JP7202993B2 - ねじり振動低減装置 - Google Patents

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Description

この発明は弾性体としてコイルスプリングを使用したねじり振動低減装置に関するものであり、特に、トルクコンバータを備えた自動車用トランスミッションにおいてロックアップクラッチ動作時の特定周波数域の騒音軽減のため好適に使用することができるものである。
〔定義〕
本明細書において、正転・負転とは、クランク軸等の回転駆動源に現れるねじり振動における回転（振れ）方向を意味する用語であり、正転とは回転駆動源と同一方向の回転（振れ）のことを、負転とは回転駆動源の回転方向と反対方向の回転（振れ）のことを、夫々、いうものとする。
トルクコンバータを備えた自動車用トランスミッションにおいては、ロックアップクラッチ係合による直接駆動時のトルク（ねじりトルク）変動の吸収等のため、クランク軸と変速機入力軸との間にねじり振動低減装置を設置するのが一般的である。ねじり振動低減装置として、内燃機関の出力軸側の入力部材と、変速機側の出力部材とを備え、入力部材と出力部材との間にコイルスプリングを円周方向に間隔をおいて複数設置したものが公知である。入力部材は、各コイルスプリングを収容するため円周方向に間隔をおいて、各々が円周方向に対向したスプリング受座を形成した複数のコイルスプリング収容部を備え、出力部材にも、入力部材の夫々のコイルスプリング収容部に軸方向に対向した対をなすように、各々が円周方向に対向したスプリング受座を形成した複数のコイルスプリング収容部が設けられ、入力部材及び出力部材の対をなすコイルスプリング収容部に夫々のコイルスプリングが収容される。入力部材及び出力部材間のねじり振動は、入力部材及び出力部材のスプリング受部対における円周方向対向したスプリング受座間においてねじり振幅の大きさに応じたコイルスプリングの弾性変形を惹起させ、これによりねじり振動の抑制が可能となる。
ねじり振動においては、入力部材が出力部材に対してクランク軸回転方向と同一方向に振れる正転と出力部材が入力部材に対してクランク軸回転方向と反対方向に振れる負転とを繰り返す。ねじり振動低減装置の動作において、正転に際しては、出力部材の正転側スプリング受座と入力部材の正転側スプリング受座との間でコイルスプリングの弾性変形が行なわれ、負転に際しては、出力部材の負転側スプリング受座と入力部材の負転側スプリング受座との間でコイルスプリングの弾性変形が行なわれる。ねじり振動の際の入力部材と出力部材の回転変位（ねじれ角）に対してコイルスプリングの弾性変形の追従には不可避的な遅延が伴うため、トルク値がねじれ角に対し一意的に定まる理想的な制振特性は得ることができず、トルク値が増加するときとトルク値とが減少するときとで、同一なねじれ角に係わらずトルク値が相違するヒステリシスが生じ、このようなヒステリシス（そのねじれ角でのヒステリシスの大きさをヒステリシストルクと称す）は、ヒステリシストルク値が大きい場合には、ねじりダンパによる所期の制振動作に悪影響を及ぼす恐れがある。また、自動車トランスミッションにおいては、ねじりダンパを大きな回転数下で動作させる必要があり、コイルスプリングに加わる遠心力がヒステリシス特性に影響を及ぼし得る。即ち、入力部材及び出力部材の高速回転下の遠心力はコイルスプリングを半径外方に変位させ、これは、コイルスプリングの横剛性が遠心力に耐え得る程大きい場合には、半径方向変位が最大となるコイルスプリング端部において、コイルスプリングのコイルスプリング収容部の内周面に対する当接・摺動を惹起させる。また、コイルスプリングの横剛性が遠心力に耐え得ない場合には、コイルスプリング自身が半径外方に撓み若しくは座屈し、コイルスプリング変形の垂直分力が大きい部位で内周面との摺動が生ずるため、ヒステリシストルク値を一層増大せしめ、これは、ねじりダンパによるねじり振動低減機能を大きく損なうことになる。
ヒステリシス対策技術として、コイルスプリング端部若しくはコイルスプリング端部に設置されるスプリングシートの半径外方への移動を拘束するようにし、これにより遠心力によるコイルスプリング端部の半径方向の移動を阻止するようにしたものが提案されている（特許文献１）。
また、別のヒステリシス対策技術として、コイルスプリングを環状部材の内周側にコイルスプリングの全長に沿設し、コイルスプリングの変形に応じて入力部材と出力部材間の相対変位とは無関係にコイルスプリングの変形に応じて環状部材を回転させるようにしたものも提案されている（特許文献２）。
尚、本発明の実施形態との関連であるが、フロントカバーに溶接された案内部材（パイロット）上をフロントカバーに向け移動されるピストンを備えたタイプの多板式のロックアップクラッチについては、同様な構成が特許文献３に開示されている。
特開２００６－３１６９６３号公報 特許第５６７０６７６号公報 特許第５８３５３９１号公報
特許文献１はコイルスプリング端部の半径外方への移動を規制かつ拘束することにより、入力部材と出力部材間の相対移動時に半径外方変位が最大となる側のコイルスプリング端部の入力部材及び出力部材のコイルスプリング収容部の内周面と当接・摺動を阻止しようとするものであるが、半径外方の拘束のない中間部が遠心力に打ち勝てるほどの横剛性持った場合（コイルスプリングの全長が小さくまた線径やコイル径が大きい場合）は摺動防止対策として有効であるが、レイアウトとの関係上、コイル径が小さくある程度の長さを持ったコイルスプリングを遠心力の大きな部位に設置しなければならない場合においては、遠心力下の半径外方への変位によりコイルスプリングがコイルスプリング収容部の内周面と当接・摺動するに至り、ヒステリシストルクが大きくなる問題があった。ヒステリシストルクの増大は、制振機能を悪化させ、車体振動による騒音（こもり音等）の原因となる。これは、一般的な理解によれば、クランク軸から車輪までのパワートレインにおけるねじり共振点より幾分高回転域の人体に不快感を強く感じさせる回転域で回転変動の伝達率の抑制が十分なされないことに依拠するものとされている。また、近年の燃料消費効率増大の要請からより低回転域からロックアップ機構を作動させるようになった状況においては、より十分な制振作用を得ることができるようにすることが希求されている。
また、特許文献２のコイルスプリングを入力部材と出力部材間の相対変位とは無関係に回転可能な環状部材の内周に沿設した構造の場合、理論上ヒステリシストルク値は従来の半分となるが、環状部材という付加的な部品が必要であり、その分、コスト高の原因を招来するものであるし、また、機能上、コイルスプリングの変形に応じて環状部材が回転することが必要であり、そのためには、全長に亘った環状部材の内周との均等接触を確保するようにスプリング長が短く横剛性が低いことが必要であるが、長いスプリングの場合には環状部材の内面との均一接触の確保が困難であり、コイルスプリングの変形に応じた環状部材のスムースな回転が得られないため所期の性能が得られない恐れがあり、また、環状部材は出来うる限りの軽量であることが望ましいが、軽量化による強度低下は変形によるコイルスプリングの伸縮動作の異常や環状部材の変形や破損の懸念を招来する懸念があった。
本発明は以上の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、レイアウト上の制限を受けることなく、また、付加的な部品を要すること無く、遠心力下でのコイルスプリングの摺動に起因するヒステリシストルクの軽減により所期のねじり振動低減性能を得ることができるようにすることを目的とする。
この発明は、回転駆動源側の入力部材と、被駆動体側の出力部材と、入力部材に円周方向に間隔をおいて複数形成され、各々が円周方向に対向したスプリング受座を形成した入力部材側スプリング受部と、各入力部材側スプリング受部と軸方向に対向し、対をなすように出力部材に円周方向に間隔をおいて複数形成され、各々が円周方向に対向したスプリング受座を形成した出力部材側スプリング受部と、軸方向に対向する各対の入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部におけるスプリング受座間に配置されたコイルスプリングとを具備しており、出力部材の入力部材に対する回転駆動源の回転方向と同一方向への回転変位（正転）に対しては、出力部材の正転側スプリング受座と入力部材の正転側スプリング受座との間でコイルスプリングの弾性変形が行なわれ、出力部材の入力部材に対する回転駆動源の回転方向と反対方向への回転変位（負転）に対しては、出力部材の負転側スプリング受座と入力部材の負転側スプリング受座との間でコイルスプリングの弾性変形が行なわれ、コイルスプリングの前記弾性変形により回転変位を低減するようにしたねじり振動低減装置に係わり、本発明にあっては、遠心力下でのコイルスプリングの弾性変形の際のコイルスプリング外周部の摺動案内のため、各対の入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部の各々は、コイルスプリングの外周と対向する内周面における円周方向中央部と各スプリング受座との間においてコイルスプリングとの局部的接触を許容する一対のガイド部を形成したことを特徴とする。ここに、スプリング受座の正転側、負転側の意味であるが、回転変動における正転、負転の方向とは無関係に、正転方向の捩じり振動のときに捩じり振動を抑制する動作に関与するスプリング受座について正転側スプリング受座といい、、負転方向の捩じり振動のときに捩じり振動を抑制する動作に関与するスプリング受座について負転側スプリング受座と定めたものである。後述のガイド部についても、回転変動における正転、負転の方向とは無関係に、それが果たす機能が、正転のためのものであれば、正転側，負転のためのものであれば負転側というものとする。
好ましくは、各対の入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部において、入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部の一方における一対のガイド部は半径内方への突出高さが高くされると共に、入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部の他方のガイド部は半径内方への突出高さが低くされ、前記一方の回転変位時には各対の入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部における遠心力に対する摺動案内は、入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部における突出高さの高いガイド部同士で行なわれ、前記他方の回転変位時には各対の入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部における遠心力に対する摺動案内は、入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部における突出高さの低いガイド部同士で行なわれるようにされる。また、両端のスプリング受座はねじり変動に際し、対向したコイルスプリング端部の半径方向への摺動をフリーに許容し、一対のガイド部のみで遠心力下のコイルスプリングの摺動が行われるようにすることが好ましい。
各対の入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部の各々における一対のガイド部のうち半径内方への突出高さが高いガイド部は対応のスプリング受部の円周方向中央部側に向けてその突出高さを滑らかに減少する傾斜面を形成していることが好ましい。各対の入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部の各々において、半径内方への突出高さが高いガイド部は入力部材における正転側のガイド部と出力部材における正転側のガイド部とであり、半径方向への突出高さが低いガイド部は入力部材における負転側のガイド部と出力部材における負転側のガイド部とであることが好ましい。
入力部材は出力部材を軸方向に挟むように配置され、相互に一体連結された一対の環状板部材より構成され、前記入力部材側スプリング受部の各々は一対の環状板部材における軸方向に整合しつつ対向しかつ反対方向の張出部を有した成形部の対として構成され、各対の成形部において一般面に形成される軸方向に整列した窓様開口の円周方向における軸方向に整列した対向端部が入力部材の前記スプリング受座を構成することができる。この構成において、前記一対の環状板部材の各々におけるガイド部は直径面における横断面においてコイルスプリング外径の曲面に沿った傾斜（勾配）の内周面形状を呈するようにされることが好ましい。
正転及び負転の双方において、遠心力によるコイルスプリングの半径外方の変位は一対のガイド部により受け止められ、コイルスプリング変形による摺動が半径方向変位を抑えたコイルスプリング変形荷重の垂直分力が少ない部位において行われるため、摺動抵抗が相対的に小さく抑えられ、ヒステリシストルクの大きさを抑制することができ、ねじり振動の所期の抑制効果を得ることができ、トルクコンバータを備えた車両において、燃料消費効率の向上のため低回転域からロックアップ動作を行うような場合に問題視されていたこもり音等の耳につきやすい騒音の低減に効果的である。
正転時と負転時とでガイド部の半径内方への高さを変えることで、遠心力下でのコイルスプリング変位の受け止めが、正転時は出力部材の正転側ガイドと入力部材の正転側ガイドにより、負転時は出力部材の負転側ガイドと入力部材の負転側ガイドにより、確実に区分けして行われ、正転用ガイドと負転用ガイドとに対し重複して摺動することがないため、摺動抵抗の増大を防止することができる。また、突出高さが高いガイド部における円周方向中央部側を突出高さが徐々に低くなる傾斜面とすることにより、突出高さが低いガイド部を使用する側のねじり変動から突出高さが高いガイド部を使用する側のねじり変動への切り替え時に突出高さが高いガイド部への乗り換えを円滑に行うことができる。また、自動車においては前進時におけるねじり振動は正転方向が主であるため、正転側のねじり振動時に半径内方突出高さが高いガイド部を使用することにより、正転から高さが低いガイドを使用する負転への切り替え時にコイルスプリングに不可視的に生ずる半径外方への変位が極僅かではあるが制振作用に及ぼす悪影響要因を減ずることができる点で有利性がある。
また、入力部材と出力部材を軸方向に挟んで相互に一体連結された一対の環状板部材とした場合にあっては、入力部材側のガイド部は、コイルスプリングに直径面から離れた部位で対向するが、ガイド部を直径面における横断面においてコイルスプリング外径の曲面に沿った傾斜の内周面形状を呈するようすることで、コイルスプリングの軸方向の撓みを抑制する効果がある。
図１はこの発明のねじり振動低減装置（ねじりダンパ）を備えたトルクコンバータの軸線に沿った同軸線片側のみ示す断面図である。 図２は図１のねじりダンパの各部を分解した状態において、クランク軸側より見た斜視図である。 図３は第２のねじりダンパを組立状態でクランク軸側より見て示す平面図である。 図４(Ａ)，(Ｂ)，(Ｃ)は、夫々、ねじりダンパにおけるフロントプレートの成形部、リアプレートの成形部（フロントプレートの成形部とで入力部材側スプリング収容部を構成する）及び出力部材側スプリング収容部の夫々をクランク軸側より見て示す正面図である。 図５は図３のV－Ｖ線に沿ったねじりダンパの断面図である。 図６は図３のVI－VI線に沿ったねじりダンパの断面図である。 図７は図３のVII－VII線に沿ったねじりダンパの断面図である。 図８はこの発明のねじりダンパにおけるねじり振動抑制動作を説明する入力側及び出力側スプリング受部及びコイルスプリングの模式図であり、(Ａ)は中立（セット）状態、(Ｂ)は正転時、(Ｃ)は負転時を夫々示す。 図９は、ねじれ角に対するねじりトルク特性を模式的に示すグラフであり、(Ａ)は本発明、(Ｂ)は遠心力下でのコイルスプリングの半径方向変位に対する対策を備えない従来技術のねじりダンパを示す。 図１０は、コイルスプリングの半径方向変位に対する対策を備えない従来技術のねじりダンパにおけるねじり振動抑制動作を説明する入力側及び出力側スプリング受部及びコイルスプリングの模式図であり、(Ａ)は中立（セット）状態、(Ｂ)はコイルスプリングの横剛性＞コイルスプリングに加わる遠心力の場合、(Ｃ)は同じくコイルスプリングの横剛性＜コイルスプリングに加わる遠心力の場合を夫々示す。 図１１は、遠心力下でのねじり振動時におけるスプリング受部におけるコイルスプリングの半径外方への変位を模式的に示す図であり、(Ａ)は図１０のコイルスプリングの半径方向変位に対する対策を備えない従来技術の場合、(Ｂ)は本発明の場合を示す。 図１２は、スプリング端部を拘束することにより遠心力下でのねじり振動時の摺動対策を施した従来技術（特許文献１）におけるねじり振動抑制動作を説明する図であり、（Ｉ）はコイルスプリングの横剛性＞遠心力の場合、（ＩＩ）はコイルスプリングの横剛性＜遠心力の場合を夫々示す。 図１３は、コイルスプリング保持のための環状部材を有した特許文献２におけるねじりダンパにおけるねじり振動抑制動作を説明する図である。 図１４は図１－図８に示す本発明の実施形態のねじりダンパを備えた原動機から変速機に至るまでの動力伝達系におけるトルクフローを模式的に示す線図である。 図１５は図１４に示されるトルク伝達系における入力側回転変動の出力側への伝達率を計算するためのモデルを表す線図である。 図１６は本発明のねじりダンパによるトルク変動伝達率の周波数特性を従来との比較で示す模式的グラフである。
図１はトルクコンバータを中心軸線ｌに沿った断面を示しており、インペラシェル１０にフロントカバー１１が溶接（溶接部を１３にて示す）により固定され、インペラシェル１０とフロントカバー１１により閉塞される空間内に、トルクコンバータの基本的構成要素であるポンプインペラ１２、タービンライナ１４、ステータ１６に加え、ロックアップクラッチ１８及びこの発明の実施形態のねじり振動低減置（以下ねじりダンパと称する）２０が収容される。タービンライナ１４は内周部においてハブ２２にリベット２１にて固定され、ハブ２２のボス部22-1の中心スプライン孔22-1’に、図示しない変速機の入力軸がスプライン嵌合されている。また、ステータ１６を一方向に回転可能に支持するための周知のワンウエイクラッチ２３がそのインナーレース23-1において図示しないステータシャフトにスプライン嵌合される。また、フロントカバー１１のエンジン本体側外面にボスボルト２４が溶接され、ボスボルト２４に内燃機関の図示しないクランク軸に連結される図示しないドライブプレートが固定され、これによりインペラシェル１０はエンジンのクランク軸と一体回転するようにされる。
ロックアップクラッチ１８はこの実施形態においては特許文献３と同様な多板式に構成され、クラッチパック２６、外側クラッチドラム２８、内側クラッチドラム３０、環状ピストン３２、環状セパレータプレート３４、円周方向に離間して複数配置されたリターンスプリング３６、前端が閉じた筒状部材をなし、溶接部３７によりフロントカバー１１と一体化されたパイロット３８、ピストン３２とセパレータプレート３４とパイロット３８との間に形成される環状の油圧室３９とを具備して成る。クラッチパック２６は、ドライブプレート26-1と、ドリブンプレート26-2と、ドリブンプレート26-2の両面に固着されたクラッチフエーシング26-3とから構成される。ドリブンプレート26-2は外側クラッチドラム２８と軸方向摺動自在に噛合する外歯26-2Aを有し、ドライブプレート26-1は内側クラッチドラム３０の外周溝30-1と軸方向摺動自在に噛合する内歯26-1Aを有する。ドライブプレート26-1とドリブンプレート26-2とはクラッチフエーシング26-3を間に挟みつつ軸方向に交互に位置しており、ドライブプレート26-1をクラッチフエーシング26-3を介してドリブンプレート26-2に圧着することによりトルク伝達が行なわれる。フロントカバー１１に当接し、溶接固定されるパイロット３８はフランジ部38-1を備え、このフランジ部38-1の外周面上においてピストン３２は軸方向摺動自在に案内されている。セパレータプレート３４は、パイロット３８のフランジ部38-1におけるフロントカバー１１と離間側に位置しており、スナップリング４０によってセパレータプレート３４はパイロット３８に締結される。ピストン３２は、外周においてはセパレータプレート３４に対してシールリング４１Ａにより油密に摺動自在とされ、内周においてはパイロット３８に対してシールリング４１Ｂにより油密に摺動自在とされる。パイロット３８は、本発明と直接関係しないため図示は省略するが、油圧室３９へのクラッチ作動油の導入のための通路及びクラッチ油を兼ねるトルクコンバータ油の循環のための通路を備えている。
周知のようにロックアップクラッチ１８の係合は、クランク軸の回転数が所定値を超えたとき行なわれる。クランク軸の回転数が所定値未満のときは、油圧室３９への作動油の導入は行われず、リターンスプリング３６によりピストン３２がセパレータプレート３４に当接する図１のロックアップクラッチ１８の解放状態が得られる。このとき、クランク軸の回転はフロントカバー１１及びインペラシェル１０を介してポンプインペラ１２に伝達され、ポンプインペラ１２よりタービン１４、タービン１４からステータ１６を介しポンプインペラ１２に循環されるオイルの流れにより、クランク軸の回転はハブ２２を介して図示しない変速機の入力軸に伝達され、即ち、内燃機関出力軸の回転はトルクコンバータを介して変速機に伝達される。以上のように、本実施形態においては、トルクコンバータによる駆動時はねじりダンパ２０は動力伝達には関与しない。また、油圧室３９への作動油の導入時は、ピストン３２はリターンスプリング３６に抗して図１の右方に移動され、ピストン３２によってクラッチパック２６がフロントカバー１１の受圧部11-1との間で挟着され、ドライブプレート26-1とドリブンプレート26-2とがクラッチフエーシング26-3を介して係合状態を取るロックアップクラッチ１８の係合状態に至り、内燃機関の出力軸の回転は、フロントカバー１１よりロックアップクラッチ１８及びねじりダンパ２０更にはハブ２２を介して図示しない変速機の入力軸に伝達される。ロックアップクラッチ１８の係合時は、トルクコンバータは動力伝達に関与しない。
以上の説明のように、この実施形態においては、ロックアップクラッチ１８の係合時（直接駆動時）にねじりダンパ２０は機能するようになっているが、以下ねじりダンパ２０の構成を説明すると、ねじりダンパ２０は入力部材４２と、入力部材４２に円周方向に間隔をおいて複数（この実施形態では８個）形成された入力部材側スプリング受部４４と、出力部材４６と、入力部材側スプリング受部４４と軸方向に対向した対をなすように出力部材４６に円周方向に８個形成された出力部材側スプリング受部４８と、入力部材４２のスプリング受部４４及び出力部材４６のスプリング受部４８との８個の対の夫々に収容された８個（図２参照）のコイルスプリング５０とを備える。入力部材４２は、この実施形態においては、フロントカバー１１側のフロントプレート５２とインペラシェル１０側のリアプレート５４（フロントプレート５２とで本発明の一対の環状板部材を構成する）とを中間に出力部材４６を配して一体化させた構造となっている。フロントプレート５２及びリアプレート５４は双方共に鋼板のプレス成形品である。
図２の斜視図は図１のねじりダンパ２０の各部を分解状態にて示しており、エンジン側（クランク軸側）から見て画かれている。クランク軸の回転方向はエンジン側から見ると、通常のように矢印Ａのように紙面奥方向（時計方向）であり、また、以降の図３、図４、図８においてもねじりダンパ２０はクランク軸側から見て描かれており、これらの図においては、クランク軸の回転方向と同一方向の回転は時計方向に表示される。後程図８により詳述するダンパ２０のねじり振動動作においては、入力部材４２と出力部材４６との間に配置されるコイルスプリングの弾性力下において入力部材４２と出力部材４６とは、図８（Ｂ）のようにクランク軸の回転方向と同一方向（時計方向）に振れる（回転する）動作（正転）と、図８（Ｃ）のように、反対方向（反時計方向）に振れる（回転）する動作（負転）とを交互に行なうことにより、クランク軸の回転変動の抑制を行なう。そして、以下のダンパ２０の各部の詳細構成の説明において、正転動作に関与する部位については “ａ”を付して示し、負転動作に関与する部位については “ｂ”を付して示している。図２に示すようにフロントプレート５２は円環状をなし、外周に半径外方への突起部52-1を円周方向に等間隔に形成し、リアプレート５４も円環状をなし、外周にフロント側に向けた短い軸方向突起部54-1を円周方向に等間隔に形成しており、フロントプレート５２の突部52-1をリアプレート５４の軸方向突起部54-1間の溝54-2に嵌合させ、溶接（溶接部は図１において５６にて示す）することによりフロントプレート５２及びリアプレート５４は入力部材４２として一体化されている。また、フロントプレート５２は、中心部においてフロントカバー１１に向けて突出する一体の筒状部を形成しており、この筒状部が一体のままロックアップクラッチ１８の外側クラッチドラム２８となる。即ち、鋼板からのフロントプレート５２のプレス成形時にクラッチドラム２８の成形が行なわれるようになっている。図２に示すように、円周方向に交互の凹凸部を形成しており、凹凸部における内周面における凹部28-1に図１のクラッチパック２６のドリブンプレート26-2の外周端の外歯26-2Aが噛合することにより、その回転は阻止した上でのドリブンプレート26-2の軸方向摺動が可能となる。
図１において、入力部材４２を構成するフロントプレート５２、リアプレート５４は、夫々、出力部材４６を挟んで軸方向に対向し全体として互いに離間方向に張り出すように成形された成形部60, 62を備えており、軸方向に対向した一対の成形部60, 62によって入力部材側スプリング受部４４が構成される。図２に示すように、軸方向に対向した一対の成形部60, 62により構成される入力部材４２のスプリング受部４４は、夫々のコイルスプリング５０のため円周方向に等間隔に８個設けられる。入力部材側スプリング受部４４のフロント側を構成するフロントプレート５２の一つの成形部６０の構成について説明すると、プレス成形部６０はフロント側へ張出部60-1の円周方向両側部分が図３及び図４から良く分かるように切除された形状をなしていて、そのため、フロントプレート５２の半径方向の一般面に窓枠様開口60-2が形成されている。そして、窓枠様開口60-2の円周方向に対向した一対の夫々が半径方向に延設される端部であるスプリング受座60-3a, 60-3bを形成する。上述のように、添字“ａ”は、捩じり振動の正転方向(図８のａ)、負転方向(図８のｂ)とは無関係に、そのスプリング受座がダンパ２０によるねじり振動抑制における正転動作に関与することを表し、添字“ｂ”は負転動作に関与することを表しており、スプリング受座60-3aは正転側スプリング受座と、スプリング受座60-3bは負転側スプリング受座と、夫々表現している。入力部材側スプリング受部４４のリア側を構成するリアプレート５４の一つの成形部６２の構成について説明すると、プレス成形部６２はリア側への張出部62-1の円周方向両側が切除された形状をなしていて、そのため、リアプレート５４の半径方向の一般面に窓枠様開口62-2が形成されている。そして、窓枠様開口62-2の円周方向に対向した一対の夫々が半径方向に延設される端部としての正転側スプリング受座62-3a, 負転側スプリング受座62-3bを形成する。上述のように正転、負転はねじり振動における振れ方向の基準を出力部材４６にとっているため、入力部材４２についてはクランク軸の回転方向と反対方向側端部が正転側となり、クランク軸の回転方向と同一方向側端部が負転側となる。更に、溶接部５６（図１）により一体とされたフロントプレート５２、リアプレート５４の軸方向に対向した軸方向に対向した８対の成形部60, 62において、各対の成形部60, 62を構成する曲折部60-1及び62-1、窓枠様開口60-2及び62-2、正転側スプリング受座60-3a及び62-3a、負転側スプリング受座スプリング受座60-3b及び 62-3bは、夫々、軸方向に整列するように配置される。尚、成形部60, 62の張出部60-1, 62-1の形状については図６も参照にされたい。
図２において出力部材４６も鋼板からのプレス成形品として構成され、出力側部材側スプリング受部４８が入力部材側スプリング受部４４の夫々と対をなすように円周方向に間隔をおいて８個設置され、出力側部材スプリング受部４８は円周方向に延びた略矩形の窓枠様に構成され（図４（Ｃ）参照）、各々が半径方向に延設され、円周方向に離間した一対の端部としての正転側，負転側スプリング受座48a, 48bを夫々形成する。また、出力部材４６は中心部においてリア方向に延出した筒状部46-1を形成しており、出力部材４６は、図１に示すように、筒状部46-1の端面46-1’において、リベット２１は、出力部材４６をタービンライナ１４と共にハブ２２に締結している。図１におけるリベット２１は図２では未だ取り付けられておらず、リベット２１の通し孔を図２において46-1Aにて表す。
図２は（図３も）、ねじりダンパ２０を構成する入力部材４２（フロントプレート５２及びリアプレート５４）、出力部材４６と、コイルスプリング５０とは、入力部材４２と出力部材４６との間に相対回転が正方向にも負方向にも存在しない中立状態において図示されており、この状態において入力部材４２と出力部材４６とコイルスプリング５０との組み付けが行われる。即ち、最初にフロントプレート５２の成形部６０（スプリング受部４４のフロント側部分）スプリング受座60-3a, 60-3b間にコイルスプリング５０の装着が行なわれ（コイルスプリング５０は所期設定値の荷重にて撓むことで装着され）、この状態において、コイルスプリング５０が対応のスプリング受部４８に適正に位置するように、即ち、コイルスプリング５０の端部が夫々のスプリング受座48a, 48bに対向するように装着され、次に、リアプレート５４が成形部６２にコイルスプリング５０が位置するように、即ち、コイルスプリング５０の端部が夫々のスプリング受座62-3a, 62-3bに対向するように装着され、最後に、入力部材４２を構成するフロントプレート５２とリアプレート５４が溶接部５６（図１）にて一体化され、ねじりダンパ２０として組み立てられる。この組み立て状態において、入力部材４２を構成するフロントプレート５２及びリアプレート５４の曲折部62-1及び60-1がねじりダンパスプリング５０の軸方向の保持を行なうことになることは言うまでもない。
入力部材側スプリング受部４４及び出力側部材側スプリング受部４８の構造について更に説明すると、まず、入力部材側スプリング受部４４については、フロントプレート５２の成形部６０とリアプレート５４の成形部６２とにより構成されるものであり、図４(Ａ)(Ｂ)はクランク軸側（図２の右から左）から見た成形部60, 62の形状を示しており、コイルスプリングの軸方向の保持のため曲折部60-1は紙面手前側に突出し、曲折部62-1は紙面奥側に突出する相違はあるが、実質的に同一の形状をなしていることが分る。そして、フロントプレート５２及びリアプレート５４の半径方向一般面内に位置する成形部60, 62の窓枠様開口60-2及び62-2も殆ど同一形状をなしており、窓枠様開口60-2及び62-2の円周方向の両端が正転側スプリング受座60-3a, 62-3a及び負転側スプリング受座60-3b, 62-3bを形成している。図４(Ｃ)は、出力部材４６を、同じく、クランク軸側（図２の右から左）から見てのものであり、入力部材の曲折部60-1, 62-1のような軸方向の突出部は備えず、出力部材４６は半径方向一般面内に位置する窓枠様開口として形成されたスプリング受部４８を備え、このスプリング受部４８は円周方向の両端部に正転側スプリング受座４８ａ及び負転側スプリング受座４８ｂを形成する。入力部材４２を構成するフロントプレート５２及びリアプレート５４の対をなす成形部60, 62の窓枠様開口60-2及び62-2は、入力部材４２と出力部材４６間の相対変位と無関係に軸方向にいつも芯合して位置しており、対をなす成形部60, 62の正転側スプリング受座60-3aと 62-3a間、負転側スプリング受座60-3bと 62-3b間についても同じである。これに対し、出力部材４６のスプリング受座４８については、入力部材４２と出力部材４６間の相対変位がない中立状態においては、入力部材４２の対をなす窓枠様開口60-2及び62-2と整列し、正転側スプリング受座４８ａは負転側スプリング受座60-3b及び62-3bと整列し、負転側スプリング受座４８ｂは正転側スプリング受座60-3a及び62-3aと整列するが、入力部材４２に対する出力部材４６間の相対変位（ねじり振動）が生ずると、対をなす入力部材４２の窓枠様開口60-2及び62-2に対する出力部材４６のスプリング受座４８の回転角度位置は変化され、正転側スプリング受座60-3a及び62-3aに対する負転側スプリング受座４８bの位置及び負転側スプリング受座60-3bと 62-3bに対する負転側スプリング受座４８aの位置が変化され、後述のように入力部材４２と出力部材４６との対向するコイルスプリングの圧縮によりねじり振動の抑制機能を得ることができる。
次に、入力部材側スプリング受部４４及び出力部材側スプリング受部４８について、入力部材及び出力部材の回転により惹起される遠心力下でのコイルスプリングの弾性変形の際のコイルスプリング外周部の摺動案内のための構造を更に説明すると、まず、図４(Ａ)において、入力部材側スプリング受部４４のフロント側を構成する成形部６０の窓枠様開口60-2は、半径外方の内周面において、正転側スプリング受座60-3aから幾分離間するが窓枠様開口60-2の円周方向の中央部より正転側スプリング受座60-3a側の位置において半径内方突出部としての正転側ガイド部60-4aを備え、負転側スプリング受座60-3bから幾分離間するが窓枠様開口60-2の円周方向の中央部より負転側スプリング受座60-3b側の位置において半径内方突出部としての負転側ガイド部60-4bを備える。記述のスプリング受座と同様、ガイド部についても、添字“ａ”、“ｂ”はそのガイド部が正転動作時、負転動作時に夫々機能することを表しており、回転変位における正転方向、負転方向とは無関係である。また、図４(Ｂ)において、入力部材側スプリング受部４４のリア側を構成する成形部６２の窓枠様開口62-2は、半径外方の内周面において、正転側スプリング受座62-3aから幾分離間するが窓枠様開口62-2の円周方向の中央部より正転側スプリング受座62-3a側の位置において半径内方突出部としての正転側ガイド部62-4aを備え、負転側スプリング受座62-3bから幾分離間するが窓枠様開口62-2の円周方向の中央部より負転側スプリング受座62-3b側の位置において半径内方突出部としての負転側ガイド部62-4bを備える。図４(Ａ)(Ｂ)において、組み立て状態では相互に一体化される入力部材側スプリング受部４４のフロント側（成形部６０）とリア側（成形部６２）間において、正転側のガイド部60-4a 及び62-4aは円周方向の位置及び形状は実質的に一致しており、負転側のガイド部60-4b 及び62-4bについても円周方向の位置及び形状は実質的に一致している。そして、正転側のガイド部60-4a及び62-4aは、半径内方への突出高さが負転側のガイド部60-4b 及び62-4bより幾分高くなっている。そして、正転側のガイド部60-4a及び62-4ａは、対応の成形部60, 62の円周方向の中央部側において徐々に半径方向の突出高さが低くなる傾斜面60-4a’及び62-4a’を備える。そのため、円周方向の長さについては、正転側のガイド部60-4a及び62-4aが負転側のガイド部60-4b 及び62-4bより相当長くなっている。正転側のガイド部60-4a及び62-4が円周方向に長く、負転側のガイド部60-4b 及び62-4bが円周方向に短いことから、張出部60-1, 62-1は円周方向における負転側スプリング座60-3b, 62-3bの夫々近接側に偏倚して位置しており、張出部60-1, 62-1のこのような負転側スプリング座の近接側に偏倚した位置関係についてはフロントプレート５２の張出部60-1について図３からも理解されよう。
窓枠様開口部として形成された出力部材側スプリング受部４８は、図４(Ｃ)に示すように、半径外方の内周面において、負転側スプリング受座４８bから幾分離間するが円周方向の中央部より負転側スプリング受座４８b側の位置において半径内方突出部としての負転側ガイド部48-1bを備え、正転側スプリング受座４８aから幾分離間するが円周方向の中央部より正転側スプリング受座４８a側の位置において半径内方突出部としての正転側ガイド部48-1aを備える。負転側のガイド部48-1bは、半径内方への突出高さが正転側のガイド部48-1aより幾分低く、円周方向の長さについては、正転側のガイド部48-1aが負転側のガイド部48-1bより幾分長くなっており、そのため、正転側のガイド部48-1aは、円周方向におけるそのスプリング受部４８の中央部側に向けてその半径方向高さが滑らかに減少する傾斜面48-1a’を呈している。後述のように、遠心力によるコイルスプリング５０の変位のガイド機能は、正転側のねじり振動に際しては、半径内方への突出高さが高い入力部材の正転側ガイド部60-4a, 62-4a及び出力部材の正転側ガイド部48-1aにより行なわれ、負転側のねじり振動に対しては半径内方への突出高さが低い入力部材の負転側ガイド部60-4b, 62-4b及び出力部材の負転側ガイド部48-1bにより行われるが、半径方向突出高さ低いがガイド部(60-4b, 62-4b, 48-1b)が使用される負転から半径突出高さが高いガイド(60-4a, 62-4a, 48-1a)が使用される正転への切り替え時に傾斜面60-4a’及び62-4a’及び48-1a’の存在は突出高さが低いガイド部から突出高いガイド部への円滑な乗換えを可能とする。
図３は入力側と出力側とで相対変位が無い（ねじり振動の振幅が零の）中立状態かつ無回転状態（図２のパーツを組み立てた状態）でのねじりダンパ２０の入力部材のフロント側からの正面図となっており、入力部材のリアプレート５４は外周の軸方向突起部54-1がフロントプレート５２の半径方向突起部52-1と係合する部分のみ見えている。また、出力部材４６については正転側ガイド部48-1a、筒状部46-1及びリベット２１が見えているだけであるが、入力部材のフロントプレート５２は全体が良く見えており、円周方向におけるフロントプレート５２の窓枠様開口60-2の内周面のガイド部60-4a及び60-4bとコイルスプリング５０との位置関係が良く分かると思われる。即ち、ねじりダンパ２０の中立状態においては、正転側ガイド部60-4aは正転側スプリング受座60-3aから負転側スプリング受座60-3b側に離間した第２巻目付近においてコイルスプリング５０の外周に対向し位置しており、負転側ガイド部60-4bは負転側スプリング受座60-3bから正転側スプリング受座60-3a側に離間した第２巻目付近においてコイルスプリング５０の外周に対向し位置している。また、出力部材４６については正転側ガイド部48-1aが正転側スプリング受座（図４（Ｃ）の４８a）から負転側に離間した第２巻目付近においてコイルスプリング５０の外周に対向し位置しているのが分かる。また、ガイド部のコイルスプリング対向面に対する形状であるが、フロントプレート５２及びリアプレート５４については、出力部材４６に対して両側に位置しているため、この観点での配慮が必要である。即ち、図５及び図７からよく分かるように、フロントプレート５２のガイド部60-4a, 60-4b及びリアプレート５４のガイド部62-4a, 62-4bは、後述の遠心力下でのコイルスプリング５０の半径方向変位に際しては、コイルスプリング５０の遠心力下での当接時に、コイルスプリング５０の軸方向への撓みを防止し、円滑摺動を可能とするため、これらガイド部60-4a, 60-4b及びガイド部62-4a, 62-4bおけるコイルスプリング５０との対向面はコイルスプリング５０の外周に沿った勾配を有した傾斜面をなしている。また、出力部材４６については直径上に位置しているためガイド部設けられるガイド部48-1a, 48-1bのコイルスプリング５０との対向面の形状は平坦とされている。
尚、図５、図７は未だ遠心力が加わらない組立て状態を描いているため、半径方向突出高さの高いガイド部60-4a, 62-4a; 48-1aについてもコイルスプリング５０対向面に対して幾分の隙間を残している。
また、遠心力によるコイルスプリング変位時における入力部材側のガイド部60-4a, 60-4b及び62-4a, 62-4b並びに出力部材側のガイド部48-1a, 48-1bのコイルスプリング５０に対する接触長さであるが、遠心力下でのコイルスプリングの変位を確実に抑え得る可及的に少ない長さと言い得るが、コイルスプリングの１ピッチ（１巻き分）の支持がガイド部により確実に行ない得るようにすれば足りる。
以上のように、本発明においては、各入力部材側スプリング受部４４（成形部６０及び６２の各組）の内周面におけるコイルスプリング５０のガイド部は円周方向に２箇所（正転側ガイド部（60-4a及び 62-4aの組）と負転側ガイド部60-4b及び62-4bの組）のみであり、出力部材側スプリング受部４８の内周面におけるコイルスプリング５０のガイド部も円周方向に２箇所（正転側ガイド部48-1a及び負転側ガイド部 48-1b）のみであり、入力部材側スプリング受部４４についても出力部材側スプリング受部４８についてもそれ以外の部位において、スプリング受部内周面はコイルスプリング５０の外周と当接しないようにされる。そして、入力部材側スプリング受部４４についても、出力部材側スプリング受部４８についても、スプリング受座は対向するスプリング端部に対して半径方向、特に半径外方の長さに余裕があるため、コイルスプリング５０の遠心力による半径方向の変位に対しては正転時ガイド部60-4a, 62-4a, 48-1a)並びに負転時ガイド部(60-4b, 62-4b, 48-1b)のみでコイルスプリング５０が受け止められ（摺動され）、スプリング端部は対向するスプリング受座に対し摺動変位可能な構成となっている。この構成の点は、図３にはフロントプレート５２について図示されており、スプリング受座は正転側60-3aについても負転側60-3bについてもスプリング端部50-1, 50-2の外径に対して半径外方に余裕を持っており、他の入力部材４２のリアプレート５４のスプリング受座62-3a, 62-3b及び出力部材のスプリング受座48a, 48bについても同様であり、後述の本発明のねじりダンパの動作においてスプリング端部50-1, 50-2は対向するスプリング受座に対し径方向、特に半径外方、に拘束されることはない。即ち、コイルスプリング５０は軸方向にはスプリング受座に当接する構造となっていれば十分であり、コイルスプリングの端部に通常設置されるリテーナは不要である。
次に、ロックアップクラッチ１８係合時における本発明のねじりダンパ２０の動作を遠心力下で半径外方に変位するように付勢されたコイルスプリング５０のガイド作用を中心に説明すると、図２に関連して詳細に説明したように、円周方向に複数設置されたコイルスプリング５０は入力部材４２のスプリング受部４４と出力部材４６のスプリング受部４８との夫々の組に収容されるが、図８は入力部材側スプリング受部４４と出力部材側スプリング受部４８の一つの組を模式的に示しており、区別の明確化のため、入力部材側スプリング受部４４は破線にて、出力部材側スプリング受部４８は実線にて描かれている。クランク軸回転方向はＡ(図３)にて現され、入力部材４２と出力部材４８との間に回転変動の無い中立状態（ねじりトルク＝０）の中立線をＮにて表示する。ねじり振動においては、中立状態(クランク軸はＡ方向に回転しいてる)を中心に、中立状態のクランク軸の回転に対して進む方向と遅れる方向とで入力部材４２と出力部材４６との間の相対回転が生ずる。そして、図８(Ｂ)は、出力部材４６に対して、入力部材４２がクランク軸の回転方向Ａ(図３)と同一方向に進む回転変位ａを正転と表し、図８(Ｃ)は入力部材４２が出力部材４６に対してクランク軸の回転方向Ａ(図３)と反対方向に遅れる回転変位ｂを負転とする。スプリング受部４４は、図２では正転側が60-3a, 62-3a、負転側が60-3b, 62-3bとして表されているが、組み立て状態では両者は一体に移動するので、簡明のため夫々をまとめて入力部材側スプリング受部４４の正転側、負転側の受座として44a, 44bにて表し、また、ガイド部についても図２では正転側が60-4a, 62-4a、負転側が60-4b, 62-4bとして表されているが、これもまとめて44-1a, 44-1bにて表す。図８(Ａ)は入力部材４２と出力部材４６間に相対回転が無い場合を示し、フロントプレート５２及びリアプレート５４間において、スプリング受座44-1a, 48-1b間及びスプリング受座44-1b, 48-1a間は、図示の明確化のため、少し分かれて画かれているが、円周方向位置が相互に一致し、このときコイルスプリング５０に設定荷重が加わることになる。また、中立状態においては、入力部材４２と出力部材４６間で、ガイド部についても44-1a, 48-1b間及び44-1b, 48-1a間も円周方向に位置が一致する。入力部材４２及び出力部材４６の回転下でコイルスプリング５０に生ずる遠心力はコイルスプリング５０を半径外方に付勢するが、コイルスプリング５０の外周部が、正転、負転側で半径内方への突出高さが高いガイド部である、入力部材４２の正転側ガイド部44-1a及び出力部材４６の正転側ガイド部48-1aに当接することで、コイルスプリング５０の半径外方への変位は阻止される。
正転に際しては、図８(Ｂ)に示すように入力部材４２が出力部材４８に対して右向き矢印aの方向に進み、コイルスプリング５０は、出力部材側スプリング受部４８の正転側受座４８aと入力部材側スプリング受部４４の正転側スプリング受座４４ａとの間で圧縮される。コイルスプリング５０の外周部は、正転側では、入力部材側スプリング受部４４の正転側ガイド部44-1a及び出力部材側スプリング受部４８の正転側ガイド部48-1aに当接しながら摺動される。即ち、正転に際しては、遠心力による半径外方への付勢下でコイルスプリング５０は半径内方への突出高さが高いガイド部44-1a, 48-1aにより摺動案内される。
正転側のねじり振動の振幅が最大に達するとねじり振動の振幅は減少を開始し、コイルスプリング５０に加わる荷重は減少してゆき、図８(Ａ)の中立状態を経て、図８(Ｃ)に示す負転状態に切り替わり、この場合、入力部材42が出力部材48に対して左向き矢印ｂの方向に進み(遅れ)、コイルスプリング５０は、出力部材側スプリング受部４８の負転側受座４８bと入力部材側スプリング受部４４の負転側スプリング受座４４ｂとの間で圧縮される。コイルスプリング５０の外周部は、出力部材スプリング受部４８bの負転側ガイド部48-1b及び入力部材側スプリング受部４４の負転側ガイド部44-1bに当接しながら摺動される。この正転から負転への切り替えは、ガイド部の半径内方への突出高さが突然低くなるため、コイルスプリング５０の全体が半径外方に変位するような動きを伴って行われる。このように、負転側のねじり振動に際しては、遠心力による半径外方への付勢下でコイルスプリング５０は半径内方への突出高さが低いガイド部48-1b, 44-1bにより摺動案内される。
負転側のねじり振動の振幅が最大に達するとねじり振動の振幅は減少を開始し、コイルスプリング５０に加わる荷重は減少してゆき、図８(Ａ)の中立状態を経由して、図８(B)に示す正転側での動作に移行する。
正転時に摺動を行う半径内方への突出高さが高いガイド部44-1a, 48-1aと、負転時に摺動を行う半径内方への突出高さが低いガイド部44-1b, 48-1bとの高さの差は、高さが高いガイド部と高さが低いガイド部とのコイルスプリング５０に対する同時接触が起こらない範囲で出来得る限り小さな値となるように設定される。
本実施形態においては、図８による説明のように、遠心力によるコイルスプリング５０の半径外方変位の際の案内は、正転時には半径内方への突出高さが高い入力側ガイド部 44-1a(60-4a, 62-4a)及び出力側ガイド部48-1aにより行なわれ、負転時には半径内方への突出高さが低い入力側ガイド部44-1b(60-4b, 62-4b)及び出力側ガイド部48-1bにより行なわれる。そのため、高さが低いガイドを使用する負転から高さが高いガイドを使用する正転への切り替えを円滑に行なうことができるように、高さが高い入力側ガイド部44-1a(60-4a, 62-4a)及び出力側ガイド部48-1aは夫々のスプリング受部の円周方向中央部側に高さが徐々に低くなる傾斜面44-1a’(60-4a’, 62-4a’)及び48-1a’を備えているため（図４（Ａ）－（Ｃ）も参照）、低い入力側ガイド部44-1b(60-4b, 62-4b)及び出力側ガイド部48-1bによりガイドを行なう負転から正転への切り替え時にコイルスプリング５０は曲面部44-1a’(60-4a’, 62-4a’)及び48-1a’を経由した高さが高い入力側ガイド部44-1a(60-4a, 62-4a)及び出力側ガイド部48-1aにスムースに乗り上げて行くことが可能となり、負転から正転への移行が円滑となる。
以上のように本発明の実施形態では、正転側においては、半径内方突出高さが高いガイド部44-1a, 48-1aを使用し、負転時においては、半径内方突出高さが低いガイド部44-1b, 48-1bを使用している。そのため、正転から負転への切り替え時にコイルスプリング５０の全体は、些少ではあるが、半径外方に位置を変えるような動きを行なう。このような動きは、ヒステリシストルクを些少ではあるが増大させる要因となり得る。然るに、自動車における主たる運転は前進で行われ、前進運転におけるねじり振動は正転方向が主であるため、正転側のねじり振動時に半径内方突出高さが高いガイド部を使用することにより、負転からの切り替え時における上述のヒステリシストルク増要因がねじり振動抑制に及ぼし得る悪影響を僅かではあっても少なくし得る点において有利となる。しかしながら、この若干の不利を受忍できるのであれば、正転側において半径内方突出高さが低いガイド部を使用し、負転側において高さが高いガイド部を使用することは本発明の範囲を逸脱するものではないことは言うまでもない。
図９(Ａ)は図８により説明した本発明のねじりダンパ２０における出力側の変動トルク値（変動トルクにおける出力軸側のトルク値－入力軸側のトルク値）のねじれ角θ（ねじり振動における出力部材４６と入力部材４２との回転角度差）との関係を模式的に示す。理想的なトルク変動抑制は、ねじれ角θとねじりトルクとの関係は図の一点鎖線Ｒにて示すように原点（図８(Ａ)の中立位置）を通る直線が、入力軸のトルク変動に対し、コイルスプリング５０の変形は、その収縮方向においても伸張方向においても回避できない遅延があるため，トルクの増加方向においても減少方向においても遅れて追随し、そのため実線で示すようなヒステリシス特性を呈する。特定のねじり角、例えばθ1、の値において増加方向と減少方向とのトルク値差をヒステリシストルクTH1という。そして、コイルスプリング５０の遠心力による半径外方への変位を入力側ガイド部44-1a(60-4a, 62-4a), 44-1b(60-4b, 62-4b)及び出力側ガイド部 48-1a, 48-1bで抑制する動作は摺動抵抗を生じ、摺動抵抗はコイルスプリング５０の変位によるトルク変動の抑制に際しての上記したコイルスプリング５０の変形の追従遅れに加重されるため、ヒステリシストルクの値はその分大きくなる結果となる。しかしながら、以下説明のように本発明はこの点に関して従来技術に対する優位性を持つ。
以下、本発明構成の効果上の優位性をこの明細書の冒頭で記載した従来技術との対比において説明すると、図１０(Ａ)は遠心力下のコイルスプリングの半径方向変位の抑制について格別の工夫をしない最も通常のねじりダンパを模式的に示しており、相対変形の正負方向は本発明実施例の図８と同様とし、仮に入力側のコイルスプリング受部を１４４とし、出力側のコイルスプリング受部を１４８とする。入力部材１４４が出力部材(コイルスプリング受部１４８)に対し正転側（図１０の右側）に進む回転変位の場合を考えると（負転側の説明は省略するが同様となる）、図１０(Ｂ)のようにコイルスプリング１５０は、出力側コイルスプリング受部１４８の正転側スプリング受座148aと入力側コイルスプリング受部１４４の正転側スプリング受座144aとの間で変形する。コイルスプリング１５０の横剛性が遠心力に打ち勝てる程大きい場合は、コイルスプリング１５０は撓まないままコイルスプリング入力部材側端部150aが半径外方に大きく変位し、出力側コイルスプリング受部１４８の内周面に当接・摺動し、コイルスプリング入力部材側端部150aの回転方向変位が最大となる部位にて、遠心力により、出力側コイルスプリング受部１４８内接面と接触（黒塗りの領域150’で示す）し、図９（Ｂ）で示すように同一ねじれ角度θ1において、より大きなヒステリシスTH1'が生ずる。また、レイアウト上の制約等により、径が小さく長いコイルスプリング１５０を外周側に設置する場合は、（Ｃ）に示すように横剛性が足りずコイルスプリング１５０が撓み、対向面との接触（コイルスプリング１５０の接触部を模式的にｒの周長に亘った黒塗りの領域にて示す）による摺動が発生する。このときのコイルスプリング１５０の撓みの大きさを図１１(Ａ)に模式的に示すが、入・出力軸間の相対変位によりコイルスプリング１５０両端に加わる圧縮荷重Ｐに対し、中央部で大きな撓みδが生じ、図の角度γに依存する大きな圧縮荷重垂直分力が生じ、コイルスプリング１５０が対向面に当接しながら摺動するので、追加的な摺動部が生じ同一ねじり角度θ1でも図９（Ｂ）に示すより大きなヒステリシスTH1’が生ずる。これに対し、本発明においては、コイルスプリング５０の端部50-1, 50-2は、入・出力軸間の相対変位の間において、スプリング受部４４及び４８の半径方向対向内面と当接しないよう（図８(Ｂ)(Ｃ)）にされているので、従来構造（図１０，(Ｂ)（C））のようなコイルスプリング１５０端部のコイルスプリング受部内周面に対する摺動は起こらない。また、本発明においては、遠心力下でのコイルスプリング５０の変位に対するガイドは、図８(Ｂ)(Ｃ)で説明したように、正転では44-1a, 48-1aの２箇所、負転では48-1b, 44-1bの円周方向２箇所のガイド部でガイドされおり、コイルスプリング５０の変形時のコイルスプリング受部44, 48対向面との摺動時におけるコイルスプリング５０の圧縮荷重の垂直分力が殆ど零であるため、スプリング圧縮荷重によるヒステリシストルクの増加分を抑制することができる。即ち、図１１(Ｂ)で示すようにコイルスプリング５０の撓みは中央部でδ1、両端でδ2となり、コイルスプリング５０の円周方向全長に亘る撓みが小さく抑えられ、コイルスプリング５０の座屈が防止され、かつ撓みが殆ど零に近いガイド部44-1a, 48-1a（正転時）、48-1b, 44-1b（負転時）のみで行われることが確保され、図１０（Ｃ）で説明した従来技術における大きなヒステリシスの発生を防止することができる。
従来技術としての特許文献１との対比では、図１２に示すように特許文献１はスプリング受部244, 248に収容されるコイルスプリング２５０の両端が夫々のスプリングシート252-1, 252-2に拘束されているから、コイルスプリング２５０の曲げ剛性がコイルスプリング２５０にかかる遠心力より大きいＩの場合には、(Ａ)の中立状態から(Ｂ)のように相対変位（正転の場合）が起こっても、摺動が起こらないため、摺動によるヒステリシスが殆ど零となるが、コイル径が小さく、長さが長いコイルスプリング２５０を設置径の大きな部位にレイアウトが必要となる場合は、コイルスプリング２５０の曲げ剛性がコイルスプリング２５０にかかる遠心力より小さくなり、この場合はIIに示すように、遠心力の影響下でコイルスプリング２５０が中央部で撓み、対向面２４８との接触が起こり（黒丸にて示す）、(Ｃ)の中立状態から（Ｄ）の相対変位により摺動がコイルスプリング２５０の中央部の撓みが大きい箇所（図中コイルスプリング２５０に付した黒丸にて示す）で発生し、図１０（Ｃ）について図１１（Ａ）に関連して説明した場合における図９(Ｂ)のような大きなヒステリシス）が起こるが、本発明ではガイド部48-1a, 44-1a（図８(Ｂ)）;44-1b, 48-1b（図８(Ｃ)）において撓みの小さい箇所で摺動が起こるので、 特許文献１でヒステリシスが大きくなる図１２(Ｄ)よりヒステリシスを抑えることができる。
また、従来技術としての特許文献２との対比では、図１３に示すようにコイルスプリング３５０の外周が入・出力軸のトルク伝達に関与しない環状部材３００に当接しており、入・出力軸間の相対変位により入力側スプリング受部３４４と出力側スプリング受部３４８間でコイルスプリング３５０の圧縮があっても環状部材３００が回転するだけで、コイルスプリング３５０と対向面との摺動が起こらない。この場合、コイルスプリング３５０の変形に応じて環状部材３００が回転することが必要であり、そのためには、全長に亘った環状部材３００の内周との均等接触を確保するようにスプリング長が短く横剛性が低いことが必要であり、これを(Ａ)にコイルスプリング３５０が黒丸で示したように全長で均等に接触している状態として模式的に図示している。しかしながら、長いスプリング３５０の場合には、環状部材３００の内面との均一接触が得られなくなる。この状態を図１３(Ｂ)では黒丸で示すようにコイルスプリング３５０と環状部材３００との接触が局部的に不均等に接触している様子として模式的に表す。その結果、コイルスプリング３５０の変形に応じた環状部材３００のスムースな回転が得られないため、所期の性能が得られない恐れがあり、また、環状部材は出来うる限りの軽量であることが望ましいが、軽量化による強度低下は変形によるコイルスプリングの伸縮動作の異常や環状部材の変形や破損の懸念があった。本発明は、環状部材３００を使用することなく、また、コイルスプリングの設置上の制約なくヒステリシストルクの抑制を実現することができる。
本発明の実施形態である図１の構成において、ロックアップクラッチ１８の係合は、油圧室３９に導入される作動油圧により惹起され、このとき、ピストン３２はリターンスプリング３６に抗して図１の右側に変位され、クラッチパック２６はピストン３２とフロントカバー１１の受圧部11-1との間で挟着され、ロックアップクラッチ１８のドライブプレート26-1とドリブンプレート26-2はクラッチフエーシング26-3を介して係合され、フロントカバー１１と一体の内側クラッチドラム３０と外側クラッチドラム２８が一体回転し、ねじりダンパ２０の入力部材４２（フロントプレート５２及びリアプレート５４）はそのためフロントカバー１１と一体回転する。入力部材４２の回転はコイルスプリング５０を介して出力部材４６に伝達され、タービンライナ１４を回転（空転）させるとともに、ハブ２２を介してハブ２２にスプライン嵌合される図示しない変速装置の入力軸に伝達される。図１４は、このようなロックアップクラッチ係合時における本実施形態の動力伝達系における動力源から車体に至るトルクフローを模式化して表したものであり、動力源の回転トルクはロックアップクラッチから第１弾性体（本実施形では態円周方向に８個設けたコイルスプリング５０）を介して変速機に伝達され、更に、変速機から第２弾性体（変速機から車体に至るドライブシャフトの捻り弾性）を経由して車体に加わり、このようなトルクフローより、振動計算のため図１５のような本実施形態のトルク伝達系のモデル化が可能である。この振動計算モデルは、原動機（内燃機関）のクランク軸からフロントカバー１１、パイロット３８、クラッチパック２６、外側ドラム２８、内側ドラム３０、ピストン３２、セパレータプレート３４、及び入力部材４２等の原動機から入力部材 ４２等から成る原動機側回転質量部８０が、８個のコイルスプリング５０よりなるねじり剛性部８２によって、出力部材４６、ハブ２２、タービンライナ１４及び図示しない変速機からなる変速機側回転質量部８４に接続され、変速機側回転質量部８４が自動車ドライブシャフトよりなるねじり剛性部８６を介して車体88に接続される、自由度２のねじり振動モデルとして構成される。図１５の振動計算モデルにおいて、図中の符号は：

I1：原動機側回転質量部８０の慣性モーメント
I2：変速機側回転質量部８４の慣性モーメント
K1：捻り剛性部８２（コイルスプリング５０）のねじり剛性
K2：捻り剛性部８６（自動車ドライブシャフト）のねじり剛性
C1：捻り剛性部８２の減衰係数
T1：原動機側より入力されるトルク変動（周期ω）
TH1：ヒステリシストルク
θ1：原動機側回転質量部８０の回転変位
θ2：変速機側回転質量部８４の回転変位
を夫々表す。図１５の振動計算モデルにおいて以下の運動方程式が成立する。

I1(d2θ1/dt2)+C1(dθ1/dt-dθ2/dt) ＋K1 (θ1－θ2)
+TH1×Sign (dθ1/dt-dθ2/dt)＝T1×sinωt (1)
I2(d2θ2/dt2)+C1(dθ2/dt- dθ1/dt) ＋K2 (θ2－θ1)
+TH1×Sign (dθ2/dt-dθ1/dt)＝0 (2)
ここにSignは符号関数で括弧内の関数の値が正のときは１、負のときは－１、零のときは零を返す。
以上の運動方程式(1)及び(2)より数値計算を実行し、得られたトルク変動の伝達率の計算結果を図１６において、周波数を横軸(Hz)、トルク変動の伝達率を縦軸にとって示す。本発明を実線にて、従来技術を破線にて示す。本発明のねじりダンパにおいても従来技術のねじりダンパにおいても、トルク変動の伝達率は６Ｈｚ付近における第１次共振のピークＰ1から周波数の増加に応じて減少し、１１Ｈｚ付近の第２次共振のピークＰ2を経て単調減少する特性を呈する。騒音が問題となる許容伝達率の上限としては２０Ｈｚより少し低いＦvの周波数で－２０dB付近の値であるＬvより小さい要請があり、従来技術の特性（破線）はかろうじてこの特性を満たすが、本発明の特性（実線）はトルク伝達の許容上限値Ｌvに対してΔ1の余裕分を持つことができ、この余裕分Δ1 に応じてロックアップクラッチ係合時の回転数を下げても騒音上問題がないこと意味し、本発明の構造の優位性となることが分かる。
１０…インペラシェル
１１…フロントカバー
１２…ポンプインペラ
１４…タービンライナ
１６…ステータ
１８…ロックアップクラッチ
２０…ねじりダンパ（ねじり振動低減置）
２６…クラッチパック
２８…外側クラッチドラム
３０…内側クラッチドラム
３２…環状ピストン
３４…環状セパレータプレート
３６…リターンスプリング
３８…パイロット
３９…環状の油圧室
４２…入力部材
４４…入力部材側スプリング受部
44a, 44b…入力部材の正転、負転側スプリング受座
44-1a, 44-1b…入力部材側スプリング受部の正転、負転側ガイド部
44-1a’… 入力部材側スプリング受部の正転側ガイド部の傾斜面
４６…出力部材
４８…出力部材側スプリング受部
48a, 48b…出力部材側スプリング受部の正転、負転側スプリング受座
48-1a, 48-1b…出力部材側スプリング受部の正転、負転側ガイド部
48-1a’…出力部材側スプリング受部の正転側ガイド部の傾斜面
５０…コイルスプリング
５２…入力部材のフロントプレート
５４…出力部材のリアプレート（フロントプレートとで本発明の一対の環状板部材を構成）
60; 62…入力部材側スプリング受部を形成する成形部
60-1; 62-1…張出部
60-2; 62-2…窓様開口
60-3a, 60-3b: 62-3a, 62-3b…成形部の正転、負転側スプリング受座
60-4a, 60-4b: 62-4a, 62-4b…成形部の正転、負転側ガイド部
60-4a’; 62-4a’… 成形部における正転側ガイド部の傾斜面

Claims (4)

  1. 回転駆動源側の入力部材と、被駆動体側の出力部材と、入力部材に円周方向に間隔をおいて複数形成され、各々が円周方向に対向したスプリング受座を形成した入力部材側スプリング受部と、各入力部材側スプリング受部と軸方向に対向した対をなすように出力部材に円周方向に間隔をおいて複数形成され、各々が円周方向に対向したスプリング受座を形成した出力部材側スプリング受部と、軸方向に対向する各対の入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部におけるスプリング受座間に配置されたコイルスプリングとを具備し、各コイルスプリングは円周方向の各端部において夫々対向するスプリング受座に弾性変形下で当接するようにされ、出力部材の入力部材に対する回転駆動源の回転方向と同一方向への回転変位（正転）に対しては、出力部材の正転側スプリング受座と入力部材の正転側スプリング受座との間でコイルスプリングの弾性変形が行なわれ、出力部材の入力部材に対する回転駆動源の回転方向と反対方向への回転変位（負転）に対しては、出力部材の負転側スプリング受座と入力部材の負転側スプリング受座との間でコイルスプリングの弾性変形が行なわれ、コイルスプリングの前記弾性変形により回転変位を低減するようにしたねじり振動低減装置であって、各対の入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部の各々において、遠心力下でのコイルスプリングの半径外方変位に対してコイルスプリング端部は対向するスプリング受座に対して非拘束とされており、かつ各対の入力部材側スプリング受部及び出力部材側スプリング受部の各々は、遠心力下でのコイルスプリングの半径外方変位の拘束及びねじり振動低減のためのコイルスプリングの弾性変形の際のコイルスプリングの摺動案内のため、コイルスプリングの外周と対向する内周面における各スプリング受座から円周方向中央部側に離間した部位においてコイルスプリングとの局部的接触を許容する一対のガイド部を形成した回転変動低減装置。
  2. 請求項１に記載の発明において、スプリング端部を該スプリング端部が当接するスプリング受座に対し半径外方に非拘束とするため、各スプリング受座は、該各スプリング受座に当接するコイルスプリング端部を半径方向摺動可能とするべく形成されるねじり振動低減装置。
  3. 請求項１若しくは２に記載の発明において、入力部材は出力部材を軸方向に挟むように配置され、相互に一体連結された一対の環状板部材より構成され、前記入力部材側スプリング受部の各々は一対の環状板部材における軸方向に整合しつつ対向しかつ反対方向の張出部を有した成形部の対として構成され、各対の成形部において環状板部材の一般面に形成される軸方向に整列した窓様開口部の円周方向における軸方向に整列した対向端部が入力部材の前記スプリング受座を構成するねじり振動低減装置。
  4. 請求項３に記載の発明において、前記一対の環状板部材の各々におけるガイド部は直径面における横断面においてコイルスプリング外径の曲面に沿った勾配の内周面形状を呈するようにされるねじり振動低減装置。
JP2019172973A 2018-02-20 2019-09-24 ねじり振動低減装置 Active JP7202993B2 (ja)

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