JP2019056465A - ダンパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な振動減衰性能を発揮できるダンパ装置の回転数領域を拡大する。【解決手段】第１，第２，第３，第４，第５弾性体のうちの少なくとも１つを、周方向の両端部が入力要素と出力要素と第１中間要素と第２中間要素とのうちの対応する２つの何れかまたは両方により径方向に支持され、且つ、有効巻部のピッチが不等ピッチであると共にダンパ装置の回転数が大きいほど有効巻数が減少するように形成された不等ピッチコイルスプリングとする。【選択図】図３

Description

本開示は、ダンパ装置に関する。

従来、この種のダンパ装置としては、入力要素と、出力要素と、第１中間要素と、第２中間要素と、入力要素と第１中間要素との間でトルクを伝達する第１弾性体と、第１中間要素と出力要素との間でトルクを伝達する第２弾性体と、入力要素と第２中間要素との間でトルクを伝達する第３弾性体と、第２中間要素と出力要素との間でトルクを伝達する第４弾性体と、第１中間要素と第２中間要素との間でトルクを伝達する第５弾性体と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このダンパ装置では、第１〜第５弾性体の全ての撓みが許容されている状態で、装置全体で２つの固有振動数を設定することができる。また、互いに異なる２つの固有振動数の間で、第２弾性体から出力要素に伝達される振動と第４弾性体から出力要素に伝達される振動とが互いに打ち消し合う（出力要素の振動振幅を理論上ゼロにし得る）反共振点を設定することができる。

国際公開第２０１６／０３９４８３号

上述のダンパ装置では、ダンパ装置（エンジン）の回転数（振動周波数）が反共振点の回転数を超えて増加すると、出力要素の振動が大きくなる場合がある。このため、良好な振動減衰性能を発揮できるダンパ装置の回転数領域が比較的狭くなる場合がある。

本開示のダンパ装置は、良好な振動減衰性能を発揮できるダンパ装置の回転数領域を拡大することを主目的とする。

本開示のダンパ装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示のダンパ装置は、
エンジンからのトルクが伝達される入力要素と、出力要素と、第１中間要素と、第２中間要素と、前記入力要素と前記第１中間要素との間でトルクを伝達する第１弾性体と、前記第１中間要素と前記出力要素との間でトルクを伝達する第２弾性体と、前記入力要素と前記第２中間要素との間でトルクを伝達する第３弾性体と、前記第２中間要素と前記出力要素との間でトルクを伝達する第４弾性体と、前記第１中間要素と前記第２中間要素との間でトルクを伝達する第５弾性体と、を備えるダンパ装置であって、
前記第１，第２，第３，第４，第５弾性体のうちの少なくとも１つは、周方向の両端部が前記入力要素と前記出力要素と前記第１中間要素と前記第２中間要素とのうちの対応する２つの何れかまたは両方により径方向に支持され、且つ、有効巻部のピッチが不等ピッチであると共に前記ダンパ装置の回転数が大きいほど有効巻数が減少するように形成された不等ピッチコイルスプリングである、
ことを要旨とする。

この本開示のダンパ装置では、装置全体で２つの固有振動数を設定することができる。これにより、ダンパ装置の回転数の増加に従って、２つの固有振動数のうち小さい側の固有振動数で共振が発生すると、第２弾性体から出力要素に伝達される振動と第４弾性体から出力要素に伝達される振動とのうちの一方が他方の少なくとも一部を打ち消すようになり、出力要素における振動が小さくなっていく。そして、ダンパ装置の回転数が或る回転数のときに、出力要素における振動が十分に小さくなる。また、第１，第２，第３，第４，第５弾性体のうちの少なくとも１つは、周方向の両端部が入力要素と出力要素と第１中間要素と第２中間要素とのうちの対応する２つの何れかまたは両方により径方向に支持され、且つ、有効巻部のピッチが不等ピッチであると共にダンパ装置の回転数が大きいほど有効巻数が減少するように形成された不等ピッチコイルスプリングである。したがって、ダンパ装置の回転数が大きいほど、不等ピッチコイルスプリングの有効巻数が減少し、不等ピッチコイルスプリングの剛性（ばね定数）が大きくなる。これにより、ダンパ装置の回転数が上述の或る回転数を超えて増加するときに、出力要素における振動が十分に小さくなる状態を継続させる（追従させる）ことができる。この結果、良好な振動減衰性能を発揮できるダンパ装置の回転数領域を拡大することができる。

本開示のダンパ装置１０を有する発進装置１を示す概略構成図である。 中間スプリングＳＰｍを示す概略構成図である。 第１中間部材１２および中間スプリングＳＰｍを示す概略構成図である。 ダンパ装置１０の回転数が小さいときの中間スプリングＳＰｍの様子を示す説明図である。 ダンパ装置１０の回転数が大きいときの中間スプリングＳＰｍの様子を示す説明図である。 ダンパ装置１０の回転数と本実施形態のダンパ装置１０および比較形態のダンパ装置のドリブン部材における振動振幅（トルク変動）との関係を模式的に示す説明図である。 ２つの固有振動数ｆ２１，ｆ２２および反共振の振動数ｆａの合成ばね定数ｋ５に対する特性を示す説明図である。 本開示の他のダンパ装置１０Ｂを備える発進装置１Ｂを示す概略構成図である。 本開示の他のダンパ装置１０Ｃを備える発進装置１Ｃを示す概略構成図である。

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示のダンパ装置１０を有する発進装置１を示す概略構成図である。同図に示す発進装置１は、原動機としてのエンジン（本実施形態では、内燃機関）ＥＧを備える車両に搭載されるものであり、ダンパ装置１０に加えて、エンジンＥＧのクランクシャフトに連結されるフロントカバー３や、フロントカバー３に固定されるポンプインペラ（入力側流体伝動要素）４、ポンプインペラ４と同軸に回転可能なタービンランナ（出力側流体伝動要素）５、ダンパ装置１０に連結されると共に変速機（動力伝達装置）ＴＭの入力軸ＩＳに固定されるダンパハブ（動力出力部材）７、ロックアップクラッチ８等を備える。ここで、変速機ＴＭとしては、自動変速機（ＡＴ）や、無段変速機（ＣＶＴ）、デュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）、ハイブリッドトランスミッション、減速機を挙げることができる。

なお、以下の説明において、「軸方向」は、特に明記するものを除いて、基本的に、発進装置１やダンパ装置１０の中心軸（軸心）の延在方向を示す。また、「径方向」は、特に明記するものを除いて、基本的に、発進装置１やダンパ装置１０、ダンパ装置１０等の回転要素の径方向、すなわち発進装置１やダンパ装置１０の中心軸から中心軸と直交する方向（半径方向）に延びる直線の延在方向を示す。さらに、「周方向」は、特に明記するものを除いて、基本的に、発進装置１やダンパ装置１０、ダンパ装置１０等の回転要素の周方向、すなわち回転要素の回転方向に沿った方向を示す。

ポンプインペラ４は、フロントカバー３に密に固定される図示しないポンプシェルと、ポンプシェルの内面に配設された複数のポンプブレード（図示省略）とを有する。タービンランナ５は、タービンシェル（図示省略）と、タービンシェルの内面に配設された複数のタービンブレード（図示省略）とを有する。タービンシェルの内周部は、複数のリベットを介してドリブン部材１６に固定される。

ポンプインペラ４とタービンランナ５とは、互いに対向し合い、両者の間には、タービンランナ５からポンプインペラ４への作動油（作動流体）の流れを整流するステータ６が同軸に配置される。ステータ６は、複数のステータブレード（図示省略）を有し、ステータ６の回転方向は、ワンウェイクラッチ６１により一方向のみに設定される。これらのポンプインペラ４、タービンランナ５、ステータ６は、作動油を循環させるトーラス（環状流路）を形成し、トルク増幅機能をもったトルクコンバータ（流体伝動装置）として機能する。ただし、発進装置１において、ステータ６やワンウェイクラッチ６１を省略し、ポンプインペラ４およびタービンランナ５を流体継手として機能させるものとしてもよい。

ロックアップクラッチ８は、ダンパ装置１０を介してフロントカバー３とダンパハブ７とを連結するロックアップを実行すると共にロックアップを解除するものである。ロックアップクラッチ８は、単板油圧式クラッチでもよいし、少なくとも１枚の摩擦係合プレート（複数の摩擦材）を有する多板油圧式クラッチでもよい。

ダンパ装置１０は、エンジンＥＧと変速機ＴＭとの間で振動を減衰するものであり、図１に示すように、同軸に相対回転する回転要素（回転部材すなわち回転質量体）として、ドライブ部材（入力要素）１１、第１中間部材（第１中間要素）１２、第２中間部材（第２中間要素）１４、ドリブン部材（出力要素）１６を備える。さらに、ダンパ装置１０は、トルク伝達要素（トルク伝達弾性体）として、ドライブ部材１１と第１中間部材１２との間に配置されて回転トルク（回転方向のトルク）を伝達する複数（本実施形態では、例えば３個）の第１外側スプリング（第１弾性体）ＳＰ１１、第１中間部材１２とドリブン部材１６との間に配置されて回転トルクを伝達する複数（本実施形態では、例えば３個）の第２外側スプリング（第２弾性体）ＳＰ１２、ドライブ部材１１と第２中間部材１４との間に配置されて回転トルクを伝達する複数（本実施形態では、例えば３個）の第１内側スプリング（第３弾性体）ＳＰ２１、第２中間部材１４とドリブン部材１６との間に配置されて回転トルクを伝達する複数（本実施形態では、例えば３個）の第２内側スプリング（第４弾性体）ＳＰ２２、第１中間部材１２と第２中間部材１４との間に配置されて回転トルクを伝達する複数（本実施形態では、例えば３個）の中間スプリング（第５弾性体）ＳＰｍを備える。

本実施形態では、第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２および第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２として、荷重が加えられてないときに真っ直ぐに延びる軸心を有するように螺旋状に巻かれた金属材からなり、且つ、有効巻部（座を除く部分）のピッチが等ピッチである等ピッチストレートコイルスプリングが採用される。なお、第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２、第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２のうちの少なくとも１つは、等ピッチアークコイルスプリングとしてもよい。

また、本実施形態では、中間スプリングＳＰｍとして、図２に示すように、荷重が加えられてないときに真っ直ぐに延びる軸心を有するように螺旋状に巻かれた金属材からなり、且つ、有効巻部（座を除く部分）のピッチが不等ピッチである不等ピッチストレートコイルスプリングが採用される。この中間スプリングＳＰｍの有効巻部のピッチは、詳細には、中間スプリングＳＰｍの延在方向における両端部ＳＰｍａ（両端からそれぞれ略１／３程度の範囲）では長さｐ１であり、中央部ＳＰｍｂ（中央の略１／３程度の範囲）では長さｐ１よりも短い長さｐ２である。

さらに、本実施形態では、第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２は、ダンパ装置１０（第１中間部材１２）の周方向に沿って交互に並んで１個ずつ対をなす（直列に作用する）ように流体伝動室９内の外周側領域に配設される。また、第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２は、ダンパ装置１０（第２中間部材１４）の周方向に沿って交互に並んで１個ずつ対をなす（直列に作用する）ように第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２の径方向内側に配設され、第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２により包囲される。

ダンパ装置１０のドライブ部材１１は、ロックアップクラッチ８のロックアップピストンあるいはクラッチドラムまたはクラッチハブに固定され、ロックアップピストン等と一体に回転可能である。従って、ロックアップクラッチ８の係合により、フロントカバー３（エンジンＥＧ）とダンパ装置１０のドライブ部材１１とが連結されることになる。

また、ドライブ部材１１は、環状部材であり、周方向に間隔をおいて（等間隔に）形成された複数（本実施形態では、例えば３個）の内側スプリング当接部（弾性体当接部）と、複数の内側スプリング当接部よりも径方向外側に位置するように周方向に間隔をおいて形成された複数（本実施形態では、例えば３個）の外側スプリング当接部（弾性体当接部）とを有する（何れも図示省略）。

第１中間部材１２は、図３に示すように、環状部材であり、周方向に間隔をおいて（等間隔に）形成された複数（本実施形態では、例えば３個）の第１スプリング当接部（弾性体当接部、図示省略）と、周方向に間隔をおいて（等間隔に）配設された複数（本実施形態では、例えば３個）のスプリング収容窓１２ｗとを有する。各スプリング収容窓１２ｗは、第１中間部材１２の周方向に沿って延びる円弧状に形成されており、円弧状の内周縁１２ａおよび外周縁１２ｂと、内周縁１２ａおよび外周縁１２ｂの両端をそれぞれ繋ぐ一対の第２スプリング当接部（弾性体当接部）１２ｄとを有する。

第２中間部材１４は、環状部材であり、周方向に間隔をおいて（等間隔に）形成された複数（本実施形態では、例えば３個）の第１スプリング当接部（弾性体当接部、図示省略）と、図３に示すように、周方向に間隔をおいて（等間隔に）配設された複数対（本実施形態では、例えば３対）の第２スプリング当接部（弾性体当接部）１４ｄとを有する。

ドリブン部材１６は、リベットを介して若しくは溶接によりダンパハブ７に固定される。また、ドリブン部材１６は、その内周縁に近接するように周方向に間隔をおいて形成された複数（本実施形態では、例えば３個）の内側スプリング当接部（弾性体当接部）と、複数の内側スプリング当接部よりも径方向外側に位置するように周方向に間隔をおいて形成された複数（本実施形態では、例えば３個）の外側スプリング当接部（弾性体当接部）とを有する（何れも図示省略）。

ダンパ装置１０の取付状態（組み立て完了後であってダンパ装置１０が作動していない静止状態）において、ドライブ部材１１の各外側スプリング当接部は、対をなさない（直列に作用しない）第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２の間で両者の端部と当接する。同様に、ドリブン部材１６の各外側スプリング当接部も、ダンパ装置１０の取付状態において、対をなさない（直列に作用しない）第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２の間で両者の端部と当接する。また、ドライブ部材１１の各内側スプリング当接部は、ダンパ装置１０の取付状態において、対をなさない（直列に作用しない）第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２の間で両者の端部と当接する。同様に、ドリブン部材１６の各内側スプリング当接部は、ダンパ装置１０の取付状態において、対をなさない（直列に作用しない）第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２の間で両者の端部と当接する。

第１中間部材１２の各第１スプリング当接部（図示省略）は、互いに対をなす第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２の間で両者の端部と当接する。さらに、第２中間部材１４は、本実施形態において、ドライブ部材１１およびドリブン部材１６よりもタービンランナ５に近接するように第１中間部材１２の径方向内側に配置される。そして、第２中間部材１４の各第１スプリング当接部（図示省略）は、互いに対をなす第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２の間で両者の端部と当接する。

これにより、ダンパ装置１０の取付状態において、各第１外側スプリングＳＰ１１の一端は、ドライブ部材１１の対応する外側スプリング当接部およびドリブン部材１６の対応する外側スプリング当接部と当接し、各第１外側スプリングＳＰ１１の他端は、第１中間部材１２の対応する第１スプリング当接部と当接する。また、ダンパ装置１０の取付状態において、各第２外側スプリングＳＰ１２の一端は、第１中間部材１２の対応する第１スプリング当接部と当接し、各第２外側スプリングＳＰ１２の他端は、ドライブ部材１１の対応する外側スプリング当接部およびドリブン部材１６の対応する外側スプリング当接部と当接する。

さらに、各第１内側スプリングＳＰ２１の一端は、ドライブ部材１１の対応する内側スプリング当接部およびドリブン部材１６の対応する内側スプリング当接部と当接し、各第１内側スプリングＳＰ２１の他端は、第２中間部材１４の対応する第１スプリング当接部と当接する。また、ダンパ装置１０の取付状態において、各第２内側スプリングＳＰ２２の一端は、第２中間部材１４の対応する第１スプリング当接部と当接し、各第２内側スプリングＳＰ２２の他端は、ドライブ部材１１の対応する内側スプリング当接部およびドリブン部材１６の対応する内側スプリング当接部と当接する。

この結果、ドリブン部材１６は、複数の第１外側スプリングＳＰ１１、第１中間部材１２、複数の第２外側スプリングＳＰ１２を介してドライブ部材１１に連結されると共に、複数の第１内側スプリングＳＰ２１、第２中間部材１４、複数の第２内側スプリングＳＰ２２を介してドライブ部材１１に連結されることになる。

各中間スプリングＳＰｍは、第１中間部材１２の対応するスプリング収容窓１２ｗに収容される。ダンパ装置１０の取付状態において、第１中間部材１２の各対（各スプリング収容窓１２ｗの両側）の第２スプリング当接部１２ｄは、それぞれ中間スプリングＳＰｍの対応する端部に当接し、第２中間部材１４の各対の第２スプリング当接部１４ｄも、それぞれ中間スプリングＳＰｍの対応する端部に当接する。これにより、ダンパ装置１０の取付状態において、各中間スプリングＳＰｍの両端は、第１，第２中間部材１２，１４の対応する対の第２スプリング当接部１２ｄ，１４ｄと当接する。すなわち、ダンパ装置１０の取付状態において、各中間スプリングＳＰｍは、第１中間部材１２の対応する対の第２スプリング当接部１２ｄにより周方向における両側から支持されると共に、第２中間部材１４の対応する対の第２スプリング当接部１４ｄにより周方向における両側から支持される。この結果、第１中間部材１２と第２中間部材１４とは、複数の中間スプリングＳＰｍを介して互いに連結されることになる。

また、上述したように、中間スプリングＳＰｍとしてストレートコイルスプリング（第１中間部材１２のスプリング収容窓１２ｗの曲率半径よりも曲率半径の大きいコイルスプリング）が用いられるから、中間スプリングＳＰｍがスプリング収容窓１２ｗに収容されると、中間スプリングＳＰｍは、その両端部が外周縁１２ｂにより径方向に支持されると共に、その延在方向において端部から中央に向かうにつれて、内周縁１２ａに接近する（図３では、延在方向における中央付近で内周縁１２ａに略当接している）。

また、ダンパ装置１０は、図１に示すように、第１外側スプリングＳＰ１１の撓みを規制する第１ストッパ２１と、第２外側スプリングＳＰ１２の撓みを規制する第２ストッパ２２と、第１内側スプリングＳＰ２１の撓みを規制する第３ストッパ２３と、第２内側スプリングＳＰ２２の撓みを規制する第４ストッパ２４と、中間スプリングＳＰｍの撓みを規制する第５ストッパ２５とを備える。第１〜第５ストッパ２１〜２５は、エンジンからドライブ部材１１に伝達される入力トルクがダンパ装置１０の最大捩れ角θｍａｘに対応したトルクＴ２（第２の閾値）よりも小さい予め定められたトルク（第１の閾値）Ｔ１に達した以降に対応するスプリングの撓みを規制するように構成される。これら第１〜第５ストッパ２１〜２５の作動タイミングを適宜設定することにより、ダンパ装置１０に複数段階（２ステージ以上）の減衰特性をもたせることができる。

次に、ダンパ装置１０の動作について説明する。発進装置１において、ロックアップクラッチ８によるロックアップが解除されている際には、例えば、エンジンＥＧからフロントカバー３に伝達された回転トルク（動力）が、ポンプインペラ４、タービンランナ５、ドリブン部材１６、ダンパハブ７という経路を介して変速機ＴＭの入力軸ＩＳに伝達される。これに対して、発進装置１のロックアップクラッチ８によりロックアップが実行されると、エンジンＥＧからフロントカバー３およびロックアップクラッチ８を介してドライブ部材１１に伝達された回転トルク（入力トルク）は、ドライブ部材１１への入力トルクがトルクＴ１に達するまで、つまり、第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２、第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２、中間スプリングＳＰｍのすべての撓みが許容されている間、第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２、第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２、中間スプリングＳＰｍの全てを介してドリブン部材１６およびダンパハブ７に伝達される。

すなわち、ロックアップの実行中に入力トルクがトルクＴ１に達するまでの間、ドライブ部材１１に伝達されたトルクは、第１外側スプリングＳＰ１１、第１中間部材１２、第２外側スプリングＳＰ１２を含む第１トルク伝達経路Ｐ１と、第１内側スプリングＳＰ２１、第２中間部材１４、第２内側スプリングＳＰ２２を含む第２トルク伝達経路Ｐ２と、を介してドリブン部材１６に伝達される。また、ダンパ装置１０では、ドライブ部材１１に伝達されたトルクは、第１外側スプリングＳＰ１１、第１中間部材１２、中間スプリングＳＰｍ、第２中間部材１４、第２内側スプリングＳＰ２２を含む第３トルク伝達経路Ｐ３と、第１内側スプリングＳＰ２１、第２中間部材１４、中間スプリングＳＰｍ、第１中間部材１２、第２外側スプリングＳＰ１２を含む第４トルク伝達経路Ｐ４と、も介してドリブン部材１６に伝達される。

また、ロックアップの実行中に入力トルクがトルクＴ１に達するまでの間、中間スプリングＳＰｍは、ダンパ装置１０の回転数が小さいときには、中間スプリングＳＰｍに作用する遠心力が小さいために、図４のようになる。一方、ダンパ装置１０の回転数が大きいときには、中間スプリングＳＰｍに作用する遠心力が大きくなることによって、図５に示すように、第１中間部材１２のスプリング収容窓１２ｗ内で中間スプリングＳＰｍの延在方向における中央付近が径方向外側に膨らむことにより、中間スプリングＳＰｍの曲率半径が小さくなり、中間スプリングＳＰｍのその延在方向における中央部ＳＰｍｂ（ピッチが長さｐ２の部分）の径方向内側の部分が密着する。ダンパ装置１０の回転数が大きいほど、中間スプリングＳＰｍの曲率半径が小さくなるから、中間スプリングＳＰｍの密着範囲が広くなる（密着巻数が増加する）。中間スプリングＳＰｍの密着巻数が増加すると、中間スプリングＳＰｍの有効巻数が減少するから、中間スプリングＳＰｍの剛性（ばね定数）が大きくなる。すなわち、ダンパ装置１０の回転数が大きいほど、中間スプリングＳＰｍの密着巻数が増加することによって有効巻数が減少し、中間スプリングＳＰｍの剛性（ばね定数）が大きくなるのである。

図６は、ダンパ装置１０の回転数と本実施形態のダンパ装置１０および比較形態のダンパ装置のドリブン部材における振動振幅（トルク変動）との関係を模式的に示す説明図である。図中、実線は本実施形態示のダンパ装置１０の場合を示し、破線は比較形態のダンパ装置の場合を示す。比較形態としては、中間スプリングＳＰｍとして第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２および第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２と同様の等ピッチストレートコイルスプリングが用いられるダンパ装置を考えるものとした。

実施形態および比較形態では、ロックアップの実行中に入力トルクがトルクＴ１に達していないとき、すなわちスプリングＳＰ１１〜ＳＰｍのすべての撓みが許容されている状態では、装置全体で、２つの固有振動数を設定することができる。このため、ダンパ装置１０の回転数（ダンパ装置１０に入力される振動の周波数）の増加に従って、２つの固有振動数のうち小さい側の固有振動数で共振が発生すると、第２外側スプリングＳＰ１２からドリブン部材１６に伝達される振動の位相と、第２内側スプリングＳＰ２２からドリブン部材１６に伝達される振動の位相と、がずれていく。したがって、図６の本実施形態（実線）および比較形態（破線）に示すように、ダンパ装置１０の回転数の増加に従って、２つの固有振動数のうち小さい側の固有振動数で共振が発生すると、第２外側スプリングＳＰ１２からドリブン部材１６に伝達される振動と第２内側スプリングＳＰ２２からドリブン部材１６に伝達される振動とのうちの一方が他方の少なくとも一部を打ち消すようになり、ドリブン部材１６における振動が小さくなっていく。そして、ダンパ装置１０の回転数が或る回転数Ｎ１に至ったときに、ドリブン部材１６における振動が十分に小さくなる（比較形態の場合には極小となる）。以下、ドリブン部材１６における振動が十分に小さくなる（比較形態の場合には極小となる）ダンパ装置１０の回転数（振動数）を反共振の回転数（振動数）という。この反共振の回転数は、理想的な条件において、ドリブン部材１６に接続される第２外側スプリングＳＰ１２および第２内側スプリングＳＰ２２のトルク振動が同振幅かつ逆位相となり、結果としてドリブン部材１６におけるトルク変動がゼロになるダンパ装置１０の回転数（振動数）を意味する。

本発明者らは、種々の解析により、第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２、第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２、中間スプリングＳＰｍを備えるダンパ装置１０における反共振の振動数ｆａが式（１）により得られることを見出した。式（１）中、「Ｊ２１」は第１中間部材１２の慣性モーメントであり、「Ｊ２２」は第２中間部材１４の慣性モーメントであり、「ｋ１」はドライブ部材１１と第１中間部材１２との間で並列に作用する複数の第１外側スプリングＳＰ１１の合成ばね定数（剛性）であり、「ｋ２」は、第１中間部材１２とドリブン部材１６との間で並列に作用する複数の第２外側スプリングＳＰ１２の合成ばね定数（剛性）であり、「ｋ３」はドライブ部材１１と第２中間部材１４との間で並列に作用する複数の第１内側スプリングＳＰ２１の合成ばね定数（剛性）であり、「ｋ４」は第２中間部材１４とドリブン部材１６との間で並列に作用する複数の第２内側スプリングＳＰ２２の合成ばね定数（剛性）であり、「ｋ５」は第１中間部材１２と第２中間部材１４との間で並列に作用する複数の中間スプリングＳＰｍの合成ばね定数（剛性）である。また、本発明者らは、合成ばね定数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４および慣性モーメントＪ２１，Ｊ２２を一定値として合成ばね定数ｋ５を変数としたときに、ダンパ装置１０全体の２つの固有振動数のうち小さい側および大きい側の固有振動数ｆ２１，ｆ２２および反共振の振動数ｆａの合成ばね定数ｋ５に対する特性が図７のように得られることを見出した。図７から分かるように、固有振動数ｆ２１，反共振の振動数ｆａ，固有振動数ｆ２２は、周波数の小さい側からこの順となり、且つ、いずれも合成ばね定数ｋ５が大きくなるのに従って大きくなっている。

図６の説明に戻る。比較形態では、ダンパ装置１０の回転数が回転数Ｎ１よりも大きくなると、回転数の増加に従って、反共振の回転数（振動数ｆａに対応する回転数）から離れると共にダンパ装置１０全体の２つの固有振動数のうち大きい側の固有振動数（図７の固有振動数ｆ２２）に対応する回転数（大側共振回転数）に近づき、第２外側スプリングＳＰ１２からドリブン部材１６に伝達される振動の位相と第２内側スプリングＳＰ２２からドリブン部材１６に伝達される振動の位相とのずれが小さくなっていき、ドリブン部材１６における振動が大きくなっていく。一方、本実施形態では、ダンパ装置１０の回転数が増加するのに従って、中間スプリングＳＰｍの剛性（式（１）における合成ばね定数ｋ５）が大きくなるから、式（１）および図７から分かるように、反共振の振動数ｆａが大きくなる。したがって、ダンパ装置１０の回転数が回転数Ｎ１を超えて増加するのに従って、反共振の回転数（振動数ｆａに対応する回転数）および大側共振回転数を大きい側に移動させる（反共振の回転数から離れるのを抑制すると共に大側共振回転数に近づくのを抑制する）ことができる。この結果、良好な振動減衰性能を発揮できるダンパ装置１０の回転数領域を拡大することができる。特に、ダンパ装置１０のその時々の回転数が反共振の回転数（振動数ｆａに対応する回転数）となるように合成ばね定数ｋ５が変化するように中間スプリングＳＰｍを設計すれば、ダンパ装置１０の時々の回転数に応じてドリブン部材１６における振動が図６の比較形態における回転数Ｎ１での振動と同程度の振動となるから、より良好な振動減衰性能を発揮できるダンパ装置１０の回転数領域を拡大することができる。

実施形態のダンパ装置１０では、中間スプリングＳＰｍ（不等ピッチコイルスプリング）の有効巻部のピッチは、中間スプリングＳＰｍの延在方向における両端部（両端からそれぞれ略１／３程度の範囲）では長さｐ１であり、中央部ＳＰｍｂ（中央の略１／３程度の範囲）では長さｐ１よりも小さい長さｐ２であるものとした。しかし、中間スプリングＳＰｍの有効巻部のピッチは、中間スプリングＳＰｍの延在方向における両端から中央に向かうにつれて徐々に（３段階以上で）小さくなるものとしてもよい。また、中間スプリングＳＰｍの有効巻部のピッチは、中間スプリングＳＰｍの延在方向における両端から中央に向かうにつれて徐々に小さくなって極小となってから徐々に大きくなるものとしてもよい。後者の場合、中間スプリングＳＰｍの有効巻部のピッチが、中間スプリングＳＰｍの延在方向における中央から両端側に向かって対称となるようにするのが好ましい。

実施形態のダンパ装置１０では、中間スプリングＳＰｍとして、不等ピッチストレートコイルスプリングが用いられるものとしたが、第１中間部材１２のスプリング収容窓１２ｗの曲率半径よりも曲率半径の大きい不等ピッチアークコイルスプリングが用いられるものとしてもよい。この場合でも、ダンパ装置の回転数が大きいほど、中間スプリングＳＰｍの密着巻数が増加することによって有効巻数が減少し、中間スプリングＳＰｍの剛性（ばね定数）が大きくなることにより、上述のダンパ装置１０と同様の作用効果を得ることができる。

実施形態のダンパ装置１０では、中間スプリングＳＰｍは、第１中間部材１２のスプリング収容窓１２ｗに収容されるものとしたが、第２中間部材１４に形成されたスプリング収容窓に収容されるものとしてもよいし、第１，第２中間部材１２，１４に形成されたスプリング収容窓に収容されるものとしてもよい。

実施形態のダンパ装置１０では、中間スプリングＳＰｍは、内周縁１２ａと外周縁１２ｂと第２スプリング当接部１４ｄとを有する円弧状の収容窓１２ｗに収容されるものとしたが、これに限定されるものではなく、周方向の両端部が第１，第２中間部材のうちの何れかまたは両方により径方向に支持されるものであればよい。

実施形態のダンパ装置１０では、中間スプリングＳＰｍが、第１中間部材１２の円弧状のスプリング収容窓１２ｗに収容され、且つ、有効巻部のピッチが不等ピッチであると共にダンパ装置１０の回転数が大きいほど有効巻数が減少するように形成された不等ピッチコイルスプリングであるものとした。しかし、第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２、第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２のうちの何れか１つ、または、第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２、第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２、中間スプリングＳＰｍのうちの複数が、周方向の端部がドライブ部材１１、第１中間部材１２、第２中間部材１４、ドリブン部材１６のうち対応する２つの何れかまたは両方により径方向に支持され（例えば、対応する２つの何れかまたは両方に形成された円弧状のスプリング収容窓に収容され）、且つ、有効巻部のピッチが不等ピッチであると共にダンパ装置１０の回転数が大きいほど有効巻数が減少するように形成された不等ピッチコイルスプリングであるものとしてもよい。これらの場合、不等ピッチコイルスプリングは、ストレートコイルスプリングであるものとしてもよいし、対応するスプリング収容窓の曲率半径よりも曲率半径の大きいアークコイルスプリングであるものとしてもよい。

実施形態のダンパ装置１０では、ドリブン部材１６がトルクコンバータ（流体伝動装置）のタービンランナ５に一体回転するように連結されるものとしたが、これに限られるものではない。すなわち、図１において二点鎖線で示すように、ドライブ部材１１がタービンランナ５に一体回転するように連結されるものとしてもよいし、第１中間部材１２がタービンランナ５に一体回転するように連結されるものとしてもよいし、第２中間部材１４がタービンランナ５に一体回転するように連結されるものとしてもよい。

図８は、本開示のさらに他のダンパ装置１０Ｂを有する発進装置１Ｂを示す概略構成図である。なお、ダンパ装置１０Ｂの構成要素のうち、上述のダンパ装置１０と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図８に示すダンパ装置１０Ｂは、ドライブ部材１１、第１，第２中間部材１２，１４、ドリブン部材１６に加えて、第３中間部材（第３中間要素）１３を回転要素として有すると共に、第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２、第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２、中間スプリングＳＰｍに加えて、第３外側スプリングＳＰ１３をトルク伝達要素として有する。ダンパ装置１０Ｂの第３中間部材１３には、第２外側スプリングＳＰ１２からトルクが伝達され、第３外側スプリングＳＰ１３は、第３中間部材１３とドリブン部材１６との間に配置されて両者の間で回転トルクを伝達する。すなわち、ダンパ装置１０Ｂの第１トルク伝達経路Ｐ１は、第１外側スプリングＳＰ１１、第１中間部材１２、第２外側スプリングＳＰ１２、第３中間部材１３、第３外側スプリングＳＰ１３を有する。

このダンパ装置１０Ｂでは、上述のダンパ装置１０と同様の作用効果を得ることができる。また、第３外側スプリングＳＰ１３を有するダンパ装置１０Ｂでは、ダンパ装置１０Ｂ全体の剛性すなわち等価剛性をより低下させることが可能となるから、振動減衰性能をより一層向上させることができる。

図８に示すダンパ装置１０Ｂでは、ドリブン部材１６がトルクコンバータ（流体伝動装置）のタービンランナ５に一体回転するように連結されるものとしたが、これに限られるものではない。すなわち、図８において二点鎖線で示すように、ドライブ部材１１がタービンランナ５に一体回転するように連結されてもよく、第１中間部材１２がタービンランナ５に一体回転するように連結されるものとしてもよいし、第３中間部材１３がタービンランナ５に一体回転するように連結されるものとしてもよいし、第２中間部材１４がタービンランナ５に一体回転するように連結されるものとしてもよい。

図９は、本開示のさらに他のダンパ装置１０Ｃを有する発進装置１Ｃを示す概略構成図である。なお、ダンパ装置１０Ｃの構成要素のうち、上述のダンパ装置１０，１０Ｂと同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図９に示すダンパ装置１０Ｃは、図８に示すダンパ装置１０Ｂと同様に、ドライブ部材１１、第１，第２中間部材１２，１４、ドリブン部材１６に加えて、第３中間部材（第３中間要素）１３を回転要素として有すると共に、第１，第２外側スプリングＳＰ１１，ＳＰ１２、第１，第２内側スプリングＳＰ２１，ＳＰ２２、中間スプリングＳＰｍに加えて、第３外側スプリングＳＰ１３をトルク伝達要素として有する。ダンパ装置１０Ｃの第３中間部材１３には、第１外側スプリングＳＰ１１からトルクが伝達され、第３外側スプリングＳＰ１３は、第３中間部材１３と第１中間部材１２との間に配置されて両者の間で回転トルクを伝達する。すなわち、ダンパ装置１０Ｃの第１トルク伝達経路Ｐ１は、第１外側スプリングＳＰ１１、第３中間部材１３、第３外側スプリングＳＰ１３、第１中間部材１２、第２外側スプリングＳＰ１２を有する。このダンパ装置１０Ｃでも、上述のダンパ装置１０と同様の作用効果を得ることができる。

図９に示すダンパ装置１０Ｃでは、ドリブン部材１６がトルクコンバータ（流体伝動装置）のタービンランナ５に一体回転するように連結されるものとしたが、これに限られるものではない。すなわち、図９において二点鎖線で示すように、ドライブ部材１１がタービンランナ５に一体回転するように連結されるものとしてもよいし、第３中間部材１３がタービンランナ５に一体回転するように連結されるものとしてもよいし、第１中間部材１２がタービンランナ５に一体回転するように連結されてもよく、第２中間部材１４がタービンランナ５に一体回転するように連結されるものとしてもよい。

以上説明したように、本開示のダンパ装置は、エンジン（ＥＧ）からのトルクが伝達される入力要素（１１）と、出力要素（１６）と、第１中間要素（１２）と、第２中間要素（１４）と、前記入力要素（１１）と前記第１中間要素（１２）との間でトルクを伝達する第１弾性体（ＳＰ１１）と、前記第１中間要素（１２）と前記出力要素（１６）との間でトルクを伝達する第２弾性体（ＳＰ１２）と、前記入力要素（１１）と前記第２中間要素（１４）との間でトルクを伝達する第３弾性体（ＳＰ２１）と、前記第２中間要素（１４）と前記出力要素（１６）との間でトルクを伝達する第４弾性体（ＳＰ２２）と、前記第１中間要素（１２）と前記第２中間要素（１４）との間でトルクを伝達する第５弾性体（ＳＰｍ）と、を備えるダンパ装置（１０，１０Ｂ，１０Ｃ）であって、前記第１，第２，第３，第４，第５弾性体（ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ２１，ＳＰ２２，ＳＰｍ）のうちの少なくとも１つは、周方向の両端部が前記入力要素（１１）と前記出力要素（１６）と前記第１中間要素（１２）と前記第２中間要素（１４）とのうちの対応する２つの何れかまたは両方により径方向に支持され、且つ、有効巻部のピッチが不等ピッチであると共に前記ダンパ装置（１０，１０Ｂ，１０Ｃ）の回転数が大きいほど有効巻数が減少するように形成された不等ピッチコイルスプリングである、ことを要旨とする。

この本開示のダンパ装置では、装置全体で２つの固有振動数を設定することができる。これにより、ダンパ装置の回転数の増加に従って、２つの固有振動数のうち小さい側の固有振動数で共振が発生すると、第２弾性体から出力要素に伝達される振動と第４弾性体から出力要素に伝達される振動とのうちの一方が他方の少なくとも一部を打ち消すようになり、出力要素における振動が小さくなっていく。そして、ダンパ装置の回転数が或る回転数のときに、出力要素における振動が十分に小さくなる。また、第１，第２，第３，第４，第５弾性体のうちの少なくとも１つは、周方向の両端部が入力要素と出力要素と第１中間要素と第２中間要素とのうちの対応する２つの何れかまたは両方により径方向に支持され、且つ、有効巻部のピッチが不等ピッチであると共にダンパ装置の回転数が大きいほど有効巻数が減少するように形成された不等ピッチコイルスプリングである。したがって、ダンパ装置の回転数が大きいほど、不等ピッチコイルスプリングの有効巻数が減少し、不等ピッチコイルスプリングの剛性（ばね定数）が大きくなる。これにより、ダンパ装置の回転数が上述の或る回転数を超えて増加するときに、出力要素における振動が十分に小さくなる状態を継続させる（追従させる）ことができる。この結果、良好な振動減衰性能を発揮できるダンパ装置の回転数領域を拡大することができる。

本開示のダンパ装置において、前記不等ピッチコイルスプリング（ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ２１，ＳＰ２２，ＳＰｍ）の有効巻部のピッチは、前記不等ピッチコイルスプリングの延在方向における中央部で両端部よりも小さいものとしてもよい。また、前記不等ピッチコイルスプリング（ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ２１，ＳＰ２２，ＳＰｍ）の有効巻部のピッチは、前記不等ピッチコイルスプリングの延在方向における両端から中央に向かうにつれて徐々に小さくなるものとしてもよい。

これらの態様の本開示のダンパ装置において、前記不等ピッチコイルスプリング（ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ２１，ＳＰ２２，ＳＰｍ）の有効巻数は、前記ダンパ装置（１０，１０Ｂ，１０Ｃ）の回転数が大きいほど密着巻数が増加することにより減少するものとしてもよい。また、前記不等ピッチコイルスプリング（ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ２１，ＳＰ２２，ＳＰｍ）の曲率半径は、前記ダンパ装置（１０，１０Ｂ，１０Ｃ）の回転数が大きいほど小さくなるものとしてもよい。

本開示のダンパ装置において、前記不等ピッチコイルスプリング（ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ２１，ＳＰ２２，ＳＰｍ）は、直線状のストレートコイルスプリングであるものとしてもよい。また、前記不等ピッチコイルスプリング（ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ２１，ＳＰ２２，ＳＰｍ）は、前記入力要素（１１）と前記出力要素（１６）と前記第１中間要素（１２）と前記第２中間要素（１４）とのうちの対応する２つの何れかまたは両方に形成された円弧状の収容部（１２ｗ）に収容され、更に、前記不等ピッチコイルスプリング（ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ２１，ＳＰ２２，ＳＰｍ）は、前記収容部（１２ｗ）の曲率半径よりも曲率半径の大きいアークコイルスプリングであるものとしてもよい。

以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本開示は、ダンパ装置の製造産業などに利用可能である。

１，１Ｂ，１Ｃ 発進装置、３ フロントカバー、４ ポンプインペラ、５ タービンランナ、６ ステータ、７ ダンパハブ、８ ロックアップクラッチ、９ 流体伝動室、１０，１０Ｂ，１０Ｃ ダンパ装置、１１ ドライブ部材、１２ 第１中間部材、１２ａ 内周縁、１２ｂ 外周縁、１２ｄ，１４ｄ 第２スプリング当接部、１２ｗ スプリング収容窓、１３ 第３中間部材、１４ 第２中間部材、１６ ドリブン部材、２１ 第１ストッパ、２２ 第２ストッパ、２３ 第３ストッパ、２４ 第４ストッパ、２５ 第５ストッパ、２６ ストッパ、６１ ワンウェイクラッチ、ＥＧ エンジン、ＩＳ 入力軸、ＳＰ１１ 第１外側スプリング、ＳＰ１２ 第２外側スプリング、ＳＰ１３ 第３外側スプリング、ＳＰ２１ 第１内側スプリング、ＳＰ２２ 第２内側スプリング、ＳＰｍ 中間スプリング、ＳＰｍａ 端部、ＳＰｍｂ 中央部、ＴＭ 変速機。

Claims (7)

1. エンジンからのトルクが伝達される入力要素と、出力要素と、第１中間要素と、第２中間要素と、前記入力要素と前記第１中間要素との間でトルクを伝達する第１弾性体と、前記第１中間要素と前記出力要素との間でトルクを伝達する第２弾性体と、前記入力要素と前記第２中間要素との間でトルクを伝達する第３弾性体と、前記第２中間要素と前記出力要素との間でトルクを伝達する第４弾性体と、前記第１中間要素と前記第２中間要素との間でトルクを伝達する第５弾性体と、を備えるダンパ装置であって、
   前記第１，第２，第３，第４，第５弾性体のうちの少なくとも１つは、周方向の両端部が前記入力要素と前記出力要素と前記第１中間要素と前記第２中間要素とのうちの対応する２つの何れかまたは両方により径方向に支持され、且つ、有効巻部のピッチが不等ピッチであると共に前記ダンパ装置の回転数が大きいほど有効巻数が減少するように形成された不等ピッチコイルスプリングである、
   ダンパ装置。
2. 請求項１記載のダンパ装置であって、
   前記不等ピッチコイルスプリングの有効巻部のピッチは、前記不等ピッチコイルスプリングの延在方向における中央部で両端部よりも小さい、
   ダンパ装置。
3. 請求項１記載のダンパ装置であって、
   前記不等ピッチコイルスプリングの有効巻部のピッチは、前記不等ピッチコイルスプリングの延在方向における両端から中央に向かうにつれて徐々に小さくなる、
   ダンパ装置。
4. 請求項２または３記載のダンパ装置であって、
   前記不等ピッチコイルスプリングの有効巻数は、前記ダンパ装置の回転数が大きいほど密着巻数が増加することにより減少する、
   ダンパ装置。
5. 請求項２ないし４のうちの何れか１つの請求項に記載のダンパ装置であって、
   前記不等ピッチコイルスプリングの曲率半径は、前記ダンパ装置の回転数が大きいほど小さくなる、
   ダンパ装置。
6. 請求項１ないし５のうちの何れか１つの請求項に記載のダンパ装置であって、
   前記不等ピッチコイルスプリングは、直線状のストレートコイルスプリングである、
   ダンパ装置。
7. 請求項１ないし５のうちの何れか１つの請求項に記載のダンパ装置であって、
   前記不等ピッチコイルスプリングは、前記入力要素と前記出力要素と前記第１中間要素と前記第２中間要素とのうちの対応する２つの何れかまたは両方に形成された円弧状の収容部に収容され、
   更に、前記不等ピッチコイルスプリングは、前記収容部の曲率半径よりも曲率半径の大きいアークコイルスプリングである、
   ダンパ装置。

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