JP2005257026A - 捩り振動低減装置 - Google Patents

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喜誉司 山本
Hiroki Yamamoto
裕樹 山本
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Abstract

【課題】 ばね部材の内周側を規制する部分を保持プレートに設けると、内周側を規制する部分に対する干渉防止のために、中間プレートに設けるばね押圧部の逃がしの量を大きくしなければならず、占有スペースが大きくなる。
【解決手段】 ロックアップピストン10に結合された保持プレート13の外周縁部に切欠部17を形成し、当該切欠部17の円周方向での両端縁を一対の主ばね受部18とし、一対の主ばね受部18の間にばね部材14を配置し、中間プレート16には、主ばね受部18と対応する位置から保持プレート13へ向かって軸方向へ突出する一対のばね押圧部26を形成し、ばね押圧部26と主ばね受部18との間でばね部材14を圧縮しながら保持プレート13と中間プレート16との間でトルクの伝達をう捩り振動低減装置において、ばね部材14の内周側を規制するばね押え27を中間プレート16に設けた。
【選択図】 図1

Description

本発明は、エンジンとトランスミッションとの間の動力伝達系等に介装されてその系の捩り振動を低減する捩り振動低減装置に関する。
捩り振動低減装置は、トルクコンバータ内のロックアップピストンとタービンハブとの間に介装されて、入力側と出力側とが直結された状態であるロックアップ時における捩り振動を低減するものであり、入力側回転部材である保持プレートと、出力側回転部材である伝達プレートとが円周方向においてばね部材を介して連結された構成となっている。
従来の捩り振動低減装置を特許文献1に示す。この捩り振動低減装置は、内周側と外周側とに2列に弾性部材を設け、弾性部材を直列に連結して大きな捩り角度を得るようにしたものである。即ち、外側の第1弾性部材がピストンに結合された1枚の本体部により保持され、内側の第2弾性部材が一対のリテーナプレートからなる中間部材により保持され、本体部のトルクが第1弾性部材を介して係合部(爪)を有する中間部材に伝わり、中間部材から第2弾性部材を介して一対のリテーナプレートの間に配置されたドリブンプレートに伝わる。
そして、第1弾性部材の内周側を規制するための切り起こし部を、ピストンに結合された環状本体部に形成している。
特開2001−082577号公報((0018)〜(0020)、図1)
ところが、中間部材を構成する第1プレートに形成されて第1弾性部材を圧縮するための係合部(爪)は、前記切り起こし部を避けて大きく迂回して配置しなければならず、そのために、第1弾性部材の半径方向内側の近傍のスペースを無駄に占有してしまう。
また、第2弾性部材については、フロントカバーとピストンとをエンジン側にオフセットして空間を設けることができるが、第1弾性部材の半径方向内側とタービンとの間については、エンジンを始動するためのリングギヤの位置によって軸方向での位置が規制されてしまい、捩り振動低減装置とタービンとのクリアランスが厳しくなる。
そこで本発明は、上記の課題を解決した捩り振動低減装置を提供することを目的とする。
請求項1に係る発明は、相互に対向する入力側回転部材と出力側回転部材とのいずれか一方側の回転部材の外周部に、ばね部材を収容する円弧状の切欠部を形成し、該切欠部の円周方向での両端縁に一対のばね受部を形成し、前記他方側の回転部材には、円周方向で前記ばね受部と対応する位置に、前記一方側の回転部材へ向かって軸方向へ突出するばね押圧部を形成し、前記一方側の回転部材に対する前記他方側の回転部材の回転方向に応じて、前記ばね押圧部が前記ばね部材の一端面を一方向へ押圧して圧縮するように構成し、前記ばね押圧部と前記ばね受部との間で前記ばね部材を圧縮しながら入力側回転部材と出力側回転部材との間でトルクの伝達を行い、前記ばね部材の弾性によって捩り振動を吸収する捩り振動低減装置において、前記他方側の回転部材に、前記ばね部材の内周側を規制する内周規制部を形成したことを特徴とする。
このような捩り振動低減装置では、ばね部材の内周側が他方側の回転部材の内周規制部によって規制される。このため、ばね部材の内周側を規制する部分を一方側の回転部材のみに設けた場合に比べ、内周側を規制する部分への干渉防止のために他方側の回転部材に形成するばね押圧部の逃がしの量を少なくすることができる。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の捩り振動低減装置において、前記内周規制部の先端部に、前記ばね部材が前記他方側の回転部材の方向へ移動するのを規制する側面規制部を折曲形成したことを特徴とする。
このような捩り振動低減装置では、ばね部材の内周側と、ばね部材の他方側の回転部材側の側面とが、他方側の回転部材の内周規制部と側面規制部とによって規制される。
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の捩り振動低減装置において、前記一方側の回転部材には、前記ばね部材の内周側を規制する第2内周規制部を設け、該第2内周規制部の先端部に、前記ばね部材が前記一方側の回転部材の方向へ移動するのを規制する第2側面規制部を折曲形成したことを特徴とする。
このような捩り振動低減装置では、ばね部材の内周側が他方側の回転部材の内周規制部と一方側の回転部材の第2内周規制部との双方で規制され、ばね部材の両側が他方側の回転部材の側面規制部と一方側の回転部材の第2側面規制部とで夫々規制される。
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の捩り振動低減装置において、前記出力側回転部材に第2ばね部材を介して第2出力側回転部材を設けることにより、前記ばね部材と前記第2ばね部材とを直列配置にして捩り振動を低減することを特徴とする。
このような捩り振動低減装置では、入力側回転部材と第2出力側回転部材との間に、ばね部材と第2ばね部材とを直列に介在させたのと等価な機能が得られる。
請求項5に係る発明は、請求項4に記載の捩り振動低減装置において、前記出力側回転部材は一対のリテーニングプレートによって構成すると共に、一対のリテーニングプレートの間に前記第2ばね部材を挟んで保持し、前記ばね押圧部および前記内周規制部は一対のリテーニングプレートのうちの、一方側の回転部材とは反対側のリテーニングプレートに形成したことを特徴とする。
このような捩り振動低減装置では、ばね押圧部と内周規制部とを一方側の回転部材とは反対側のリテーニングプレートに形成したので、一方側の回転部材側のリテーニングプレートにばね押圧部等を形成した場合に比べ、一方側の回転部材のばね受部との干渉を回避するためのばね押圧部等の急激な曲げ加工が不要になる。
本発明に係る捩り振動低減装置によれば、ばね部材の内周側が他方側の回転部材の内周規制部によって規制されるので、ばね部材の内周規制部を一方側の回転部材のみに設けた場合に比べ、内周規制部に対する干渉防止のために他方側の回転部材に形成するばね押圧部の逃がしの量を少なくし、占有スペースを小さくすることができる。
以下、本発明による捩り振動低減装置の実施の形態を説明する。
(a)実施の形態1
まず、実施の形態1について説明する。図1は自動変速機の前端部側に配置されるトルクコンバータのロックアップクラッチ部分の断面図である。エンジンのクランクシャフトは図示しないコンバータハウジングに結合されており、コンバータハウジングは、図示しないトルクコンバータを介して図示しないタービンハブに接続される一方、高速運転時等にコンバータハウジングをタービンハブと直結するためのロックアップピストン(ロックアップクラッチ4を構成する)10および捩り振動低減装置5を介してタービンハブに接続されている。このタービンハブは、自動変速機の図示しない入力軸にスプライン結合されている。トルクコンバータ自体は周知のものであり、図示しないクランクシャフトからコンバータハウジングに入力されたトルクをポンプ,タービン間の流体の作用により、タービンハブに伝達する基本構成となっている。
捩り振動低減装置5は、ロックアップピストン10に結合された略円板状の保持プレート(入力側回転部材)13と、この保持プレート13の外周縁部に保持された複数のばね部材14と、外周縁部がばね部材14を介して保持プレート13に回転方向で連結された中間プレート(出力側回転部材)16と、中間プレート16に保持されると共にばね部材14よりも内周側に配置された複数のばね部材(第2ばね部材)15と、外周縁部がばね部材15を介して中間プレート16に回転方向で連結された出力プレート(第2出力側回転部材)8と、で構成されている。この出力プレート8の内周部が、タービンハブに結合される。
ロックアップピストン10の外周面の近傍には、軸方向へ移動して摩擦結合することにより前記コンバータハウジングと一体に回転するための摩擦ライニング6が貼着されている。ロックアップピストン10は、熱処理による変形を抑制するために、ガス軟窒化等の硬度の低い熱処理が施されている。
前記保持プレート13の構成を図2に示す。保持プレート13は、中心部を繰り抜いた形状であり、ロックアップクラッチ4を構成するロックアップピストン10に一体に結合されている。保持プレート13の外周縁部には、径方向に沿って略等間隔に円弧状の切欠部17が形成され、隣り合う切欠部17どうしの間の部分が主ばね受部18を構成している。主ばね受部18の部分は、強度を上げるために図2(b)に示すように、円弧状に絞り加工が施されている。そして、この切欠部17にばね部材14を収容することで、一対の主ばね受部18の間にばね部材14を配置した状態になっている。
ばね部材14の(保持プレート13に対しての)内周側を規制するために、前記切欠部17における保持プレート13の内側から外周へ向かって絞り加工により内周規制部(第2内周規制部)19が立ち上げられ、内周規制部19の先端部を、ばね部材14のロックアップピストン10側の側面へ向かって折曲させることで、側面規制部(第2側面規制部)19aが構成されている。また、ばね部材14の外周側を規制するために、保持プレート13の外周面近傍を軸方向に沿わせて絞り加工することで、ばね部材14の外側を覆うようにして外周規制部20が形成されている。切欠部17の外側には、ばね部材14が切欠部17から飛び出ないようにするための主側面規制部20bが形成され、更に、外周規制部20の先端を内周側へ向かって絞り加工することで、ロックアップピストン10とは反対側へばね部材14が飛び出ないようにするための主側面ディストリクト部20aが形成されている。なお、便宜上、バネ部材14を規制する規制部のうちの、図1(b)におけるバネ部材14の左側のものを規制部と称し、右側に形成されるものをディストリクト部と称することにする。このほか、円周方向での主ばね受部18と対応する位置には、主側面ディストリクト部20aの部分を内周側へ向かって突出させて補助ばね受部21が形成されている。
前記のように、主ばね受部18の部分は、ばね部材14の端面との接触面積を増やしかつ強度を上げるために円弧状に絞り加工が施されている。そして、円周方向での主ばね受部18と対応する位置の中心側に、保持プレート13をロックアップピストン10に結合するための第1リベット22の孔23が配置されている。これは、主ばね受部18を絞り加工したときに内部応力が生じるが、この内部応力は第1リベット22用の孔23を加工することで逃がすことができ、保持プレート13を熱処理した後に生じる変形が抑制されるように考慮したものである。
保持プレート13はばね部材14を圧縮したり、ばね部材14と擦れたりすることから、保持プレート13には高い硬度や高い強度が求められ、保持プレート13には浸炭窒化処理等が施される。
中間プレート16は、図3に示すリテーニングプレート24と、図4に示すリテーニングプレート25とを結合して構成される。リテーニングプレート24には、外周部に円周方向へ等間隔に複数のばね押圧部26が形成されている。このばね押圧部26は、円周方向で前記主ばね受部18と対応する位置を占めるものであり、ばね部材14の双方の端面の近傍から、保持プレート13へ向かって軸方向へ突出している。ばね押圧部26の付け根の部分にはアール部26aが形成されている。これは、ばね押圧部26がばね部材14から大きな曲げモーメントを受けるので、これに耐えられるように強度を高めるためである。
ばね押圧部26どうしの間にはばね押え27が形成されている。ばね押え27はばね部材14の内周方向と反ロックアップピストン10方向を規制するもので、図に示すようにばね部材14の内周部分に斜めに当接して内周部分を規制することにより、両方向の規制を可能にしている。以下、このばね押え27を内周方向の規制を行う機能部位として呼ぶときは内周ディストリクト部27a、反ロックアップピストン10方向の規制を行う機能部位として呼ぶときは側面ディストリクト部27b、総称して呼ぶときはばね押え27という。なお、このばね押え27はばね部材14の内周側から反ロックアップピストン10側へ沿うようにして設け、規制時の接触面積を増やすことによって、耐摩耗性を向上させてもよい。
リテーニングプレート24の内周側には、内周側のばね部材15を支持するための収容窓28が、円周方向に沿って略等間隔に形成されている。収容窓28は略円弧状に形成されており、ばね部材15の収容空間を形成するために、収容窓28の内周側および外周側の縁部は外側へ斜めに起こしてばね押え28a,28bが形成されている。これにより、隣り合う収容窓28どうしの間の部分がばね部材15の両端を受けるばね受部29として機能する。
他方のリテーニングプレート25は図4に示すように構成されており、リテーニングプレート24と異なる点は、ばね押圧部26とばね押え27とが形成されていないことである。
出力プレート8の構成を図5に示す。半径方向および円周方向で前記収容窓28と対応する位置に、ばね部材15を収容するための収容窓32が形成されている。これにより、隣り合う収容窓32どうしの間の部分が、ばね部材15の両端を押圧するばね押圧部34として機能する。そして、先に述べた図示しないタービンハブと結合するための孔33が内周面の近傍に複数形成されている。
この出力プレート8をリテーニングプレート24とリテーニングプレート25との間に挟んだ状態で、リテーニングプレート24,リテーニングプレート25における収容窓28の外側に形成された孔30に第2リベット31を挿通して両者が結合されている。これにより、図1に示すようにばね部材15は収容窓28,32,28に跨って収容されており、中間プレート16と出力プレート8とが相対的に回転すると、ばね受部29とばね押圧部34との間に挟まれてばね部材15が圧縮される。
図3において、ばね押え27と孔30と収容窓28とが円周方向で同じ位置に配置されており、図1(a)に示すように、第1リベット22と第2リベット31とが円周方向に交互に配置されていることになる。また、リテーニングプレート24の剛性を高くするために、図3に示すように半径方向における収容窓28と孔30との間には、絞り部12が形成されている。これにより、リテーニングプレート24がばね部材15からトルク反力を受ける際に、ばね押圧部26の変形が抑えられて性能劣化が防止される。
ばね部材14は、図1(b)に示すように親ばね14aと親ばね14aの内部に収容した子ばね14bとからなる入れ子ばねで構成されている。子ばね14bは親ばね14aよりも短く構成されており、親ばね14aと子ばね14bとの双方を確実に圧縮できるように、親ばね14aの両端にはリテーナが装着されている。リテーナの形状は、円板の片面に、親ばね14aの内部に嵌合するための円柱状の凸部を形成したものである。一方、ばね部材15は、親ばね15aと親ばね15aの内部に収容した子ばね15bとからなる入れ子ばねで構成されている。その他の構成についてはばね部材14と同じなので、説明を省略する。
次に、捩り振動低減装置の作用を説明する。クランクシャフトの回転によってコンバータハウジングが回転すると、トルクコンバータが回転し、その動力がタービンハブからトランスミッションへと伝達する。この状態からクランクシャフトの回転速度等が設定した制御条件に達すると、支持壁に設けられた油孔から図1(b)のロックアップピストン10の右側に圧油が導入され、その油圧によってロックアップピストン10が左側へ押圧される。すると、このロックアップピストン10がコンバータハウジングに押し付けられ、コンバータハウジングの動力がロックアップピストン10を介して捩り振動低減装置5に伝達される。
捩り振動低減装置5では、ロックアップピストン10と一体の保持プレート13の回転力は、ばね部材14を介して中間プレート16に伝達され、更に中間プレート16からばね部材15を介して出力プレート8へ伝わる。
このとき、ばね部材14の両端部が保持プレート13の一対の主ばね受部18(および補助ばね受部21)に挟まれ、かつ中間プレート16の一対のばね押圧部26に挟まれている。このため、保持プレート13と中間プレート16とが相対的に回転すると、ばね部材14のいずれか一方側の端面が保持プレート13の主ばね受部18に当接すると共に他方側の端部が中間プレート16のばね押圧部26に当接し、保持プレート13と中間プレート16との間でばね部材14が圧縮される。
同様にして、ばね部材15の両端部が中間プレート16の一対のばね受部29に挟まれ、かつ出力プレート8の一対のばね押圧部34に挟まれている。このため、中間プレート16と出力プレート8とが相対的に回転すると、ばね部材15のいずれか一方側の端面が中間プレート16のばね受部29に当接すると共に他方側の端部が出力プレート8のばね押圧部34に当接し、中間プレート16と出力プレート8との間でばね部材15が圧縮される。
保持プレート13と中間プレート16との相対的な捩れに応じてばね部材14が圧縮変形し、かつ中間プレート16と出力プレート8との相対的な捩れに応じてばね部材15が圧縮変形することにより、伝達系の捩り振動を吸収する。つまり、保持プレート13と出力プレート8との間に、ばね部材14とばね部材15とを直列に介在させたのと等価になる。
ここで、ばね部材14の内周側は、図2の内周規制部19と図3のばね押え27の中間部の内周ディストリクト部27aとの双方によって規制される。ばね部材14の外周側は、図2の外周規制部20によって規制されている。側面の一方側は図2の主側面規制部20bと側面規制部19aとの双方によって規制され、他方側は図2の主側面ディストリクト部20aと図3のばね押え27の先端の側面ディストリクト部27bとによって規制されている。ばね部材14が圧縮される際にばね部材14は側面規制部19aと擦れることになり、ロックアップピストン10と擦れることはない。
第1リベット22で結合されたロックアップピストン10と保持プレート13とばね部材14とを外周サブアッセンブリーとし、第2リベット31で結合された中間プレート16と出力プレート8とばね部材15とを内周サブアッセンブリーとしたときに、外周サブアッセンブリーと内周サブアッセンブリーとの組み付けは、ばね押圧部26をばね部材14どうしの間に軸方向から挿入させて、軸方向に結合させることになるので、外周サブアッセンブリーと内周サブアッセンブリーとは軸方向に着脱可能となる。
ばね部材14の内周側を規制する内周ディストリクト部27aを形成したので、保持プレート13のみに内周規制部を形成してばね部材15のロックアップピストン15とは反対側の側面を規制する部分を設けた場合に比べ、内周規制部に対する干渉防止のために行うバネ押圧部26の反ロックアップピストン10方向への逃がしの量を少なくすることができる。
また、中間プレート16のばね押え27にロックアップピストン10とは反対側のばね部材14の側面を押える第2側面押え27bを形成したので、ばね部材14の保持が安定する。
中間プレート16を構成する一対のリテーニングプレート24,25のうちの保持プレート13とは反対側のリテーニングプレート24にばね押圧部26,ばね押え27を形成したので、図1(b)に示すように、保持プレート13の絞りを形成した主ばね受部18との干渉を回避するための大きな曲げ部分を円周方向での第2リベット31の近傍に設けずに済む。また、円周方向での第2リベット31の近傍で大きな曲げ部分を設けずに済むことから、リベッティングによる第2リベット31用の孔30の亀裂発生を防止できる。
(b)実施の形態2
次に、実施の形態2を図6に基づいて説明する。なお、実施の形態1と同一部分には同一符号を付し、重複する部分については説明を省略する。
実施の形態1の捩り振動低減装置は、ばね部材14の内周側を、保持プレート13の内周規制部19と中間プレート16のばね押え27の内周ディストリクト部27aとの双方で規制するものであるが、実施の形態2は、図6に示すように内周規制部19,側面規制部19a,側面ディストリクト部27bを省略し、内周ディストリクト部27aのみとしたものである。この場合は、内周ディストリクト部27aのみでばね部材14の内周側を規制するものであり、ばね部材14の両側の側面の押えは主側面ディストリクト部20a,主側面規制部20bのみによって行われている。
(c)実施の形態3
最後に、実施の形態3を図7に基づいて説明する。なお、実施の形態1と同一部分には同一符号を付し、重複する部分については説明を省略する。
この実施の形態は、ばね部材15と中間プレート16とを廃止してばね部材を外側のみとし、保持プレート13からばね部材14を介して直接に出力プレート35に回転力が伝わるようにしたものである。このため、出力プレート35の外周面の近傍には図3(b)と同様にばね押圧部36,ばね押え37が形成され、内周面の近傍にはタービンハブと結合するための孔38が形成されている。
なお、本発明は実施の形態で説明した構成に限るものではなく、例えば、ばね部材を保持する保持プレートを出力側に配置し、ばね押圧部を有する中間プレートや出力プレートを入力側に配置することも可能である。更に、捩り振動低減装置を適用する場所もトルクコンバータ内に限らず、トルクコンバータの外部やトルクコンバータを採用しない車両の他の動力伝達部に適用しても良い。更に、実施の形態では単板式のクラッチを用いたものについて示したが、多板式のクラッチや、その他の構成のクラッチを用いたものでもよい。
捩り振動低減装置に係り、(a)は一部破断して示す正面図、(b)は(a)のA−A矢視図(実施の形態1)。 捩り振動低減装置の保持プレートに係り、(a)は正面図、(b)は(a)のB−B矢視図(実施の形態1)。 捩り振動低減装置の一方のリテーニングプレートに係り、(a)は正面図、(b)は(a)のC−C矢視図(実施の形態1)。 捩り振動低減装置の他方のリテーニングプレートに係り、(a)は正面図、(b)は(a)のD−D矢視図(実施の形態1)。 捩り振動低減装置の出力プレートに係り、(a)は正面図、(b)は(a)のE−E矢視図(実施の形態1)。 捩り振動低減装置の要部を示す断面図(実施の形態2)。 捩り振動低減装置に係り、(a)は一部破断して示す正面図、(b)は(a)のF−F矢視図(実施の形態3)。
符号の説明
8…出力プレート(第2出力側回転部材)
10…ロックアップピストン
12…絞り部
13…保持プレート(入力側回転部材)
14…ばね部材(ばね部材)
15…ばね部材(第2ばね部材)
16…中間プレート(出力側回転部材)
17…切欠部
18…主ばね受部
19…内周規制部(第2内周規制部)
19a…側面規制部(第2側面規制部)
22…第1リベット
24,25…リテーニングプレート
27…ばね押え
27a…内周ディストリクト部
27b…側面ディストリクト部

Claims (5)

  1. 相互に対向する入力側回転部材と出力側回転部材とのいずれか一方側の回転部材の外周部に、ばね部材を収容する円弧状の切欠部を形成し、該切欠部の円周方向での両端縁に一対のばね受部を形成し、
    前記他方側の回転部材には、円周方向で前記ばね受部と対応する位置に、前記一方側の回転部材へ向かって軸方向へ突出するばね押圧部を形成し、前記一方側の回転部材に対する前記他方側の回転部材の回転方向に応じて、前記ばね押圧部が前記ばね部材の一端面を一方向へ押圧して圧縮するように構成し、
    前記ばね押圧部と前記ばね受部との間で前記ばね部材を圧縮しながら入力側回転部材と出力側回転部材との間でトルクの伝達を行い、前記ばね部材の弾性によって捩り振動を吸収する捩り振動低減装置において、
    前記他方側の回転部材に、前記ばね部材の内周側を規制する内周規制部を形成したことを特徴とする捩り振動低減装置。
  2. 請求項1に記載の捩り振動低減装置において、前記内周規制部の先端部に、前記ばね部材が前記他方側の回転部材の方向へ移動するのを規制する側面規制部を折曲形成したことを特徴とする捩り振動低減装置。
  3. 請求項1または2に記載の捩り振動低減装置において、前記一方側の回転部材には、前記ばね部材の内周側を規制する第2内周規制部を設け、該第2内周規制部の先端部に、前記ばね部材が前記一方側の回転部材の方向へ移動するのを規制する第2側面規制部を折曲形成したことを特徴とする捩り振動低減装置。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の捩り振動低減装置において、前記出力側回転部材に第2ばね部材を介して第2出力側回転部材を設けることにより、前記ばね部材と前記第2ばね部材とを直列配置にして捩り振動を低減することを特徴とする捩り振動低減装置。
  5. 請求項4に記載の捩り振動低減装置において、前記出力側回転部材は一対のリテーニングプレートによって構成すると共に、一対のリテーニングプレートの間に前記第2ばね部材を挟んで保持し、前記ばね押圧部および前記内周規制部は一対のリテーニングプレートのうちの、一方側の回転部材とは反対側のリテーニングプレートに形成したことを特徴とする捩り振動低減装置。
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