WO2014126245A1 - トルクダンパ装置 - Google Patents

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WO2014126245A1
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torque
damper
damper spring
spring
separate member
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比呂志 浅井
真吾 阿部
浩実 藤原
純一 深田
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株式会社エフ・シ－・シ－
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Definitions

  • the present invention relates to a torque damper device that can transmit engine driving force via an input member and a damper spring.
  • a torque converter disposed in an automobile usually has a pump that rotates together with the torque converter cover in a torque converter cover that accommodates liquid (hydraulic oil) in a substantially liquid-tight state,
  • An opposed turbine and a stator connected to a one-way clutch are arranged, and the rotation of the pump is transmitted to the turbine via the liquid and the transmission torque can be amplified.
  • the driving force of the engine is amplified through the liquid and can be transmitted to the mission and the driving wheels.
  • the lock-up clutch device (torque damper device) is installed in the torque converter cover of the torque converter and directly connects the torque converter cover and the turbine at any timing, thereby reducing torque transmission loss compared to torque transmission by liquid. It is for illustration. That is, the lock-up clutch device has a clutch piston connected to the turbine, and the clutch piston is movable between a connection position where the clutch piston abuts against the inner peripheral wall of the torque converter cover and a separated non-connection position. In the coupled position, the torque converter cover and the turbine are directly coupled (mechanically coupled) via the clutch piston.
  • a damper spring is disposed to absorb torque fluctuation from the engine when the torque converter cover and the turbine are directly connected.
  • a damper spring is usually composed of a coil spring disposed in an arc shape along the outer peripheral edge of the clutch piston, and absorbs fluctuations in torque transmitted from the engine when the clutch piston is in the coupling position. It is configured to be able to be displaced as much as possible (expandable displacement).
  • a piston input member to which engine torque is input and an elastic member (which can absorb fluctuations in torque input from the piston) A damper spring) and an output rotating member (output member) that outputs torque transmitted through the elastic member, and the driving force of the engine can be transmitted through the piston, the elastic member, and the output rotating member.
  • Such a conventional lock-up clutch device is provided with a support member that is separate from the piston and the output rotation member, and that can rotate relative to the piston and the output rotation member, and operates the elastic member in series.
  • the support member by allowing the support member to function as an intermediate float body, the torsion angle can be set large, and the vibration absorption performance can be improved while the overall rigidity can be reduced.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a torque damper that can further reduce rigidity and can obtain sufficient vibration absorption characteristics by further increasing a damping rate against torque fluctuation. To provide an apparatus.
  • the invention according to claim 1 includes an input member to which engine torque is input, and a damper spring capable of absorbing fluctuations in torque input from the input member, and the engine is interposed via the input member and the damper spring.
  • the damper spring is composed of a plurality of coil springs arranged in the circumferential direction of the input member, and is interposed between the damper springs to thereby reduce the engine torque. And a plurality of separate members that can rotate independently of each other.
  • the damper spring comprises a straight coil spring that is substantially linear with respect to the expansion and contraction direction.
  • the separate member includes a first separate member and a second separate member
  • the damper spring is a first damper spring.
  • a second damper spring and a third damper spring and the torque input from the input member is a first damper spring, a first separate member, a second damper spring, a second separate member, and a second It is characterized by being output through a 3 damper spring.
  • the first separate member has an outer wall portion that is located on an outer peripheral side of the damper spring and faces a side surface of the damper spring
  • the second separate member has an inner wall portion located on the inner peripheral side of the damper spring and facing the side surface of the damper spring.
  • the input member is disposed in a torque converter cover of the torque converter, and is connected to the torque converter cover in a connected position. It consists of a clutch piston that can be moved in a non-coupled position and that can rotate by transmitting engine torque at the coupled position. When the clutch piston is in the coupled position, the engine torque is transmitted to the turbine of the torque converter. It is made possible.
  • the damper spring is composed of a plurality of coil springs arranged in the circumferential direction of the input member, and is interposed between the damper springs to transmit engine torque. And having a plurality of separate members that can rotate independently of each other, further reduction in rigidity can be achieved, and sufficient vibration absorption characteristics can be obtained by increasing the damping rate against torque fluctuation. .
  • the damper spring is formed of a straight coil spring that is substantially linear with respect to the expansion / contraction direction, so that it is prevented from sliding against the outer peripheral wall surface when absorbing torque fluctuations.
  • the sliding resistance can be reduced. Therefore, the hysteresis torque of the damper spring can be reduced and the damping rate against torque fluctuation can be further increased.
  • a separate member consists of a 1st separate member and a 2nd separate member, and a damper spring has a 1st damper spring, a 2nd damper spring, and a 3rd damper spring. Since the torque input from the input member is configured to be output via the first damper spring, the first separate member, the second damper spring, the second separate member, and the third damper spring, With a simpler configuration, the rigidity can be further reduced, and a sufficient vibration absorption characteristic can be obtained by further increasing the damping rate against torque fluctuation.
  • the first separate member has an outer wall portion that is located on the outer peripheral side of the damper spring and faces the side surface of the damper spring
  • the second separate member is an inner part of the damper spring. Since it has the inner wall part which is located in the surrounding side and opposes the side surface of the said damper spring, a damper spring can be hold
  • the input member is disposed in the torque converter cover of the torque converter and is movable with respect to the torque converter cover between the connected position and the unconnected position, and at the connected position of the engine. It is composed of a clutch piston which can be rotated by transmitting torque, and when the clutch piston is in the connected position, the engine torque can be transmitted to the turbine of the torque converter, so that it can be applied to a lock-up clutch device of the torque converter. it can.
  • Sectional drawing which shows the lockup clutch apparatus which concerns on embodiment of this invention
  • Front view showing the lock-up clutch device Sectional view taken along line III-III in FIG. Sectional view taken along line IV-IV in FIG. VV sectional view in FIG. Sectional view taken along line VI-VI in FIG. Sectional view taken along line VII-VII in FIG. Sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • Front view showing a clutch piston (input member) in the lock-up clutch device
  • a longitudinal sectional view showing a clutch piston (input member) in the lock-up clutch device
  • Front view showing a damper holder in the lock-up clutch device XII-XII sectional view in FIG.
  • a lockup clutch device 10 as a torque damper device according to the present embodiment is disposed in a torque converter 1 (fluid coupling), and as shown in FIGS. 1 to 8, a clutch piston 11 as an input member,
  • the first separate member 14, the second separate member 15, and damper springs (first damper spring S1, second damper spring S2, and third damper spring S3) are mainly configured.
  • first damper spring S1, second damper spring S2, and third damper spring S3 are mainly configured.
  • the torque converter 1 is disposed in an automobile (mainly an AT car) or the like, and amplifies torque from an engine (not shown) and transmits the amplified torque to a transmission.
  • the torque of the engine is transmitted to the shaft.
  • a torque converter cover 5 that is rotatable around and contains a liquid (hydraulic oil) in a liquid-tight state, a pump 2 that is formed on the torque converter cover 5 and rotates together with the torque converter cover 5, and the pump 2. While being rotatably arranged in the torque converter cover 5, the turbine 3 connected to the output shaft 6, and the stator 4 connected to the stator shaft 7 supported by the vehicle transmission via the one-way clutch 8 and not rotating.
  • a lock-up clutch device 10 is provided between the inner wall surface of the torque converter cover 5 and the turbine 3.
  • the torque converter cover 5 is connected to the crankshaft of the vehicle, and is configured such that when the engine is driven, the driving force is transmitted to the torque converter cover 5.
  • the torque converter cover 5 and the pump 2 are rotated by the driving force of the engine, the rotational torque is transmitted to the turbine 3 side via the liquid (hydraulic oil) while being amplified.
  • the output shaft 6 that is spline-fitted with the turbine 3 is rotated, and the torque is transmitted to a transmission included in the vehicle.
  • the lock-up clutch device 10 is for reducing torque transmission loss compared to torque transmission by liquid by directly connecting (mechanically connecting) the torque converter cover 5 and the turbine 3 at an arbitrary timing.
  • the clutch piston 11 is made of a substantially disk-shaped member, to which the torque of the engine of the vehicle is input, and fluid (hydraulic oil) between the inner wall surface of the torque converter cover 5. ) As a negative pressure, or by releasing the negative pressure, it is possible to move in the left-right direction in FIG.
  • a substantially annular friction material 12 (lining) is formed on the outer peripheral edge portion of the clutch piston 11, and when the fluid in the portion between the inner wall surface of the torque converter cover 5 is set to a negative pressure, the clutch The piston 11 moves to the right side in FIG. 1 and abuts against the inner wall surface of the torque converter cover 5 via the friction material 12, and the two are connected by the friction engagement (this position is referred to as a connection position).
  • this position is referred to as a non-connection position.
  • a pair of damper holders 13 are fixed to the clutch piston 11 by rivets R, respectively.
  • the damper holder 13 is formed with a bent portion 13a, and one end of the first damper spring S1 can be locked to the bent portion 13a.
  • an insertion portion 13aa through which the connecting portion 9 extending from the turbine 3 can be inserted is formed inside the bent portion 13a of the damper holder 13.
  • a cover member K is fixed to the clutch piston 11, and covers and holds the damper springs (the first damper spring S1, the second damper spring S2, and the third damper spring S3) attached to the clutch piston 11. It has come to be able to do.
  • a concave mounting portion is formed along the periphery, and a plurality of damper springs are formed on the mounting portion.
  • a damper spring can absorb the fluctuation of the torque input from the clutch piston 11 (input member) (in other words, attenuate the fluctuation of the torque).
  • the first damper spring S1 A pair of two damper springs S2 and a third damper spring S3 are attached.
  • first damper spring S1, second damper spring S2, and third damper spring S3 are disposed concentrically over the circumferential direction of the clutch piston 11 (input member).
  • a first damper spring S1, a second damper spring S2, and a third damper spring S3 are respectively attached to the right group and the left group of the clutch piston 11 in a front view of the clutch piston 11.
  • the damper spring S1, the second damper spring S2, and the third damper spring S3 act in series.
  • the damper spring according to the present embodiment is composed of a straight coil spring that is substantially linear with respect to the expansion / contraction direction (displacement direction).
  • a straight coil spring when a straight coil spring is attached to the attachment portion of the clutch piston 11, it is supposed to be slightly deformed in an arc shape, but there are fewer places to slide with respect to the outer wall portion 14c than in the arc shape. It has become.
  • an arc-shaped coil spring bent in an arc shape with respect to the expansion / contraction direction (displacement direction) may be used instead of the straight coil spring according to the present embodiment.
  • the first separate member 14 is formed of a ring-shaped member, and includes a pair of bent portions 14 a, an upper edge portion 14 b, and an outer wall portion 14 c formed at a predetermined portion. have.
  • the bent portion 14a is located between the first damper spring S1 and the second damper spring S2 in a state where the first separate member 14 is attached to the clutch piston 11, and other than the first damper spring S1. It is set as the site
  • the outer wall portion 14c is a portion formed over the entire circumference of the outer edge of the first separate member 14, and the outer peripheral side of the damper spring (the first damper spring S1, the second damper spring S2, and the third damper spring S3).
  • the damper spring is configured to face the side surface (outer surface extending in the displacement direction) of the damper spring.
  • the upper edge portion 14b is a portion extending inward from the outer wall portion 14c, is formed over a predetermined range of the outer edge of the first separate member 14, and covers the damper spring. .
  • the second separate member 15 is formed of a ring-shaped member, and has a pair of locking portions 15a formed at a predetermined portion and an inner wall portion 15b. .
  • the locking portion 15a is located between the second damper spring S2 and the third damper spring S3 in a state where the second separate member 15 is attached to the clutch piston 11, and one edge surface 15aa thereof is formed.
  • the other end of the second damper spring S2 and the other edge surface 15ab are portions that can come into contact with one end of the third damper spring S3.
  • the inner wall portion 15b is a portion formed over the entire circumference of the outer edge of the second separate member 15, and the inner circumference of the damper spring (the first damper spring S1, the second damper spring S2, and the third damper spring S3). It is located on the side and is configured to face the side surface of the damper spring.
  • the damper springs (the first damper spring S1, the second damper spring S2, and the third damper spring S3) attached to the periphery of the clutch piston 11 are, as shown in FIGS. 3 to 8, the first separate member. 14 between the outer wall 14c of 14 and the inner wall 15b of the second separate member 15.
  • the engine torque input from the clutch piston 11 includes the damper holder 13, the first damper spring S1, the bent portion 14a of the first separate member 14, the second damper spring S2, and the second separate member.
  • Fifteen engaging portions 15a and third damper springs S3 are configured to be output, and torque fluctuations are absorbed by the respective damper springs and then output to the turbine 3 via the connecting portions 9. It has become.
  • Example 1 the first separate member 14 and the second separate member 15 and the damper spring formed of a straight coil spring is referred to as Example 1, and the first separate member 14 and the second separate member 14 are provided. While the body member 15 is provided and the damper spring is formed of an arc-shaped (arc-shaped) coil spring, the second embodiment is used. Comparative Example 1 was used, the damper spring was a straight coil spring, and only the first separate member 14 was interposed, and Comparative Example 2 was used.
  • Example 1 the relationship between the twist angle (deg) and the torque (N ⁇ m) (the horizontal axis represents the twist angle—the vertical axis represents the torque) was tested, as shown in FIG. I was able to get a good relationship.
  • the damper spring as a whole has low rigidity and a wider range of torsion angles than Comparative Examples 1 and 2.
  • an experiment was conducted on the relationship between the rotational speed (rpm) and the historque (N ⁇ m) (the horizontal axis represents the rotational speed and the vertical axis represents the historque). We were able to obtain the relationship shown.
  • Example 1 is substantially equivalent to Comparative Example 2, but compared to Comparative Example 1, the Historque can be suppressed over the entire rotational speed and the sliding resistance is low. I understand.
  • Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 an experiment was conducted on the relationship between the rotational speed (rpm) and the attenuation rate (dB) (the horizontal axis represents the rotational speed and the vertical axis represents the attenuation rate). We were able to obtain the relationship shown. According to such experimental results, it can be seen that Examples 1 and 2 have a higher attenuation rate over the entire number of rotations than Comparative Examples 1 and 2, and are excellent in attenuation performance.
  • the first embodiment compared with the second embodiment, the first embodiment has a higher damping rate over the entire number of revolutions. Therefore, if the damper spring is formed of a straight coil spring, the damping performance can be further improved. I understand.
  • the damper springs are a plurality of coils disposed over the circumferential direction of the clutch piston 11 (input member).
  • a plurality of separate members (a first separate member 14 and a second separate member 15) which are made of springs and which are interposed between the respective damper springs and can rotate independently of each other when engine torque is transmitted. Therefore, a further reduction in rigidity can be achieved, and a sufficient vibration absorption characteristic can be obtained by further increasing the damping rate against torque fluctuation.
  • the damper spring according to the present embodiment is formed of a straight coil spring that is substantially linear with respect to the expansion and contraction direction, the damper spring abuts against the outer peripheral wall surface (in this embodiment, the outer wall portion 14c) when absorbing torque fluctuations.
  • the sliding can be suppressed, and the sliding resistance can be reduced. Therefore, the hysteresis torque of the damper spring can be reduced and the damping rate against torque fluctuation can be further increased.
  • the separate member includes a first separate member 14 and a second separate member 15, and the damper spring includes the first damper spring S1, the second damper spring S2, and the third damper spring S3.
  • the torque input from the clutch piston 11 has a first damper spring S1, a first separate member 14, a second damper spring S2, a second separate member 15, and a third damper spring. Since it is configured to output via S3, the rigidity can be further reduced with a simpler configuration, and sufficient vibration absorption characteristics can be obtained by increasing the damping rate against torque fluctuation. be able to.
  • the first separate member 14 has the outer wall portion 14c that is located on the outer peripheral side of the damper spring and faces the side surface of the damper spring
  • the second separate member 15 is Since it has the inner wall part 15b which opposes the side surface of the said damper spring and is located in the inner peripheral side of a damper spring, it is a damper between the outer wall part 14c of the 1st separate member 14, and the inner wall part 15b of the 2nd separate member 15. The spring can be held.
  • the input member according to the present embodiment is disposed in the torque converter cover 5 of the torque converter 1 and is movable with respect to the torque converter cover 5 between a connected position and a non-connected position, and at the connected position, the engine.
  • the torque of the engine is transmitted to the turbine 3 of the torque converter 1 when the clutch piston 11 is in the connected position. It can be applied to the device 10.
  • the present invention is not limited to this.
  • three or more separate members that can be rotated independently of each other are provided, and the damper spring is provided via each of the three or more separate members. May be configured to act in series.
  • the first separate member 14 is provided on the outer peripheral side of the damper spring
  • the second separate member 15 is provided on the inner peripheral side of the damper spring.
  • a second separate member may be provided on the outer peripheral side of the damper spring
  • the first separate member may be provided on the inner peripheral side of the damper spring.
  • power is transmitted in the order of the input member, the first damper spring S1, the second separate member, the second damper spring S2, the first separate member, and the third damper spring.
  • the present invention is applied to the lock-up clutch device 10, but a torque damper device that can transmit the driving force of the engine via the input member and the damper spring and absorb the torque fluctuation by the damper spring. If so, the present invention can be applied to various forms (for example, those that are arranged in a vehicle that does not include a torque converter and that can absorb torque fluctuation in the process of transmitting engine torque).
  • three damper springs are attached to the left and right groups of the input member (lock-up clutch device 10), but the number of damper springs to be attached and the groups thereof are not limited.
  • the damper spring is composed of a plurality of coil springs arranged along the circumferential direction of the input member, and is interposed between the respective damper springs, and is capable of rotating independently of each other when engine torque is transmitted.
  • the present invention can be applied to devices having different external shapes or those having other functions.

Abstract

より一層の低剛性化を図ることができ、トルク変動に対する減衰率をより高めることにより、十分な振動吸収特性を得ることができるトルクダンパ装置を提供する。 エンジンのトルクが入力されるクラッチピストン（１１）と、クラッチピストン（１１）から入力されたトルクの変動を吸収し得るダンパスプリングとを具備し、当該クラッチピストン（１１）及びダンパスプリングを介してエンジンの駆動力が伝達され得るトルクダンパ装置（１０）において、ダンパスプリングは、クラッチピストン（１１）の周方向に亘って配設された複数のコイルスプリング（Ｓ１～Ｓ３）から成るとともに、それぞれのダンパスプリング（Ｓ１～Ｓ３）の間に介在し、エンジンのトルクが伝達されると互いに独立して回転可能な第１別体部材（１４）及び第２別体部材（１５）を有するものである。

Description

トルクダンパ装置
　本発明は、入力部材及びダンパスプリングを介してエンジンの駆動力が伝達され得るトルクダンパ装置に関するものである。
　自動車（主にＡＴ車）等に配設されるトルクコンバータには、通常、液体（作動油）を略液密状態で収容するトルコンカバー内に、当該トルコンカバーと共に回転するポンプと、該ポンプと対峙したタービンと、一方向クラッチに接続されたステータとが配設されており、ポンプの回転が液体を介してタービンに伝達されるとともに、その伝達トルクが増幅され得るよう構成されている。これにより、エンジンの駆動力が液体を介して増幅され、ミッション及び駆動輪へ伝達され得るようになっている。
　ロックアップクラッチ装置（トルクダンパ装置）は、上記トルクコンバータのトルコンカバー内に配設され、任意タイミングでトルコンカバーとタービンとを直結することにより、液体によるトルク伝達に比べ、トルクの伝達ロスの低減を図るためのものである。すなわち、ロックアップクラッチ装置は、タービンと連結されたクラッチピストンを有しており、かかるクラッチピストンがトルコンカバーの内周壁に当接した連結位置と、離間した非連結位置との間で移動可能とされ、連結位置のとき、トルコンカバーとタービンとがクラッチピストンを介して直結（機械的に連結）されるのである。
　そして、通常のロックアップクラッチ装置には、トルコンカバーとタービンとが直結された状態において、エンジンからのトルク変動を吸収すべくダンパスプリングが配設されている。かかるダンパスプリングは、通常、クラッチピストンの外周縁に沿って円弧状に配設されたコイルスプリングから成るものであり、クラッチピストンが連結位置にあるとき、エンジンから伝達されるトルクの変動を吸収すべく変位（伸縮変位）し得るよう構成されている。
　従来のロックアップクラッチとして、例えば特許文献１にて開示されているように、エンジンのトルクが入力されるピストン（入力部材）と、該ピストンから入力されたトルクの変動を吸収し得る弾性部材（ダンパスプリング）と、該弾性部材を介して伝達されたトルクを出力する出力回転部材（出力部材）とを具備し、当該ピストン、弾性部材及び出力回転部材を介してエンジンの駆動力が伝達され得るよう構成されたものが挙げられる。
　かかる従来のロックアップクラッチ装置には、ピストン及び出力回転部材とは別体とされ、当該ピストン及び出力回転部材に対して相対回転可能なサポート部材が配設されており、弾性部材を直列に作用させ、且つ、当該サポート部材を中間フロート体として機能させることで、捩り角度を大きく設定できるとともに、全体の低剛性化を可能としつつ振動吸収性能を向上させることができるようになっている。
特開２００２－４８２１７号公報
　しかしながら、上記従来技術においては、単一のサポート部材を有するのみであったため、ある程度の振動吸収性能を期待することはできるものの、全体の低剛性化を更に向上させ、トルク変動に対する減衰率を向上させて、より高い振動吸収性能を得るには未だ不十分であった。なお、このような問題は、トルクコンバータ内に配設されるロックアップクラッチ装置に限らず、エンジンからのトルク変動を吸収するためのトルクダンパ装置全般においても同様である。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、より一層の低剛性化を図ることができ、トルク変動に対する減衰率をより高めることにより、十分な振動吸収特性を得ることができるトルクダンパ装置を提供することにある。
　請求項１記載の発明は、エンジンのトルクが入力される入力部材と、該入力部材から入力されたトルクの変動を吸収し得るダンパスプリングとを具備し、当該入力部材及びダンパスプリングを介してエンジンの駆動力が伝達され得るトルクダンパ装置において、前記ダンパスプリングは、前記入力部材の周方向に亘って配設された複数のコイルスプリングから成るとともに、それぞれのダンパスプリングの間に介在し、エンジンのトルクが伝達されると互いに独立して回転可能な複数の別体部材を有することを特徴とする。
　請求項２記載の発明は、請求項１記載のトルクダンパ装置において、前記ダンパスプリングは、伸縮方向に対して略直線状のストレート状コイルスプリングから成ることを特徴とする。
　請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のトルクダンパ装置において、前記別体部材は、第１別体部材及び第２別体部材から成り、前記ダンパスプリングは、第１ダンパスプリング、第２ダンパスプリング及び第３ダンパスプリングを有するものとされ、前記入力部材から入力されたトルクが、第１ダンパスプリング、第１別体部材、第２ダンパスプリング、第２別体部材、及び第３ダンパスプリングを介して出力されるよう構成されたことを特徴とする。
　請求項４記載の発明は、請求項３記載のトルクダンパ装置において、前記第１別体部材は、前記ダンパスプリングの外周側に位置して当該ダンパスプリングの側面と対峙する外壁部を有するとともに、前記第２別体部材は、前記ダンパスプリングの内周側に位置して当該ダンパスプリングの側面と対峙する内壁部を有することを特徴とする。
　請求項５記載の発明は、請求項１～４の何れか１つに記載のトルクダンパ装置において、前記入力部材は、トルクコンバータのトルコンカバー内に配設され、当該トルコンカバーに対して連結位置と非連結位置とで移動可能とされるとともに、連結位置でエンジンのトルクが伝達されて回転可能なクラッチピストンから成り、当該クラッチピストンが連結位置のとき、エンジンのトルクを前記トルクコンバータのタービンに伝達可能とされたことを特徴とする。
　請求項１の発明によれば、ダンパスプリングは、入力部材の周方向に亘って配設された複数のコイルスプリングから成るとともに、それぞれのダンパスプリングの間に介在し、エンジンのトルクが伝達されると互いに独立して回転可能な複数の別体部材を有するので、より一層の低剛性化を図ることができ、トルク変動に対する減衰率をより高めることにより、十分な振動吸収特性を得ることができる。
　請求項２の発明によれば、ダンパスプリングは、伸縮方向に対して略直線状のストレート状コイルスプリングから成るので、トルク変動の吸収時に外周の壁面に当接して摺動してしまうのを抑制することができ、摺動抵抗を低減させることができる。したがって、ダンパスプリングのヒストルクを低減させ、トルク変動に対する減衰率をより一層高めることができる。
　請求項３の発明によれば、別体部材は、第１別体部材及び第２別体部材から成り、ダンパスプリングは、第１ダンパスプリング、第２ダンパスプリング及び第３ダンパスプリングを有するものとされ、入力部材から入力されたトルクが、第１ダンパスプリング、第１別体部材、第２ダンパスプリング、第２別体部材、及び第３ダンパスプリングを介して出力されるよう構成されたので、より簡易な構成にて、より一層の低剛性化を図ることができ、トルク変動に対する減衰率をより高めることにより、十分な振動吸収特性を得ることができる。
　請求項４の発明によれば、第１別体部材は、ダンパスプリングの外周側に位置して当該ダンパスプリングの側面と対峙する外壁部を有するとともに、第２別体部材は、ダンパスプリングの内周側に位置して当該ダンパスプリングの側面と対峙する内壁部を有するので、第１別体部材の外壁部及び第２別体部材の内壁部の間にダンパスプリングを保持させることができる。
　請求項５の発明によれば、入力部材は、トルクコンバータのトルコンカバー内に配設され、当該トルコンカバーに対して連結位置と非連結位置とで移動可能とされるとともに、連結位置でエンジンのトルクが伝達されて回転可能なクラッチピストンから成り、当該クラッチピストンが連結位置のとき、エンジンのトルクをトルクコンバータのタービンに伝達可能とされたので、トルクコンバータのロックアップクラッチ装置に適用することができる。
本発明の実施形態に係るロックアップクラッチ装置を示す断面図 同ロックアップクラッチ装置を示す正面図 図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図 図２におけるＩＶ－ＩＶ線断面図 図２におけるＶ－Ｖ線断面図 図２におけるＶＩ－ＶＩ線断面図 図２におけるＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図 図２におけるＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図 同ロックアップクラッチ装置におけるクラッチピストン（入力部材）を示す正面図 同ロックアップクラッチ装置におけるクラッチピストン（入力部材）を示す縦断面図 同ロックアップクラッチ装置におけるダンパホルダを示す正面図 図１１におけるＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図 同ロックアップクラッチ装置における第１別体部材を示す正面図 図１３におけるＸＩＶ－ＸＩＶ線断面図 同ロックアップクラッチ装置における第２別体部材を示す正面図 図１５におけるＸＶＩ－ＸＶＩ線断面図 本発明のロックアップクラッチ装置の技術的優位性（ダンパ特性）を示す実験結果 本発明のロックアップクラッチ装置の技術的優位性（ヒストルク）を示す実験結果 本発明のロックアップクラッチ装置の技術的優位性（減衰率）を示す実験結果
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
　本実施形態に係るトルクダンパ装置としてのロックアップクラッチ装置１０は、トルクコンバータ１（流体継手）内に配設されたもので、図１～８に示すように、入力部材としてのクラッチピストン１１と、第１別体部材１４と、第２別体部材１５と、ダンパスプリング（第１ダンパスプリングＳ１、第２ダンパスプリングＳ２及び第３ダンパスプリングＳ３）とから主に構成されており、クラッチピストン１１が連結位置にあるとき、トルコンカバー５に入力されたエンジンのトルクを当該クラッチピストン１１、第１別体部材１４、第２別体部材１５及びダンパスプリングを介してタービン３に伝達するためのものである。
　トルクコンバータ１は、自動車（主にＡＴ車）等に配設され、そのエンジン（不図示）からのトルクを増幅してミッションに伝達するためのもので、当該エンジンの駆動力が伝達されて軸回りに回転可能とされるとともに液体（作動油）を液密状態で収容したトルコンカバー５と、該トルコンカバー５に形成されて当該トルコンカバー５と共に回転するポンプ２と、該ポンプ２と対峙しつつトルコンカバー５内に回転可能に配設され、出力軸６と連結されたタービン３と、一方向クラッチ８を介して車両のトランスミッションに支持されて回転しないステータシャフト７と連結されたステータ４とを具備するとともに、トルコンカバー５の内壁面とタービン３との間にロックアップクラッチ装置１０を内在して成るものである。
　トルコンカバー５は、車両のクランクシャフトと連結されており、エンジンが駆動するとその駆動力がトルコンカバー５に伝達されるよう構成されている。そして、エンジンの駆動力にてトルコンカバー５及びポンプ２が回転すると、その回転トルクが液体（作動油）を介してタービン３側にトルク増幅されつつ伝達される。そして、トルク増幅されてタービン３が回転すると、該タービン３とスプライン嵌合した出力軸６が回転し、車両が具備するトランスミッションに当該トルクが伝達される。
　ロックアップクラッチ装置１０は、任意タイミングでトルコンカバー５とタービン３とを直結（機械的な連結）することにより、液体によるトルク伝達に比べ、トルクの伝達ロスの低減を図るためのものである。クラッチピストン１１は、図９、１０に示すように、略円板形状の部材から成り、車両のエンジンのトルクが入力されるものであり、トルコンカバー５の内壁面との間における流体（作動油）を陰圧とし、又は陰圧を解除することにより、図１中左右方向へ移動可能とされている。
　また、クラッチピストン１１の外周縁部には、略円環状の摩擦材１２（ライニング）が形成されており、トルコンカバー５の内壁面との間の部位における流体が陰圧とされると、クラッチピストン１１が図１中右側に移動し、摩擦材１２を介してトルコンカバー５の内壁面に当接し、その摩擦係合によって両者が連結される（この位置を連結位置と呼ぶ）一方、陰圧が解除されて、クラッチピストン１１が図１中左側に移動し、トルコンカバー５の内壁面から離間すると、両者の連結が解かれる（この位置を非連結位置と呼ぶ）よう構成されている。しかして、クラッチピストン１１が連結位置のとき、エンジンのトルクをトルクコンバータ１のタービン３に伝達可能とされている。
　さらに、クラッチピストン１１には、図２に示すように、リベットＲにより一対のダンパホルダ１３がそれぞれ固定されている。かかるダンパホルダ１３は、図１１、１２に示すように、屈曲部１３ａが形成されており、この屈曲部１３ａに第１ダンパスプリングＳ１の一端が係止し得るようになっている。また、ダンパホルダ１３における屈曲部１３ａの内側には、タービン３から延設された連結部９を挿通させ得る挿通部１３ａａが形成されている。なお、クラッチピストン１１には、カバー部材Ｋが固定されており、当該クラッチピストン１１に取り付けられたダンパスプリング（第１ダンパスプリングＳ１、第２ダンパスプリングＳ２及び第３ダンパスプリングＳ３）を覆って保持し得るようになっている。
　一方、クラッチピストン１１の正面側（摩擦材１２が形成された面とは反対の面側）には、その周縁に沿って凹状の取付部が形成されており、当該取付部に複数のダンパスプリングが同心円上に取り付けられている。かかるダンパスプリングは、クラッチピストン１１（入力部材）から入力されたトルクの変動を吸収（言い換えるならば、トルクの変動を減衰）し得るもので、本実施形態においては、第１ダンパスプリングＳ１、第２ダンパスプリングＳ２及び第３ダンパスプリングＳ３が一対ずつ取り付けられている。
　より具体的には、ダンパスプリング（第１ダンパスプリングＳ１、第２ダンパスプリングＳ２及び第３ダンパスプリングＳ３）は、クラッチピストン１１（入力部材）の周方向に亘って同心円上に複数配設されたコイルスプリングから成り、クラッチピストン１１の正面視で右側の群、及び左側の群にそれぞれ第１ダンパスプリングＳ１、第２ダンパスプリングＳ２及び第３ダンパスプリングＳ３が取り付けられ、それぞれの群において、第１ダンパスプリングＳ１、第２ダンパスプリングＳ２及び第３ダンパスプリングＳ３が直列に作用するようになっている。
　特に、本実施形態に係るダンパスプリングは、伸縮方向（変位方向）に対して略直線状のストレート状コイルスプリングから成るものとされている。なお、ストレート状コイルスプリングをクラッチピストン１１の取付部に取り付けると、僅かに弧状に変形するものとされているが、アーク状のものに比べて、外壁部１４ｃに対して摺動する箇所が少なくなっている。しかるに、本実施形態に係るストレート状のコイルスプリングに代えて、伸縮方向（変位方向）に対して円弧状に屈曲したアーク形状のコイルスプリングを用いるようにしてもよい。
　ここで、本実施形態においては、それぞれのダンパスプリングの間（第１ダンパスプリングＳ１と第２ダンパスプリングＳ２との間、及び第２ダンパスプリングＳ２と第３ダンパスプリングＳ３との間）に介在し、エンジンのトルクが伝達されると互いに独立して回転可能（すなわち、相対的に回転可能）な複数の別体部材（本実施形態においては、第１別体部材１４及び第２別体部材１５）を有する。
　第１別体部材１４は、図１３、１４に示すように、円環状に形成された部材から成り、所定部位に形成された一対の折り曲げ部１４ａと、上縁部１４ｂと、外壁部１４ｃとを有している。折り曲げ部１４ａは、クラッチピストン１１に第１別体部材１４を取り付けた状態で、第１ダンパスプリングＳ１と第２ダンパスプリングＳ２との間に位置するものであり、当該第１ダンパスプリングＳ１の他端、及び第２ダンパスプリングＳ２の一端にそれぞれ当接可能な部位とされている。
　外壁部１４ｃは、第１別体部材１４の外縁の全周に亘って形成された部位であり、ダンパスプリング（第１ダンパスプリングＳ１、第２ダンパスプリングＳ２及び第３ダンパスプリングＳ３）の外周側に位置して当該ダンパスプリングの側面（変位方向に延びる外面）と対峙するよう構成されている。また、上縁部１４ｂは、外壁部１４ｃから内側に向かって延設された部位であり、第１別体部材１４の外縁の所定範囲に亘って形成され、ダンパスプリングを覆うようになっている。
　第２別体部材１５は、図１５、１６に示すように、円環状に形成された部材から成り、所定部位に形成された一対の係止部１５ａと、内壁部１５ｂとを有している。係止部１５ａは、クラッチピストン１１に第２別体部材１５を取り付けた状態で、第２ダンパスプリングＳ２と第３ダンパスプリングＳ３との間に位置するものであり、その一方の縁面１５ａａが当該第２ダンパスプリングＳ２の他端、及び他方の縁面１５ａｂが第３ダンパスプリングＳ３の一端にそれぞれ当接可能な部位とされている。
　内壁部１５ｂは、第２別体部材１５の外縁の全周に亘って形成された部位であり、ダンパスプリング（第１ダンパスプリングＳ１、第２ダンパスプリングＳ２及び第３ダンパスプリングＳ３）の内周側に位置して当該ダンパスプリングの側面と対峙するよう構成されている。しかして、クラッチピストン１１の周縁に取り付けられたダンパスプリング（第１ダンパスプリングＳ１、第２ダンパスプリングＳ２及び第３ダンパスプリングＳ３）は、図３～８で示されるように、第１別体部材１４の外壁部１４ｃと第２別体部材１５の内壁部１５ｂの間に保持されることとなる。
　また、第３ダンパスプリングＳ３の他端は、ダンパホルダ１３の挿通部１３ａａに位置する連結部９と当接可能とされている。しかして、クラッチピストン１１（入力部材）から入力されたエンジンのトルクは、ダンパホルダ１３、第１ダンパスプリングＳ１、第１別体部材１４の折り曲げ部１４ａ、第２ダンパスプリングＳ２、第２別体部材１５の係止部１５ａ、第３ダンパスプリングＳ３を介して出力されるよう構成されており、各ダンパスプリングによってトルクの変動が吸収された後、連結部９を介してタービン３に出力されるようになっている。
　次に、本発明に係るロックアップクラッチ装置１０（トルクダンパ装置）の技術的優位性を示す実験結果について以下に説明する。
　上記実施形態の如く、第１別体部材１４及び第２別体部材１５を具備しつつダンパスプリングがストレート状のコイルスプリングから成るものを実施例１とし、第１別体部材１４及び第２別体部材１５を具備しつつダンパスプリングがアーク状（円弧状）のコイルスプリングから成るものを実施例２とするとともに、ダンパスプリングをアーク状のコイルスプリングとし、第１別体部材１４のみを介在させたものを比較例１、ダンパスプリングをストレート状のコイルスプリングとし、第１別体部材１４のみを介在させたものを比較例２とした。
　まず、実施例１、比較例１、２について、捩り角度（ｄｅｇ）とトルク（Ｎ・ｍ）との関係（横軸を捩り角度－縦軸をトルク）について実験したところ、図１７に示すような関係を得ることができた。かかる実験結果によれば、実施例１は、比較例１、２に比べ、ダンパスプリングが全体として低剛性であり、より広い範囲の捩り角度を有することが分かる。また、実施例１、２及び比較例１、２について、回転数（ｒｐｍ）とヒストルク（Ｎ・ｍ）との関係（横軸を回転数－縦軸をヒストルク）について実験したところ、図１８に示すような関係を得ることができた。かかる実験結果によれば、特に、実施例１は、比較例２と略同等であるものの、比較例１に比べ、全回転数に亘ってヒストルクを抑制することができ、摺動抵抗が低いことが分かる。
　さらに、実施例１、２及び比較例１、２について、回転数（ｒｐｍ）と減衰率（ｄＢ）との関係（横軸を回転数－縦軸を減衰率）について実験したところ、図１９に示すような関係を得ることができた。かかる実験結果によれば、実施例１、２は、比較例１、２に比べ、全回転数に亘って減衰率が高いことが分かり、減衰性能に優れていることが分かる。また、実施例２に比べ、実施例１の方が全回転数に亘って減衰率が高いことから、ダンパスプリングがストレート状のコイルスプリングから成るものを用いれば、減衰性能をより向上させ得ることが分かる。
　上記実施形態によれば、ダンパスプリング（第１ダンパスプリングＳ１、第２ダンパスプリングＳ２及び第３ダンパスプリングＳ３）は、クラッチピストン１１（入力部材）の周方向に亘って配設された複数のコイルスプリングから成るとともに、それぞれのダンパスプリングの間に介在し、エンジンのトルクが伝達されると互いに独立して回転可能な複数の別体部材（第１別体部材１４及び第２別体部材１５）を有するので、より一層の低剛性化を図ることができ、トルク変動に対する減衰率をより高めることにより、十分な振動吸収特性を得ることができる。
　また、本実施形態に係るダンパスプリングは、伸縮方向に対して略直線状のストレート状コイルスプリングから成るので、トルク変動の吸収時に外周の壁面（本実施形態においては外壁部１４ｃ）に当接して摺動してしまうのを抑制することができ、摺動抵抗を低減させることができる。したがって、ダンパスプリングのヒストルクを低減させ、トルク変動に対する減衰率をより一層高めることができる。
　さらに、本実施形態に係る別体部材は、第１別体部材１４及び第２別体部材１５から成り、ダンパスプリングは、第１ダンパスプリングＳ１、第２ダンパスプリングＳ２及び第３ダンパスプリングＳ３を有するものとされ、クラッチピストン１１（入力部材）から入力されたトルクが、第１ダンパスプリングＳ１、第１別体部材１４、第２ダンパスプリングＳ２、第２別体部材１５、及び第３ダンパスプリングＳ３を介して出力されるよう構成されたので、より簡易な構成にて、より一層の低剛性化を図ることができ、トルク変動に対する減衰率をより高めることにより、十分な振動吸収特性を得ることができる。
　またさらに、本実施形態によれば、第１別体部材１４は、ダンパスプリングの外周側に位置して当該ダンパスプリングの側面と対峙する外壁部１４ｃを有するとともに、第２別体部材１５は、ダンパスプリングの内周側に位置して当該ダンパスプリングの側面と対峙する内壁部１５ｂを有するので、第１別体部材１４の外壁部１４ｃ及び第２別体部材１５の内壁部１５ｂの間にダンパスプリングを保持させることができる。
　また、本実施形態に係る入力部材は、トルクコンバータ１のトルコンカバー５内に配設され、当該トルコンカバー５に対して連結位置と非連結位置とで移動可能とされるとともに、連結位置でエンジンのトルクが伝達されて回転可能なクラッチピストン１１から成り、当該クラッチピストン１１が連結位置のとき、エンジンのトルクをトルクコンバータ１のタービン３に伝達可能とされたので、トルクコンバータ１のロックアップクラッチ装置１０に適用することができる。
　以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば互いに独立して回転可能な別体部材を３つ以上設け、その３つ以上の別体部材をそれぞれ介してダンパスプリングが直列に作用するよう構成してもよい。また、本実施形態においては、ダンパスプリングの外周側に第１別体部材１４が設けられ、当該ダンパスプリングの内周側に第２別体部材１５が設けられているが、これに代えて、ダンパスプリングの外周側に第２別体部材を設け、当該ダンパスプリングの内周側に第１別体部材を設けるようにしてもよい。この場合、入力部材、第１ダンパスプリングＳ１、第２別体部材、第２ダンパスプリングＳ２、第１別体部材、第３ダンパスプリングの順で動力が伝達されることとなる。
　また、本実施形態においては、ロックアップクラッチ装置１０に適用されているが、入力部材及びダンパスプリングを介してエンジンの駆動力が伝達され、当該ダンパスプリングにてトルクの変動を吸収し得るトルクダンパ装置であれば、種々形態のもの（例えば、トルクコンバータを具備しない車両に配設され、エンジンのトルクを伝達する過程でトルク変動を吸収し得るもの等）に適用することができる。なお、本実施形態においては、入力部材（ロックアップクラッチ装置１０）の左右の群にそれぞれ３つのダンパスプリングが取り付けられているが、取り付けられるダンパスプリングの数やその群等は限定されない。
　ダンパスプリングは、入力部材の周方向に亘って配設された複数のコイルスプリングから成るとともに、それぞれのダンパスプリングの間に介在し、エンジンのトルクが伝達されると互いに独立して回転可能な複数の別体部材を有するトルクダンパ装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。
　１　　トルクコンバータ
　２　　ポンプ
　３　　タービン
　４　　ステータ
　５　　トルコンカバー
　６　　出力軸
　７　　ステータシャフト
　８　　一方向クラッチ
　９　連結部
　１０　ロックアップクラッチ装置
　１１　クラッチピストン（入力部材）
　１２　摩擦材
　１３　ダンパホルダ
　１４　第１別体部材
　１５　第２別体部材
　Ｓ１　第１ダンパスプリング
　Ｓ２　第２ダンパスプリング
　Ｓ３　第３ダンパスプリング

Claims (5)

  1. 　エンジンのトルクが入力される入力部材と、
    　該入力部材から入力されたトルクの変動を吸収し得るダンパスプリングと、
    を具備し、当該入力部材及びダンパスプリングを介してエンジンの駆動力が伝達され得るトルクダンパ装置において、
    　前記ダンパスプリングは、前記入力部材の周方向に亘って配設された複数のコイルスプリングから成るとともに、それぞれのダンパスプリングの間に介在し、エンジンのトルクが伝達されると互いに独立して回転可能な複数の別体部材を有することを特徴とするトルクダンパ装置。
  2. 　前記ダンパスプリングは、伸縮方向に対して略直線状のストレート状コイルスプリングから成ることを特徴とする請求項１記載のトルクダンパ装置。
  3. 　前記別体部材は、第１別体部材及び第２別体部材から成り、前記ダンパスプリングは、第１ダンパスプリング、第２ダンパスプリング及び第３ダンパスプリングを有するものとされ、前記入力部材から入力されたトルクが、第１ダンパスプリング、第１別体部材、第２ダンパスプリング、第２別体部材、及び第３ダンパスプリングを介して出力されるよう構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のトルクダンパ装置。
  4. 　前記第１別体部材は、前記ダンパスプリングの外周側に位置して当該ダンパスプリングの側面と対峙する外壁部を有するとともに、前記第２別体部材は、前記ダンパスプリングの内周側に位置して当該ダンパスプリングの側面と対峙する内壁部を有することを特徴とする請求項３記載のトルクダンパ装置。
  5. 　前記入力部材は、トルクコンバータのトルコンカバー内に配設され、当該トルコンカバーに対して連結位置と非連結位置とで移動可能とされるとともに、連結位置でエンジンのトルクが伝達されて回転可能なクラッチピストンから成り、当該クラッチピストンが連結位置のとき、エンジンのトルクを前記トルクコンバータのタービンに伝達可能とされたことを特徴とする請求項１～４の何れか１つに記載のトルクダンパ装置。
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