JP2007016855A - ダンパー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トルクコンバータに取付けられるダンパー装置であって、作用するトルク変動の大小に関わらずドライバビリティを向上させたダンパー装置の提供。
【解決手段】 ピストンに係合している外輪１、該外輪１を回転可能に挟み込んでいるディスク本体２とディスク蓋３、そして外輪１の内径側に取付けられてディスク本体２及びディスク蓋３との間に回転抵抗が付与されている中間部材１６を有している。そして上記外輪１のダンパスプリング収容空間６には上記中間部材１６から半径外方向へ突出した連結部７を介して直列状態で連結したダンパスプリング１０ａ，１１ｂを収容し、そしてディスク本体２をタービンランナと連結している。
【選択図】 図２

Description

本発明はトルクコンバータ等に用いられて、衝撃トルクや振動トルクを抑制する為のダンパー装置に関するものである。

トルクコンバータとは周知の通りエンジンの動力を、作動流体を媒体としてトランスミッションへ伝えることが出来る一種の継手であり、エンジンによって回されるポンプインペラ、そして該ポンプインペラの回転により送り出される作動流体の動きを受けて回るタービンランナ、さらにタービンランナから出た作動流体の向きを変えてポンプインペラへ導くステータから構成されている。

そこで、これらポンプインペラ、タービンランナ、及びステータには複数枚のブレードが所定の角度をもって一定間隔で配列されている。トルクコンバータ内に封入されている作動流体は、ポンプインペラからその各ブレードを介して外周方向へ送り出され、トルクコンバータのケース内壁を伝い、タービンランナのブレードに当って該タービンランナをポンプインペラと同方向に回す働きをする。又タービンランナに当たってから送り出される作動流体は、ステータのブレードに当たってポンプインペラの回転を助長する方向に流れ方向が変えられ、再び内周からポンプインペラに流入する。

図３は従来のトルクコンバータの断面を示している。同図の(イ)はポンプインペラ、(ロ)はタービンランナ、(ハ)はステータ、そして(ニ)はピストンをそれぞれ示し、これらはトルクコンバータ外殻(ム)内に収容されている。そこでエンジンからの動力を得てフロントカバー(ホ)が回転し、該フロントカバー(ホ)と一体となっているポンプインペラ(イ)が回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナ(ロ)が回る。

そしてタービンランナ(ロ)のタービンハブ(ヘ)には軸(図示なし)が嵌って、タービンランナ(ロ)の回転をトランスミッション(図示なし)へ伝達することが出来る。トルクコンバータは一種の流体クラッチである為、ポンプインペラ(イ)の回転速度が低い場合には、タービンランナ(ロ)の回転を停止することが出来(車を停止することが出来)、しかしポンプインペラ(イ)の回転速度が高くなるに従ってタービンランナ(ロ)は回り始め、さらに高速になるに従ってタービンランナ(ロ)の速度はポンプインペラ(イ)の回転速度に近づく。しかし作動流体を媒介としているトルクコンバータでは、タービンランナ(ロ)の回転速度はポンプインペラ(イ)と同一速度にはなり得ない。

そこで、同図にも示しているようにトルクコンバータ外殻(ム)内にはピストン(ニ)が設けられていて、タービンランナ(ロ)の回転速度が所定の領域を越えた場合には、該ピストン(ニ)が軸方向に移動してフロントカバー(ホ)に係合するように作動することが出来る。ピストン外周には摩擦材(ト)が取り付けられている為に、該ピストン(ニ)は滑ることなくフロントカバー(ホ)と同一速度で回転することが出来る。そしてこのピストン(ニ)はタービンランナ(ロ)と連結していて、タービンランナ(ロ)はピストン(ニ)によって回されることになり、エンジンからの動力をトランスミッションへ、流体を介することによるロスを伴うことなくほぼ１００％の高効率で伝達することが出来る。

このように、タービンランナ(ロ)の回転速度が高くなって、ある条件になった時に、ピストン(ニ)はフロントカバー(ホ)に係合して、作動流体を媒体としないでタービンランナ(ロ)を直接回転駆動させることが出来る。しかし係合前は、タービンランナ(ロ)とフロントカバー(ホ)の回転速度は完全に同一ではなく、ピストン(ニ)がフロントカバー(ホ)に係合することで、速度差に基づく衝撃が発生する。この係合時の衝撃を緩和し、一方では係合後にエンジンのトルク変動を伝えない為にピストン(ニ)とタービンランナ(ロ)との間にはダンパスプリング(チ)、(チ)…、を備えたロックアップダンパ、すなわちダンパー装置(ヌ)が取り付けられている。

したがって、タービンランナ(ロ)と共に同一速度で回転しているピストン(ニ)が僅かに速いフロントカバー(ホ)に係合する際、ピストン(ニ)の速度は瞬間的に高くなってタービンランナ(ロ)をより速く回そうとするトルクが作用する。この衝撃的トルクをダンパスプリング(チ)、(チ)…が圧縮変形して吸収するように構成されている。ピストン(ニ)はタービンランナ(ロ)のタービンハブ(ヘ)に同軸を成して取り付けられているが、ダンパスプリング(チ)、(チ)…の圧縮変形によって上記タービンランナ(ロ)と位相差を生じることが出来る構造となっている。

従来において、ダンパー装置の構造は色々知られているが、例えば特開平１０−１６９７１４号に係る「ダンパー機構」は、広い捩れ角特性確保の為に中間部材を介して直列に連結された複数の弾性部材(コイルスプリング)を外周部に配置したダンパー機構で、中間部材を含む弾性部材の連結部分の移動を規制し、ダンパー特性を安定させることを目的としている。

そこで、該ダンパー機構は、リティニングプレートと、ドリブン部材と、外周部において直列に配置されるコイルスプリングと、中間部材と、中間部材の軸方向の移動を規制する押さえプレートとを備えている。コイルスプリングは、リティニングプレートとドリブン部材とを弾性的に連結する。この場合、中間部材は、リティニングプレート及びドリブン部材に対して相対回転可能で、コイルスプリング間に配置される中間支持部と、中間支持部の径方向外側への移動を規制する環状の連結部とを有している。

複数のコイルスプリング(ダンパスプリング)(チ)、(チ)が中間部材(リ)を介して直列に連結されることで捩れ角が大きく成って、ピストン(リティニングプレート)がフロントカバーに係合する際の衝撃を一段と緩和することが出来、トランスミッションへの伝達トルクの変動が小さくなる。

ところが、トルクコンバーのダンパー装置に作用するトルク変動は大小色々あって、小さな振動が作用した場合であっても中間部材(リ)を介して直列に連結されている両ダンパスプリング(チ)、(チ)が圧縮変形する。ピストン(ニ)がフロントカバー(ホ)に係合する際に作用する大きな衝撃に対しては、直列した両ダンパスプリング(チ)、(チ)が大きく圧縮変形することで、該衝撃を吸収することが必要であるが、小さな衝撃振動時にも両ダンパスプリング(チ)、(チ)が変形する。そして、両ダンパスプリング(チ)、(チ)は何時までも伸縮変形を繰り返して減衰しない現象が起きる。

図４は従来のダンパー装置をモデル化したものであり、中間部材(リ)を間にして両ダンパスプリング(チ)、(チ)が直列状態で連結している。従って、入力側が振動するならば、中間部材(リ)と共に両ダンパスプリング(チ)、(チ)は伸縮変形して出力側へ伝達される。このように、直列した両ダンパスプリング(チ)、(チ)は共に伸縮する為に、出力側のドライバビリティは低下してしまう。
特開平１０−１６９７１４号に係る「ダンパー機構」

このように従来のトルクコンバータ等に用いられるダンパー装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、入力側のトルク変動の大小に関わらずドライバビリティを向上させたダンパー装置を提供する。

本発明に係るダンパー装置は、入力側から入力する回転トルク変動を減衰して出力するように機能するもので、ドライバビリティの向上を図っている。図１は本発明に係るダンパー装置の原理図であり、入力側と出力側の間には２本のダンパスプリングが中間部材を介して直列状態に連結されている。しかも、上記中間部材は出力側との間に一定の抵抗を有した構造と成っている。ただし、逆に中間部材と入力側の間に抵抗を付与することも可能である。

従って、入力側が変動した場合、入力側に位置するダンパスプリングは伸縮するが、出力側に位置するダンパスプリングは入力側のトルク変動の大きさに応じて伸縮することが出来る。すなわち、入力側のトルク変動が小さい場合には中間部材の抵抗にて遮断されて、入力側のダンパスプリングのみが伸縮変形し、トルク変動が大きな場合には、それに基づいて発生するバネ力が中間部材の抵抗を乗り越えて出力側のダンパスプリングと共に伸縮変形することに成る。

本発明のダンパー装置は入力側及び出力側共に回転運動を伴い、ダンパスプリングは直列状態で入力側部材と出力側部材の間に取付けられ、両ダンパスプリングの間には中間部材が介在する。中間部材は出力側部材との間に回転抵抗が付与される。この回転抵抗の具体的な手段は限定しないことにするが、一般的には摩擦抵抗が利用される。

本発明に係るダンパー装置はダンパスプリングを直列状態で配列している為に、入力側に大きなトルク変動が作用しても、このトルク変動を吸収して出力側へ伝達することが出来る。そして、両ダンパスプリングを連結する為に間に介在する中間部材は出力側との間に抵抗を備えている為に、両ダンパスプリングの伸縮変形を早期に減衰させることが出来、しかも入力側の小さなトルク変動に対しては上記中間部材にて遮断されて、入力側に位置するダンパスプリングのみが伸縮変形してトルク振動を吸収することが出来る。従って、作用するトルク変動が大きな場合でも小さい場合でも、効率よくトルク振動が吸収される為にドライバビリティは大きく向上する。

そこで、トルクコンバーのダンパー装置に適用する場合、ピストンがフロントカバーに係合する際には速度差に基づく大きな衝撃トルクが発生するが、この場合には直列状態の両ダンパスプリングが共に伸縮変形すると共に中間部材の回転抵抗が加わって該衝撃トルクが瞬時に吸収される。一方、係合後にエンジンの比較的小さいトルク変動に対しては中間部材の回転抵抗により、片方のダンパスプリングのみが伸縮変形して振動が吸収される。

図２は本発明のダンパー装置を表している実施例であり、前記図３で示したトルクコンバータのダンパー装置として利用することが出来る。同図に示すダンパー装置はダンパスプリングを備えた外輪１と該外輪１の内側に配置される中間部材１６を両面から挟むディスク本体２とディスク蓋３から成っている。ここで、ディスク本体２とディスク蓋３は所々に設けているピン４，４・・にてカシメられて連結しており、ただしディスク本体２とディスク蓋３との間隔を一定に保つ為にブッシュ５，５・・を嵌めている。

すなわち、ディスク本体２とディスク蓋３との間に取付けられている外輪１は回転することが出来るように、ディスク本体２とディスク蓋３の間隔を一定に保つ為にブッシュ５，５・・を嵌めた状態でピン４，４・・をカシメている。そして、リング状の外輪１にはダンパスプリング収容空間６，６・・が設けられ、該ダンパスプリング収容空間６の中間には中間部材１６の外周から連結部７が半径外方向に立ち上がり、連結部７の先端には係止片８，８が両側へ延び、ダンパスプリングが当る両当接面９，９は中間部材１の半径方向に対して傾斜している。

そこで、上記ダンパスプリング収容空間６には連結部７を間にしてダンパスプリング１０ａ，１０ｂが直列状態で収容され、しかもダンパスプリング１０ａ，１０ｂのスプリング穴には小さな別のダンパスプリング１１ａ，１１ｂが収容されている。ダンパスプリング１０，１１は外輪１のダンパスプリング収容空間６に形成している当接面１７と中間部材１６から突出した連結部７の当接面９とに挟まれている。また、本発明のダンパー装置は上記ダンパスプリング１０ａ，１０ｂの外側に別のバネ特性を備えているダンパスプリング１２が取付けられている。

そして、リング状を成す上記中間部材１６には樹脂リング１３ａ，１３ｂが取付けられ、該中間部材１６を挟み込んでいる。樹脂リング１３ａには複数のピン１４ａ，１４ａ・・が突出してディスク蓋３の係合穴に嵌り、同じく樹脂リング１３ｂにも複数のピン１４ｂ，１４ｂ・・が突出してディスク本体２に設けた係合穴に嵌っている。従って、両樹脂リング１３ａ，１３ｂはディスク蓋３とディスク本体２に組み込まれ、中間部材１６との間には相対滑りを発生する。

そして、ディスク本体２と樹脂リング１３ｂとの間には皿バネ１５が介在していて、皿バネ１５のバネ力にて上記樹脂リング１３ａ，１３ｂを中間部材１６に押し当て、中間部材１６が回転する際には摩擦抵抗を発生する構造と成っている。そこで、同図に示すように２本のダンパスプリング１０ａ，１０ｂが連結部７を介して直列状態で連結している場合、外輪１が矢印のような時計方向へ僅かに回転するならば、ダンパスプリング１０ａ及びダンパスプリング１１ａは当接面１７に押されて圧縮変形する。

この際、外輪１の回転角が僅かであれば、中間部材１６は樹脂リング１３ａ，１３ｂとの摩擦によって回転せず、ダンパスプリング１０ａ，１１ａのみが圧縮変形する。従って、ダンパスプリング１０ｂ，１１ｂは圧縮変形しない。ところが、外輪１の回転角度が大きくなると、ダンパスプリング１０ａ，１１ａは当接面１７に押圧されて大きく圧縮され、この圧縮力は連結部７を押圧することで中間部材１６を回転する。すなわち、樹脂リング１３ａ，１３ｂとの間の摩擦力を超えることで中間部材１６が回転して他方のダンパスプリング１０ｂ，１１ｂも圧縮変形することになる。

このように、中間部材１６を樹脂リング１３ａ，１３ｂにて挟み込むことで摩擦抵抗が発生し、ダンパスプリング１０ａ，１１ａの圧縮変形に基づくバネ力がこの摩擦抵抗以内であるならば、他方のダンパスプリング１０ｂ，１１ｂは圧縮変形することなく、逆に外輪１が大きく回転してダンパスプリング１０ａ，１１ａの圧縮変形に基づくバネ力がこの摩擦抵抗以上となれば、他方のダンパスプリング１０ｂ，１１ｂも圧縮変形する。そして、両ダンパスプリング１０ａ，１１ａ，１０ｂ，１１ｂの伸縮変形は、中間部材１６の摩擦抵抗によって早期に減衰することが出来る。

ところで、本発明のダンパー装置をトルクコンバータに内蔵する場合、外輪１はピストンに係合し、ディスク本体２はタービンランナと連結される。そこで、タービンの回転速度が上がってピストン(ニ)がフロントカバー(ホ)に係合する際、該ピストン(ニ)とフロントカバー(ホ)との速度差に基づく衝撃トルクが発生するが、ピストン(ニ)に係合している外輪１の速度は急に高くなり、中間部材１６の連結部７を間にして直列状態にあるダンパスプリング１０ａ，１１ａ，１０ｂ，１１ｂは共に圧縮変形して衝撃トルクを吸収することが出来る。

ところが、ピストン(ニ)がフロントカバー(ホ)に係合した状態では、エンジンのトルク変動に基づく小さな衝撃振動がピストン(ニ)を介して外輪１へ伝わる。しかしこの場合には、外輪１が大きく回転することはなく、中間部材１６は樹脂リング１３ａ，１３ｂとの摩擦抵抗によってディスク本体２に固定され、ダンパスプリング１０ａ，１１ａだけの圧縮変形が行われる。

本発明のダンパー装置の原理図。 本発明のダンパー装置の実施例。 従来のトルクコンバータ。 従来のダンパー装置の原理図。

符号の説明

１ 外輪
２ ディスク本体
３ ディスク蓋
４ ピン
５ ブッシュ
６ ダンパスプリング空間
７ 連結部
８ 係止片
９ 当接面
10 ダンパスプリング
11 ダンパスプリング
12 ダンパスプリング
13 樹脂リング
14 ピン
15 皿バネ
16 中間部材
17 当接面

Claims (3)

1. トルクコンバータ等に取付けられるダンパー装置において、入力側回転体と出力側回転体、及び両回転体との間に中間部材を介してダンパスプリングを直列状態で取付け、該中間部材には所定の回転抵抗を付与した状態とし、入力回転体の回転角度が僅かなときには中間部材の回転抵抗にて片方のダンパスプリングのみの圧縮変形にて衝撃を吸収可能とし、入力回転体の回転角度が大きなときには中間部材を介して直列している両方のダンパスプリングの圧縮変形と該中間部材の回転抵抗にて衝撃を吸収可能としたことを特徴とするダンパー装置。
2. トルクコンバータに取付けられるダンパー装置において、ピストンに係合している外輪、該外輪を回転可能に挟み込んでいるディスク本体とディスク蓋、そして外輪の内径側に取付けられてディスク本体及びディスク蓋との間に回転抵抗が付与されている中間部材、上記外輪のダンパスプリング収容空間には上記中間部材から半径外方向へ突出した連結部を介して直列状態で連結したダンパスプリングを収容し、そしてディスク本体をタービンランナと連結したことを特徴とするトルクコンバータのダンパー装置。
3. 中間部材をディスク本体及びディスク蓋に係止している樹脂リングにて挟み込み、そしてディスク本体及びディスク蓋と樹脂リングとの間の少なくとも片方に皿バネを介在して中間部材と樹脂リングとの間に摩擦回転抵抗を付与した請求項２記載のトルクコンバータのダンパー装置。

Images