JP2011252584A - Lock-up device for torque converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロックアップ装置、特に、トルクを伝達するとともに捩り振動を吸収・減衰するためのトルクコンバータのロックアップ装置に関する。 The present invention relates to a lockup device, and more particularly, to a lockup device for a torque converter for transmitting torque and absorbing / damping torsional vibration.
トルクコンバータには、トルクをフロントカバーからタービンに直接伝達するためのロックアップ装置が設けられている場合が多い。この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、半径方向外周側と半径方向内周側とに2列に配置されリティーニングプレートに支持される複数対のトーションスプリングと、複数のトーションスプリングを介して回転方向にピストンに弾性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(特許文献1を参照)。 In many cases, the torque converter is provided with a lock-up device for transmitting torque directly from the front cover to the turbine. This lock-up device is arranged in two rows on a piston that can be frictionally connected to the front cover, a retaining plate fixed to the piston, and a radially outer peripheral side and a radially inner peripheral side, and is supported by the retaining plate. A plurality of pairs of torsion springs and a driven plate elastically connected to the piston in the rotational direction via the plurality of torsion springs. The driven plate is fixed to the turbine (see Patent Document 1).
ここでは、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、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。すると、トルクがロックアップ装置からタービンへと伝達される。このときには、ロックアップ装置の外内周に配置された複数のトーションスプリングによって、エンジンから入力されるトルク変動が、吸収・減衰される。 Here, the piston divides the space between the front cover and the turbine in the axial direction, and when the friction facing that is annularly stretched around the outer periphery of the piston is pressed against the friction surface of the front cover, Torque is transmitted to the lockup device. Then, torque is transmitted from the lockup device to the turbine. At this time, torque fluctuations input from the engine are absorbed and attenuated by a plurality of torsion springs arranged on the outer inner periphery of the lockup device.
特許文献1に示されたロックアップ装置(以下、従来のロックアップ装置と呼ぶ)では、複数のトーションスプリングが圧縮されると、トーションスプリングの捩り特性に基づいて、トーションスプリングの捩り特性が決定される。言い換えると、複数のトーションスプリングの捩り特性を決定するためには、一対のトーションスプリングの捩り特性を設定する必要がある。 In the lockup device disclosed in Patent Document 1 (hereinafter referred to as a conventional lockup device), when a plurality of torsion springs are compressed, the torsional characteristics of the torsion springs are determined based on the torsional characteristics of the torsion springs. The In other words, in order to determine the torsional characteristics of a plurality of torsion springs, it is necessary to set the torsional characteristics of a pair of torsion springs.
捩り特性は、トーションスプリングの捩り角度(回転角度)とトーションスプリングが減衰可能なトルク変動量との関係を示したものである。このため、トーションスプリングが圧縮された場合には、トーションスプリングの捩り剛性に対応するトルク変動が減衰される。 The torsion characteristic indicates the relationship between the torsion angle (rotation angle) of the torsion spring and the amount of torque fluctuation that can be attenuated by the torsion spring. For this reason, when the torsion spring is compressed, the torque fluctuation corresponding to the torsional rigidity of the torsion spring is attenuated.
従来のロックアップ装置では、捩り特性はバイリニア型(2段)であったため、トルク変動の目標減衰量が大きくなると、初期振動は抑制することはできるものの、目標減衰量を確保するために、第2捩り剛性を大きくする必要がある。このため、第1捩り剛性に対する第2捩り剛性の比が大きくなってしまい、捩り特性の屈曲点およびこの屈曲点を超えた範囲において、剛性差による新たな振動が発生してしまうおそれがあった。すなわち、捩り特性をバイリニア型(2段)に設定した場合、トーションスプリングに起因する振動が発生してしまうおそれがあった。 In the conventional lock-up device, the torsional characteristics are bilinear type (two-stage). Therefore, when the target attenuation of torque fluctuation increases, the initial vibration can be suppressed, but in order to secure the target attenuation, 2. It is necessary to increase the torsional rigidity. For this reason, the ratio of the second torsional rigidity to the first torsional rigidity is increased, and there is a possibility that new vibration due to the difference in rigidity occurs in the bending point of the torsional characteristics and in the range beyond the bending point. . That is, when the torsional characteristics are set to the bilinear type (two stages), there is a possibility that vibration due to the torsion spring may occur.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、コイルスプリングに起因する振動を確実に抑制できるトルクコンバータ用のロックアップ装置を、提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a lock-up device for a torque converter that can reliably suppress vibration caused by a coil spring.
請求項1に係るトルクコンバータ用のロックアップ装置は、トルクを伝達するとともに捩り振動を吸収・減衰するための装置である。このロックアップ装置は、入力回転部材と、出力回転部材と、複数の第1コイルスプリングと、複数の第2コイルスプリングと、複数の第3コイルスプリングとを、備えている。 A lockup device for a torque converter according to a first aspect is a device for transmitting torque and absorbing / damping torsional vibration. The lockup device includes an input rotation member, an output rotation member, a plurality of first coil springs, a plurality of second coil springs, and a plurality of third coil springs.
複数の第1コイルスプリングは、径方向外方において、入力回転部材と出力回転部材との相対回転によって、回転方向に圧縮される。複数の第2コイルスプリングは、径方向内方において、入力回転部材と出力回転部材との第1相対角度以上の相対回転によって回転方向に圧縮される。複数の第3コイルスプリングは、それぞれが第1コイルスプリングおよび第2コイルスプリングのいずれか一方のコイルスプリングより自由長が短く設定されている。複数の第3コイルスプリングは、第1コイルスプリングおよび第2コイルスプリングのいずれか一方のコイルスプリングの内周部において、移動自在に各別に配置されている。複数の第3コイルスプリングは、第1相対角度より大きい第2相対角度以上の相対回転によって回転方向に圧縮される。 The plurality of first coil springs are compressed in the rotation direction by the relative rotation between the input rotation member and the output rotation member on the outer side in the radial direction. The plurality of second coil springs are compressed in the rotational direction by a relative rotation of the input rotation member and the output rotation member that is equal to or greater than the first relative angle inward in the radial direction. Each of the plurality of third coil springs is set to have a shorter free length than either one of the first coil spring and the second coil spring. The plurality of third coil springs are movably disposed on the inner peripheral portion of either one of the first coil spring and the second coil spring. The plurality of third coil springs are compressed in the rotational direction by relative rotation greater than or equal to a second relative angle greater than the first relative angle.
本ロックアップ装置では、まず、複数の第1コイルスプリングが、入力回転部材と出力回転部材との相対回転によって、回転方向に圧縮される。次に、複数の第2コイルスプリングが、入力回転部材と出力回転部材との第1相対角度以上の相対回転によって回転方向に圧縮される。最後に、複数の第3コイルスプリングが、第1相対角度より大きい第2相対角度以上の相対回転によって回転方向に圧縮される。このように、第1コイルスプリング、第2コイルスプリング、および第3コイルスプリングの少なくともいずれか1つのコイルスプリングを圧縮することによって、複数段の捩り特性が形成される。 In the present lock-up device, first, the plurality of first coil springs are compressed in the rotational direction by the relative rotation of the input rotating member and the output rotating member. Next, the plurality of second coil springs are compressed in the rotation direction by relative rotation of the input rotation member and the output rotation member that is equal to or greater than the first relative angle. Finally, the plurality of third coil springs are compressed in the rotational direction by relative rotation greater than or equal to the second relative angle greater than the first relative angle. As described above, by compressing at least one of the first coil spring, the second coil spring, and the third coil spring, a multi-stage torsion characteristic is formed.
本発明では、第3コイルスプリングの自由長を、第3コイルスプリングを配置したコイルスプリング(第1コイルスプリングおよび第2コイルスプリングのいずれか一方)より短く設定することによって、複数段の捩り特性、すなわち3段以上の捩り特性を、形成している。これにより、トルク変動の目標減衰量が大きくなったとしても、第1段目の捩り剛性を小さく設定することができる。すなわち、第1段目の捩り剛性の大きさに起因する初期振動を、抑制することができる。また、本発明では、第3コイルスプリングを、第1コイルスプリングおよび第2コイルスプリングのいずれか一方の内周部に配置している。これにより、従来の構成を大きく変更することなく、複数段の捩り特性を形成することができる。すなわち、省スペース且つ低コストのロックアップ装置を提供することができる。 In the present invention, by setting the free length of the third coil spring to be shorter than the coil spring (either one of the first coil spring and the second coil spring) in which the third coil spring is disposed, That is, torsional characteristics of three or more steps are formed. As a result, even if the target amount of torque fluctuation increase, the first stage torsional rigidity can be set small. That is, the initial vibration due to the magnitude of the first stage torsional rigidity can be suppressed. In the present invention, the third coil spring is disposed on the inner peripheral portion of one of the first coil spring and the second coil spring. Thereby, a torsional characteristic of a plurality of stages can be formed without greatly changing the conventional configuration. That is, a space-saving and low-cost lockup device can be provided.
請求項2に係るトルクコンバータのロックアップ装置では、請求項1に記載の装置において、第3コイルスプリングが、第2コイルスプリングより自由長が短く設定されている。第3コイルスプリングは、第2コイルスプリングの内周部において移動自在に配置される。 In the lockup device for a torque converter according to a second aspect, in the device according to the first aspect, the third coil spring is set to have a shorter free length than the second coil spring. The third coil spring is movably disposed on the inner periphery of the second coil spring.
本発明では、第2コイルスプリングが径方向内方に配置されており、第3コイルスプリングが第2コイルスプリングの内周部に配置されている。このように、第3コイルスプリングを第1コイルスプリングではなく第2コイルスプリングに配置することによって、複数の第1コイルスプリングが回転方向に圧縮される場合、すなわちロックアップ装置が1段目の捩り特性で動作する場合に、遠心力によって発生する摺動ヒステリシストルクを、低減することができる。特に、ロックアップ装置が1段目の捩り特性で動作する場合は、音振性能が要求されるが、第1コイルスプリングの圧縮時に発生する振動音も、低減することができる。 In the present invention, the second coil spring is disposed radially inward, and the third coil spring is disposed on the inner peripheral portion of the second coil spring. In this way, by arranging the third coil spring in the second coil spring instead of the first coil spring, when the plurality of first coil springs are compressed in the rotational direction, that is, the lockup device is twisted in the first stage. When operating with characteristics, sliding hysteresis torque generated by centrifugal force can be reduced. In particular, when the lockup device operates with the torsional characteristics of the first stage, sound vibration performance is required, but vibration noise generated when the first coil spring is compressed can also be reduced.
請求項3に係るトルクコンバータのロックアップ装置では、請求項1又は2に記載の装置において、複数の第1コイルスプリングが、複数対のコイルスプリングから構成されている。各対の2つの第1コイルスプリングは、直列に配置されている。このロックアップ装置では、まず、第1相対角度未満では、各対の第1コイルスプリングが圧縮される。次に、第1相対角度以上では、各対の第1コイルスプリングおよび複数の第2コイルスプリングそれぞれが圧縮される。最後に、第2相対角度以上では、各対の第1コイルスプリング、複数の第2コイルスプリングそれぞれ、および複数の第3コイルスプリングそれぞれが圧縮される。 A torque converter lockup device according to a third aspect is the device according to the first or second aspect, wherein the plurality of first coil springs are composed of a plurality of pairs of coil springs. The two first coil springs of each pair are arranged in series. In this lockup device, first, each pair of first coil springs is compressed below the first relative angle. Next, above the first relative angle, each pair of the first coil springs and the plurality of second coil springs are compressed. Finally, above the second relative angle, each pair of first coil springs, each of the plurality of second coil springs, and each of the plurality of third coil springs are compressed.
この場合、複数段の捩り特性は、第1から第3の捩り剛性から構成される3段の捩り特性となる。第1捩り剛性は、各対の2つの第1コイルスプリングが圧縮された時の剛性である。第2捩り剛性は、各対の第1コイルスプリングおよび複数の第2コイルスプリングそれぞれが圧縮された時の剛性である。第3捩り剛性は、各対の第1コイルスプリング、複数の第2コイルスプリングそれぞれ、および複数の第3コイルスプリングそれぞれが圧縮された時の剛性である。このように、従来の構成を大きく変更しなくても、3段の捩り特性を容易に形成することができる。すなわち、省スペース且つ低コストのロックアップ装置を提供することができる。 In this case, the multi-stage torsional characteristics are three-stage torsional characteristics composed of the first to third torsional rigidity. The first torsional rigidity is a rigidity when the two first coil springs of each pair are compressed. The second torsional rigidity is rigidity when each pair of the first coil springs and the plurality of second coil springs are compressed. The third torsional rigidity is rigidity when each pair of the first coil springs, the plurality of second coil springs, and the plurality of third coil springs are compressed. Thus, the three-stage torsional characteristics can be easily formed without greatly changing the conventional configuration. That is, a space-saving and low-cost lockup device can be provided.
特に、3段の捩り特性を有するロックアップ装置は、3段未満の捩り特性を有するロックアップ装置と比較して、第1段目の捩り剛性の大きさに起因する初期振動を、確実に抑制することができる。また、隣接する剛性比、すなわち第N捩り剛性と第N+1捩り剛性との剛性比(第N捩り剛性に対する第N+1捩り剛性の剛性比;Nは自然数)を、小さくすることができるので、捩り特性の屈曲点を超えたときに発生するおそれがある振動、すなわち剛性差による振動を、確実に抑制することができる。 In particular, a lock-up device having a three-stage torsional characteristic reliably suppresses initial vibration caused by the magnitude of the first-stage torsional rigidity, compared to a lockup apparatus having a torsional characteristic of less than three stages. can do. Further, since the adjacent rigidity ratio, that is, the rigidity ratio between the Nth torsional rigidity and the (N + 1) th torsional rigidity (the rigidity ratio of the (N + 1) th torsional rigidity with respect to the Nth torsional rigidity; N is a natural number) can be reduced. The vibration that may occur when the bending point is exceeded, that is, the vibration due to the rigidity difference can be reliably suppressed.
請求項4に係るトルクコンバータのロックアップ装置では、請求項1から3のいずれかに記載の装置において、複数の第1コイルスプリングが、複数対のコイルスプリングから構成されている。各対の2つの第1コイルスプリングは、直列に配置されている。このロックアップ装置では、第1相対角度未満において、圧縮中の各対の第1コイルスプリングのいずれか一方が線間密着し、圧縮中の各対の第1コイルスプリングのいずれか他方が圧縮される。次に、第1相対角度以上では、各対のいずれか他方の第1コイルスプリングおよび複数の第2コイルスプリングそれぞれが圧縮される。最後に、第2相対角度以上では、各対のいずれか他方の第1コイルスプリング、複数の第2コイルスプリングそれぞれ、および複数の第3コイルスプリングそれぞれが圧縮される。 A torque converter lockup device according to a fourth aspect of the present invention is the device according to any one of the first to third aspects, wherein the plurality of first coil springs are composed of a plurality of pairs of coil springs. The two first coil springs of each pair are arranged in series. In this lock-up device, one of the first coil springs of each pair being compressed is in close contact with the line and the other one of the first coil springs of each pair being compressed is compressed below the first relative angle. The Next, above the first relative angle, the other first coil spring and the plurality of second coil springs of each pair are compressed. Finally, above the second relative angle, the other first coil spring of each pair, each of the plurality of second coil springs, and each of the plurality of third coil springs are compressed.
この場合、複数段の捩り特性は、第1から第4の捩り剛性から構成される4段の捩り特性となる。第1捩り剛性は、各対の2つの第1コイルスプリングが圧縮された時の剛性である。第2捩り剛性は、各対の2つの第1コイルスプリングのいずれか一方が線間密着し、各対の2つの第1コイルスプリングのいずれか他方が圧縮された時の剛性である。第3捩り剛性は、各対の第1コイルスプリングのいずれか他方のコイルスプリング、および複数の第2コイルスプリングそれぞれが圧縮された時の剛性である。第4捩り剛性は、各対の第1コイルスプリングのいずれか他方のコイルスプリング、複数の第2コイルスプリングそれぞれ、および複数の第3コイルスプリングが圧縮された時の剛性である。このように、従来の構成を大きく変更しなくても、4段の捩り特性を容易に形成することができる。すなわち、省スペース且つ低コストのロックアップ装置を提供することができる。 In this case, the multi-stage torsion characteristic is a four-stage torsion characteristic constituted by the first to fourth torsional rigidity. The first torsional rigidity is a rigidity when the two first coil springs of each pair are compressed. The second torsional rigidity is the rigidity when one of the two first coil springs in each pair is in close contact with the line and the other of the two first coil springs in each pair is compressed. The third torsional rigidity is the rigidity when the other coil spring of each pair of the first coil springs and the plurality of second coil springs are compressed. The fourth torsional rigidity is a rigidity when the other coil spring of each pair of the first coil springs, the plurality of second coil springs, and the plurality of third coil springs are compressed. Thus, four-stage torsional characteristics can be easily formed without greatly changing the conventional configuration. That is, a space-saving and low-cost lockup device can be provided.
特に、4段の捩り特性を有するロックアップ装置は、4段未満の捩り特性を有するロックアップ装置と比較して、第1段目の捩り剛性の大きさに起因する初期振動を、より確実に抑制することができる。また、第N捩り剛性に対する第N+1捩り剛性の剛性比を、非常に小さくすることができるので、捩り特性の屈曲点を超えたときの剛性差による振動を、より確実に抑制することができる。 In particular, a lock-up device having a four-stage torsional characteristic more reliably causes initial vibration due to the magnitude of the first stage torsional rigidity than a lock-up device having a torsional characteristic of less than four stages. Can be suppressed. In addition, since the rigidity ratio of the (N + 1) th torsional rigidity with respect to the Nth torsional rigidity can be made very small, vibration due to the difference in rigidity when the bending point of the torsional characteristics is exceeded can be more reliably suppressed.
請求項5に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、請求項1から4のいずれかに記載の装置において、入力回転部材と出力回転部材との相対回転を規制するための回転規制手段を、さらに備える。 A lockup device for a torque converter according to a fifth aspect of the present invention is the device according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a rotation restricting means for restricting the relative rotation between the input rotating member and the output rotating member. .
この場合、回転規制手段によって、入力回転部材と出力回転部材との相対回転が、規制される。すると、第1コイルスプリングおよび第2コイルスプリングによって捩り振動を吸収・減衰するための動作(ダンパー動作)が、停止する。すなわち、回転規制手段によって、捩り特性の上限が、設定される。このように、回転規制手段によって捩り特性の上限を設定することにより、捩り角度が所定の大きさ以上になったときに、トルクを、入力回転部材から出力回転部材へと確実に伝達することができる。 In this case, relative rotation between the input rotating member and the output rotating member is restricted by the rotation restricting means. Then, the operation (damper operation) for absorbing and damping torsional vibrations by the first coil spring and the second coil spring stops. That is, the upper limit of the torsion characteristic is set by the rotation restricting means. In this way, by setting the upper limit of the torsion characteristic by the rotation restricting means, when the torsion angle becomes a predetermined magnitude or more, the torque can be reliably transmitted from the input rotating member to the output rotating member. it can.
本発明では、トルクコンバータ用のロックアップ装置において、コイルスプリングに起因する振動を確実に抑制できる。 According to the present invention, in the lock-up device for a torque converter, the vibration caused by the coil spring can be reliably suppressed.
[トルクコンバータの基本構成]
図1は本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータ1(流体式トルク伝達装置)の縦断面概略図である。トルクコンバータ1は、エンジンのクランクシャフト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る。図1の左側に図示しないエンジンが配置され、図1の右側に図示しないトランスミッションが配置されている。図1に示すO−Oがトルクコンバータ1の回転軸である。
[Basic configuration of torque converter]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a torque converter 1 (fluid torque transmitting device) in which an embodiment of the present invention is adopted. The
トルクコンバータ1は、フロントカバー2と、インペラー4と、タービン5と、ステータ6と、ロックアップ装置7とを備えている。そして、インペラー4と、タービン5と、ステータ6とによってトーラス形状の流体作動室3が形成されている。
The
フロントカバー2は、図示しないフレキシブルプレートを介してトルクが入力される部材である。フロントカバー2は、エンジン側に配置されている部材であって、環状部21と、環状部21の外周縁からトランスミッション側に向かって延びる円筒状の部分22とを有している。
The
フロントカバー2の内周端にはセンターボス23が設けられている。センターボス23は、軸方向に延びる円筒形状の部材であり、クランクシャフトの中心孔の内部に挿入されている。
A
また、フロントカバー2のエンジン側には図示しないフレキシブルプレートが、複数のボルト(図示しない)によって固定されている。このフレキシブルプレートは、薄い円板状の部材であってトルクを伝達するとともにクランクシャフトからトルクコンバータ1の本体に伝達される曲げ振動を吸収するための部材である。
A flexible plate (not shown) is fixed to the engine side of the
さらに、環状部21の外周縁に形成された円筒状の部分22のトランスミッション側の先端は、インペラー4のインペラーシェル41の外周縁と溶接によって接続されている。フロントカバー2とインペラー4とによって、内部に作動油が充填された流体室が、形成されている。
Furthermore, the transmission side tip of the
インペラー4は、主に、インペラーシェル41と、その内部に固定されたインペラーブレード42と、インペラーシェル41の内周部に固定されたインペラーハブ43とから構成されている。
The impeller 4 mainly includes an
インペラーシェル41は、フロントカバー2に対向するようにフロントカバー2のトランスミッション側に配置されており、内周側の面にはインペラーブレード42を固定するための固定凹部41aが形成されている。インペラーブレード42は、板状の部材であって、作動油によって押圧される部分である。インペラーブレード42には、外周側及び内周側にインペラーシェル41の固定凹部41aに配置可能な凸部42aが形成されている。そして、このインペラーブレード42のタービン5側には環状のインペラーコア44が配置されている。インペラーハブ43は、インペラーシェル41の内周端からトランスミッション側に延びる筒状の部材である。
The
タービン5は、流体室内でインペラー4に対して軸方向に対向して配置されている。タービン5は、主に、タービンシェル51と、複数のタービンブレード52と、タービンシェル51の内周部に固定されたタービンハブ53とを有している。タービンシェル51は、略円板状の部材である。タービンブレード52は、タービンシェル51のインペラー4側の面に固定されている板状の部材である。このタービンブレード52のインペラー4側には、インペラーコア44に対向するようにタービンコア54が配置されている。
The
タービンハブ53は、タービンシェル51の内周部に配置されており、軸方向に延びる円筒部53aと、円筒部53aから外周に向かって延びる円板部53bとを有している。タービンハブ53の円板部53bにはタービンシェル51の内周部が複数のリベット55によって固定されている。そして、タービンハブ53の円筒部53aの内周部には、入力シャフトに係合するスプラインが形成されている。これによりタービンハブ53は入力シャフトと一体回転する。
The
ステータ6は、タービン5からインペラー4に戻る作動油の流れを整流するための機構である。ステータ6は樹脂やアルミ合金などで鍛造により一体に製作された部材である。ステータ6は、主に、環状のステータキャリア61と、ステータキャリア61の外周面に設けられた複数のステータブレード62と、ステータブレード62の外周側に設けられたステータコア63とから構成されている。ステータキャリア61はワンウェイクラッチ64を介して図示しない筒状の固定シャフトに支持されている。
The
以上のインペラーシェル41、タービンシェル51、ステータキャリア61によって、流体室内にトーラス形状の流体作動室3が形成されている。なお、流体室内においてフロントカバー2と流体作動室3の間には環状の空間が確保されている。
The
なお、フロントカバー2の内周部とタービンハブ53の円筒部53aとの間には樹脂部材10が配置されており、この樹脂部材10には半径方向に作動油が連通可能な第1ポート11が形成されている。この第1ポート11は入力シャフト内に設けられた油路と、タービン5とフロントカバー2との間の空間とを連通させている。また、タービンハブ53とステータ6の内周部との間には第1スラストベアリング12が配置されており、この第1スラストベアリング12には半径方向に作動油が連通可能な第2ポート13が形成されている。そして、ステータ6とインペラー4との軸方向間には第2スラストベアリング14が配置されており、この第2スラストベアリング14には半径方向に作動油が連通可能な第3ポート15が形成されている。この各ポート11、13、15は独立して作動油の供給・排出が可能となっている。
A
[ロックアップ装置の構造]
ロックアップ装置7は、エンジンのクランクシャフトからのトルクを伝達するとともに捩り振動を吸収及び減衰するための装置である。ロックアップ装置7は、図1に示すように、タービン5とフロントカバー2との間の空間に配置されており、必要に応じて両者を機械的に連結するための機構である。ロックアップ装置7は、フロントカバー2とタービン5との軸方向間の空間Aに配置されている。ロックアップ装置7は、空間Aを概ね軸方向に分割するように配置されている。ここでは、フロントカバー2とロックアップ装置7との間の空間を第1油圧室Bとし、ロックアップ装置7とタービン5との間の空間を第2油圧室Cとする。
[Structure of lock-up device]
The
ロックアップ装置7は、クラッチ及び弾性連結機構の機能を有し、主に、ピストン71と、リティーニングプレート72と、出力回転部材としてのドリブンプレート73と、複数の大トーションスプリング74(第1コイルスプリング)と、複数の中トーションスプリング75(第2コイルスプリング)と、複数の小トーションスプリング76(第3コイルスプリング)と、サポート部材77とを有している。
The lock-up
ここで、図2は、ロックアップ装置7をトランスミッション側から見た平面図である。また、図2では、中トーションスプリング75および小トーションスプリング76の配置関係を説明するために、一部断面を示している(図2において上方に表示された、中トーションスプリング75および小トーションスプリング76を参照)。
Here, FIG. 2 is a plan view of the
ピストン71は、クラッチ連結・遮断を行うための部材であり、さらには弾性連結機構としてのロックアップ装置7における入力部材として機能する。ピストン71はエンジンのクランクシャフトに対して回転可能に配置されている。ピストン71は、中心に円形の孔が形成された円板形状の部材である。ピストン71の外側端71gはリティーニングプレート72の外周縁、すなわち外周側突出部72cの外周縁にまで延びている。
The
ピストン71は、空間Aを概ね軸方向に分割するように、空間Aの内部において半径方向に延びている。このピストン71には、径方向略中央部分にエンジン側に向かって湾曲した凹部71aが形成されている。凹部71aには、中トーションスプリング75の一部が配置されている。
The
またピストン71には、凹部71aの外周側においてトランスミッション側に向かって湾曲した窪み部71bと、窪み部71bのさらに外周側において軸方向に直交する平坦部71cが形成されている。この平坦な部分71cのエンジン側の面に摩擦フェーシング71dが設けられている。
The
ここで、フロントカバー2には平坦部2aが形成されており、このフロントカバー2の平坦部2aは、ピストン71の摩擦フェーシング71dに対向する部分である。このフロントカバー2の平坦部2aと、ピストンの平坦部71cと、ピストン71の摩擦フェーシング71dとによって、ロックアップ装置7のクラッチ機能が実現されている。
Here, a
ピストン71の内周縁には軸方向エンジン側に延びる内周側筒状部71eが形成されている。内周側筒状部71eはタービンハブ53の外周面に支持されている。なお、ピストン71は、軸方向に移動自在になっており、フロントカバー2に接触可能になっている。さらにタービンハブ53の外周部には内周側筒状部71eの内周面に当接する環状のシールリング71fが設けられている。このシールリング71fによりピストン71の内周縁において軸方向のシールがなされている。
An inner peripheral
リティーニングプレート72は、図2に示すように、環状の部材であって、金属製の部材である。また、リティーニングプレート72は、固定部72aと、3つの支持部72bと、外周側突出部72c(径方向支持部)と、回転規制部72dと、スプリング収納部72eと、周方向支持部72mとを有している。
As shown in FIG. 2, the retaining
固定部72aは、略環状に形成された部分であって、ピストン71の窪み部71bに複数のリベット72fによって固定されている。支持部72bは、大トーションスプリング74の周方向端部を支持する部分である。また、支持部72bは、固定部72aから外周側に向かって突出し、固定部72aに一体に形成されている。さらに、支持部72bは、周方向に所定の間隔で設けられている。
The fixed
支持部72bは、外周部の周方向両端にトランスミッション側に延びる板状の周方向支持部72h(外周側の周方向支持部72h)を有している。外周側の周方向支持部72hは、大トーションスプリング74の周方向端部に当接可能になっている。外周側突出部72cは、支持部72bからさらに外周側に突出する部分である。外周側突出部72cは、周方向において隣り合う2つの大トーションスプリング74の間に配置されている。
The
回転規制部72dは、ドリブンプレート73と接触することで、リティーニングプレート72とドリブンプレート73との相対回転を規制する部分である。回転規制部72dは、周方向に隣接する支持部72bの間の中央部において、固定部72aの外周縁からトランスミッション側に突出して板状に形成されている。この回転規制部72dの周方向両端部において、ドリブンプレート73と接触可能になっている。
The
スプリング収納部72eは、中トーションスプリング75を収納可能な部分であって、固定部72aから内周側に向かって突出するように設けられている。また、スプリング収納部72eは、外周側の周方向支持部72hの内周側に形成される別の周方向支持部72m(内周側の周方向支持部72m)を、有している。内周側の周方向支持部72mは、中トーションスプリング75の周方向端部に当接可能になっている。
The
ドリブンプレート73は、板金製の環状の部材である。ドリブンプレート73の内周部は、複数のリベット55によってタービンハブ53に固定されている。また、ドリブンプレート73は、径方向略中央部に中トーションスプリング75が配置される3つの窓孔(図示しない)が形成されている。ドリブンプレート73の外周側端部には、エンジン側に向かって折り曲げられた周方向支持部73b(外周側の周方向支持部73b)が形成されている。また、ドリブンプレート73の半径方向の中央部、すなわち外周側の周方向支持部73bの内周側には、エンジン側に湾曲した周方向支持部73f(内周側の周方向支持部73f)が形成されている。
The driven
外周側の周方向支持部73bは、大トーションスプリング74の周方向端部に当接可能になっている。そして、ドリブンプレート73の周方向支持部73bと、リティーニングプレート72の外周側の周方向支持部72hとの間で、各対の2つの大トーションスプリング74が圧縮される。内周側の周方向支持部73fは、中トーションスプリング75の周方向端部に当接可能になっている。そして、ドリブンプレート73の周方向支持部73fと、リティーニングプレート72の内周側の周方向支持部72mとの間で、複数の中トーションスプリング75それぞれが圧縮される。
The outer circumferential
また、ドリブンプレート73には、リティーニングプレート72の回転規制部72dが当接する当接部73cが形成されている。そして、当接部73cがリティーニングプレート72の回転規制部72dに当接することでドリブンプレート73の回転が規制される。なお、上記のリティーニングプレート72の回転規制部72dと、ドリブンプレート73の当接部73cとによって、回転規制手段が構成されている。
Further, the driven
大トーションスプリング74は、リティーニングプレート72を介してピストン71とドリブンプレート73との間で動力の伝達を行う。また、大トーションスプリング74は、捩り振動を吸収・減衰する。大トーションスプリング74は、ピストン71のトランスミッション側に配置されている。また、本実施形態では、3対(3組)の大トーションスプリング74(6つの大トーションスプリング74)が、周方向に並べて配置されている。一対の大トーションスプリング74は、2つの大トーションスプリング74から構成されている。大トーションスプリング74の周方向両端には、図2に示すように、スプリングシート74aが配置されている。このスプリングシート74aは、大トーションスプリング74の周方向端部を支持する円板状の部分(図2では74aが示す部分)と、円板状の部分から大トーションスプリング74の内方に向かって突出する突出支持部(図示しない)とを有しており、リティーニングプレート72に支持されている。
The
中トーションスプリング75は、リティーニングプレート72とドリブンプレート73との間で動力の伝達を行う。また、中トーションスプリング75は、捩り振動を吸収・減衰する。中トーションスプリング75は、大トーションスプリング74の内周側に配置されている。中トーションスプリング75は、ピストン71のトランスミッション側に配置されている。ここでは、3つの中トーションスプリング75が、周方向に並べて配置されている。また、3つの中トーションスプリング75それぞれは、一対の大トーションスプリング74と協働して圧縮され、この圧縮によって、ロックアップ装置7の基本捩り特性が形成される。
The
小トーションスプリング76は、中トーションスプリング75の内周部に配置されている。小トーションスプリング76の自由長は、リティーニングプレート72に配置された中トーションスプリング75の長さより短く設定されている。すなわち、リティーニングプレート72とドリブンプレート73とが相対回転していない状態では、小トーションスプリング76は、中トーションスプリング75の内周部において移動自在に配置されている。そして、リティーニングプレート72とドリブンプレート73とが、相対回転を開始し、後述する所定の相対角度以上で相対回転すると、小トーションスプリング76は、中トーションスプリング75とともに圧縮される。このようにして、小トーションスプリング76は、中トーションスプリング75とともに、捩り振動を吸収・減衰する。
The
サポート部材77は、大トーションスプリング74の外周側を支持する部材である。また、サポート部材77は、外周側支持部77aと、3つの突出部77bと、移動規制部77cと、中間部77d(図2を参照)とを有している。
The
外周側支持部77aは、大トーションスプリング74の外周側を支持する部分であって、図3に示すように、大トーションスプリング74の外周側に配置されている。また、外周側支持部77aは軸方向に沿って延びる円筒状の部分である。さらに、外周側支持部77aは、リティーニングプレート72の外周側突出部72cの先端によって径方向に支持されている。外周側支持部77aは外周側突出部72cの軸方向トランスミッション側に配置されている。
The outer peripheral
突出部77bは、外周側支持部77aのエンジン側端部に設けられており、外周側支持部77aの内周面から内周側に突出している。突出部77bは、周方向に等間隔に配置されている。また、突出部77bは、ピストン71の外側端71gとリティーニングプレート72の外周側突出部72cとの軸方向間に配置されている部分である。サポート部材77が軸方向トランスミッション側に移動しようとすると、突出部77bが外周側突出部72cのエンジン側の面に接触することでサポート部材77の移動が規制される。さらにサポート部材77が軸方向エンジン側に移動しようとすると、突出部77bがピストン71の外側端71gのトランスミッション側の面に接触することでサポート部材77のエンジン側への移動が規制される。この突出部77bは外周側突出部72cに対応して配置されている。すなわち、周方向において大トーションスプリング74が配置されていない位置に設けられている。
The protruding
移動規制部77cは、大トーションスプリング74のトランスミッション側への移動を規制するための部分であって、外周側支持部77aのトランスミッション側端部から内周側に向かって延びる部分である。また、移動規制部77cは、規制部分76eとを有している。規制部分76eは、大トーションスプリング74がトランスミッション側に移動しようとする際に大トーションスプリング74に接触することで大トーションスプリング74の移動を規制する部分である。規制部分76eは外周側支持部77aのトランスミッション側端部から内周側に向かって延びる部分である。なお、突出部77bがリティーニングプレート72に接触している状態で移動規制部77cとピストン71との軸方向間隔は、大トーションスプリング74の径よりも大きい。すなわち、移動規制部77cと大トーションスプリング74との間には隙間が形成されている。
The
中間部76dは、図2に示すように、大トーションスプリング74の周方向端部を支持可能な部分であって、互いに隣り合う2つの大トーションスプリング74の周方向間に配置されている。また、中間部76dは、移動規制部77cからエンジン側に向かって延びる部分である。
As shown in FIG. 2, the intermediate portion 76 d is a portion capable of supporting the circumferential end portion of the
[トルクコンバータの動作]
エンジン始動直後には、第1ポート11及び第3ポート15からトルクコンバータ1本体内に作動油が供給され、第2ポート13から作動油が排出される。第1ポート11から供給された作動油はピストン71とフロントカバー2との間の空間(第1油圧室B)を外周側に流れ、ピストン71とタービン5との間の空間(第2油圧室C)を通過して流体作動室3内に流れ込む。
[Torque converter operation]
Immediately after the engine is started, the hydraulic oil is supplied into the main body of the
そして、第3ポート15からトルクコンバータ1の本体内に供給された作動油は、インペラー4側に移動し、インペラー4によってタービン5側に移動させられる。そして、タービン5側に移動した作動油は、タービン5によってステータ6側に移動させられ、再びインペラー4に供給される。この動作によってタービン5が回転させられる。
The hydraulic oil supplied from the
タービン5に伝達された動力は入力シャフトに伝達される。このようにしてエンジンのクランクシャフトと入力シャフトとの間で動力の伝達が行われる。なおこのとき、ピストン71は、フロントカバー2から離れており、フロントカバー2のトルクはピストン71に伝達されない。
The power transmitted to the
[ロックアップ装置の動作]
トルクコンバータ1の回転速度が上がり、入力シャフトが一定の回転数に達すると、第1ポート11から第1油圧室Bの作動油が排出される。この結果、第1油圧室Bと第2油圧室Cとの油圧差によって、ピストン71がフロントカバー2側に移動させられ、摩擦フェーシング71dがフロントカバー2の平坦な摩擦面に押し付けられる。摩擦フェーシング71dがフロントカバー2に押しつけられることによって、フロントカバー2のトルクは、ピストン71からリティーニングプレート72及び大トーションスプリング74を介してドリブンプレート73に伝達される。さらにドリブンプレート73に伝達されたトルクはドリブンプレート73からタービン5に伝達される。すなわち、フロントカバー2が機械的にタービン5に連結され、フロントカバー2のトルクがタービン5を介して直接入力シャフトに出力される。
[Operation of lock-up device]
When the rotational speed of the
[ロックアップ装置の捩り特性]
以上に述べたロックアップ連結状態において、ロックアップ装置7は、トルクを伝達する。ロックアップ装置7は、トルク伝達とともに、フロントカバー2から入力される捩り振動を、捩り特性に基づいて吸収・減衰する。
[Torsional characteristics of lock-up device]
In the lockup coupled state described above, the
以下では、図3および図4を用いて、ロックアップ装置7の捩り特性について説明する。図3は、ロックアップ装置7の3段の捩り特性を示すモデル図であり、図4は、ロックアップ装置7においてトーションスプリングが圧縮された時のモデル図である。また、図3および図4は、一対の大トーションスプリング74と、1つの中トーションスプリング75と、1つの中トーションスプリング75とが圧縮されたときのモデル図である。
Below, the twist characteristic of the
なお、図4では、一対の大トーションスプリング74、すなわち2つの大トーションスプリング74を区別するために、2つの大トーションスプリング74の一方の大トーションスプリングの番号を74aと記し、2つの大トーションスプリング74の他方の大トーションスプリングの番号を74bと記す。
In FIG. 4, in order to distinguish a pair of large torsion springs 74, that is, two large torsion springs 74, the number of one
具体的には、フロントカバー2からロックアップ装置7に捩り振動が入力されると、ドライブプレート72とドリブンプレート73との間で捩り角度θが生じる。すると、図4(a)に示すように、各対の2つの大トーションスプリング74a,74bが、リティーニングプレート72とドリブンプレート73との間で回転方向に圧縮される。詳細には、各対の2つの大トーションスプリング74a,74bは、リティーニングプレート72の外周側の周方向支持部72hとドリブンプレート73の周方向支持部73bとの間で回転方向に圧縮される。この状態を、第1の圧縮状態J1と呼ぶ(図3を参照)。この第1の圧縮状態J1では、2つの大トーションスプリング74a,74bの捩り剛性を合成した捩り剛性、すなわち第1捩り剛性D1によって、1段目の捩り特性が規定される。そして、この1段目の捩り特性に基づいて、捩り振動が吸収及び減衰される。
Specifically, when a torsional vibration is input from the
この状態において捩り角度θが大きくなると、図4(b)に示すように、2つの大トーションスプリング74a,74bが圧縮された状態において、中トーションスプリング75の圧縮が開始される。このときの状態が、図3における第1屈曲点P1に相当する。この状態の第1捩り角度(第1相対角度)を、図3ではθ1と記している。ここでは、大トーションスプリング74a,74bは、上記と同様に、リティーニングプレート72の外周側の周方向支持部72hとドリブンプレート73の周方向支持部73bとの間で回転方向に圧縮される。また、中トーションスプリング75は、リティーニングプレート72の内周側の周方向支持部72mと、ドリブンプレート73の内周側の周方向支持部73fとの間で、回転方向に圧縮される。このように、各トーションスプリング74a,74b,75が圧縮された状態を、第2の圧縮状態J2と呼ぶ(図3を参照)。この第2の圧縮状態J2では、2つの大トーションスプリング74a,74bの捩り剛性、および中トーションスプリング75の捩り剛性を合成した捩り剛性、すなわち第2捩り剛性D2によって、2段目の捩り特性が規定される。そして、この2段目の捩り特性に基づいて、捩り振動が吸収及び減衰される。
When the torsion angle θ increases in this state, the compression of the
この状態において捩り角度θがさらに大きくなると、図4(c)に示すように、2つの大トーションスプリング74a,74b、および中トーションスプリング75が圧縮された状態において、小トーションスプリング76の圧縮が開始される。このときの状態が、図3における第2屈曲点P2に相当する。この状態の第2捩り角度(第2相対角度)を、図3ではθ2と記している。ここでは、大トーションスプリング74a,74bは、上記と同様に、リティーニングプレート72の外周側の周方向支持部72hとドリブンプレート73の周方向支持部73bとの間で回転方向に圧縮される。また、中トーションスプリング75および小トーションスプリング76は、リティーニングプレート72の内周側の周方向支持部72mと、ドリブンプレート73の内周側の周方向支持部73fとの間で、回転方向に圧縮される。このように、各トーションスプリング74a,74b,75,76が圧縮された状態を、第3の圧縮状態J3と呼ぶ(図3を参照)。この第3の圧縮状態J3では、2つの大トーションスプリング74a,74bの捩り剛性、中トーションスプリング75の捩り剛性、および小トーションスプリング76の捩り剛性を合成した捩り剛性、すなわち第3捩り剛性D3によって、3段目の捩り特性が規定される。そして、この3段目の捩り特性に基づいて、捩り振動が吸収及び減衰される。
When the torsion angle θ further increases in this state, the compression of the
この状態において捩り角度θがさらに大きくなると、最終的には、リティーニングプレート72の回転規制部72dが、ドリブンプレート73の当接部73cに当接する。この状態が、図3における限界点P3の状態に相当する。この状態の第3捩り角度を、図3ではθ3と記している。すると、動作中の各トーションスプリング74a,74b,75,76の圧縮が、停止する。この状態を、圧縮停止状態JFと呼ぶ(図3を参照)。すなわち、トーションスプリング74,75,76のダンパー動作が、停止する。
If the torsion angle θ further increases in this state, the
[ロックアップ装置の捩り特性]
上記のように、トーションスプリング74,75,76が動作する場合の捩り剛性を、以下では、図3および図4を参照して説明する。なお、説明を容易にするために、ここでは、一対の大トーションスプリング74、1つの中トーションスプリング75、および1つの小トーションスプリング76それぞれの捩り剛性を用いて、説明を行う。なお、2つの大トーションスプリング74の捩り剛性それぞれを、記号K11および記号K12で記し、1つの中トーションスプリング75の捩り剛性を、記号K2で記し、1つの小トーションスプリング76の捩り剛性を、記号K3で記す。
[Torsional characteristics of lock-up device]
As described above, the torsional rigidity when the torsion springs 74, 75, and 76 operate will be described below with reference to FIGS. In order to facilitate the description, the description will be given here using the torsional rigidity of each of the pair of large torsion springs 74, one
図3および図4に示すように、第1の圧縮状態J1では、直列に配置された2つの大トーションスプリング74の捩り剛性が、第1捩り剛性D1(=1/{(1/K11+1/K12)})として、設定される。本捩り特性においては、第1の圧縮状態J1の範囲は、捩り角度が0度以上θ1度未満の範囲である。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the first compression state J1, the torsional rigidity of the two large torsion springs 74 arranged in series is the first torsional rigidity D1 (= 1 / {(1 /
次に、一対の大トーションスプリング74に加えて、中トーションスプリング75がさらに圧縮されると、第1の圧縮状態J1から第2の圧縮状態J2へと移行する。すると、第2の圧縮状態J2では、並列に配置された、2つの大トーションスプリング74の捩り剛性K11,K12と、中トーションスプリング75の捩り剛性K2とを合成した捩り剛性が、第2捩り剛性D2(=1/{(1/K11+1/K12)}+K2)として設定される。本捩り特性においては、第2の圧縮状態J2の範囲は、捩り角度がθ1度以上θ2度未満の範囲である。
Next, when the
続いて、一対の大トーションスプリング74a,74b、および中トーションスプリング75が圧縮されている状態において、小トーションスプリング76の圧縮がさらに開始されると、第2の圧縮状態J2から第3の圧縮状態J3へと移行する。すると、第3の圧縮状態J3では、並列に配置された、2つの大トーションスプリング74の捩り剛性K11,K12と、中トーションスプリング75の捩り剛性K2と、小トーションスプリング76の捩り剛性K3とを合成した捩り剛性が、第3捩り剛性D3(=1/{(1/K11+1/K12)}+K2+K3)として、設定される。このようにして、3段の捩り特性が、設定される。本捩り特性においては、第3の圧縮状態J3の範囲は、捩り角度がθ2度以上θ3度未満の範囲である。
Subsequently, when the compression of the
最後に、第3の圧縮状態J3から圧縮停止状態JFへと移行すると、捩り特性の捩り角度θは、最大捩り角度θに達する。捩り角度θが最大捩り角度θに達したときのトルクは、捩り特性における最大トルクになる。本捩り特性においては、圧縮停止状態JFの範囲は、捩り角度がθ3以上の範囲である。 Finally, when transitioning from the third compression state J3 to the compression stop state JF, the twist angle θ of the torsion characteristic reaches the maximum twist angle θ. The torque when the torsion angle θ reaches the maximum torsion angle θ is the maximum torque in the torsional characteristics. In this torsional characteristic, the range of the compression stop state JF is a range in which the torsion angle is θ3 or more.
なお、本捩り特性では、第N捩り剛性と第N+1捩り剛性との剛性比α(第N捩り剛性に対する第N+1捩り剛性の比)が、1.5以上3.0以下に設定されている。ここでは、第N捩り剛性に対する第N+1捩り剛性の比αが、1.5以上3.0以下に設定されている場合の例を示したが、上記の捩り剛性の比αを、2.0以上2.5以下に設定することが望ましい。 In this torsional characteristic, the rigidity ratio α between the Nth torsional rigidity and the (N + 1) th torsional rigidity (the ratio of the (N + 1) th torsional rigidity to the Nth torsional rigidity) is set to 1.5 or more and 3.0 or less. Here, an example in which the ratio α of the (N + 1) th torsional rigidity to the Nth torsional rigidity is set to 1.5 or more and 3.0 or less is shown. However, the above ratio of torsional rigidity α is set to 2.0. It is desirable to set it to 2.5 or less.
なお、ここでは、1段目の捩り特性と2段目の捩り特性とが、常用域での捩り特性として用いられている。このため、上記においては、第2捩り剛性D2に対する第3捩り剛性D3の比については、この剛性比を、所定の範囲内、たとえば1.5以上3.0以下又は2.0以上2.5以下に、設定することを特に要求せず、第1捩り剛性D1に対する第2捩り剛性D2の比だけが、所定の範囲内に設定されている。 Here, the first-stage torsional characteristics and the second-stage torsional characteristics are used as the torsional characteristics in the normal range. For this reason, in the above description, the ratio of the third torsional rigidity D3 to the second torsional rigidity D2 is set within a predetermined range, for example, 1.5 to 3.0 or 2.0 to 2.5. In the following, no particular setting is required, and only the ratio of the second torsional stiffness D2 to the first torsional stiffness D1 is set within a predetermined range.
[捩り振動減衰特性の有利な効果]
本ロックアップ装置7では、小トーションスプリング76の自由長を、中トーションスプリング75より短く設定することによって、複数段の捩り特性、すなわち3段の捩り特性を、形成している。これにより、トルク変動の目標減衰量が大きくなったとしても、第1段目の捩り剛性を小さく設定することができる。すなわち、第1段目の捩り剛性の大きさに起因する初期振動を、抑制することができる。また、本発明では、小トーションスプリング76を、中トーションスプリング75の内周部に配置している。これにより、従来の構成を大きく変更することなく、3段の捩り特性を形成することができる。すなわち、省スペース且つ低コストのロックアップ装置を提供することができる。
[Advantageous effects of torsional vibration damping characteristics]
In the present lock-up
また、本ロックアップ装置7では、小トーションスプリング76の圧縮によって、3段目の捩り剛性D3が形成される。すなわち、小トーションスプリング76が圧縮されたときには、第3捩り剛性D3が高くなっている。この状態において、エンジンからのトルクを、小トーションスプリング76が配置された内周側(回転軸に近い位置)において、ドリブンプレート73に伝達することができる。すなわち、この場合、ドリブンプレート73の内周側の周方向支持部73fとリベット55との半径方向の距離が短くなるので、トルクを、タービン5(タービンハブ53やタービンシェル51等)、すなわちトルクコンバータへと確実に伝達することができる。
Further, in the present lock-up
また、本ロックアップ装置7では、常用域において、第N捩り剛性と第N+1捩り剛性との剛性比α(第N捩り剛性に対する第N+1捩り剛性の剛性比)を、1.5以上3.0以下に設定しているので、捩り特性の屈曲点を超えたときに発生するおそれがある振動、すなわち剛性差による振動を、抑制することができる。特に、第N捩り剛性に対する第N+1捩り剛性の剛性比αを、2.0以上2.5以下に設定した場合、捩り特性の屈曲点を超えたときに発生するおそれがある剛性差による振動を、確実に抑制することができる。このように、本ロックアップ装置7では、トーションスプリングの剛性の変化に起因する振動を確実に抑制することができる。
Further, in the
さらに、本ロックアップ装置7では、リティーニングプレート72の回転規制部72dと、ドリブンプレート73の当接部73cとによって構成される回転規制手段によって、リティーニングプレート72とドリブンプレート73との相対回転が、規制される。すると、トーションスプリング74,75,76とによって捩り振動を吸収・減衰するための動作(ダンパー動作)が、停止する。すなわち、この回転規制手段によって、捩り特性の上限が、設定される。このように、回転規制手段によって捩り特性の上限を設定することにより、捩り角度が所定の角度θ3以上になったときに、トルクをリティーニングプレート72からドリブンプレート73へと確実に伝達することができる。
Further, in the
[他の実施形態]
(a)前記実施形態では、ロックアップ装置7が3段の捩り特性を有する場合の例を示したが、本発明では、捩り特性を4段以上に設定することも可能である。たとえば、図1および図2に示した構成において、捩り特性を4段に設定する例を、以下に示す。なお、以下に示す例では、特に説明を行っていない部分については、第1実施形態と同じ構成を有し、第1実施形態と同じ動作を行う。また、以下に示す図5および図6では、図3および図4と同じ部材および特性については、同じ記号を付している。
[Other Embodiments]
(A) In the above-described embodiment, an example in which the
具体的には、フロントカバー2からロックアップ装置7に捩り振動が入力されると、ドライブプレート72とドリブンプレート73との間で捩り角度θが生じる。すると、図6(a)に示すように、各対の2つの大トーションスプリング74a,74bが、第1実施形態と同様に、リティーニングプレート72とドリブンプレート73との間で回転方向に圧縮される。この状態を、第1の圧縮状態J1と呼ぶ(図5を参照)。この第1の圧縮状態J1では、2つの大トーションスプリング74a,74bの捩り剛性を合成した捩り剛性、すなわち第1捩り剛性D1によって、1段目の捩り特性が規定される。そして、この1段目の捩り特性に基づいて、捩り振動が吸収及び減衰される。
Specifically, when a torsional vibration is input from the
この状態において捩り角度θが大きくなると、図6(b)に示すように、一方の大トーションスプリング74aが線間密着する。このときの状態が、図5における第1屈曲点P1に相当する。この状態の第1捩り角度(第1相対角度)を、図5ではθ1と記している。なお、大トーションスプリング74aが線間密着するときの捩り角度θ1は、後述する中トーションスプリング75の圧縮が開始される時の捩り角度θ2より小さい。ここでは、他方の大トーションスプリング74bが、リティーニングプレート72とドリブンプレート73との間で回転方向に圧縮される。この状態を、第2の圧縮状態J2と呼ぶ(図3を参照)。この第2の圧縮状態J2では、1つの大トーションスプリング74bの捩り剛性、すなわち第2捩り剛性D2によって、2段目の捩り特性が規定される。そして、この2段目の捩り特性に基づいて、捩り振動が吸収及び減衰される。
When the torsion angle θ increases in this state, one
この状態において捩り角度θがさらに大きくなると、図6(c)に示すように、1つの大トーションスプリング74bが圧縮された状態において、中トーションスプリング75の圧縮が開始される。このときの状態が、図5における第2屈曲点P2に相当する。この状態の第2捩り角度(第2相対角度)を、図5ではθ2と記している。ここでは、大トーションスプリング74bおよび中トーションスプリング75が、リティーニングプレート72とドリブンプレート73との間で、回転方向に圧縮される。このように、各トーションスプリング74b,75が圧縮された状態を、第3の圧縮状態J3と呼ぶ(図5を参照)。この第3の圧縮状態J3では、1つの大トーションスプリング74bの捩り剛性、および中トーションスプリング75の捩り剛性を合成した捩り剛性、すなわち第3捩り剛性D3によって、3段目の捩り特性が規定される。そして、この3段目の捩り特性に基づいて、捩り振動が吸収及び減衰される。
When the torsion angle θ further increases in this state, as shown in FIG. 6C, the compression of the
この状態において捩り角度θがさらに大きくなると、1つの大トーションスプリング74b、および中トーションスプリング75が圧縮された状態において、小トーションスプリング76の圧縮が開始される。このときの状態が、図5における第3屈曲点P3に相当する。この状態の第3捩り角度(第3相対角度)を、図5ではθ3と記している。ここでは、大トーションスプリング74b、中トーションスプリング75および小トーションスプリング76が、リティーニングプレート72とドリブンプレート73との間で、回転方向に圧縮される。このように、各トーションスプリング74b,75,76とが圧縮された状態を、第4の圧縮状態J4と呼ぶ(図5を参照)。この第4の圧縮状態J4では、1つの大トーションスプリング74bの捩り剛性、中トーションスプリング75の捩り剛性、および小トーションスプリング76の捩り剛性を合成した捩り剛性、すなわち第4捩り剛性D4によって、4段目の捩り特性が規定される。そして、この4段目の捩り特性に基づいて、捩り振動が吸収及び減衰される。
When the torsion angle θ further increases in this state, the compression of the
この状態において捩り角度θがさらに大きくなると、最終的には、リティーニングプレート72の回転規制部72dが、ドリブンプレート73の当接部73cに当接する。この状態が、図5における限界点P4の状態に相当する。この状態の第4捩り角度を、図5ではθ4と記している。すると、動作中の各トーションスプリング74b,75,76の圧縮が、停止する。この状態を、圧縮停止状態JFと呼ぶ(図5を参照)。すなわち、トーションスプリング74,75,76のダンパー動作が、停止する。
If the torsion angle θ further increases in this state, the
上記のように、トーションスプリング74,75が動作する場合の捩り剛性は、第1実施形態と同様に設定される。たとえば、第1の圧縮状態J1では、直列に配置された2つの大トーションスプリング74の捩り剛性が、第1捩り剛性D1(=1/{(1/K11+1/K12)})として、設定される。次に、第2の圧縮状態J2では、1つの大トーションスプリング74bの捩り剛性が、第2捩り剛性D2(=K12)として、設定される。
As described above, the torsional rigidity when the torsion springs 74 and 75 operate is set similarly to the first embodiment. For example, in the first compression state J1, the torsional rigidity of the two large torsion springs 74 arranged in series is set as the first torsional rigidity D1 (= 1 / {(1 /
続いて、第3の圧縮状態J3では、1つの大トーションスプリング74bの捩り剛性K12と、中トーションスプリング75の捩り剛性K2とを合成した捩り剛性が、第3捩り剛性D3(=K12+K2)として設定される。続いて、第4の圧縮状態J4では、1つの大トーションスプリング74の捩り剛性K12、中トーションスプリング75の捩り剛性K2、および小トーションスプリング76の捩り剛性K3を合成した捩り剛性が、第4捩り剛性D4(=K12+K2+K3)として、設定される。このようにして、4段の捩り特性が、設定される。
Subsequently, in the third compression state J3, the torsional rigidity obtained by combining the torsional rigidity K12 of one
最後に、第4の圧縮状態J4から圧縮停止状態JFへと移行すると、捩り特性の捩り角度θは、最大捩り角度θに達する。捩り角度θが最大捩り角度θに達したときのトルクは、捩り特性における最大トルクになる。 Finally, when transitioning from the fourth compression state J4 to the compression stop state JF, the twist angle θ of the torsion characteristic reaches the maximum twist angle θ. The torque when the torsion angle θ reaches the maximum torsion angle θ is the maximum torque in the torsional characteristics.
なお、本捩り特性では、第N捩り剛性と第N+1捩り剛性との剛性比α(第N捩り剛性に対する第N+1捩り剛性の比)が、1.5以上3.0以下に設定されている。ここでは、第N捩り剛性に対する第N+1捩り剛性の比αが、1.5以上3.0以下に設定されている場合の例を示したが、上記の捩り剛性の比αを、2.0以上2.5以下に設定することが望ましい。 In this torsional characteristic, the rigidity ratio α between the Nth torsional rigidity and the (N + 1) th torsional rigidity (the ratio of the (N + 1) th torsional rigidity to the Nth torsional rigidity) is set to 1.5 or more and 3.0 or less. Here, an example in which the ratio α of the (N + 1) th torsional rigidity to the Nth torsional rigidity is set to 1.5 or more and 3.0 or less is shown. However, the above ratio of torsional rigidity α is set to 2.0. It is desirable to set it to 2.5 or less.
ここでは、1段目の捩り特性、2段目の捩り特性、および3段目の捩り特性が、常用域での捩り特性として用いられている。このため、上記においては、第3捩り剛性D3に対する第4捩り剛性D4の比については、この剛性比を、所定の範囲内、たとえば1.5以上3.0以下又は2.0以上2.5以下に、設定することを特に要求せず、第1捩り剛性D1に対する第2捩り剛性D2の比、および第2捩り剛性D2に対する第3捩り剛性D3の比が、所定の範囲内に設定されている。 Here, the first stage torsional characteristics, the second stage torsional characteristics, and the third stage torsional characteristics are used as the torsional characteristics in the normal range. For this reason, in the above, the ratio of the fourth torsional rigidity D4 to the third torsional rigidity D3 is set within a predetermined range, for example, 1.5 to 3.0 or 2.0 to 2.5. In the following, the ratio of the second torsional rigidity D2 to the first torsional rigidity D1 and the ratio of the third torsional rigidity D3 to the second torsional rigidity D2 are set within a predetermined range without particularly requiring setting. Yes.
なお、上記のように捩り特性を4段に設定したとしても、第1実施形態と同じ効果を得ることができる。
(b)前記実施形態では、小トーションスプリング76が、中トーションスプリング75の内部に配置される場合の例を示したが、小トーションスプリング76を配置するトーションスプリングは、前記実施形態に限定されず、どのようにしても良い。たとえば、小トーションスプリング76を、各対の2つの大トーションスプリング74のいずれか一方の内周部に配置するようにしても良い。また、たとえば、小トーションスプリング76を、各対の2つの大トーションスプリング74の少なくともいずれか一方の内周部に配置するようにしても良い。
Even if the torsional characteristics are set to four stages as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
(B) In the above embodiment, an example in which the
本発明は、トルクを伝達するとともに捩り振動を吸収・減衰するためのトルクコンバータのロックアップ装置に、利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a torque converter lockup device for transmitting torque and absorbing / damping torsional vibration.
7 ロックアップ装置
71 ピストン
72 リティーニングプレート
72d 回転規制部
73 ドリブンプレート
73c 当接部
74,74a,74b 大トーションスプリング
75 中トーションスプリング
76 小トーションスプリング
D1 第1捩り剛性
D2 第2捩り剛性
D3 第3捩り剛性
D4 第4捩り剛性
α 第N捩り剛性に対する第N+1捩り剛性の比
θ1,θ2,θ3,θ4 第1から第4捩り角度(第1から第4の相対角度)
7 Lock-up
Claims (5)
入力回転部材と、
出力回転部材と、
径方向外方において、前記入力回転部材と前記出力回転部材との相対回転によって、回転方向に圧縮される複数の第1コイルスプリングと、
径方向内方において、前記入力回転部材と前記出力回転部材との第1相対角度以上の相対回転によって回転方向に圧縮される複数の第2コイルスプリングと、
前記第1コイルスプリングおよび前記第2コイルスプリングのいずれか一方のコイルスプリングより自由長が短く設定され、前記いずれか一方のコイルスプリングの内周部において移動自在に各別に配置され、前記第1相対角度より大きい第2相対角度以上の相対回転によって回転方向に圧縮される複数の第3コイルスプリングと、
を備えるトルクコンバータのロックアップ装置。 A torque converter lockup device for transmitting torque and absorbing / damping torsional vibrations,
An input rotating member;
An output rotating member;
A plurality of first coil springs compressed in the rotational direction by relative rotation between the input rotating member and the output rotating member, radially outward;
A plurality of second coil springs that are compressed in the rotational direction by a relative rotation of the input rotation member and the output rotation member that is equal to or greater than a first relative angle inside in the radial direction;
A free length is set shorter than any one of the first coil spring and the second coil spring, and each of the first coil spring and the first coil spring is arranged separately to be movable at an inner peripheral portion of the one coil spring. A plurality of third coil springs that are compressed in the rotational direction by relative rotation greater than or equal to a second relative angle greater than the angle;
Torque converter lockup device comprising:
請求項1に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。 The third coil spring is set to have a shorter free length than the second coil spring, and is movably disposed on an inner peripheral portion of the second coil spring.
The lockup device for a torque converter according to claim 1.
各対の2つの前記第1コイルスプリングは直列に配置され、
前記第1相対角度未満では、各対の前記第1コイルスプリングが圧縮され、
前記第1相対角度以上では、各対の前記第1コイルスプリングおよび複数の前記第2コイルスプリングそれぞれが圧縮され、
前記第2相対角度以上では、各対の前記第1コイルスプリング、複数の前記第2コイルスプリングそれぞれ、および複数の前記第3コイルスプリングそれぞれが圧縮される、
請求項1又は2に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。 The plurality of first coil springs are composed of a plurality of pairs of coil springs,
The two first coil springs of each pair are arranged in series;
Below the first relative angle, each pair of the first coil springs is compressed,
Above the first relative angle, each pair of the first coil springs and the plurality of second coil springs are compressed,
Above the second relative angle, each pair of the first coil springs, each of the plurality of second coil springs, and each of the plurality of third coil springs is compressed.
The torque converter lockup device according to claim 1 or 2.
各対の2つの前記第1コイルスプリングは直列に配置され、
前記第1相対角度未満では、圧縮中の各対の前記第1コイルスプリングのいずれか一方が線間密着し、圧縮中の各対の前記第1コイルスプリングのいずれか他方が圧縮され、
前記第1相対角度以上では、各対の前記いずれか他方の前記第1コイルスプリングおよび複数の前記第2コイルスプリングそれぞれが圧縮され、
前記第2相対角度以上では、各対の前記いずれか他方の前記第1コイルスプリング、複数の前記第2コイルスプリングそれぞれ、および複数の前記第3コイルスプリングそれぞれが圧縮される、
請求項1から3のいずれかに記載のトルクコンバータのロックアップ装置。 The plurality of first coil springs are composed of a plurality of pairs of coil springs,
The two first coil springs of each pair are arranged in series;
When the angle is less than the first relative angle, either one of the first coil springs of each pair during compression is in close contact with the line, and the other of the first coil springs of each pair during compression is compressed,
Above the first relative angle, each of the other pair of the first coil springs and the plurality of second coil springs are compressed,
Above the second relative angle, each of the pair of the first coil springs, the plurality of second coil springs, and the plurality of third coil springs are compressed.
The torque converter lockup device according to any one of claims 1 to 3.
をさらに備える請求項1から4のいずれかに記載のトルクコンバータのロックアップ装置。 A rotation restricting means (mechanical stopper) for restricting relative rotation between the input rotating member and the output rotating member;
The torque converter lockup device according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
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