KR20180123476A - 댐퍼 장치 및 발진 장치 - Google Patents

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KR20180123476A
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가즈요시 이토
마사키 와지마
가즈히로 이토오
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아이신에이더블류 가부시키가이샤
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Abstract

댐퍼 장치는, 엔진으로부터의 토크가 전달되는 입력 요소와, 출력 요소와, 제1 중간 요소와, 제2 중간 요소와, 입력 요소와 제1 중간 요소 사이에서 토크를 전달하는 제1 탄성체와, 제1 중간 요소와 출력 요소 사이에서 토크를 전달하는 제2 탄성체와, 입력 요소와 제2 중간 요소 사이에서 토크를 전달하는 제3 탄성체와, 제2 중간 요소와 출력 요소 사이에서 토크를 전달하는 제4 탄성체와, 제1 중간 요소와 제2 중간 요소 사이에서 토크를 전달하는 제5 탄성체를 포함하고, 제3 및 제4 탄성체는, 제1 및 제2 탄성체의 댐퍼 장치의 직경 방향에 있어서의 외측에 배치되고, 제5 탄성체는, 제1 및 제2 탄성체의 직경 방향에 있어서의 외측에 제3 및 제4 탄성체와 댐퍼 장치의 축방향으로 간격을 두고 배치되고, 당해 축방향으로부터 보아 제3 및 제4 탄성체와 직경 방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐진다.

Description

댐퍼 장치 및 발진 장치
본 개시의 발명은, 엔진으로부터의 토크가 전달되는 입력 요소 및 출력 요소를 갖는 댐퍼 장치와, 펌프 임펠러, 터빈 러너 및 댐퍼 장치를 포함하는 발진 장치에 관한 것이다.
종래, 발진 장치에 적용 가능한 댐퍼 장치로서, 토크 컨버터에 관련하여 사용되는 더블 패스 댐퍼가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 댐퍼 장치에 있어서, 엔진 및 로크업 클러치(32)부터 출력 허브(37)까지의 진동 경로는, 2개의 평행한 진동 경로 B 및 C로 분할되어 있고, 2개의 진동 경로 B, C는, 각각 1쌍의 스프링과, 당해 1쌍의 스프링 사이에 배치되는 별개의 중간 플랜지(36, 38)를 갖는다. 또한, 토크 컨버터의 터빈(34)은, 2개의 진동 경로의 고유 진동수를 상이하게 하기 위하여 진동 경로 B의 중간 플랜지(36)에 결합되어 있으며, 진동 경로 B의 중간 플랜지(36)의 고유 진동수는, 진동 경로 C의 중간 플랜지(38)의 고유 진동수보다도 작다. 이러한 댐퍼 장치에서는, 로크업 클러치(32)가 연결되어 있는 경우, 엔진으로부터의 진동이 댐퍼 장치의 2개의 진동 경로 B, C에 진입한다. 그리고, 어느 주파수의 엔진 진동이 터빈(34)에 결합된 중간 플랜지(36)를 포함하는 진동 경로 B에 도달하면, 진동 경로 B의 중간 플랜지(36)부터 출력 허브(37)까지 동안에 있어서의 진동의 위상이 입력 진동의 위상에 대하여 180도 어긋난다. 이때, 진동 경로 C의 중간 플랜지(38)의 고유 진동수는 진동 경로 B의 중간 플랜지(36)의 고유 진동수보다도 큰 점에서, 진동 경로 C에 진입한 진동은, 위상의 시프트(어긋남)를 발생시키지 않고 출력 허브(37)로 전달된다. 이와 같이, 진동 경로 B로부터 출력 허브(37)로 전달되는 진동의 위상과, 진동 경로 C로부터 출력 허브(37)로 전달되는 진동의 위상을 180도 어긋나게 함으로써, 출력 허브(37)에서의 진동을 감쇠시킬 수 있다.
일본 특허 공표 제2012-506006호 공보
상기 특허문헌 1에 기재된 더블 패스 댐퍼의 진동 감쇠 성능을 향상시키기 위해서는, 각 중간 플랜지의 양측의 탄성체의 스프링 상수나 각 중간 플랜지의 중량을 조정하여, 진동 경로 B 및 C의 고유 진동수를 적정하게 설정할 필요가 있다. 그러나, 탄성체의 스프링 상수를 조정하여 진동 경로 B 및 C의 고유 진동수를 적정화하고자 하면, 더블 패스 댐퍼 전체의 강성이 크게 변동해 버린다. 또한, 중간 플랜지나 그것에 결합되는 터빈의 중량을 조정하여 2개의 고유 진동수를 적정화하고자 하면, 플랜지나 터빈의 중량, 나아가서는 토크 컨버터 전체의 중량이 증가되어 버린다. 따라서, 상기 더블 패스 댐퍼에 있어서, 진동 감쇠 성능이 향상되도록 진동 경로 B 및 C의 고유 진동수를 적정하게 설정하는 것은 용이하지 않아, 감쇠되어야 할 진동의 주파수에 따라서는, 특허문헌 1에 기재된 댐퍼 장치에 의해서도 당해 진동을 양호하게 감쇠할 수 없게 된다.
그래서, 본 개시의 발명은, 고유 진동수를 용이하며 또한 적정하게 설정 가능함과 함께 진동 감쇠 성능을 보다 향상시킬 수 있는 댐퍼 장치 및 발진 장치의 제공을 주목적으로 한다.
본 개시의 댐퍼 장치는, 엔진으로부터의 토크가 전달되는 입력 요소와, 출력 요소를 갖는 댐퍼 장치에 있어서, 제1 중간 요소와, 제2 중간 요소와, 상기 입력 요소와 상기 제1 중간 요소 사이에서 토크를 전달하는 제1 탄성체와, 상기 제1 중간 요소와 상기 출력 요소 사이에서 토크를 전달하는 제2 탄성체와, 상기 입력 요소와 상기 제2 중간 요소 사이에서 토크를 전달하는 제3 탄성체와, 상기 제2 중간 요소와 상기 출력 요소 사이에서 토크를 전달하는 제4 탄성체와, 상기 제1 중간 요소와 상기 제2 중간 요소 사이에서 토크를 전달하는 제5 탄성체를 구비하고, 상기 제3 및 제4 탄성체가, 상기 제1 및 제2 탄성체의 상기 댐퍼 장치의 직경 방향에 있어서의 외측에 배치되고, 상기 제5 탄성체가, 상기 제1 및 제2 탄성체의 상기 직경 방향에 있어서의 외측에 상기 제3 및 제4 탄성체와 상기 댐퍼 장치의 축방향으로 간격을 두고 배치되고, 해당 축방향으로부터 보아 상기 제3 및 제4 탄성체와 상기 직경 방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지는 것이다.
이 댐퍼 장치에서는, 제1 내지 제5 탄성체의 모든 휨이 허용되고 있는 상태에 대하여, 장치 전체에서 2개의 고유 진동수를 설정하는 것이 가능하고, 제5 탄성체의 강성을 조정함으로써, 당해 2개의 고유 진동수를 적정하게 설정하여 댐퍼 장치의 진동 감쇠 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 제5 탄성체는, 제1 및 제2 탄성체의 직경 방향에 있어서의 외측에 제3 및 제4 탄성체와 댐퍼 장치의 축방향으로 간격을 두고 배치되고, 당해 축방향으로부터 보아 제3 및 제4 탄성체와 댐퍼 장치의 직경 방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐진다. 이에 의해, 제1 내지 제5 탄성체의 강성이나 배치수, 비틀림각(스트로크) 등의 설정의 자유도가 높아지는 점에서, 상기 2개의 고유 진동수를 용이하며 또한 적정하게 설정하는 것이 가능해져, 그것에 의하여 진동 감쇠 성능을 보다 한층 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 개시의 발진 장치를 도시하는 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 발진 장치를 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 발진 장치에 포함되는 본 개시의 댐퍼 장치에 있어서의 제1 내지 제4 탄성체의 평균 설치 반경을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 개시의 댐퍼 장치의 주요부를 도시하는 모식도이다.
도 5는 본 개시의 댐퍼 장치의 주요부를 도시하는 모식도이다.
도 6은 본 개시의 댐퍼 장치에 있어서의 토크 전달 경로를 도시하는 모식도이다.
도 7은 엔진의 회전수와, 댐퍼 장치의 출력 요소에 있어서의 이론상의 토크 변동의 관계를 예시하는 설명도이다.
도 8은 본 개시의 댐퍼 장치에 있어서의 제1 탄성체의 강성과, 저회전측의 고유 진동수, 반공진점의 진동수 및 댐퍼 장치의 등가 강성의 관계를 예시하는 설명도이다.
도 9는 본 개시의 댐퍼 장치에 있어서의 제2 탄성체의 강성과, 저회전측의 고유 진동수, 반공진점의 진동수 및 댐퍼 장치의 등가 강성의 관계를 예시하는 설명도이다.
도 10은 본 개시의 댐퍼 장치에 있어서의 제3 탄성체의 강성과, 저회전측의 고유 진동수, 반공진점의 진동수 및 댐퍼 장치의 등가 강성의 관계를 예시하는 설명도이다.
도 11은 본 개시의 댐퍼 장치에 있어서의 제4 탄성체의 강성과, 저회전측의 고유 진동수, 반공진점의 진동수 및 댐퍼 장치의 등가 강성의 관계를 예시하는 설명도이다.
도 12는 본 개시의 댐퍼 장치에 있어서의 제5 탄성체의 강성과, 저회전측의 고유 진동수, 반공진점의 진동수 및 댐퍼 장치의 등가 강성의 관계를 예시하는 설명도이다.
도 13은 본 개시의 댐퍼 장치에 있어서의 제1 중간 요소의 관성 모멘트와, 저회전측의 고유 진동수, 반공진점의 진동수 및 댐퍼 장치의 등가 강성의 관계를 예시하는 설명도이다.
도 14는 본 개시의 다른 발진 장치를 도시하는 단면도이다.
도 15는 본 개시의 또 다른 발진 장치를 도시하는 단면도이다.
이어서, 도면을 참조하면서, 본 개시의 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다.
도 1은 본 개시의 댐퍼 장치(10)를 포함하는 발진 장치(1)를 도시하는 개략 구성도이며, 도 2는 댐퍼 장치(10)를 도시하는 단면도이다. 도 1에 도시하는 발진 장치(1)는 원동기로서의 엔진(본 실시 형태에서는, 내연 기관)(EG)을 구비한 차량에 탑재되는 것이며, 댐퍼 장치(10) 외에도, 엔진(EG)의 크랭크 샤프트에 연결되는 프론트 커버(3)나, 프론트 커버(3)에 고정되는 펌프 임펠러(입력측 유체 전동 요소)(4), 펌프 임펠러(4)와 동축에 회전 가능한 터빈 러너(출력측 유체 전동 요소)(5), 댐퍼 장치(10)에 연결됨과 함께 자동 변속기(AT), 무단 변속기(CVT), 듀얼 클러치 트랜스미션(DCT), 하이브리드 트랜스미션, 혹은 감속기인 변속기(동력 전달 장치)(TM)의 입력축(IS)에 고정되는 동력 출력 부재로서의 댐퍼 허브(7), 로크업 클러치(8) 등을 포함한다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 「축방향」은, 특별히 명기하는 것을 제외하고, 기본적으로, 발진 장치(1)나 댐퍼 장치(10)의 중심축(CA)(축심, 도 3 참조)의 연장 방향을 나타낸다. 또한, 「직경 방향」은, 특별히 명기하는 것을 제외하고, 기본적으로, 발진 장치(1)나 댐퍼 장치(10), 당해 댐퍼 장치(10) 등의 회전 요소의 직경 방향, 즉 발진 장치(1)나 댐퍼 장치(10)의 중심축(CA)으로부터 당해 중심축(CA)과 직교하는 방향(반경 방향)으로 연장되는 직선의 연장 방향을 나타낸다. 또한, 「주위 방향」은, 특별히 명기하는 것을 제외하고, 기본적으로, 발진 장치(1)나 댐퍼 장치(10), 당해 댐퍼 장치(10) 등의 회전 요소의 주위 방향, 즉 당해 회전 요소의 회전 방향을 따른 방향을 나타낸다.
펌프 임펠러(4)는 프론트 커버(3)에 밀하게 고정되는 펌프 셸(40)과, 펌프 셸(40)의 내면에 배치된 복수의 펌프 블레이드(41)를 갖는다. 터빈 러너(5)는 터빈 셸(50)(도 2 참조)과, 터빈 셸(50)의 내면에 배치된 복수의 터빈 블레이드(51)를 갖는다. 터빈 셸(50)의 내주부는, 복수의 리벳을 개재하여 터빈 허브(52)에 고정되고, 터빈 허브(52)는 댐퍼 허브(7)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 또한, 터빈 허브(52)(터빈 러너(5))의 발진 장치(1)의 축방향에 있어서의 이동은, 댐퍼 허브(7)와, 당해 댐퍼 허브(7)에 장착되는 스냅링에 의해 규제된다.
펌프 임펠러(4)와 터빈 러너(5)는, 서로 대향하여, 양자 사이에는, 터빈 러너(5)로부터 펌프 임펠러(4)로의 작동유(작동유체)의 흐름을 정류하는 스테이터(6)가 동축에 배치된다. 스테이터(6)는 복수의 스테이터 블레이드(60)를 갖고, 스테이터(6)의 회전 방향은, 원웨이 클러치(61)에 의해 일방향으로만 설정된다. 이들 펌프 임펠러(4), 터빈 러너(5) 및 스테이터(6)는 작동유를 순환시키는 토러스(환상 유로)를 형성하고, 토크 증폭 기능을 가진 토크 컨버터(유체 전동 장치)로서 기능한다. 단, 발진 장치(1)에 있어서, 스테이터(6)나 원웨이 클러치(61)를 생략하고, 펌프 임펠러(4) 및 터빈 러너(5)를 유체 커플링으로서 기능시켜도 된다.
로크업 클러치(8)는 유압식 다판 클러치이며, 댐퍼 장치(10)를 개재하여 프론트 커버(3)와 댐퍼 허브(7)를 연결하는 로크업을 실행함과 함께 당해 로크업을 해제한다. 로크업 클러치(8)는 프론트 커버(3)에 고정된 센터피스(3c)에 의해 축방향으로 이동 가능하게 지지되는 로크업 피스톤(80)과, 클러치 드럼(81)과, 로크업 피스톤(80)과 대향하도록 프론트 커버(3)의 측벽부(3w)의 내면에 고정되는 환상의 클러치 허브(82)와, 클러치 드럼(81)의 내주에 형성된 스플라인에 끼워 맞춰지는 복수의 제1 마찰 걸림 결합 플레이트(양면에 마찰재를 갖는 마찰판)(83)와, 클러치 허브(82)의 외주에 형성된 스플라인에 끼워 맞춰지는 복수의 제2 마찰 걸림 결합 플레이트(84)(세퍼레이터 플레이트)를 포함한다.
또한, 로크업 클러치(8)는 로크업 피스톤(80)을 기준으로 하여 프론트 커버(3)와는 반대측에 위치하도록, 즉 로크업 피스톤(80)보다도 댐퍼 장치(10) 및 터빈 러너(5)측에 위치하도록 프론트 커버(3)의 센터피스(3c)에 설치되는 환상의 플랜지 부재(유실 구획 형성 부재)(85)와, 프론트 커버(3)와 로크업 피스톤(80) 사이에 배치되는 복수의 리턴 스프링(86)을 포함한다. 도시하는 바와 같이, 로크업 피스톤(80)과 플랜지 부재(85)는, 걸림 결합유실(87)을 구획 형성하고, 당해 걸림 결합유실(87)에는, 도시하지 않은 유압 제어 장치로부터 작동유(걸림 결합유압)가 공급된다. 따라서, 걸림 결합유실(87)에 대한 걸림 결합유압을 높임으로써, 제1 및 제2 마찰 걸림 결합 플레이트(83, 84)를 프론트 커버(3)를 향하여 압박하도록 로크업 피스톤(80)을 축 방향으로 이동시키고, 그것에 의해 로크업 클러치(8)를 걸림 결합(완전 걸림 결합 혹은 슬립 걸림 결합)시킬 수 있다.
댐퍼 장치(10)는 엔진(EG)과 변속기(TM) 사이에서 진동을 감쇠하는 것이며, 도 1에 도시하는 바와 같이, 동축에 상대 회전하는 회전 요소(회전 부재 즉 회전 질량체)로서, 드라이브 부재(입력 요소)(11), 제1 중간 부재(제1 중간 요소)(12), 제2 중간 부재(제2 중간 요소)(14) 및 드리븐 부재(출력 요소)(16)를 포함한다. 또한, 댐퍼 장치(10)는 토크 전달 요소(토크 전달 탄성체)로서, 드라이브 부재(11)와 제1 중간 부재(12) 사이에 배치되고 회전 토크(회전 방향의 토크)를 전달하는 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 제1 내측 스프링(제1 탄성체)(SP11), 제1 중간 부재(12)와 드리븐 부재(16) 사이에 배치되고 회전 토크를 전달하는 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 제2 내측 스프링(제2 탄성체)(SP12), 드라이브 부재(11)와 제2 중간 부재(14) 사이에 배치되고 회전 토크를 전달하는 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 제1 외측 스프링(제3 탄성체)(SP21), 제2 중간 부재(14)와 드리븐 부재(16) 사이에 배치되고 회전 토크를 전달하는 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 제2 외측 스프링(제4 탄성체)(SP22) 및 제1 중간 부재(12)와 제2 중간 부재(14) 사이에 배치되고 회전 토크를 전달하는 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개 혹은 6개)의 중간 스프링(제5 탄성체)(SPm)을 포함한다.
본 실시 형태에서는, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12), 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 그리고 중간 스프링(SPm)으로서, 하중이 가해지지 않을 때에 곧바로 연장되는 축심을 갖도록 나선상으로 감긴 금속재로 이루어지는 직선형 코일 스프링이 채용된다. 이에 의해, 아크 코일 스프링을 사용한 경우에 비하여, 스프링(SP11 내지 SPm)을 축심을 따라 보다 적정하게 신축시켜, 토크를 전달하는 스프링과 회전 요소 사이에서 발생하는 마찰력에 기인한 히스테리시스, 즉 드라이브 부재(11)에 대한 입력 토크가 증가해 갈 때의 출력 토크와, 드라이브 부재(11)에 대한 입력 토크가 감소되어 갈 때의 출력 토크 사이의 차를 저감화할 수 있다. 히스테리시스는, 드라이브 부재(11)에 대한 입력 토크가 증가되는 상태에서 댐퍼 장치(10)의 비틀림각이 소정 각도가 되었을 때에 드리븐 부재(16)로부터 출력되는 토크와, 드라이브 부재(11)에 대한 입력 토크가 감소되는 상태에서 댐퍼 장치(10)의 비틀림각이 상기 소정 각도가 되었을 때에 드리븐 부재(16)로부터 출력되는 토크의 차분에 의해 정량화될 수 있는 것이다. 또한, 스프링(SP11 내지 SPm) 중 적어도 어느 하나는, 아크 코일 스프링이어도 된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)은, 댐퍼 장치(10)(제1 중간 부재(12))의 주위 방향을 따라 교대로 배열되도록, 프론트 커버(3)나 펌프 임펠러(4)의 펌프 셸(40)에 의해 구획 형성되는 유체실(9) 내에 배치된다. 또한, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)은, 댐퍼 장치(10)(제2 중간 부재(14))의 주위 방향을 따라 교대로 배열되도록 유체실(9) 내의 외주측 영역에 배치된다. 즉, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)은, 발진 장치(1)의 외주에 근접하도록 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 직경 방향 외측에 배치된다.
이에 의해, 댐퍼 장치(10)에서는, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 평균 설치 반경(ro)이, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 평균 설치 반경(ri)보다도 커진다. 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 평균 설치 반경(ro)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 댐퍼 장치(10)의 중심축(CA)부터 제1 외측 스프링(제3 탄성체)(SP21)의 축심까지의 거리인 당해 제1 외측 스프링(SP21)의 설치 반경(rSP21)과, 중심축(CA)부터 제2 외측 스프링(제4 탄성체)(SP22)의 축심까지의 거리인 당해 제2 외측 스프링(SP22)의 설치 반경(rSP22)의 평균값(=(rSP21+rSP22)/2)이다. 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 평균 설치 반경(ri)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 중심축(CA)부터 제1 내측 스프링(제1 탄성체)(SP11)의 축심까지의 거리인 당해 제1 내측 스프링(SP11)의 설치 반경(rSP11)과, 중심축(CA)부터 제2 내측 스프링(제2 탄성체)(SP12)의 축심까지의 거리인 당해 제2 내측 스프링(SP12)의 설치 반경(rSP12)의 평균값(=(rSP11+rSP12)/2)이다. 또한, 설치 반경(rSP11, rSP12, rSP21 또는 rSP22)은, 중심축(CA)과, 각 스프링(SP11, SP12, SP21, SP22)의 축심 상의 미리 정해진 점(예를 들어, 축방향에 있어서의 중앙이나 단부)의 거리여도 된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)(그리고 중간 스프링(SPm))은, 설치 반경(rSP21)과 설치 반경(rSP22)이 동등해지도록 동일 원주(제1 원주) 상에 배열되고, 제1 외측 스프링(SP21)의 축심과, 제2 외측 스프링(SP22)의 축심은, 중심축(CA)에 직교하는 일평면에 포함된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)은, 설치 반경(rSP11)과 설치 반경(rSP12)이 동등해지도록 동일 원주(제1 원주보다도 대직경의 제2 원주) 상에 배열되고, 제1 내측 스프링(SP11)의 축심과, 제2 내측 스프링(SP12)의 축심은, 중심축(CA)에 직교하는 일평면에 포함된다. 그 외에도, 댐퍼 장치(10)에서는, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)이 직경 방향으로부터 보아 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)과 축방향으로 중첩되도록 당해 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 직경 방향 내측에 배치된다. 이에 의해, 댐퍼 장치(10)를 직경 방향으로 콤팩트화함과 함께, 당해 댐퍼 장치(10)의 축길이를 보다 단축화하는 것이 가능해진다.
단, 도 3에 도시하는 바와 같이, 중심축(CA)부터 제1 외측 스프링(SP21)의 축심까지의 설치 반경(rSP21)과, 당해 중심축(CA)부터 제2 외측 스프링(SP22)의 축심까지의 설치 반경(rSP22)은, 상이해도 된다. 또한, 중심축(CA)부터 제1 내측 스프링(SP11)의 축심까지의 설치 반경(rSP11)과, 당해 중심축(CA)부터 제2 내측 스프링(SP12)의 축심까지의 설치 반경(rSP12)은, 상이해도 된다. 즉, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 중 적어도 어느 한쪽의 설치 반경(rSP21, rSP22)은, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 중 적어도 어느 한쪽의 설치 반경(rSP11, rSP12)보다도 커도 된다. 또한, 제1 외측 스프링(SP21)의 축심과, 제2 외측 스프링(SP22)의 축심은, 중심축(CA)에 직교하는 일평면에 포함되어 있지 않아도 된다. 또한, 제1 내측 스프링(SP11)의 축심과, 제2 내측 스프링(SP12)의 축심은, 중심축(CA)에 직교하는 일평면에 포함되어 있지 않아도 된다. 또한, 스프링(SP11, SP12, SP21 및 SP22)의 축심이 중심축(CA)에 직교하는 일평면에 포함되어도 되고, 스프링(SP11, SP12, SP21 및 SP22) 중 적어도 어느 하나의 축심이 당해 일평면에 포함되어 있지 않아도 된다.
그리고, 본 실시 형태에서는, 제1 내측 스프링(SP11)의 강성 즉 스프링 상수를 "k11"로 하고, 제2 내측 스프링(SP12)의 강성 즉 스프링 상수를 "k12"로 하고, 제1 외측 스프링(SP21)의 강성 즉 스프링 상수를 "k21"로 하고, 제2 외측 스프링(SP22)의 강성 즉 스프링 상수를 "k22"로 했을 때에, 스프링 상수 k11, k12, k21 및 k22가, k11≠k21, 또한 k11/k21≠k12/k22라는 관계를 만족시키도록 선택된다. 보다 상세하게는, 스프링 상수 k11, k12, k21, 및 k22는, k11/k21<k12/k22 및 k11<k12<k22<k21이라는 관계를 만족시킨다. 즉, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 스프링 상수 k11, k12가 작은 쪽(k11)은, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 스프링 상수 k21, k22가 작은 쪽(k22)보다도 작아진다. 또한, 중간 스프링(SPm)의 강성 즉 스프링 상수를 "km"으로 했을 때에, 스프링 상수 k11, k12, k21, k22 및 km은, k11<km<k12<k22<k21이라는 관계를 만족시킨다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 드라이브 부재(11)는 엔진(EG)으로부터의 토크가 전달되는 상술한 로크업 클러치(8)의 클러치 드럼(81)(제1 입력 부재)과, 복수의 리벳을 개재하여 클러치 드럼(81)에 축방향으로 배열되도록 연결(고정)되는 환상의 입력 플레이트(111)(제2 입력 부재)를 포함한다. 이에 의해, 로크업 클러치(8)의 걸림 결합에 의해 프론트 커버(3)(엔진(EG))와 댐퍼 장치(10)의 드라이브 부재(11)가 연결되게 된다. 클러치 드럼(81)은, 상기 스플라인보다도 직경 방향 외측에 형성된 환상의 스프링 지지부(81a)와, 각각 축방향으로 연장되는 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 스프링 맞닿음부(탄성체 맞닿음부)(81c)를 갖는다. 스프링 지지부(81a)는, 복수의 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 외주부나 프론트 커버(3)측(엔진측)의 측부(도 2에 있어서의 좌측의 측부) 및 당해 측부의 내주측, 터빈 러너(5)측(변속기측)의 측부의 외주측(견부)을 지지(가이드)하도록 형성되어 있다. 클러치 드럼(81)은, 당해 스프링 지지부(81a)가 발진 장치(1)의 외주에 근접하도록 유체실(9) 내에 배치된다.
또한, 입력 플레이트(111)는 판상의 환상 부재이며, 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 스프링 지지부(111a)와, 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 외측 스프링 맞닿음부(탄성체 맞닿음부)(111co)와, 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 내측 스프링 맞닿음부(탄성체 맞닿음부)(111ci)를 갖는다. 복수의 스프링 지지부(111a)는, 입력 플레이트(111)의 외주부에 주위 방향으로 간격을 두고(등간격으로) 형성되어 있다. 내측 스프링 맞닿음부(111ci)는, 주위 방향을 따라 서로 인접하는 스프링 지지부(111a) 사이에 1개씩 설치되고, 각 내측 스프링 맞닿음부(111ci)는, 입력 플레이트(111)의 내주부로부터 주위 방향으로 간격을 두고(등간격으로) 직경 방향 내측으로 연장된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 복수의 내측 스프링 맞닿음부(111ci)는, 복수의 외측 스프링 맞닿음부(111co)보다도 터빈 러너(5)에 근접하도록 댐퍼 장치(10)의 축방향으로 오프셋되어 있다.
제1 중간 부재(12)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 댐퍼 허브(7)에 의해 회전 가능하게 지지(조심)되는 환상의 제1 플레이트 부재(121)와, 질량체로서의 터빈 러너(5)에 일체로 회전하도록 연결(고정)되는 환상의 제2 플레이트 부재(122)를 포함한다. 제1 중간 부재(12)의 제1 플레이트 부재(121)는 주위 방향으로 간격을 두고(등간격으로) 직경 방향 외측으로 돌출되는 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 스프링 맞닿음부(121c)를 갖는다. 각 스프링 맞닿음부(121c)에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 당해 스프링 맞닿음부(121c)를 관통하는 직사각 형상 혹은 긴 구멍 형상의 개구부(121h)가 형성되어 있다.
제1 중간 부재(12)의 제2 플레이트 부재(122)는 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 연결 맞닿음부(제1 맞닿음부)(122c)와, 당해 연결 맞닿음부(122c)보다도 직경 방향 외측에 배치된 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 6개)의 외측 맞닿음부(제2 맞닿음부)(122d)를 갖는다. 도시하는 바와 같이, 제2 플레이트 부재(122)의 내주부는, 터빈 러너(5)의 터빈 셸(50)과 함께 터빈 허브(52)에 고정된다. 또한, 각 연결 맞닿음부(122c)는, 제2 플레이트 부재(122)의 본체로부터 주위 방향으로 간격을 두고(등간격으로) 축 방향으로 연장되어 있다. 또한, 각 연결 맞닿음부(122c)의 선단부에는, 제1 플레이트 부재(121)의 개구부(121h)에 끼워 맞춰지는 돌기부(122p)가 형성되어 있다. 돌기부(122p)는, 제1 중간 부재(12)의 주위 방향에 있어서의 개구부(121h)의 폭보다도 약간 짧은 폭을 가짐과 함께, 당해 제1 중간 부재(12)의 직경 방향에 있어서의 개구부(121h)의 길이(개구 길이)보다도 충분히 작은 두께를 갖는다. 또한, 외측 맞닿음부(122d)는, 2개(1쌍)씩 근접하도록 제2 플레이트 부재(122)의 축심에 관하여 대칭으로 형성되고, 서로 쌍을 이루는 2개의 외측 맞닿음부(122d)는, 예를 들어 중간 스프링(SPm)의 자연 길이에 따른 간격을 두고 주위 방향으로 배열한다. 또한, 제2 플레이트 부재(122)의 외주부에는, 복수의 원호 형상의 가이드 구멍(긴 구멍)(122g)이 주위 방향으로 간격을 두고(등간격으로) 형성되어 있다.
제2 중간 부재(14)는 제1 환상 부재(제1 부재)(141)와, 복수의 리벳을 개재하여 당해 제1 환상 부재(141)에 축방향으로 배열되도록 연결(고정)되는 제2 환상 부재(제2 부재)(142)를 포함하고, 제1 중간 부재(12)의 것보다도 작은 관성 모멘트를 갖는다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 및 제2 환상 부재(141, 142)의 축방향에 있어서의 사이에는, 제1 중간 부재(12)의 제2 플레이트 부재(122)보다도 약간 큰 두께를 갖는 스페이서(145)가 배치된다. 또한, 제1 및 제2 환상 부재(141, 142)는, 양자 및 스페이서(145)를 관통하는 복수의 리벳에 의해 서로 체결된다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 스페이서(145)(및 리벳)는 제1 중간 부재(12)의 제2 플레이트 부재(122)의 가이드 구멍(122g) 내에 배치된다. 이에 의해, 제2 중간 부재(14)는 제1 및 제2 환상 부재(141, 142)의 축방향에 있어서의 사이에 배치되는 제2 플레이트 부재(122)에 의해 제1 중간 부재(12)에 대하여 회전 가능해지도록 지지된다. 또한, 제1 및 제2 환상 부재(141, 142)의 축방향에 있어서의 사이에 상술한 바와 같은 스페이서(145)를 배치함으로써, 제1 및 제2 환상 부재(141, 142)의 내면과 제2 플레이트 부재(122)의 표면 사이에 클리어런스를 형성하고, 제2 중간 부재(14)를 제2 플레이트 부재(122)(제1 중간 부재(12))에 대하여 원활하게 이동 가능하게 할 수 있다.
제1 환상 부재(141)는 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 제1 스프링 맞닿음부(탄성체 맞닿음부)(141c)와, 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 6개)의 제2 스프링 맞닿음부(탄성체 맞닿음부)(141d)를 갖는다. 복수의 제1 스프링 맞닿음부(141c)는, 제1 환상 부재(141)의 본체로부터 주위 방향으로 간격을 두고 직경 방향 외측 또한 축방향에 있어서의 일측(도 2에 있어서의 좌측, 프론트 커버(3)측)으로 연장 돌출되어 있다. 또한, 복수의 제2 스프링 맞닿음부(141d)는, 제1 환상 부재(141)의 본체로부터 주위 방향으로 간격을 두고 직경 방향 외측 또한 축방향에 있어서의 타측 즉 제1 스프링 맞닿음부(141c)와는 반대측(도 2에 있어서의 우측, 터빈 러너(5)측)으로 연장 돌출되어 있다. 제2 스프링 맞닿음부(141d)는, 2개(1쌍)씩 근접하도록 제1 환상 부재(141)의 축심에 관하여 대칭으로 형성되고, 서로 쌍을 이루는 2개의 제2 스프링 맞닿음부(141d)는, 예를 들어 중간 스프링(SPm)의 자연 길이에 따른 간격을 두고 주위 방향으로 배열한다.
제2 환상 부재(142)는 환상의 스프링 지지부(142a)를 갖는다. 스프링 지지부(142a)는, 복수의 중간 스프링(SPm)의 외주부나 터빈 러너(5)측(변속기측)의 측부(도 2에 있어서의 우측의 측부) 및 당해 측부의 내주측, 프론트 커버(3)측(엔진측)의 측부의 외주측(견부)을 지지(가이드)하도록 형성되어 있다. 단, 제2 환상 부재(142)는 주위 방향으로 간격을 두고(등간격으로) 형성된 복수의 스프링 지지부(142a)를 가져도 된다. 이 경우, 복수의 스프링 지지부(142a)는, 각각 중간 스프링(SPm)의 주위 길이보다도 충분히 긴 주위 길이를 갖도록 형성되면 된다.
드리븐 부재(16)는 제1 출력 플레이트(제1 출력 부재)(161)와, 제1 출력 플레이트(161)보다도 터빈 러너(5)에 근접하도록 배치됨과 함께 복수의 리벳을 개재하여 당해 제1 출력 플레이트(161)에 축방향으로 배열되도록 연결(고정)되는 환상의 제2 출력 플레이트(제2 출력 부재)(162)를 포함한다. 드리븐 부재(16)의 제1 출력 플레이트(161)는 판상의 환상 부재이며, 당해 제1 출력 플레이트(161)의 내주부는, 복수의 리벳을 개재하여 댐퍼 허브(7)에 고정된다. 도시하는 바와 같이, 제1 출력 플레이트(161)는 주위 방향으로 간격을 두고(등간격으로) 배치된 복수(예를 들어 3개)의 스프링 수용창(161w)과, 각각 대응하는 스프링 수용창(161w)의 내주연을 따라 연장되는 복수(예를 들어 3개)의 스프링 지지부(161a)와, 각각 대응하는 스프링 수용창(161w)의 외주연을 따라 연장되는 복수(예를 들어 3개)의 스프링 지지부(161b)와, 복수(예를 들어 3개)의 내측 스프링 맞닿음부(161ci)와, 복수(예를 들어 3개)의 외측 스프링 맞닿음부(161co)를 갖는다.
복수의 내측 스프링 맞닿음부(161ci)는, 주위 방향을 따라 서로 인접하는 스프링 수용창(161w)(스프링 지지부(161a, 161b)) 사이에 1개씩 직경 방향으로 연장되도록 설치된다. 복수의 외측 스프링 맞닿음부(161co)는, 제1 출력 플레이트(161)의 외주부로부터 주위 방향으로 간격을 두고(등간격으로) 직경 방향 외측으로 연장 돌출되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 복수의 외측 스프링 맞닿음부(161co)는, 복수의 내측 스프링 맞닿음부(161ci)보다도 프론트 커버(3)에 근접하도록 댐퍼 장치(10)의 축방향으로 오프셋되어 있다. 또한, 제1 출력 플레이트(161)는 복수의 내측 스프링 맞닿음부(161ci)와, 복수의 외측 스프링 맞닿음부(161co)의 직경 방향에 있어서의 사이에서 축방향으로 연장되는 짧은 통상의 지지부(161s)를 갖는다.
드리븐 부재(16)의 제2 출력 플레이트(162)는 판상의 환상 부재이며, 주위 방향으로 간격을 두고(등간격으로) 배치된 복수(예를 들어 3개)의 스프링 수용창(162w)과, 각각 대응하는 스프링 수용창(162w)의 내주연을 따라 연장되는 복수(예를 들어 3개)의 스프링 지지부(162a)와, 각각 대응하는 스프링 수용창(162w)의 외주연을 따라 연장되는 복수(예를 들어 3개)의 스프링 지지부(162b)와, 복수(예를 들어 3개)의 스프링 맞닿음부(162c)를 갖는다. 복수의 스프링 맞닿음부(162c)는, 주위 방향을 따라 서로 인접하는 스프링 수용창(162w)(스프링 지지부(162a, 162b)) 사이에 1개씩 직경 방향으로 연장되도록 설치된다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 및 제2 출력 플레이트(161, 162)는, 대응하는 스프링 지지부(161a 및 162a)끼리 서로 대향함과 함께, 대응하는 스프링 지지부(161b 및 162b)끼리 서로 대향하도록 연결된다. 또한, 제1 및 제2 출력 플레이트(161, 162)의 축방향에 있어서의 사이에는, 드라이브 부재(11)의 입력 플레이트(111)의 내주측 반부가 배치되고, 입력 플레이트(111)에 형성된 피지지부(111s)는, 제1 출력 플레이트(161)의 짧은 통상의 지지부(161s)에 의해 지지된다. 이에 의해, 입력 플레이트(111)는 드리븐 부재(16)(제1 출력 플레이트(161))에 의해 회전 가능하게 지지(조심)되고, 당해 입력 플레이트(111)의 각 외측 스프링 맞닿음부(111co)는, 당해 지지부(161s)를 넘어 직경 방향 외측으로 연장된다.
또한, 제1 및 제2 출력 플레이트(161, 162)의 사이에는, 입력 플레이트(111)의 환상부에 의해 포위되도록 제1 중간 부재(12)의 제1 플레이트 부재(121)가 배치된다. 입력 플레이트(111)의 각 내측 스프링 맞닿음부(111ci)와 제1 플레이트 부재(121)의 각 스프링 맞닿음부(121c)는, 제1 및 제2 출력 플레이트(161, 162)의 사이에서 축방향으로 배열하고, 직경 방향으로부터 보아 축방향으로 중첩된다(대략 동일 평면 상에 위치한다). 또한, 제1 중간 부재(12)의 제2 플레이트 부재(122)는 터빈 러너(5)와 제2 출력 플레이트(162)의 축방향에 있어서의 사이에서 직경 방향으로 연장되도록 복수의 리벳을 개재하여 터빈 허브(52)에 고정된다. 또한, 제2 중간 부재(14)는 제2 플레이트 부재(122)에 의해 지지되고, 각 스프링 지지부(142a)가 클러치 드럼(81)의 스프링 지지부(81a)와 댐퍼 장치(10)의 축방향으로부터 보아 당해 댐퍼 장치(10)의 직경 방향으로 겹쳐지도록, 유체실(9) 내의 외주측 영역에 배치된다. 또한, 드리븐 부재(16)의 외측 스프링 맞닿음부(161co)는, 입력 플레이트(111)의 외측 스프링 맞닿음부(111co)와 클러치 드럼(81)(스프링 맞닿음부(81c))의 축방향에 있어서의 사이에서 직경 방향으로 연장한다.
그리고, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)은, 1개씩 쌍을 이룸(직렬로 작용함)과 함께 주위 방향(제1 중간 부재(12)의 주위 방향)으로 교대로 배열되도록, 드리븐 부재(16) 즉 제1 및 제2 출력 플레이트(161, 162)의 대응하는 스프링 지지부(161a, 161b, 162a, 162b)에 의해 지지된다. 즉, 제1 출력 플레이트(161)의 복수의 스프링 지지부(161a)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 각각 대응하는 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)(각 1개)의 프론트 커버(3)측의 측부를 내주측으로부터 지지(가이드)한다. 제1 출력 플레이트(161)의 복수의 스프링 지지부(161b)는, 각각 대응하는 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)(각 1개)의 프론트 커버(3)측의 측부를 외주측으로부터 지지(가이드)한다. 제2 출력 플레이트(162)의 복수의 스프링 지지부(162a)는, 각각 대응하는 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)(각 1개)의 터빈 러너(5)측의 측부를 내주측으로부터 지지(가이드)한다. 제2 출력 플레이트(162)의 복수의 스프링 지지부(162b)는, 각각 대응하는 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)(각 1개)의 터빈 러너(5)측의 측부를 외주측으로부터 지지(가이드)한다.
댐퍼 장치(10)의 설치 상태에 있어서, 드라이브 부재(11) 즉 입력 플레이트(111)의 각 내측 스프링 맞닿음부(111ci)는, 서로 상이한 스프링 수용창(161w, 162w) 내에 배치되고 쌍을 이루지 않는(직렬로 작용하지 않는) 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 사이에서 양자의 단부에 맞닿는다. 또한, 댐퍼 장치(10)의 설치 상태에 있어서, 제1 출력 플레이트(161)의 각 내측 스프링 맞닿음부(161ci)는, 입력 플레이트(111)의 내측 스프링 맞닿음부(111ci)와 마찬가지로, 쌍을 이루지 않는(직렬로 작용하지 않는) 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 사이에서 양자의 단부에 맞닿는다. 마찬가지로, 제2 출력 플레이트(162)의 각 스프링 맞닿음부(162c)도, 댐퍼 장치(10)의 설치 상태에 있어서, 쌍을 이루지 않는(직렬로 작용하지 않는) 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 사이에서 양자의 단부에 맞닿는다.
또한, 제1 중간 부재(12)의 제1 플레이트 부재(121)의 각 스프링 맞닿음부(121c)는, 서로 쌍을 이루는(직렬로 작용하는) 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 사이에서 직경 방향으로 연장되어 양자의 단부에 맞닿는다. 또한, 본 실시 형태에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 플레이트 부재(121)의 스프링 맞닿음부(121c)의 개구부(121h)에 제2 플레이트 부재(122)의 연결 맞닿음부(122c)의 돌기부(122p)가 끼워 맞춤(연결)된다. 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 각 연결 맞닿음부(122c)는, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 사이에서 축방향으로 연장되어 양자의 단부에 맞닿는다. 즉, 각 연결 맞닿음부(122c)의 주위 방향에 있어서의 양측의 측면은, 제1 또는 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 단부에 맞닿는다.
이에 의해, 댐퍼 장치(10)의 설치 상태에 있어서, 제1 내측 스프링(SP11)의 일단부와, 당해 제1 내측 스프링(SP11)과 쌍을 이루는 제2 내측 스프링(SP12)의 타단부는, 드라이브 부재(11)의 대응하는 내측 스프링 맞닿음부(111ci)와, 드리븐 부재(16)의 대응하는 스프링 맞닿음부(161ci, 162c)에 맞닿는다. 또한, 댐퍼 장치(10)의 설치 상태에 있어서, 제1 내측 스프링(SP11)의 타단부와, 당해 제1 내측 스프링(SP11)과 쌍을 이루는 제2 내측 스프링(SP12)의 일단부는, 제1 중간 부재(12), 즉 제1 플레이트 부재(121)의 스프링 맞닿음부(121c)와, 제2 플레이트 부재(122)의 연결 맞닿음부(122c)에 맞닿는다. 이 결과, 드리븐 부재(16)는 복수의 제1 내측 스프링(SP11)과, 제1 중간 부재(12)(제1 플레이트 부재(121) 및 제2 플레이트 부재(122))와, 복수의 제2 내측 스프링(SP12)을 통하여 드라이브 부재(11)에 연결되게 된다.
또한, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)은, 1개씩 쌍을 이룸(직렬로 작용함)과 함께 주위 방향(제2 중간 부재(14)의 주위 방향)으로 교대로 배열되도록, 드라이브 부재(11), 즉 클러치 드럼(81)의 스프링 지지부(81a)와 입력 플레이트(111)의 각 스프링 지지부(111a)에 의해 지지된다. 또한, 드라이브 부재(11), 즉 클러치 드럼(81)의 각 스프링 맞닿음부(81c)와, 입력 플레이트(111)의 각 외측 스프링 맞닿음부(111co)는, 댐퍼 장치(10)의 설치 상태에 있어서, 쌍을 이루지 않는(직렬로 작용하지 않는) 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 사이에서 양자의 단부에 맞닿는다. 또한, 제2 중간 부재(14)의 제1 환상 부재(141)의 각 제1 스프링 맞닿음부(141c)는, 스프링 지지부(81a)와 입력 플레이트(111) 사이에 구획 형성된 개구 내로 삽입되어, 서로 쌍을 이루는(직렬로 작용하는) 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 사이에서 양자의 단부에 맞닿는다. 또한, 제1 출력 플레이트(161)의 각 외측 스프링 맞닿음부(161co)는, 댐퍼 장치(10)의 설치 상태에 있어서, 쌍을 이루지 않는(직렬로 작용하지 않는) 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 사이에서 양자의 단부에 맞닿는다.
이에 의해, 댐퍼 장치(10)의 설치 상태에 있어서, 제1 외측 스프링(SP21)의 일단부와, 당해 제1 외측 스프링(SP21)과 쌍을 이루는 제2 외측 스프링(SP22)의 타단부는, 각각 드라이브 부재(11)의 대응하는 스프링 맞닿음부(81c 및 111co)와, 드리븐 부재(16)의 대응하는 스프링 맞닿음부(161co)에 맞닿는다. 또한, 댐퍼 장치(10)의 설치 상태에 있어서, 제1 외측 스프링(SP21)의 타단부와, 당해 제1 외측 스프링(SP21)과 쌍을 이루는 제2 외측 스프링(SP22)의 일단부는, 제2 중간 부재(14), 즉 제1 환상 부재(141)의 제1 스프링 맞닿음부(141c)에 맞닿는다. 이 결과, 드리븐 부재(16)는 복수의 제1 외측 스프링(SP21)과, 제2 중간 부재(14)(제1 환상 부재(141) 및 제2 환상 부재(142))와, 복수의 제2 외측 스프링(SP22)을 통하여 드라이브 부재(11)에 연결되게 된다.
한편, 각 중간 스프링(SPm)은, 각각 제2 중간 부재(14)의 제2 환상 부재(142)의 스프링 지지부(142a)에 의해 지지된다. 또한, 댐퍼 장치(10)의 설치 상태에 있어서, 제2 플레이트 부재(122)의 1쌍의 외측 맞닿음부(122d)는, 각각 중간 스프링(SPm)의 대응하는 단부에 맞닿고, 제1 환상 부재(141)의 1쌍의 제2 스프링 맞닿음부(141d)는, 각각 중간 스프링(SPm)의 대응하는 단부에 맞닿는다. 이에 의해, 댐퍼 장치(10)의 설치 상태에 있어서, 각 중간 스프링(SPm)은, 제1 중간 부재(12), 즉 제2 플레이트 부재(122)의 1쌍의 외측 맞닿음부(122d)에 의해 주위 방향에 있어서의 양측으로부터 지지됨과 함께, 제2 중간 부재(14), 즉 제1 환상 부재(141)의 1쌍의 제2 스프링 맞닿음부(141d)에 의해 주위 방향에 있어서의 양측으로부터 지지된다. 따라서, 제1 중간 부재(12)와 제2 중간 부재(14)는, 복수의 중간 스프링(SPm)을 개재하여 서로 연결되게 된다. 또한, 중간 스프링(SPm)의 단부에는, 도 1에 도시하는 바와 같이 외측 맞닿음부(122d) 또는 제2 스프링 맞닿음부(141d)와 맞닿는 스프링 시트(Ss)가 장착되어도 된다.
또한, 댐퍼 장치(10)는 도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 중간 부재(12)와 드리븐 부재(16)의 상대 회전 및 제2 내측 스프링(SP12)의 휨을 규제하는 제1 스토퍼(21)와, 제2 중간 부재(14)와 드리븐 부재(16)의 상대 회전 및 제2 외측 스프링(SP22)의 휨을 규제하는 제2 스토퍼(22)와, 드라이브 부재(11)와 드리븐 부재(16)의 상대 회전을 규제하는 제3 스토퍼(23)를 포함한다. 제1 및 제2 스토퍼(21, 22)는, 엔진(EG)으로부터 드라이브 부재(11)로 전달되는 입력 토크가 댐퍼 장치(10)의 최대 비틀림각 θmax에 대응한 토크 T2(제2 역치)보다도 작은 미리 정해진 토크(제1 역치) T1에 도달한 단계에서 대략 동시에 대응하는 회전 요소의 상대 회전 및 스프링의 휨을 규제하도록 구성된다. 또한, 제3 스토퍼(23)는 드라이브 부재(11)에 대한 입력 토크가 최대 비틀림각 θmax에 대응한 토크 T2에 도달한 단계에서 드라이브 부재(11)와 드리븐 부재(16)의 상대 회전을 규제하도록 구성된다. 이에 의해, 댐퍼 장치(10)는 2단계(2스테이지)의 감쇠 특성을 갖게 된다. 또한, 댐퍼 장치(10)에 있어서의 복수의 스토퍼의 설치 장소는, 도 1에 도시하는 개소에 한정되는 것은 아니다. 즉, 복수의 스토퍼는, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12), 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 그리고 중간 스프링(SPm)의 휨을 적정하게 규제할 수 있는 것이면, 임의의 개소에 설치 가능하다.
상술한 바와 같이 구성된 댐퍼 장치(10)에서는, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)에 비하여 스프링 상수가 큰(강성이 높은) 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 평균 설치 반경(ro)이, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 평균 설치 반경(ri)보다도 크게 정해져 있다. 이에 의해, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 비틀림각(스트로크)을 보다 크게 하는 것이 가능해지므로, 드라이브 부재(11)에 대한 큰 토크의 전달을 허용하면서, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)을 저강성화하는 것이 가능해진다.
또한, 댐퍼 장치(10)에서는, 제1 외측 스프링(SP21)(제3 탄성체) 및 제2 외측 스프링(SP22)(제4 탄성체)은, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 댐퍼 장치(10)의 직경 방향에 있어서의 외측에 배치된다. 또한, 중간 스프링(SPm)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 직경 방향에 있어서의 외측에, 댐퍼 장치(10)의 축방향에 있어서 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 그리고 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)보다도 터빈 러너(5)에 근접하도록 배치된다. 즉, 중간 스프링(SPm)은, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 직경 방향 외측에, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)과 축방향으로 간격을 두고 배치된다. 이에 의해, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12), 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 그리고 중간 스프링(SPm)의 강성이나 배치수, 비틀림각(스트로크) 등의 설정의 자유도를 높일 수 있다.
그리고, 댐퍼 장치(10)에 의하면, 스페이스를 유효하게 이용하여 중간 스프링(SPm)의 설치에 수반하는 발진 장치(1)의 대형화를 억제할 수 있다. 보다 상세하게는, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)은, 댐퍼 장치(10)의 직경 방향(도 2에 있어서의 굵은 선 화살표 참조)으로부터 보아 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 중 적어도 어느 한쪽과 댐퍼 장치(10)의 축방향(도 2에 있어서의 점선 화살표 참조)으로 부분적으로 겹쳐지도록 배치된다. 또한, 중간 스프링(SPm)은, 직경 방향으로부터 보아 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 중 적어도 어느 한쪽과 축방향으로 부분적으로 겹쳐지도록 배치된다. 이에 의해, 댐퍼 장치(10) 나아가서는 발진 장치(1)의 축길이를 보다 단축화하는 것이 가능해진다. 또한, 중간 스프링(SPm)은, 축방향으로부터 보아 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 중 적어도 어느 한쪽과 직경 방향으로 부분적으로 겹쳐지도록 배치된다. 이에 의해, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)이나 중간 스프링(SPm)의 스프링 상수 k21, k22, km이나 배치수, 비틀림각(스트로크) 등의 설정의 자유도를 높일 수 있다.
또한, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)은, 직경 방향으로부터 보아 로크업 클러치(8)의 일부(예를 들어, 클러치 드럼(81)이나, 로크업 피스톤(80), 플랜지 부재(85), 리턴 스프링(86) 등)와 축방향으로 부분적으로 겹쳐지도록 배치된다. 이에 의해, 댐퍼 장치(10) 나아가서는 발진 장치(1)의 축길이를 보다 단축화하는 것이 가능해진다. 그 외에도, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)은, 축방향으로부터 보아 로크업 클러치(8)의 마찰 걸림 결합부, 즉 제1 및 제2 마찰 걸림 결합 플레이트(83, 84)와 직경 방향으로 부분적으로 겹쳐지도록 배치되고, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)은, 제1 및 제2 마찰 걸림 결합 플레이트(83, 84)보다도 직경 방향에 있어서의 외측에 배치된다. 이에 의해, 댐퍼 장치(10) 나아가서는 발진 장치(1)의 축길이를 보다 단축화하면서, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 히스테리시스를 저감화하여 댐퍼 장치(10)의 진동 감쇠 성능을 보다 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)은, 터빈 러너(5)의 축방향에 있어서의 최팽출부(5x)(도 2 참조)보다도 직경 방향에 있어서의 내측에 배치되고, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)은, 터빈 러너(5)의 최팽출부(5x)보다도 직경 방향에 있어서의 외측에 배치된다. 이에 의해, 댐퍼 장치(10) 나아가서는 발진 장치(1)의 축길이를 보다 단축화하는 것이 가능해진다. 그 외에도, 중간 스프링(SPm)은, 축방향으로부터 보아 터빈 러너(5)와 직경 방향으로 부분적으로 겹쳐지도록 배치된다. 이에 의해, 데드 스페이스가 되는 경향이 있는 터빈 러너(5)의 외주부 근방의 영역을 중간 스프링(SPm)의 배치 스페이스로서 유효하게 이용하여, 발진 장치(1) 전체의 스페이스 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 댐퍼 장치(10)에 있어서, 제2 중간 부재(14)는 제1 및 제2 환상 부재(141, 142)를 포함하고, 제1 중간 부재(12)에 대하여 회전 가능해지도록 당해 제1 중간 부재(12)의 제2 플레이트 부재(122)에 의해 지지되고 터빈 러너(5)의 외주부와 클러치 드럼(81)의 축방향에 있어서의 사이에 배치된다. 또한, 한쪽의 제1 환상 부재(141)에, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 사이에서 양자의 단부에 맞닿는 제1 스프링 맞닿음부(141c)와, 중간 스프링(SPm)의 단부에 맞닿는 제2 스프링 맞닿음부(141d)의 양쪽이 형성되고, 다른 쪽의 제2 환상 부재(142)에 의해 복수의 중간 스프링(SPm)이 지지된다. 또한, 제1 스프링 맞닿음부(141c)는, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 단부에 맞닿도록 제1 환상 부재(141)로부터 댐퍼 장치(10)의 축방향에 있어서의 일측으로 연장 돌출되고, 제2 스프링 맞닿음부(141d)는, 중간 스프링(SPm)의 단부에 맞닿도록 제1 환상 부재(141)부터 축방향에 있어서의 타측으로 연장 돌출된다. 이에 의해, 발진 장치(1)에 있어서의 스페이스를 유효하게 이용하여 중간 스프링(SPm)의 설치에 수반하는 발진 장치(1)의 대형화를 억제하면서, 제2 중간 부재(14)를 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 그리고 중간 스프링(SPm)에 연결하는 것이 가능해진다.
또한, 댐퍼 장치(10)에서는, 제1 플레이트 부재(121)의 스프링 맞닿음부(121c) 외에도, 당해 스프링 맞닿음부(121c)에 끼워 맞춰지는 제2 플레이트 부재(122)의 연결 맞닿음부(122c)가 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 사이에서 양자의 단부에 맞닿는다. 이와 같이, 댐퍼 장치(10)의 직경 방향으로 연장되는 스프링 맞닿음부(121c)와, 댐퍼 장치(10)의 축방향으로 연장되는 연결 맞닿음부(122c)의 양쪽을 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)에 맞닿게 함으로써, 제1 중간 부재(12)에 의해 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)을 축심을 따라 신축되도록 적정하게 압박하는 것이 가능해진다. 이 결과, 댐퍼 장치(10)의 진동 감쇠 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 스프링 맞닿음부(121c)에 끼워 맞춰지는 연결 맞닿음부(122c)를 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 사이에서 양자의 단부에 맞닿게 함으로써, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)에 의해 제2 플레이트 부재(122)를 주위 방향에 있어서의 양측으로부터 지지할 수 있다. 이에 의해, 제1 플레이트 부재(121)와 제2 플레이트 부재(122)의 끼워맞춤을 느슨하게 하는 것이 가능해져, 스프링 맞닿음부(121c)에 연결 맞닿음부(122c)를 용이하게 끼워 맞출 수 있다. 즉, 댐퍼 장치(10)에서는, 상술한 바와 같이, 스프링 맞닿음부(121c)의 개구부(121h)의 직경 방향에 있어서의 개구 길이가, 연결 맞닿음부(122c)의 돌기부(122p)의 직경 방향에 있어서의 두께보다도 크게 정해진다. 이에 의해, 제1 플레이트 부재(121)의 스프링 맞닿음부(121c)의 개구부(121h)에 제2 플레이트 부재(122)의 연결 맞닿음부(122c)의 돌기부(122p)를 용이하게 끼워 맞춤 가능하게 하여, 댐퍼 장치(10)의 조립성을 양호하게 확보할 수 있다.
또한, 제2 플레이트 부재(122)의 연결 맞닿음부(122c)가 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)에 의해 보유 지지됨으로써, 제1 중간 부재(12)에 질량체로서의 터빈 러너(5) 및 터빈 허브(52)가 연결되게 된다. 이에 의해, 제1 중간 부재(12)의 실질적인 관성 모멘트(제1 및 제2 플레이트 부재(121, 122), 터빈 러너(5) 및 터빈 허브(52) 등의 관성 모멘트의 합계값)를 보다 한층 크게 하는 것이 가능해진다. 그 외에도, 제2 플레이트 부재(122)의 내주부를 터빈 러너(5)에 연결함으로써, 댐퍼 장치(10)의 대형화를 억제하여 탑재성을 향상시키면서, 제1 중간 부재(12)와 터빈 러너(5)를 연결할 수 있다.
또한, 댐퍼 장치(10)에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 드라이브 부재(11)의 내측 및 외측 스프링 맞닿음부(111ci, 111co), 제1 중간 부재(12)의 스프링 맞닿음부(121c), 그리고 드리븐 부재(16)의 내측 스프링 맞닿음부(161ci), 스프링 맞닿음부(162c) 및 외측 스프링 맞닿음부(161co)가, 각각 댐퍼 장치(10)의 직경 방향으로 연장되게 된다. 따라서, 각 스프링 맞닿음부(111ci, 111co, 161ci, 162c, 161co)에 의해 대응하는 스프링(SP11, SP12, SP21 또는 SP22)을 축심을 따라 적정하게 신축하도록 압박할 수 있다. 이 결과, 댐퍼 장치(10)에서는, 진동 감쇠 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 댐퍼 장치(10)에서는, 제1 중간 부재(12)에 포함되는 제2 플레이트 부재(122)(단일 부재)에, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 사이에서 양자의 단부에 맞닿는 연결 맞닿음부(122c)와, 중간 스프링(SPm)의 단부에 맞닿는 외측 맞닿음부(122) 양쪽이 형성되어 있다. 또한, 제2 중간 부재(14)에 포함되는 제1 환상 부재(141)(단일 부재)에, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 사이에서 양자의 단부에 맞닿는 제1 스프링 맞닿음부(141c)와, 중간 스프링(SPm)의 단부에 맞닿는 제2 스프링 맞닿음부(141d) 양쪽이 형성되어 있다. 이에 의해, 부품 개수의 증가 및 댐퍼 장치(10)의 대형화를 억제하는 것이 가능해진다.
이어서, 댐퍼 장치(10)의 동작에 대하여 설명한다. 발진 장치(1)에 있어서, 로크업 클러치(8)에 의한 로크업이 해제되어 있을 때에는, 예를 들어 엔진(EG)으로부터 프론트 커버(3)로 전달된 회전 토크(동력)가, 펌프 임펠러(4), 터빈 러너(5), 제1 중간 부재(12), 제2 내측 스프링(SP12), 드리븐 부재(16), 댐퍼 허브(7)라는 경로와, 펌프 임펠러(4), 터빈 러너(5), 제1 중간 부재(12), 중간 스프링(SPm), 제2 중간 부재(14), 제2 외측 스프링(SP22), 드리븐 부재(16), 댐퍼 허브(7)라는 경로를 통하여 변속기(TM)의 입력축(IS)으로 전달된다. 이에 반하여, 발진 장치(1)의 로크업 클러치(8)에 의해 로크업이 실행되면, 엔진(EG)으로부터 프론트 커버(3) 및 로크업 클러치(8)(로크업 피스톤(80))를 통하여 드라이브 부재(11)로 전달된 회전 토크(입력 토크)는 드라이브 부재(11)에 대한 입력 토크가 상기 토크 T1에 도달할 때까지, 즉, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12), 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 그리고 중간 스프링(SPm)의 모든 휨이 허용되고 있는 동안, 스프링(SP11 내지 SPm) 모두를 통하여 드리븐 부재(16) 및 댐퍼 허브(7)로 전달된다.
즉, 로크업의 실행 중에 입력 토크가 토크 T1에 도달할 때까지 동안, 제1 내측 스프링(제1 탄성체)(SP11)은, 드라이브 부재(11)로부터 제1 중간 부재(12)로 회전 토크를 전달하고, 제2 내측 스프링(제2 탄성체)(SP12)는, 제1 중간 부재(12)로부터 드리븐 부재(16)로 회전 토크를 전달한다. 또한, 제1 외측 스프링(제3 탄성체)(SP21)은, 드라이브 부재(11)로부터 제2 중간 부재(14)로 회전 토크를 전달하고, 제2 외측 스프링(제4 탄성체)(SP22)은, 제2 중간 부재(14)로부터 드리븐 부재(16)로 회전 토크를 전달한다. 따라서, 댐퍼 장치(10)는 드라이브 부재(11)와 드리븐 부재(16) 사이의 토크 전달 경로로서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 내측 스프링(SP11), 제1 중간 부재(12) 및 제2 내측 스프링(SP12)을 포함하는 제1 토크 전달 경로(P1)와, 제1 외측 스프링(SP21), 제2 중간 부재(14) 및 제2 외측 스프링(SP22)을 포함하는 제2 토크 전달 경로(P2)를 갖게 된다.
또한, 댐퍼 장치(10)에서는, 상술한 바와 같이, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 그리고 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 스프링 상수 k11, k12, k21 및 k22가, k11<k12<k22<k21이라는 관계를 만족시킨다. 이로 인해, 로크업의 실행 중에 입력 토크가 토크 T1에 도달할 때까지 동안에 드라이브 부재(11)로 토크가 전달되면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제2 중간 부재(14)가 제1 중간 부재(12)에 대하여 회전 방향(차량이 전진할 때의 회전 방향)에 있어서의 진행 방향측(하류측)으로 (약간) 비틀어진다. 이에 의해, 중간 스프링(SPm)은, 제2 중간 부재(14)의 서로 쌍을 이루는 제2 스프링 맞닿음부(141d)의 상기 회전 방향에 있어서의 진행 방향측과는 반대측의 한쪽에 의해, 제1 중간 부재(12)의 서로 쌍을 이루는 외측 맞닿음부(122d)의 회전 방향에 있어서의 진행 방향측의 한쪽을 향하여 압박된다. 즉, 로크업의 실행 중에 입력 토크가 토크 T1에 도달할 때까지 동안, 중간 스프링(SPm)은, 드라이브 부재(11)로부터 제1 외측 스프링(SP21)을 통하여 제2 중간 부재(14)로 전달된 토크의 일부(평균 토크의 일부)를 제1 중간 부재(12)로 전달한다. 따라서, 댐퍼 장치(10)는 제1 외측 스프링(SP21), 제2 중간 부재(14), 중간 스프링(SPm), 제1 중간 부재(12) 및 제2 내측 스프링(SP12)을 포함하는 제3 토크 전달 경로(P3)를 갖게 된다.
이 결과, 로크업의 실행 중에 드라이브 부재(11)에 대한 입력 토크가 상기 토크 T1에 도달할 때까지 동안에는, 제1, 제2 및 제3 토크 전달 경로(P1, P2, P3)를 통하여 드라이브 부재(11)로부터 드리븐 부재(16)로 토크가 전달된다. 보다 상세하게는, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12), 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 그리고 중간 스프링(SPm)의 모든 휨이 허용되고 있는 동안, 제2 내측 스프링(SP12)에는, 제1 내측 스프링(SP11)으로부터의 회전 토크와, 제1 외측 스프링(SP21), 제2 중간 부재(14) 및 중간 스프링(SPm)으로부터의 회전 토크가 전달된다. 또한, 제2 외측 스프링(SP22)에는, 제1 외측 스프링(SP21)으로부터의 회전 토크가 전달된다. 그리고, 스프링(SP11 내지 SPm)의 모든 휨이 허용되고 있는 동안에는, 스프링(SP11 내지 SPm)에 의해 드라이브 부재(11)로 전달되는 토크의 변동이 감쇠(흡수)된다. 이에 의해, 드라이브 부재(11)의 회전수가 낮을 때의 댐퍼 장치(10)의 진동 감쇠 성능을 양호하게 향상시키는 것이 가능해진다.
드라이브 부재(11)에 대한 입력 토크가 상기 토크 T1에 도달하여 제1 및 제2 스토퍼(21, 22)가 작동하면, 제1 스토퍼(21)에 의해 제1 중간 부재(12)와 드리븐 부재(16)의 상대 회전 및 제2 내측 스프링(SP12)의 휨이 규제되고, 제2 스토퍼(22)에 의해 제2 중간 부재(14)와 드리븐 부재(16)의 상대 회전 및 제2 외측 스프링(SP22)의 휨이 규제된다. 이에 의해, 드리븐 부재(16)에 대한 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 상대 회전이 규제됨으로써, 중간 스프링(SPm)의 휨도 규제된다. 따라서, 드라이브 부재(11)에 대한 입력 토크가 상기 토크 T1에 도달하고 나서, 당해 입력 토크가 상기 토크 T2에 도달하여 제3 스토퍼(23)가 작동할 때까지, 제1 내측 스프링(SP11)과 제1 외측 스프링(SP21)이 병렬로 작용하여 드라이브 부재(11)로 전달되는 토크의 변동을 감쇠(흡수)한다.
또한, 댐퍼 장치(10)에서는, 스프링(SP11 내지 SPm)의 모든 휨이 허용되고 있는 동안, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)으로부터 제2 중간 부재(14)의 제1 스프링 맞닿음부(141c)에 가해지는 힘과, 중간 스프링(SPm)으로부터 제2 중간 부재(14)의 제2 스프링 맞닿음부(141d)에 가해지는 힘이 역방향으로 되는 경우가 있다. 따라서, 제2 중간 부재(14)의 제1 및 제2 환상 부재(141, 142)의 한쪽에 제1 스프링 맞닿음부가 형성됨과 함께 다른 쪽에 제2 스프링 맞닿음부가 형성되어 있는 경우, 양자의 연결부에 작용하는 전단력이 커져, 당해 제2 중간 부재(14)의 내구성이 저하되어 버릴 우려가 있다. 이에 반하여, 상술한 바와 같이 제2 중간 부재(14)의 제1 환상 부재(141)(단일 부재)에 제1 및 제2 스프링 맞닿음부(141c, 141d)를 설치하면, 역방향으로 작용하는 2개의 힘을 제1 환상 부재(141)에서 받는 것이 가능해져, 제1 및 제2 환상 부재(141, 142)의 한쪽에 제1 스프링 맞닿음부가 형성됨과 함께 다른 쪽에 제2 스프링 맞닿음부가 형성되는 경우에 비하여, 제1 및 제2 환상 부재(141, 142)의 연결부(리벳 주변)에 작용하는 전단력을 저감화할 수 있다. 이 결과, 제1 및 제2 환상 부재(141, 142)의 연결부, 나아가서는, 제1 내측 스프링(SP11)보다도 토크 분담이 커지는 제1 외측 스프링(SP21)으로부터 토크가 전달되는 제2 중간 부재(14)의 내구성을 보다 향상시키는 것이 가능해진다.
마찬가지로, 댐퍼 장치(10)에서는, 스프링(SP11 내지 SPm)의 모든 휨이 허용되고 있는 동안, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)으로부터 제1 중간 부재(12)에 가해지는 힘과, 중간 스프링(SPm)으로부터 제1 중간 부재(12) 즉 제2 플레이트 부재(122)에 가해지는 힘이 역방향으로 되는 경우가 있다. 이에 반하여, 연결 맞닿음부(122c)를 갖는 제2 플레이트 부재(122)에 외측 맞닿음부(122d)를 설치하면, 역방향으로 작용하는 2개의 힘을 실질적으로 당해 제2 플레이트 부재(122)(단일 부재)에서 받는 것이 가능해지므로, 제1 및 제2 플레이트 부재(121, 122)의 끼워 맞춤부(개구부(121h) 및 돌기부(122p))에 작용하는 전단력을 저감화할 수 있다. 이에 의해, 제1 플레이트 부재(121)의 스프링 맞닿음부(121c)와 제2 플레이트 부재(122)의 연결 맞닿음부(122c)의 끼워 맞춤부, 나아가서는 제1 중간 부재(12)의 내구성을 보다 향상시키는 것이 가능해진다.
계속하여, 댐퍼 장치(10)의 설계 수순에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 댐퍼 장치(10)에서는, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12), 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 그리고 중간 스프링(SPm)의 모든 휨이 허용되고 있을 때에, 드라이브 부재(11)와 드리븐 부재(16) 사이에서 스프링(SP11 내지 SPm) 모두를 통하여 토크(평균 토크)가 전달된다. 본 발명자들은, 이렇게 직렬도 병렬도 아닌 복잡한 토크의 전달 경로를 갖는 댐퍼 장치(10)에 대하여 예의 연구·해석을 행하여, 그 결과, 이러한 댐퍼 장치(10)는 스프링(SP11 내지 SPm)의 모든 휨이 허용되고 있을 때에, 장치 전체에서 2개의 고유 진동수를 가짐을 알아내었다. 또한, 본 발명자들의 연구·해석에 의하면, 댐퍼 장치(10)에 있어서도, 드라이브 부재(11)로 전달되는 진동의 주파수에 따라 2개의 고유 진동수가 작은 쪽(저회전측(저주파측)의 고유 진동수)에서의 공진(본 실시 형태에서는, 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)가 동위상에서 진동할 때의 제1 중간 부재(12)의 공진)이 발생하면, 제2 내측 스프링(SP12)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 위상과, 제2 외측 스프링(SP22)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 위상이 어긋나 간다. 이로 인해, 2개의 고유 진동수가 작은 쪽에서의 공진이 발생한 후에 드라이브 부재(11)의 회전수가 높아지는 것에 수반하여, 제2 내측 스프링(SP12)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동 및 제2 외측 스프링(SP22)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 한쪽이 다른 쪽의 적어도 일부를 상쇄하게 된다.
이러한 지견 하에서, 본 발명자들은, 로크업의 실행에 의해 엔진(내연 기관)(EG)으로부터 드라이브 부재(11)로 토크가 전달된 상태에 있는 댐퍼 장치(10)를 포함하는 진동계에 대하여, 다음 식 (1)과 같은 운동 방정식을 구축했다. 단, 식 (1)에 있어서, "J1"은, 드라이브 부재(11)의 관성 모멘트이며, "J21"은, 제1 중간 부재(12)의 관성 모멘트이며, J22"는, 제2 중간 부재(14)의 관성 모멘트이며, "J3"은, 드리븐 부재(16)의 관성 모멘트이다. 또한, "θ1"은, 드라이브 부재(11)의 비틀림각이며, "θ21"은, 제1 중간 부재(12)의 비틀림각이며, "θ22"는, 제2 중간 부재(14)의 비틀림각이며, "θ3"은, 드리븐 부재(16)의 비틀림각이다. 또한, "k1"은, 드라이브 부재(11)와 제1 중간 부재(12) 사이에서 병렬로 작용하는 복수의 제1 내측 스프링(SP11)의 합성 스프링 상수이며, "k2"는, 제1 중간 부재(12)와 드리븐 부재(16) 사이에서 병렬로 작용하는 복수의 제2 내측 스프링(SP12)의 합성 스프링 상수이며, k3"은, 드라이브 부재(11)와 제2 중간 부재(14) 사이에서 병렬로 작용하는 복수의 제1 외측 스프링(SP21)의 합성 스프링 상수이며, k4"는, 제2 중간 부재(14)와 드리븐 부재(16) 사이에서 병렬로 작용하는 복수의 제2 외측 스프링(SP22)의 합성 스프링 상수이며, "k5"는, 제1 중간 부재(12)와 제2 중간 부재(14) 사이에서 병렬로 작용하는 복수의 중간 스프링(SPm)의 합성 스프링 상수(강성)이며, kR"은, 드리븐 부재(16)부터 차량의 차륜까지 사이에 배치되는 변속기(TM)나 드라이브 샤프트 등에 있어서의 강성 즉 스프링 상수이며, "T"는, 엔진(EG)으로부터 드라이브 부재(11)로 전달되는 입력 토크이다.
Figure pct00001
또한, 본 발명자들은, 입력 토크 T가 다음 식 (2)에 나타내는 바와 같이 주기적으로 진동하고 있다고 가정함과 함께, 드라이브 부재(11)의 비틀림각 θ1, 제1 중간 부재(12)의 비틀림각 θ21, 제2 중간 부재(14)의 비틀림각 θ22 및 드리븐 부재(16)의 비틀림각 θ3이 다음 식 (3)에 나타내는 바와 같이 주기적으로 응답(진동)한다고 가정했다. 단, 식 (2) 및 (3)에 있어서의 "ω"는, 입력 토크 T의 주기적인 변동(진동)에 있어서의 각진동수이며, 식 (3)에 있어서, "Θ1"은, 엔진(EG)으로부터의 토크의 전달에 수반하여 발생하는 드라이브 부재(11)의 진동의 진폭(진동 진폭, 즉 최대 비틀림각)이며, "Θ21"은, 드라이브 부재(11)에 엔진(EG)으로부터의 토크가 전달되는 데 수반하여 발생하는 제1 중간 부재(12)의 진동의 진폭(진동 진폭)이며, "Θ22"는, 드라이브 부재(11)에 엔진(EG)으로부터의 토크가 전달되는 데 수반하여 발생하는 제2 중간 부재(14)의 진동의 진폭(진동 진폭)이며, "Θ3"은, 드라이브 부재(11)에 엔진(EG)으로부터의 토크가 전달되는 데 수반하여 발생하는 드리븐 부재(16)의 진동의 진폭(진동 진폭)이다. 이러한 가정 하, 식 (2) 및 (3)을 식 (1)에 대입하여 양변으로부터 "sinωt"를 제거됨으로써, 다음 식 (4)의 항등식을 얻을 수 있다.
Figure pct00002
그리고, 본 발명자 등은, 식 (4)에 있어서의 드리븐 부재(16)의 진동 진폭 Θ3이 제로가 되면, 댐퍼 장치(10)에 의해 엔진(EG)으로부터의 진동이 감쇠됨으로써 드리븐 부재(16)보다도 후단측의 변속기(TM)나 드라이브 샤프트 등에는 이론상 진동이 전달되지 않게 됨에 주목했다. 그래서, 본 발명자들은, 이러한 관점에서, 식 (4)의 항등식을 진동 진폭 Θ3에 대하여 풂과 함께, Θ3=0으로 함으로써, 다음 식 (5)에 나타내는 조건식을 얻었다. 식 (5)의 관계가 성립되는 경우, 드라이브 부재(11)로부터 제1, 제2 및 제3 토크 전달 경로(P1, P2, P3)를 통하여 드리븐 부재(16)로 전달되는 엔진(EG)으로부터의 진동이 서로 상쇄하여, 드리븐 부재(16)의 진동 진폭 Θ3이 이론상 제로가 된다.
Figure pct00003
이러한 해석 결과로부터, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 댐퍼 장치(10)에서는, 2개의 고유 진동수가 작은 쪽에서의 공진의 발생에 의해, 제2 내측 스프링(SP12)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 위상과 제2 외측 스프링(SP22)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 위상이 180도 어긋나서(반전하여) 양쪽의 진동이 서로 상쇄하게 됨으로써, 도 7에 도시하는 바와 같이 드리븐 부재(16)의 진동 진폭 Θ3(토크 변동)이 이론상 제로가 되는 반공진점 A를 설정할 수 있음이 이해된다. 또한, 반공진점 A의 진동수를 "fa"로 하여, 상기 식 (5)에 "ω=2πfa"를 대입하면, 반공진점 A의 진동수 fa는, 다음 식 (6)과 같이 표현된다. 또한, 도 7은 엔진(EG)의 회전수와, 본 개시의 댐퍼 장치 및 중간 스프링(SPm)이 생략된 댐퍼 장치(특허문헌 1에 기재된 댐퍼 장치, 이하, 「비교예의 댐퍼 장치」라고 한다)의 드리븐 부재에 있어서의 이론상(히스테리시스가 존재하지 않다고 가정한 경우)의 진동 진폭(토크 변동)의 관계를 예시하는 것이다.
Figure pct00004
한편, 드라이브 부재(11)의 비틀림각 θ1과 드리븐 부재(16)의 비틀림각 θ2가 제로이며 드라이브 부재(11) 및 드리븐 부재(16)의 변위가 모두 제로라고 가정하면, 식 (1)을 다음 식 (7)과 같이 변형할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)가 다음 식 (8)에 나타내는 바와 같이 조화 진동한다고 가정하고, 식 (8)을 식 (7)에 대입하여 양변으로부터 "sinωt"를 제거됨으로써, 다음 식 (9)의 항등식을 얻을 수 있다.
Figure pct00005
제1 및 제2 중간 부재(12, 14)가 조화 진동하는 경우에, 진폭 Θ21 및 Θ22는 모두 제로가 되지 않는 점에서, 식 (9)의 좌변의 정방 행렬의 행렬식은 제로가 되고, 다음 식 (10)의 조건식이 성립되어야 한다. 이러한 식 (10)은, 댐퍼 장치(10)의 2개의 고유 각진동수의 제곱값 ω2에 관한 2차 방정식이다. 따라서, 댐퍼 장치(10)의 2개의 고유 각진동수 ω1, ω2는, 다음 식 (11) 및 (12)에 나타내는 바와 같이 표현되고, ω1<ω2가 성립된다. 이 결과, 공진점 A를 발생시키는 공진(공진점 R1)의 주파수, 즉 제1 중간 부재(12)의 고유 진동수를 "f21"로 하고 반공진점 A보다도 고회전측에서 발생하는 공진(공진점 R2)의 주파수, 즉 제2 중간 부재(14)의 고유 진동수를 "f22"로 하면, 저회전측(저주파측)의 고유 진동수 f21은, 다음 식 (13)과 같이 표현되고, 고회전측(고주파측)의 고유 진동수 f22(f22>f21)은, 다음 식 (14)와 같이 표현된다.
Figure pct00006
또한, 스프링(SP11 내지 SPm)의 모든 휨이 허용되고 있을 때의 댐퍼 장치(10)의 등가 강성 keq는, 다음과 같이 하여 구할 수 있다. 즉, 드라이브 부재(11)에 T=T0이라는 일정한 입력 토크(정적인 외력)가 전달되어 있다고 가정함과 함께, 다음 식 (15)에 나타내는 바와 같은 균형의 관계가 성립되고 있다고 가정하면, T=T0 및 식 (15)를 식 (1)에 대입함으로써, 다음 식 (16)의 항등식을 얻을 수 있다.
Figure pct00007
또한, 토크 T0과, 댐퍼 장치(10)의 등가 강성 keq와, 드라이브 부재(11)의 진동 진폭(비틀림각) Θ1과, 드리븐 부재(16)의 진동 진폭(비틀림각) Θ3 사이에서는, T0=keq·(Θ1-Θ3)이라는 관계가 성립된다. 또한, 식 (16)의 항등식을 진동 진폭(비틀림각) Θ1 및 Θ3에 대하여 풀면, "Θ1-Θ3"은, 다음 식 (17)과 같이 표현된다. 따라서, T0=keq·(Θ1-Θ3) 및 식 (17)로부터, 댐퍼 장치(10)의 등가 강성 keq는, 다음 식 (18)과 같이 표현되게 된다.
Figure pct00008
상술한 바와 같이 하여 얻어지는 댐퍼 장치(10)의 저회전측의 고유 진동수 f21, 반공진점 A의 진동수 fa 및 등가 강성 keq에 대한 본 발명자들의 해석 결과를 도 8 내지 도 13에 도시한다. 도 8 내지 도 13은, 합성 스프링 상수 k1, k2, k3, k4, k5나 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 관성 모멘트 J21, J22 중 어느 하나 이외를 각각 일정값(고정값)으로 한 채, 당해 어느 하나의 파라미터만을 변화시켰을 때의 고유 진동수 f21, 반공진점 A의 진동수 fa 및 등가 강성 keq의 변화 양태를 각각 나타내는 것이다.
댐퍼 장치(10)에 있어서의 합성 스프링 상수 k2, k3, k4, k5 및 관성 모멘트 J21, J22를 각각 일정값으로 한 채, 제1 내측 스프링(제1 탄성체)(SP11)의 합성 스프링 상수(강성) k1만을 변화시킨 경우, 고유 진동수 f21 및 반공진점 A의 진동수 fa는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 합성 스프링 상수 k1이 클수록 커지고, 합성 스프링 상수 k1이 작아짐에 따라 서서히 작아진다. 이에 반하여, 등가 강성 keq는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 합성 스프링 상수 k1을 미리 적합된 값으로부터 약간 증가시키면 급증하고, 당해 적합값으로부터 약간 감소시키면 급감한다. 즉, 제1 내측 스프링(SP11)의 합성 스프링 상수 k1의 변화에 대한 등가 강성 keq의 변화(변화 구배)는 매우 크다.
또한, 댐퍼 장치(10)에 있어서의 합성 스프링 상수 k1, k3, k4, k5 및 관성 모멘트 J21, J22를 각각 일정값으로 한 채, 제2 내측 스프링(제2 탄성체)(SP12)의 합성 스프링 상수(강성) k2만을 변화시킨 경우도, 고유 진동수 f21 및 반공진점 A의 진동수 fa는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 합성 스프링 상수 k2가 클수록 커지고, 합성 스프링 상수 k2가 작아짐에 따라 서서히 작아진다. 또한, 등가 강성 keq는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 합성 스프링 상수 k2를 미리 적합된 값으로부터 약간 증가시키면 급증하고, 당해 적합값으로부터 약간 감소시키면 급감한다. 즉, 제2 내측 스프링(SP12)의 합성 스프링 상수 k2의 변화에 대한 등가 강성 keq의 변화(변화 구배)도 매우 크다.
한편, 댐퍼 장치(10)에 있어서의 합성 스프링 상수 k1, k2, k4, k5 및 관성 모멘트 J21, J22를 각각 일정값으로 한 채, 제1 외측 스프링(제3 탄성체)(SP21)의 합성 스프링 상수(강성) k3만을 변화시킨 경우, 도 10에 도시하는 바와 같이, 고유 진동수 f21은, 합성 스프링 상수 k3이 커짐에 따라 약간 커지고(대략 일정하게 유지되어), 반공진점 A의 진동수 fa는, 합성 스프링 상수 k3이 작을수록 커지고, 합성 스프링 상수 k3이 커짐에 따라 서서히 작아진다. 또한, 등가 강성 keq는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 합성 스프링 상수 k3을 미리 적합된 값으로부터 약간 감소시키면 급감하고, 당해 적합값으로부터 약간 증가시키면 급증한다. 즉, 제1 외측 스프링(SP21)의 합성 스프링 상수 k3의 변화에 대한 등가 강성 keq의 변화(변화 구배)도 매우 크다.
또한, 댐퍼 장치(10)에 있어서의 합성 스프링 상수 k1, k2, k3, k5 및 관성 모멘트 J21, J22를 각각 일정값으로 한 채, 제2 외측 스프링(제4 탄성체)(SP22)의 합성 스프링 상수(강성) k4만을 변화시킨 경우도, 도 11에 도시하는 바와 같이, 고유 진동수 f21은, 합성 스프링 상수 k4가 커짐에 따라 약간 커지고(대략 일정하게 유지되어), 반공진점 A의 진동수 fa는, 합성 스프링 상수 k4가 작을수록 커지고, 합성 스프링 상수 k4가 커짐에 따라 서서히 작아진다. 또한, 등가 강성 keq는, 도 11에 도시하는 바와 같이 합성 스프링 상수 k4를 미리 적합된 값으로부터 약간 감소시키면 급감하고, 당해 적합값으로부터 약간 증가시키면 급증한다. 즉, 제2 외측 스프링(SP22)의 합성 스프링 상수 k4의 변화에 대한 등가 강성 keq의 변화(변화 구배)도 매우 크다.
그리고, 댐퍼 장치(10)에 있어서의 합성 스프링 상수 k1, k2, k3, k4 및 관성 모멘트 J21, J22를 각각 일정값으로 한 채, 중간 스프링(제5 탄성체)(SPm)의 합성 스프링 상수(강성) k5만을 변화시킨 경우, 고유 진동수 f21 및 반공진점 A의 진동수 fa는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 합성 스프링 상수 k5가 클수록 커지고, 합성 스프링 상수 k5가 작아짐에 따라 서서히 작아진다. 또한, 어느 합성 스프링 상수 k5에 대응한 고유 진동수 f21과 반공진점 A의 진동수 fa의 차(fa-f21)는 도 12에 도시하는 바와 같이, 합성 스프링 상수 k5가 커짐에 따라 서서히 커진다. 또한, 중간 스프링(SPm)의 합성 스프링 상수 k5만을 변화시킨 경우, 등가 강성 keq는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 합성 스프링 상수 k5가 클수록 커지고, 합성 스프링 상수 k5가 작아짐에 따라 서서히 작아진다. 즉, 중간 스프링(SPm)의 합성 스프링 상수(강성) k5의 변화에 대한 등가 강성 keq의 변화(변화 구배)는 합성 스프링 상수(강성) k1, k2, k3, k4의 변화에 대한 등가 강성 keq의 변화(변화 구배)에 비하여 대폭 작아진다.
또한, 댐퍼 장치(10)에 있어서의 합성 스프링 상수 k1, k2, k3, k4, k5 및 제2 중간 부재(14)의 관성 모멘트 J22를 각각 일정값으로 한 채, 제1 중간 부재(12)의 관성 모멘트 J21만을 변화시킨 경우, 고유 진동수 f21 및 반공진점 A의 진동수 fa는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 관성 모멘트 J21이 작을수록 커지고, 관성 모멘트 J21이 커짐에 따라 서서히 작아진다. 또한, 제1 중간 부재(12)의 관성 모멘트 J21만을 변화시켜도, 도 13에 도시하는 바와 같이, 등가 강성 keq는 대략 일정하게 유지된다. 또한, 도시를 생략하지만, 댐퍼 장치(10)에 있어서의 합성 스프링 상수 k1, k2, k3, k4, k5 및 제1 중간 부재(12)의 관성 모멘트 J21을 각각 일정값으로 한 채, 제2 중간 부재(14)의 관성 모멘트 J22만을 변화시킨 경우도, 제1 중간 부재(12)의 관성 모멘트 J21만을 변화시킨 경우와 마찬가지의 결과가 얻어졌다.
상술한 바와 같이 해석 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 중간 스프링(SPm)의 강성을 저하시킴(스프링 상수 km 및 합성 스프링 상수 K5를 작게 함)으로써, 저회전측의 고유 진동수 f21(식 (13) 참조)이나 반공진점 A의 진동수 fa(식 (6) 참조)를 보다 작게 하는 것이 가능해진다. 반대로, 중간 스프링(SPm)의 강성을 높임(스프링 상수 km 및 합성 스프링 상수 K5를 크게 함)으로써, 저회전측의 고유 진동수 f21과 반공진점 A의 진동수 fa의 차(fa-f21)를 보다 크게 할 수도 있다. 또한, 중간 스프링(SPm)의 강성을 저하시켜도(스프링 상수 km 및 합성 스프링 상수 K5를 작게 해도), 등가 강성 keq가 대폭 저하되지는 않는다. 따라서, 댐퍼 장치(10)에서는, 중간 스프링(SPm)의 강성(스프링 상수 km 및 합성 스프링 상수 K5)을 조정함으로써, 드라이브 부재(11)에 대한 최대 입력 토크에 따라 등가 강성 keq를 적정하게 유지함과 함께 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 중량 즉 관성 모멘트 J21, J22의 증가를 억제하면서, 저회전측의 고유 진동수 f21 및 반공진점 A의 진동수 fa를 적정하게 설정하는 것이 가능해진다. 또한, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 강성을 저하시킴(스프링 상수 k11, k12 및 합성 스프링 상수 K1, K2를 작게 함)으로써, 저회전측의 고유 진동수 f21나 반공진점 A의 진동수 fa를 보다 작게 하는 것이 가능해진다. 또한, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 강성을 높임(스프링 상수 k21, k22 및 합성 스프링 상수 K3, k4를 크게 함)으로써, 반공진점 A의 진동수 fa를 보다 작게 할 수 있다.
그런데, 주행용 동력의 발생원으로서의 엔진(내연 기관)(EG)을 탑재하는 차량에서는, 로크업 회전수 Nlup을 보다 저하시켜 조기에 엔진(EG)으로부터의 토크를 변속기(TM)로 기계적으로 전달함으로써, 엔진(EG)과 변속기(TM) 사이의 동력 전달 효율을 향상시키고, 그것에 의해 엔진(EG)의 연비를 보다 향상시킬 수 있다. 단, 로크업 회전수 Nlup의 설정 범위가 될 수 있는 500rpm 내지 1500rpm 정도의 저회전수 영역에서는, 엔진(EG)으로부터 로크업 클러치를 통하여 드라이브 부재(11)로 전달되는 진동이 커져, 특히 3기통 혹은 4기통 엔진과 같은 기통 엔진 절약을 탑재한 차량에 있어서 진동 레벨의 증가가 현저해진다. 따라서, 로크업의 실행 시나 실행 직후에 큰 진동이 변속기(TM) 등으로 전달되지 않도록 하기 위해서는, 로크업이 실행된 상태에서 엔진(EG)으로부터의 토크(진동)를 변속기(TM)로 전달하는 댐퍼 장치(10) 전체(드리븐 부재(16))의 로크업 회전수 Nlup 부근의 회전수 영역에 있어서의 진동 레벨을 보다 저하시킬 필요가 있다.
이것을 근거로 하여, 본 발명자들은, 로크업 클러치(8)에 대하여 정해진 로크업 회전수 Nlup에 기초하여, 엔진(EG)의 회전수가 500rpm 내지 1500rpm의 범위(로크업 회전수 Nlup의 상정 설정 범위) 내에 있을 때에 상술한 반공진점 A가 형성되도록 댐퍼 장치(10)를 구성하기로 했다. 반공진점 A의 진동수 fa에 대응한 엔진(EG)의 회전수 Nea는, "n"을 엔진 내연 기관)(EG)의 기통수로 하면, Nea=(120/n)·fa로 표현된다. 따라서, 댐퍼 장치(10)에서는, 다음 식 (19)를 만족시키도록, 복수의 제1 내측 스프링(SP11)의 합성 스프링 상수 k1, 복수의 제2 내측 스프링(SP12)의 합성 스프링 상수 k2, 복수의 제1 외측 스프링(SP21)의 합성 스프링 상수 k3, 복수의 제2 외측 스프링(SP22)의 합성 스프링 상수 k4, 복수의 중간 스프링(SPm)의 합성 스프링 상수 k5, 제1 중간 부재(12)의 관성 모멘트 J21(일체 회전하도록 연결되는 터빈 러너(5) 등의 관성 모멘트를 고려(합산)한 것, 이하 마찬가지) 및 제2 중간 부재(14)의 관성 모멘트 J22가 선택·설정된다. 즉, 댐퍼 장치(10)에서는, 반공진점 A의 진동수 fa(그리고 로크업 회전수 Nlup)에 기초하여, 스프링(SP11 내지 SPm)의 스프링 상수 k11, k12, k21, k22, km과, 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 관성 모멘트 J21, J22가 선택·설정된다.
Figure pct00009
이와 같이, 드리븐 부재(16)의 진동 진폭 Θ3을 이론상 제로로 할 수 있는(진동을 보다 저하시킬 수 있는) 반공진점 A를 500rpm부터 1500rpm까지의 저회전수 영역(로크업 회전수 Nlup의 상정 설정 범위) 내로 설정함으로써, 도 7에 도시하는 바와 같이, 반공진점 A를 발생시키는 공진(반공진점 A를 형성하기 위하여 발생시켜야 하는 공진, 본 실시 형태에서는, 제1 중간 부재(12)의 공진, 도 7에 있어서의 공진점 R1 참조)을 로크업 클러치(8)의 비로크업 영역(도 7에 있어서의 이점쇄선 참조)에 포함되도록, 보다 저회전측(저주파측)으로 시프트시킬 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 있어서, 제1 중간 부재(12)의 공진 2개의 고유 진동수가 작은 쪽에서의 공진)은, 댐퍼 장치(10)가 사용되는 회전수 영역에 있어서 발생하지 않는 가상적인 것이 된다. 또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 댐퍼 장치(10)의 2개의 고유 진동수가 작은 쪽(제1 중간 부재(12)의 고유 진동수)에 대응한 회전수는, 로크업 클러치(8)의 로크업 회전수 Nlup보다도 낮아지고, 댐퍼 장치(10)의 2개의 고유 진동수가 큰 쪽(제2 중간 부재(14)의 고유 진동수)에 대응한 회전수는, 로크업 회전수 Nlup보다도 높아진다. 이에 의해, 로크업 클러치(8)에 의해 로크업이 실행된 시점부터, 제2 내측 스프링(SP12)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동 및 제2 외측 스프링(SP22)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 한쪽에 의해 다른 쪽의 적어도 일부를 제거하는 것이 가능해진다.
상기 식 (19)를 만족시키도록 댐퍼 장치(10)를 구성할 때에는, 반공진점 A를 발생시키는 공진(도 7에 있어서의 공진점 R1 참조)의 진동수가 당해 반공진점 A의 진동수 fa보다도 작으며, 또한 가능한 한 작은 값으로 되도록, 스프링 상수 k11, k12, k21, k22, km, 관성 모멘트 J21 및 J22를 선택·설정하면 바람직하다. 이로 인해, 본 실시 형태의 댐퍼 장치(10)에서는, 상술한 k11<km<k12<k22<k21이라는 관계를 만족시키도록, 스프링 상수 k11, k12, k21, k22 및 km의 값이 정해진다.
즉, 댐퍼 장치(10)에서는, 저회전측의 고유 진동수 f21과 반공진점 A의 진동수 fa가 보다 작아지도록, 중간 스프링(SPm)의 스프링 상수 km이나 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 스프링 상수 k11, k12가 작게 정해진다. 또한, 저회전측의 고유 진동수 f21이 보다 작아지도록, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 스프링 상수 k21, k22가 크게 정해진다. 이에 의해, 저회전측의 고유 진동수 f21과 반공진점 A의 진동수 fa를 보다 작게 하여, 제2 내측 스프링(SP12)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동 및 제2 외측 스프링(SP22)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 한쪽이 다른 쪽의 적어도 일부를 제거하는 회전수대(주파수대)의 시점을 보다 저회전측(저주파측)에 설정하는 것이 가능해진다. 또한, 당해 회전수대의 시점을 저회전측에 설정함으로써, 제2 내측 스프링(SP12)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 위상과 제2 외측 스프링(SP22)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 위상이 180도 어긋나는 회전수(주파수)도 저회전측에 설정할 수 있다. 이 결과, 보다 한층 낮은 회전수에서의 로크업을 허용함과 함께, 저회전수 영역에 있어서의 진동 감쇠 성능을 보다 한층 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 댐퍼 장치(10)에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 반공진점 A 부근에서 드리븐 부재(16)의 진동 감쇠 피크가 발생하고 나서 엔진(EG)의 회전수가 보다 높아지면, 2개의 고유 진동수가 큰 쪽에서의 공진(본 실시 형태에서는, 제2 중간 부재(14)의 공진, 도 7에 있어서의 공진점 R2 참조)이 발생하여, 제2 내측 스프링(SP12)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동과 제2 외측 스프링(SP22)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동이 동위상이 된다. 즉, 본 실시 형태의 댐퍼 장치(10)에서는, 상기 2개의 고유 진동수가 작은 쪽에서의 공진(제1 중간 부재(12)의 공진)이 발생하고 나서 당해 2개의 고유 진동수가 큰 쪽에서의 공진(제2 중간 부재(14)의 공진)이 발생할 때까지 동안, 제2 내측 스프링(SP12)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동 및 제2 외측 스프링(SP22)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 한쪽에 의해 다른 쪽의 적어도 일부가 제거된다. 따라서, 반공진점 A보다도 고회전측(고주파측)에서 발생하는 공진의 주파수가 보다 커지도록, 스프링 상수(합성 스프링 상수) k1, k2, k3, k4, k5, 관성 모멘트 J21 및 J22를 선택·설정하면 바람직하다. 이에 의해, 당해 공진(공진점 R2)을 진동이 현재화하기 어려워지는 고회전수 영역측에서 발생시키는 것이 가능해져, 저회전수 영역에 있어서의 댐퍼 장치(10)의 진동 감쇠 성능을 보다 한층 향상시킬 수 있다.
또한, 댐퍼 장치(10)에 있어서 로크업 회전수 Nlup 부근에서의 진동 감쇠 성능을 보다 향상시키기 위해서는, 당해 로크업 회전수 Nlup와 공진점 R2에 대응한 엔진(EG)의 회전수를 가능한 한 이격시킬 필요가 있다. 따라서, 식 (19)를 만족시키도록 댐퍼 장치(10)를 구성할 때에는, Nlup≤(120/n)·fa(=Nea)을 만족하도록, 스프링 상수 k1, k2, k3, k4, k5, 관성 모멘트 J21 및 J22를 선택·설정하면 바람직하다. 이에 의해, 변속기(TM)의 입력축(IS)에 대한 진동의 전달을 양호하게 억제하면서 로크업 클러치(8)에 의한 로크업을 실행함과 함께, 로크업의 실행 직후에, 엔진(EG)으로부터의 진동을 댐퍼 장치(10)에 의해 매우 양호하게 감쇠하는 것이 가능해진다.
상술한 바와 같이, 반공진점 A의 진동수 fa에 기초하여 댐퍼 장치(10)를 설계함으로써, 댐퍼 장치(10)의 진동 감쇠 성능을 매우 양호하게 향상시키는 것이 가능해진다. 그리고, 본 발명자들의 연구·해석에 의하면, 로크업 회전수 Nlup가 예를 들어 1000rpm 전후의 값으로 정해지는 경우, 예를 들어 900rpm≤(120/n)·fa≤1200rpm을 만족하도록 댐퍼 장치(10)를 구성함으로써, 실용상 매우 양호한 결과가 얻어짐이 확인되고 있다.
또한, 식 (13) 및 (14)로부터 알 수 있는 바와 같이, 댐퍼 장치(10)의 2개 고유 진동수 f21, f22는, 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 양쪽의 관성 모멘트 J21, J22의 영향을 받는다. 즉, 댐퍼 장치(10)에서는, 제1 중간 부재(12)와 제2 중간 부재(14)가 중간 스프링(SPm)을 개재하여 서로 연결되므로, 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 양쪽에 중간 스프링(SPm)으로부터의 힘(도 6에 있어서의 외곽선 화살표 참조)이 작용함으로써, 제1 중간 부재(12)의 진동과 제2 중간 부재(14)의 진동이 연성한다(양자의 진동이 서로 영향을 미친다). 이렇게 제1 중간 부재(12)의 진동과 제2 중간 부재(14)의 진동이 연성함으로써, 고유 진동수 f21, f22는, 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 양쪽의 관성 모멘트 J21, J22의 영향을 받게 된다. 따라서, 댐퍼 장치(10)에서는, 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 중량 즉 관성 모멘트 J21, J22의 증가를 억제하면서, 2개의 고유 진동수 f21, f22가 작은 쪽에서의 공진을 용이하게 저회전측 즉 비로크업 영역으로 시프트시켜, 드라이브 부재(11)의 회전수가 보다 낮은 상태에서 드리븐 부재(16)에서의 진동의 서로 상쇄하기가 보다 양호하게 발생하도록 고유 진동수 f21, f22와 반공진점 A의 진동수 fa를 설정하는 것이 가능해진다.
또한, 댐퍼 장치(10)에서는, 2개의 고유 진동수 f21, f22가 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 양쪽의 관성 모멘트 J21, J22의 영향을 받는 점에서, 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 관성 모멘트 J21, J22를 조정함으로써, 도 7에 도시하는 바와 같이, 반공진점 A의 진동수 fa를 비교예의 댐퍼 장치의 반공진점 진동수 fa'와 동일 정도의 값으로 하면서, 저회전측의 고유 진동수 f21(공진점 R1)을 상기 비교예의 댐퍼 장치에 비하여 비로크업 영역의 보다 저회전측으로 용이하게 시프트시킬 수 있다. 이에 의해, 댐퍼 장치(10)에서는, 비교예의 댐퍼 장치(도 7에 있어서의 파선 참조)에 비하여, 반공진점 A 부근에서의 진동 레벨을 보다 저하시키는 것이 가능해진다. 이와 같이, 저회전측의 고유 진동수 f21을 보다 작게 하고 반공진점 A 부근에서의 진동 레벨을 보다 저하시킴으로써, 기통 휴지 기능을 갖는 엔진(EG)의 감통(減筒) 운전의 실행에 수반하여 당해 엔진(EG)으로부터의 진동의 차수가 저하되는 경우라도, 로크업 회전수 Nlup을 보다 낮게 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명자들의 해석에 의하면, 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)를 중간 스프링(SPm)에 의해 서로 연결하여 양자의 진동을 연성시킴으로써, 상기 제1, 제2 및 제3 토크 전달 경로(P1, P2, P3)로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동이 서로 상쇄되기 쉬워져, 반공진점 A 부근에서의 드리븐 부재(16)의 실제의 진동 진폭을 보다 작게 할 수 있는 것이나, 제2 내측 스프링(SP12)과 제2 외측 스프링(SP22) 사이의 토크 진폭(토크 변동)의 차를 저감시킬 수 있음(양자의 토크 진폭을 보다 접근할 수 있음)이 판명되어 있다. 따라서, 댐퍼 장치(10)에서는, 더 낮은 회전수에서의 로크업(엔진(EG)과 드라이브 부재(11)의 연결)을 허용함과 함께, 엔진(EG)으로부터의 진동이 커지는 경향이 있는 저회전수 영역에 있어서의 진동 감쇠 성능을 보다 향상시키는 것이 가능해진다.
여기서, 상기 식 (13)에 있어서 k5=0으로 하면, 중간 스프링(SPm)이 생략된 비교예의 댐퍼 장치에 있어서의 제1 중간 부재의 고유 진동수 f21'가 다음 식 (20)과 같이 표현되고, 상기 식 (14)에 있어서 k5=0으로 하면, 비교예의 댐퍼 장치에 있어서의 제2 중간 부재의 고유 진동수 f22'가 다음 식 (21)과 같이 표현된다. 식 (20) 및 (21)로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예의 댐퍼 장치에서는, 제1 중간 부재의 고유 진동수 f21'는 제2 중간 부재의 관성 모멘트 J22의 영향을 받는 일은 없고, 제2 중간 부재의 고유 진동수 f22'는 제1 중간 부재의 관성 모멘트 J21의 영향을 받는 일은 없다. 이 점에서, 댐퍼 장치(10)에서는, 비교예의 댐퍼 장치에 비하여, 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 고유 진동수 f21, f22의 설정 자유도를 향상시킬 수 있음이 이해될 것이다.
Figure pct00010
또한, 상기 식 (6)에 있어서 k5=0으로 하면, 비교예의 댐퍼 장치에 있어서의 반공진점의 진동수 fa'가 다음 식 (22)와 같이 표현된다. 식 (6)과 식 (22)를 비교하면, 스프링 상수 k1, k2, k3, k4, 관성 모멘트 J21 및 J22가 동일한 경우, 비교예의 댐퍼 장치에 있어서의 반공진점의 진동수 fa'는, 댐퍼 장치(10)에 있어서의 반공진점 A의 진동수 fa보다도 작아진다. 단, 댐퍼 장치(10)에서는, 주로 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 관성 모멘트 J21, J22를 적절히 선택함으로써, 비교예의 댐퍼 장치(도 7에 있어서의 파선 참조)의 반공진점의 진동수 fa'와 동일 정도의 값으로 용이하게 설정할 수 있다.
Figure pct00011
그리고, 상술한 댐퍼 장치(10)에서는, 제1 중간 부재(12)보다도 고유 진동수가 큰 제2 중간 부재(14)에 대응한 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)이 제1 중간 부재(12)에 대응한 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 직경 방향 외측에 배치된다. 즉, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 평균 설치 반경(ro)이, 제1 중간 부재(12)에 대응한 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 평균 설치 반경(ri)보다도 커진다. 이에 의해, 강성이 높은 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 비틀림각(스트로크)을 보다 크게 하는 것이 가능해져, 드라이브 부재(11)에 대한 큰 토크의 전달을 허용하면서, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)을 저강성화할 수 있다. 이 결과, 댐퍼 장치(10)의 등가 강성 keq를 보다 작게 함과 함께, 댐퍼 장치(10)를 포함하는 진동계 전체의 공진, 즉 댐퍼 장치(10) 전체와 차량의 드라이브 샤프트의 진동에 의한 공진(드라이브 부재와 드라이브 샤프트 사이에서 발생하는 진동에 의한 공진)을 보다 저회전측(저주파측)으로 시프트시키는 것이 가능해진다. 따라서, 댐퍼 장치(10)에서는, 상기 반공진점 A의 진동수를 당해 진동계 전체의 공진의 주파수에 보다 접근함으로써, 진동 감쇠 성능을 매우 양호하게 향상시킬 수 있다.
또한, 발진 장치(1)의 댐퍼 장치(10)에서는, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)(제3 및 제4 탄성체)이, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)(제1 및 제2 탄성체)의 댐퍼 장치(10)의 직경 방향에 있어서의 외측에 배치된다. 또한, 중간 스프링(SPm)은, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 직경 방향 외측에, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)과 축방향으로 간격을 두고(터빈 러너(5)에 근접하도록) 배치된다. 즉, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12), 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22), 그리고 중간 스프링(SPm)은, 중심축(CA)을 포함하는 평면에서 발진 장치(1)를 OFF했을 때에, 터빈 러너(5)와 로크업 클러치(8)(마찰 걸림 결합부로서의 제1 및 제2 마찰 걸림 결합 플레이트(83, 84))의 축방향에 있어서의 사이에, 최단변의 쌍정점이 중심축(CA)측에 위치하도록 구획 형성되는 삼각형(역삼각형)상의 영역 내에 포함된다. 보다 상세하게는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 당해 삼각형의 최단변측의 한쪽의 정점 부근에 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)이 배치되고, 당해 최단변측의 다른 쪽의 정점 부근에 중간 스프링(SPm)이 배치되고, 최단변의 쌍정점 부근에 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)이 배치된다.
이에 의해, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12), 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 그리고 중간 스프링(SPm)의 강성이나 배치수, 비틀림각(스트로크) 등의 설정의 자유도를 높임과 함께, 발진 장치(1)에 있어서의 스페이스를 유효하게 이용하여 중간 스프링(SPm)의 설치에 수반하는 발진 장치(1)의 대형화를 억제할 수 있다. 이 결과, 발진 장치(1)의 대형화를 억제하면서, 상기 2개의 고유 진동수(제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 고유 진동수 f21, f22)를 용이하며 또한 적정하게 설정하여 댐퍼 장치(10)의 진동 감쇠 성능을 보다 향상시키는 것이 가능해진다. 단, 도 14에 도시하는 댐퍼 장치(10X)와 같이, 중간 스프링(SPm)은, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)과 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 댐퍼 장치(10)의 직경 방향으로 간격을 두고 배치되어도 된다. 즉, 중간 스프링(SPm)은, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 직경 방향 외측 또한 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 직경 방향 내측에 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)과 댐퍼 장치(10X)의 축방향으로 간격을 두고 배치되어도 된다. 이 경우, 중간 스프링(SPm)은, 도시하는 바와 같이, 직경 방향으로부터 보아 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 중 적어도 어느 한쪽과 축방향으로 부분적으로 겹쳐지도록 배치되어도 된다. 또한, 중간 스프링(SPm)은 직경 방향으로부터 보아 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 중 적어도 어느 한쪽과 축방향으로 부분적으로 겹쳐지도록 배치되어도 된다.
또한, 댐퍼 장치(10)에서는, 제1 중간 부재(12)가, 서로 연결되는 2개의 부재로서의 제1 및 제2 플레이트 부재(121, 122)를 포함하고, 당해 2개의 부재의 한쪽인 제2 플레이트 부재(122)에는, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 사이에서 양자의 단부에 맞닿는 연결 맞닿음부(122c)(제1 맞닿음부)와, 중간 스프링(SPm)의 단부에 맞닿는 외측 맞닿음부(122d)(제2 맞닿음부) 양쪽이 형성된다. 마찬가지로, 댐퍼 장치(10)의 제2 중간 부재(14)는 서로 연결되는 2개의 부재로서의 제1 및 제2 환상 부재(141, 142)를 포함하고, 당해 2개의 부재의 한쪽인 제1 환상 부재(141)에는, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 사이에서 양자의 단부에 맞닿는 제1 스프링 맞닿음부(141c)(제1 맞닿음부)와, 중간 스프링(SPm)의 단부에 맞닿는 제2 스프링 맞닿음부(141d)(제2 맞닿음부) 양쪽이 형성된다. 이에 의해, 제1 플레이트 부재(121)의 스프링 맞닿음부(121c)와 제2 플레이트 부재(122)의 연결 맞닿음부(122c)의 끼워 맞춤부나, 제1 및 제2 환상 부재(141, 142)의 연결부에 작용하는 전단력을 저감화할 수 있으므로, 당해 끼워 맞춤부 및 연결부, 나아가서는 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 내구성을 보다 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 댐퍼 장치(10)에서는, 당해 댐퍼 장치(10)의 직경 방향으로 연장되는 제1 플레이트 부재(121)의 스프링 맞닿음부(121c)와, 댐퍼 장치(10)의 축방향으로 연장되는 제2 플레이트 부재(122)의 연결 맞닿음부(122c) 양쪽이, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 사이에서 양자의 단부에 맞닿는다. 이에 의해, 제1 중간 부재(12)에 의해 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)을 축심을 따라 신축되도록 적정하게 압박하는 것이 가능해져, 댐퍼 장치(10)의 진동 감쇠 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 스프링 맞닿음부(121c)와 연결 맞닿음부(122c) 양쪽을 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 사이에서 양자의 단부에 맞닿게 함으로써, 스프링 맞닿음부(121c) 및 연결 맞닿음부(122c)는, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)에 의해 양측으로부터 지지되게 된다. 이에 의해, 제1 플레이트 부재(121)와 제2 플레이트 부재(122)의 끼워맞춤을 꼭 끼게 할 필요가 없어지므로, 스프링 맞닿음부(121c)에 연결 맞닿음부(122c)를 용이하게 끼워 맞추는 것이 가능해져, 댐퍼 장치(10)의 조립성을 양호하게 확보할 수 있다.
또한, 댐퍼 장치(10)에 있어서, 제1 중간 부재(12)(제1 및 제2 플레이트 부재(121, 122))의 관성 모멘트 J21을 제2 중간 부재(14)의 관성 모멘트 J22보다도 크게 함으로써, 저주파측의 고유 진동수 f21을 보다 한층 작게 하여, 당해 제1 중간 부재(12)의 공진점을 보다 저회전측(저주파측)에 설정하는 것이 가능해진다. 그 외에도, 제1 중간 부재(12)를 터빈 러너(5)에 일체 회전하도록 연결함으로써, 당해 제1 중간 부재(12)가 실질적인 관성 모멘트(제1 및 제2 플레이트 부재(121, 122), 터빈 러너(5) 및 터빈 허브(52) 등의 관성 모멘트의 합계값)를 보다 한층 크게 할 수 있다. 단, 제1 중간 부재(12) 즉 제2 플레이트 부재(122)에 터빈 러너(5)를 연결하는 대신, 터빈 러너 이외의 추체(전용 추체)가 연결되어도 된다.
또한, 상기 댐퍼 장치(10)에 있어서, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 직경 방향 외측에 배치되는 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)에 대응한 제2 중간 부재(14)의 고유 진동수를 제1 중간 부재(12)의 고유 진동수보다도 작게 해도 된다. 즉, 제2 중간 부재(14)의 고유 진동수를 상기 식 (13)으로부터 정함과 함께, 제1 중간 부재(12)의 고유 진동수를 상기 식 (14)로부터 정해도 된다. 또한, 이 경우에는, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 스프링 상수 k21, k22가 작은 쪽을, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 스프링 상수 k11, k12가 작은 쪽보다도 작게 하면 된다. 즉, 이 경우에는, 스프링 상수 k11, k12, k21 및 k22는, k21≠k11, 또한 k21/k11≠k22/k12라는 관계를 만족시키도록 선택되면 되고, 보다 상세하게는, 스프링 상수 k11, k12, k21, k22 및 km은, k21/k11<k22/k12 및 k21<km<k22<k12<k11이라는 관계를 만족시키도록 선택되면 된다.
이렇게 구성되는 댐퍼 장치(10)에서는, 제1 중간 부재(12)보다도 고유 진동수가 작은 제2 중간 부재(14)에 대응한 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 평균 설치 반경(ro)이, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)의 평균 설치 반경(ri)보다도 커진다. 이에 의해, 제2 중간 부재(14)의 관성 모멘트 J22를 보다 크게 함과 함께, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)을 보다 저강성화하는 것이 가능해진다. 또한, 이 경우에는, 강성이 낮고, 비교적 가벼운 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)이 댐퍼 장치(10)의 외주측에 배치됨과 함께, 강성이 높고, 비교적 무거운 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)이 댐퍼 장치(10)의 중심축(CA)측에 배치되게 된다. 이에 의해, 저강성에 수반하는 외주측의 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 경량화에 의해 양자의 히스테리시스를 저감화함과 함께, 내주측의 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)에 작용하는 원심력을 저하시켜 양자의 히스테리시스를 저감화할 수 있다. 따라서, 이러한 댐퍼 장치(10)에서는, 원심력에 기인하여 스프링(SP11, SP12, SP21 및 SP22)과 대응하는 회전 요소 사이에서 발생하는 마찰력을 작게 하여, 댐퍼 장치(10) 전체의 히스테리시스를 보다 작게 하는 것이 가능해진다. 이 결과, 이러한 댐퍼 장치(10)에서는, 상기 반공진점 A를 감쇠해야 할 진동(공진)의 주파수에 보다 접근함으로써, 진동 감쇠 성능을 매우 양호하게 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 댐퍼 장치(10)에 있어서, 제1 외측 스프링(SP21)의 스프링 상수 K21은, 제2 외측 스프링(SP22)의 스프링 상수 K22보다도 크지만(k22<k21), 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 댐퍼 장치(10)의 설계를 용이하게 하기 위하여, 제1 외측 스프링(SP21)의 스프링 상수 K21이나 코일 직경, 축길이와 같은 제원과, 제2 외측 스프링(SP22)의 스프링 상수 K22나 코일 직경, 축길이와 같은 제원을 동일(k21=k22)하게 해도 된다. 마찬가지로, 제1 내측 스프링(SP11)의 스프링 상수 K11이나 코일 직경, 축길이와 같은 제원과, 제2 내측 스프링(SP12)의 스프링 상수 K12나 코일 직경, 축길이와 같은 제원을 동일(k11=k12)하게 해도 된다. 또한, 제2 중간 부재(14)의 고유 진동수가 제1 중간 부재(12)의 고유 진동수보다도 작은 경우, 스프링 상수 k11, k12, k21 및 k22는, k21<k22<k12=k11이라는 관계를 만족시키도록 선택되어도 된다.
또한, 댐퍼 장치(10)에 있어서, 중간 스프링(SPm)의 스프링 상수 km은, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 그리고 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 스프링 상수 k11, k12, k21 및 k22보다도 작게 정해져도 된다. 즉, 저회전측(저주파측)의 고유 진동수 f21이나 반공진점 A의 진동수 fa는, 상술한 바와 같이 중간 스프링(SPm)의 합성 스프링 상수 k5가 작아짐에 따라 작아진다(도 12 참조). 따라서, 중간 스프링(SPm)의 스프링 상수(강성) km을 스프링 상수 k11, k12, k21 및 k22보다도 작게 하면, 고유 진동수 f21과 진동수 fa를 보다 한층 작게 할 수 있다. 그리고, 이러한 구성을 채용해도, 제2 내측 스프링(SP12)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동 및 제2 외측 스프링(SP22)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 한쪽이 다른 쪽의 적어도 일부를 제거하는 회전수대의 시점을 보다 저회전측에 설정하는 것이 가능해진다. 그 외에도, 당해 회전수대의 시점을 저회전측에 설정함으로써, 제2 내측 스프링(SP12)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 위상과 제2 외측 스프링(SP22)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 위상이 180도 어긋나는 회전수(주파수)도 저회전측(저주파측)에 설정할 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 그리고 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 스프링 상수 k11, k12, k21 및 k22는, 적어도, k11≠k21, 또한 k11/k21≠k12/k22라는 관계를 만족시키면 된다.
또한, 댐퍼 장치(10)에 있어서, 중간 스프링(SPm)의 스프링 상수 km은, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 그리고 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 스프링 상수 k11, k12, k21 및 k22보다도 크게 정해져도 된다. 즉, 저회전측(저주파측)의 고유 진동수 f21과 반공진점 A의 진동수 fa의 차(fa-f21)는 상술한 바와 같이, 중간 스프링(SPm)의 합성 스프링 상수 k5가 커짐에 따라 커진다(도 12 참조). 따라서, 중간 스프링(SPm)의 스프링 상수(강성) km을 스프링 상수 k11, k12, k21 및 k22보다도 크게 하면, 고유 진동수 f21과 진동수 fa의 차(fa-f21)를 크게 하고, 제2 내측 스프링(SP12)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동 및 제2 외측 스프링(SP22)으로부터 드리븐 부재(16)로 전달되는 진동의 한쪽이 다른 쪽의 적어도 일부를 제거하는 회전수대, 즉 드리븐 부재(16)의 진동 레벨을 양호하게 저하시킬 수 있는 범위를 보다 넓게 하는 것이 가능해진다.
이 경우에는, 고유 진동수 f21과 반공진점 A의 진동수 fa가 보다 작아지며, 또한 양자의 차(fa-f21)가 보다 커지도록, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 그리고 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 스프링 상수 k11, k12, k21 및 k22를 조정하면 된다. 이러한 구성은, 고유 진동수 f21과 반공진점 A의 진동수 fa를 보다 작게 하기 위한 스프링 상수 k11, k12, k21 및 k22의 수치 설정의 용이성으로부터 보아, 드라이브 부재(11)에 대한 최대 입력 토크가 비교적 작아, 요구되는 등가 강성 keq가 비교적 낮은 댐퍼 장치에 적용되면 유리하다. 이 경우도, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12) 그리고 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 스프링 상수 k11, k12, k21 및 k22는, 적어도, k11≠k21, 또한 k11/k21≠k12/k22라는 관계를 만족시키면 된다.
그리고, 댐퍼 장치(10)가 짝수개의 중간 스프링(SPm)을 갖는 경우에는, 2개의 중간 스프링(SPm)을 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 한쪽에 설치된 1쌍의 맞닿음부에 의해 주위 방향에 있어서의 양측으로부터 지지하면서, 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)의 다른 쪽에 설치된 맞닿음부를 당해 2개의 중간 스프링(SPm) 사이에서 양자의 단부에 맞닿게 해도 된다.
또한, 댐퍼 장치(10)는 제1, 제2 및 제3 토크 전달 경로(P1, P2, P3) 외에도, 예를 들어 제1 및 제2 토크 전달 경로(P1, P2)와 병렬로 설치되는 적어도 하나의 토크 전달 경로를 더 포함해도 된다. 또한, 댐퍼 장치(10)의 예를 들어 제1 및 제2 토크 전달 경로(P1, P2) 중 적어도 어느 한쪽에는, 각각 적어도 1조의 중간 부재 및 스프링(탄성체)이 추가 설치되어도 된다.
또한, 발진 장치(1)에 있어서, 엔진(EG)과 변속기(TM)의 입력축(드라이브 부재(11))의 실슬립 속도(실회전 속도차)를 목표 슬립 속도에 일치시키는 슬립 제어가 실행되는 경우에는, 상기 반공진점 A의 진동수 fa를 슬립 제어가 실행될 때에 발생하는 셔더의 주파수 fs에 일치시키거나, 당해 셔더의 주파수 fs의 근방의 값으로 설정하거나 해도 된다. 이에 의해, 슬립 제어가 실행될 때에 발생하는 셔더를 보다 저감화하는 것이 가능해진다. 또한, 셔더의 주파수 fs는, 일체로 회전하는 로크업 피스톤(80) 및 드라이브 부재(11)의 관성 모멘트를 "Jpd"로 하면, 당해 관성 모멘트 Jpd 및 댐퍼 장치(10)의 등가 강성 keq를 사용하여, fs=1/2π·√(keq/Jpd)로 표현할 수 있다.
또한, 상기 스프링(SP11 내지 SPm)의 단부에는, 도시하지 않은 스프링 시트가 장착되어도 된다. 즉, 댐퍼 장치(10)에 있어서의 "맞닿음부(스프링 맞닿음부)"는, 실질적으로 스프링(SP11 내지 SPm)의 일부가 되는 스프링 시트에 맞닿는 것이어도 된다. 또한, 댐퍼 장치(10)에 있어서의 "맞닿음부"는, 대응하는 스프링(탄성체)과의 사이에서 토크를 수수하는 "토크 전달부"라고 할 수도 있다(이하, 마찬가지).
도 15는 본 개시의 다른 댐퍼 장치(10B)를 포함하는 발진 장치(1B)를 도시하는 단면도이다. 또한, 발진 장치(1B)나 댐퍼 장치(10B)의 구성 요소 중, 상술한 발진 장치(1)나 댐퍼 장치(10)와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다.
도 15에 도시하는 발진 장치(1B)는, 단판 유압식 클러치로서 구성된 로크업 클러치(8B)를 포함한다. 로크업 클러치(8B)는, 프론트 커버(3)의 내부 또한 당해 프론트 커버(3)의 엔진(EG)측의 내벽면 근방에 배치됨과 함께 댐퍼 허브(7)에 대하여 회전 가능하며 또한 축방향으로 이동 가능하게 끼워 맞춰지는 로크업 피스톤(80B)을 갖는다. 로크업 피스톤(80B)의 외주측 또한 프론트 커버(3)측의 면에는, 마찰재(88)가 접착되어 있으며, 로크업 피스톤(80B)과 프론트 커버(3) 사이에는, 작동유 공급로나 입력축(IS)에 형성된 유로를 개재하여 도시하지 않은 유압 제어 장치에 접속되는 로크업실(89)이 구획 형성된다. 이러한 발진 장치(1B)에서는, 도시하지 않은 유압 제어 장치에 의해 유체실(9) 내의 유압을 로크업실(89) 내의 유압보다도 높임으로써, 로크업 클러치(8B)를 걸림 결합시켜 댐퍼 장치(10)를 개재하여 프론트 커버(3)와 댐퍼 허브(7)를 연결할 수 있다. 또한, 도시하지 않은 유압 제어 장치에 의해 로크업실(89) 내의 유압을 유체실(9) 내의 유압보다도 높임으로써, 로크업 클러치(8B)를 해방하여 프론트 커버(3)와 댐퍼 허브(7)의 연결을 해제할 수 있다.
도 15에 도시하는 바와 같이, 댐퍼 장치(10B)의 드라이브 부재(11B)는, 엔진(EG)으로부터의 토크가 전달되는 로크업 클러치(8B)의 로크업 피스톤(80B)(제1 입력 부재)과, 당해 로크업 피스톤(80B)에 복수의 리벳을 개재하여 연결되는 환상의 입력 플레이트(111B)(제2 입력 부재)를 포함한다. 이에 의해, 로크업 클러치(8B)의 걸림 결합에 의해 프론트 커버(3)(엔진(EG))와 댐퍼 장치(10B)의 드라이브 부재(11B)가 연결되게 된다.
로크업 피스톤(80B)은, 외주부에 형성된 스프링 지지부(80a)와, 도시하지 않은 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 스프링 맞닿음부(탄성체 맞닿음부)를 갖는다. 스프링 지지부(81a)는, 도시하는 바와 같이, 유체실(9) 내의 외주측 영역에 배치되고, 각각 복수의 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 외주부나 프론트 커버(3)측(엔진측)의 측부(도 2에 있어서의 좌측의 측부), 터빈 러너(5)측(변속기측)의 측부의 외주측(견부)을 지지(가이드)한다. 입력 플레이트(111B)는, 판상의 환상 부재이며, 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 스프링 지지부(111a)와, 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 외측 스프링 맞닿음부(탄성체 맞닿음부)(111co)와, 복수(본 실시 형태에서는, 예를 들어 3개)의 내측 스프링 맞닿음부(탄성체 맞닿음부)(111ci)를 갖는다. 또한, 입력 플레이트(111B)는, 도시하는 바와 같이, 로크업 피스톤(80B)을 향하여 돌출되도록 형성된 환상의 연결부를 갖고, 당해 연결부에 복수의 리벳이 삽입 관통된다.
댐퍼 장치(10B)의 제1 중간 부재(12)는 상기 댐퍼 장치(10)의 제1 중간 부재(12)와 기본적으로 마찬가지로 구성되어 있고, 제1 플레이트 부재(121) 및 제2 플레이트 부재(122)를 포함한다. 또한, 댐퍼 장치(10B)의 제2 중간 부재(14)는 상기 댐퍼 장치(10)의 제2 중간 부재(14)와 기본적으로 마찬가지로 구성되어 있고, 제1 및 제2 환상 부재(141, 142)를 포함한다. 댐퍼 장치(10B)의 제2 중간 부재(14)도, 제1 중간 부재(12)의 것보다도 작은 관성 모멘트를 갖는다. 댐퍼 장치(10B)의 드리븐 부재(16)는 상기 댐퍼 장치(10)의 드리븐 부재(16)와 기본적으로 마찬가지로 구성되어 있고, 제1 및 제2 출력 플레이트(161, 162)를 포함한다. 댐퍼 장치(10B)의 드리븐 부재(16)는 도시하는 바와 같이, 로크업 피스톤(80B)과 입력 플레이트(111B)를 연결하는 복수의 리벳과 간섭하지 않도록 형성된다.
상술한 바와 같이 구성되는 댐퍼 장치(10B)에 있어서도, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12), 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22) 그리고 중간 스프링(SPm)은, 댐퍼 장치(10)와 기본적으로 마찬가지로 유체실(9) 내에 배치된다. 또한, 댐퍼 장치(10B)의 제1 및 제2 중간 부재(12, 14)는, 상기 댐퍼 장치(10)의 것과 기본적으로 마찬가지로 구성되어 있다. 따라서, 발진 장치(1B)나 댐퍼 장치(10B)에 있어서도, 발진 장치(1)나 댐퍼 장치(10)와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 댐퍼 장치(10B)에 있어서, 제1 및 제2 내측 스프링(SP11, SP12)은, 로크업 클러치(8B)의 마찰 걸림 결합부, 즉 마찰재(88)보다도 직경 방향에 있어서의 내측에 배치되고, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)은, 축방향으로부터 보아 마찰재(88)(마찰 걸림 결합부)와 직경 방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치된다. 이에 의해, 댐퍼 장치(10B) 나아가서는 발진 장치(1B)의 축길이를 보다 단축화하면서, 제1 및 제2 외측 스프링(SP21, SP22)의 스프링 상수 k21, k22가 배치수, 비틀림각(스트로크) 등의 설정의 자유도를 높여 댐퍼 장치(10B)의 진동 감쇠 성능을 보다 향상시키는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 개시의 댐퍼 장치는, 엔진(EG)으로부터의 토크가 전달되는 입력 요소(11, 11B)와, 출력 요소(16)를 갖는 댐퍼 장치(10, 10X, 10B)에 있어서, 제1 중간 요소(12)와, 제2 중간 요소(14)와, 상기 입력 요소(11, 11B)와 상기 제1 중간 요소(12) 사이에서 토크를 전달하는 제1 탄성체(SP11)와, 상기 제1 중간 요소(14)와 상기 출력 요소(16) 사이에서 토크를 전달하는 제2 탄성체(SP12)와, 상기 입력 요소(11, 11B)와 상기 제2 중간 요소(14) 사이에서 토크를 전달하는 제3 탄성체(SP21)와, 상기 제2 중간 요소(14)와 상기 출력 요소(16) 사이에서 토크를 전달하는 제4 탄성체(SP22)와, 상기 제1 중간 요소(12)와 상기 제2 중간 요소(14) 사이에서 토크를 전달하는 제5 탄성체(SPm)를 구비하고, 상기 제3 및 제4 탄성체(SP21, SP22)가, 상기 제1 및 제2 탄성체(SP11, SP12)의 상기 댐퍼 장치(10, 10X, 10B)의 직경 방향에 있어서의 외측에 배치되고, 상기 제5 탄성체(SPm)가, 상기 제1 및 제2 탄성체(SP11, SP12)의 상기 직경 방향에 있어서의 외측에 상기 제3 및 제4 탄성체(SP21, SP22)와 상기 댐퍼 장치(10, 10X, 10B)의 축방향으로 간격을 두고 배치되고, 해당 축방향으로부터 보아 상기 제3 및 제4 탄성체(SP21, SP22)와 상기 직경 방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지는 것이다.
본 개시의 댐퍼 장치에서는, 제1 내지 제5 탄성체의 모든 휨이 허용되고 있는 상태에 대하여, 장치 전체에서 2개의 고유 진동수를 설정하는 것이 가능하고, 제5 탄성체의 강성을 조정함으로써, 당해 2개의 고유 진동수를 적정하게 설정하여 댐퍼 장치의 진동 감쇠 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 제5 탄성체는, 제1 및 제2 탄성체의 직경 방향에 있어서의 외측에 제3 및 제4 탄성체와 댐퍼 장치의 축방향으로 간격을 두고 배치되고, 당해 축방향으로부터 보아 제3 및 제4 탄성체와 댐퍼 장치의 직경 방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐진다. 이에 의해, 제1 내지 제5 탄성체의 강성이나 배치수, 비틀림각(스트로크) 등의 설정의 자유도가 높아지는 점에서, 상기 2개의 고유 진동수를 용이하며 또한 적정하게 설정하는 것이 가능해져, 그것에 의하여 진동 감쇠 성능을 보다 한층 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 댐퍼 장치에서는, 스페이스를 유효하게 이용하여 제5 탄성체의 설치에 수반하는 댐퍼 장치의 대형화를 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제5 탄성체(SPm)는 상기 제3 및 제4 탄성체(SP21, SP22)의 상기 직경 방향에 있어서의 내측에 배치되어도 된다.
또한, 상기 제3 및 제4 탄성체(SP21, SP22)는 상기 직경 방향으로부터 보아 상기 제1 및 제2 탄성체(SP11, SP12) 중 적어도 어느 한쪽과 상기 축방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되어도 된다. 이에 의해, 댐퍼 장치 나아가서는 발진 장치의 축길이를 보다 단축화하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제5 탄성체(SPm)는 상기 직경 방향으로부터 보아 상기 제1 및 제2 탄성체(SP11, SP12) 중 적어도 어느 한쪽과 상기 축방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되어도 된다. 이에 의해, 댐퍼 장치 나아가서는 발진 장치의 축길이를 보다 단축화하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제1 및 제2 탄성체(SP11, SP12)는 제1 원주 상에 배열되어도 되고, 상기 제3 및 제4 탄성체(SP21, SP22)는 상기 제1 원주보다도 대직경의 제2 원주 상에 배열되어도 된다. 이에 의해, 댐퍼 장치를 직경 방향으로 콤팩트화하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제2 중간 요소(14)의 고유 진동수는, 상기 제1 중간 요소(12)의 고유 진동수보다도 커도 된다. 이와 같이, 제1 중간 요소보다도 큰 고유 진동수를 갖는 제2 중간 요소에 대응한 제3 및 제4 탄성체가 제1 및 제2 탄성체의 직경 방향 외측에 배치되는 댐퍼 장치에서는, 제3 및 제4 탄성체의 비틀림각(스트로크)을 보다 크게 할 수 있다. 따라서, 입력 요소에 대한 큰 토크의 전달을 허용하면서, 제3 및 제4 탄성체를 보다 저강성화하는 것이 가능해진다. 이 결과, 댐퍼 장치의 등가 강성을 보다 작게 하여 진동 감쇠 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 탄성체(SP11)의 강성(k11)과 상기 제2 탄성체(SP12)의 강성(k12)이 작은 쪽은, 상기 제3 탄성체(SP21)의 강성(k21)과 상기 제4 탄성체(SP22)의 강성(k22)이 작은 쪽보다도 작아도 된다. 이에 의해, 제1 중간 요소의 고유 진동수를 보다 작게 함과 함께, 댐퍼 장치의 등가 강성을 보다 작게 하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제2 중간 요소(14)의 고유 진동수는, 상기 제1 중간 요소(12)의 고유 진동수보다도 작아도 된다. 이와 같이, 제1 중간 요소보다도 작은 고유 진동수를 갖는 제2 중간 요소에 대응한 제3 및 제4 탄성체가 제1 및 제2 탄성체의 직경 방향 외측에 배치되는 댐퍼 장치에서는, 제2 중간 요소의 고유 진동수를 보다 작게 함과 함께 댐퍼 장치 전체의 히스테리시스를 보다 작게 하여 진동 감쇠 성능을 보다 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제3 탄성체(SP21)의 강성(k22)과 상기 제4 탄성체(SP22)의 강성(k22)이 작은 쪽은, 상기 제1 탄성체(SP11)의 강성(k11)과 상기 제2 탄성체(SP12)의 강성(k12)이 작은 쪽보다도 작아도 된다. 이에 의해, 제2 중간 요소의 고유 진동수를 보다 한층 작게 함과 함께, 댐퍼 장치 전체의 히스테리시스를 보다 한층 작게 하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 입력 요소(11, 11B)로 전달되는 입력 토크(T)가 미리 정해진 역치(T1) 이상이 될 때까지 상기 제1 내지 제5 탄성체(SP11, SP12, SP21, SP22, SPm)의 휨이 규제되지 않으면 좋다. 이에 의해, 입력 요소로 전달되는 입력 토크가 비교적 작고, 당해 입력 요소의 회전수가 낮을 때의 댐퍼 장치의 진동 감쇠 성능을 양호하게 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기 출력 요소(16)는 변속기(TM)의 입력축(IS)에 작용적(직접적 또는 간접적으로)으로 연결되어도 된다.
본 개시의 발진 장치는, 펌프 임펠러(4)와, 터빈 러너(5)와, 엔진(EG)으로부터의 토크가 전달되는 입력 요소(11, 11B) 및 출력 요소(16)를 갖는 댐퍼 장치(10, 10X, 10B)를 포함하는 발진 장치(1, 1B)에 있어서, 상기 댐퍼 장치(10, 10X, 10B)는, 제1 중간 요소(12)와, 제2 중간 요소(14)와, 상기 입력 요소(11, 11B)와 상기 제1 중간 요소(12) 사이에서 토크를 전달하는 제1 탄성체(SP11)와, 상기 제1 중간 요소(12)와 상기 출력 요소(16) 사이에서 토크를 전달하는 제2 탄성체(SP12)와, 상기 입력 요소(11, 11B)와 상기 제2 중간 요소(14) 사이에서 토크를 전달하는 제3 탄성체(SP21)와, 상기 제2 중간 요소(14)와 상기 출력 요소(16) 사이에서 토크를 전달하는 제4 탄성체(SP22)와, 상기 제1 중간 요소(12)와 상기 제2 중간 요소(14) 사이에서 토크를 전달하는 제5 탄성체(SPm)를 구비하고, 상기 제3 및 제4 탄성체(SP21, SP22)가, 상기 제1 및 제2 탄성체(SP11, SP12)의 상기 댐퍼 장치(10, 10X, 10B)의 직경 방향에 있어서의 외측에 배치되고, 상기 제5 탄성체(SPm)가, 상기 제1 및 제2 탄성체(SP11, SP12)의 상기 직경 방향에 있어서의 외측에, 상기 댐퍼 장치(10, 10X, 10B)의 축방향에 있어서 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 탄성체(SP11, SP12, SP21, SP22)보다도 상기 터빈 러너(5)에 근접하도록 배치되는 것이다.
본 개시의 발진 장치의 댐퍼 장치에서는, 제1 내지 제5 탄성체의 모든 휨이 허용되고 있는 상태에 대하여, 장치 전체에서 2개의 고유 진동수를 설정하는 것이 가능하고, 제5 탄성체의 강성을 조정함으로써, 당해 2개의 고유 진동수를 적정하게 설정하여 댐퍼 장치의 진동 감쇠 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 개시의 발진 장치의 댐퍼 장치에서는, 제3 및 제4 탄성체가, 제1 및 제2 탄성체의 댐퍼 장치의 직경 방향에 있어서의 외측에 배치되고, 제5 탄성체는, 제1 및 제2 탄성체의 직경 방향에 있어서의 외측에, 댐퍼 장치의 축방향에 있어서 제1, 제2, 제3 및 제4 탄성체보다도 터빈 러너에 근접하도록 배치된다. 이에 의해, 제1 내지 제5 탄성체의 강성이나 배치수, 비틀림각(스트로크) 등의 설정의 자유도가 높아지는 점에서, 상기 2개의 고유 진동수를 용이하며 또한 적정하게 설정하는 것이 가능해지고, 그것에 의하여 댐퍼 장치의 진동 감쇠 성능을 보다 한층 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 발진 장치에서는, 스페이스를 유효하게 이용하여 제5 탄성체의 설치에 수반하는 장치의 대형화를 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제5 탄성체(SPm)는 상기 제3 및 제4 탄성체(SP21, SP22)의 상기 직경 방향에 있어서의 내측에 배치되어도 된다.
또한, 상기 제3 및 제4 탄성체(SP21, SP22)는 상기 직경 방향으로부터 보아 상기 제1 및 제2 탄성체(SP11, SP12) 중 적어도 어느 한쪽과 상기 축방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되어도 된다. 이에 의해, 댐퍼 장치 나아가서는 발진 장치의 축길이를 보다 단축화하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제5 탄성체(SPm)는 상기 직경 방향으로부터 보아 상기 제1 및 제2 탄성체(SP11, SP12) 중 적어도 어느 한쪽과 상기 축방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되어도 된다. 이에 의해, 댐퍼 장치 나아가서는 발진 장치의 축길이를 보다 단축화하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제5 탄성체(SPm)는 상기 축방향으로부터 보아 상기 터빈 러너(5)와 상기 직경 방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되어도 된다. 이에 의해, 데드 스페이스가 되는 경향이 있는 터빈 러너의 외주부 근방의 영역을 제5 탄성체의 배치 스페이스로서 유효하게 이용하여, 발진 장치 전체의 스페이스 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제1 및 제2 탄성체(SP11, SP12)는 상기 터빈 러너(5)의 상기 축방향에 있어서의 최팽출부(5x)보다도 상기 직경 방향에 있어서의 내측에 배치되어도 되고, 상기 제3 및 제4 탄성체(SP21, SP22)는 상기 터빈 러너(5)의 상기 최팽출부(5x)보다도 상기 직경 방향에 있어서의 외측에 배치되어도 된다. 이에 의해, 댐퍼 장치 나아가서는 발진 장치의 축길이를 보다 단축화하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 발진 장치(1)는 다판식의 로크업 클러치(8)를 더 구비해도 되고, 상기 제3 및 제4 탄성체(SP21, SP22)는 상기 직경 방향으로부터 보아 상기 로크업 클러치(8)의 일부와 상기 축방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되어도 된다. 이에 의해, 댐퍼 장치 나아가서는 발진 장치의 축길이를 보다 단축화하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 발진 장치(1)는 다판식의 로크업 클러치(8)를 더 구비해도 되고, 상기 제1 및 제2 탄성체(SP11, SP12)는 상기 축방향으로부터 보아 상기 로크업 클러치(8)의 마찰 걸림 결합부(83, 84)와 상기 직경 방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되어도 되고, 상기 제3 및 제4 탄성체(SP21, SP22)는 상기 마찰 걸림 결합부(83, 84)보다도 상기 직경 방향에 있어서의 외측에 배치되어도 된다. 이에 의해, 댐퍼 장치 나아가서는 발진 장치의 축길이를 보다 단축화하면서, 제1 및 제2 탄성체의 히스테리시스를 저감화하여 댐퍼 장치의 진동 감쇠 성능을 보다 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기 발진 장치(1B)는 단판식의 로크업 클러치(8B)를 더 구비해도 되고, 상기 제1 및 제2 탄성체(SP11, SP12)는 상기 로크업 클러치(8)의 마찰 걸림 결합부(88)보다도 상기 직경 방향에 있어서의 내측에 배치되어도 되고, 상기 제3 및 제4 탄성체(SP21, SP22)는 상기 축방향으로부터 보아 상기 마찰 걸림 결합부(88)와 상기 직경 방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되어도 된다. 이에 의해, 댐퍼 장치 나아가서는 발진 장치의 축길이를 보다 단축화하면서, 제3 및 제4 탄성체의 강성이나 배치수, 비틀림각(스트로크) 등의 설정의 자유도를 높여 댐퍼 장치의 진동 감쇠 성능을 보다 향상시키는 것이 가능해진다.
그리고, 본 개시의 발명은 상기 실시 형태에 전혀 한정되는 것은 아니며, 본 개시의 외연의 범위 내에 있어서 다양한 변경을 이룰 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 상기 실시 형태는, 어디까지나 발명의 내용의 란에 기재된 발명의 구체적인 일 형태에 지나지 않으며, 발명의 내용의 란에 기재된 발명의 요소를 한정하는 것은 아니다.
본 개시의 발명은, 댐퍼 장치나 발진 장치의 제조 분야 등에 있어서 이용 가능하다.

Claims (20)

  1. 엔진으로부터의 토크가 전달되는 입력 요소와, 출력 요소를 갖는 댐퍼 장치에 있어서,
    제1 중간 요소와,
    제2 중간 요소와,
    상기 입력 요소와 상기 제1 중간 요소 사이에서 토크를 전달하는 제1 탄성체와,
    상기 제1 중간 요소와 상기 출력 요소 사이에서 토크를 전달하는 제2 탄성체와,
    상기 입력 요소와 상기 제2 중간 요소 사이에서 토크를 전달하는 제3 탄성체와,
    상기 제2 중간 요소와 상기 출력 요소 사이에서 토크를 전달하는 제4 탄성체와,
    상기 제1 중간 요소와 상기 제2 중간 요소 사이에서 토크를 전달하는 제5 탄성체를 구비하고,
    상기 제3 및 제4 탄성체는, 상기 제1 및 제2 탄성체의 상기 댐퍼 장치의 직경 방향에 있어서의 외측에 배치되고,
    상기 제5 탄성체는, 상기 제1 및 제2 탄성체의 상기 직경 방향에 있어서의 외측에 상기 제3 및 제4 탄성체와 상기 댐퍼 장치의 축방향으로 간격을 두고 배치되고, 해당 축방향으로부터 보아 상기 제3 및 제4 탄성체와 상기 직경 방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지는, 댐퍼 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제5 탄성체는, 상기 제3 및 제4 탄성체의 상기 직경 방향에 있어서의 내측에 배치되는, 댐퍼 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제3 및 제4 탄성체는, 상기 직경 방향으로부터 보아 상기 제1 및 제2 탄성체 중 적어도 어느 한쪽과 상기 축방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되는, 댐퍼 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제5 탄성체는, 상기 직경 방향으로부터 보아 상기 제1 및 제2 탄성체 중 적어도 어느 한쪽과 상기 축방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되는, 댐퍼 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 탄성체는, 제1 원주 상에 배열되고, 상기 제3 및 제4 탄성체는, 상기 제1 원주보다도 대직경의 제2 원주 상에 배열되는, 댐퍼 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 중간 요소의 고유 진동수는, 상기 제1 중간 요소의 고유 진동수보다도 큰, 댐퍼 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 탄성체의 강성과 상기 제2 탄성체의 강성이 작은 쪽은, 상기 제3 탄성체의 강성과 상기 제4 탄성체의 강성이 작은 쪽보다도 작은, 댐퍼 장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 중간 요소의 고유 진동수는, 상기 제1 중간 요소의 고유 진동수보다도 작은, 댐퍼 장치.
  9. 제1항 내지 제5항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 탄성체의 강성과 상기 제4 탄성체의 강성이 작은 쪽은, 상기 제1 탄성체의 강성과 상기 제2 탄성체의 강성이 작은 쪽보다도 작은, 댐퍼 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력 요소로 전달되는 입력 토크가 미리 정해진 역치 이상이 될 때까지 상기 제1 내지 제5 탄성체의 휨이 규제되지 않는, 댐퍼 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 요소는, 변속기의 입력축에 작용적으로 연결되는, 댐퍼 장치.
  12. 펌프 임펠러와, 터빈 러너와, 엔진으로부터의 토크가 전달되는 입력 요소 및 출력 요소를 갖는 댐퍼 장치를 포함하는 발진 장치에 있어서,
    상기 댐퍼 장치는,
    제1 중간 요소와,
    제2 중간 요소와,
    상기 입력 요소와 상기 제1 중간 요소 사이에서 토크를 전달하는 제1 탄성체와,
    상기 제1 중간 요소와 상기 출력 요소 사이에서 토크를 전달하는 제2 탄성체와,
    상기 입력 요소와 상기 제2 중간 요소 사이에서 토크를 전달하는 제3 탄성체와,
    상기 제2 중간 요소와 상기 출력 요소 사이에서 토크를 전달하는 제4 탄성체와,
    상기 제1 중간 요소와 상기 제2 중간 요소 사이에서 토크를 전달하는 제5 탄성체를 구비하고,
    상기 제3 및 제4 탄성체는, 상기 제1 및 제2 탄성체의 상기 댐퍼 장치의 직경 방향에 있어서의 외측에 배치되고,
    상기 제5 탄성체는, 상기 제1 및 제2 탄성체의 상기 직경 방향에 있어서의 외측에, 상기 댐퍼 장치의 축방향에 있어서 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 탄성체보다도 상기 터빈 러너에 근접하도록 배치되는, 발진 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제5 탄성체는, 상기 제3 및 제4 탄성체의 상기 직경 방향에 있어서의 내측에 배치되는, 발진 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제3 및 제4 탄성체는, 상기 직경 방향으로부터 보아 상기 제1 및 제2 탄성체 중 적어도 어느 한쪽과 상기 축방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되는, 발진 장치.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제5 탄성체는, 상기 직경 방향으로부터 보아 상기 제1 및 제2 탄성체 중 적어도 어느 한쪽과 상기 축방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되는, 발진 장치.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제5 탄성체는, 상기 축방향으로부터 보아 상기 터빈 러너와 상기 직경 방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되는, 발진 장치.
  17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 탄성체는, 상기 축방향에 있어서의 최팽출부보다도 상기 직경 방향에 있어서의 내측에 배치되고,
    상기 제3 및 제4 탄성체는, 상기 터빈 러너의 상기 최팽출부보다도 상기 직경 방향에 있어서의 외측에 배치되는, 발진 장치.
  18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    다판식의 로크업 클러치를 더 구비하고,
    상기 제3 및 제4 탄성체는, 상기 직경 방향으로부터 보아 상기 로크업 클러치의 일부와 상기 축방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되는, 발진 장치.
  19. 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    다판식의 로크업 클러치를 더 구비하고,
    상기 제1 및 제2 탄성체는, 상기 축방향으로부터 보아 상기 로크업 클러치의 마찰 걸림 결합부와 상기 직경 방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되고,
    상기 제3 및 제4 탄성체는, 상기 마찰 걸림 결합부보다도 상기 직경 방향에 있어서의 외측에 배치되는, 발진 장치.
  20. 제12항 내지 제17항에 있어서,
    단판식의 로크업 클러치를 더 구비하고,
    상기 제1 및 제2 탄성체는, 상기 로크업 클러치의 마찰 걸림 결합부보다도 상기 직경 방향에 있어서의 내측에 배치되고,
    상기 제3 및 제4 탄성체는, 상기 축방향으로부터 보아 상기 마찰 걸림 결합부와 상기 직경 방향으로 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 배치되는, 발진 장치.
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