本発明の一実施形態に係るトルク変動吸収装置では、回転可能に配された第1回転部材(図2の17、18)と、前記第1回転部材に対して回転可能かつ同軸に配された第2回転部材(図2の23)と、前記第1回転部材と前記第2回転部材との間に生じたトルク変動を吸収するコイルスプリング(図2の34、35、36、図3の34、35、36、図6の60、61、35、36、図9の60、61、62)と、を備え、前記コイルスプリングは、同一円周上に配置された3種類以上のコイルスプリングから構成され、圧縮したときの捩れ剛性が3段以上又は無段に切り換わり、前記コイルスプリングは、1種類のアウタコイルスプリングと、前記アウタコイルスプリングの内側に配された1種類の第1インナコイルスプリングと、前記アウタコイルスプリングの内側に配されるとともに前記第1インナコイルスプリングから回転方向にずれた位置に配された1種類の第2インナコイルスプリングとよりなり、前記第1インナコイルスプリング及び前記第2インナコイルスプリングは、互いに直列に配されるとともに、前記第1段目において圧縮せず、前記アウタコイルスプリングは、前記第1段目において単独で圧縮するように設定されている。
本発明の実施例1に係るトルク変動吸収装置について図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施例1に係るトルク変動吸収装置を含む動力伝達装置の構成を模式的に示した図2のX−X´間の断面図である。図2は、本発明の実施例1に係るトルク変動吸収装置の構成を模式的に示した図1の矢視Aから見た一部切欠平面図である。図3は、本発明の実施例1に係るトルク変動吸収装置におけるコイルスプリングの配置を模式的に示した断面図である。
図1を参照すると、動力伝達装置1は、エンジン(図示せず、内燃機関)の回転動力を変速機(図示せず)へ伝達する装置である。動力伝達装置1は、エンジンのクランクシャフト2と、変速機のインプットシャフト6との間の動力伝達経路において、トルク変動吸収装置3と、トルクコンバータ4と、が直列に配されている。クランクシャフト2とインプットシャフト6は、回転軸7上で同軸に配されている。
トルク変動吸収装置3は、エンジンと変速機との間に生じた変動トルクを吸収(抑制)する装置である(図1〜図3参照)。トルク変動吸収装置3は、クランクシャフト2とトルクコンバータ4(フロントカバー40)との間の動力伝達経路に配されている。トルク変動吸収装置3は、弾性力(バネ力)によって変動トルクを吸収するダンパ部を有するものである。トルク変動吸収装置3は、主な構成部として、ドライブプレート10と、サイド部材11、12と、ボルト13と、ブロック部材14と、溶接部15と、ボルト16と、サイドプレート17と、サイドプレート18と、溶接部19と、キャップ20と、リングギヤ21と、溶接部22と、センタプレート23と、カバー部材24、25と、サイド部材26と、リベット27と、ベアリング28と、ボルト29と、ブロック部材30と、溶接部31と、シート部材32、33と、アウタコイルスプリング34と、インナコイルスプリング35、36と、ガイド部材37と、を有する。
ドライブプレート10は、クランクシャフト2からの回転動力をトルク変動吸収装置3に入力するための円盤状のプレートである(図1参照)。ドライブプレート10は、径方向内側の部分でサイド部材11とサイド部材12との間に挟まれた状態で、複数のボルト13によってクランクシャフト2に締結(接続)されている。これにより、ドライブプレート10は、クランクシャフト2と一体に回転する。ドライブプレート10は、径方向外側の部分で複数のボルト16によって、対応するブロック部材14に締結されている。
サイド部材11は、ボルト13の頭部の座面を安定させるとともに、ドライブプレート10の耐久性を向上するための環状かつ板状の部材である(図1参照)。サイド部材11は、ボルト13の頭部とドライブプレート10との間に配され、ドライブプレート10及びサイド部材12とともに複数のボルト13によってクランクシャフト2に締結(接続)されている。
サイド部材12は、振動などに対するドライブプレート10の耐久性を向上するための環状かつ板状の部材である(図1参照)。サイド部材12は、ドライブプレート10とクランクシャフト2との間に配され、ドライブプレート10及びサイド部材11とともに複数のボルト13によってクランクシャフト2に締結(接続)されている。
ボルト13は、ドライブプレート10及びサイド部材11、12をクランクシャフト2に締結(接続)するための部材である(図1参照)。
ブロック部材14は、ボルト16によってドライブプレート10を締結するためのブロック状の部材である(図1参照)。ブロック部材14は、サイドプレート17における周方向にて隣り合う収容部17a(コイルスプリング34、35、36を収容する部分)間の部位に形成された凹部17dに装着されている。言い換えると、ブロック部材14は、収容部17aと周方向に重なる位置に配設される。ブロック部材14は、径方向外側の部位と径方向内側の部位にて溶接部15によってサイドプレート17に溶接固定されている。ブロック部材14は、ボルト16と対応する位置に、ボルト16と螺合する雌ネジ部を有する。ブロック部材14は、ボルト16によってドライブプレート10が締結(接続)されることで、ドライブプレート10及びサイドプレート17と一体に回転する。
溶接部15は、溶接によりブロック部材14をサイドプレート17に固定するための部分である(図1参照)。溶接部15は、ブロック部材14の径方向外側の部位と径方向内側の部位をサイドプレート17に固定する。
ボルト16は、ドライブプレート10をブロック部材14に締結(接続)するための部材である(図1参照)。
サイドプレート17は、環状の部材である(図1、図2参照)。サイドプレート17は、径方向内側の部分にてフロントカバー40側に突出した円筒部17cを有する。サイドプレート17は、円筒部17cの外周面にてベアリング28の内輪が装着(圧入、カシメ固定)され、ベアリング28を介してセンタプレート23を回転可能に支持する。サイドプレート17は、ボルト29を通すための穴部17bを有する。穴部17bには、穴部17b全体を塞ぐキャップ20が装着されている。サイドプレート17は、径方向における穴部17bと収容部17aとの間の部位の全周に渡ってセンタプレート23側に突出した絞り部を有し、当該絞り部にてカバー部材24と全周に渡ってスライド可能に圧接している。カバー部材24により、サイドプレート17とセンタプレート23との間の隙間にてコイルスプリング34、35、36を収容する部分がカバーされる。サイドプレート17は、径方向外側の部分にてシート部材32、33及びコイルスプリング34、35、36を収容するための袋状の収容部17aを有するとともに、コイルスプリング34、35、36、シート部材32、33の遠心力及びコイル圧縮時の径方向への分力を支える。収容部17aは、周方向にある端面にて、シート部材32、33と接離可能であり、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩れが生じていないときにシート部材32、33の両方と接しているか、若干のガタを有して近接し、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩れが生じているときにシート部材32、33の片方と接する。サイドプレート17は、周方向において隣り合う収容部17aの間の部位のドライブプレート10側の面に凹部17dを有する。凹部17dは、ブロック部材14を装着するための部分である。凹部17dは、削り、プレス成型で形成することができる。サイドプレート17には、凹部17dに装着されたブロック部材14が溶接部15により固定されている。サイドプレート17は、アウタコイルスプリングの径方向外側を覆うように形成されている。サイドプレート17は、外周面にて、環状のリングギヤ21の内側に挿入されており、溶接部22によってリングギヤ21が固定されている。サイドプレート17は、トルクコンバータ4側の端部が全周に渡ってサイドプレート18と密着しており、溶接部19によってサイドプレート18に固定されている。
サイドプレート18は、環状の部材である(図1、図2参照)。サイドプレート18は、環状のブロック部材30から所定間隔をおいて径方向外側に配されている。サイドプレート18は、径方向外側の部分が全周に渡ってサイドプレート17と密着しており、溶接部19によってサイドプレート17に固定されている。これにより、サイドプレート18はサイドプレート17と一体に回転するとともに、サイドプレート17、18の接合部分から内部の潤滑剤が漏れない。サイドプレート18は、中間部分にて、シート部材32、33及びコイルスプリング34、35、36を収容するための袋状の収容部18aを有する。収容部18aは、周方向にある端面にて、シート部材32、33と接離可能であり、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩れが生じていないときにシート部材32、33の両方と接しているか、若干のガタを有して近接し、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩れが生じているときにシート部材32、33の片方と接する。サイドプレート18は、収容部18aよりも径方向内側の部位の全周に渡ってセンタプレート23側に突出した絞り部を有し、当該絞り部にてカバー部材25と全周に渡ってスライド可能に圧接している。カバー部材25により、サイドプレート18とセンタプレート23との間の隙間にてコイルスプリング34、35、36を収容する部分がカバーされる。
溶接部19は、サイドプレート17とサイドプレート18とを溶接固定した部分である(図1参照)。
キャップ20は、サイドプレート17の穴部17b全体を塞ぐ部材であり、穴部17bに装着されている(図1参照)。
リングギヤ21は、外周面にギヤを有するリング状のギヤである(図1、図2参照)。リングギヤ21は、スタータモータ(図示せず)の出力ギヤ(図示せず)と噛合う。リングギヤ21は、サイドプレート17の外周部に装着されており、溶接部22によってサイドプレート17に固定されている。
溶接部22は、リングギヤ21をサイドプレート17に溶接固定した部分である(図1参照)。
センタプレート23は、環状の部材である(図1、図2参照)。センタプレート23は、サイドプレート17の円筒部17cの外周に配されている。センタプレート23は、内周端部にて、ベアリング28を介して回転可能にサイドプレート17の円筒部17cに支持されている。センタプレート23は、サイドプレート17、18の接続部分よりも所定間隔をおいて内側に配されている。センタプレート23は、径方向内側の部分の両側に配されたカバー部材24、25、及びサイド部材26が複数のリベット27によって固定されている。これにより、センタプレート23は、カバー部材24、25と一体に回転する。センタプレート23は、カバー部材24、25及びサイド部材26とともにボルト29によってブロック部材30に締結されている。これにより、センタプレート23は、ブロック部材30を介して、トルクコンバータ4のフロントカバー40と一体に回転する。センタプレート23は、外周部分にて、シート部材32、33及びコイルスプリング34、35、36を収容するための切欠の窓部23aを有する。窓部23aは、周方向にある端面にて、シート部材32、33と接離可能であり、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩れが生じていないときにシート部材32、33の両方と接し、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩れが生じているときにシート部材32、33の片方と接する。
カバー部材24は、環状かつ板状の部材である(図1、図2参照)。カバー部材24は、径方向内側の部分にて、センタプレート23とサイド部材26との間に挟み込まれており、リベット27によってカバー部材25及びサイド部材26とともにセンタプレート23にかしめ固定されており、ボルト29によってセンタプレート23、カバー部材25及びサイド部材26とともにブロック部材30に締結されている。カバー部材24は、径方向外側の部分にて、センタプレート23から離間しており、サイドプレート17の絞り部にスライド可能に圧接する。これにより、コイルスプリング34、35、36を収容する部分がサイドプレート17とセンタプレート23との間の隙間からカバーされる。
カバー部材25は、環状かつ板状の部材である(図1、図2参照)。カバー部材25は、径方向内側の部分にて、センタプレート23とブロック部材30との間に挟み込まれており、リベット27によってカバー部材24及びサイド部材26とともにセンタプレート23にかしめ固定されており、ボルト29によってセンタプレート23、カバー部材24及びサイド部材26とともにブロック部材30に締結されている。カバー部材25は、径方向外側の部分にて、センタプレート23から離間しており、サイドプレート18の絞り部にスライド可能に圧接する。これにより、コイルスプリング34、35、36を収容する部分がサイドプレート18とセンタプレート23との間の隙間からカバーされる。
サイド部材26は、環状かつ板状の部材である(図1、図2参照)。サイド部材26は、リベット27によってカバー部材24の径方向内側の部分をセンタプレート23側に押さえ付けて固定するためのものである。サイド部材26は、リベット27によってカバー部材24、25とともにセンタプレート23にかしめ固定されており、ボルト29によってセンタプレート23、及びカバー部材24、25とともにブロック部材30に締結されている。
リベット27は、カバー部材24、25及びサイド部材26をセンタプレート23にかしめ固定するための部材である(図1、図2参照)。
ベアリング28は、センタプレート23をサイドプレート17に対して回転可能にするための軸受けである。ベアリング28は、内輪がサイドプレート17の円筒部17cの外周面に固定され、外輪がセンタプレート23の内周端部に固定されている(図1、図2参照)。なお、ベアリング28は、グリスの封入されたシール型であり、鋼板に合成ゴムを固着したシール板が外輪に固定され、該シール板先端のリップ部が内輪に摺接することでグリスを密封している。
ボルト29は、センタプレート23、カバー部材24、25、及びサイド部材26をブロック部材30に締結するための部材である(図1、図2参照)。
ブロック部材30は、ボルト29によってセンタプレート23を締結するための環状でブロック状の部材である(図1参照)。ブロック部材30は、径方向外側の部位と径方向内側の部位にて溶接部31によってトルクコンバータ4のフロントカバー40に溶接固定されている。ブロック部材30は、ボルト29と対応する位置に、ボルト29と螺合する雌ネジ部を有する。ブロック部材30は、ボルト29によってセンタプレート23、カバー部材24、25、及びサイド部材26が締結(接続)されることで、センタプレート23及びフロントカバー40と一体に回転する。
溶接部31は、溶接によりブロック部材30をトルクコンバータ4のフロントカバー40に固定するための部分である(図1参照)。溶接部31は、ブロック部材30の径方向外側の部位と径方向内側の部位をフロントカバー40に固定する。
シート部材32は、サイドプレート17、18の収容部17a、18a、及びセンタプレート23の窓部23aに収容され、当該収容部17a、18a及び窓部23aの周方向にある一方の端面とアウタコイルスプリング34の一方の端部との間に配された部材である(図2、図3参照)。シート部材32には、アウタコイルスプリング34の摩耗を低減するために、樹脂を用いることができる。シート部材32は、アウタコイルスプリング34の内側に配されたインナコイルスプリング35の一方の端部の内側に圧入された部分を有し、インナコイルスプリング35の一方の端部を圧入で固定する。これにより、アウタコイルスプリング34及びインナコイルスプリング35の各一方の端部が位置決めされる。
シート部材33は、サイドプレート17、18の収容部17a、18a、及びセンタプレート23の窓部23aに収容され、当該収容部17a、18a及び窓部23aの周方向にある他方の端面とアウタコイルスプリング34の他方の端部との間に配された部材である(図2、図3参照)。シート部材33には、アウタコイルスプリング34の摩耗を低減するために、樹脂を用いることができる。シート部材33は、アウタコイルスプリング34の内側に配されたインナコイルスプリング36の他方の端部の内側に圧入された部分を有し、インナコイルスプリング36の他方の端部を圧入で固定する。これにより、アウタコイルスプリング34及びインナコイルスプリング36の各他方の端部が位置決めされる。
アウタコイルスプリング34は、アーク状(弧状)のコイルスプリングである(図1〜図3参照)。アウタコイルスプリング34は、インナコイルスプリング35、36の外側に配される。アウタコイルスプリング34は、サイドプレート17、18の収容部17a、18a、及びセンタプレート23の窓部23aに収容され、両端に配設されたシート部材32、33と接している。アウタコイルスプリング34は、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩りが生じたときに収縮する。アウタコイルスプリング34は、内側において、周方向のシート部材32側にインナコイルスプリング35が配され、周方向のシート部材33側にインナコイルスプリング36が配されている。アウタコイルスプリング34は、インナコイルスプリング35、36よりもバネ定数が小さく設定されている。アウタコイルスプリング34の長さ(周方向の長さ)は、インナコイルスプリング35、36の合計の長さ(周方向の長さ)よりも長く設定されている。アウタコイルスプリング34は、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩りが生じたときに、インナコイルスプリング35が密着した後でインナコイルスプリング36が密着する前に、密着する。アウタコイルスプリング34は、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩りが生じたときに密着するとサイドプレート17、18とセンタプレート23との間の捩りを規制するストッパとなる。アウタコイルスプリング34が密着するときは円弧外側部分が密着しないで円弧中心側部分が密着するので、アウタコイルスプリング34の円弧中心側巻端部34a、34bの強度を確保するため、アウタコイルスプリング34の円弧中心側巻端部34a、34bの厚みH1、H2(周方向の厚み)は、アウタコイルスプリング34の中間部分34cの厚みD1(周方向の厚み)の0.5倍より大きく設定(H1>0.5×D1、H2>0.5×D1)することが好ましい。インナコイルスプリング35、36の円弧中心側巻端部についても同様に設定することが好ましい。
インナコイルスプリング35は、アウタコイルスプリング34の内側に配されたコイルスプリングである(図1〜図3参照)。インナコイルスプリング35は、アウタコイルスプリング34の内側における周方向のシート部材32側に配されている。インナコイルスプリング35の一方の端部は、内側にシート部材32の部分が圧入され、シート部材32に固定されている。インナコイルスプリング35の他方の端部は、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩りが生じていないときにインナコイルスプリング36の一方の端部と離間しており、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩りが生じて所定の捩り角(図5のθ1に相当)に達するとインナコイルスプリング36の一方の端部と接し、所定の捩り角よりさらに捩りが生じたときに収縮する。インナコイルスプリング35は、アウタコイルスプリング34よりもバネ定数が大きく設定され、かつ、インナコイルスプリング36よりもバネ定数が小さく設定されている。インナコイルスプリング35は、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩りが生じたときにおいて、アウタコイルスプリング34及びインナコイルスプリング36が密着する前に、密着する。捩れ剛性の小さいインナコイルスプリング35は、引き摺りを小さくするため、エンジン側から駆動されたときの動力伝達経路上においてインナコイルスプリング36よりも変速機側に配されることが好ましい。インナコイルスプリング35の巻き方向は、アウタコイルスプリング34の巻き方向の逆向きとなっている。
インナコイルスプリング36は、アウタコイルスプリング34の内側に配されたコイルスプリングである(図2、図3参照)。インナコイルスプリング36は、アウタコイルスプリング34の内側における周方向のシート部材33側に配されている。インナコイルスプリング36の他方の端部は、内側にシート部材33の部分が圧入され、シート部材33に固定されている。インナコイルスプリング36の一方の端部は、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩りが生じていないときにインナコイルスプリング35の他方の端部と離間しており、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩りが生じて所定の捩り角(図5のθ1に相当)に達するとインナコイルスプリング35の他方の端部と接し、所定の捩り角よりさらに捩りが生じたときに収縮する。インナコイルスプリング36は、インナコイルスプリング34、35よりも捩り剛性(バネ定数、線径、等価線径)が大きく設定されている。インナコイルスプリング36は、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩りが生じてアウタコイルスプリング34が密着(ストッパがかかった状態)しても、線径の小さいインナコイルスプリング35、36の破損防止のため、密着しない。インナコイルスプリング36の巻き方向は、アウタコイルスプリング34の巻き方向の逆向きとなっている。
ガイド部材37は、サイドプレート17とアウタコイルスプリング34との間の摩耗を防止するための部材である。ガイド部材37は、装置の径方向においてサイドプレート17とアウタコイルスプリング34との間に配されており、周方向において各収容部17aの範囲に渡って配されている。ガイド部材37は、サイドプレート17に対して移動しないか、若干のガタを有して配され、アウタコイルスプリング34に対してスライド可能に接している。ガイド部材37には、金属板をプレス加工したものを用いることができ、耐摩耗性を向上するため、例えば、熱処理によって硬度を上げたものを用いることができる。
なお、図3では、トルク変動吸収装置3は、アウタコイルスプリング34の1種類、インナコイルスプリング35、36の2種類の例を示しているが、アーク状(弧状)のコイルスプリングを3種類(種類:バネ定数、長さ、線径、巻き数等)以上使用し、圧縮したときの弾性力が3段以上又は無段に変化するように設定することができる。また、2種類のインナコイルスプリング35、36は、サイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩れが生じていないときに離間して配されているが、直列差動するように配置されればよい。例えば、インナコイルスプリング35がインナコイルスプリング36に常時接した状態とし、シート部材32又はシート部材33を省略することができる。また、各コイルスプリング34、35、36は、捩り剛性が一定であるが、無段の捩り特性とするために、捩り角が大きくなるにつれて捩り剛性が大きくなるもの(例えば、1本のコイルスプリングで線間のピッチを変えたもの等)を用いてもよい。また、インナコイルスプリング35、36の端部をアウタコイルスプリング34の端部と同じ位置に位置決めするため、インナコイルスプリング35、36の内側にシート部材32、33の一部を圧入しているが、シート部材32、33を用いるのを止めてインナコイルスプリング35、36の端部の巻径を大きくしてアウタコイルスプリング34の端部に係合させてもよい。
トルクコンバータ4は、流体作動室における流体の力学的作用を利用して、入力側のポンプインペラ42と出力側のタービンランナ46との回転差によりトルクの増幅作用を発生させる流体伝動装置である(図1参照)。トルクコンバータ4は、トルク変動吸収装置3とインプットシャフト6との間の動力伝達経路上に配設されている。トルクコンバータ4は、ポンプインペラ42とタービンランナ46との回転数差が小さいときに、それらを直結してクランクシャフト2とインプットシャフト6との回転数差をなくす単板式のロックアップクラッチ5を有する。トルクコンバータ4は、主な構成部として、フロントカバー40と、ポンプシェル41と、ポンプインペラ42と、シャフト43と、ポンプコア44と、タービンシェル45と、タービンランナ46と、タービンコア47と、タービンハブ48と、ステータ49と、ワンウェイクラッチ50と、シャフト51と、プレート部材52と、ロックアップピストン53と、摩擦材54と、を有する。
フロントカバー40は、トルクコンバータ4のエンジン側(図1の右側)に配置された円盤状の部材である(図1参照)。フロントカバー40は、回転軸7から径方向外側へ延び、外周部分が変速機側(図1の左側)に延びた形状に形成されている。フロントカバー40の外周端部は、溶接によってポンプシェル41の外周端部に固定されている。フロントカバー40は、ポンプシェル41と一体に回転する。フロントカバー40とポンプシェル41とにより囲まれた空間内には、トルクコンバータ4のポンプインペラ42、タービンランナ46等の構成部が配置されており、作動流体としてのオートマチックトランスミッションフルード(ATF)が封入されている。フロントカバー40は、エンジンからの回転動力がクランクシャフト2及びトルク変動吸収装置3を介して入力される。フロントカバー40は、エンジン側(図1の右側)の面にトルク変動吸収装置3におけるブロック部材30が溶接部31により溶接されている。フロントカバー40は、変速機側(図1の左側)の面にて、ロックアップクラッチ5の摩擦材54と摩擦係合可能になっている。
ポンプシェル41は、ATFを循環させる空間を構成する環状の部材である(図1参照)。ポンプシェル41は、外周端部がフロントカバー40の外周端部に溶接されており、内周端部がシャフト43に溶接されている。ポンプシェル41は、フロントカバー40及びシャフト43と一体に回転する。ポンプシェル41は、エンジン側(図1の右側)の面(内面)にて複数のポンプインペラ42が装着されており、ポンプインペラ42と一体に回転する。
ポンプインペラ42は、ポンプ側の羽根部材である(図1参照)。ポンプインペラ42は、タービンランナ46と向かい合うように配置されている。ポンプインペラ42は、外側端部がポンプシェル41に装着されており、内側端部がポンプコア44に装着されている。ポンプインペラ42は、ポンプシェル41及びポンプコア44と一体に回転する。ポンプインペラ42は、ポンプシェル41が一方の方向に回転したときに、ステータ49から流れてきたATFをタービンランナ46側へ向かって押し出すような形状に形成されている。
シャフト43は、トルクコンバータ4及びトルク変動吸収装置3の外周ないし変速機側を覆うケース(図示せず)に回転可能に支持された筒状の軸部材である(図1参照)。シャフト43は、ポンプシェル41の内周端部と溶接されており、ポンプシェル41と一体に回転する。シャフト43は、シャフト51の外周に所定の間隔をおいて配されている。
ポンプコア44は、複数のポンプインペラ42の内側端部が装着される環状の部材である(図1参照)。
タービンシェル45は、ATFを循環させる空間を構成する環状の部材である(図1参照)。タービンシェル45は、内周部分が複数のリベットによってタービンハブ48に固定されている。タービンシェル45は、タービンハブ48と一体に回転する。タービンシェル45は、変速機側(図1の左側)の面(内面)にて複数のタービンランナ46が装着されており、タービンランナ46と一体に回転する。タービンシェル45は、エンジン側(図1の右側)の面(外面)にて、プレート部材52が溶接により固定されている。
タービンランナ46は、タービン側の羽根部材である(図1参照)。タービンランナ46は、ポンプインペラ42と向かい合うように配置されている。タービンランナ46は、外側端部がタービンシェル45に装着されており、内側端部がタービンコア47に装着されている。タービンランナ46は、タービンシェル45及びタービンコア47と一体に回転する。タービンランナ46は、回転するポンプインペラ42から押し出されたATFを受けて回転し、かつ、ステータ49に向かってATFを排出するような形状に形成されている。タービンランナ46は、ポンプインペラ42に対して独立に回転することが可能である。
タービンコア47は、複数のタービンランナ46の内側端部が装着される環状の部材である(図1参照)。
タービンハブ48は、筒状のハブ部から径方向外側に延在したフランジ部を有する部材である(図1参照)。タービンハブ48は、フランジ部の外周部分にて複数のリベットによってタービンシェル45に固定されている。タービンハブ48は、ハブ部の内周側にて、変速機のインプットシャフト6に対して軸方向移動可能かつ回転不能にスプライン係合している。タービンハブ48は、タービンシェル45及びインプットシャフト6と一体に回転する。タービンハブ48のハブ部の外周面には、ロックアップピストン53の内周部分の円筒部が軸方向にスライド可能に配されている。タービンハブ48とロックアップピストン53とのスライド面はシールされている。
ステータ49は、タービンランナ46からポンプインペラ42へ戻るATFの流れを整流するための複数の羽根を有する部材である(図1参照)。ステータ49は、ポンプインペラ42とタービンランナ46との間における径方向内側寄りの位置に配されている。ステータ49は、タービンランナ46からポンプインペラ42へ流れるATFの流れ方向を変えるように作用する。ステータ49は、ワンウェイクラッチ50及びシャフト51を介して変速機(図示せず)のケース(図示せず)に取付けられており、1方向にのみ回転することが可能である。
ワンウェイクラッチ50は、1方向にのみ回転することが可能なクラッチである(図1参照)。ワンウェイクラッチ50としては、ローラ、スプラグまたはラチェット機構を用いる構造を用いることができる。ワンウェイクラッチ50は、軸方向においてシャフト43とタービンハブ48との間に配され、径方向においてステータ49とシャフト51との間に配されている。ワンウェイクラッチ50は、外輪がステータ49に固定され、内輪がシャフト51に対して軸方向移動可能かつ回転不能にスプライン係合している。
シャフト51は、変速機(図示せず)のケース(図示せず)に対して回転不能に取付けられた筒状の軸部材である(図1参照)。シャフト51は、ワンウェイクラッチ50の内輪に対して軸方向移動可能かつ回転不能にスプライン係合している。シャフト51は、筒状のシャフト43の内側に所定の間隔をおいて配されている。シャフト51は、変速機のインプットシャフト6の外周に配されており、ブッシュを介してインプットシャフト6を回転可能に支持する。
プレート部材52は、溶接によりタービンシェル45の外面に固定された環状の部材である(図1参照)。プレート部材52は、ロックアップピストン53に対して軸方向移動可能かつ回転不能にスプライン係合する。プレート部材52は、タービンシェル45及びロックアップピストン53と一体に回転する。
ロックアップピストン53は、ポンプインペラ42とタービンランナ46との回転数差が小さいときに、それらを直結するための環状のピストンである(図1参照)。ロックアップピストン53は、フロントカバー40及びポンプシェル41で囲まれた空間のうち、ロックアップピストン53とフロントカバー40との間に配された油室56と、ロックアップピストン53とポンプシェル41との間に配された油室57と、の間に配されている。ロックアップピストン53は、外周部分のフロントカバー40側の面に環状の摩擦材54が固定されており、摩擦材54と一体に回転する。ロックアップピストン53は、摩擦材54がフロントカバー40と摩擦係合することで、摩擦材54、フロントカバー40、及びトルク変動吸収装置3を介してクランクシャフト2と一体に回転する。ロックアップピストン53は、外周端部にてプレート部材52に対して軸方向移動可能かつ回転不能にスプライン係合している。ロックアップピストン53は、プレート部材52、タービンシェル45、及びタービンハブ48を介して変速機のインプットシャフト6と一体に回転する。ロックアップピストン53は、タービンハブ48の筒状のハブ部の外周面に対して軸方向にスライド可能に配されており、タービンハブ48とのスライド面にてシールされている。ロックアップピストン53は、油室56内の油圧が油室57内の油圧よりも低いときにフロントカバー40側に押付けられて、摩擦材54とフロントカバー40とが摩擦係合する。ロックアップピストン53は、油室56内の油圧が油室57内の油圧よりも高いときにフロントカバー40から離れる方向に移動して、摩擦材54とフロントカバー40との摩擦係合を解除する。油室56、57内の油圧は、油圧回路(図示せず)によって制御され、油室56内の油圧を油室57内の油圧よりも低くすることでロックアップ状態(クランクシャフト2とインプットシャフト6との回転数差をなくした状態)とし、油室56内の油圧を油室57内の油圧よりも高くすることでロックアップ状態を解除する。
摩擦材54は、ロックアップピストン53(フロントカバー40でも可)に固定されるとともに、フロントカバー40に対して摩擦係合可能な環状の部材である(図1参照)
次に、本発明の実施例1に係るトルク変動吸収装置の捩り特性について図面を用いて説明する。図4は、本発明の実施例1に係るトルク変動吸収装置の機械回路図である。図5は、本発明の実施例1に係るトルク変動吸収装置の捩り特性線図である。
トルク変動吸収装置3においてサイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩りが生じていない中立状態からセンタプレート23をサイドプレート17、18に対して回転軸(図2の7)を中心に時計回りに捩っていく。つまり、図4ではシート部材33を固定しシート部材32をシート部材33に近づけるように移動する。このとき、ガイド部材37はサイドプレート17、18に固定されており、ガイド部材37とアウタコイルスプリング34との当接面にて摩擦力が作用している。
捩り角が0〜θ1ではアウタコイルスプリング34のみが圧縮される。これにより、低剛性の第1段目の捩れ特性が得られる。なお、捩り角がθ1になると、インナコイルスプリング35の端部とインナコイルスプリング36の端部が当接する。捩り角θ1では、共振を抑えるとともにストッパに当たらない様にするために、エンジン最大トルク以下となるように、アウタコイルスプリング34及びインナコイルスプリング35、36の捩れ剛性を設定することが好ましい。
捩り角がθ1〜θ2では、アウタコイルスプリング34及びインナコイルスプリング35、36の全てが圧縮する。このとき、捩れ剛性の低いインナコイルスプリング35がインナコイルスプリング36よりも大きく圧縮し、アウタコイルスプリング34はインナコイルスプリング35、36の圧縮量に対応して圧縮する。これにより、中剛性の第2段目の捩れ特性が得られる。なお、捩り角がθ2になると、インナコイルスプリング35が密着し、インナコイルスプリング35において圧縮しなくなるが、アウタコイルスプリング34及びインナコイルスプリング36において圧縮可能な状態にある。捩れ角θ2では、性能悪化の防止のため、エンジン最大トルクの1.1倍以上となるようにアウタコイルスプリング34及びインナコイルスプリング35、36の捩れ剛性を設定することが好ましい。
捩り角がθ2〜θ3では、アウタコイルスプリング34及びインナコイルスプリング36のみが圧縮する。このとき、捩れ剛性の低いインナコイルスプリング35が密着しており、捩れ剛性の高いインナコイルスプリング36及びアウタコイルスプリング34が圧縮するので、トルクが急激に上昇する。これにより、高剛性の第3段目の捩れ特性が得られる。捩り角θ2〜θ3の捩り剛性は、衝撃を減らすため、10000Nm/rad以下に設定することが好ましい。なお、捩り角がθ3になると、インナコイルスプリング36は密着していないが、シート部材32、33間にあるアウタコイルスプリング34が密着するので、トルク変動吸収装置3全体としてこれ以上圧縮しない状態となる。捩れ角θ3では、衝撃トルクを抑えるため、エンジン最大トルクの2倍以上となるように、アウタコイルスプリング34及びインナコイルスプリング35、36の捩れ剛性を設定することが好ましい。
なお、センタプレート23をサイドプレート17、18に対して回転軸(図2の7)を中心に逆時計回りに捩っていく場合も、上記と同様であるので、説明を省略する。
実施例1によれば、コイルスプリングを3種類(アウタコイルスプリング1種類、インナコイルスプリング2種類)使用し、トルクが3段又は無段の捩り特性を実現できるので、トルク容量を確保することができる。また、アウタコイルスプリング34の内側にインナコイルスプリング35、36が配されているので、コイルスプリング34、35、36を径方向外側の位置に配置することが可能となり、捩り角を大きく確保できる。また、アウタコイルスプリング34とインナコイルスプリング35、36とが並列に配されるので、荷重を分散でき密着時の破損を防止できる。また、アウタコイルスプリング34の長さをインナコイルスプリング35、36の合計の長さより長くすることで、インナコイルスプリング35、36が径方向にアウタコイルスプリング34で支えられるため、インナコイルスプリング35、36の安定的な保持が可能となる。また、捩れ角θ3(ストッパがかかった状態)での捩り剛性をエンジン最大トルクの2倍以上に設定することにより、吸収エネルギーが増大し、急激な加減速や共振発生時等でストッパトルク以上に発生するトルクを低減し、装置の破損を防止できる。また、インナコイルスプリング35、36の端部にシート部材32、33を圧入し、インナコイルスプリング35、36をアウタコイルスプリング34の内側で位置決めすることで、バランスの悪化や、自由に動くことによる打音防止ができる。また、捩り剛性の低いインナコイルスプリング35をインナコイルスプリング36に対してエンジン側から駆動される際の動力伝達経路上の変速機側に配置することで、常用作動時の性能を向上できる。また、線径の太いアウタコイルスプリング34を密着ストッパとして使うことで、密着時の強度がアップする。さらに、アークスプリングの密着は円弧中心側部分で発生するが、円弧中心側巻端部34a、34bの厚みH1、H2を確保することで、巻端部の折損を防止できる。
本発明の実施例2に係るトルク変動吸収装置について図面を用いて説明する。図6は、本発明の実施例2に係るトルク変動吸収装置におけるコイルスプリングの配置を模式的に示した断面図である。
実施例2は、実施例1の変形例であり、アウタコイルスプリングを1種類とするのをやめてアウタコイルスプリング60、61の2種類(3種類以上でも可)としたものである。その他の構成は、実施例1と同様である。
アウタコイルスプリング60は、アーク状(弧状)のコイルスプリングである(図6参照)。アウタコイルスプリング60は、インナコイルスプリング35の外側に配される。アウタコイルスプリング60は、サイドプレート(図2の17、18に相当)の収容部(図2の17a、18aに相当)、及びセンタプレート(図2の23に相当)の窓部(図2の23aに相当)に収容され、一端がシート部材32と接し、他端がアウタコイルスプリング61の一端と接する。アウタコイルスプリング60とアウタコイルスプリング61とが接する部分は、インナコイルスプリング35の端部の引っ掛かりを回避するため、インナコイルスプリング35の円弧上に配されることが好ましい。アウタコイルスプリング60は、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じたときに収縮する。アウタコイルスプリング60は、内側においてインナコイルスプリング35が配されている。アウタコイルスプリング60は、インナコイルスプリング35及びアウタコイルスプリング61よりも捩り剛性(バネ定数、線径、等価線径)が大きく設定されている。アウタコイルスプリング60の長さ(周方向の長さ)は、インナコイルスプリング35及びアウタコイルスプリング61の長さ(周方向の長さ)よりも短く、インナコイルスプリング36の長さ(周方向の長さ)よりも長く設定されている。なお、アウタコイルスプリング60、61の合計の長さ(周方向の長さ)は、インナコイルスプリング35、36の合計の長さ(周方向の長さ)よりも長く設定されている。アウタコイルスプリング60は、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じたときに、インナコイルスプリング35が密着し、その後、アウタコイルスプリング61が密着した後でインナコイルスプリング36が密着する前に、密着する。アウタコイルスプリング60は、アウタコイルスプリング61とともに、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じたときに密着するとサイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間の捩りを規制するストッパとなる。アウタコイルスプリング60が密着するときは円弧外側部分が密着しないで円弧中心側部分が密着するので、アウタコイルスプリング60の円弧中心側巻端部の強度を確保するため、アウタコイルスプリング60の円弧中心側巻端部の厚み(周方向の厚み)は、アウタコイルスプリング60の中間部分の厚み(周方向の厚み)の0.5倍より大きく設定することが好ましい。アウタコイルスプリング61及びインナコイルスプリング35、36の円弧中心側巻端部についても同様に設定することが好ましい。
アウタコイルスプリング61は、アーク状(弧状)のコイルスプリングである(図6参照)。アウタコイルスプリング61は、インナコイルスプリング35、36の外側に配される。アウタコイルスプリング61は、サイドプレート(図2の17、18に相当)の収容部(図2の17a、18aに相当)、及びセンタプレート(図2の23に相当)の窓部(図2の23aに相当)に収容され、一端がアウタコイルスプリング60の他端と接し、他端がシート部材33と接する。アウタコイルスプリング61は、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じたときに収縮する。アウタコイルスプリング61は、内側において周方向のシート部材33側にインナコイルスプリング35が配され、周方向のシート部材32側にインナコイルスプリング36の一部が配されている。アウタコイルスプリング61は、インナコイルスプリング35よりも捩り剛性(バネ係数、線径、等価線径)が大きく、アウタコイルスプリング60よりも捩り剛性(バネ係数、線径、等価線径)が小さく設定されている。アウタコイルスプリング61の長さ(周方向の長さ)は、インナコイルスプリング35、36及びアウタコイルスプリング60の長さ(周方向の長さ)よりも長く設定されている。なお、アウタコイルスプリング60、61の合計の長さ(周方向の長さ)は、インナコイルスプリング35、36の合計の長さ(周方向の長さ)よりも長く設定されている。アウタコイルスプリング61は、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じたときに、インナコイルスプリング35が密着した後であってアウタコイルスプリング60が密着する前に、密着する。アウタコイルスプリング61は、アウタコイルスプリング60とともに、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じたときに密着するとサイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間の捩りを規制するストッパとなる。アウタコイルスプリング61の外径D2及び内径d2は、アウタコイルスプリング60の外径D1及び内径d1とほぼ等しくなるように設定されている。インナコイルスプリング60の摺動部において段差を作らないことにより、引っかかりによる異常な特性および破損を防止できる。アウタコイルスプリング61の線材の周方向の幅W2は、アウタコイルスプリング60の線材の周方向の幅W1より小さく設定されている。アウタコイルスプリング60、61の内径及び外径を同等としても、線材の周方向の幅や巻き数を変えることで捩り剛性(バネ定数)を変える(自由長さ、たわみ量を変えることで最大荷重を変える)ことができる。
なお、実施例2では、アウタコイルスプリング60の捩り剛性を、アウタコイルスプリング61の捩り剛性より高く設定しているが、アウタコイルスプリング61の捩り剛性より低く設定してもよい。また、各アウタコイルスプリング60、61は、捩り剛性が一定であるが、無段の捩り特性とするために、捩り角が大きくなるにつれて捩り剛性が大きくなるものを用いてもよい。
次に、本発明の実施例2に係るトルク変動吸収装置の捩り特性について図面を用いて説明する。図7は、本発明の実施例2に係るトルク変動吸収装置の機械回路図である。図8は、本発明の実施例2に係るトルク変動吸収装置の捩り特性線図である。
トルク変動吸収装置3においてサイドプレート17、18とセンタプレート23との間に捩りが生じていない中立状態からセンタプレート23をサイドプレート17、18に対して回転軸(図2の7に相当)を中心に時計回りに捩っていく。つまり、図7ではシート部材33を固定しシート部材32をシート部材33に近づけるように移動する。このとき、ガイド部材37はサイドプレート17、18に固定されており、ガイド部材37とアウタコイルスプリング60、61との当接面にて摩擦力が作用している。
捩り角が0〜θ1ではアウタコイルスプリング60、61のみが圧縮される。これにより、低剛性の第1段目の捩れ特性が得られる。なお、捩り角がθ1になると、インナコイルスプリング35の端部とインナコイルスプリング36の端部が当接する。捩り角θ1では、共振を抑えるため、エンジン最大トルク以下となるように、アウタコイルスプリング60、61及びインナコイルスプリング35、36の捩れ剛性を設定することが好ましい。
捩り角がθ1〜θ2では、アウタコイルスプリング60、61及びインナコイルスプリング35、36の全てが圧縮する。このとき、捩れ剛性の低いインナコイルスプリング35がインナコイルスプリング36よりも大きく圧縮し、アウタコイルスプリング60、61はインナコイルスプリング35、36の圧縮量に対応して圧縮する。これにより、中剛性の第2段目の捩れ特性が得られる。なお、捩り角がθ2になると、インナコイルスプリング35が密着し、インナコイルスプリング35において圧縮しなくなるが、アウタコイルスプリング60、61及びインナコイルスプリング36において圧縮可能な状態にある。捩れ角θ2では、性能悪化の防止のため、エンジン最大トルクの1.1倍以上となるようにアウタコイルスプリング60、61及びインナコイルスプリング35、36の捩れ剛性を設定することが好ましい。
捩り角がθ2〜θ3では、アウタコイルスプリング60、61及びインナコイルスプリング36のみが圧縮する。このとき、インナコイルスプリング35は密着したままで、次に捩れ剛性の低いアウタコイルスプリング61がアウタコイルスプリング60よりも大きく圧縮し、インナコイルスプリング36はアウタコイルスプリング60、61の圧縮量に対応して圧縮する。これにより、第2段目よりも高い中剛性の第3段目の捩れ特性が得られる。なお、捩り角がθ3になると、アウタコイルスプリング61が密着し、アウタコイルスプリング61において圧縮しなくなるが、アウタコイルスプリング60及びインナコイルスプリング36において圧縮可能な状態にある。
捩り角がθ3〜θ4では、アウタコイルスプリング60及びインナコイルスプリング36のみが圧縮する。このとき、捩れ剛性の低いアウタコイルスプリング61及びインナコイルスプリング35が密着しており、捩れ剛性の高いアウタコイルスプリング60及びインナコイルスプリング36が圧縮するので、トルクが急激に上昇する。これにより、高剛性の第4段目の捩れ特性が得られる。捩り角θ3〜θ4の捩り剛性は、衝撃を減らすため、10000Nm/rad以下に設定することが好ましい。なお、捩り角がθ4になると、インナコイルスプリング36は密着していないが、シート部材32、33間にあるアウタコイルスプリング61に加えてアウタコイルスプリング60も密着するので、トルク変動吸収装置3全体としてこれ以上圧縮しない状態となる。捩れ角θ4では、衝撃トルクを抑えるため、エンジン最大トルクの2倍以上となるように、アウタコイルスプリング60、61及びインナコイルスプリング35、36の捩れ剛性を設定することが好ましい。
なお、センタプレート23をサイドプレート17、18に対して回転軸(図2の7に相当)を中心に逆時計回りに捩っていく場合も、上記と同様であるので、説明を省略する。
実施例2によれば、コイルスプリングを4種類(アウタコイルスプリング2種類、インナコイルスプリング2種類)使用し、トルクが4段又は無段の捩り特性を実現できるので、トルク容量を確保することができ、車両に合わせた細かい特性チューニングが可能である。また、アウタコイルスプリング60、61の内側にインナコイルスプリング35、36が配されているので、コイルスプリング60、61、35、36を径方向外側に配置することが可能となり、捩り角を大きく確保できる。また、アウタコイルスプリング60、61とインナコイルスプリング35、36とが並列に配されるので、密着時の破損を防止できる。また、アウタコイルスプリング60、61の合計の長さをインナコイルスプリング35、36の合計の長さより長くすることで、インナコイルスプリング35、36の安定的な保持が可能となる。また、捩れ角θ4(ストッパがかかった状態)での捩り剛性をエンジン最大トルクの2倍以上に設定することにより、吸収エネルギーが増大し、急激な加減速や共振発生時等でストッパトルク以上に発生するトルクを低減し、装置の破損を防止できる。また、インナコイルスプリング35、36の端部にシート部材32、33を圧入し、インナコイルスプリング35、36をアウタコイルスプリング34の内側で位置決めすることで、バランスの悪化や、自由に動くことによる打音防止ができる。また、捩り剛性の低いインナコイルスプリング35をインナコイルスプリング36に対してエンジン側から駆動される際の動力伝達経路上の変速機側に配置することで、常用作動時の性能を向上できる。また、線径の太いアウタコイルスプリング60、61を密着ストッパとして使うことで、密着時の強度がアップする。また、アークスプリングの密着は円弧中心側部分で発生するが、円弧中心側巻端部の厚みを確保することで、巻端部の折損を防止できる。
本発明の実施例4に係るトルク変動吸収装置について図面を用いて説明する。図12は、本発明の実施例4に係るトルク変動吸収装置におけるコイルスプリングの配置を模式的に示した断面図である。
実施例4は、実施例1の変形例であり、2種類のインナコイルスプリングを周方向に直列に配置するのをやめ、アウタコイルスプリング70の内側にセンタコイルスプリング71を配置し、センタコイルスプリング71の内側にインナコイルスプリング72を配置したものである。
アウタコイルスプリング70は、アーク状(弧状)のコイルスプリングである。アウタコイルスプリング70は、センタコイルスプリング71の外側に配される。アウタコイルスプリング70は、サイドプレート(図2の17、18に相当)の収容部(図2の17a、18aに相当)、及びセンタプレート(図2の23に相当)の窓部(図2の23aに相当)に収容され、両端に配設されたシート部材73、74と接している。アウタコイルスプリング70は、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じたときに収縮する。アウタコイルスプリング70は、内側において、周方向のシート部材73側にセンタコイルスプリング71が配されている。アウタコイルスプリング70の長さ(周方向の長さ)は、センタコイルスプリング71の長さ(周方向の長さ)よりも長く設定されている。アウタコイルスプリング70は、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じたときに、センタコイルスプリング71及びインナコイルスプリング72が密着する前に、密着する。アウタコイルスプリング70は、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じたときに密着するとサイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間の捩りを規制するストッパとなる。アウタコイルスプリング70の他の構成は、実施例1のアウタコイルスプリング(図2の34)の構成と同様である。
センタコイルスプリング71は、アウタコイルスプリング70の内側であってインナコイルスプリング72の外側に配されたコイルスプリングである。センタコイルスプリング71は、アウタコイルスプリング70の内側における周方向のシート部材73側に配されている。センタコイルスプリング71の一方の端部は、内側にシート部材73の部分が圧入され、シート部材73に固定されている。センタコイルスプリング71の他方の端部は、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じていないときにシート部材74と離間しており、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じて所定の捩り角に達するとシート部材74と接し、所定の捩り角よりさらに捩りが生じたときに収縮する。センタコイルスプリング71は、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じたときにおいて、アウタコイルスプリング70が密着する前には密着しない。センタコイルスプリング71の巻き方向は、アウタコイルスプリング70の巻き方向の逆向きとなっている。
インナコイルスプリング72は、センタコイルスプリング71の内側に配されたコイルスプリングである。インナコイルスプリング72は、アウタコイルスプリング70の内側における周方向のシート部材73側に配されている。インナコイルスプリング72の一方の端部の内側にシート部材73の部分が圧入され、シート部材73に固定されている。インナコイルスプリング72の他方の端部は、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じていないときにシート部材74と離間しており、サイドプレート(図2の17、18に相当)とセンタプレート(図2の23に相当)との間に捩りが生じて所定の捩り角(シート部材74とセンタコイルスプリングとが当接したときの捩り角より大きい捩り角)に達するとシート部材74と接し、所定の捩り角よりさらに捩りが生じたときに収縮する。インナコイルスプリング72の巻き方向は、センタコイルスプリング71の巻き方向の逆向きとなっている。
ガイド部材37は、サイドプレート(図2の17に相当)とアウタコイルスプリング70との間の摩耗を防止するための部材である。ガイド部材37は、装置の径方向においてサイドプレート(図2の17に相当)とアウタコイルスプリング70との間に配されており、周方向において各収容部(図2の17aに相当)の範囲に渡って配されている。ガイド部材37は、サイドプレート(図2の17に相当)に対して移動しないか、若干のガタを有して配され、アウタコイルスプリング70に対してスライド可能に接している。ガイド部材37には、金属板をプレス加工したものを用いることができ、耐摩耗性を向上するため、例えば、熱処理によって硬度を上げたものを用いることができる。
シート部材73は、サイドプレート(図2の17、18に相当)の収容部(図2の17a、18aに相当)、及びセンタプレート(図2の23に相当)の窓部(図2の23aに相当)に収容され、当該収容部(図2の17a、18aに相当)及び窓部(図2の23aに相当)の周方向にある一方の端面とアウタコイルスプリング70の一方の端部との間に配された部材である。シート部材73には、アウタコイルスプリング70の摩耗を低減するために、樹脂を用いることができる。シート部材73は、アウタコイルスプリング70の一方の端部の内側に圧入された部分を有し、アウタコイルスプリング70の一方の端部を圧入で固定する。シート部材73は、アウタコイルスプリング70の内側に配されたセンタコイルスプリング71の一方の端部の内側に圧入された部分を有し、センタコイルスプリング71の一方の端部を圧入で固定する。シート部材73は、センタコイルスプリング71の内側に配されたインナコイルスプリング72の一方の端部の内側に圧入された部分を有し、インナコイルスプリング72の一方の端部を圧入で固定する。これにより、アウタコイルスプリング70、センタコイルスプリング71、及びインナコイルスプリング72の各一方の端部が位置決めされる。
シート部材74は、サイドプレート(図2の17、18に相当)の収容部(図2の17a、18aに相当)、及びセンタプレート(図2の23に相当)の窓部(図2の23aに相当)に収容され、当該収容部(図2の17a、18aに相当)及び窓部(図2の23aに相当)の周方向にある他方の端面とアウタコイルスプリング70の他方の端部との間に配された部材である。シート部材74には、アウタコイルスプリング70の摩耗を低減するために、樹脂を用いることができる。シート部材74は、アウタコイルスプリング70の他方の端部の内側に圧入された部分を有し、アウタコイルスプリング70の他方の端部を圧入で固定する。これにより、アウタコイルスプリング70の他方の端部が位置決めされる。
その他の構成は、実施例1と同様である。なお、実施例4に係るトルク変動吸収装置の捩り特性は、図5と同じようになる。
実施例4によれば、コイルスプリングを3種類使用し、トルクが3段の捩り特性を実現できるので、トルク容量を確保することができる。また、アウタコイルスプリング70の内側にコイルスプリング71、72が配されているので、コイルスプリング70、71、72を径方向外側の位置に配置することが可能となり、捩り角を大きく確保できる。また、アウタコイルスプリング70とコイルスプリング71、72とが並列に配されるので、荷重を分散でき密着時の破損を防止できる。また、アウタコイルスプリング70の長さをコイルスプリング71、72の合計の長さより長くすることで、インナコイルスプリング72が径方向にセンタコイルスプリング71で支えられ、センタコイルスプリング71が径方向にアウタコイルスプリング70で支えられるため、コイルスプリング71、72の安定的な保持が可能となる。また、コイルスプリング70、71、72の端部にシート部材73を圧入し、コイルスプリング70、71、72の位置決めすることで、バランスの悪化や、自由に動くことによる打音防止ができる。
なお、本発明の全開示(請求の範囲及び図面を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。