JP5522650B2 - ロックアップダンパ装置 - Google Patents

Description

本発明はトルクコンバータにおいて、衝撃トルク及びトルク変動を緩和することが出来るロックアップダンパ装置に関するものである。

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

図１２は従来のトルクコンバータの断面を示している。同図の（イ）はポンプインペラ、（ロ）はタービンランナ、（ハ）はステータ、そして（ニ）はロックアップダンパ装置をそれぞれ示し、これらは外殻（ホ）内に収容されている。そこでエンジンからの動力を得てフロントカバー（ヘ）が回転し、該フロントカバー（ヘ）と一体となっているポンプインペラ(イ)が回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナ(ロ)が回る。

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

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

このように、タービンランナ（ロ）の回転速度が高くなって、ある条件になった時に、ピストン（チ）はフロントカバー（ヘ）に係合するが、しかし係合前は、タービンランナ（ロ）とフロントカバー（ヘ）の回転速度は完全に同一ではない為に、ピストン（チ）がフロントカバー（ヘ）に係合することで、速度差に基づく衝撃トルクが発生する。この係合時の衝撃トルクを緩和し、一方では係合後にエンジンのトルク変動を伝えない為にフロントカバー（ヘ）とタービンランナ（ロ）との間にはダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・を備えたロックアップダンパ装置（ニ）が取り付けられている。

そこで、タービンランナ（ロ）と共に同一速度で回転しているピストン（チ）が僅かに速いフロントカバー（ヘ）に係合する際、ピストン（チ）の速度は瞬間的に高くなってタービンランナ（ロ）をより速く回そうとするトルクが作用する。この衝撃的トルクをダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・が圧縮変形して吸収するように構成されている。

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

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

図１３は従来のロックアップダンパ装置（ニ）を示す１具体例であり、該ロックアップダンパ装置（ニ）は入力側中央ディスク（ワ）と出力側プレート（レ）、（ル）、複数本のダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・、及び中間部材（ラ）で構成している。上記中央ディスク（ワ）は両プレート（レ）、（ル）にて挟まれ、各プレート（レ）、（ル）に形成しているバネ収容空間（タ）、（タ）・・に上記ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・が収容されている。

そして、円弧状に湾曲した１つのバネ収容空間（タ）には２本のダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）が収容され、両ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）の間には上記中間部材（ラ）の外周から突出しているセパレータ（ナ）が介在して、２本のダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）を直列状態で連結している。ここで、両プレート（レ）、（ル）に挟まれている中央ディスク（ワ）及び中間部材（ラ）は相対回転可能と成っている。

中央ディスク（ワ）は概略リング状を成し、そして３箇所にバネ押え（ヨ）、（ヨ）・・を設け、内側へ突出している。２本のダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）はバネ収容空間（タ）に収容され、その両端は上記バネ押え（ヨ）、（ヨ）に挟まれた状態と成っている。又、中央ディスク（ワ）の外周部にはバネ定数の高い補助ダンパスプリング（ネ）、（ネ）・・を取付けている。

ところで、上記プレート（ル）の内周側はタービンランナ（ロ）と共にタービンハブ（ト）に固定され、中央ディスク（ワ）の外周に形成している凹溝（ツ）、（ツ）・・にはピストン外周が係合している。そこで、タービンランナ（ロ）と共に回転しているロックアップダンパ装置（ニ）は、所定の回転速度に達したところでピストン（チ）が作動してより高速で回転しているフロントカバー（ヘ）に係合するならば、両者の速度差に基づく衝撃トルクによってダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・は圧縮変形する。この際に、ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・の圧縮変形に伴って中間部材（ラ）が回転することで、直列しているダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）は均等に圧縮変形される。

このように、ロックアップダンパ装置（ニ）を組み込んだトルクコンバータはピストン（チ）がフロントカバー（ヘ）に係合する際の衝撃トルクを緩和し、係合状態でのエンジントルク変動を吸収することが出来る。しかし、従来のロックアップダンパ装置（ニ）のダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・は、同一半径上に配列され、大きなエンジンの場合、ピストン（チ）がフトントカバー（ヘ）に係合する際に発生する衝撃トルクはさらに大きくなり、１本のダンパスプリング（ヌ）に及ぼす負荷は高くなる。

この負荷に耐えるように、ダンパスプリング（ヌ）のバネ線材を太くしバネ定数を高くしなくてはならず、その結果、該ダンパスプリング（ヌ）の圧縮変形量は小さくなる。すなわち、従来のように同一半径上に同一バネ定数のダンパスプリングを配列したロックアップダンパ装置では、入力側部材と成る中央ディスク（ワ）と出力側部材と成るプレート（ル）間で、ある程度の相対捩れ角を確保すると共に大きな衝撃トルクを緩和することは困難となる。

一方、バネ定数の高いダンパスプリング（ヌ）を使用する場合には、該ダンパスプリング（ヌ）だけでなく、ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）を収容しているバネ収容空間（タ）を形成するプレート（レ）、（ル）の強度、中央ディスク（ワ）に設けたバネ押え（ヨ）の強度にも影響する。すなわち、バネ定数の高いダンパスプリング（ヌ）の圧縮変形に伴う荷重に耐えるプレート強度及びバネ押え強度が必要である。
特開平１０−１６９７１４号に係る「ダンパー機構」

このように従来のトルクコンバータに組み込まれているロックアップダンパ装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、ダンパスプリングを異なる半径上に配列することで、一箇所に負荷を集中することなく均等に分散すると共に、入力側部材と出力側部材の相対捩れ角を十分に確保でき、しかも大きな衝撃トルクを緩和することが可能なロックアップダンパ装置を提供する。

本発明が対象とするトルクコンバータのロックアップダンパ装置は、入力側と出力側には複数本のダンパスプリングが設けられ、これら各ダンパスプリングは２本が１組になって直列状態に配列され、そして両ダンパスプリングの間には中間部材のセパレータが介在している。しかも、セパレータにて直列状態を成して配列しているダンパスプリングは複数半径上に設けた構造と成っている。すなわち、従来のような同一半径上ではなく、複数の半径上にダンパスプリングを取付けた構造と成っている。

そして、外周にはバネ定数の大きな補助ダンパスプリングを取付け、入力側と出力側間の捩れ角度が所定の大きさに成ったところで該補助ダンパスプリング働くようにしている。さらに、入力側と出力側とが互いに当接するストッパーを設け、補助ダンパスプリングが圧縮されて入力側と出力側間の捩れ角度が限界を越えたところでストッパーが当接して捩れ回転が防止される構造としている。

ここで、入力側と出力側間に配置されるダンパスプリングの具体的な取付け構造、補助ダンパスプリングの取付け箇所、並びにストッパーが設けられる位置及びストッパーの形態は特に限定するものではない。又、セパレータを形成した中間部材の形態及び取付け構造に関しても自由である。

本発明に係るロックアップダンパ装置は２本のダンパスプリングがセパレータを介して直列状態で配列している為に、ピストンがフロントカバーに係合する際に大きく伸縮変形することができ、衝撃トルクを緩和する効果が大きい。そして、ピストンがフロントカバーに係合したロックアップ状態ではエンジンのトルク変動を吸収することが出来る。

又、本発明ではセパレータを介して直列状態で配列している上記ダンパスプリングは異なる半径上に設けられ、従来に比較して２倍乃至３倍の本数のダンパスプリングが入力側と出力側の間に取付けられることで、１本に作用する負荷は小さくなる。その結果、エンジントルクを大きくしてより大きな衝撃トルクが発生する場合であっても、効果的に緩和することが出来る。しかも、ダンパスプリングのバネ定数は抑えている為に圧縮変形能力は高く、入力側と出力側との相対捩れ角は十分大きくなる。

さらに、ダンパスプリングを異なる半径上に配列することで、ダンパスプリングの圧縮変形に基づく負荷を均等に分散できる為に、ダンパスプリングを収容するバネ収容空間及びバネ押えにも無理な応力を発生させない。そして、ダンパスプリングが大きく圧縮して入力側と出力側の捩れ角度が所定の領域を越えたならば、補助ダンパスプリングが働き、さらに限界捩れ角度になるとストッパーが当接するようにしている。

図１は本発明に係るロックアップダンパ装置を備えたトルクコンバータを示す実施例である。同図の１はポンプインペラ、２はタービンランナ、３はステータ、４はロックアップダンパ装置、５は外殻、６はピストン、７はフロントカバーを夫々表している。トルクコンバータとしての基本構造及び基本動作は従来のトルクコンバータと共通し、本発明では上記ロックアップダンパ装置の構造に特徴がある。

図２は本発明に係るロックアップダンパ装置の基本原理を示す構想図である。同図に示すように、ピストン６と連結する入力側とタービンランナ２と連結する出力側の間には、複数本のダンパスプリング８ａ，８ａ、８ｂ，８ｂ・・が設けられ、ピストン６がフロントカバー７に係合することで大きな衝撃トルクが発生し、この衝撃トルクを緩和する為にダンパスプリング８ａ，８ａ、８ｂ，８ｂ・・は圧縮変形することが出来る。

同図では、並列状態にある２本のダンパスプリング８ａ，８ａが１組となり、セパレータ９を介して接続し、合計４本のダンパスプリング８ａ，８ａ・・が配列している。同じく２本のダンパスプリング８ｂ，８ｂが１組となり、セパレータ９を介して接続し、合計４本のダンパスプリング８ｂ，８ｂ・・・が配列している。そして、該セパレータ９を介して接続した２本１組のダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・は内周側と外周側に設けられている。従って、同図のロックアップダンパ装置４には合計８本のダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・が取付けられている。

セパレータ９を介して直列状態に配列されるダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・は、入力側と出力側とで捩れが生じるならば、（同図の場合、入力側と出力側間の距離が縮小するならば）各ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・は均等に圧縮変形する。本発明のロックアップダンパ装置は、これら８本のダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・の圧縮変形によって、ピストン６がフロントカバー７に係合する際に発生する衝撃トルクが緩和される。同時に、係合したロックアップ状態では、エンジンのトルク変動がダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・の圧縮変形にて吸収される。

そして、入力側には上記ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・の他に、バネ定数の高い補助ダンパスプリング１０が取付けられ、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・が大きく圧縮変形して入力側と出力側との捩れ角が大きくなれば、該補助ダンパスプリング１０は出力側に設けた当り部材１１に当接して圧縮される。さらに、入力側と出力側にはストッパー１２，１３が設けられ、上記補助ダンパスプリング１０が限界まで圧縮するならば、両ストッパー１２，１３は互いに当接する。従って、これ以上の捩れが生じることはない。上記補助ダンパスプリング１０を設けること、又ストッパー１２，１３を設けることは、従来のロックアップダンパ装置にも共通することであるが、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・を外周側と内周側に取付けて配列することは本発明の特徴としている。

図３は上記ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・、及び補助ダンパスプリング１０の圧縮変形に伴う捩れ角とトルクの関係を示している。ピストン６がフロントカバー７に係合することで衝撃トルクが発生し、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・は圧縮変形して入力側と出力側とは互いに捩れる。この捩れ角度がθ_１の範囲内では、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・だけが圧縮変形する。そして、捩れ角度がθ_２になるとダンパスプリング８ａ，８ａ，８ｂ，８ｂ・・・の他に補助ダンパスプリング１０が圧縮変形し、大きなトルクとなる。

勿論、この場合に内周側に設けたダンパスプリング８ｂ，８ｂ・・と外周側に設けたダンパスプリング８ａ，８ａ・・は共に圧縮変形するが、負担するトルクの大きさは互いに異なることもある。すなわち、寸法が異なるダンパスプリングを使用することもあり、又、内周側と外周側とでは同じ捩れ角度に対する圧縮変形量は違ってくる。例えば、外周側と内周側の荷重配分を約３：７とすることで、入力側と出力側の捩れに対して発生する伝達トルクの負荷を均等化出来る。しかし、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・の圧縮変形に伴う荷重を外周側と内周側とで均等にすることが理想ではあるが、この場合には外周側と内周側での発生トルクは違ってくる。

図４は本発明に係るロックアップダンパ装置を示す具体例である。同図の１４は外プレート、１５は中央ディスク、１６は中間部材を夫々表し、上記外プレート１４，１４は中央ディスク１５を挟み込み、中央ディスク１５は２枚のプレート１７，１７を重ね合わせて構成している。そして、この２枚のプレート１７，１７で構成した中央ディスク１５は、その間に上記中間部材１６を挟んでいる。すなわち、プレート１７の一部を膨らませてリング溝を形成し、このプレート１７，１７を重ね合わせて構成される中央ディスク１５の空間に中間部材１６のリングが嵌って回転することが出来る構造としている。このように、中央ディスク１５は両外プレート１４，１４にて挟み込まれ、又中間部材１６は中央ディスク１５のプレート１７，１７にて挟まれて構成され、その為に該ロックアップダンパ装置４の軸方向寸法は抑制される。

上記外プレート１４，１４は外側に膨らんだ外周バネ収容部１８，１８・・と内周バネ収容部１９，１９・・を設け、２枚の外プレート１４，１４を重ね合わせて構成される上記外周バネ収容部１８，１８・・にて形成される外周バネ収容空間２０にはダンパスプリング８ａ，８ａ・・が収容される。一方、内周バネ収容部１９，１９・・にて形成される内周バネ収容空間２１にはダンパスプリング８ｂ，８ｂ・・が収容される。ところで、このように外周側と内周側にダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・をセパレータ９，９・・を介して配列することで、大きな衝撃トルクを緩和することが出来ると共に、入力側と出力側間の捩れ角を十分に確保することが可能と成る。

ここで、円弧状に湾曲した１つの外周バネ収容空間２０には２本のダンパスプリング８ａ，８ａが直列状態で配列され、両ダンパスプリング８ａ，８ａの間には中間部材１６のセパレータ９が介在している。上記ダンパスプリング８ａ，８ａは大径スプリングの穴に別の小径スプリングが嵌った２重構造としているが、必ずしも２重構造に限定するものではない。同じく、ダンパスプリング８ｂも大径スプリングの穴に別の小径スプリングが嵌った２重構造と成っている。

図５には上記外プレート１４を示しているように、外周バネ収容空間２０，２０・・を３ヶ所に形成し、内周バネ収容空間２１，２１・・も３ヶ所に設けている。そして、これら外周バネ収容空間２０，２０・・及び内周バネ収容空間２１，２１・・は中心から所定の半径上に設けられている。外周にはピストン６が係合する為の係合溝２２，２２・・を設け、又、両外プレート１４，１４を組合せる為にリベットが嵌るリベット穴２３，２３・・を外周の複数個設けている。そして、内周にはストッパー１２，１２・・を突出している。

ここで、両外プレート１４，１４の間には中央ディスク１５が回転可能な状態で収容され、その為に両外プレート１４，１４の間隔が一定に保たれるようにスペーサ機能を備えたリベットにて外周が固定されている。外周をリベット止めすることで収容される中央ディスク１５の回転に支障を生じない。

図６は中間部材１６を示している具体例である。該中間部材１６はリング２４の外周側に外周セパレータ９ａ，９ａ・・を３ヶ所に突出し、又、内周側には内周セパレータ９ｂ，９ｂ・・を３ヶ所に延ばしている。そして、外周セパレータ９ａ，９ａ・・と内周セパレータ９ｂ，９ｂ・・とはリング２４の同一位置に設けられている。

ここで、外周セパレータ９ａの両側面にはダンパスプリング８ａ，８ａの端面が当接し、内周セパレータ９ｂの両側面にはダンパスプリング８ｂ，８ｂの端面が当接する為に、側面は半径方向に対して傾斜し、これら外周セパレータ９ａ及び内周セパレータ９ｂの形状は中心に対して概略逆台形を成している。

図７は中央ディスク１５を構成するプレート１７を示す具体例である。該プレート１７は概略円板状を成し、中央円板２７と同心を成すリング２８を有し、その外周の３ヶ所に外周バネ押え２９，２９・・を突出している。そして、リング２８と中央円板２７とは内周バネ押え３０，３０・・にて繋がれ、外周バネ押え２９，２９・・の間には外周バネ空間３１，３１・・が形成され、又内周バネ押え３０，３０・・の間には内周バネ空間３２，３２・・が形成されている。又、中央円板２７にはタービンハブ３３に固定する為のリベット穴３４，３４・・が設けられ、そして、ストッパー１３，１３・・を設けている。ところで、該プレート１７のリング２８は中央円板２７、内周バネ押え３０，３０・・、外周バネ押え２９，２９・・と同一面ではなく、膨らんで溝３５を形成している。

図８は中央ディスク１５に中間部材１６を組み込んだ状態であり、該中間部材１６はプレート１７，１７にて挟み込まれている。プレート１７は前記図７にその断面を示しているように、リング２８は外周バネ押え２９、内周バネ押え３０、及び中央円板２７と同一面でなく、外側に膨らんでいる為に、内側には溝３５が形成される。その為に２枚を重ね合わせて成る中央ディスク１５には両溝３５，３５にて空間３６ガ形成され、このリング空間３６に中間部材１６のリング２４が嵌っている。

しかし、リング２４は空間３６内で回転することが出来るように嵌っている。このように、中間部材１６は両プレート１７，１７にて挟み込まれて回転可能な構造と成っているが、外周側ダンパスプリング８ａ，８ａ・・と内周側ダンパスプリング８ｂ，８ｂ・・にて回転可能に保持することも出来る。すなわち、外周セパレータ９ａ，９ａ・・、と内周セパレータ９ｂ，９ｂ・・は、円周方向に配置されて隣り合ってピッチが同じダンパスプリングと、径方向に配置されてピッチが異なるダンパスプリングによって挟まれることで保持することが出来る。

プレート１６に設けられて溝３５を形成するリング２８と中間部材１６のリング２４とは同じ半径を有し、そこで、中央ディスク１５のリング空間３６に中間部材１６のリング２４が嵌ることで、外周バネ空間３１側へは外周セパレータ９ａが突出し、内周バネ空間３２へは内周セパレータ９ｂが突出している。そして、外周セパレータ９ａを介してダンパスプリング８ａ，８ａが配列され、内周セパレータ９ｂを介してダンパスプリング８ｂ，８ｂが配列される。そこで、何れかのダンパスプリング８がバネ押えによって押圧されて圧縮変形するならば、中間部材１６の外周セパレータ９ａ，９ａ・・、及び内周セパレータ９ｂ，９ｂ・・を介して全てのダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・が同時に圧縮変形する。

ところで、ポンプインペラ１が回転し、同時にタービンランナ２もポンプインペラ１に追従して回転し、タービンランナ２と共にタービンハブ３３に取着されているロックアップダンパ装置４も同速で回転する。そして、該タービンランナ２の回転速度が所定の領域を越えたところでピストン６が作動してフロントカバー７に係合し、タービンハブ３３の軸穴に嵌っている出力軸はピストン６にて直接回転駆動される。

ピストン６がフロントカバー７に係合する際に発生する衝撃トルクは、ロックアップダンパ装置４のダンパスプリング８ａ，８ａ・・及びダンパスプリング８ｂ，８ｂ・・が圧縮変形することで緩和され、係合後のロックアップ状態ではエンジントルク変動を上記ダンパスプリング８ａ，８ａ・・及びダンパスプリング８ｂ，８ｂ・・にて吸収する。

ピストン係合時の衝撃トルクを緩和し、ロックアップ状態でのエンジントルク変動を吸収することは従来のロックアップダンパ装置４の場合と同じであるが、本発明のロックアップダンパ装置は外周側と内周側に夫々ダンパスプリング８ａ，８ａ・・及びダンパスプリング８ｂ，８ｂ・・を取付けた構造としている。そして、外周側には中間部材１６の外周セパレータ９ａを介して直列した２本のダンパスプリング８ａ，８ａが１組と成って３箇所に取付けられ、同じく内周側には中間部材１６の内周セパレータ９ｂを介して直列した２本のダンパスプリング８ｂ，８ｂが１組と成って３箇所に取付けられている。

この実施例に示しているロックアップダンパ装置４は、外周側と内周側にダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・を取付けることで、バネ定数を大きくすることなく大きな衝撃トルクを緩和することが出来る。しかも、バネ定数が大きくない為に比較的小さなトルク変動も吸収することが出来る。そして、ロックアップダンパ装置全体は、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・がほぼ全域にわたって配置されることで、これらダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・の圧縮変形に基づくバネ力にて局部的な応力が働くことはない。

一方、これら各ダンパスプリング８ａ，８ａ、８ｂ，８ｂ・・が大きく圧縮変形して所定の領域を越えるならば、補助ダンパスプリング１０が働くようになる。補助ダンパスプリング１０は入力側部材である外プレート１４と出力側部材である中央ディスク１５の相対捩れ角度が一定領域を越えた時に働くことが出来、補助ダンパスプリング１０を取付ける箇所は限定されないが、図１、図４に示す実施例では外プレート１４の外周に取着している。

図９は補助ダンパスプリング１０を取付ける為の保持金具３７を示し、図４は該保持金具３７を介して補助ダンパスプリング１０が外プレート１４の外周に取付けられている場合を表している。そして、図１０はタービンランナ２に固定されるディスク３８を示している。該ディスク３８は出力側部材であって、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・が大きく圧縮変形して外プレート１４との間に発生する相対捩れ角が所定の領域を越えるならば、該補助ダンパスプリング１０が働いて衝撃トルクの一部を吸収することが出来る。すなわち、ディスク３８の外周に突出して設けているバネ押え３９が補助ダンパスプリング１０に当接して圧縮変形する。

さらに、補助ダンパスプリング１０が働いても吸収出来ない大きな衝撃トルクの場合には、最終的にはストッパー１２，１３が働いて入力側部材と出力側部材のそれ以上の捩れ回転が阻止される。本実施例の場合、一方のストッパー１２は外プレート１４の内周側に設けられ、他方のストッパー１３は中央ディスク１５を構成するプレート１７の内周側に設けている。

図１１はピストン６を外したロックアップダンパ装置４の正面図（一部断面を含む）とタービンランナ２とロックアップダンパ装置４の縦断面図を夫々表している。正面図の一部断面にはディスク外周に設けているバネ押え３９を示しているが、このバネ押え３９と中央ディスク１５を構成するプレート１７に形成するストッパー１３とは位置合わせされて組み付けられる。すなわち、バネ押え３９が補助ダンパスプリング１０を圧縮して限度を越えたところで、ストッパー１２，１３が互いに当接して捩れ回転を阻止することが出来る。

ところで、２枚の外プレート１４，１４を重ね合わせて形成している外周バネ収容空間２０には２本のダンパスプリング８ａ，８ａが収容され、間には中間部材１６の外周セパレータ９ａが介在している。そして、内周バネ収容空間２１には２本のダンパスプリング８ｂ，８ｂが収容され、間には中間部材１６の内周セパレータ９ｂが介在している。そこで、ピストン６がフトントカバー７に係合することで発生する際の衝撃トルクにより、これらダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・は外周バネ押え２９，２９・・、及び内周バネ押え３０，３０・・にて押圧される。この押圧によりダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・は中間部材１６の外周セパレータ９ａ，９ａ・・、内周セパレータ９ｂ，９ｂ・・を介して同時に圧縮変形する。

本発明に係るロックアップダンパ装置を備えたトルクコンバータを示す実施例。 本発明のロックアップダンパ装置の原理を示す構造図。 ダンパスプリングの圧縮変形に伴う捩れ角とトルクの関係。 ロックアップダンパ装置の実施例。 入力側部材である外プレートの具体例。 中間部材の具体例。 中央ディスクを構成するプレートの具体例。 中央ディスクに中間部材を組み込んだ状態。 補助ダンパスプリングを外プレート外周に取付ける保持金具。 タービンランナに取着されるディスク。 ロックアップダンパ装置の正面図とタービンランナと連結した縦断面図。 従来のトルクコンバータ。 従来のロックアップダンパ。

１ ポンプインペラ
２ タービンランナ
３ ステータ
４ ロックアップダンパ装置
５ 外殻
６ ピストン
７ フロントカバー
８ ダンパスプリング
９ セパレータ
10 補助ダンパスプリング
11 当り部材
12 ストッパー
13 ストッパー
14 外プレート
15 中央ディスク
16 中間部材
17 プレート
18 外周バネ収容部
19 内周バネ収容部
20 外周バネ収容空間
21 内周バネ収容空間
22 係合溝
23 リベット穴
24 リング
27 中央円板
28 リング
29 外周バネ押え
30 内周バネ押え
31 外周バネ空間
32 内周バネ空間
33 タービンハブ
34 リベット穴
35 溝
36 空間
37 保持金具
38 ディスク
39 バネ押え

Claims (15)

1. トルクコンバータ内に収容され、ピストンがフロントカバーに係合する場合の衝撃トルクを緩和し、上記ピストンがフロントカバーに係合したロックアップ状態においてはエンジンのトルク変動を吸収するロックアップダンパ装置において、該ロックアップダンパ装置は半径が異なる外周側と内周側に複数組の外周側ダンパスプリングと内周側ダンパスプリングを配置してピストンと連結する入力側部材とタービンランナと連結する出力側部材の間の相対捩れ角に応じて圧縮変形し、そして、これら外周側ダンパスプリング及び内周側ダンパスプリングは２本を１組として直列に連結すると共に、該２本１組のダンパスプリングの間には回転自在に軸支されている中間部材に形成したセパレータを介在し、そして、外周側ダンパスプリングと内周側ダンパスプリングは互いに並列配置し、上記中間部材はリングの外周側に外周側ダンパスプリングの間に介在する外周セパレータを突出すると共にリングの内周側には内周側ダンパスプリングの間に介在する内周セパレータを突出した形状とすることで外周側ダンパスプリングと内周側ダンパスプリングを同時に圧縮させることが出来るようにし、又、入力側部材と出力側部材間の相対捩れ角度が所定の領域を越えた場合に働く補助ダンパスプリングを取付け、さらに入力側部材と出力側部材間の相対捩れ角度が限界領域を越えた場合に相対捩れを阻止するストッパーを備えたことを特徴とするトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
2. 所定の間隔をおいて２枚の外プレートをリベットを介して固定し、そして上記ダンパスプリングを収容することが出来る外周バネ収容空間と内周バネ収容空間を設けると共に、両外プレートの間には２枚のプレートを重ね合わせて外周バネ押さえと内周バネ押さえを形成した中央ディスクを回転可能に収容した請求項１記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
3. 上記中央ディスクを両外プレートによって挟み込んだ構造とした請求項２記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
4. ２枚のプレートを重ね合わせて構成した上記中央ディスクには、中間部材を回転可能に挟み込んだ請求項２、又は請求項３記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
5. 上記中間部材は外周側に配置されるダンパスプリングと内周側に配置されるダンパスプリングによって回転可能に保持された請求項２、又は請求項３記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
6. 上記中間部材の外周セパレータと内周セパレータは、円周方向のピッチが同じで隣り合うダンパスプリングに挟まれて保持され、径方向はピッチが異なるダンパスプリングによって挟まれて保持された請求項５記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
7. 外プレートに設けている外周バネ収容空間と内周バネ収容空間に収容されるダンパスプリングが同時に圧縮されるように、外周バネ収容部と内周バネ収容部を形成した請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、又は請求項６記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
8. 中央ディスクのリングの外周側と内周側に設けている外周バネ押えと内周バネ押えを、外周側ダンパスプリングと内周側ダンパスプリングが同時に圧縮されるように形成した請求項７記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
9. 上記両外プレートは、内部に収容される中央ディスクより外周にて固定され、そして２枚のプレートを重ね合わせた中央ディスクは中間部材のリングより外周にて固定した請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、又は請求項８記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
10. プレートは中央円板と同心を成して外周側にリングを設け、中央円板とリングは内周バネ押えにて繋がれ、リングの外周側には外周バネ押えを形成し、そして上記リング部を中央ディスクに対して膨らませて溝を形成し、このプレートを重ね合わせて形成される中央ディスクの空間に中間部材のリングを回転可能に嵌め、中央円板とリング間に形成される内周バネ空間には中間部材の内周セパレータを介在して２本のダンパスプリングが直列して配置され、リングの外側に形成される外周バネ空間には外周セパレータを介在して２本のダンパスプリングが直列して配置されている請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、又は請求項９記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
11. 入力側部材となる外周プレートの外周にピストンと係合する係合溝を設けた請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、又は請求項10記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
12. 出力側部材となる中央ディスクの内周側をタービンハブに固定した請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項10、又は請求項11記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
13. 急激なトルク変動又は変速によって、入力側部材と出力側部材間の相対捩れ角度が所定の領域を越えた場合に働く補助ダンパスプリングを上記ダンパスプリングが配置されていない箇所に取付けた請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項10、請求項11、又は請求項12記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
14. 上記補助ダンパスプリングを保持金具を介して外プレートにリベット止めした請求項13記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
15. 上記補助ダンパスプリングはタービンランナに固定したディスクから外周側に突出したバネ押えによって押圧されて圧縮変形することが出来る請求項14記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
    
    

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