特許 7429096 ダンパーディスク組立体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-30

(45)【発行日】2024-02-07

(54)【発明の名称】ダンパーディスク組立体

(51)【国際特許分類】

   B60K 5/12 20060101AFI20240131BHJP

   B60K 1/00 20060101ALI20240131BHJP

   F16D 13/64 20060101ALI20240131BHJP

   F16F 15/134 20060101ALI20240131BHJP

   F16F 15/139 20060101ALI20240131BHJP

【ＦＩ】

B60K5/12 H

B60K1/00

F16D13/64 A

F16F15/134 A

F16F15/134 D

F16F15/139 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019004871

(22)【出願日】2019-01-16

(65)【公開番号】P2020111266

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2021-11-19

【審判番号】

【審判請求日】2023-03-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000149033

【氏名又は名称】株式会社エクセディ

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】河原 裕樹

【合議体】

【審判長】小川 恭司

【審判官】内田 博之

【審判官】尾崎 和寛

(56)【参考文献】

【文献】実公昭４８－１５７２３（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２００４－３５３７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１６７７３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F16D 13/64

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動源からのトルクが入力される入力側プレートと、
前記入力側プレートに相対回転自在に設けられた出力側プレートと、
前記入力側プレートと前記出力側プレートとを回転方向に弾性的に連結する複数の弾性部材を有するダンパー機構と、
を備え、
前記ダンパー機構は、前記入力側プレートに対する前記出力側プレートの中立時からの第１回転方向への回転を禁止し、前記入力側プレートに対する前記出力側プレートの前記中立時からの第２回転方向への回転を許容するストッパ機構を有し、
前記ダンパー機構は、前記入力側プレートから前記出力側プレートへのトルク伝達時には前記両プレート間の捩れを禁止し、前記出力側プレートから前記入力側プレートへのトルク伝達時には前記複数の弾性部材が圧縮されることにより得られる所定の捩り特性で前記両プレート間の捩れを許容する、
ダンパーディスク組立体。

【請求項2】

前記複数の弾性部材は、予め弾性変形された状態で装着されて予荷重が与えられている、請求項１に記載のダンパーディスク組立体。

【請求項3】

前記ダンパー機構は、前記入力側プレートと前記出力側プレートとの相対回転時に回転方向の摩擦力を発生するヒステリシストルク発生機構を有する、請求項１又は２に記載のダンパーディスク組立体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダンパーディスク組立体に関する。

【背景技術】

【0002】

ダンパーディスク組立体は、自動車等の車両において、エンジンや電動機を含む駆動源と車輪との間の動力伝達経路に設けられている。ダンパーディスク組立体は、一般に、トルクが入力されるクラッチプレート及びリティニングプレートを有する入力側プレートと、トランスミッションの入力軸に結合されるスプラインハブと、を有している。入力側プレートとスプラインハブとは、複数のトーションスプリングによって回転方向に弾性的に連結されている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－３３６８３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電気自動車やハイブリッド車両では、駆動源として電動機が用いられる。電動機は慣性量が大きいために、例えば出力軸から車体や路面を加振源とした振動が入力されると、電動機の慣性を主慣性とする共振が発生する場合がある。

【0005】

前記のような共振を抑えるためには、動力伝達経路中にダンパー機構を設けることが有効である。しかし、ダンパー機構を設けると、駆動源からの駆動力は、複数のスプリングを含むダンパー機構を介して車輪に伝達されるので、ドライバビリティを損なうことになる。したがって、ドライバビリティを良好に維持するためには動力伝達系の剛性は高い方が望ましい。

【0006】

以上のように、共振による過大トルクを抑えるためには適度な剛性を有するダンパー機構を設けることが好ましいが、ドライバビリティを良好に維持するためには動力伝達系は極力高い剛性にする方が好ましい、という背反する要求がある。

【0007】

本発明の課題は、被駆動側からの振動に起因する過大トルクを低減し、しかも良好なドライバビリティを確保することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明に係るダンパーディスク組立体は、駆動源からのトルクが入力される入力側プレートと、入力側プレートに相対回転自在に設けられた出力側プレートと、入力側プレートと出力側プレートとを回転方向に弾性的に連結する複数の弾性部材を有するダンパー機構と、を備えている。ダンパー機構は、入力側プレートから出力側プレートへのトルク伝達時には両プレート間の捩れを禁止し、出力側プレートから入力側プレートへのトルク伝達時には所定の捩り特性で両プレート間の捩れを許容する。

【0009】

ここでは、ダンパー機構において、駆動側の捩り特性（入力側から出力側にトルクが伝達される際の捩り特性）は、リジッドである。すなわち、入力側プレートにトルクが入力された場合、入力側プレートと出力側プレートとの間において捩れ（相対回転）なしに、トルクはダイレクトに出力側プレートに伝達される。したがって、良好なドライバビリティが確保される。

【0010】

一方、被駆動側の捩り特性（出力側から入力側にトルクが伝達される際の捩り特性）は、所定の捩り特性で伝達される。このため、ダンパー機構の本来の機能が作用する。したがって、ダンパー機構の剛性、すなわち捩り特性を適切に調整することによって、被駆動側の加振源からの振動に起因する共振を、常用の回転数領域外に設定することができる。このため、常用する運転状況において過大なトルクが入力側に伝達されるのを抑えることができる。したがって、駆動系全体を保護でき、また部品の小型化が可能になる。

【0011】

（２）好ましくは、複数の弾性部材は、予め弾性変形された状態で装着されて予荷重が与えられている。

【0012】

例えば、車両が下り坂を下るとき（すなわち、被駆動側から駆動側への逆トルク伝達時の初期）においては、弾性部材が弾性変形してダンパー機構が作動すると、歯打ち音が発生する場合がある。そこで、複数の弾性部材に予荷重を与えておくことによって、過大なトルクが作用したときのみにダンパー機構を作動させることができる。このため、歯打ち音等の異音を抑えることができる。

【0013】

（３）好ましくは、ダンパー機構は、入力側プレートに対する出力側プレートの中立時からの第１回転方向への回転を禁止し、入力側プレートに対する出力側プレートの中立時からの第２回転方向への回転を許容するストッパ機構を有する。

【0014】

ここでは、ストッパ機構によって、駆動側の捩り特性をリジッドに設定し、また被駆動側の捩り特性を適切な捩り特性に設定することができる。

【0015】

（４）好ましくは、ダンパー機構は、入力側プレートと出力側プレートとの相対回転時に回転方向の摩擦力を発生するヒステリシストルク発生機構を有する。

【0016】

ここでは、被駆動側の捩り特性はヒステリシストルクを有しているので、トルク変動を効果的に抑えることができる。

【0017】

（５）好ましくは、駆動源は少なくとも電動機を含む。

【発明の効果】

【0018】

以上のような本発明では、被駆動側からの振動に起因する過大トルクを低減できるので、駆動系全体の保護、及び部品の小型化が可能になる。また、本発明では、良好なドライバビリティを確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態によるダンパーディスク組立体が搭載された車両のブロック図。

【図2】本発明の一実施形態によるダンパーディスク組立体の断面構成図。

【図3】ダンパーディスク組立体の正面図。

【図4】第１スペーサの断面部分図。

【図5】第１スペーサの正面部分図。

【図6】第２スペーサ及びフリクションワッシャの断面部分図。

【図7】ダンパーディスク組立体の捩り特性線図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

［全体構成］
図１は、本発明の一実施形態によるダンパーディスク組立体が搭載された車両のブロック図である。ここでは、駆動源としての電動機１からのトルクは、ダンパーディスク組立体２を通して変速機３に伝達され、その後車輪４に伝達される。

【0021】

［ダンパーディスク組立体２］
図２及び図３は、本発明の一実施形態によるダンパーディスク組立体２を示している。図２は断面構成図であり、図３は正面図である。図２において、Ｏ－Ｏ線が回転中心線である。

【0022】

［全体構成］
図において、ダンパーディスク組立体２は、クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２（入力側プレートの一例）と、スプラインハブ１３（出力側プレートの一例）と、ダンパー機構１４と、を備えている。

【0023】

［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、ともに円板状に形成されており、軸方向に所定の隙間を介して対向して配置されている。クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２は、外周部がストップピン１６により、また内周部がスタッドピン１７により固定されている。このため、クラッチプレート１１とリティニングプレート１２とは、相対回転不能であり、かつ互いに軸方向に移動不能である。また、クラッチプレート１１の外周部は、電動機側の部材１８にリベット１９によって連結可能である。したがって、電動機側の部材１８から、クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２にトルクが入力される。

【0024】

クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２には、それぞれ６つのスプリング支持部１１ａ，１２ａが形成されている。このスプリング支持部１１ａ，１２ａは互いに離れるように（軸方向外側に）膨らむように形成されている。

【0025】

［スプラインハブ１３］
スプラインハブ１３は、ハブ２０と、フランジ２１と、を有している。スプラインハブ１３は、クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２に対して、基本的には相対回転自在である（詳細は後述する）。ハブ２０は、その中心部にスプライン孔２０ａを有している。このスプライン孔２０ａが、図示しない変速機３の入力軸に形成されたスプライン軸に噛み合い可能である。フランジ２１は、ハブ２０のほぼ軸方向の中央部から径方向外方に延びて形成されている。フランジ２１は円板状であり、フランジ２１の外周には、円周方向に延びる６つの窓孔２１ａが等間隔に形成されている。窓孔２１ａは、クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２のスプリング支持部１１ａ，１２ａに対応する位置に形成されている。なお、フランジ２１には、スタッドピン１７が貫通し、かつ所定の角度範囲で回転し得るように、円周方向に長い長孔２１ｂが形成されている。

【0026】

［ダンパー機構１４］
ダンパー機構１４は、複数のトーションスプリング２４と、ストッパ機構２５と、ヒステリシストルク発生機構２６と、を有している。

【0027】

複数のトーションスプリング２４は、６ヵ所の窓孔２１ａ及びスプリング支持部１１ａ，１２ａに収容されている。それぞれのトーションスプリング２４は、予め圧縮された状態で収容されている。すなわち、各トーションスプリング２４には予荷重が与えられている。

【0028】

ストッパ機構２５は、ストッパ用切欠２８と、前述のストップピン１６と、によって構成されている。ストッパ用切欠２８は、フランジ２１の外周部において、隣接する窓孔２１ａの間の外周部に形成されている。ストッパ用切欠２８は径方向外方に開いている。そして、ストップピン１６はストッパ用切欠２８を通過している。ここで、トルクが伝達されていない中立時においては、ストップピン１６はストッパ用切欠２８の一方の端面２８ａに当接している。

【0029】

このような構成のダンパー機構１４では、クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２からスプラインハブ１３へのトルク伝達時（すなわち、駆動トルク伝達時）には、クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２とスプラインハブ１３との捩れ（相対回転）が、ストッパ機構２５によって禁止される。また、スプラインハブ１３からクラッチプレート１１及びリティニングプレート１２へのトルク伝達時（すなわち、被駆動トルク伝達時）には、所定の捩り特性で、クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２とスプラインハブ１３との間の捩れ（相対回転）が許容される。

【0030】

ヒステリシストルク発生機構２６は、スプラインハブ１３のフランジ２１と、クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２と、の軸方向間の内周部に配置されている。より詳細には、前述のように、クラッチプレート１１とリティニングプレート１２とは、複数のスタッドピン１７によって連結されている。これらのスタッドピン１７によって、クラッチプレート１１とリティニングプレート１２との軸方向の間隔が所定の寸法に規制されており、この軸方向スペースにヒステリシストルク発生機構２６が設けられている。

【0031】

ヒステリシストルク発生機構２６は、第１スペーサ３１、第２スペーサ３２、フリクションワッシャ３４及び第３スペーサ３３を有している。すなわち、リティニングプレート１２の内周部とフランジ２１の内周部との間に、リティニングプレート１２側から順に、環状の第１スペーサ３１、第２スペーサ３２、及びフリクションワッシャ３４が配置されている。また、クラッチプレート１１の内周部とフランジ２１の内周部との間に第３スペーサ３３が配置されている。なお、これらの各部材３１，３２，３３，３４には、それぞれスタッドピン１７が貫通する孔（図５参照）が形成されており、これにより、各部材は自由に回転することが禁止されている。

【0032】

第１スペーサ３１は、環状に形成されたプレート部材であり、外周部がリティニングプレート１２によって支持されている。そして、この第１スペーサ３１には、図４及び図５に示すように、内周部において軸方向の一方側に突出する複数のリブ３１ａが所定の間隔で形成されている。この複数のリブ３１ａは、スタッドピン１７が貫通する複数の孔３１ｂの形成された角度位置とずれた角度位置に、すなわち隣接する孔３１ｂの間に位置するように形成されている。

【0033】

第２スペーサ３２は、第１スペーサ３１と同様に、環状に形成されたプレート部材である。また、この第２スペーサ３２においても、図６に示すように、内周部において軸方向の一方側に突出する複数のリブ３２ａが所定の間隔で形成されており、第１スペーサ３１と同様に、隣接するスタッドピン貫通孔（図示せず）の間に位置している。そして、この第２スペーサ３２とフリクションワッシャ３４とは、図６に示すように、互いに接着されている。なお、フリクションワッシャ３４は環状の樹脂成型品である。

【0034】

図２から明らかなように、第１スペーサ３１及び第２スペーサ３２は、互いのリブ３１ａ，３２ａが当接するように、すなわち第１スペーサ３１はリブ３１ａが第２スペーサ３２側に向くように、かつ第２スペーサ３２はリブ３２ａが第１スペーサ３１側に向くように配置されている。

【0035】

また、第３スペーサ３３は、リブ高さのみが第１スペーサ３１と異なり、他の構造は第１スペーサ３１と全く同様である。

【0036】

このような構造において、スタッドピン１７によって設定される軸方向スペースＳと、ヒステリシストルク発生機構２６を構成する各部材３１～３４、フランジ２１及び入力側の両プレート１１，１２の自由状態におけるトータルでの軸方向厚みＴとは、Ｔ＞Ｓとなるように設定されている。したがって、ヒステリシストルク発生機構２６を構成する各部材は、組み付けられた状態では、各スペーサ３１～３３のリブの弾性変形等により、互いに圧接されている。

【0037】

［動作］
＜電動機１側からのトルク伝達時＞
電動機１側からのトルクがクラッチプレート１１に入力されると、このトルクは、ストッパ機構２５を介してスプラインハブ１３に直接入力される。すなわち、トルクは複数のトーションスプリング２４を介さずに伝達されるので、捩り特性としては、図７の特性Ｃ１に示すようなリジッドな捩り特性となる。

【0038】

より詳細には、中立時、すなわちトルクが入力されていない状態（中立時）では、ストップピン１６はストッパ用切欠２８の端面２８ａに当接している。したがって、この中立時において、クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２に電動機１側から正側トルク（すなわち、車両における前進駆動のためのトルク）が入力されると、入力されたトルクは、クラッチプレート１１及びリティニングプレート１２→ストップピン１６→ストッパ用切欠２８（その端面２８ａ）→スプラインハブ１３の経路で、トーションスプリング２４を介さずにスプラインハブ１３に伝達される。

【0039】

ここでは、駆動側からのトルクは、リジッドな捩り特性を有するダンパーディスク組立体２を介して出力側に伝達される。このため、ドライバビリティが良好になる。したがって、例えば、アクセルの駆動力要求に対して遅れのない素早い対応が可能になる。

【0040】

＜車輪４側からのトルク伝達時＞
車輪等の被駆動側からトルクが入力された場合は、このトルクはダンパー機構１４を介して入力側に伝達される。この場合は、捩り特性としては、図７の特性Ｃ２に示すような捩り特性となる。

【0041】

より詳細には、中立時において、スプラインハブ１３側から逆トルクが入力されると、入力されたトルクは、スプラインハブ１３からトーションスプリング２４を介してクラッチプレート１１及びリティニングプレート１２に伝達される。すなわち、スプラインハブ１３とクラッチプレート１１及びリティニングプレート１２との間では、トーションスプリング２４が作動することによって捩れ（相対回転）が発生する。そして、この捩れによって、ヒステリシストルクが発生する。

【0042】

以上のように、被駆動側から逆トルクが入力された場合は捩り特性Ｃ２でダンパー機構１４が作動する。したがって、トルク変動が大きくトルクが正負を跨ぐ場合、被駆動側からの駆動システムは、図７の破線Ｃ３で示す等価剛性から計算される固有振動数を持つことになる。このため、この等価剛性を適切に調整し、設定することによって、被駆動側の加振源からの共振点を所望の領域（常用回転数域外）に設定することができる。したがって、共振による過大トルクを抑えることができ、駆動系全体の保護を図ること、及び部品の小型化が可能になる。

【0043】

［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。

【0044】

（ａ）前記実施形態では、ダンパーディスク組立体を駆動源と変速機との間に配置したが、変速機内や、変速機と車輪との間に設けてもよい。また、システムとして、変速機を用いずに減速機を有する場合にも、本発明を同様に適用することができる。

【0045】

（ｂ）ダンパー機構に含まれるヒステリシストルク発生機構は、前記実施形態に限定されるものではなく、種々の構成を採用可能である。

【0046】

（ｃ）前記実施形態では、駆動源として電動機を例にとって説明したが、エンジン及び電動機を併用したハイブリッド車両にも本発明と同様に適用することができる。

【符号の説明】

【0047】

１ 電動機（駆動源）
２ ダンパーディスク組立体
１１ クラッチプレート（入力側プレート）
１２ リティニングプレート（入力側プレート）
１３ スプラインハブ（出力側プレート）
１４ ダンパー機構
２４ トーションスプリング
２５ ストッパ機構
２６ ヒステリシストルク発生機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】