐを含むトルクリミッタ１０では、カバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との摺動回数が比較的少ない初期状態（使用開始当初）から、カバープレート１１とライニングプレート１４との間および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間の摩擦係数（静摩擦係数）を第１および第２の比較例に比べて十分に高く（μ＝０．７５以上）に確保し得ることが理解されよう。すなわち、カバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間にヘマタイトの粉末Ｐを介設することで、カバープレート１１（内周側半部１１ｉ）とライニングプレート１４との間の真実接触面積と、押圧プレート１３とライニングプレート１４との間の真実接触面積とを理論上増加させることができる。これにより、初期状態からカバープレート１１とライニングプレート１４との間および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間の摩擦係数（静摩擦係数）を良好に確保することが可能となる。

【0034】

加えて、真実接触面積の増加により、カバープレート１１（内周側半部１１ｉ）、押圧プレート１３およびライニングプレート１４の表面粗さやうねりの影響を低減することができるので、カバープレート１１、押圧プレート１３およびライニングプレート１４の偏摩耗を良好に抑制することができる。また、トルクリミッタ１０において、粉末Ｐの平均粒径は、１μｍ以下、好ましくはカバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との摺動により発生する摩耗粉（金属粉）の平均粒径（例えば、０．７μｍ）以下とされる。これにより、カバープレート１１とライニングプレート１４との間の真実接触面積と、押圧プレート１３とライニングプレート１４との間の真実接触面積とを極めて良好に確保することが可能となる。更に、ヘマタイト（金属）の粉末Ｐは、カバープレート１１とライニングプレート１４との間および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間に比較的短時間で容易に介設可能である。従って、トルクリミッタ１０では、各プレートの表面に被膜層を形成する工程や慣らし工程等が不要となることで、被膜層が形成されたプレートを含むトルクリミッタに比べて、コストアップを良好に抑制することが可能となる。

【0035】

また、トルクリミッタ１０において、カバープレート１１および押圧プレート１３（第１伝達部材）は、ライニングプレート１４（第２伝達部材）に比べて低い硬度を有する。従ってカバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４とが相対的に摺動する際に硬度が低いカバープレート１１および押圧プレート１３を摩耗させ、それにより発生する摩耗粉（金属粉）と既存のヘマタイトの粉末Ｐとを混合させることで、カバープレート１１とライニングプレート１４との間および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間の摩擦係数（静摩擦係数）を高く保つことが可能となる。

【0036】

更に、トルクリミッタ１０において、カバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間に介設される粉末Ｐは、ライニングプレート１４に比べて低い硬度を有するカバープレート１１および押圧プレート１３と同種の金属（酸化鉄）の粉末である。これにより、粉末Ｐの特性と、カバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との相対的な摺動により発生する摩耗粉の特性とを近づけることができるので、粉末Ｐが摩耗粉で置き換えられても、トルクリミッタ１０の性能を概ね一定に保つことが可能となる。ただし、ヘマタイトの粉末Ｐは、マグネタイトの粉末で置き換えられてもよく、酸化鉄以外の金属の粉末で置き換えられてもよい。また、カバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４は、熱間圧延鋼板（鋼鉄）以外の金属により形成されてもよく、この場合も、粉末Ｐは、酸化鉄以外の金属の粉末であってもよい。

【0037】

そして、トルク変動吸収装置１は、上記トルクリミッタ１０に加えて、ダンパ機構２０を含み、ダンパ機構２０は、トルクリミッタ１０のライニングプレート１４（第２伝達部材）と一体に回転するドライブ部材２１（入力要素）と、駆動源としてのエンジンＥＧからのトルクにより駆動されるトランスミッションＴＭの入力軸ＩＳ（回転部材）と一体に回転するドリブン部材２２（出力要素）と、およびドライブ部材２１とドリブン部材２２との間でトルクを伝達するスプリングＳＰ（第１弾性体）および弾性部材ＥＭ（第２弾性体）とを含む。かかるトルク変動吸収装置１では、初期状態からカバープレート１１および押圧プレート１３とライニングプレート１４との間の摩擦係数を良好に確保し得ることから、ダンパ機構２０を包囲するトルクリミッタ１０を小径化して装置全体のコンパクト化を図ることが可能となる。

【0038】

図４は、本開示の他のトルク変動吸収装置１Ｂを示す模式図である。なお、トルク変動吸収装置１Ｂの構成要素のうち、上記トルク変動吸収装置１と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0039】

図４に示すトルク変動吸収装置１Ｂでは、トルクリミッタ１０Ｂがダンパ機構２０Ｂの径方向内側に配置される。すなわち、トルク変動吸収装置１Ｂにおいて、ダンパ機構２０Ｂは、駆動源としてのエンジンＥＧからのトルクが伝達されるドライブ部材（入力要素）２１Ｂと、ガス軟窒化処理が施された熱間圧延鋼板（本実施形態では、ＳＰＨＣ２７０）から環状に形成されてトルクリミッタ１０Ｂの第１伝達部材として機能するドリブン部材（出力要素）２２Ｂと、ドライブ部材２１Ｂとドリブン部材２２Ｂとの間でトルクを伝達する弾性体としてのスプリングＳＰや弾性部材ＥＭを含む。また、トルクリミッタ１０Ｂのカバープレート１１Ｂおよびサポートプレート１２Ｂ（第２伝達部材）は、熱間圧延鋼板（本実施形態では、ＳＡＰＨ４４０）からプレス成形により環状に形成されており、互いに一体化されると共にトランスミッションＴＭの入力軸ＩＳに一体回転するように連結（固定）される。更に、トルクリミッタ１０Ｂの押圧プレート１３Ｂ（第２伝達部材）は、熱間圧延鋼板（本実施形態では、ＳＡＰＨ４４０）からプレス成形により環状に形成されており、カバープレート１１Ｂとサポートプレート１２Ｂとの間の空間内に配置される。また、ダンパ機構２０Ｂのドリブン部材２２Ｂは、カバープレート１１Ｂの外周部と押圧プレート１３Ｂとの軸方向における間に配置されて径方向外側に突出し、カバープレート１１Ｂとドリブン部材２２Ｂとの間および押圧プレート１３Ｂとドリブン部材２２Ｂとの間には、ヘマタイト（酸化鉄）等の粉末Ｐが介設される。更に、皿ばね１５Ｂがサポートプレート１２Ｂと押圧プレート１３Ｂとの軸方向における間に圧縮された状態で配置され、皿ばね１５Ｂの剛性（ばね定数）に応じた付勢力等によりカバープレート１１Ｂの外周部および押圧プレート１３Ｂがドリブン部材２２Ｂに押し付けられる。

かかるトルク変動吸収装置１Ｂでは、トルクリミッタ１０Ｂをダンパ機構２０Ｂの径方向内側に配置して装置全体のコンパクト化を図りつつ、初期状態からカバープレート１１Ｂおよび押圧プレート１３Ｂとドリブン部材２２Ｂとの間の摩擦係数を良好に確保することが可能となる。

【0040】

以上説明したように、本開示のトルクリミッタは、駆動源（ＥＧ）からのトルクが伝達される金属製の第１伝達部材（１１，１３，２２Ｂ）と、前記第１伝達部材（１１，１３，２２Ｂ）に押し付けられる金属製の第２伝達部材（１４，１１Ｂ，１３Ｂ）とを含み、前記駆動源（ＥＧ）からのトルクが過大になると、前記第１および第２伝達部材（１１，１３，１４，２２Ｂ，１１Ｂ，１３Ｂ）間の摩擦力に抗して両者を相対的に摺動させるトルクリミッタ（１０，１０Ｂ）において、前記第１伝達部材（１１，１３，２２Ｂ）と前記第２伝達部材（１４，１１Ｂ，１３Ｂ）との間に金属の粉末（Ｐ）が介設されたものである。

【0041】

本開示のトルクリミッタでは、第１伝達部材と第２伝達部材との間に金属の粉末が介設されるので、第１伝達部材と第２伝達部材との間の真実接触面積を増加させることができる。これにより、第１伝達部材と第２伝達部材との摺動回数が比較的少ない初期状態から第１および第２伝達部材間の摩擦係数（静摩擦係数）を良好に確保することが可能となる。また、第１伝達部材と第２伝達部材との間の真実接触面積の増加により、第１および第２伝達部材の表面粗さやうねりの影響を低減することができるので、第１および第２伝達部材の偏摩耗を良好に抑制することができる。更に、金属の粉末は、第１および第２伝達部材の間に比較的短時間で容易に介設可能であり、本開示のトルクリミッタでは、第１および第２伝達部材の表面に被膜層を形成する工程や慣らし工程等が不要となることで、被膜層が形成されたプレートを含むトルクリミッタに比べて、コストアップを良好に抑制することが可能となる。

【0042】

また、前記第１伝達部材（１１，１３，２２Ｂ）および前記第２伝達部材（１４，１１Ｂ，１３Ｂ）の一方は、他方に比べて低い硬度を有してもよい。これにより、第１および第２伝達部材が相対的に摺動する際に、当該第１および第２伝達部材の硬度が低い一方を摩耗させ、それにより発生する摩耗粉と既存の金属の粉末とを混合させることで、第１および第２伝達部材間の摩擦係数を高く保つことが可能となる。

【0043】

更に、前記粉末（Ｐ）は、前記第１および第２伝達部材（１１，１３，１４，２２Ｂ，１１Ｂ，１３Ｂ）のうちの硬度が低い一方と同種の金属の粉末であってもよい。これにより、第１および第２伝達部材間に介設された金属の粉末の特性と、第１および第２伝達部材の相対的な摺動により発生する摩耗粉の特性とを近づけることができるので、金属の粉末が摩耗粉で置き換えられても、トルクリミッタの性能を概ね一定に保つことが可能となる。

【0044】

また、前記粉末（Ｐ）の平均粒径は、１μｍ以下であってもよい。これにより、第１伝達部材と第２伝達部材との間の真実接触面積を良好に確保することが可能となる。

【0045】

更に、前記第１および第２伝達部材（１１，１３，１４，２２Ｂ，１１Ｂ，１３Ｂ）は、鋼鉄により形成されてもよく、前記粉末（Ｐ）は、酸化鉄の粉末であってもよい。

【0046】

本開示のトルク変動吸収装置（１）は、上記何れかのトルクリミッタ（１０）と、前記トルクリミッタ（１０）の前記第２伝達部材（１４）と一体に回転する入力要素（２１）、前記駆動源（ＥＧ，ＣＳ）からのトルクにより駆動される回転部材（ＩＳ）と一体に回転する出力要素（２２）、および前記入力要素（２１）と前記出力要素（２２）との間でトルクを伝達する弾性体（ＳＰ，ＥＭ）を含むダンパ機構（２０）とを含み、前記トルクリミッタ（１０）の前記第１伝達部材（１１，１３）が、前記駆動源（ＥＧ）の出力軸（ＣＳ）に連結されるものである。

【0047】

かかるトルク変動吸収装置では、初期状態から第１および第２伝達部材間の摩擦係数を良好に確保し得ることから、ダンパ機構を包囲するトルクリミッタを小径化して装置全体のコンパクト化を図ることが可能となる。

【0048】

本開示の他のトルク変動吸収装置（１Ｂ）は、上記何れかのトルクリミッタ（１０Ｂ）と、前記駆動源（ＥＧ，ＣＳ）からのトルクが伝達される入力要素（２１Ｂ）、前記トルクリミッタ（１０Ｂ）の前記第１伝達部材として機能する出力要素（２２Ｂ）、および前記入力要素（２１Ｂ）と前記出力要素（２２Ｂ）との間でトルクを伝達する弾性体（ＳＰ，ＥＭ）を含むダンパ機構（２０Ｂ）とを含み、前記トルクリミッタ（１０Ｂ）の前記第２伝達部材（１１Ｂ，１３Ｂ）は、前記駆動源（ＥＧ）からのトルクにより駆動される回転部材（ＩＳ）と一体に回転するものである。かかるトルク変動吸収装置においても、初期状態から第１および第２伝達部材間の摩擦係数を良好に確保することが可能となる。

【0049】

本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本開示の発明は、トルク変動吸収装置の製造分野において利用可能である。

【符号の説明】

【0051】

１，１Ｂ トルク変動吸収装置、１０，１０Ｂ トルクリミッタ、１１，１１Ｂ カバープレート、１１ｉ 内周側半部、１１ｏ 外周側半部、１２，１２Ｂ サポートプレート、１２ｉ 内周側半部、１２ｏ 外周側半部、１３，１３Ｂ 押圧プレート、１４ ライニングプレート、１５，１５Ｂ 皿ばね、２０，２０Ｂ ダンパ機構、２１，２１Ｂ ドライブ部材、２１１ 第１プレート部材、２１１ｃ トルク授受部、２１１ｗ スプリング収容窓、２１２ 第２プレート部材、２１２ｃ トルク授受部、２１２ｗ スプリング収容窓、２２，２２Ｂ ドリブン部材、２２０ 筒状部、２２１ フランジ部、２５ 摩擦発生機構、２６ 第１スラスト部材、２７ 第２スラスト部材、２８ 皿ばね、Ｂ ボルト、Ｃ 筒状部、ＣＳ クランクシャフト、ＤＦ デファレンシャルギヤ、ＤＳ ドライブシャフト、ＥＧ エンジン、ＥＭ 弾性部材、Ｆ フランジ部、ＦＷ フライホイール、ＩＳ 入力軸、ＯＳ 出力軸、Ｐ 粉末、ＳＰ スプリング、ＳＳ スプリングシート、ＴＭ トランスミッション、Ｖ 車両、Ｗ 車輪。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】