JP4934114B2 - 捩り振動低減装置 - Google Patents

Description

本発明は捩り振動低減装置に関し、ばねを保持する保持部材の連結部とばねとの間にリテーナを介在させることなくばねが保持されるようにしたものである。

車両に搭載したエンジンのクランク軸とトルクコンバータのタービンとの間には、捩り振動低減装置が設けられている。該捩り振動低減装置は、エンジンのクランク軸に連結される入力側部材と、トルクコンバータのタービンに連結される出力側部材と、これらの入力側部材と出力側部材とを回転方向に弾性的に連結するとともに円周方向に沿って配置されたばねと、該ばねを半径方向および軸方向に規制する保持部材とにより構成されている。

従来の捩り振動低減装置として、特許文献１に記載のものがある。この捩り振動低減装置は、入力側部材であるドライブ部材７２と、出力側部材であるドリブン部材７３と、ドライブ部材７２・ドリブン部材７３を円周方向に連結するトーションスプリング７４と、該トーションスプリング７４を保持するスプリングホルダ７５とを備えている。

前記トーションスプリング７４は一対のトーションスプリング７４ａ，７４ｂによって構成され、該一対のトーションスプリング７４ａ，７４ｂはスプリングホルダ７５から内周側へ突出する爪部７５ｃを介して直列に連結されている。そして、スプリングホルダ７５の軸方向エンジン側は開口しているため、トーションスプリング７４ａ，７４ｂの軸方向エンジン側はピストン７１により規制される。
特開２００２−０８９６５７号公報

ところが、特許文献１の図３に示されるように、一対のトーションスプリング７４ａ，７４ｂの間に介在する爪部７５ｃ（符号は付されていない）は図中の左右方向へ直線状に形成されているのでトーションスプリング７４ａ，７４ｂの端部に対して局部的にしか接触せず、挙動を安定させるためにトーションスプリング７４ａ，７４ｂの端部にリテーナを装着する必要がある。また、トーションスプリング７４ａ，７４ｂの軸方向エンジン側はピストン７１と接触するので、ピストン７１に摩耗防止の熱処理等の処理をする必要があり、捩り振動低減装置の製造コストが上昇する。

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、エンジンのクランク軸にピストンを介して連結される入力側部材と、該入力側部材に対向して設けられトランスミッションに連結される出力側部材と、前記入力側部材と前記出力側部材との間に円周方向に沿って配置され前記入力側部材と前記出力側部材との間で圧縮されると共に一対のばね部材からなる少なくとも１組のばねと、該ばねの外周側を囲繞する円環部と該円環部から内周側へ突出して前記一対のばね部材の間に介在する連結部とからなる保持部材とを有する捩り振動低減装置において、
前記保持部材の前記連結部は、該連結部を軸心を通る断面で切ったときの断面形状が、板状部分を前記ばねの素線に沿って巻いた形状に形成され、
前記保持部材の前記円環部の両端に前記ばねが軸方向へ移動するのを規制する内側突出部が形成される一方、
前記入力側部材に半径方向外側へ突出する突起部が形成され、該突起部により前記円環部の内周側をガイドする内側ガイド部が構成され、該突起部の円周方向両端が前記ばねの端部を受けるばね受け部とされ、該突起部の先端がトランスミッション側から半径方向外側へ延長されて前記円環部がトランスミッション側へ移動するのを規制する外側突出部が構成されていることを特徴とする。

この発明によれば、保持部材の連結部は、軸心を通る断面で切ったときの断面形状が、板状部分をばねの素線に沿って巻いた形状に形成されているので、ばねの端面を受ける面積が大きく、ばねの端面を安定して支持することができる。
また、保持部材の円環部が、半径方向では入力側部材の内側ガイド部によって規制され、軸方向では入力側部材の外側突出部とピストンとにより規制され、該円環部とその両端の内側突出部とによってばねが半径方向および軸方向に規制されるので、ばねがピストンに直接に接触することはない。

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、
前記保持部材の前記円環部に形成された前記トランスミッション側の内側突出部の内径寸法を前記入力側部材の内側ガイド部の外径寸法より大きくする一方、前記エンジン側の内側突出部の内径寸法を前記入力側部材の内側ガイド部の外径寸法より小さくしたことを特徴とする。

この発明によれば、円環部に形成されたトランスミッション側の内側突出部の内径寸法を入力側部材の内側ガイド部の外径寸法より大きくする一方、エンジン側の内側突出部の内径寸法を入力側部材の内側ガイド部の外径寸法より小さくしたので、円環部に形成されたエンジン側の内側突出部に入力側部材の内側ガイド部が挿入されることはなく、従って、保持部材を入力側部材に対して組み込む際に、保持部材の軸方向での表裏を逆にして組み込む組立ミスが未然に防止される。

請求項１に係る捩り振動低減装置によれば、保持部材の連結部は、軸心を通る断面で切ったときの断面形状が、板状部分をばねの素線に沿って巻いた形状に形成されているので、ばねの端面を受ける面積が大きく、ばねの端面を安定して支持することができる。従って、連結部に当接するばねの端面にリテーナを装着しなくても捩り振動低減の性能が安定する。
また、ばねが保持部材の円環部とその両端の内側突出部とによって半径方向および軸方向に規制されているので、ばねがピストンに直接に接触することはない。従って摩耗を防止するための熱処理等をピストンに施す必要がなく、あるいは比較的低温の熱処理で済むので、ピストンの変形が可及的に抑制され製造コストが抑制される。

請求項２に係る捩り振動低減装置によれば、円環部に形成されたトランスミッション側の内側突出部の内径寸法を入力側部材の内側ガイド部の外径寸法より大きくする一方、エンジン側の内側突出部の内径寸法を入力側部材の内側ガイド部の外径寸法より小さくしたので、円環部に形成されたエンジン側の内側突出部に入力側部材の内側ガイド部が挿入されることはなく、従って、保持部材を入力側部材に対して組み込む際に、保持部材の軸方向での表裏を逆にして組み込む組立ミスが未然に防止される。

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。
（構成）
エンジンのクランク軸と、トランスミッションとの間にトルクコンバータが接続されており、該トルクコンバータには図１に示す捩り振動低減装置１が設けられている。

具体的に説明すると、
図１（ａ）の左にはエンジンのクランク軸が位置し、該クランク軸の端部には、カバーとしての図示しないフロントカバーが結合されている。このフロントカバーに対して軸方向へ移動することにより、ピストンとしてのロックアップピストン２が連結・切り離し可能に設けられており、該ロックアップピストン２に捩り振動低減装置１が連結されている。

捩り振動低減装置１は、該ロックアップピストン２に結合された入力側部材３と、該入力側部材３に対向して設けられると共に図１の右に位置する図示しないトルクコンバータのタービンを介してトランスミッションに連結される出力側部材４とを備えている。なお、図１（ｂ）の右上の略１／４は出力側部材４が存在する状態の図であり、その他の部分は出力側部材４が省略されている図である。

前記ロックアップピストン２の中心部には孔２ａが形成されており、外周面近傍には摩擦ライニング２ｂが結合されている。該摩擦ライニング２ｂの存在により、ロックアップピストン２は軸方向左へ移動して前記フロントカバーと摩擦結合し、該フロントカバーと一体に回転する。このロックアップピストン２の外周部には、筒状の円筒部２ｃが形成されている。

該ロックアップピストン２のトランスミッション側の面には、中央部に大きな孔３ｅが形成された前記入力側部材３が結合されている。即ち、図２（ｂ）に示すように入力側部材３には挿通孔３ｈが形成され、該挿通孔３ｈに挿通させたリベット７を介して前記ロックアップピストン２と前記入力側部材３とが結合されている。入力側部材３は、後述する第１ばね１１，第２ばね１２を圧縮したり、第１ばね１１，第２ばね１２や後述する保持部材６と摺動したりするので、高い強度や硬度が求められ、浸炭窒化処理等が施される。

このようにして取り付けられた入力側部材３に対向して前記出力側部材４が配置されている。図３に示すように出力側部材４の中央部にも大きな孔４ｅが形成されている。入力側部材３と出力側部材４との間には、円周方向に沿ってばねが設けられ、該ばねにより前記入力側部材３と前記出力側部材４とが回転方向に弾性的に連結されている。ばねとしては、外周側に設けられた第１ばね１１と、内周側に設けられた第２ばね１２とがある。

前記第１ばね１１，第２ばね１２を収容するばね収容空間を形成するため、入力側部材３，出力側部材４には、夫々対となるばね受け部が設けられている。以下、詳細に説明する。

まず、入力側部材３について説明する。図２に示すように入力側部材３の外周側には、前記第１ばね１１を収容するばね収容空間を形成するため、第１入力側ばね受け部３ａが夫々円周方向に沿って本実施の形態では４対設けられている。即ち、以下のように構成されている。図２（ｂ）に示すように、入力側部材３の外周側には半径方向外側へ突出する突起部３ｃが円周方向に沿って略等間隔に４つ形成されている。該突起部３ｃの断面形状は、図２（ａ）に示すように、第１ばね１１の端面を受ける面を確保するため、断面略コ字形状に形成されている。そして、該突起部３ｃの半径方向内側には、補強の目的で円弧状の絞り部３ｊが形成されている。突起部３ｃの円周方向の両端部が背中合わせに第１入力側ばね受け部３ａとなり、該第１入力側ばね受け部３ａは後述する円環部６ｅの半径方向内側に配置されている。そして、円周方向の突起部３ｃどうしの間がばね収容空間となっている。該ばね収容空間に収容された第１ばね１１における内周側と軸方向トランスミッション側とを規制するため、図２（ａ）の下部に示すようにばね規制部３ｇが円周方向に沿って円弧状に形成されている。

また、入力側部材３の内周側には、前記第２ばね１２を収容するばね収容空間を形成するため、第２入力側ばね受け部３ｂが、夫々円周方向に沿って４対設けられている。即ち、以下のようになっている。入力側部材３の内周側には略四角形のスリット３ｄが４つ形成され、該スリット３ｄの円周方向での両側には、図２（ａ）の下部に示すように入力側部材３の一部が「く」の字形に屈曲形成され、対となる第２入力側ばね受け部３ｂが構成されている。そして、該第２入力側ばね受け部３ｂどうしの間にばね収容空間が構成されている。また、スリット３ｄの内周側および外周側には、図２（ａ）中の右方へ屈曲させて第２ばね１２における内外周側と軸方向トランスミッション側とを規制するばね規制部３ｉが、円周方向に沿って形成されている。なお、第２ばね１２のエンジン側はロックアップピストン２により規制されている。

一方、前記出力側部材４の外周側には前記第１ばね１１を収容するばね収容空間を形成する第１出力側ばね受け部４ａが、内周側には前記第２ばね１２を収容するばね収容空間を形成する第２出力側ばね受け部４ｂが、夫々円周方向に沿って４対設けられている。即ち、図３に示すように、出力側部材４の外周側には軸方向へ突出する突起部４ｃが円周方向に沿って４つ形成され、該突起部４ｃの円周方向の両端には背中合わせに第１出力側ばね受け部４ａが夫々設けられている。そして、突起部４ｃどうしの間に第１ばね１１のばね収容空間が形成されている。また、出力側部材４の内周側には、切り起こしにより、前記第１出力側ばね受け部４ａと同じ方向へ突出する突起部４ｄが形成され、該突起部４ｄの円周方向の両端に対となる第２出力側ばね受け部４ｂが形成され、円周方向での該突起部４ｄどうしの間に第２ばね１２のばね収容空間が形成されている。図１（ｂ）に示すように、前記第２出力側ばね受け部４ｂと前記第２入力側ばね受け部３ｂとの間には円周方向に沿って角度θだけ隙間が形成されており、入力側部材３と出力側部材４とが角度θだけ相対的に回転したら、第２ばね１２の圧縮が開始されることになる。突起部４ｃ，４ｄは図３（ａ）の上部に示すように軸方向エンジン側へ向かって突出しており、図１（ａ）に示すように出力側部材４は、トランスミッション側から入力側部材３へ向かって組み込まれている。このため、第１ばね１１，第２ばね１２が入力側部材３のばね収容空間に保持された状態で、突起部４ｃ，４ｄを軸方向へ差し込んで組み立てることができる。

出力側部材４の円周方向における突起部４ｃどうしの間には、図３（ａ）の下部に示すように第１ばね１１の半径方向内側および軸方向トランスミッション側を規制するためのばね規制部４ｇが、円周方向で前記入力側部材３のばね規制部３ｇと対応する位置に形成されている。出力側部材４の半径方向内側には、出力側部材４をトルクコンバータのタービンに連結するための取付孔４ｆが形成されている。

前記対となる第１入力側ばね受け部３ａどうしの間であってかつ前記対となる第１出力側ばね受け部４ａどうしの間に第１ばね１１が設けられる一方、前記対となる第２入力側ばね受け部３ｂどうしの間であってかつ前記第２出力側ばね受け部４ｂどうしの間に第２ばね１２が設けられている。第１ばね１１は、一対の分割ばね１１ａを連結して構成されており、該分割ばね１１ａの一方の端部の押圧が安定して行われるように該分割ばね１１ａと第１入力側ばね受け部３ａとの間にはリテーナ８が設けられている。

前記第１ばね１１の半径方向外側および軸方向両側を規制する保持部材６が設けられている。該保持部材６は、第１ばね１１の外周側を囲繞する円環部６ｅと該円環部６ｅから内周側へ突出して一対の分割ばね１１ａの間に介在する４つの連結部６ｃとから構成され、ロックアップピストン２および入力側部材３に対して相対回転自在である。円環部６ｅの両端には第１ばね１１が軸方向へ移動するのを規制する一対の内側突出部６ａ，６ｂが形成されている。

前記連結部６ｃは一対の分割ばね１１ａを円周方向に連結するためのものであり、軸心を通る断面で切ったときの断面形状が、板状部分を前記第１ばね１１の素線に沿って巻いた形状に形成されている。即ち、該連結部６ｃは、図４（ａ）の下部に示すように、第１ばね１１の巻き形状と対応させて内側へ巻かれ略「Ｃ」形状となっている。連結部６ｃを軸方向のロックアップピストン２側から中心側へ延出させているので、前記内側突出部６ａを中心側へより長く延ばして後述するように内径寸法Ｄ₃を小さくして第１ばね１１のロックアップピストン２側への規制をより確実に行うことができる。また、前記内側突出部６ａを中心側へより長く延ばすと、内側突出部６ａがロックアップピストン２に当接する面積が大きくなるので、面圧が小さくなり、その結果としてロックアップピストン２に対して行われる表面処理を廃止したりガス軟質化等の処理温度の低い熱処理を行うことができ、熱処理工程の際の熱による変形を抑制できる。連結部６ｃを略「Ｃ」形状にして第１ばね１１の端面との接触面積を大きくしたので、分割ばね１１ａの他方の端部であって保持部材６の連結部６ｃと当接する部分にはリテーナ８は設けられていない。連結部６ｃは分割ばね１１ａとの接触面積が大きく、分割ばね１１ａの端部の支持が安定して行われるからである。そして、連結部６ｃの内周側には、軽量化切欠部として軸方向に沿ってスリット６ｄが形成されている。この保持部材６は、平板をリング状に繰り抜いて絞り加工することによって製造される。保持部材６は、遠心力が作用する第１ばね１１に接触して摺動するため、大きな強度や耐久性が要求され、浸炭窒化処理等が施される。第１ばね１１と摺動する部分には潤滑被膜コーティングを施してもよい。

前記入力側部材３の前記ばね受け部３ａが両側に形成された前記突起部３ｃは、前記円環部６ｅの内周側を規制する内側ガイド部３ｋを構成しており、前記突起部３ｃの先端をトランスミッション側から半径方向外側へ延長して前記円環部６ｅがトランスミッション側へ移動するのを規制する外側突出部３ｆが形成されている。一方、この円環部６ｅの軸方向のエンジン側の規制は、ロックアップピストン２によって行われている。このほか、円環部６ｅの半径方向外側への規制はロックアップピストン２の円筒部２ｃによって行われている。

図５に示すように、前記円環部６ｅに形成された内側突出部６ａ，６ｂのうちのトランスミッション側の内側突出部６ｂの内径寸法Ｄ₁が入力側部材３の内側ガイド部３ｋの外径寸法Ｄ₂より大きく設定される一方、エンジン側の内側突出部６ａの内径寸法Ｄ₃が内側ガイド部３ｋの外径寸法Ｄ₂より小さく設定されている。つまり、Ｄ₁>Ｄ₂>Ｄ₃となっている。
（作用）
次に、捩り振動低減装置の作用について説明する。

エンジンが回転し、その回転数が所定の値になると、ロックアップピストン２が油圧によりエンジン側へ押圧され、摩擦ライニング２ｂの部分が図示しないトルクコンバータのフロントカバーに押圧されて連結されるため、エンジンの回転がロックアップピストン２を介して入力側部材３へ伝わる。そして、入力側部材３から第１ばね１１を介して出力側部材４に伝わり、図示しないタービンハブおよびトランスミッションへと伝達される。

最初は第１ばね１１のみが圧縮され、所定のトルクを超えて出力側部材４に対して入力側部材３が相対的にθだけ回転すると、第２ばね１２も圧縮が開始される。

この発明によれば、保持部材６の連結部６ｃは、軸心を通る断面で切ったときの断面形状が、板状部分を第１ばね１１の素線に沿って巻いた形状に形成されているので、第１ばね１１の端面を受ける面積が大きく、第１ばね１１の端面を安定して支持することができる。従って、連結部６ｃに当接する第１ばね１１の端面にリテーナを装着しなくても捩り振動低減の性能が安定する。

この発明によれば、保持部材６の円環部６ｅが、半径方向では入力側部材３の内側ガイド部３ｋによって規制され、軸方向では入力側部材３の外側突出部３ｆとロックアップピストン２とにより規制され、該円環部６ｅとその両端の内周側突起部６ａ，６ｂによって第１ばね１１が半径方向および軸方向に規制されるので、第１ばね１１がロックアップピストン２に直接に接触することはない。従って摩耗を防止するための熱処理等をロックアップピストン２に施す必要がなく、あるいは比較的低温の熱処理で済むので、ロックアップピストン２の変形が可及的に抑制され製造コストが抑制される。

この発明によれば、円環部６ｅに形成されたトランスミッション側の内側突出部６ｂの内径寸法Ｄ₁を入力側部材３の内側ガイド部３ｋの外径寸法Ｄ₂より大きくする一方、エンジン側の内側突出部６ａの内径寸法Ｄ₃を入力側部材３の内側ガイド部３ｋの外径寸法Ｄ₂より小さくしたので、円環部６ｅに形成されたエンジン側の内側突出部６ａに入力側部材３の内側ガイド部３ｋが挿入されることはなく、従って、保持部材６を入力側部材３に対して組み込む際に、保持部材６の軸方向での表裏を逆にして組み込む組立ミスが未然に防止される。

この発明によれば、保持部材６における連結部６ｃの内周側にスリット６ｄを形成したので、捩り振動低減装置のイナーシャが低減されると共に保持部材６に生じる応力が低減され、プレス成形が容易になって製造コストが抑制される。

なお、図５のように、Ｄ₁>Ｄ₂>Ｄ₃の寸法設定をしないようにしても良い。また、第２ばねを内周側に設けることなく第１ばねの内部に収用して親子ばねにしてもよく、あるいは最大許容トルクを低下させて第２ばねを廃止しても良い。

捩り振動低減装置に係り、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ｏ−Ａ断面図、（ｂ）は一部破断して示す正面図（実施の形態）。 入力側部材に係り、（ａ）は（ｂ）のＢ−Ｏ−Ｂ断面図、（ｂ）は正面図（実施の形態）。 出力側部材に係り、（ａ）は（ｂ）のＣ−Ｏ−Ｃ断面図、（ｂ）は正面図（実施の形態）。 保持部材に係り、（ａ）は（ｂ）のＤ−Ｏ−Ｄ断面図、（ｂ）は正面図（実施の形態）。 捩り振動低減装置に係り、要部の断面図（実施の形態）。

符号の説明

３…入力側部材
３ａ…第１入力側ばね受け部（ばね受け部）
３ｃ…突起部
３ｆ…外側突出部
３ｋ…内側ガイド部
４…出力側部材
６…保持部材
６ａ，６ｂ…内側突出部
６ｃ…連結部
６ｄ…スリット（軽量化切欠部）
６ｅ…円環部
１１…第１ばね（ばね）
１１ａ…分割ばね（ばね部材）
Ｄ₁…トランスミッション側の内側突出部の内径寸法
Ｄ₂…内側ガイド部の外径寸法
Ｄ₃…エンジン側の内側突出部の内径寸法

Claims (2)

1. エンジンのクランク軸にピストンを介して連結される入力側部材と、該入力側部材に対向して設けられトランスミッションに連結される出力側部材と、前記入力側部材と前記出力側部材との間に円周方向に沿って配置され前記入力側部材と前記出力側部材との間で圧縮されると共に一対のばね部材からなる少なくとも１組のばねと、該ばねの外周側を囲繞する円環部と該円環部から内周側へ突出して前記一対のばね部材の間に介在する連結部とからなる保持部材とを有する捩り振動低減装置において、
   前記保持部材の前記連結部は、該連結部を軸心を通る断面で切ったときの断面形状が、板状部分を前記ばねの素線に沿って巻いた形状に形成され、
   前記保持部材の前記円環部の両端に前記ばねが軸方向へ移動するのを規制する内側突出部が形成される一方、
   前記入力側部材に半径方向外側へ突出する突起部が形成され、該突起部により前記円環部の内周側をガイドする内側ガイド部が構成され、該突起部の円周方向両端が前記ばねの端部を受けるばね受け部とされ、該突起部の先端がトランスミッション側から半径方向外側へ延長されて前記円環部がトランスミッション側へ移動するのを規制する外側突出部が構成されている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、
   前記保持部材の前記円環部に形成された前記トランスミッション側の内側突出部の内径寸法を前記入力側部材の内側ガイド部の外径寸法より大きくする一方、前記エンジン側の内側突出部の内径寸法を前記入力側部材の内側ガイド部の外径寸法より小さくしたことを特徴とする捩り振動低減装置。

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