JP2001082577A - トルクコンバータ用ロックアップ装置 - Google Patents

トルクコンバータ用ロックアップ装置

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JP2001082577A
JP2001082577A JP26343399A JP26343399A JP2001082577A JP 2001082577 A JP2001082577 A JP 2001082577A JP 26343399 A JP26343399 A JP 26343399A JP 26343399 A JP26343399 A JP 26343399A JP 2001082577 A JP2001082577 A JP 2001082577A
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piston
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front cover
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    • F16H45/00Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches
    • F16H45/02Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F16H2045/0221Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type with damping means
    • F16H2045/0226Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type with damping means comprising two or more vibration dampers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2045/0221Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type with damping means
    • F16H2045/0226Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type with damping means comprising two or more vibration dampers
    • F16H2045/0231Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type with damping means comprising two or more vibration dampers arranged in series

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクコンバータ用ロックアップ装置におい
て特別な不具合を生じさせることなく、捩り特性を広角
化する。 【解決手段】 トルクコンバータ用ロックアップ装置5
は、トルクコンバータ1のフロントカバー2とタービン
10との間の空間に配置され、両者を機械的に接続する
ための装置である。ロックアップ装置5は、ピストン4
8と、ドリブンプレート42と、第1弾性部材44と、
第2弾性部材45と、中間部材43とを備えている。ピ
ストン48は軸方向に移動可能でフロントカバー2に連
結可能である。第1弾性部材44はピストン48に設け
られている。ドリブンプレート42はタービン10に固
定されている。第2弾性部材45はドリブンプレート4
2に設けられている。中間部材43は第1弾性部材44
を介してピストン48に対して回転方向に連結され、第
2弾性部材45を介してドリブンプレート42に対して
回転方向に対して連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トルクコンバータ
用ロックアップ装置、特に、フロントカバーに直接連結
されるピストンを有するトルクコンバータ用ロックアッ
プ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】トルクコンバータは、3種の羽根車(イ
ンペラー、タービン、ステータ)を内部に有し、内部の
作動油の循環によってトルクを伝達する装置である。イ
ンペラーは入力側回転体に連結されたフロントカバーに
固定されている。タービンはトランスミッション入力シ
ャフトに連結されている。インペラーが回転すると、イ
ンペラーからタービンに向かって作動油が流れ、タービ
ンが回転させられる。この結果、タービンから入力シャ
フトにトルクが出力される。
【0003】ロックアップ装置は、タービンとフロント
カバーとの間に配置されており、フロントカバーとター
ビンを機械的に連結することで直接トルクを伝達するた
めの装置である。通常、ロックアップ装置は、フロント
カバーに摩擦連結可能なピストンと、ピストンに固定さ
れるリティーニングプレートと、リティーニングプレー
トに支持されるトーションスプリングと、トーションス
プリングによってピストンに回転方向に弾性的に連結さ
れるドリブンプレートとを有している。ドリブンプレー
トはタービンに固定されている。
【0004】ピストンは、フロントカバーとタービンと
の間の空間を軸方向に分割しており、軸方向両側の油圧
差によって軸方向に移動可能である。そして、ピストン
の外周部に環状に張られた摩擦フェーシングがフロント
カバーの平坦な摩擦面に押し付けられると、フロントカ
バーのトルクがロックアップ装置に伝達される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のロックアッ
プ装置では、トーションスプリングとしては円周方向に
複数並べられたコイルスプリングが用いられている。こ
れらコイルスプリングは、フロントカバーの最外周部分
においてリティーニングプレートによって支持されてお
り、その結果フロントカバーとタービンとの最外周部分
間のスペースを有効に利用することができる。
【0006】ロックアップ連結時にエンジンから入力さ
れるトルク変動を吸収・減衰するためには、トーション
スプリングの低剛性化・広捩じり角化が必要である。し
かし、従来のロックアップ装置では、コイルスプリング
がピストンの最外周部分に対応して配置されているた
め、捩り角度を広くするためにはコイルスプリングを円
周方向に長くする必要がある。その一方でコイルスプリ
ングを円周方向に長くすると、圧縮時にコイルスプリン
グがリティーニングプレートに摺動しやすくなり、高ヒ
ステリシストルクが発生してしまう。このような問題が
あるため、従来のロックアップ装置において捩り特性の
広角化を実現できない。
【0007】本発明の目的は、トルクコンバータ用ロッ
クアップ装置において特別な不具合を生じさせることな
く、捩り特性を広角化することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のトルク
コンバータ用ロックアップ装置は、トルクコンバータの
フロントカバーとタービンとの間の空間に配置され、両
者を機械的に接続するための装置である。ロックアップ
装置はピストンと第1弾性部材とドリブン部材と第2弾
性部材と中間部材とを備えている。ピストンは軸方向に
移動可能でフロントカバーに連結可能である。第1弾性
部材はピストンに設けられている。ドリブン部材はター
ビンに固定されている。第2弾性部材はドリブン部材に
設けられている。中間部材は、第1弾性部材を介してピ
ストンに対して回転方向に連結され、第2弾性部材を介
してドリブン部材に対して回転方向に連結されている。
【0009】請求項1に記載のトルクコンバータ用ロッ
クアップ装置では、第1弾性部材と第2弾性部材は間に
中間部材を介して直列に作用するようになっている。こ
のため、ロックアップ装置のダンパー捩り角度は従来に
比べて広くなっている。請求項2に記載のトルクコンバ
ータ用ロックアップ装置では、請求項1において、第2
弾性部材は第1弾性部材の内周側に配置されている。
【0010】請求項3に記載のトルクコンバータ用ロッ
クアップ装置では、請求項1又は2において、第2弾性
部材は回転方向に直列に配置された1対のばねを含んで
いる。請求項4に記載のトルクコンバータ用ロックアッ
プ装置は、トルクコンバータのフロントカバーとタービ
ンとの間の空間に配置され、両者を機械的に接続するた
めのものであり、第1アッセンブリーと第2アッセンブ
リーとを備えている。第1アッセンブリーは、軸方向に
移動可能で前記フロントカバーに連結可能な摩擦面を有
するピストンと、ピストンの摩擦面と反対側に固定され
たリティーニングプレートと、リティーニングプレート
に保持され円周方向に配置された複数の第1弾性部材と
を有する。第2アッセンブリーは第1アッセンブリーと
タービンとの間の空間に配置されている。第2アッセン
ブリーは、タービンに固定されたドリブン部材と、第1
弾性部材の円周方向両端間に軸方向から挿入されて当接
可能な係合部を有する中間部材と、ドリブン部材と中間
部材とを回転方向に弾性的に連結するための第2弾性部
材とを有する。
【0011】請求項4に記載のトルクコンバータ用ロッ
クアップ装置では、第1アッセンブリーと第2アッセン
ブリーとは互いに軸方向に移動させることで、組み付け
及び分解が可能である。
【0012】
【発明の実施の形態】図1に、本発明の一実施形態とし
てのロックアップ装置5が採用されたトルクコンバータ
1の部分縦断面概略図を示す。図1の左側にはエンジン
(図示せず)が配置され、図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。図2にロックアップ
装置5の平面図を示し、図3にその断面図を示す。図2
における矢印R1側がトルクコンバータ1やロックアッ
プ装置5の回転方向駆動側であり、矢印R2側がその反
対側である。また、図1に示すO−Oがトルクコンバー
タ1及びロックアップ装置5の回転軸線である。
【0013】トルクコンバータ1は、エンジン側のクラ
ンクシャフト(図示せず)からトランスミッションの入
力シャフトにトルクを伝達するための装置であり、入力
側の部材に固定されるフロントカバー2と、3種の羽根
車(インペラー9、タービン10、ステータ11)から
なるトルクコンバータ本体3と、ロックアップ装置5と
から構成されている。
【0014】フロントカバー2は、円板状の部材であ
り、その外周部には軸方向トランスミッション側に突出
する外周筒状部8が形成されている。外周筒状部8はイ
ンペラー9のインペラーシェル12に溶接によって固定
されている。インペラー9は、インペラーシェル12
と、その内側に固定された複数のインペラーブレード1
3と、インペラーシェル12の内周側に設けられた筒状
のインペラーハブ21とから構成されている。タービン
10は流体室内でインペラー9に対向して配置されてい
る。タービン10は、タービンシェル14と、タービン
シェル14に固定された複数のタービンブレード15
と、タービンシェル14の内周側に固定されたタービン
ハブ16とから構成されている。タービンハブ16は外
周側に延びるフランジ16aを有しており、このフラン
ジ16aにタービンシェル14の内周部が複数のリベッ
ト17によって固定されている。また、タービンハブ1
6の内周部には、図示しないトランスミッションの入力
シャフトがスプライン係合している。
【0015】ステータ11は、インペラー9とタービン
10の内周部間に配置され、タービン10からインペラ
ー9へと戻る作動油を整流するための機構である。ステ
ータ11は環状のステータキャリア18と、その外周面
に設けられた複数のステータブレード19とから主に構
成されている。ステータキャリア18は、ワンウエイク
ラッチ20を介して図示しない固定シャフトに支持され
ている。なお、フロントカバー2とタービンハブ16と
の軸方向間には第1スラストベアリング31が設けら
れ、タービンハブ16とステータ11との間には第2ス
ラストベアリング32が設けられ、ステータ11とイン
ペラーハブ21との間には第3スラストベアリング33
が設けられている。各スラストベアリング31〜33に
おいては、半径方向に作動油が流通可能なポートが形成
されている。
【0016】ロックアップ装置5は、フロントカバー2
とタービン10との間の環状の空間に配置されている。
ロックアップ装置5は、主に、入力部材41と、ドリブ
ンプレート42と、中間部材43と、第1弾性部材44
と、第2弾性部材45とから構成されている。入力部材
41はピストン48とリティーニングプレート49とか
ら構成されている。ピストン48は主に円板形状のピス
トン本体50から構成されている。ピストン本体50は
フロントカバー2とタービン10との間の空間を軸方向
に2分割するように半径方向に延びる円板状かつ環状の
部材である。ピストン本体50の外周部は環状平坦な摩
擦連結部51となっている。摩擦連結部51の軸方向エ
ンジン側には摩擦フェーシング52が設けられている。
この摩擦フェーシング52に対向して、フロントカバー
2には平坦な摩擦面が形成されている。さらに、摩擦連
結部51の外周側すなわちピストン本体50の外周縁に
は、軸方向トランスミッション側に延びる筒状部53が
設けられている。また、ピストン本体50の内周縁には
軸方向トランスミッション側に延びる内周筒状部54が
設けられている。内周筒状部54の内周面はタービンハ
ブ16の外周面に対して軸方向及び回転方向に移動可能
に支持されている。なお、内周筒状部54の先端がター
ビンハブ16の一部に当接した状態でピストン48がそ
れ以上軸方向トランスミッション側に移動するのは規制
される。内周筒状部54とタービンハブ16の外周面と
の間にはシールリングが設けられている。
【0017】このようにして、フロントカバー2とピス
トン48との間には、空間Aが形成されている。空間A
の外周部は摩擦フェーシング52がフロントカバー2に
当接した状態で遮断され、空間Aの内周部は第1スラス
トベアリング31において形成されたポートを介して図
示しない入力シャフトに形成された油路に連通してい
る。
【0018】リティーニングプレート49は、摩擦連結
部51の軸方向トランスミッション側すなわち筒状部5
3の内周側に配置されている。リティーニングプレート
49は板金製の環状の部材である。リティーニングプレ
ート49の役割は第1弾性部材44の保持を行うことに
ある。リティーニングプレート49の環状本体部56
は、内周部が複数のリベット61によってピストン本体
50に固定されている。本体部56の外周縁には、軸方
向トランスミッション側に延びる筒部57が形成されて
いる。筒部57は筒状部53に沿って延び筒状部53の
内周面に近接又は当接している。また、筒部57は先端
部分が半径方向内側に僅かに曲げられ、後述の第1弾性
部材44の軸方向トランスミッション側を支持するよう
になっている。筒部57においては円周方向に等間隔で
外周側切り曲げ部59が形成されている。外周側切り曲
げ部59は、筒部57の先端を切って半径方向内側に曲
げた部分である。さらに、外周側切り曲げ部59に対応
して、本体部56には第1内周側切り起こし部60が形
成されている。第1内周側切り起こし部60は、本体部
56から切り起こされた部分であり、軸方向トランスミ
ッション側へ延びている。さらに、本体部56には、各
第1内周側切り起こし部60の円周方向方向間に対応す
る位置に第2内周側切り起こし部58が形成されてい
る。第2内周側切り起こし部58は本体部56から切り
起こされ軸方向トランスミッション側に延びている。
【0019】各第1弾性部材44は大コイルスプリング
と小コイルスプリングとの組合せからなる。各第1弾性
部材44は、リティーニングプレート49の第1内周側
切り起こし部60と外周側切り曲げ部59からなる各対
の円周方向間に配置されている。この結果、第1弾性部
材44の円周方向両端は外周側切り曲げ部59と第1内
周側切り起こし部60とに当接し支持されている。ま
た、第1弾性部材44の半径方向外側は筒部57によっ
て支持され、半径方向内側は第2内周側切り起こし部5
8によって支持されている。このようにして、第1弾性
部材44は、半径方向両側及び軸方向エンジン側、さら
には円周方向両端がリティーニングプレート49によっ
て支持されている。
【0020】中間部材43について説明する。中間部材
43は、ピストン本体50とタービンシェル14との間
に配置された環状かつ円板状のプレート部材である。中
間部材43は主に第1プレート64と第2プレート65
とから構成されている。第1プレート64と第2プレー
ト65は軸方向に間隔を開けて配置されている。第1プ
レート64が軸方向エンジン側であり、第2プレート6
5が軸方向トランスミッション側である。第1プレート
64は外周部がその内周側部分に比べて軸方向トランス
ミッション側に配置されており、第2プレート65の外
周部85に当接している。外周部84,85は円周方向
に配置された複数のリベット66によって互いに固定さ
れている。第1プレート64の外周部には軸方向エンジ
ン側に延びる複数の係合部69が設けられている。係合
部69は、筒状部53と第1内周側切り起こし部60の
半径方向間に延び、その円周方向両端は各第1弾性部材
44の円周方向両端に当接している。
【0021】第1及び第2プレート64,65の半径方
向中間部にはそれぞれ角窓67,68が形成されてい
る。角窓67,68は、図2から明らかなように、比較
的円周方向に長く弧状に延びる窓孔であり、その半径方
向両側には軸方向に起こされた起こし部が形成されてい
る。ドリブンプレート42は、環状かつ円板状の部材で
あり、円板状本体75とその内周側の取り付け部76と
から構成されている。取り付け部76は本体75に比較
して軸方向トランスミッション側に位置している。取り
付け部76は前述の複数のリベット17によってタービ
ンハブ16のフランジ16aに固定されている。本体7
5は第1プレート64と第2プレート65との間に配置
されている。本体75には、角窓67,68に対応して
窓孔77が形成されている。窓孔77は軸方向に貫通す
る孔であり、この実施形態においては比較的円周方向に
長い弧状となっている。
【0022】第2弾性部材45は窓孔77及び角窓6
7,68にそれぞれ配置されている。第2弾性部材45
は、1対のコイルスプリング70,71と、その間に配
置された中間フロート体72とから構成されている。こ
のように1対のコイルスプリング70,71が直列に作
用することで捩り角度が広くなっている。各第2弾性部
材45は、窓孔77及び角窓67,68によって円周方
向両端及び半径方向両側を支持されている。さらに、第
2弾性部材45は角窓67,68の起こし部によって軸
方向への飛び出しを制限されている。
【0023】第1プレート64とドリブンプレート42
との間には第1スペーサ81が配置され、第2プレート
65とドリブンプレート42との間には第2スペーサ8
2が配置されている。第1及び第2スペーサ81,82
は、それぞれ環状かつ円板状の部材であり、窓孔77に
対応した孔が形成されている。これらスペーサ81,8
2によって第1プレート64、第2プレート65、ドリ
ブンプレート42の軸方向位置が定められている。な
お、第2プレート65の内周面はドリブンプレート42
の取り付け部76の外周面によって半径方向に支持され
ている。これにより、中間部材43はドリブンプレート
42に対してセンタリングされている。
【0024】以上の述べたロックアップ装置5について
さらに別の観点から説明する。ロックアップ装置5は主
に第1アッセンブリー61と第2アッセンブリー62と
から構成されている。各アッセンブリー61,62はそ
れぞれ別の組立体であり、トルクコンバータに組み込ま
れた状態では全体として1つのロックアップ装置5を構
成するが、製造及び搬送の段階ではそれぞれ別個独立の
組立体として取り扱うことが可能である。第1アッセン
ブリー61は前述のピストン48とリティーニングプレ
ート49と第1弾性部材44とから構成されている。第
2アッセンブリー62はドリブンプレート42と中間部
材43と第2弾性部材45とから構成されている。第1
アッセンブリー61と第2アッセンブリー62との連結
は、第1弾性部材44の円周方向間に第1プレート64
の係合部69を軸方向から挿入することで行われる。こ
のように第1及び第2アッセンブリー61,62の連結
は両部材の軸方向移動のみで行われ、その離脱も軸方向
の移動で行われる。このようにして両アッセンブリー6
1,62の組み付け性及び分解性が良い。
【0025】以上の構造により、第1アッセンブリー6
1は、この実施形態に示すように従来のドリブンプレー
トの代わりに第2アッセンブリー62用いた本機構に用
いることもできるし、従来の構造に使用することができ
る。すなわち、2種類のトルクコンバータに対して第1
アッセンブリーは同一のものを使用することができ、全
体のコストが低下する。
【0026】次に、第2アッセンブリー62の第1アッ
センブリー61に対する位置関係を詳細に説明する。第
2弾性部材45は第1弾性部材44に比べて内周側に配
置されている。すなわち、第2弾性部材45はピストン
48の半径方向中間部の軸方向トランスミッション側に
配置されており、リティーニングプレート49より内周
側に配置されているため、第2弾性部材45はピストン
本体50が露出した部分に近接している。このようにし
て、第2弾性部材45の半径方向寸法を十分に大きくで
きる。
【0027】第1及び第2プレート64,65の外周部
84,85は、第1内周側切り起こし部60及び第2内
周側切り起こし部58の軸方向トランスミッション側ま
で延びて配置されている。また、外周部84,85の外
周縁は第1弾性部材44の半径方向中心付近に位置して
いる。以上に述べた構造によって、第1アッセンブリー
61と第2アッセンブリー62とが互いに干渉しないよ
うにコンパクトに配置され、半径方向及び軸方向の寸法
を従来に比べて大幅に増加させることはない。
【0028】また、第2アッセンブリー62の中間部材
43は2枚のプレート64,65からなるが、両者は外
周部が複数のリベット66によって固定されその外周側
から複数の係合部69が延びている。この結果、図3に
示すようにリベット66は第1弾性部材44に対して軸
方向に離れて配置されている。すなわち、複数のリベッ
ト66は第1弾性部材44に干渉する位置になく、第1
弾性部材44のためのスペースを制限することはない。
このようにして、第1弾性部材45の捩じり角度を十分
に広く維持できる。
【0029】次に、動作について説明する。エンジン側
のクランクシャフトからのトルクは、図示しないフレキ
シブルプレートを介してフロントカバー2に入力され
る。これにより、インペラー9が回転し、作動油がイン
ペラー9からタービン10へと流れる。この作動油の流
れによりタービン10は回転し、タービン10のトルク
は図示しない入力シャフトに出力される。
【0030】トルクコンバータ1の速度比があがり、入
力シャフトが一定の回転速度になると、空間Aの作動油
が入力シャフト内部の油路を通ってドレンされる。この
結果、ピストン48すなわち第1アッセンブリー61が
フロントカバー2側に移動させられる。この結果、摩擦
フェーシング52がフロントカバー2の摩擦面に押し付
けられ、フロントカバー2のトルクはロックアップ装置
5に出力される。ロックアップ装置5において、トルク
は、ピストン48、リティーニングプレート49、第1
弾性部材44、中間部材43、第2弾性部材45、ドリ
ブンプレート42の順番で伝達され、タービンハブ16
に出力される。
【0031】ロックアップ装置5は、トルクを伝達する
と共にフロントカバー2から入力されるトルク変動を吸
収・減衰する。具体的には、ロックアップ装置5におい
て捩り振動が発生すると、第1弾性部材44と第2弾性
部材45とが入力部材41とドリブンプレート42との
間で直列に圧縮される。ここでは、第1弾性部材44と
第2弾性部材45とが直列に作用するため、従来より捩
り角度を広くできる。このことは、全体を低剛性化する
ことが可能であり、振動吸収・減衰性能を向上させてい
ることを意味する。
【0032】
【発明の効果】本発明に係るトルクコンバータ用ロック
アップ装置では、第1弾性部材と第2弾性部材は間に中
間部材を介して直列に機能するようになっている。この
ため、ロックアップ装置のダンパー捩り角度は従来に比
べて広くなっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバ
ータの部分縦断面概略図。
【図2】ロックアップ装置の平面図。
【図3】図2のII−II断面図。
【符号の説明】
1 トルクコンバータ 2 フロントカバー 3 トルクコンバータ本体 5 ロックアップ装置 41 入力部材 42 ドリブンプレート 43 中間部材 44 第1弾性部材 45 第2弾性部材 61 第1アッセンブリー 62 第2アッセンブリー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トルクコンバータのフロントカバーとター
    ビンとの間の空間に配置され、両者を機械的に接続する
    ためのロックアップ装置であって、 軸方向に移動可能で前記フロントカバーに連結可能なピ
    ストンと、 前記ピストンに設けられた第1弾性部材と、 前記タービンに固定されたドリブン部材と、 前記ドリブン部材に設けられた第2弾性部材と、 前記第1弾性部材を介して前記ピストンに対して回転方
    向に連結され、前記第2弾性部材を介して前記ドリブン
    部材に対して回転方向に連結された中間部材と、を備え
    たトルクコンバータ用ロックアップ装置。
  2. 【請求項2】前記第2弾性部材は前記第1弾性部材の内
    周側に配置されている、請求項1に記載のトルクコンバ
    ータ用ロックアップ装置。
  3. 【請求項3】前記第2弾性部材は回転方向に直列に配置
    された1対のばねを含む、請求項1又は2に記載のトル
    クコンバータ用ロックアップ装置。
  4. 【請求項4】トルクコンバータのフロントカバーとター
    ビンとの間の空間に配置され、両者を機械的に接続する
    ためのロックアップ装置であって、 軸方向に移動可能で前記フロントカバーに連結可能な摩
    擦面を有するピストンと、前記ピストンの摩擦面と反対
    側に固定されたリティーニングプレートと、前記リティ
    ーニングプレートに保持され円周方向に配置された複数
    の第1弾性部材とを有する第1アッセンブリーと、 前記第1アッセンブリーと前記タービンとの間の空間に
    配置され、前記タービンに固定されたドリブン部材と、
    前記第1弾性部材の円周方向両端間に軸方向から挿入さ
    れて当接可能な係合部を有する中間部材と、前記ドリブ
    ン部材と中間部材とを回転方向に弾性的に連結するため
    の第2弾性部材とを有する第2アッセンブリーと、を備
    えたトルクコンバータ用ロックアップ装置。
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