JPH04171344A - ロックアップクラッチ付き流体伝動装置のダンパ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ロックアツプクラッチ付き流体伝動装置に
設けられているダンパ機構に関するものである。

従来の技術 周知のように流体伝動装置は、入力された駆動力によっ
て流体の流れを生じさせ、その流体の流れが出力側の部
材に作用してこれを回転させることにより動力の伝達を
行なう装置である。この種の装置では、入力側の部材と
出力側の部材とに不可避的な回転数差があるために動力
損失が生じる不都合がある。そのため例えば車両用のト
ルクコンバータにおいては、動力損失に起因する燃費の
悪化を防止するために、ロックアツプクラッチを設けて
いる。

車両用のトルクコンバータにおける一般的なロックアツ
プクラッチは、フロントカバーの内面とタービンランナ
との間に配置され、フロントカバ−とロックアツプクラ
ッチとの間からフルードをドレンすることにより、ある
いはタービンランナ側の油圧を高めることによりロック
アツプクラッチをフロントカバーに押し付け、これによ
りロックアツプクラッチを係合状態として入力要素であ
るフロントカバーから出力要素である出力軸に直接トル
クを伝達するよう構成されている。

したがってロックアツプクラッチを係合させた状態では
、入力要素と出力要素とを機械的に直結した状態になる
ので、動力損失が生じない反面、これらの要素の開でト
ルク変動に伴う振動をも伝達してしまうことになる。そ
こで従来では、ロックアツプクラッチにダンパスプリン
グを主体とするダンパ機構を組み込んで、振動を低減す
るようにしている。このダンパ機構としては、予想され
る最大入力トルクを吸収できる容量を備えていることが
、先ず必要であるが、大トルクに耐え得るようにばね定
数の大きいダンパスプリングを使用すると、振動を充分
低減できなくなり、またこもり音が大きくなる不都合が
生じる。このようにダンパ機構には、強度上、ばね定数
をある程度大きくすることが要求され、これとは反対に
振動の低減のためには、ばね定数を小さくすることが要
求される。従来、これら相反する要求を渦すために、ば
ね定数の異なる複数種類のダンパスプリングを使用して
、ダンパ機構を構成することが行なわれている。

その−例が特開昭６１．−２５２９６４号公報に記載さ
れており、これを簡単に説明すれば以下のとおりである
。

すなわち第１５図および第１６図において、トルクコン
バータ１のハウジング２内には、ポンプインペラ３と、
このポンプインペラ３と対向して配置されたタービンラ
ンナ４と、ポンプインペラ３とタービンランナ４との間
に配置したステータ５と、フロントカバー２ａとタービ
ンランナ４との間に配置したロックアツプクラッチ６と
が設けられている。

このロックアツプクラッチ６は、フロントカバー２ａの
内側面に対して係合および解除される円盤状の駆動側部
材７と、この駆動側部材７に対向して配置した円盤状の
被駆動側部材９とを有している。

また被駆動側部材９は、駆動側部材７の外周部に連結さ
れた第１プレート９ａと、この第１プレート９ａに対し
て第１ダンパスプリング１０を介して連結された第２プ
レート９ｂと、この第２プレート９ｂに第２ダンパスプ
リング１１を介して連結された第３プレート９Ｃとによ
って構成されており、その第３プレート９がトルクコン
バータ１の出力軸８にスプライン嵌合させたハブ４ａに
タービンランナ４と共に固定されている。そして上記の
第１ダンパスプリング１０と第２ダンパスプリング１１
とは、ばね定数が互いに異なっており、例えば第１ダン
パスプリング１０のばね定数が第２ダンパスプリング１
１のばね定数より小さい値に設定されている。

したがって上記従来のトルクコンバータ１では、ロック
アツプ状態での入力トルクが小さければ、第１ダンパス
プリング１０が伸縮してトルク変動を吸収し、また大ト
ルクが入力された場合には、ばね定数の大きい第２ダン
パスプリング１１が圧縮されてトルクを吸収する。すな
わち低トルク時では所定トルクに対するロックアツプク
ラッチ６のねじれ角が大きくなり、また大トルク時では
所定トルクに対するロックアツプクラッチ６のねじれ角
が小さくなり、ばね特性は二段に変化するものとなる。

その結果、通常の走行状態におけるエンジントルクの変
動に起因するこもり音の発生は、ばね定数の小さい第１
ダンパスプリング１０が作用することによって防止し、
また−時的に入力される大トルクに対しては、ばね定数
の大きい第２ダンパスプリング１１が作用して損傷を防
止するようになっている。

発明が解決しようとする課題 ばね定数の相違するダンパスプリングを使用したダンパ
機構は、大きな衝撃トルクにも耐え得る利点があるので
、オフロード車のようにタイヤから大トルクが比較的頻
繁に入力されるこＬのある車両には特に有効な機構であ
る。しかしながらばね定数が所定のねじれ角を境にして
大きく変化するために、以下のような不都合があった。

すなわち衝撃トルクが入力された場合、先ずばね定数の
小さいダンパスプリングが急速かつ大きく圧縮され、し
かる後、ねじれ角かばね定数の変化する角度になると、
この時点でダンパ機構を介して急激かつ大きなトルクが
伝達されることになるため、車両の出力軸のトルクが急
激に変化する。

これは駆動機構にガタがある場合に生じるような衝撃と
して搭乗者に体感され、乗心地や車両の安定性を損う原
因となるおそれがある。

また前述した従来の構成では、ばね定数が所定のねじれ
角度で急激かつ大きく変化することになるから、例えば
不整地の走行中にタイヤから大きな衝撃トルクが入力さ
れ、その結果、ばね定数の大きいダンパスプリングをも
圧縮させ、しかる後、タイヤからのトルクの入力がなく
なった場合には、ばね定数の大きいダンパスプリングに
蓄積されたエネルギが、ばね定数の変化点すなわちねじ
れ角かばね定数の変化する角度になる時点まで急激に放
出される。これは入力トルクが大きく変化した場合と類
似した状況であって、このトルク変動はばね定数の小さ
いダンパスプリングによって低減させることになるから
、ねじれ角が大きくかつゆっくり繰返し変化する所謂シ
ャクリを惹き起すおそれがある。

このように上記のトルクコンバータでは、ロックアツプ
クラッチのダンパ機構におけるばね特性が、所定のねじ
れ角で急激に変化するため、ショックやシャクリが生じ
る不都合があった。

この発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、ばね特
性が所定のねじれ角で変化し、しかもシャクリを効果的
に防止することのできるダンパ機構を提供することを目
的とするものである。

課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、ポンプイン
ペラを一体に連結した入力要素と、タービンランナを一
体に連結した出力要素と、前記入力要素に選択的に係合
させることにより入力要素から出力要素に動力を伝達す
るロックアツプクラッチと、ロックアツプクラッチに負
荷されるねじりトルクに応じて圧縮されるダンパスプリ
ングとを有し、前記ダンパスプリングを圧縮する方向の
所定のねじれ角度においてばね特性が変化するロックア
ツプクラッチ付き流体伝動装置のダンパ機構において、
ばね特性が変化する前記所定のねじれ角度以上の所定の
角度範囲および以下の所定の角度範囲の少なくともいず
れか一方の角度範囲で、ねじり作用に対して抵抗力を生
じる粘性減衰機構が設けられていることを特徴とするも
のである。

作　　　用 この発明における流体伝動装置では、ロックアツプクラ
ッチを係合させることによりロックアツプクラッチにね
じりトルクが作用し、そのトルクの大きさに応じてダン
パスプリングが圧縮される。

ダンパスプリングを圧縮することに伴うねじれ角度が予
め定めた所定の角度に達すると、ばね特性が変化し、そ
れ以上の角度では、入力トルクの変化に対するねじれ角
の変化の割合が、それ以下の角度領域とは異なる。この
ばね特性が変化するねじれ角度を仮に変化点と称すると
、この発明のダンパ機構では、ねじれ角がこの変化点に
達する直前もしくは変化点に達すると同時あるいはその
直後の少なくといずれかの時点で粘性減衰作用が生じる
。これはねじれ角が変化点以上になった後、入カド、ル
クが減少するとともにダンパスプリングに蓄えられたエ
ネルギが放出されることによってねじれ角が変化点を越
えて減少する場合にも同様に生じる。

したがってこの発明では、変化点の直前で粘性減衰作用
が生じるようにすることにより、出力軸トルクの変化と
して、あるいは車両の挙動として変化点が顕著には生じ
なくなる。また変化点の前後のいずれかで粘性減衰作用
が生じることにより、ばね定数が変化することに起因す
るシャクリ、換言すれば大きい衝撃トルクが入力された
場合のシャクリが防止される。

実　　施　　例 以下、この発明の実施例を第１図ないし第１４図を参照
して説明する。

先ず第１図ないし第６図を参照して第１の実施例を説明
する。第１図に示すトルクコンバータ２１は、ロックア
ツプクラッチおよびダンパ機構ならびに粘性減衰機構を
除いた他の機構を従来のトルクコンバータとほぼ同一に
構成したものであって、エンジンの出力軸（図示せず）
に取付けたドライジブ１／−ト２２を連結するハウジン
グ２３はフロントカバー２３８とポンプインペラ２４の
ケースとによって構成されており、このハウジング２３
内にはポンプインペラ２４からＡＴオイルを介してトル
ク伝達されるタービンランナ２５がポンプインペラ２４
に対向して配置され、またタービンランナ２５からポン
プインペラ２４へ向うＡＴオイルの流れの方向を変換す
るステータ２６が、タービンランナ２５とポンプインペ
ラ２４との間に配置されている。さらにタービンランナ
２５は、出力軸２７にスプライン嵌合させたハブ２７ａ
に取付けられており、このハブ２７ａの外周部には、タ
ービンランナ２５とフロントカバー２３ａとの間に位置
するほぼ円盤状の被駆動側部材２８が軸線方向に移動（
２得るようスプライン嵌合している。

また、この被駆動側部材２８とフロントカバー２３８と
の間には、駆動側部材２９が配置されている。この駆動
側部材２９は、第１図に断面で示すように、被駆動側部
材２８に対向する円盤状の部分と、その外周部において
軸線方向に延びた円筒状の部分とを有しており、その円
筒状部分で被駆動側部材２８に嵌合している。

この駆動側部材２９について更に説明すると、第２図に
示すように、駆動側部材２９のうち被駆動側部材２８と
対向する面には、同心円状の６本の環状リブ２９ａ、２
９ｂ、　　・・・・・・２９ｆが、外周側から順に所定
の間隔に突出して形成されており、これらの環状リブ２
９ａ、２９ｂ、　　・・・・・・２９ｆの相互の間、す
なわち５つの谷部のうち、環状リブ２９ｂ、２９ｃ問お
よび環状リブ２９ｄ、２９ｃ間を除く３つの谷部には、
ダンパスプリング用のストッパリブ３０が、円周を４等
分する位置でかつそれぞれ同心円の一部を成す円弧状に
突出して形成されている。換言すれば、ストッパリブ３
０が残るよう環状のリブの一部を所定長さに亘って切除
して円弧状の切欠部が形成されている。なお、最外周の
谷部におけるストッパリブ３０と中間部の谷部における
ストッパリブ３０とは、第２図に示す中心角が０１にな
る長さに設定される。

そしてその切欠部に以下に述べるダンパスプリングが収
容されている。すなわち、ストッパリブ３０がそれぞれ
形成された３つの谷部には、従来のこの種の用途に使用
されているダンパスプリングよりもばね定数が小さい第
１ダンパスプリング３１　ａ、　　３　ｌ　ｂ、　　３
１　ｃが、各谷部ごとに８個、合計２４個収容されてい
る。その設置状態は第２図に具体的に示してあり、円周
方向で隣り合うストッパリプ３０同土間、すなわち各切
欠部には、それぞれ一対の第１ダンパスプリング３１ａ
、３１ｂ、３１ｃがスペーサブロック３２を挟み込んだ
状態で嵌め込まれている。なお、スペーサブロック３２
は円周方向に移動可能であって、これはダンパスプリン
グ３１ａ、〜３１ｃの１本ごとの長さを短くしてその座
屈を防ぐために設けたちのである。

さらにストッパリブ３０を設けていない谷部のうち環状
リブ２９ｂ、２９ｃ間の谷部には、円周を４等分する位
置でかつ前記ストッパリブ３０の位置から円周方向に１
５度回転した位置に、４対の円弧状の粘性減衰リブ３３
が一定間隔ごとに形成されている。この粘性減衰リブ３
３は、第２図に示すように中心角がθｂとなる長さの２
条のリブを１組とするものであって、それぞれ対をなす
粘性減衰リブ３３の間には第２ダンパスプリング３６ａ
が嵌め込まれている。なおこの第２ダンパスプリング３
６ａはばね定数が第１ダンパスプリング３１ａ、〜３１
ｃと同じあってもよく、あるいは異なっていてもよい。

他方、被駆動側部材２８において、駆動側部材２９と対
向する面のうち円周を４等分するそれぞれの位置には、
第３図に示すように、同心円の一部を成す円弧状の複数
の押動リブ３４が形成されている。この押動リブ３４は
、駆動側部材２９と被駆動側部材２８とが相対的に回転
した際に、前記ストッパリブ３０と共にダンパスプリン
グ３１ａ、〜３１ｃを押して圧縮するものであって、駆
動側部材２９側のストッパリブ３０および環状リブ２９
ａと間に若干の間隙をあけてこれらのリブ３０．２９ａ
、〜２９ｆと凹凸嵌合するように形成されている。

さらに被駆動側部材２８には４対の減衰リブ３５が形成
されている。これらの減衰リブ３５は、前述した駆動側
部材２９に形成しである粘性減衰リブ３３に対応するも
のであって、粘性減衰リブ３３と凹凸嵌合する位置に３
条を１組としかつ中心角がθｂとなる円弧状のリブとし
て形成されている。またその円周方向の位置は第３図に
示すように前記の押動リブ３４から約１５度回転した位
置であり、したがって駆動側部材２９と被駆動側部材２
８とを組付けた初期状態では粘性減衰リブ３３と減衰リ
ブ３５とは円周方向に外れて位置し、互いに嵌合してい
ない状態となるようになっている。そしてこれら互いに
対をなす減衰リブ３５の間に第２ダンパスプリング３６
ｂが嵌め込まれている。

なお、第４図にこれらのリブ２９ａ、〜２９ｆ。

３０．３３，３４．３５の嵌合状態を示す。

また、被駆動側部材２８と駆動側部材２９との内外周の
摺接部分がＸ型シールによってシールされており、これ
らのＸ型シールで密閉された被駆動側部材２８と駆動側
部材２９との間の中空部には、シリコンオイル等の高粘
性油が、適量の空気と共に封入され、ここに可変容量型
の粘性減衰機構３７が構成されている。

さらにフロントカバー２３ａの内側に摩擦材４０が貼着
されており、この摩擦材４０に前記駆動側部材２９が押
し付けられることにより、入力トルクが駆動側部材２９
およびダンパスプリング３１ａ、　〜３１ｃ、３６ａ、
３６ｂならびに被駆動側部材２８を経て出力軸２７に伝
達されるようになっている。すなわちここにロックアツ
プクラッチ３９が形成されている。

次に、上記のように構成されたトルクコンバータ２１の
作用を説明する。

車両の走行状態がロックアツプ領域に達していない状態
では、フロントカバー２３ａと駆動側部材２９との間の
圧力が高められて駆動側部材２９がフロントカバー２３
ａの内面に貼着した摩擦材４０から離れており、すなわ
ちロックアツプクラッチ３９が解除された状態にあり、
この状態では、ハウジング２３と一体のポンプインペラ
２４からＡＴオイルを介してタービンランナ２５にトル
クが伝達され、更に出力軸２７にトルクが伝わる。

このように低速時には、流体を介したトルク伝達が行な
われるので、トルク変動による振動は、トルクコンバー
タ２１がスリップすることによってカットされる。

そして、例えば車速が増して車両の走行状態がロックア
ツプ領域に達すると、フロントカバー２３８と駆動側部
材２９との間の油圧に対してタービンランナ２５側の油
圧Ｐａが相対的に高められ、その結果、被駆動側部材２
８がフロントカバー２３ａ側（第１図において左側）へ
移動する。この被駆動側部材２８と駆動側部材２９との
間には、高粘性油が適量の空気と共に封入されているか
ら、被駆動側部材２８の移動に伴って駆動側部材２９が
高粘性油や空気封入した空気を介してフロントカバー２
３ａ側に押され、前記摩擦材４０に押し付けられる。す
なわちロックアツプクラッチ３９が係合する。その場合
、駆動側部材２９が摩擦材４０に接触し始めた時点では
、高粘性油と共に封入されている空気が未だ圧縮されて
いないから、ロックアツプクラッチ３９の係合圧は低く
、その後、被駆動側部材２８が更に移動して駆動側部材
２９に接近することにより前記の空気を圧縮すると、駆
動側部材２９と被駆動側部材２８との間の圧力が次第に
高くなり、それに伴ってロックアツプクラッチ３９の係
合圧も高くなる。すなわち高粘性油と共に封入されてい
る空気が緩衝作用を行ない、ロックアツプクラッチ３９
の係合圧は徐々に高まることになる。

ロックアツプクラッチ３９が係合した状態では、入力ト
ルクの大半を駆動側部材２９と被駆動側部材２８とを介
して出力軸２７に伝達することになるから、これらの二
つの部材２９．２８の間にはねじりトルクが作用するこ
とになる。したがって入力トルクが所定のトルク以下で
あれば、ばね定数の小さい第１ダンパスプリング３１ａ
、〜３ｊＣが圧縮されて駆動側部材２９と被駆動側部材
２８との間に相対的なねじれが生じる。また入力トルク
が更に大きくなれば、第２ダンパスプリング３６ａ、３
６ｂをも圧縮され、過負荷を防止する。

したがって駆動側部材２９と被駆動側部材２８との相対
的なねじれ角（以下、単にねじれ角と記す）が所定値以
下であれば、第１ダンパスプリング３１ａ、〜３１ｃに
よって振動を低減させ、またねじれ角が所定値以上であ
れば、第１および第２のダンパスプリング３１ａ、〜３
１ｃ、３６ａ、３６ｂによって入力トルクを吸収するこ
とになり、ばね特性は二段に変化する特性となる。

これらのダインパスブリング３１ａ、〜３１ｃ。

３６ａ、３６ｂの作用を第５図（＾）　〜（Ｄ）ノｍ式
図を参照して説明する。これらの図は前述した各リブを
直線状に延ばして示す展開図であって、第５図（＾）は
ロックアツプクラッチ３９にねじりトルクが作用してい
ない状態を示（７ている。この状態では、駆動側部材２
９のストッパリブ３０と被駆動側部材２８の押動リブ３
４とが完全に嵌合しており、すなわち半径方向において
オーバーラツプしており、そのラップ長さ１１は最も長
くなっている。また粘性減衰リブ３３と減衰リブ３５と
は最大の間隔で離れており、これは第４図および第５図
（＾）に中心角の値として示すθｃ１すなわち組付状態
での開き角θＣで表される。そしていずれのダンパスプ
リング３１ａ、〜３１ｃ、３６ａ、３６ｂにも組付は時
以」二の圧縮力は作用していない。

トルクコンバータ２１にトルクが入力されると、ロック
アツプクラッチ３９にねしりトルクが作用し、駆動側部
材２９と被駆動側部材２８とはねじられた状態となる。

第５図ＦＢ）はねじれ角がストッパリブ３０の中心角θ
−よりわずか大きい角度となるまでロックアツプクラッ
チ３９がねしられた状態を示しており、この状態では、
ストッパリブ３０と押動リブ３４とが相対的に円周方向
に移動してその嵌合が解消され、その結果、第１ダンパ
スプリング３１ａ、〜３１ｃはストッパリブ３０と押動
リブ３４とによって圧縮されている。またこれ以上のね
じれ角では、これらのリブ３０゜３４のラップ長さは“
０”になる。他方、第５図ＣＢ）の状態では、ねじれ角
が、粘性減衰リブ３３と減衰リブ３５との初期の開き角
度θＣに至ってい・ないので、これらのリブ３３．３５
は半径方向においてオーバーラツプしていず、また第２
ダンパスプリング３６ａ、３６ｂには初期の組付は時以
上の圧縮力は作用していない。

入力トルクが大きいことにより、ねじれ角が粘性減衰リ
ブ３３と減衰リブ３５との初期の開き角度００以上にな
ると、これらのリブ３３．３５が嵌合し始める。第５図
（Ｃ）はその状態を示しており、粘性減衰リブ３３と減
衰リブ３５とはそれぞれの開に入り込み、そのラップ長
さ１２が次第に長（なる。なお、この時点では第２ダン
パスプリング３６ａ、３６ｂは未だ初期状態以上には圧
縮されていない。

そしてねじれ角度が粘性減衰リブ３３と減衰リブ３５と
の初期の開き角度θＣとこれらのリブ３３．３５の長さ
に対する中心角θｂとを加えた角度（θＣ十〇ｂ）以上
になると、それぞれの間に入り込んだ粘性減衰リブ３３
と減衰リブ３５とは反対側に抜は出るから、第２ダンパ
スプリング３６ａ、３６ｂはこれらのリブ３３，３５に
よって挟み付けられて圧縮される。この状態を第５図（
Ｄ）に示してあり、各リブ３３．３５のラップ長さ１２
は次第に短くなる。なお、これらのリブ３゛３゜３５は
、ねじれ角が更に大きくなると互いにそれぞれの間から
抜は出るので、そのラップ長さは“０”になる。

以上説明したように、ねじれ角が（θＣ十〇ｂ）を越え
るまでは第１ダンパスプリング３１ａ、〜３１ｃが圧縮
され、それ以上のねじれ角では第１ダンパスプリング３
１ａ、〜３１ｃと第２ダンパスプリング３６ａ、３６ｂ
との両方が圧縮されるので、上記のダンパ機構における
ばね特性は二段に変化する特性となる。このような特性
は、ねじれ角を横軸にとり、トルクを縦軸にとった特性
線図で示せば、第６図（＾）に示すように、ねじれ角が
（θζ十〇ｂ）の点で折れ曲りだ線で表される。

なお、この（θＣ＋θｈ）の角度を、以下、仮に変化点
と記す。

したがって、トルクコンバータ２１に入力されるエンジ
ンの平均最大トルクによるねじれ角θが変化点より幾分
率さい角度となるよう第１ダンパスプリング３１ａ、〜
３１ｃのばね定数を設定しておけば、エンジンからの入
力トルクの変動は、ばね定数の小さい第１ダンパスブリ
グ３１ａ、〜３１ｃが伸縮して吸収することになるため
、エンジントルクの変動に起因するこもり音の発生が防
止される。

また悪路走行時にエンジンの平均最大トルクを越える大
きな衝撃トルクがタイヤから入力された場合には、変化
点を越え−るまでねじれた時点で、ばね定数の大きい第
２ダンパスプリング３６ａ。

３６ｂも圧縮され始める。したがって大きな衝撃トルク
は２種類のダイパスプリング３１ａ、〜３１　ｃ、　　
３６　ａ、　　３６　ｂで吸収することになるため、ね
じれ角が過大にならず、ダンパ機構の損傷が防止される
。

ところで前述したストッパリブ３０や粘性減衰リブ３３
などの円弧状のリブはダンパスプリング３１ａ、　〜３
１ｃ、３６ａ、３６ｂを押して圧縮するだけではなく、
粘性トルクを生じさせるようにも作用する。以下、その
粘性減衰作用について説明する。

上記の円弧状リブは、それらの間に充填されている高粘
性油を剪断することによって粘性トルクを生じさせ、そ
の粘性トルクの大きさは、リブ３０．３３，３４．３５
の間の隙間ｈｌ、ｈ２に反比例し、またラップ長さＩＩ
、１２および剪断方向の速度差に比例する。

したがってねじれ角が“０°”の第５図（＾）に示す状
態では、ストッパリブ３０と押動リブ３４とのラップ長
さｌ！ｌが最大となっているから、これらのリブ３０，
３４によって生じる粘性トルクＴａは、ねじれ角の変化
速度が一定であれば、ねじれ角が“０°”の状態で最大
となる。またこれらのリブ３０．３４の長さは、中心角
が６１の長さで、この間でラップするから、ねじれ角が
“０°”からプラス方向およびマイナス方向に変化する
と、粘性トルクＴａが０１の角度の範囲で次第に小さく
なる。

またねじれ角がθ「を越えた第５図（Ｂ）に示す状態で
は、いずれの円弧状リブも互いにラップしていないから
、円弧状リブによる粘性トルクは生じない。

この状態はねじれ角がθＣを越えるまで継続し、それ以
降では第５図（Ｃ）に示すように粘性減衰リブ３３と減
衰リブ３５とが半径方向で重なり始めるので、これらの
リブ３３．３５によって粘性トルクＴｂが生じ始める。

これらのり１３３．３５のラップ長さ１２は、変化点で
最も長くなり、それ以降ではラップ長さが次第に短くな
る。そして変化点からリブ３３．３５の長さ分、更にね
じれると、すなわち変化点からθｂの角度ねじれると、
ラップ長さ１２が“０”となって粘性トルクＴｂも“０
”となる。すなわち粘性減衰リブ３３と減衰リブ３５と
による粘性トルクは、変化点で最大で、これを挟んで±
θｂの範囲で次第に小さくなる。

なお１、ねじれ角が大きくなるに従って駆動側部材２９
と被駆動側部材２８との相対速度が小さくなるので、ス
トッパリブ３３と押動リブ３４とで生じる粘性トルクＴ
ａより、粘性減衰リブ３３と減衰リブ３５とで生じる粘
性トルクＴｂが小さいトルクとなる。

以上の粘性特性を特性線図に示せば第６図（Ｂ）のとお
りであって、ねじれ角が“０°”の点を中心にした±θ
ａの範囲と変化点を中心にした±θｂの範囲とで粘性ト
ルクＴａ、Ｔｂが生じ、それぞれのトルクＴａ、Ｔｂは
、ねじれ角が０°′の点および変化点から離れるに従っ
て小さくなる。

なお、第６図（Ｂ）は、それぞれの範囲でのねじれ角の
変化速度が一定であると仮定したものである。

以上述べたばね特性と粘性減衰特性とを合せて示すと第
６図（Ｃ）のとおりである。この図から知られるように
第１図に示すトルクコンノく一部２１では、ねじれ角が
“０°”の点を中心とした±０１の範囲で粘性減衰作用
が生じるから、エンジントルクの変動に起因する振動を
低減させる第１ダンパスプリング３１ａ、〜３１−Ｃの
ばね定数が小さく、その結果、シャクリが生じ易いとし
ても、ストッパリブ３０および押動リブ３４の部分で生
じる粘性トルクが駆動側部材２９と被駆動側部材２８と
の相対的なねじれ作用を抑制するよう働き、ばね定数の
小さいことに伴うシャクリが効果的に防止される。

また一方、ねじれ角が変化点より大きくなるほどの大き
な衝撃トルクが入力された場合、人力トルクが抜けるこ
とにより、すなわち入力トルクが急激に低下することに
より、第１ダンパスプリング３１ａ、〜３１ｃと第２ダ
ンパスプリング３６ａ、３６ｂが延びてエネルギを放出
するが、第２ダンパスプリング３５ａ、３６ｂはばね定
数が大きいスプリングであるから、ねじね角が変化点以
下になるまでは、第２ダンパスプリング３６ａ。

３６ｂによる大きなねじりトルクが作用し、変化点より
小さいねじれ角になると、そのねじれトルクがなくなる
。この第２ダンパスプリング３６ａ。

３６ｂの弾性エネルギによる一時的な大トルクは、トル
クコンバータ２１への入力トルクが一時的に大きくなる
ことと同様な現象であり、したがってばね定数の大きい
第２ダンパスプリング３６ａ。

３６ｂが弾性エネルギを放出することにより、変化点を
中心にしてねしれ角が増減するシャクリが生じるおそれ
がある。しかしながら前述したｌルクコンバータ２１で
は、第６図ｆｃ）に示すように、変化点を中心にして±
θｂの範囲で粘性減衰作用が生じるので、シャクリが効
果的に防止される。

またねじれ角が変化点を越えるほどの大きな衝撃トルク
が入力された場合、第２ダンパスプリング３６ａ、３６
ｂが圧縮され始める変化点に対してθｂだけ小さい角度
までねじれ角が増大し、た時点、すなわちねじれ角がθ
Ｃになった時点で、粘性減衰リブ３３と減衰リブ３５と
による粘性トルクＴｂが生じ始め、これが入力トルクに
対する抵抗力として作用する。しかもその粘性トルクＴ
ｂは変化点まで次第に増大するから、現象のうえでばば
ね特性はθＣのねじれ角の状態から次第に変化するのと
同様となる。その結果、上記のトルクコンバータ２１で
は、実質上、ばね特性の急激な変化が防止され、出力軸
トルクの急変やそれに伴うショックが生じないので、車
両の乗心地や安定性が良好になる。

なお、エンジンの平均最大トルクによって生じるねじれ
角θが、粘性減衰リブ３３と減衰リブ３５との初期の開
き角度θＣより小さくなるよう構成することが好まし２
い。、すなわち粘性減衰作用は、高粘性油が剪断される
こと番、−より運動エネルギが熱エネルギとしで吸収さ
れ７生じるので、」１記の角度の関係がθ〈θＣとなる
よう構成しておけば、Ｊンジンの出力の一部が粘性減衰
リブ３３と減衰リブ３５とによる減衰作用によって吸収
されるこ♂が殆んどなく、燃費の悪化を防止することが
できる。

つぎにこの発明の他の実施例を説明すると、第７図ない
し第１０図はこの発明の第２実施例を示すもので、前記
第１実施例において被駆動側部材と駆動側部材との両方
に設＋３た第２ダンパスプリングが、この実施例では駆
動側部材のみに設けられている。

すなわち第７図ないし第９図はこの実施例のダンパ機構
の被駆動側部材５８および駆動側部材５９を示すもので
、円板状の部分とその外周部の円筒状部分とを有する環
状の駆動側部材５９のうち被駆動側部材５８と対向する
面に同心円状の６本の環状リブ５９ａ、５９ｂ、・・・
・・・５９ｆが所定の間隔をあけて突出して形成されて
おり、これらの環状リブ５９８．５９ｂ、　　・・・・
・・５９ｆの相互間、すなわち５つの谷部のうち、環状
リブ５９ｂ、５９Ｃ問および環状リブ５９ｄ、５９ｅ間
を除く残り３つの谷部には、円弧状のストッパリブ６０
が、円周を４等分する位置にそれぞれ形成され、これら
のストッパリプ６０同士の間には、ばね定数が比較的小
さい第１ダンパスプリング６１ａ、６１ｂ、６１ｃが、
２個一組でかつそれぞれの間にスペーサブロック６２を
挟み込んだ状態で嵌め込まれている。したがって第１ダ
ンパスプリング６１ａ、〜６１ｃは、３つの谷部ごとに
８個、合計２４個使用されている。

そして、第７図に示すように、この駆動側部材５９の環
状リブ５９ｂ、５９ｃ間の谷部には、６対の粘性減衰リ
ブ６３が等間隔に形成されている。

これらの粘性減衰リブ６３は２条を１組とし、かつ２組
を１対とするものであって、それぞれ対を成している粘
性減衰リブ６３同士の間に第２ダンパスプリング６６ａ
が嵌め込まれている。

他方、第８図には被駆動側部材５８の正面図を示してあ
り、この被駆動側部材５８の駆動側部材５９と対向する
面には、前記ストッパリブ６０とほぼ同一長さの押動リ
ブ６４が形成されている。

これはストッパリブ６０と共に第１ダンパスプリング６
１ａ、〜６１ｃを挟み付けるものであって、ストッパリ
ブ６０と凹凸嵌合する位置に設けられいる。また駆動側
部材５９側の粘性減衰リブ６３と対応する半径位置には
、３条を１組とした減衰リブ６５が突出して形成されて
おり、この減衰リブ６５は前記粘性減衰リブ６３とほぼ
同じ長さであって、被駆動側部材５８と駆動側部材５９
とのねじれ角が“ＯＱ′″の状態で粘性減衰リブ６３の
中間部に位置するよう配列されている。

なお、これらのリブの初期状態での相互位置は第９図に
示すとおりである。

またこれらの被駆動側部材５８と駆動側部材５９とを対
向させて組付けた状態における両者の間の中空部は、適
当なシール材によって気密状態に保持され、その内部に
シリコンオイル等の高粘性油を適量の空気と共に封入す
ることにより、可変容量型の粘性減衰機構６７が形成さ
れている。

なおまたこれら被駆動側部材５８と駆動側部材５９とは
、前記第１実施例の場合と同様に８、トルクコンバータ
のハウジング内に収容して第１図に示すと同様に組付け
られる。

したがって第７図および第８図に示す構成の駆動側部材
５９と被駆動側部材５８とを使用したロックアツプクラ
ッチ付きトルクコンバータでは、各ダンパスプリングお
よびリブが以下に述べるように作用して振動を低減し、
またシャクリを防止する。

すなわち第１０図（＾）〜（０）は前述した第５図（＾
）〜（Ｄ）と同様の模式図であって、第１０図（＾）に
示すねじり角“θ°”の状態では、ストッパリブ６Ｇと
押動リブ６４とがその長さの全体で半径方向においてオ
ーバーラツプしており、また減衰リブ６５は粘性減衰リ
ブ６３の中間に位置していて両者は大きく離れている。

また各ダンパスプリング６１ａ、〜５１ｃ、６６ａは組
付状態以上には圧縮されていない。

第１０図（Ｂ）はトルクが入力されて粘性減衰リブ６３
と減衰リブ６５とがラップし始める直前までねじれ角が
大きくなった状態を示しており、この状態では、第１ダ
ンパスプリング６１ａ、〜６１ｃがストッパリブ６０と
押動リブ６４とによって圧縮され、かつこれらのリブ６
０，６４が互いにそれぞれの間から抜は出ていて粘性ト
ルクが生しない状態になっている。これに対して第２ダ
ンパスプリング６６ａには荷重がかかっていず、また粘
性減衰リブ６３と減衰リブ６５とは互いにラップしてい
ないから、ここでも粘性トルクは生じない。

ねじれ角が更に大きくなると、第１０　ｔｆｆｉ　（Ｃ
１に示すように、粘性減衰リブ６３と減衰リブ６５とが
半径方向で重なり始め、そのラップ長さ１２に応じて粘
性トルクが生じる。

そしてねじれ角が変化点、すなわち粘性減衰リブ６３と
減衰リブ６５との初期の開き角度θＣとこれらのリブ６
３．６５の長さに応じた中心角θｂとを加えた角度まで
増大すると、これらのリブ６３．６５が第２ダンパスプ
リング６６ａを圧縮し始め、かつその時点での粘性トル
クが最大となる。この変化点を越えると、第１０図（０
１に示すにようにこれらのリブ６３．６６ａのラップ長
さ１２が短くなり、第２ダンパスプリング６６ａの圧縮
量が多くなるとともに、粘性トルクが次第に低下する。

したがってこの第２実施例においても、第１ダンパスプ
リング６１ａ、〜６１ｃのばね定数を小さくすることに
より、エンジントルクの変動に起因するこもり音の発生
を効果的に防止することができ、またばね定数を小さく
することに伴うシャクリの発生を粘性減衰機構６７によ
って防止することができる。さらにばね特性が二段に変
化するが、大きい衝撃トルクが入力された場合には第２
ダンパスプリング６６ａがそのトルクの一部を吸収して
過負荷を防止し、またシャクリの発生も第１実施例にお
けると同様にして防止することができる。そして上記の
第２実施例では、第２ダンパスプリング６６ａを駆動側
部材５９にのみ組付は乞構成としたので、組付は作業性
が向」ニする。

第１１図ないし第１４図はこの発明の第３実施例を示す
もので、前記第１．第２実施例においては粘性減衰リブ
および減衰リブを等間隔に設けて、ねじれ角が所定の角
度以上になった時点で粘性トルクが発生する構造とした
が、この第３の実施例は、これに加えて、小さい粘性ト
ルクが常時発生する構造としたものである。

すなわち第１１図および第１２図に示すように、円周方
向で隣り合う粘性減衰リブ６３同士の間には、これらの
リブ６３を連結するように厚さの薄い円弧状の中間リブ
６３ａが一体に形成されており、被駆動側部材５８に形
成した減衰リブ６５が、この中間リブ６３ａを所定の隙
間をあけて挟んだ状態で円周方向に相対的に移動するよ
うになっている。その他の構成は上述した第２実施例と
同じなので、同一の部分あるいは同一の部材に第２実施
例と同一の符号を付してその説明を省略する。

したがって減衰リブ６５は、入力トルクに応じたねじれ
角の増大に従って、粘性減衰リブ６３の中間の位置から
いずれか一方の粘性減衰リブ６３側に相対的に移動する
。その状況を、前述した第１０図（＾）〜（Ｄ）と同様
な模式図である第１３図（＾）〜（Ｄ）に示してあり、
減衰リブ６５が粘性減衰リブ６３と半径方向で重なり始
めるまで、すなわち第１３図（＾）および（Ｂｌ　に示
す状態では、減衰リブ６５と中間リブ６３ａとが相対的
に剪断方向に移動するので、ここで粘性トルクが生じる
。

しかしながら中間リブ６３ａが薄肉であるために、これ
らのリブ６５．６３ａの隙間が広く、その結果、発生す
る粘性トルクは小さい。

そして第１３図　（Ｃ）および＋ＤＪに示すように、減
衰リブ６５が粘性減衰リブ６３の間に入り込むと、粘性
減衰リブ６３が厚肉であるために両者のリブ６５，６３
の間の隙間が狭くなり、比較的大きい粘性トルクが両者
のリブ６３．６５のラップが解消するまで発生する。

なお、第１ダンパスプリング６１ａ、〜６１Ｃおよび第
２ダンパスプリング６６ａの作用およびストッパリブ６
０および押動リブ６４の作用は上述した第２実施例と同
様である。

したがって上記の第３実施例においては、第１４図に特
性線図で示すように、ストッパリブ６０および押動リブ
６４の中心角０１以上でかつ粘性減衰リブ６３と減衰リ
ブ６５との初期開き角θＣ以下の範囲でも、中間リブ６
３ａを設けたことによる粘性トルクが生じ、その結果、
エンジンの定格出力での走行中には常時粘性減衰作用を
行なうことになるので、エンジンのトルク変動に起因す
るシャクリの防止効果に優れたものとなる。また当然、
上記の第２実施例で得られる効果と同様の効果も得るこ
とができる。

なお、前記各実施例においては粘性減衰リブ３３．３５
，６３．６５を、周方向へ等間隔に配置して、複数箇所
において粘性トルクが同時に発生するようにしたが、前
記各リブの間隔を違えれば、２段折れのねじれ特性を３
段、４段と多段化できる。またその場合、各ばね特性変
化点の近傍で作用する粘性減衰機構を設ければ、ばね特
性が変化することに起因するショックを低減することが
できる。

さらに上記の各実施例では、ばね特性が変化するねじれ
角の前後で粘性減衰作用が生じるように構成したが、こ
の発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、粘
性減衰作用が生じる角度範囲は、変化点より小角度側の
所定の角度範囲あるいは変化点より大角度側の所定の角
度範囲のいずれか一方であってもよく、その場合、それ
ぞれの角度範囲に変化点を含んでもよく、あるいは含ま
なくてもよい。

発明の効果 以上、説明したようにこの発明によれば、ねじれ角の増
大に伴ってばね特性が変化するダンパ機構であって、そ
のばね特性が変化する前後のいずれか一方で粘性減衰作
用が生じるよう構成しであるので、ねじれ角かばね特性
の変化する角度以上となるような衝撃トルクが入力され
た場合であっても、ばね特性が変化する付近でのシャク
リを効果的に防止し、乗心地や車両の安定性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は、この発明の第１実施例を示すも
ので、第１図はトルクコンバータを示す断面側面図、第
２図はダンパスプリングを装着した状態の駆動側部材の
正面図、第３図は被駆動側部材の正面図、第４図は第１
図のｍＶ−ＴＶ線断面図、第５図（＾）〜（Ｄ）はダン
パスプリングと粘性減衰リブとの関係を直線状に展開し
て示す模式図、第６図（Ａ）〜（Ｃ）はねじれ特性と発
生する粘性トルクとの関係をそれぞれ示す線図、第７図
ないし第１０図は第２実施例を示し、第７図はダンパス
プリングを装着した状態の駆動側部材の正面図、第８図
は被駆動側部材の正面図、第９図は駆動側部材と被駆動
側部材とを衝合した状態の断面図、第１０図（Ａ）〜（
Ｄ）はダンパスプリングと粘性減衰リブとの関係を直線
状に展開して示す模式図、第１１図ないし第１４図は第
３実施例を示し、第１１図はダンパスプリングを装着し
た状態の駆動側部材の正面図、第１２図は駆動側部材と
被駆動側部材とを衝合した状態の断面図、第１３図は（
＾）〜（Ｄ）はダンパスプリングと粘性減衰リブとの関
係を直線状の展開して示す模式図、第１４図はねじれ特
性と発生する粘性トルクとの関係を示す線図、第１５図
および第１６図は従来例を示し、第１５図は従来のロッ
クアツプクラッチ付きトルクコンバータを示す縦断側面
図、第１６図はそれに設けられているダンパ機構を示す
部分断面正面図である。 ２１・・・トルクコンバータ、　　２３・・・ハウジン
グ、２３ａ・・・フロントカバー、　２４・・・ポンプ
インペラ、　　２５・・・タービンランナ、　　２６・
・・ステータ、２７・・・出力軸、　２８・・・被駆動
側部材、　２９・・・駆動側部材、　２９ａ、２９ｂ　
〜２９ｆ、５９ａ。 ５９ｂ〜５９ｆ・・・環状リブ、　　３０．６０・・・
ストッパリブ、　　３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、６１ａ。 ６１ｂ、６１ｃ・・・第１ダンパスプリング、　３３゜
６３・・・粘性減衰リブ、　６３ａ・・・中間リブ、　
３４．６４・・・押動リブ、　　３５．６５・・・減衰
リブ、３６．６６・・・第２ダンパスプリング、　３９
・・・ロックアツプクラッチ、　４０・・・摩擦材。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　渡　辺　丈　夫 第２図 第３図 ３６ｔ） 第４図 第５図（Ｃ） 第７図 第８図 第９図 第１０図（Ｄ） 第１１図 剃２図 第１３図（Ａ） 第１４図 転 転

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ポンプインペラを一体に連結した入力要素と、タービ
   ンランナを一体に連結した出力要素と、前記入力要素に
   選択的に係合させることにより入力要素から出力要素に
   動力を伝達するロックアップクラッチと、ロックアップ
   クラッチに負荷されるねじりトルクに応じて圧縮される
   ダンパスプリングとを有し、前記ダンパスプリングを圧
   縮する方向の所定のねじれ角度においてばね特性が変化
   するロックアップクラッチ付き流体伝動装置のダンパ機
   構において、 ばね特性が変化する前記所定のねじれ角度以上の所定の
   角度範囲および以下の所定の角度範囲の少なくともいず
   れか一方の角度範囲で、ねじり作用に対して抵抗力を生
   じる粘性減衰機構が設けられていることを特徴とするロ
   ックアップクラッチ付き流体伝動装置のダンパ機構。