JP2014152814A - トルクコンバータのロックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックアップ装置において、ダイナミックダンパ装置の副次共振を抑え、ダイナミックダンパ装置をより効果的に作用させる。
【解決手段】この装置は、ドライブプレート３１と、タービン４に連結されたドリブンプレート３５と、中間部材３４と、複数の外周側及び内周側トーションスプリング３２，３３と、ダイナミックダンパ装置３６と、を備えている。中間部材３４は外周側トーションスプリング３２と内周側トーションスプリング３３との間に配置されている。外周側トーションスプリング３２はドライブプレート３１と中間部材３４とを回転方向に弾性的に連結する。内周側トーションスプリング３３は中間部材３４とドリブンプレート３５とを回転方向に弾性的に連結する。ダイナミックダンパ装置３６は中間部材３４に連結されたイナーシャリング３６部材を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、ロックアップ装置、特に、エンジン側の部材に連結されるフロントカバーとトランスミッションに連結されるタービンハブとの間に設けられたトルクコンバータのロックアップ装置に関する。

トルクコンバータにおいては、燃費低減のためにロックアップ装置が設けられている。ロックアップ装置は、フロントカバーとタービンとの間の空間に配置されており、フロントカバーとタービンとを機械的に連結して両者の間でトルクを直接伝達するものである。

ロックアップ装置は、一般に、クラッチ部としての摩擦部材が設けられたピストンと、ダンパ機構と、を有している。ピストンは、油圧の作用によってフロントカバーに押し付けられ、フロントカバーから摩擦部材を介してトルクが伝達される。また、ダンパ機構は、タービンに連結された出力側の部材と、ピストンと出力側の部材とを弾性的に連結するための複数のトーションスプリングと、を有している。そして、ピストンに伝達されたトルクは、複数のトーションスプリングを介して出力側の部材に伝達され、さらにタービンに伝達される。

また、特許文献１には、出力側の部材にイナーシャ部材を装着することにより、エンジンの回転変動を抑えるようにしたダイナミックダンパ機構を有するロックアップ装置が示されている。このロックアップ装置では、タービンに固定された出力部材に相対回転可能にイナーシャ部材が装着されている。また、出力部材とイナーシャ部材との間には弾性部材としてのトーションスプリングが設けられている。

そして、特許文献１の装置では、出力部材とイナーシャ部材との間にはヒステリシストルク発生機構が設けられている。このヒステリシストルク発生機構は、回転数域によってヒステリシストルクが変化し、これにより広い回転数域において出力側の回転速度変動が小さくなるようにしている。

特開２０１２−８７８５６号公報

特許文献１に記載された装置では、低回転数域では第１ヒステリシストルクを発生し、中回転数域から高回転数域ではより大きな第２ヒステリシストルクを発生するようにしている。また、この装置では、高回転数域では、出力部材に対してイナーシャ部材がロックされ、両者の相対回転が禁止される。

ここで、ダイナミックダンパ装置の回転変動の減衰効果をより有効に作用させるためには、出力部材とイナーシャ部材との相対回転が禁止される回転数（ロック回転数）を精度よく設定する必要がある。このロック回転数がばらつくと、回転変動特性において変動の大きな領域を使用することになり、回転変動の減衰効果を有効に機能させることができなくなる。

本発明の課題は、ダイナミックダンパ装置を備えたロックアップ装置において、ダイナミックダンパ装置をより効果的に作用させることにある。

（１）本発明の一側面に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、エンジン側の部材に連結されるフロントカバーとトランスミッションに連結されるタービンとの間に設けられた装置であって、動力が入力される入力回転部材と、出力回転部材と、複数の弾性部材と、中間部材と、ダイナミックダンパ装置と、を備えている。出力回転部材は、入力回転部材と相対回転自在であり、タービンに連結されている。複数の弾性部材は入力回転部材と出力回転部材とを回転方向に弾性的に連結する。中間部材は、入力回転部材及び出力回転方向と相対回転自在であり、複数の弾性部材のうちの少なくとも２つを直列的に作用させる。イナーシャ部材は中間部材に連結されている。

この装置では、フロントカバーからの動力は入力回転部材に入力され、複数の弾性部材及び出力回転部材を介してタービンに伝達される。このとき、複数の弾性部材のうちの少なくとも２つは中間部材によって直列的に作用する。そして、中間部材にダイナミックダンパ装置が設けられており、このダイナミックダンパ装置によって回転変動を抑えることができる。

ここで、ダイナミックダンパ装置は、その仕様に応じて決まる回転数（例えばダイナミックダンパ機構を無効にしてしまうロック回転数）により、作用効果が左右される。そして、その予め決められた回転数は、ダイナミックダンパ装置を構成する部材の製造誤差等によって変化する場合がある。

そこで、本発明では、ダイナミックダンパ装置を中間部材に連結し、ダイナミックダンパ装置と出力回転部材との間に弾性部材が配置されるように構成している。このため、ダイナミックダンパ装置を構成する部材に製造誤差等があってとしても、回転変動を効果的に抑えることができる。

（２）好ましくは、複数の弾性部材は、複数の第１弾性部材と、複数の第２弾性部材と、を有している。複数の第１弾性部材は入力回転部材と中間部材とを回転方向に弾性的に連結する。複数の第２弾性部材は、複数の第１弾性部材と中間部材を介して直列的に作用し、中間部材と出力回転部材とを回転方向に弾性的に連結する。

（３）好ましくは、複数の第１弾性部材は複数の第２弾性部材の外周側に配置されている。

（４）好ましくは、フロントカバーと入力回転部材との間で、動力の伝達及び遮断を行うクラッチ部をさらに備えている。

（５）好ましくは、ダイナミックダンパ装置は、低回転数域では第１ヒステリシストルクを発生し、中回転数域から高回転数域では第１ヒステリシストルクよりも大きな第２ヒステリシストルクを発生するヒステリシストルク発生機構を有する。

ダイナミックダンパ装置がヒステリシストルク発生機構を有している場合は、ヒステリシストルクの大きさによって、出力回転部材の回転速度変動の特性が変化する。

具体的には、出力回転部材の回転速度変動は、ダイナミックダンパ装置のヒステリシストルクが小さい場合には低回転数域で小さくなり、逆に大きい場合には中回転数域で小さくなる。

そこで、この発明では、回転数の増加に伴ってダイナミックダンパ装置におけるヒステリシストルクを増大させるようにしている。したがって、広い回転数域で出力側の回転速度変動を抑えることができるしたがって、このダイナミックダンパ装置をロックアップ装置に取り付けることによって、ロックアップ回転数を低い回転数に設定した場合でも、広い回転数域において回転速度変動を抑えることができる。

（６）好ましくは、複数の第１弾性部材は少なくとも２つが直列的に作用する。この場合は、捩じり角度を大きくすることができ、振動をより抑えることができる。

（７）好ましくは、複数の第２弾性部材は、少なくとも２つが直列的に作用する。この場合は、捩じり角度をより大きくすることができ、前記同様に、振動をより抑えることができる。

なお、捩じり角度を適切に大きくすることができれば、中回転数域での副次共振を抑えることができ、ヒステリシストルク発生機構を廃止することができる。

（８）好ましくは、ヒステリシストルク発生機構は、スライダと、当接部材と、を有する。スライダは、イナーシャ部材とともに回転し、イナーシャ部材に対して径方向に移動自在であり、回転方向に延びる摺動面を有する。当接部材は、中間部材とともに回転し、低回転数域ではスライダの摺動面に当接することによってイナーシャ部材との相対捩じり角度範囲が第１角度範囲に規制され、低回転数域より回転数が高い中回転数域ではスライダの摺動面に当接することによってイナーシャ部材との相対捩じり角度範囲が第１の角度範囲より狭い第２角度範囲に規制され、中回転数域より回転数が高い高回転数域ではスライダの摺動面に当接することによってイナーシャ部材との相対捩じりが禁止される。

（９）スライダの摺動面の回転方向の中央部には、当接部材が嵌り込むロック部が形成されていてもよい。

この場合は、回転数が高回転数域になり、当接部材とイナーシャ部材との相対捩じり角度範囲が狭くなると、最終的には当接部材がスライダのロック部に嵌り込み、両者の相対回転は禁止される。すなわち、ヒステリシストルクは無限大になる。

（１０）タービンに連結されたイナーシャ部材を含む出力側ダイナミックダンパ装置をさらに備えていてもよい。

この場合は、出力側ダイナミックダンパ装置によって、出力回転部材の回転変動をより抑えることができる。

（１１）ダイナミックダンパ装置は中間部材に例えばリベットにより固定されている。

（１２）ダイナミックダンパ装置は、第２弾性部材の外周側において中間部材に連結されていてもよい。

（１３）出力側ダイナミックダンパ装置は、第２弾性部材の内周側においてタービンに連結されていてもよい。

以上のような本発明では、トルクコンバータのロックアップ装置において、ダイナミックダンパ装置の副次共振を避けることによってダイナミックダンパ装置をより効果的に作用させることができ、回転変動を抑え、特に低燃費を図ることができる。

本発明の第１実施形態によるロックアップ装置を備えたトルクコンバータの断面構成図。 図１の正面部分図。 第１実施形態のロックアップ装置を抽出して示す図。 図３のロックアップ装置の正面図。 図３のダイナミックダンパ装置を構成するダンパプレートの正面図。 図５のＯ−Ａ，Ｏ−Ｂ，Ｏ−Ｃ線断面図。 図３のダイナミックダンパ装置を構成するイナーシャリングの正面図。 図７のＯ−Ａ，Ｏ−Ｂ，Ｏ−Ｃ線断面図。 図４の拡大部分図。 エンジン回転数と回転速度変動の特性図。 第１実施形態のヒステリシストルク発生機構の動作を説明するための図。 本発明の第２実施形態による図１に相当する図。

−第１実施形態−
図１は、本発明の第１実施形態によるロックアップ装置を有するトルクコンバータ１の断面部分図である。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はロックアップ装置の正面部分図である。図２では、弾性部材としてのトーションスプリング及びダイナミックダンパ装置を省略している。なお、図１に示すＯ−Ｏがトルクコンバータ及びロックアップ装置の回転軸線である。

［トルクコンバータの全体構成］
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３、タービン４、ステータ５）からなるトルクコンバータ本体６と、ロックアップ装置７とから構成されている。

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１０が形成されている。インペラ３は、フロントカバー２の外周筒状部１０に溶接により固定されたインペラシェル１２と、その内側に固定された複数のインペラブレード１３と、インペラシェル１２の内周側に設けられた筒状のインペラハブ１４とから構成されている。

タービン４は流体室内でインペラ３に対向して配置されている。タービン４は、タービンシェル１５と、タービンシェル１５に固定された複数のタービンブレード１６と、タービンシェル１５の内周側に固定されたタービンハブ１７と、から構成されている。タービンハブ１７は外周側に延びるフランジ１７ａを有しており、このフランジ１７ａにタービンシェル１５の内周部が複数のリベット１８によって固定されている。また、タービンハブ１７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。

ステータ５は、インペラ３とタービン４の内周部間に配置され、タービン４からインペラ３へと戻る作動油を整流するための機構である。ステータ５は主に、ステータキャリア２０と、その外周面に設けられた複数のステータブレード２１と、から構成されている。ステータキャリア２０は、ワンウエイクラッチ２２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、ステータキャリア２０の軸方向両側には、スラストベアリング２４，２５が設けられている。また、フロントカバー２とタービンハブ１７との間にはスラストワッシャ２６が設けられている。

［ロックアップ装置７］
図３に、図１のロックアップ装置７を抽出して示している。ロックアップ装置７は、フロントカバー２とタービン４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７は、主に、ピストン３０と、ドライブプレート３１と、それぞれ複数の外周側及び内周側のトーションスプリング３２，３３と、外周側のトーションスプリング３２と内周側のトーションスプリング３３とが直列的に作用するように両者を連結する中間部材３４と、ドリブンプレート３５と、ダイナミックダンパ装置３６と、を有している。ここでは、ピストン３０及びドライブプレート３１により入力回転部材が構成されており、ドリブンプレート３５により出力回転部材が構成されている。

＜ピストン３０＞
ピストン３０は円板状のプレート部材であり、フロントカバー２とタービン４との間の空間を軸方向に２分割するように配置されている。ピストン３０の外周部は平坦な摩擦連結部３０ａとなっており、この摩擦連結部３０ａの軸方向エンジン側には摩擦フェーシング（クラッチ部）３７が設けられている。この摩擦フェーシング３７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。また、ピストン３０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３０ｂが設けられている。内周筒状部３０ｂの内周面はタービンハブ１７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３０ｂの先端がタービンハブ１７の一部に当接した状態で、ピストン３０がそれ以上軸方向トランスミッション側に移動するのが規制されている。内周筒状部３０ｂとタービンハブ１７の外周面との間にはシールリング３８が設けられている。

このようにして、フロントカバー２とピストン３０との間には、空間Ａ（図１参照）が形成されている。空間Ａの外周部は摩擦フェーシング３７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、スラストワッシャ２６に形成された溝を介して入力シャフトに形成された油路に連通している。

＜ドライブプレート３１＞
図３に示すように、ドライブプレート３１は、板金製の環状の部材であり、ピストン３０における摩擦連結部３０ａの軸方向トランスミッション側に配置されている。このドライブプレート３１の内周部が複数のリベット４０によってピストン３０に固定されている。また、ドライブプレート３１の外周部には、軸方向トランスミッション側に延びる複数の係止部３１ａが形成されている。複数の係止部３１ａは、円周方向に所定の間隔をあけて形成されており、外周側トーションスプリング３２の端面を支持している。さらに、ドライブプレート３１のピストン取付部の外周側には、軸方向トランスミッション側に延びる支持部３１ｂが形成されている。この支持部３１ｂによって外周側トーションスプリング３２の内周側が支持されている。

＜外周側トーションスプリング３２＞
複数の外周側トーションスプリング３２のそれぞれは、大コイルスプリングと、大コイルスプリングの内部に挿入され大コイルスプリングのスプリング長より短い小コイルスプリングと、の組合せからなる。ここでは、一例として、１組２個で合計８個の外周側トーションスプリング３２が設けられており、各組の２個の外周側トーションスプリング３２が直列に作用するように、フロート部材４２が設けられている。

フロート部材４２は、断面Ｃ字状で環状の部材であり、ドライブプレート３１の支持部３１ｂの上方に配置されている。このフロート部材４２は、ドライブプレート３１と相対回転可能に配置されており、外周部が外周側トーションスプリング３２の外周部を支持している。すなわち、フロート部材４２によって外周側トーションスプリング３２の外周側への飛び出しが規制されている。フロート部材４２の軸方向トランスミッション側の先端部４２ａは、内周側でかつエンジン側に折り曲げられており、この先端部の折り曲げ部４２ａが１組の外周側トーションスプリング３２の間に挿入されている。すなわち、折り曲げ部４２ａの円周方向の両端面が、対応する外周側トーションスプリング３２の端面に当接している。

以上のように、複数の外周側トーションスプリング３２は、１組の外周側トーションスプリング３２の円周方向両端がドライブプレート３１の係止部３１ａによって支持され、１組の外周側トーションスプリング３２の中間部にフロート部材４２の折り曲げ部４２ａが挿入されている。また、外周側トーションスプリング３２の外周部はフロート部材４２の外周部によって支持されている。

＜中間部材３４＞
図３に示すように、中間部材３４は第１プレート４４と第２プレート４５とから構成されている。第１及び第２プレート４４，４５はピストン３０とタービンシェル１５との間に配置された環状かつ円板状の部材である。第１プレート４４と第２プレート４５とは軸方向に間隔を開けて配置されている。第１プレート４４が軸方向トランスミッション側に配置され、第２プレート４５が軸方向エンジン側に配置されている。第１プレート４４と第２プレート４５とは、外周部が複数のストップピン４６によって互いに相対回転不能でかつ軸方向に移動不能に連結されている。第１プレート４４及び第２プレート４５には、それぞれ軸方向に貫通する窓部４４ａ，４５ａが形成されている。窓部４４ａ，４５ａは、図２に示すように、円周方向に延びて形成されており、内周部と外周部には、軸方向に切り起こされた切り起こし部が形成されている。

また、第２プレート４４の外周端には、外周側トーションスプリング３２にまで延びる複数の係止部４４ｂが形成されている。複数の係止部４４ｂは第１プレート４４の先端を軸方向エンジン側に折り曲げて形成されたものである。この複数の係止部４４ｂは、円周方向に所定の間隔をあけて配置されており、２つの係止部４４ｂの間に、直列に作用する１組の外周側トーションスプリング３２が配置されている。

＜内周側トーションスプリング３３＞
複数の内周側トーションスプリング３３のそれぞれは、大コイルスプリングと、大コイルスプリングの内部に挿入され大コイルスプリングのスプリング長と同じ長さの小コイルスプリングと、の組合せからなる。各内周側トーションスプリング３３は、中間部材３４の両プレート４４，４５の窓部４４ａ，４５ａ内に配置されている。そして、各内周側トーションスプリング３３は窓部４４ａ，４５ａによって円周方向両端及び半径方向両側が支持されている。さらに、各内周側トーションスプリング３３は窓部４４，４５の切り起こし部によって軸方向への飛び出しが規制されている。

＜ドリブンプレート３５＞
ドリブンプレート３５は、環状かつ円板状の部材であり、内周部がタービンシェル１５とともにリベット１８によってタービンハブ１７のフランジ１７ａに固定されている。このドリブンプレート３５は、第１プレート４４と第２プレート４５との間に、両プレート４４，４５に対して相対回転可能に配置されている。そして、ドリブンプレート３５の外周部には、第１及び第２プレート４４，４５の窓部４４ａ，４５ａに対応して、窓孔３５ａが形成されている。窓孔３５ａは軸方向に貫通する孔であり、この窓孔３５ａに内周側トーションスプリング３３が配置されている。また、ドリブンプレート３５の外周部には、図２の破線で示すように、円周方向に長い複数の切欠き（図示せず）３５ｂが形成されている。そして、この切欠き３５ｂをストップピン４６が軸方向に貫通している。したがって、ドリブンプレート３５と中間部材３４を構成する両プレート４４，４５とは、この切欠き３５ｂが形成された角度範囲内で相対回転が可能である。

［ダイナミックダンパ装置３６］
ダイナミックダンパ装置３６は、図３及び図４に示すように、ダンパプレート４７と、イナーシャリング４８と、複数のトーションスプリング４９と、複数のスライダ５０と、サイドプレート５１と、スプリング５２と、を有している。なお、図４はダイナミックダンパ装置３６をエンジン側から視た正面図である。そして、詳細は後述するが、ダンパプレート４７の一部と、複数のスライダ５０と、スプリング５２と、によってヒステリシストルク発生機構５３が構成されている。

図５にダンパプレート４７の正面部分図を示し、図６（ａ）〜（ｃ）に図５のＯ−Ａ線、Ｏ−Ｂ線、Ｏ−Ｃ線の各断面を示している。ダンパプレート４７は、環状に形成された円板部材であり、内周端部にはリベット用孔４７ａが形成され、図３に示すように、このリベット用孔４７ａを貫通するストップピン４６により、内周端部が中間部材３４を構成する第１プレート４４に固定されている。また、外周端にはそれぞれ複数の爪４７ｂ（当接部材）と係合部４７ｃとが形成されている。爪４７ｂは、図６（ｃ）に示すように、外周端をトランスミッション側に折り曲げて形成されている。係合部４７ｃは、図６（ａ）に示すように、軸方向において他の部分よりトランスミッション側に偏倚して形成されている。爪４７ｂ及び係合部４７ｃは円周方向に交互に配置されている。

図７にイナーシャリング４８の正面部分図を示し、図８（ａ）〜（ｃ）に図７のＯ−Ａ線、Ｏ−Ｂ線、Ｏ−Ｃ線の各断面を示している。イナーシャリング４８はダンパプレート４７に対して相対回転自在に配置されている。イナーシャリング４８は、環状の部材であり、円周方向に所定の間隔で、それぞれ複数のスプリング収納部４８ａ及びスライダ収納部４８ｂを有している。各収納部４８ａ，４８ｂは、軸方向エンジン側に開きトランスミッション側に凹むように形成された凹部である。複数のスライダ収納部４８ｂのそれぞれは、円周方向において２つのスプリング収納部４８ａに挟まれるようにして配置されている。

また、イナーシャリング４８の外周端部には、１つのスライダ収納部４８ｂと隣接する２つのスプリング収納部４８ａの一部との間にわたって連続する複数の突出部４８ｃが形成されている。突出部４８ｃは軸方向においてエンジン側に突出している。さらに、イナーシャリング４８の内周端部には、図８に示すように、規制部４８ｄが内周側に突出して形成されている。規制部４８ｄには、サイドプレート５１がトランスミッション側から当接し、これによりイナーシャリング４８の軸方向の移動が規制されている。なお、サイドプレート５１は、ストップピン４６によって内周部がダンパプレート４７とともに中間部材３４の第１プレート４４に固定されている。

複数のトーションスプリング４９は、図４に示すように、イナーシャリング４８のスプリング収納部４８ａに収納されている。そして、ダンパプレート４７の１つの係合部４７ｃの両端に、トーションスプリング４９の一端が係合している。これにより、ダンパプレート４７とイナーシャリング４８とはトーションスプリング４９によって回転方向に弾性的に連結されていることになる。

スライダ５０は、図４に示すように、円周方向に長く延びる部材であり、イナーシャリング４８のスライダ収納部４８ｂに径方向に移動自在に収納されている。図９に、イナーシャリング４８のスライダ収納部４８ｂとスライダ５０とを抽出して示している。

スライダ収納部４８ｂは、円周方向の両端部にスプリング受け部４８ｅを有している。また、スライダ収納部４８ｂの円周方向の両端の壁は、ガイド部４８ｆとして機能している。

一方、スライダ５０は、円周方向の両端部に、径方向内方に向かって形成されたスプリング収容部５０ａを有している。そして、各スプリング収容部５０ａには、スライダ５０を内周側に向かって付勢するスプリング５２が収容されている。スライダ５０の長手方向の両端は、スライダ収納部４８ｂのガイド部４８ｆにスライド自在に当接している。また、スライダ５０の外周面５０ｂは、内方に向かって凹むように湾曲している。そして、この外周面５０ｂの円周方向における中央部には、ダンパプレート４７の爪４７ｂが嵌り込むロック部５０ｃが形成されている。

以上のような構成により、ダンパプレート４７の爪４７ｂと、スライダ５０と、スプリング５２と、によって、ダンパプレート４７とイナーシャリング４８との間で可変のヒステリシストルクを発生するヒステリシストルク発生機構５３が構成されている。なお、このヒステリシストルク発生機構５３では、イナーシャリング４８、トーションスプリング４９、スライダ５０、及びスプリング５２がイナーシャ部材として機能する。

［動作］
まず、トルクコンバータ本体の動作について簡単に説明する。フロントカバー２及びインペラ３が回転している状態では、インペラ３からタービン４へ作動油が流れ、作動油を介してインペラ３からタービン４へトルクが伝達される。タービン４に伝達されたトルクはタービンハブ１０を介してトランスミッションの入力シャフト（図示せず）に伝達される。

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３０がフロントカバー２側に移動させられる。この結果、ピストン３０の摩擦フェーシング３７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７に出力される。

ロックアップ装置７において、トルクは、ピストン３０、ドライブプレート３１、外周側トーションスプリング３２、中間部材３４、内周側トーションスプリング３３、ドリブンプレート３５の順に伝達され、タービンハブ１７に出力される。

ロックアップ装置７においては、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７において捩り振動が発生すると、外周側トーションスプリング３２と内周側トーションスプリング３３とがドライブプレート３１とドリブンプレート３５との間で直列に圧縮される。さらに、外周側トーションスプリング３２においても、１組の外周側トーションスプリング３２が直列に圧縮される。このため、捩り角度を広くすることができる。しかも、特に円周方向距離を長くとれる外周側トーションスプリング３２において直列に作用させているので、より広い捩り角度を確保することができる。このことは、捩り特性をより低剛性化できることを意味し、振動吸収・減衰性能をより向上させることができる。

［ダイナミックダンパ装置の動作］
中間部材３４に伝達されたトルクは、内周側トーションスプリング３３を介してドリブンプレート３５に伝達され、さらにタービンハブ１７を介してトランスミッション側の部材に伝達される。このとき、中間部材３４にはダイナミックダンパ装置３６が設けられているので、エンジンの回転変動を効果的に抑制することができる。以下。この点について詳細に説明する。

図１０に示すように、一般に、エンジンの回転数が低くなると、燃焼変動により発生するエンジンの回転変動は増加する（特性Ｅ１）。このとき、イナーシャリング２４がない場合、すなわちダイナミックダンパ装置３６がない場合は、エンジン回転数が低くなると、トルクコンバータから出力される回転速度変動が徐々に大きくなる。一方、本実施形態のようにダイナミックダンパ装置３６が設けられている場合は、特定のエンジン回転数付近（図１０の例では１２００rpm付近）において、出力側であるタービンの回転速度変動を低減することができる（特性Ｅ２，Ｅ３）。

ここで、低回転数域における特性Ｅ２，Ｅ３の相違は、ヒステリシストルク発生機構５３におけるヒステリシストルクの大小に起因するものである。すなわち、特性Ｅ２はヒステリシストルクが比較的大きい場合であり、特性Ｅ３はヒステリシストルクが比較的小さい場合である。特性Ｅ２においては、タービンの回転速度変動は、エンジン回転数が１２００rpmより低い回転数付近で小さくなり、１５００rpm付近で最大になってそれより高い回転数域では徐々に小さくなる。一方で、特性Ｅ３では、タービンの回転速度変動は、エンジン回転数が１２００rpmを越えたあたりで特性Ｅ２より小さい最小値を示し、１６００rpm付近で特性Ｅ２を越えて最大となる。

なお、特性Ｅ３において、一点鎖線はダイナミックダンパ装置の出力側にダンパ機構としてのトーションスプリングが設けられていない場合を示し、実線はダイナミックダンパ装置の出力側にダンパ機構としてのトーションスプリングが設けられている場合を示している。

これらの特性から明らかなように、タービンの回転速度変動は、エンジン回転数が低い回転数域ではヒステリシストルクが小さい方が小さく、中間の回転数域ではヒステリシストルクが大きい方が小さい。また、高回転数域では、ヒステリシストルクの大小によるタービン回転速度変動への影響は少ない。

そこでこの実施形態によるヒステリシストルク発生機構５３は、回転数域によってヒステリシストルクが変化するように構成されている。具体的には、ヒステリシストルク発生機構５３によって発生されるヒステリシストルクは、エンジン回転数が低い領域では小さく、中間及び高い回転数域では徐々に大きくなる。

［ヒステリシストルク発生機構の動作］
図１１を用いて、回転数域によってヒステリシストルクが変化する動作について説明する。

まず、低回転数域では、スライダ５０に作用する遠心力が比較的小さい。このため、図１１（ａ）の＜通常時＞に示すように、スライダ５０はスプリング５２の付勢力によって内周側に付勢されている。このような状態において、ダイナミックダンパ装置３６が作動し、ダンパプレート４７とイナーシャリング４８とが相対回転すると、ダンパプレート４７の爪４７ｂは、スライダ５０の外周面５０ｂの外周側を相対的に移動する。

このとき、ダンパプレート４７の相対回転の角度範囲（捩じり角）は、爪４７ｂがスライダ５０の外周面５０ｂに当接することによって規制される。そして、図１１（ａ）に示す低回転数域では、捩じり角は最大のθ１となる。また、この捩じり角±θ１の範囲では、爪４７ｂはスムーズにスライダ５０の外方を移動するので、この場合のヒステリシストルクは小さい。

回転数が高くなると、スライダ５０に作用する遠心力が大きくなる。スライダ５０に大きい遠心力が作用すると、図１１（ｂ）の＜減衰時＞に示すように、スライダ５０はスプリング５２の付勢力に抗して外周側に移動する。このような状態では、爪４７ｂとスライダ５０の外周面５０ｂとがより近づくので、爪４７ｂがスムーズに移動できる範囲（捩じり角）は、図１１（ａ）の低回転数域に比較して狭いθ２となる。そして、捩じり角θ２以上の領域では、爪４７ｂがスライダ５０の外周面５０ｂに強く当接するので、低回転数域でのヒステリシストルクよりも大きいヒステリシストルクが発生する。

そしてさらに回転数が高くなると、スライダ５０は、スプリング５２の付勢力に抗してさらに外周側に移動し、図１１（ｃ）の＜ロック時＞に示すような状態になる。この状態では、爪４７ｂはスライダ５０の外周面５０ｂのロック部５０ｃに嵌り込む。すなわち、爪４７ｂ（すなわちダンパプレート４７）とイナーシャリング４８との相対回転は禁止されて、ロックされた状態になる。このため、図１１（ｃ）に示す状態では、ダイナミックダンパ装置３６におけるヒステリシストルクは無限大となる。

以上のような構成では、タービン回転速度変動の特性は、図１０に示すように、低回転数域では特性Ｅ３となり、中回転数域〜高回転数域では特性Ｅ２となる。このため、全エンジン回転数域において、タービン回転速度変動を小さく抑えることができる。

ここで、ダンパプレート４７とイナーシャリング４８との相対回転が禁止されるロック回転数は、イナーシャリング４８を含む構成部材の重量等によって設定することができる。しかし、製造誤差等によってこのロック回転数に誤差が生じることが考えられる。ロック回転数に誤差が生じると、副次共振による回転変動を効果的に抑えることができない。

そこで、本実施形態では、ダイナミックダンパ装置３６を中間部材３４に固定し、ダイナミックダンパ装置３６とタービンハブ１７との間に振動を抑えるための内周側トーションスプリング３３を設けている。この内周側トーションスプリング３３の作用によって、図１０の特性Ｅ３の一点鎖線と実線で比較して示すようにピークが低くなり、このため、ロック回転数に誤差が生じても回転変動が大きくなるのを抑えることができる。

−第２実施形態−
図１２に本発明の第２実施形態によるロックアップ装置７’を備えたトルクコンバータ１’を示している。図１と同様に、図１２の左側にはエンジンが配置され、図１２の右側にトランスミッションが配置されている。また、図１２に示すＯ−Ｏがトルクコンバータ及びロックアップ装置７’の回転軸線である。

この第２実施形態は、第１実施形態に加えて、タービン（タービンハブ）に別のダイナミックダンパ装置６０を設けたものであり、他の部分は、具体的な形状は異なるが、基本的な構成は第１実施形態と同様である。したがって、同じ部材には、第１実施形態と同様の符号を付し、その説明を省略する。

出力側のダイナミックダンパ装置６０は、タービンシェル１５及びドリブンプレート３５とともに、リベット１８によってタービンハブ１７に固定されている。この出力側のダイナミックダンパ装置６０は、中間部材３４に固定されたダイナミックダンパ装置３６と同様に、ダンパプレート６２と、イナーシャリング６３と、複数のトーションスプリング６４と、複数のスライダ（図示せず）と、サイドプレート６６と、スプリング（図示せず）と、を有している。このダイナミックダンパ装置６０の構成は、重量を含む具体的な寸法を除いて、第１実施形態と同様である。

ダンパプレート６２は、内周部がリベット１８によってタービンハブ１７に固定され、外周部が中間部材３４とタービン４との間に延びている。イナーシャリング６３は、サイドプレート６６に支持され、中間部材３４とタービン４との間に配置されている。サイドプレート６６は、ダンパプレート６２にリベット６８により固定され、前述のように、イナーシャリング６３を支持している。また、図１２ではスライダ及びスプリングが示されていないが、第１実施形態のスライダ及びスプリングと、寸法、バネ定数を除いて同様である。また、ヒステリシストルク発生機構についても第１実施形態と同様の構成である。

ただし、この第２実施形態において追加された出力側のダイナミックダンパ装置６０では、ロック回転数が、中間部材３４に固定されたダイナミックダンパ装置３６に比較して高い回転数に設定されている。

以上のようなダイナミックダンパ装置６０を追加することにより、より高い回転数で回転変動が大きくなるのを抑えることができる。すなわち、高次モードの共振によって回転変動が大きくなるのを抑えることができる。

［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。

（ａ）前記実施形態では、複数の外周側トーションスプリング３２及び内周側トーションスプリング３３のそれぞれにおいて、２つのトーションスプリングが直列的に作用するように構成したが、各トーションスプリングの配置はこれに限定されない。したがって、本発明においてフロート部材４２は必須の構成ではない。

（ｂ）前記実施形態では、外周側トーションスプリングと内周側トーションスプリングとを連結する中間部材にダイナミックダンパ装置を固定したが、ダイナミックダンパ装置の配置はこれに限定されない。

例えば、２つの外周側トーションスプリングを直列的に作用させるためのフロート部材にダイナミックダンパ装置を固定してもよい。また、同様に、２つの内周側トーションスプリングを直列的に作用させるための部材にダイナミックダンパ装置を固定してもよい。いずれにしても、ダイナミックダンパ装置の出力側にダンパ機構としてのトーションスプリングを配置することによって、副次共振を抑えることができる。

（ｃ）内周側トーションスプリングをより低剛性化することによって、ダイナミックダンパ装置におけるロック機構を省略することができる。

（ｄ）中間部材にダイナミックダンパ装置を連結するための構成は、前記実施形態の構成に限定されない。例えば、歯や爪及び切欠き等を中間部材とダイナミックダンパ装置を構成する部材とに形成し、両者を連結するようにしてもよい。

（ｅ）ヒステリシストルク発生機構については、前記実施形態に限定されない。また、同様に、ダンパプレートとイナーシャリングとの相対回転を禁止するためのロック機構についても前記実施形態に限定されない。

（ｆ）前記実施形態では弾性部材をコイルスプリングによって構成したが、他の樹脂等によって形成された弾性部材を用いても良い。

１，１’ トルクコンバータ
２ フロントカバー
４ タービン
７，７’ ロックアップ装置
３０ ピストン
３１ ドライブプレート
３２ 外周側トーションスプリング
３３ 内周側トーションスプリング
３４ 中間部材
３５ ドリブンプレート
３６，６０ ダイナミックダンパ装置
３７ 摩擦フェーシング
４７，６２ ダンパプレート
４７ｂ 爪（当接部）
４８，６３ イナーシャリング
５０ スライダ
５０ｂ 摺動面
５０ｃ ロック部

（１）本発明の一側面に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、エンジン側の部材に連結されるフロントカバーとトランスミッションに連結されるタービンとの間に設けられた装置であって、動力が入力される入力回転部材と、出力回転部材と、複数の弾性部材と、中間部材と、ダイナミックダンパ装置と、を備えている。出力回転部材は、入力回転部材と相対回転自在であり、タービンに連結されている。複数の弾性部材は入力回転部材と出力回転部材とを回転方向に弾性的に連結する。中間部材は、入力回転部材及び出力回転部材と相対回転自在であり、複数の弾性部材のうちの少なくとも２つを直列的に作用させる。イナーシャ部材は中間部材に連結されている。

Claims (13)

1. エンジン側の部材に連結されるフロントカバーとトランスミッションに連結されるタービンとの間に設けられたトルクコンバータのロックアップ装置であって、
   動力が入力される入力回転部材と、
   前記入力回転部材と相対回転自在であり、前記タービンに連結された出力回転部材と、
   前記入力回転部材と前記出力回転部材とを回転方向に弾性的に連結するための複数の弾性部材と、
   前記入力回転部材及び前記出力回転方向と相対回転自在であり、前記複数の弾性部材のうちの少なくとも２つを直列的に作用させるための中間部材と、
   前記中間部材に連結されたイナーシャ部材を含むダイナミックダンパ装置と、
   を備えたトルクコンバータのロックアップ装置。
2. 前記複数の弾性部材は、
   前記入力回転部材と前記中間部材とを回転方向に弾性的に連結する複数の第１弾性部材と、
   前記複数の第１弾性部材と前記中間部材を介して直列的に作用し、前記中間部材と前記出力回転部材とを回転方向に弾性的に連結する複数の第２弾性部材と、
   を有する、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。
3. 前記複数の第１弾性部材は前記複数の第２弾性部材の外周側に配置されている、請求項２に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
4. 前記フロントカバーと前記入力回転部材との間で、動力の伝達及び遮断を行うクラッチ部をさらに備えた、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。
5. 前記ダイナミックダンパ装置は、低回転数域では第１ヒステリシストルクを発生し、中回転数域から高回転数域では前記第１ヒステリシストルクよりも大きな第２ヒステリシストルク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。
6. 前記複数の第１弾性部材は少なくとも２つが直列的に作用する、請求項３に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
7. 前記複数の第２弾性部材は少なくとも２つが直列的に作用する、請求項３又は６に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
8. 前記ヒステリシストルク発生機構は、
   前記イナーシャ部材とともに回転し、前記イナーシャ部材に対して径方向に移動自在であり、回転方向に延びる摺動面を有するスライダと、
   前記中間部材とともに回転し、低回転数域では前記スライダの摺動面に当接することによって前記イナーシャ部材との相対捩じり角度範囲が第１角度範囲に規制され、前記低回転数域より回転数が高い中回転数域では前記スライダの摺動面に当接することによって前記イナーシャ部材との相対捩じり角度範囲が前記第１の角度範囲より狭い第２角度範囲に規制され、前記中回転数域より回転数が高い高回転数域では前記スライダの摺動面に当接することによって前記イナーシャ部材との相対捩じりが禁止される、当接部材と、
   を有する請求項１から７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。
9. 前記スライダの摺動面の回転方向の中央部には、前記当接部材が嵌り込むロック部が形成されている、請求項８に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
10. 前記タービンに連結されたイナーシャ部材を含む出力側ダイナミックダンパ装置をさらに備えた、請求項１から９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。
11. 前記ダイナミックダンパ装置は前記中間部材にリベットにより固定されている、請求項１から１０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。
12. 前記ダイナミックダンパ装置は、前記第２弾性部材の外周側において前記中間部材に連結されている、請求項３に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
13. 前記出力側ダイナミックダンパ装置は、前記第２弾性部材の内周側において前記タービンに連結されている、請求項３又は１２に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
    

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