KR102196854B1 - 토크 컨버터의 록업 장치 - Google Patents

토크 컨버터의 록업 장치 Download PDF

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Abstract

록업 장치의 토션 특성을 다단으로 설정하고, 또한 토크 컨버터에 록업 장치를 설치한 경우의 장치 전체의 소형화를 도모한다. 본 록업 장치(6)는, 입력 회전 부재(9)와, 출력 회전 부재(10)와, 복수의 큰 코일 스프링(20)과, 복수의 작은 코일 스프링(21)을 구비하고 있다. 복수의 큰 코일 스프링(20)은, 직경 방향 외측에 있어서 원주 방향으로 배열되어 배치된다. 큰 코일 스프링(20)은, 입력 회전 부재(9)와 출력 회전 부재(10)와의 상대 회전에 의해, 회전 방향으로 압축된다. 작은 코일 스프링(21)은, 큰 코일 스프링(20)의 내주부에 있어서, 이동 가능하게 배치된다. 이와 같은 록업 장치(6)에서는, 입력 회전 부재(9)와 출력 회전 부재(10)와의 상대 회전에 의해, 복수의 큰 코일 스프링(20), 복수의 작은 코일 스프링(21) 중 적어도 어느 하나의 순서로, 각 코일 스프링은 압축된다.

Description

토크 컨버터의 록업 장치{LOCK-UP DEVICE FOR TORQUE CONVERTER}
본 발명은, 토크 컨버터(torque converter)의 록업(lock-up) 장치, 특히, 토크를 전달하는 동시에 토션 진동을 흡수·감쇠(減衰)하기 위한 토크 컨버터의 록업 장치에 관한 것이다.
토크 컨버터에는, 토크를 프론트 커버로부터 터빈에 직접 전달하기 위한 록업 장치가 설치되어 있는 경우가 많다. 이 록업 장치는, 피스톤과, 드라이브 플레이트(drive plate)와, 복수의 코일 스프링과, 드리븐 플레이트(driven plate)와, 스프링 홀더를 가지고 있다(특허 문헌 1을 참조).
이 록업 장치에서는, 외주측 및 내주측에 복수의 큰 코일 스프링이 배치된다. 또한, 내주측의 복수의 큰 코일 스프링의 내주부에는, 내주측의 큰 코일 스프링보다 자유 길이가 짧은 작은 코일 스프링이 배치되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 다단(多段)의 토션(torsion) 특성이 형성되어 있다.
일본 공개특허 제2011―252584호 공보
종래의 록업 장치에서는, 외주측에 복수의 큰 코일 스프링이 배치되고, 내주측에 복수의 큰 코일 스프링 및 복수의 작은 코일 스프링이 배치되어 있다. 이로써, 3단의 토션 특성이 형성되어 있다.
여기서, 일반적으로는, 토크 컨버터에서는, 직경 방향의 중앙부로부터 내주측에 이르는 범위의 축 방향 두께는, 외주측의 축 방향 두께보다 두껍게 되어 있다. 그러므로, 토크 컨버터에 종래의 록업 장치를 설치하는 경우, 토크 컨버터 및 록업 장치로 구성되는 장치 전체의 축 방향의 두께가, 커져 버릴 우려가 있다. 구체적으로는, 전술한 바와 같이, 종래의 록업 장치에서는, 내주측의 큰 코일 스프링의 내주부에 작은 코일 스프링이 배치되어 있으므로, 내주측의 큰 코일 스프링의 직경은 커진다. 그러므로, 록업 장치가, 내주측에 있어서, 축 방향의 두께가 커져 버린다. 또한, 내주측의 큰 코일 스프링의 직경이 커지면, 록업 장치 전체의 직경 방향의 크기도 커져 버릴 우려가 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은, 록업 장치의 토션 특성을 다단으로 설정하고, 또한 토크 컨버터에 록업 장치를 설치한 경우의 장치 전체의 소형화를 도모하는 것에 있다.
제1항에 관한 토크 컨버터의 록업 장치는, 토크를 전달하는 동시에 토션 진동을 흡수·감쇠하기 위한 장치이다. 본 록업 장치는, 입력 회전 부재와, 출력 회전 부재와, 복수의 큰 코일 스프링과, 복수의 작은 코일 스프링을 구비하고 있다. 출력 회전 부재는, 입력 회전 부재에 대하여 회전 가능하게 배치된다. 복수의 큰 코일 스프링은, 직경 방향 외측에 있어서 원주 방향으로 배열되어 배치된다. 큰 코일 스프링은, 입력 회전 부재와 출력 회전 부재와의 상대 회전에 의해, 회전 방향으로 각각 압축된다. 복수의 작은 코일 스프링은, 각각이 큰 코일 스프링보다 자유 길이가 짧게 설정되어 있다. 작은 코일 스프링은, 큰 코일 스프링의 내주부에 있어서, 이동 가능하게 배치된다. 이와 같은 록업 장치에서는, 입력 회전 부재와 출력 회전 부재와의 상대 회전에 의해, 복수의 큰 코일 스프링, 복수의 작은 코일 스프링 중 적어도 어느 하나의 순서로, 각 코일 스프링은 압축된다.
본 록업 장치에서는, 입력 회전 부재와 출력 회전 부재가 상대 회전하고, 예를 들면, 입력 회전 부재와 출력 회전 부재와의 사이에 토션 각도가 생기면, 복수의 큰 코일 스프링이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 1단째의 토션 강성이 형성된다. 다음에, 토션 각도가 소정의 제1 각도 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링 및 복수의 작은 코일 스프링 중 어느 하나가 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 2단째의 토션 강성이 형성된다. 이어서, 토션 각도가 소정의 제2 각도 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링 및 복수의(모든) 작은 코일 스프링이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 3단째의 토션 강성이 형성된다. 이와 같이, 본 록업 장치에서는, 토션 특성을 다단으로 설정할 수 있다.
또한, 본 록업 장치에서는, 복수의 큰 코일 스프링이, 직경 방향 외측에 있어서 원주 방향으로 배열되어 배치되고, 복수의 작은 코일 스프링 각각이, 큰 코일 스프링의 내주부에 있어서, 이동 가능하게 배치된다. 즉, 본 록업 장치에서는, 토크 컨버터에 있어서 축 방향의 두께가 작은 외주측에, 복수의 큰 코일 스프링 및 복수의 작은 코일 스프링을 배치하고 있으므로, 록업 장치를 토크 컨버터에 설치했다고 해도, 종래 기술과 비교하여 장치 전체의 소형화를 실현할 수 있다.
제2항에 관한 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 제1항에 기재된 록업 장치에 있어서, 직경 방향에 대향하여 배치되는 큰 코일 스프링의 자유 길이는 같다. 또한, 직경 방향에 대향하여 배치되는 작은 코일 스프링의 자유 길이는 같다.
본 록업 장치에서는, 직경 방향에 대향하는 코일 스프링의 구성(큰 코일 스프링의 구성 및 작은 코일 스프링의 구성)이 같으므로, 록업 장치에 있어서의 중심(重心)의 언밸런스를 방지할 수 있다. 이로써, 트랜스미션의 메인 드라이브 샤프트에 토크를 안정적으로 전달할 수 있다.
제3항에 관한 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 제1항 또는 제2항에 기재된 록업 장치에 있어서, 원주 방향으로 인접하는 작은 코일 스프링의 자유 길이는 상이하게 되어 있다.
본 록업 장치에서는, 원주 방향으로 인접하는 작은 코일 스프링의 자유 길이를 상이한 길이로 설정함으로써, 토션 특성을 다단으로 설정할 수 있다. 구체적으로는, 이 경우, 토션 각도가 커짐에 따라, 자유 길이가 긴 작은 코일 스프링으로부터 순차로, 작은 코일 스프링을 압축함으로써, 토션 특성을 다단으로 설정할 수 있다. 이와 같이, 본 록업 장치에서는, 코일 스프링을 추가하지 않고, 토션 특성을 다단으로 설정할 수 있다. 즉, 록업 장치의 토션 특성을 다단으로 설정한데 더하여, 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있다.
제4항에 관한 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 제3항에 기재된 록업 장치에 있어서, 복수의 작은 코일 스프링에는, 제1 작은 코일 스프링 및 제2 작은 코일 스프링이 포함되어 있다. 제1 작은 코일 스프링 및 제2 작은 코일 스프링은, 원주 방향으로 인접하도록, 큰 코일 스프링의 내주부에 배치되어 있다. 제1 작은 코일 스프링의 자유 길이와 제2 작은 코일 스프링의 자유 길이는 상이하게 되어 있다.
본 록업 장치에서는, 토션 각도가 소정의 제1 각도 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링 및 자유 길이가 긴 작은 코일 스프링(제1 작은 코일 스프링 및 제2 작은 코일 스프링 중 어느 한쪽)이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 2단째의 토션 강성이 형성된다. 다음에, 토션 각도가 소정의 제2 각도 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링 및 복수의(모든) 작은 코일 스프링(제1 작은 코일 스프링 및 제2 작은 코일 스프링의 양쪽)이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 3단째의 토션 강성이 형성된다.
이와 같이, 본 록업 장치에서는, 코일 스프링의 스페이스를 추가하지 않고, 토션 특성을 다단으로 설정할 수 있다. 즉, 록업 장치의 토션 특성을 다단으로 설정한데 더하여, 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있다.
제5항에 관한 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 제4항에 기재된 록업 장치에 있어서, 복수의 작은 코일 스프링에는, 제3 작은 코일 스프링이 더 포함되어 있다. 제1 내지 제3 작은 코일 스프링은, 원주 방향에 있어서, 제1 작은 코일 스프링, 제2 작은 코일 스프링, 제3 작은 코일 스프링의 순으로, 큰 코일 스프링의 내주부에 별개로 배치되어 있다. 제1 작은 코일 스프링의 자유 길이는, 제2 작은 코일 스프링 및 제3 작은 코일 스프링 중 어느 한쪽의 자유 길이보다 길다. 제2 작은 코일 스프링 및 제3 작은 코일 스프링 중 어느 한쪽의 자유 길이는, 제2 작은 코일 스프링 및 제3 작은 코일 스프링 중 어느 다른 쪽의 자유 길이보다 길다.
본 록업 장치에서는, 토션 각도가 소정의 제1 각도 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링 및 자유 길이가 1번째로 긴 작은 코일 스프링(제1 작은 코일 스프링)이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 2단째의 토션 강성이 형성된다. 다음에, 토션 각도가 소정의 제2 각도 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링, 제1 작은 코일 스프링, 및 자유 길이가 2번째로 긴 작은 코일 스프링(제2 작은 코일 스프링 및 제3 작은 코일 스프링 중 어느 한쪽)이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 3단째의 토션 강성이 형성된다. 이어서, 토션 각도가 소정의 제3 각도 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링 및 복수의(모든) 작은 코일 스프링(제1 내지 제3 작은 코일 스프링)이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 4단째의 토션 강성이 형성된다.
이와 같이, 본 록업 장치에서는, 코일 스프링의 스페이스를 추가하지 않고, 토션 특성을 다단으로 설정할 수 있다. 즉, 록업 장치의 토션 특성을 다단으로 설정한데 더하여, 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있다.
제6항에 관한 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 제1항 내지 제5항 중 어느 하나에 기재된 록업 장치에 있어서, 토션 각도와 토크와의 관계를 나타내는 복수 단(段; step)의 토션 특성 중 하나 이상의 굴곡점에 있어서, 제N 토션 강성과 제N＋1 토션 강성과의 강성비(剛性比)가, 1.5 이상 4.0 이하로 설정된다(N은 자연수). 복수 단(段; stage)의 토션 특성은, 입력 회전 부재와 출력 회전 부재와의 상대 회전에 대응하는 토션 각도에 따라, 큰 코일 스프링 및 작은 코일 스프링 중 적어도 어느 한쪽을 압축함으로써 형성되는 특성이다.
본 록업 장치에서는, 복수 단의 토션 특성 중 하나 이상의 굴곡점에 있어서, 제N 토션 강성과 제N＋1 토션 강성과의 강성비가, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되어 있으므로, 토션 특성의 굴곡점을 초과했을 때 발생할 우려가 있는 진동, 즉 강성차에 의한 진동을 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 록업 장치에서는, 코일 스프링에 기인하는 진동을 확실하게 억제할 수 있다.
제7항에 관한 토크 컨버터의 록업 장치는, 제1항 내지 제5항 중 어느 하나에 기재된 록업 장치에 있어서, 복수의 병렬 코일 스프링을 더 구비하고 있다. 복수의 병렬 코일 스프링은, 큰 코일 스프링보다 직경 방향 내측에 있어서 원주 방향으로 배열되어 배치되고, 큰 코일 스프링과 병렬로 별개로 작동한다. 입력 회전 부재와 출력 회전 부재와의 상대 회전에 의해, 복수의 큰 코일 스프링, 복수의 작은 코일 스프링 중 적어도 어느 하나, 복수의 병렬 코일 스프링 중 하나 이상의 순으로, 각 코일 스프링이 압축된다.
본 록업 장치에서는, 큰 코일 스프링의 내주측에, 복수의 병렬 코일 스프링을 더 구비하고 있으므로, 토션 특성의 단수(段數; number of stage)를 더 증가시킬 수 있다. 이와 같이, 토션 특성의 단수를 증가시킴으로써, 최대 토크에 이르기까지의 토션 특성의 커브를 원활하게 형성할 수 있다.
제8항에 관한 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 제7항에 기재된 록업 장치에 있어서, 병렬 코일 스프링과, 입력 회전 부재와 출력 회전 부재 중 하나 사이에는, 원주 방향으로 공간이 형성되어 있다. 입력 회전 부재와 출력 회전 부재와의 상대 회전에 대응하는 토션 각도가 소정 각도로 되었을 경우에, 복수의 병렬 코일 스프링 중 하나 이상이 압축된다.
본 록업 장치에서는, 병렬 코일 스프링과 출력 회전 부재와의 사이에 공간을 형성함으로써, 병렬 코일 스프링이 작동하는 타이밍이 결정된다. 그러므로, 이 공간의 크기를 변경함으로써, 병렬 코일 스프링의 작동 타이밍을 용이하게 설정할 수 있다. 즉, 원하는 토션 특성을 용이하게 설정할 수 있다.
제9항에 관한 토크 컨버터의 록업 장치에서는, 제7항 또는 제8항에 기재된 록업 장치에 있어서, 토션 각도와 토크와의 관계를 나타내는 복수 단의 토션 특성 중 하나 이상의 굴곡점에 있어서, 제N 토션 강성과 제N＋1 토션 강성과의 강성비가, 1.5 이상 4.0 이하로 설정된다(N은 자연수). 복수 단의 토션 특성은, 입력 회전 부재와 출력 회전 부재와의 상대 회전에 대응하는 토션 각도에 따라, 큰 코일 스프링, 작은 코일 스프링, 및 병렬 코일 스프링 중 적어도 어느 하나를 압축함으로써 형성되는 특성이다.
본 록업 장치에서는, 복수 단의 토션 특성 중 하나 이상의 굴곡점에 있어서, 제N 토션 강성과 제N＋1 토션 강성과의 강성비가, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되어 있으므로, 토션 특성의 굴곡점을 초과했을 때 발생할 우려가 있는 진동, 즉 강성차에 의한 진동을 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 록업 장치에서는, 토션 특성의 단수가 증가했다고 해도, 코일 스프링에 기인하는 진동을 확실하게 억제할 수 있다.
본 발명에서는, 록업 장치의 토션 특성을 다단으로 설정하고, 또한 토크 컨버터에 록업 장치를 설치한 경우의 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태가 채용된 토크 컨버터의 종단면 개략도이다.
도 2는 록업 장치의 측면도이다.
도 3은 록업 장치의 토션 특성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태가 채용된 록업 장치의 측면도이다.
도 5는 록업 장치의 토션 특성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시형태가 채용된 록업 장치의 측면도이다.
도 7은 록업 장치의 단면도(斷面圖)이다.
[제1 실시형태]
[토크 컨버터의 구성]
도 1은, 본 발명의 일 실시형태로서의 토크 컨버터(1)의 종단면 개략도를 나타내고 있다. 도 1의 좌측에 엔진(도시하지 않음)이 배치되고, 도 1의 우측에 트랜스미션(도시하지 않음)이 배치되어 있다. 도 2의 R1 방향은, 정회전 방향을 나타낸다. 또한, 도 1에 기재된 O―O가 토크 컨버터(1)의 회전축선이며, 도 2에 기재된 화살표 R1이 엔진의 회전 방향, 화살표 R2가 그 반대측 회전 방향이다.
토크 컨버터(1)는, 토크 컨버터 본체(2)와, 록업 장치(6)를 가지고 있다. 도 1에서는, 토크 컨버터 본체(2)는, 주로, 프론트 커버(3), 임펠러(4), 터빈(5) 등으로 구성되어 있다. 토크 컨버터 본체(2)의 구성은, 종래와 마찬가지이므로, 간단하게 설명한다.
프론트 커버(3)는, 엔진의 크랭크샤프트(crankshaft)에 연결되는 원판형의 부재이다. 프론트 커버(3)는, 임펠러(4)와 함께, 토크 컨버터(1)의 작동 오일실을 구성하고 있다. 터빈(5)은, 작동 오일실 내에 배치되고 임펠러(4)에 대하여, 축 방향에 대향하여 배치되어 있다. 터빈(5)의 내주부는, 후술하는 터빈 허브(11)에 연결되어 있다. 터빈 허브(11)는 트랜스미션의 메인 드라이브 샤프트(도시하지 않음)에 연결되어 있다.
터빈 허브(11)는, 원통형의 부재이다. 터빈 허브(11)는, 보스(60)와, 그 외주면(外周面)에 형성된 원판형의 플랜지(61)로 구성되어 있다. 보스(60)의 내주면(內周面)에는, 스플라인(62)이 형성되어 있다. 스플라인(62)은, 트랜스미션측의 메인 드라이브 샤프트와 스플라인 걸어맞추어져 있다. 또한, 보스(60)에는, 외주면(63)이 형성되어 있다. 외주면(63)은, 플랜지(61)에 대하여 축 방향 엔진측에 위치하고 있다.
[록업 장치의 구성]
여기서는, 도 1 및 도 2를 사용하여, 록업 장치(6)에 대하여 설명한다. 록업 장치(6)는, 프론트 커버(3)로부터 토크를 기계적으로 터빈(5)에 전달하면서, 입력된 토션 진동을 흡수·감쇠하기 위한 장치이다. 즉, 록업 장치(6)는, 클러치 기능과 댐퍼 기능을 가지고 있다. 록업 장치(6)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 프론트 커버(3)와 터빈(5)과의 사이의 공간에 배치되어 있다. 록업 장치(6)는, 주로, 피스톤(8)과, 드라이브 플레이트(9)와, 드리븐 플레이트(10)와, 복수의 토션 스프링(torsion spring)(12)으로 구성되어 있다. 이들 부재는, 전체로 댐퍼 기구(機構)(13)를 구성하고 있다. 댐퍼 기구(13)에 있어서, 드라이브 플레이트(9)는, 입력 회전 부재로서 기능하고, 드리븐 플레이트(10)는 출력 회전 부재로서 기능하고, 토션 스프링(12)은, 양 부재 사이의 탄성 부재로서 기능한다. 그리고, 피스톤(8) 및 드라이브 플레이트(9)가, 입력 회전 부재로서 기능하는 것으로 생각해도 된다.
입력 회전 부재는, 피스톤(8)과 드라이브 플레이트(9)로 구성되어 있다. 피스톤(8)은, 프론트 커버(3)와 터빈(5)과의 사이의 공간을, 축 방향으로 분할하도록 배치되어 있다. 피스톤(8)은, 환형(環形)이며 또한 원판형의 부재이며, 토크 컨버터(1) 내의 유압(油壓)의 변화에 의해 축 방향으로 이동 가능한 부재이다. 피스톤(8)은, 프론트 커버(3)의 축 방향 트랜스미션측에 근접하여 배치되어 있다. 피스톤(8)은, 환형의 마찰 연결부(15)를 가지고 있다.
마찰 연결부(15)는, 피스톤(8)의 외주측에 설치되어 있다. 마찰 연결부(15)는, 환형이며 또한 평탄한 형상으로 형성되어 있다. 마찰 연결부(15)는, 프론트 커버(3)의 환형이며 또한 평탄한 마찰면(3a)에 대향하고 있다. 또한, 마찰 연결부(15)의 프론트 커버(3) 측에는, 환형의 마찰 페이싱(friction facing)(16)이, 장착되어 있다. 마찰 연결부(15)의 터빈(5) 측의 면에는, 가스 연질화 등의 열처리가 행해져 있다.
피스톤(8)의 외주측에는, 축 방향 트랜스미션측으로 연장되는 외주측 통형부(17)가 형성되어 있다. 또한, 피스톤(8)의 내주 에지에는, 축 방향 트랜스미션측으로 연장되는 내주측 통형부(18)가 형성되어 있다. 내주측 통형부(18)는, 보스(60)의 외주면(63)에 의해 반경 방향으로 지지되어 있다. 이로써, 피스톤(8)은, 터빈 허브(11)에 대하여 축 방향 및 회전 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
드라이브 플레이트(9)는, 피스톤(8)에 고정되고, 토션 스프링(12)을 유지하는 동시에, 토션 스프링(12)에 토크를 입력하는 입력 부재로서 기능한다. 드라이브 플레이트(9)는, 환형 플레이트 부재이며, 피스톤(8)의 외주부의 축 방향 트랜스미션측[터빈(5) 측]에 배치되어 있다. 드라이브 플레이트(9)는, 전체면에 침탄(浸炭) 질화 처리가 행해져 있다. 드라이브 플레이트(9)는, 내주측의 환형부(25)와, 외주측의 스프링 지지부(26)와, 제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)로 구성되어 있다. 환형부(25)는, 원주 방향으로 배열된 복수의 리벳(28)에 의해, 피스톤(8)의 외주부에 고정되어 있다.
스프링 지지부(26)는, 환형부(25)로부터 외주측으로 연장되어 있고, 피스톤(8)의 마찰 연결부(15)의 축 방향 트랜스미션측에 배치되어 있다. 즉, 스프링 지지부(26)는, 피스톤(8)의 마찰 연결부(15)의 터빈(5) 측의 면에 지지되고, 외주측 통형부(17)의 내주면에 지지되어 있다. 또한, 스프링 지지부(26)에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 윈도우부(32)가 설치되어 있다. 이 윈도우부(32)에는, 토션 스프링(12)이 배치된다. 스프링 지지부(26)의 트랜스미션측은, 경사지게 절곡된 절곡부로 되어 있다.
제1 스프링 맞닿음부(40)는, 토션 스프링(12)의 일단부와 맞닿는 부분이다. 제1 스프링 맞닿음부(40)는, 원주 방향으로 등간격(等間隔)으로 내주측으로 돌출되어 형성되어 있다. 상세하게는, 제1 스프링 맞닿음부(40)는, 드로잉(drawing) 가공에 의해, 내주측으로 돌출되어 형성되어 있다.
제2 스프링 맞닿음부(41)는, 토션 스프링(12)의 타단부와 맞닿는 부분이다. 제2 스프링 맞닿음부(41)는, 축 방향 트랜스미션측으로 돌출되어 형성되어 있다. 상세하게는, 제2 스프링 맞닿음부(41)는, 축 방향 트랜스미션측으로 만곡되도록, 드로잉 가공에 의해 돌출되어 형성되어 있다.
이와 같이, 토션 스프링(12)은, 드라이브 플레이트(9)에 의해 유지되어 있다. 또한, 피스톤(8), 드라이브 플레이트(9), 및 토션 스프링(12)은, 서브 애시(assy)로서의 피스톤 기구를 구성하고 있다.
토션 스프링(12)은, 드라이브 플레이트(9)의 윈도우부(32)(도 2를 참조)에 배치되어 있다. 토션 스프링(12)은, 예를 들면, 큰 코일 스프링(20), 작은 코일 스프링(21), 및 스프링 시트(29) 등으로 구성된다.
토션 스프링(12)은, 스프링 지지부(26), 및 환형부(25)의 외주측에 의해 유지된다. 또한, 토션 스프링(12)은, 축 방향 엔진측이 피스톤(8)의 마찰 연결부(15)에 지지되고, 축 방향 트랜스미션측이, 스프링 지지부(26)의 트랜스미션측의 절곡부에 의해 지지되어 있다. 또한, 토션 스프링(12)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 회전 방향의 양 단부가, 제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)에 의해, 회전 방향으로 지지되어 있다.
드리븐 플레이트(10)는, 토션 스프링(12)으로부터 토크가 출력되는 부재이다. 드리븐 플레이트(10)는, 환형이며 또한 원판형의 부재이다. 드리븐 플레이트(10)는, 터빈(5)과 피스톤(8)과의 축 방향 사이에 배치되어 있다. 드리븐 플레이트(10)의 내주부는, 원주 방향으로 배열된 복수의 리벳(47)에 의해, 플랜지(61)에 고정되어 있다. 드리븐 플레이트(10)의 외주 에지에는, 복수의 스프링 지지폴(support pawls)(51)이 형성되어 있다. 스프링 지지폴(51)은, 토션 스프링(12)의 양 단부와 맞닿아 있다. 또한, 드리븐 플레이트(10)에는, 토션 스프링(12)을 배치하기 위한 절결공(切缺孔)(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
<토션 스프링의 상세 구성>
도 2에 나타낸 바와 같이, 토션 스프링(12)은, 큰 코일 스프링(20)과, 작은 코일 스프링(21)과, 스프링 시트(29)를 가지고 있다.
큰 코일 스프링(20)은, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)와의 사이에서, 탄성 부재로서 기능한다. 큰 코일 스프링(20)은, 직경 방향 외측에 배치되어 있다. 상세하게는, 복수의 큰 코일 스프링(20)은, 직경 방향 외측에 있어서 원주 방향으로 배열되어 배치되어 있다. 또한, 복수의 큰 코일 스프링(20), 예를 들면, 8개의 큰 코일 스프링(20)은, 원주 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 직경 방향에 대향하여 배치되는 큰 코일 스프링(20)의 자유 길이는 같다. 큰 코일 스프링(20)은, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)와의 상대 회전에 의해, 회전 방향으로 압축된다.
작은 코일 스프링(21)은, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)와의 사이에서, 탄성 부재로서 기능한다. 작은 코일 스프링(21)은, 복수의(예를 들면, 8개의) 큰 코일 스프링(20) 각각의 내주부에 있어서, 이동 가능하게 배치된다. 작은 코일 스프링(21)은, 큰 코일 스프링(20)보다 자유 길이가 짧게 설정되어 있다.
상세하게는, 작은 코일 스프링(21)은, 드라이브 플레이트(9)의 제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)와, 드리븐 플레이트(10)의 스프링 지지폴(51)과의 사이에 있어서, 이동 가능하게 배치된다. 작은 코일 스프링(21)이, 드라이브 플레이트(9)의 제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)와, 드리븐 플레이트(10)의 스프링 지지폴(51)과의 사이에서, 압축될 때까지는, 작은 코일 스프링(21)은, 큰 코일 스프링(20)의 내주부에 있어서, 이동 가능하다. 또한, 작은 코일 스프링(21)이, 드라이브 플레이트(9)의 제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)와, 드리븐 플레이트(10)의 스프링 지지폴(51)과의 사이에서 압축된 경우, 작은 코일 스프링(21)은, 큰 코일 스프링(20)의 내주부에 있어서, 이동 불가능하다.
구체적으로는, 복수의(예를 들면, 8개의) 작은 코일 스프링(21) 각각은, 제1 작은 코일 스프링(22) 및 제2 작은 코일 스프링(23)으로 구성되어 있다. 제1 작은 코일 스프링(22) 및 제2 작은 코일 스프링(23)은, 원주 방향으로 간격을 두고 인접하도록, 큰 코일 스프링(20)의 내주부에 배치되어 있다. 제1 작은 코일 스프링(22)의 자유 길이는, 제2 작은 코일 스프링(23)의 자유 길이보다 길다. 즉, 원주 방향으로 인접하는 작은 코일 스프링(21)의 자유 길이는 상이하게 되어 있다.
보다 구체적으로는, 8개의 작은 코일 스프링(21)은, 원주 방향에 있어서, 제1 작은 코일 스프링(22), 제2 작은 코일 스프링(23), 제1 작은 코일 스프링(22), 제2 작은 코일 스프링(23), 제1 작은 코일 스프링(22), 제2 작은 코일 스프링(23), 제1 작은 코일 스프링(22), 제2 작은 코일 스프링(23)의 순으로, 배치되어 있다. 이 배치에 있어서, 직경 방향에 대향하여 배치된 2개의 작은 코일 스프링(21)의 자유 길이는 같다. 예를 들면, 직경 방향에 대향하여 배치된 2개의 제1 작은 코일 스프링(22)의 자유 길이는 같다. 또한, 직경 방향에 대향하여 배치된 2개의 제2 작은 코일 스프링(23)의 자유 길이는 같다.
또한, 토션 각도와 토크와의 관계를 나타내는 토션 특성에 있어서, 제N 단째의 토션 강성 K(n)와 제N＋1단째의 토션 강성 K(n＋1)와의 강성비 K(n＋1)/K(n)가, 1.5 이상 4.0 이하로 되도록, 큰 코일 스프링(20)의 강성(剛性) 및 작은 코일 스프링(21)의 강성이 설정된다. 여기서, 토션 각도에 따라, 큰 코일 스프링(20) 및 작은 코일 스프링(21) 중 적어도 어느 한쪽을 압축함으로써, 복수 단의 토션 특성이 형성된다. 그리고, N은 자연수이다.
스프링 시트(29)는, 큰 코일 스프링(20)의 양 단부에 배치된다. 상세하게는, 스프링 시트(29)는, 큰 코일 스프링(20)의 단부와, 드라이브 플레이트(9)(제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)와의 사이에 배치된다. 또한, 스프링 시트(29)는, 큰 코일 스프링(20)의 단부와, 드리븐 플레이트(10)[(스프링 지지폴(51)]와의 사이에 배치된다.
[토크 컨버터의 동작]
여기서는, 토크 컨버터(1)의 동작에 대하여 설명한다. 도시하지 않은 유압 작동 기구에 의해 프론트 커버(3)와 피스톤(8)의 내주부에 작동유가 공급되면, 프론트 커버(3)와 피스톤(8)과의 사이의 공간을 작동유가 외주측으로 흘러간다. 작동유는, 프론트 커버(3)와 마찰 페이싱(16)과의 사이를 통하여 더 외주측으로 흘러 토크 컨버터(1)의 본체 내로 흘러든다. 이 상태에서는, 피스톤 기구 전체가, 축 방향 트랜스미션측으로 이동하고 있고, 마찰 연결부(15)에서의 클러치 연결은, 해제되어 있다.
이어서, 도시하지 않은 유압 작동 기구에 의해 프론트 커버(3)와 피스톤(8)과의 사이의 공간으로부터 작동유가 배출되면, 피스톤 기구 전체가 축 방향 엔진측으로 이동한다. 이로써, 마찰 페이싱(16)이 프론트 커버(3)에 강하게 가압되어, 클러치가 연결된다. 프론트 커버(3)로부터의 토크는, 피스톤(8)을 통하여 댐퍼 기구(13)에 전달된다. 댐퍼 기구(13)에서는, 토크는, 토션 스프링(12)을 통하여, 드라이브 플레이트(9)로부터 드리븐 플레이트(10)로 전달된다. 그러면, 토크는, 터빈 허브(11)를 통하여, 드리븐 플레이트(10)로부터, 도시하지 않은 샤프트로 출력된다.
클러치 연결 상태에 있어서, 엔진측으로부터 토크 변동이 입력되면, 댐퍼 기구(13)에 있어서, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)와의 사이에서, 토션 스프링(12)이 회전 방향으로 압축된다. 구체적으로는, 드라이브 플레이트(9)의 제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)와, 드리븐 플레이트(10)의 스프링 지지폴(51)과의 사이에서, 토션 스프링(12)이 회전 방향으로 압축된다. 이 때, 토션 스프링(12)은, 원심력(遠心力)에 의해 외주측으로 이동하면서, 드라이브 플레이트(9) 및 피스톤(8)으로 슬라이딩 이동한다.
[록업 장치의 동작]
여기서는, 록업 장치(6)의 동작에 대하여, 설명한다. 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)가 상대 회전을 개시하면[드라이브 플레이트(9)가 R1 방향으로 회전하면], 먼저, 8개의 큰 코일 스프링(20)이, 드라이브 플레이트(9)[제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)]와 드리븐 플레이트(10)(스프링 지지폴(51)과의 사이에서 압축된다. 이로써, 도 3에 나타낸 바와 같이, 1단째의 토션 강성(K1)이 형성된다. 다음에, 토션 각도가 소정의 제1 각도 θ1 이상으로 되면, 8개의 큰 코일 스프링(20) 및 4개의 제1 작은 코일 스프링(22)이 압축된다. 이로써, 2단째의 토션 강성(K2)이 형성된다. 이어서, 토션 각도가 소정의 제2 각도 θ2 이상으로 되면, 8개의 큰 코일 스프링(20), 4개의 제1 작은 코일 스프링(22) 및 4개의 제2 작은 코일 스프링(23)이 압축된다. 이로써, 3단째의 토션 강성(K3)이 형성된다. 그리고, 드라이브 플레이트(9)가, R1 방향과는 반대의 방향으로 회전한 경우도, 동일한 토션 특성이 형성된다.
이와 같이, 본 록업 장치(6)에서는, 큰 코일 스프링(20), 제1 작은 코일 스프링(22), 제2 작은 코일 스프링(23)의 순으로, 각 코일 스프링을 압축함으로써, 토션 특성이 3단으로 설정된다. 또한, 이 토션 특성에서는, 제1 단째의 토션 강성(K1)과 제2 단째의 토션 강성(K2)과의 강성비 K2/K1이, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되어 있다.
그리고, 여기서는, 제2 단째의 토션 강성(K2)과 제3 단째의 토션 강성(K3)과의 강성비 K3/K2가, 4.0보다 크게 되도록 설정되어 있는 경우의 예를 나타내지만, 강성비 K3/K2가, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되어도 된다.
그리고, 1단째의 토션 강성(K1)은, 제1 각도 θ1의 절대값에 대한 제1 토크(T1)의 절대값에 의해 정의된다. 2단째의 토션 강성(K2)은, 제2 각도 θ2와 제1 각도 θ1과의 차분의 절대값에 대한, 제2 토크(T2)와 제1 토크(T1)와의 차분의 절대값에 의해 정의된다. 3단째의 토션 강성(K3)은, 제3 각도 θ3와 제2 각도 θ2와의 차분의 절대값에 대한, 제3 토크(T3)와 제2 토크(T2)와의 차분의 절대값에 의해 정의된다.
[특징]
(A1) 본 록업 장치(6)에서는, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)가 상대 회전하고, 예를 들면, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)와의 사이에 토션 각도가 생기면, 복수의 큰 코일 스프링(20)이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 1단째의 토션 강성(K1)이 형성된다. 다음에, 토션 각도가 소정의 제1 각도 θ1 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링(20) 및 복수의 작은 코일 스프링(21) 중 어느 하나가 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 2단째의 토션 강성(K2)이 형성된다. 이어서, 토션 각도가 소정의 제2 각도 θ2 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링(20) 및 복수의(모든) 작은 코일 스프링(21)이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 3단째의 토션 강성(K3)이 형성된다. 이와 같이, 본 록업 장치(6)에서는, 토션 특성을 다단으로 설정할 수 있다.
또한, 본 록업 장치(6)에서는, 복수의 큰 코일 스프링(20)이, 직경 방향 외측에 있어서 원주 방향으로 배열되어 배치되고, 복수의 작은 코일 스프링(21) 각각이, 큰 코일 스프링(20)의 내주부에 있어서, 이동 가능하게 배치된다. 즉, 본 록업 장치(6)에서는, 토크 컨버터에 있어서 축 방향의 두께가 작은 외주측에, 복수의 큰 코일 스프링(20) 및 복수의 작은 코일 스프링(21)을 배치하고 있으므로, 록업 장치(6)를 토크 컨버터에 설치했다고 해도, 종래 기술과 비교하여, 장치 전체의 소형화를 실현할 수 있다.
(A2) 본 록업 장치(6)에서는, 직경 방향에 대향하는 코일 스프링의 구성[큰 코일 스프링(20)의 구성 및 작은 코일 스프링(21)의 구성]이 같으므로, 록업 장치(6)에서의 중심의 언밸런스를 방지할 수 있다. 이로써, 트랜스미션의 메인 드라이브 샤프트에 토크를 안정적으로 전달할 수 있다.
(A3) 본 록업 장치(6)에서는, 원주 방향으로 인접하는 작은 코일 스프링(21)의 자유 길이를 상이한 길이로 설정함으로써, 토션 특성을 다단으로 설정할 수 있다. 구체적으로는, 이 경우, 토션 각도 θ가 커짐에 따라, 자유 길이가 긴 작은 코일 스프링(21)으로부터 순차로, 작은 코일 스프링(21)이 압축되는 것에 의해, 토션 특성을 다단으로 설정할 수 있다. 이와 같이, 본 록업 장치(6)에서는, 코일 스프링을 추가하지 않고, 토션 특성을 다단으로 설정할 수 있다. 즉, 록업 장치(6)의 토션 특성을 다단으로 설정한데 더하여, 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있다.
(A4) 본 록업 장치(6)에서는, 토션 각도가 소정의 제1 각도 θ1 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링(20) 및 자유 길이가 긴 작은 코일 스프링(21)[제1 작은 코일 스프링(22) 및 제2 작은 코일 스프링(23) 중 어느 한쪽]이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 2단째의 토션 강성(K2)이 형성된다. 다음에, 토션 각도가 소정의 제2 각도 θ2 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링(20) 및 복수의(모든) 작은 코일 스프링(21)[제1 작은 코일 스프링(22) 및 제2 작은 코일 스프링(23)의 양쪽]이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 3단째의 토션 강성(K3)이 형성된다.
이와 같이, 본 록업 장치(6)에서는, 코일 스프링의 스페이스를 추가하지 않고, 토션 특성을 다단으로 설정할 수 있다. 즉, 록업 장치(6)의 토션 특성을 다단으로 설정한데 더하여, 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있다.
(A5) 본 록업 장치(6)에서는, 강성비 K2/K1이, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되어 있으므로, 토션 특성의 굴곡점을 초과했을 때 발생할 우려가 있는 진동, 즉 강성차에 의한 진동을 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 록업 장치(6)에서는, 코일 스프링에 기인하는 진동을 확실하게 억제할 수 있다.
[제2 실시형태]
도 4에, 제2 실시형태에 의한 록업 장치를 나타낸다. 제2 실시형태의 록업 장치의 구성은, 작은 코일 스프링(21)의 구성을 제외하고, 제1 실시형태와 마찬가지이다. 그러므로, 여기서는, 제1 실시형태와 마찬가지의 구성에 대해서는, 설명을 생략한다. 또한, 도 4에서는, 제1 실시형태와 마찬가지의 구성에 대해서는, 같은 부호를 부여하고 있다. 그리고, 제2 실시형태의 토크 컨버터 본체에 대해서도, 제1 실시형태와 마찬가지의 구성이므로, 여기서는, 토크 컨버터 본체에 대해서도, 설명을 생략한다.
이하에서는, 제1 실시형태의 구성과 상이한 구성에 대하여 설명을 행한다. 즉, 여기서 생략된 구성에 대해서는, 제1 실시형태의 설명에 준한다.
[록업 장치의 구성]
도 4에 나타낸 바와 같이, 토션 스프링(12)은, 드라이브 플레이트(9)의 윈도우부(32)에 배치되어 있다. 토션 스프링(12)은, 예를 들면, 큰 코일 스프링(20), 작은 코일 스프링(21), 및 스프링 시트(29) 등으로 구성된다.
큰 코일 스프링(20)은, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)와의 사이에서, 탄성 부재로서 기능한다. 큰 코일 스프링(20)은, 직경 방향 외측에 배치되어 있다. 상세하게는, 복수의 큰 코일 스프링(20)은, 직경 방향 외측에 있어서 원주 방향으로 배열되어 배치되어 있다. 또한, 복수의 큰 코일 스프링(20), 예를 들면, 8개의 큰 코일 스프링(20)은, 원주 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 직경 방향에 대향하여 배치되는 큰 코일 스프링(20)의 자유 길이는 같다. 큰 코일 스프링(20)은, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)와의 상대 회전에 의해, 회전 방향으로 압축된다.
작은 코일 스프링(21)은, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)와의 사이에서, 탄성 부재로서 기능한다. 작은 코일 스프링(21)은, 복수의(예를 들면, 8개의) 큰 코일 스프링(20) 각각의 내주부에 있어서, 이동 가능하게 배치된다. 작은 코일 스프링(21)은, 큰 코일 스프링(20)보다 자유 길이가 짧게 설정되어 있다.
상세하게는, 작은 코일 스프링(21)은, 드라이브 플레이트(9)의 제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)와, 드리븐 플레이트(10)의 스프링 지지폴(51)과의 사이에 있어서, 이동 가능하게 배치된다. 작은 코일 스프링(21)이, 드라이브 플레이트(9)의 제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)와, 드리븐 플레이트(10)의 스프링 지지폴(51)과의 사이에서 압축될 때까지는, 작은 코일 스프링(21)은, 큰 코일 스프링(20)의 내주부에 있어서 이동 가능하다. 또한, 작은 코일 스프링(21)이, 드라이브 플레이트(9)의 제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)와, 드리븐 플레이트(10)의 스프링 지지폴(51)과의 사이에서 압축된 경우, 작은 코일 스프링(21)은, 큰 코일 스프링(20)의 내주부에 있어서 이동 불가능하다.
구체적으로는, 복수의(예를 들면, 8개의) 작은 코일 스프링(21) 각각은, 제1 작은 코일 스프링(22), 제2 작은 코일 스프링(23), 및 제3 작은 코일 스프링(24)으로 구성되어 있다. 제1 작은 코일 스프링(22), 제2 작은 코일 스프링(23), 및 제3 작은 코일 스프링(24)은, 원주 방향으로 서로 간격을 두고, 큰 코일 스프링(20)의 내주부에 배치되어 있다. 즉, 제1 내지 제3 작은 코일 스프링(22, 23, 24)은, 원주 방향에 있어서, 제1 작은 코일 스프링(22), 제2 작은 코일 스프링(23), 제3 작은 코일 스프링(24)의 순으로, 큰 코일 스프링(20)의 내주부에 별개로 배치되어 있다.
제1 작은 코일 스프링(22)의 자유 길이는, 제2 작은 코일 스프링(23)의 자유 길이 및 제3 작은 코일 스프링(24)의 자유 길이보다 길다. 제2 작은 코일 스프링(23)의 자유 길이는, 제3 작은 코일 스프링(24)의 자유 길이보다 길다. 이와 같이, 원주 방향으로 인접하는 작은 코일 스프링(21)의 자유 길이는 상이하게 되어 있다.
보다 구체적으로는, 8개의 작은 코일 스프링(21)은, 원주 방향에 있어서, 제1 작은 코일 스프링(22), 제2 작은 코일 스프링(23), 제3 작은 코일 스프링(24), 제2 작은 코일 스프링(23), 제1 작은 코일 스프링(22), 제2 작은 코일 스프링(23), 제3 작은 코일 스프링(24), 제2 작은 코일 스프링(23)의 순으로, 배치되어 있다. 이 배치에 있어서, 직경 방향에 대향하여 배치된 2개의 작은 코일 스프링(21)의 자유 길이는 같다. 예를 들면, 직경 방향에 대향하여 배치된 2개의 제1 작은 코일 스프링(22)의 자유 길이는 같다. 또한, 직경 방향에 대향하여 배치된 2개의 제2 작은 코일 스프링(23)의 자유 길이는 같다. 또한, 직경 방향에 대향하여 배치된 2개의 제3 작은 코일 스프링(24)의 자유 길이는 같다.
또한, 토션 각도와 토크와의 관계를 나타내는 토션 특성에 있어서, 제N 단째의 토션 강성 K(n)와 제N＋1단째의 토션 강성 K(n＋1)와의 강성비 K(n＋1)/K(n)가, 1.5 이상 4.0 이하로 되도록, 큰 코일 스프링(20)의 강성 및 작은 코일 스프링(21)의 강성이 설정된다. 여기서, 토션 각도에 따라, 큰 코일 스프링(20) 및 작은 코일 스프링(21) 중 적어도 어느 한쪽을 압축함으로써, 복수 단의 토션 특성이 형성된다. 그리고, N은 자연수이다.
스프링 시트(29)는, 큰 코일 스프링(20)의 양 단부에 배치된다. 상세하게는, 스프링 시트(29)는, 큰 코일 스프링(20)의 단부와, 드라이브 플레이트(9)(제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)와의 사이에 배치된다. 또한, 스프링 시트(29)는, 큰 코일 스프링(20)의 단부와, 드리븐 플레이트(10)(스프링 지지폴(51)과의 사이에 배치된다.
[록업 장치의 동작]
여기서는, 록업 장치(6)의 동작에 대하여, 설명한다. 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)가 상대 회전을 개시하면[드라이브 플레이트(9)가 R1 방향으로 회전하면], 먼저, 8개의 큰 토션 스프링(20)이, 드라이브 플레이트(9)[제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)]와 드리븐 플레이트(10)[스프링 지지폴(51)]와의 사이에서 압축된다. 이로써, 도 5에 나타낸 바와 같이, 1단째의 토션 강성(K1)이 형성된다. 다음에, 토션 각도가 소정의 제1 각도 θ1 이상으로 되면, 8개의 큰 코일 스프링(20) 및 2개의 제1 작은 코일 스프링(22)이 압축된다. 이로써, 2단째의 토션 강성(K2)이 형성된다. 이어서, 토션 각도가 소정의 제2 각도 θ2 이상으로 되면, 8개의 큰 코일 스프링(20), 2개의 제1 작은 코일 스프링(22), 및 4개의 제2 작은 코일 스프링(23)이 압축된다. 이로써, 3단째의 토션 강성(K3)이 형성된다. 이어서, 토션 각도가 소정의 제3 각도 θ3 이상으로 되면, 8개의 큰 코일 스프링(20), 2개의 제1 작은 코일 스프링(22), 4개의 제2 작은 코일 스프링(23), 및 2개의 제3 작은 코일 스프링(24)이 압축된다. 이로써, 4단째의 토션 강성(K4)이 형성된다. 그리고, 드라이브 플레이트(9)가, R1 방향과는 반대의 방향으로 회전한 경우도, 동일한 토션 특성이 형성된다.
이와 같이, 본 록업 장치(6)에서는, 큰 코일 스프링(20), 제1 작은 코일 스프링(22), 제2 작은 코일 스프링(23), 제3 작은 코일 스프링(24)의 순으로, 각 코일 스프링을 압축함으로써, 토션 특성이 4단으로 설정된다. 또한, 이 토션 특성에서는, 제1 단째의 토션 강성(K1)과 제2 단째의 토션 강성(K2)과의 강성비 K2/K1이, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되어 있다. 또한, 제2 단째의 토션 강성(K2)과 제3 단째의 토션 강성(K3)과의 강성비 K3/K2도, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되어 있다.
그리고, 여기서는, 제3 단째의 토션 강성(K3)과 제4 단째의 토션 강성(K4)과의 강성비 K4/K3가, 4.0보다 크게 되도록 설정되어 있는 경우의 예를 나타내지만, 강성비 K4/K3가, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되어도 된다.
그리고, 1단째의 토션 강성(K1)은, 제1 각도 θ1의 절대값에 대한 제1 토크(T1)의 절대값에 의해 정의된다. 2단째의 토션 강성(K2)은, 제2 각도 θ2와 제1 각도 θ1과의 차분의 절대값에 대한, 제2 토크(T2)와 제1 토크(T1)와의 차분의 절대값에 의해 정의된다. 3단째의 토션 강성(K3)은, 제3 각도 θ3와 제2 각도 θ2와의 차분의 절대값에 대한, 제3 토크(T3)와 제1 토크(T2)와의 차분의 절대값에 의해 정의된다. 4단째의 토션 강성(K4)은, 제4 각도 θ4와 제3 각도 θ3와의 차분의 절대값에 대한, 제4 토크(T4)와 제3 토크(T3)와의 차분의 절대값에 의해 정의된다.
[특징]
(B1) 본 록업 장치(6)에서는, 토션 각도가 소정의 제1 각도 θ1 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링(20) 및 자유 길이가 1번째로 긴 작은 코일 스프링(21)[제1 작은 코일 스프링(22)]이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 2단째의 토션 강성(K2)이 형성된다. 다음에, 토션 각도가 소정의 제2 각도 θ2 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링(20), 제1 작은 코일 스프링(22), 및 자유 길이가 2번째로 긴 작은 코일 스프링(21)[제2 작은 코일 스프링(23)]이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 3단째의 토션 강성(K3)이 형성된다. 이어서, 토션 각도가 소정의 제3 각도 θ3 이상으로 되면, 복수의 큰 코일 스프링(20) 및 복수의(모든) 작은 코일 스프링(21)[제1 내지 제3 작은 코일 스프링(22, 23, 24)]이 압축된다. 이로써, 토션 특성에 있어서, 4단째의 토션 강성(K4)이 형성된다.
이와 같이, 본 록업 장치(6)에서는, 코일 스프링을 추가하지 않고, 토션 특성을 다단으로 설정할 수 있다. 즉, 록업 장치(6)의 토션 특성을 다단으로 설정한데 더하여, 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있다.
(B2) 본 록업 장치(6)에서는, 강성비 K2/K1 및 강성비 K3/K2가, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되어 있으므로, 토션 특성의 굴곡점을 초과했을 때 발생할 우려가 있는 진동, 즉 강성차에 의한 진동을 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 록업 장치(6)에서는, 코일 스프링에 기인하는 진동을 확실하게 억제할 수 있다.
[제3 실시형태]
도 6 및 도 7에, 제3 실시형태에 의한 록업 장치를 나타낸다. 제3 실시형태의 록업 장치의 구성은, 드라이브 플레이트(9), 드리븐 플레이트(10), 작은 코일 스프링(21), 및 병렬 코일 스프링(27)의 구성을 제외하고, 제1 실시형태와 마찬가지이다. 그러므로, 여기서는, 제1 실시형태와 마찬가지의 구성에 대해서는, 설명을 생략한다. 또한, 도 6 및 도 7에서는, 제1 실시형태와 마찬가지의 구성에 대해서는, 같은 부호를 부여하고 있다. 그리고, 제3 실시형태의 토크 컨버터 본체에 대해서도, 제1 실시형태와 마찬가지의 구성이므로, 여기서는, 토크 컨버터 본체에 대해서도, 설명을 생략한다.
이하에서는, 제1 실시형태의 구성과 상이한 구성에 대하여, 설명을 행한다. 즉, 여기서 생략된 구성에 대해서는, 제1 실시형태의 설명에 준한다.
[록업 장치의 구성]
도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 드라이브 플레이트(9)는, 피스톤(8)에 고정되고, 토션 스프링(12)을 유지하는 동시에, 토션 스프링(12)에 토크를 입력하는 입력 부재로서 기능한다. 드라이브 플레이트(9)는, 환형 플레이트 부재이며, 피스톤(8)의 외주부의 축 방향 트랜스미션측[터빈(5) 측]에 배치되어 있다. 드라이브 플레이트(9)는, 전체면에 침탄 질화 처리가 행해져 있다. 드라이브 플레이트(9)는, 내주측의 환형부(25)와, 외주측의 스프링 지지부(26)와, 제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)로 구성되어 있다. 환형부(25)는, 원주 방향으로 배열된 복수의 리벳(28)에 의해, 피스톤(8)의 외주부에 고정되어 있다.
스프링 지지부(26)는, 환형부(25)로부터 외주측으로 연장되어 있고, 피스톤(8)의 마찰 연결부(15)의 축 방향 트랜스미션측에 배치되어 있다. 즉, 스프링 지지부(26)는, 피스톤(8)의 마찰 연결부(15)의 터빈(5) 측의 면에 지지되고, 외주측 통형부(17)의 내주면에 지지되어 있다. 또한, 스프링 지지부(26)에는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 윈도우부(32) 및 제2 윈도우부(33)가 설치되어 있다. 제1 윈도우부(32)에는, 큰 코일 스프링(20)이 배치된다. 제2 윈도우부(33)에는, 후술하는 병렬 코일 스프링(27)이 배치된다.
드리븐 플레이트(10)는, 토션 스프링(12)으로부터 토크가 출력되는 부재이다. 드리븐 플레이트(10)는, 환형이며 또한 원판형의 부재이다. 드리븐 플레이트(10)는, 터빈(5)과 피스톤(8)과의 축 방향 사이에 배치되어 있다. 드리븐 플레이트(10)의 내주부는, 플랜지(61)에 고정되어 있다. 드리븐 플레이트(10)의 외주 에지에는, 복수의 스프링 지지폴(51)이 형성되어 있다. 스프링 지지폴(51)은, 큰 코일 스프링(20)의 양 단부와 맞닿아 있다. 또한, 드리븐 플레이트(10)에는, 큰 코일 스프링(20)을 배치하기 위한 절결공(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 드리븐 플레이트(10)에는, 병렬 코일 스프링(27)을 배치하기 위한 절결공(35)이 형성되어 있다.
도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 토션 스프링(12)은, 예를 들면, 큰 코일 스프링(20), 작은 코일 스프링(21), 병렬 코일 스프링(27), 및 스프링 시트(29) 등으로 구성된다.
큰 코일 스프링(20)은, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)와의 사이에서, 탄성 부재로서 기능한다. 큰 코일 스프링(20)은, 직경 방향 외측에 배치되어 있다. 상세하게는, 복수의 큰 코일 스프링(20)은, 직경 방향 외측에 있어서 원주 방향으로 배열되어 배치되어 있다. 또한, 복수의 큰 코일 스프링(20), 예를 들면, 8개의 큰 코일 스프링(20)은, 원주 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 직경 방향에 대향하여 배치되는 큰 코일 스프링(20)의 자유 길이는 같다. 큰 코일 스프링(20)은, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)와의 상대 회전에 의해, 회전 방향으로 압축된다.
작은 코일 스프링(21)은, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)와의 사이에서, 탄성 부재로서 기능한다. 작은 코일 스프링(21)은, 복수의(예를 들면, 8개의) 큰 코일 스프링(20) 각각의 내주부에 있어서, 이동 가능하게 배치된다. 작은 코일 스프링(21)은, 큰 코일 스프링(20)보다 자유 길이가 짧게 설정되어 있다. 또한, 8개의 작은 코일 스프링(21) 각각의 자유 길이는 같다.
상세하게는, 작은 코일 스프링(21)은, 드라이브 플레이트(9)의 제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)와, 드리븐 플레이트(10)의 스프링 지지폴(51)과의 사이에 있어서, 이동 가능하게 배치된다. 작은 코일 스프링(21)이, 드라이브 플레이트(9)의 제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)와, 드리븐 플레이트(10)의 스프링 지지폴(51)과의 사이에서, 압축될 때까지는, 작은 코일 스프링(21)은, 큰 코일 스프링(20)의 내주부에 있어서, 이동 가능하다. 또한, 작은 코일 스프링(21)이, 드라이브 플레이트(9)의 제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)와, 드리븐 플레이트(10)의 스프링 지지폴(51)과의 사이에서 압축된 경우, 작은 코일 스프링(21)은, 큰 코일 스프링(20)의 내주부에 있어서 이동 불가능하다.
병렬 코일 스프링(27)은, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)와의 사이에서, 탄성 부재로서 기능한다. 복수의(예를 들면, 6개의) 병렬 코일 스프링(27)은, 복수의(예를 들면, 8개의) 큰 코일 스프링(20)보다 직경 방향 내측에 있어서, 원주 방향으로 간격을 두고 배치된다. 직경 방향에 대향하여 배치되는 병렬 코일 스프링(27)의 자유 길이는 같다.
병렬 코일 스프링(27)은, 드라이브 플레이트(9)의 제2 윈도우부(33)에 배치된다. 병렬 코일 스프링(27)의 양 단부는, 제2 윈도우부(33)에 의해 유지되어 있다. 또한, 병렬 코일 스프링(27)은, 드리븐 플레이트(10)의 절결공(35)에 배치되어 있다. 병렬 코일 스프링(27)의 단부와, 원주 방향에서의 절결공(35)의 벽면과의 사이에는, 소정의 공간(S)(간극)이 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 병렬 코일 스프링(27)의 자유 길이는, 절결공(35)의 원주 방향의 길이보다, 짧게 설정되어 있다.
병렬 코일 스프링(27)은, 큰 코일 스프링(20)과 병렬로 작동한다. 상세하게는, 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)와의 상대 회전에 의해, 토션 각도가 소정 각도로 되었을 경우에, 병렬 코일 스프링(27)의 단부(端部)가 드리븐 플레이트(10)와 맞닿는다. 이로써, 큰 코일 스프링(20) 및 병렬 코일 스프링(27)은, 병렬로 압축된다.
또한, 토션 각도와 토크와의 관계를 나타내는 토션 특성 중 하나 이상의 굴곡점에 있어서, 제N 단째의 토션 강성 K(n)와 제N＋1단째의 토션 강성 K(n＋1)와의 강성비 K(n＋1)/K(n)가, 1.5 이상 4.0 이하로 되도록, 큰 코일 스프링(20)의 강성, 작은 코일 스프링(21)의 강성, 및 병렬 코일 스프링(27)이 설정된다. 여기서, 토션 각도에 따라, 큰 코일 스프링(20), 작은 코일 스프링(21), 및 병렬 코일 스프링(27) 중 적어도 어느 하나를 압축함으로써, 복수 단의 토션 특성이 형성된다. 그리고, N은 자연수이다.
스프링 시트(29)는, 큰 코일 스프링(20)의 양 단부에 배치된다. 상세하게는, 스프링 시트(29)는, 큰 코일 스프링(20)의 단부와, 드라이브 플레이트(9)(제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)와의 사이에 배치된다. 또한, 스프링 시트(29)는, 큰 코일 스프링(20)의 단부와, 드리븐 플레이트(10)(스프링 지지폴(51)과의 사이에 배치된다.
그리고, 여기서는, 병렬 코일 스프링(27)의 양 단부에는, 스프링 시트(29)가 배치되어 있지 않은 경우의 예를 나타내지만, 병렬 코일 스프링(27)의 양 단부에, 스프링 시트(29)를 배치해도 된다.
[록업 장치의 동작]
여기서는, 록업 장치(6)의 동작에 대하여, 설명한다. 드라이브 플레이트(9)와 드리븐 플레이트(10)가 상대 회전을 개시하면[드라이브 플레이트(9)가 R1 방향으로 회전하면], 먼저, 8개의 큰 코일 스프링(20)이, 드라이브 플레이트(9)[제1 스프링 맞닿음부(40) 및 제2 스프링 맞닿음부(41)]와 드리븐 플레이트(10)[스프링 지지폴(51)]와의 사이에서 압축된다. 이로써, 도 3에 나타낸 바와 같이, 1단째의 토션 강성(K1)이 형성된다. 다음에, 토션 각도가 소정의 제1 각도 θ1 이상으로 되면, 8개의 큰 코일 스프링(20) 및 8개의 작은 코일 스프링(21)이 압축된다. 이로써, 2단째의 토션 강성(K2)이 형성된다. 이어서, 토션 각도가 소정의 제2 각도 θ2 이상으로 되면, 8개의 큰 코일 스프링(20), 8개의 작은 코일 스프링(21), 및 6개의 병렬 코일 스프링(27)이 압축된다. 이로써, 3단째의 토션 강성(K3)이 형성된다. 그리고, 드라이브 플레이트(9)가, R1 방향과는 반대의 방향으로 회전한 경우도, 동일한 토션 특성이 형성된다.
이와 같이, 본 록업 장치(6)에서는, 큰 코일 스프링(20), 작은 코일 스프링(21), 병렬 코일 스프링(27)의 순으로, 각 코일 스프링을 압축함으로써, 토션 특성이 3단으로 설정된다. 또한, 이 토션 특성에서는, 제1 단째의 토션 강성(K1)과 제2 단째의 토션 강성(K2)과의 강성비 K2/K1이, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되어 있다.
여기서는, 제2 단째의 토션 강성(K2)과 제3 단째의 토션 강성(K3)과의 강성비 K3/K2가, 4.0보다 크게 되도록 설정되어 있다. 그러나, 강성비 K3/K2가, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되어도 된다.
그리고, 1단째의 토션 강성(K1)은, 제1 각도 θ1의 절대값에 대한 제1 토크(T1)의 절대값에 의해 정의된다. 2단째의 토션 강성(K2)은, 제2 각도 θ2와 제1 각도 θ1과의 차분의 절대값에 대한, 제2 토크(T2)와 제1 토크(T1)와의 차분의 절대값에 의해 정의된다. 3단째의 토션 강성(K3)은, 제3 각도 θ3와 제2 각도 θ2와의 차분의 절대값에 대한, 제3 토크(T3)와 제1 토크(T2)와의 차분의 절대값에 의해 정의된다.
[특징]
(C1) 본 록업 장치(6)에서는, 큰 코일 스프링(20)의 내주측에, 복수의 병렬 코일 스프링(27)을 더 구비하고 있으므로, 토션 특성의 단수를 더 증가시킬 수 있다. 이와 같이, 토션 특성의 단수를 증가시킴으로써, 최대 토크에 이르기까지의 토션 특성의 커브를 원활하게 형성할 수 있다.
(C2) 본 록업 장치(6)에서는, 병렬 코일 스프링(27)과 드리븐 플레이트(10)와의 사이에 공간(S)을 형성함으로써, 병렬 코일 스프링(27)이 작동하는 타이밍이 결정된다. 그러므로, 이 공간(S)의 크기를 변경함으로써, 병렬 코일 스프링(27)의 작동 타이밍을 용이하게 설정할 수 있다. 즉, 원하는 토션 특성을 용이하게 설정할 수 있다.
(C3) 본 록업 장치(6)에서는, 제N 토션 강성과 제N＋1 토션 강성과의 강성비가, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되어 있으므로, 토션 특성의 굴곡점을 초과했을 때 발생할 우려가 있는 진동, 즉 강성차에 의한 진동을 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 록업 장치(6)에서는, 토션 특성의 단수가 증가했다고 해도, 코일 스프링에 기인하는 진동을 확실하게 억제할 수 있다.
[다른 실시형태]
(a) 상기 제1 내지 제3 실시형태에서는, 각각의 큰 코일 스프링(20)의 강성은, 같은 경우를 상정하고 있지만, 이 강성은 어떻게 설정해도 된다. 또한, 각각의 작은 코일 스프링(21)[제1 내지 제3 작은 코일 스프링(22, 23, 24)]의 강성은, 같은 경우를 상정하고 있지만, 이 강성은 어떻게 설정해도 된다. 또한, 각 병렬 코일 스프링(27)의 강성은, 같은 경우를 상정하고 있지만, 이 강성은 어떻게 설정해도 된다. 이 경우라도, 상기 제1 내지 제3 실시형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(b) 상기 제2 실시형태에서는, 제1 작은 코일 스프링(22), 제2 작은 코일 스프링(23), 제3 작은 코일 스프링(24)의 순으로, 자유 길이가 짧아지는 경우의 예를 나타냈으나, 제1 작은 코일 스프링(22), 제3 작은 코일 스프링(24), 제2 작은 코일 스프링(23)의 순으로, 자유 길이가 짧아지도록 해도 된다. 이 경우라도, 상기 제2 실시형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(c) 상기 제3 실시형태에서는, 각각의 공간(S)(간극)이 일정한 경우의 예를 나타냈으나, 제2 윈도우부(33)에 배치되는 병렬 코일 스프링(27)의 원주 방향의 길이, 및 /또는 원주 방향에서의 절결공(35)의 크기를 변화시키도록 해도 된다. 이로써, 3단 이상의 토션 특성을 형성할 수 있다.
(d) 상기 제3 실시형태에서는, 복수의 작은 코일 스프링(21)의 자유 길이가 같은 경우의 예를 나타냈으나, 복수의 작은 코일 스프링(21) 중의 적어도 어느 하나 자유 길이가 상이하도록 설정해도 된다. 이로써, 3단 이상의 토션 특성을 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 실시형태와 마찬가지의 작은 코일 스프링(21)을 사용한 경우, 도 5에 나타낸 4단의 토션 특성을 형성할 수 있다. 또한, 예를 들면, 상기 제2 실시형태와 마찬가지의 작은 코일 스프링(21)을 사용한 경우, 5단의 토션 특성을 형성할 수 있다.
(e) 본 록업 장치(6)에서는, 복수의(6개의) 병렬 코일 스프링(27)의 자유 길이가 같은 경우의 예를 나타낸다. 이 대신에, 복수의 병렬 코일 스프링(27) 중 적어도 어느 하나 자유 길이가 상이하도록 설정해도 된다. 이 경우, 병렬 코일 스프링(27)의 자유 길이에 따라, 각 병렬 코일 스프링(27)의 작동 타이밍이 상이하므로, 토션 특성을 더 다단으로 설정할 수 있다.
본 발명은 록업 장치에 널리 적용 가능하다.
1; 토크 컨버터
3; 프론트 커버
6; 록업 장치
9; 드라이브 플레이트(입력 회전 부재)
10; 드리븐 플레이트(출력 회전 부재)
12; 토션 스프링
20; 큰 코일 스프링
21; 작은 코일 스프링
22; 제1 작은 코일 스프링
23; 제2 작은 코일 스프링
24; 제3 작은 코일 스프링
27; 병렬 코일 스프링
S; 공간

Claims (12)

  1. 토크를 전달하는 동시에 토션(torsion) 진동을 흡수·감쇠(減衰)하기 위한 토크 컨버터(torque converter)의 록업(lock-up) 장치로서,
    입력 회전 부재;
    상기 입력 회전 부재에 대하여 회전 가능하게 배치되는 출력 회전 부재;
    직경 방향 외측에 있어서 원주 방향으로 배열되어 배치되고, 상기 입력 회전 부재와 상기 출력 회전 부재와의 상대 회전에 의해 회전 방향으로 병렬로 압축되는 복수의 큰 코일 스프링; 및
    상기 큰 코일 스프링보다 자유 길이가 짧게 설정되고, 상기 큰 코일 스프링의 내주부에 있어서 이동 가능하게 별개로 배치되는 복수의 작은 코일 스프링;
    을 포함하고,
    원주 방향으로 서로 인접하는 작은 코일 스프링의 자유 길이는 상이하게 되어 있고,
    상기 입력 회전 부재와 상기 출력 회전 부재와의 상대 회전에 의해, 복수의 상기 큰 코일 스프링, 복수의 상기 작은 코일 스프링 중 적어도 어느 하나의 순서로, 각 코일 스프링은 압축되는,
    토크 컨버터의 록업 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    직경 방향에 대향하여 배치되는 상기 큰 코일 스프링의 자유 길이는 같으며,
    직경 방향에 대향하여 배치되는 상기 작은 코일 스프링의 자유 길이는 같은, 토크 컨버터의 록업 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 상기 작은 코일 스프링에는, 제1 작은 코일 스프링 및 제2 작은 코일 스프링이 포함되어 있고,
    상기 제1 작은 코일 스프링 및 제2 작은 코일 스프링은, 원주 방향으로 인접하도록, 상기 큰 코일 스프링의 내주부에 배치되고,
    상기 제1 작은 코일 스프링의 자유 길이와, 상기 제2 작은 코일 스프링의 자유 길이는 상이하게 되어 있는, 토크 컨버터의 록업 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    복수의 상기 작은 코일 스프링에는, 제3 작은 코일 스프링이 더 포함되어 있고,
    상기 제1 작은 코일 스프링 내지 제3 작은 코일 스프링은, 원주 방향에 있어서, 상기 제1 작은 코일 스프링, 상기 제2 작은 코일 스프링, 상기 제3 작은 코일 스프링의 순으로, 상기 큰 코일 스프링의 내주부에 별개로 배치되고,
    상기 제1 작은 코일 스프링의 자유 길이는, 상기 제2 작은 코일 스프링 및 상기 제3 작은 코일 스프링 중 어느 한쪽의 자유 길이보다 길고,
    상기 제2 작은 코일 스프링 및 상기 제3 작은 코일 스프링 중 어느 한쪽의 자유 길이는, 상기 제2 작은 코일 스프링 및 상기 제3 작은 코일 스프링 중 다른 쪽의 자유 길이보다 긴, 토크 컨버터의 록업 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 입력 회전 부재와 상기 출력 회전 부재와의 상대 회전에 대응하는 토션 각도에 따라, 상기 큰 코일 스프링 및 상기 작은 코일 스프링 중 적어도 어느 한쪽을 압축함으로써 형성되는, 상기 토션 각도와 상기 토크와의 관계를 나타내는 복수 단(段; stage)의 토션 특성 중 하나 이상의 굴곡점에 있어서, 제N 토션 강성과 제N＋1 토션 강성과의 강성비(剛性比)가, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되는(N은 자연수), 토크 컨버터의 록업 장치.
  6. 토크를 전달하는 동시에 토션(torsion) 진동을 흡수·감쇠(減衰)하기 위한 토크 컨버터(torque converter)의 록업(lock-up) 장치로서,
    입력 회전 부재;
    상기 입력 회전 부재에 대하여 회전 가능하게 배치되는 출력 회전 부재;
    직경 방향 외측에 있어서 원주 방향으로 배열되어 배치되고, 상기 입력 회전 부재와 상기 출력 회전 부재와의 상대 회전에 의해 회전 방향으로 병렬로 압축되는 복수의 큰 코일 스프링;
    상기 큰 코일 스프링보다 자유 길이가 짧게 설정되고, 상기 큰 코일 스프링의 내주부에 있어서 이동 가능하게 별개로 배치되는 복수의 작은 코일 스프링; 및
    상기 큰 코일 스프링보다 직경 방향 내측에 있어서 원주 방향으로 배열되어 배치되고, 상기 큰 코일 스프링과 병렬로 각각 별개로 작동하는 복수의 병렬 코일 스프링
    을 포함하고,
    상기 입력 회전 부재와 상기 출력 회전 부재와의 상대 회전에 의해, 복수의 상기 큰 코일 스프링, 복수의 상기 작은 코일 스프링 중 적어도 어느 하나, 복수의 병렬 코일 스프링 중 적어도 하나의 순으로, 각 코일 스프링이 압축되는,
    토크 컨버터의 록업 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    직경 방향에 대향하여 배치되는 상기 큰 코일 스프링의 자유 길이는 같으며,
    직경 방향에 대향하여 배치되는 상기 작은 코일 스프링의 자유 길이는 같은, 토크 컨버터의 록업 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    원주 방향으로 서로 인접하는 작은 코일 스프링의 자유 길이는 상이하게 되어 있는, 토크 컨버터의 록업 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    복수의 상기 작은 코일 스프링에는, 제1 작은 코일 스프링 및 제2 작은 코일 스프링이 포함되어 있고,
    상기 제1 작은 코일 스프링 및 제2 작은 코일 스프링은, 원주 방향으로 인접하도록, 상기 큰 코일 스프링의 내주부에 배치되고,
    상기 제1 작은 코일 스프링의 자유 길이와, 상기 제2 작은 코일 스프링의 자유 길이는 상이하게 되어 있는, 토크 컨버터의 록업 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    복수의 상기 작은 코일 스프링에는, 제3 작은 코일 스프링이 더 포함되어 있고,
    상기 제1 작은 코일 스프링 내지 제3 작은 코일 스프링은, 원주 방향에 있어서, 상기 제1 작은 코일 스프링, 상기 제2 작은 코일 스프링, 상기 제3 작은 코일 스프링의 순으로, 상기 큰 코일 스프링의 내주부에 별개로 배치되고,
    상기 제1 작은 코일 스프링의 자유 길이는, 상기 제2 작은 코일 스프링 및 상기 제3 작은 코일 스프링 중 어느 한쪽의 자유 길이보다 길고,
    상기 제2 작은 코일 스프링 및 상기 제3 작은 코일 스프링 중 어느 한쪽의 자유 길이는, 상기 제2 작은 코일 스프링 및 상기 제3 작은 코일 스프링 중 다른 쪽의 자유 길이보다 긴, 토크 컨버터의 록업 장치.
  11. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 병렬 코일 스프링과, 상기 입력 회전 부재 및 상기 출력 회전 부재 중 어느 한쪽과의 사이에는, 원주 방향으로 공간이 형성되어 있고,
    상기 입력 회전 부재와 상기 출력 회전 부재와의 상대 회전에 대응하는 토션 각도가 소정 각도로 되었을 경우에, 복수의 병렬 코일 스프링 중 하나 이상이 압축되는, 토크 컨버터의 록업 장치.
  12. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 입력 회전 부재와 상기 출력 회전 부재와의 상대 회전에 대응하는 토션 각도에 따라, 상기 큰 코일 스프링, 상기 작은 코일 스프링, 및 상기 병렬 코일 스프링 중 적어도 어느 하나를 압축함으로써 형성되는, 상기 토션 각도와 상기 토크와의 관계를 나타내는 복수 단의 토션 특성 중 하나 이상의 굴곡점에 있어서, 제N 토션 강성과 제N＋1 토션 강성과의 강성비가, 1.5 이상 4.0 이하로 설정되는(N은 자연수), 토크 컨버터의 록업 장치.
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