WO2017010085A1

WO2017010085A1 - ダンパ装置

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Inventors: 光輝三村
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Abstract

ヒステリシストルクの発生及び局所的な磨耗の発生を同時に抑制することを可能にするロックアップクラッチ等のトルク伝達装置のダンパ装置を提供する。　共通の軸心回りに相対回動可能な爪プレート３及びディスク５、７と、軸心側に曲率中心を有して湾曲しディスク５、７との何れかに配設されたコイルばねガイド１８、１９と、コイルばねガイド１８、１９の内周側に弧状に収容され一端部が爪プレート３に係合すると共に他端部がディスク５、７に係合するコイルばね９とを備え、爪プレート３とディスク５、７との相対回動に伴ってコイルばね９が伸縮して爪プレート３からの入力回転をダンピングしてディスク５、７から出力するトルク伝達装置のダンパ装置１であって、コイルばね９は、自由状態でコイルが弧状をなし、弧状の曲率中心Ｏ３が軸心Ｏ１を挟んでコイルばねガイド１８、１９の反対側に位置することを特徴とする。

Description

ダンパ装置

　本発明は、車両等に用いられるロックアップクラッチ等のトルク伝達装置のダンパ装置に関する。

　トルクコンバータやフルードカップリングなどの流体式伝動装置を介してエンジン出力を自動変速機へ伝達するオートマチック車両（以下、「ＡＴ車」）が広く知られている。

　かかる流体式伝動装置には、並列にロックアップクラッチを設けてエンジンと自動変速機とを直結できるようにしたものがある。このロックアップクラッチは燃費向上などを目的として設けられ、エンジン回転に伴うトルク振動を吸収するためにダンパ装置を備えているのが一般的である。

　かかるダンパ装置は、例えば特許文献1のトルク伝達装置に組み付けられたものであり、駆動側回転部材及び従動側回転部材と、コイルばねガイドと、コイルばねとを有する構造である。

　駆動側回転部材及び従動側回転部材は、同じ軸心となるように組み付けられ、駆動側回転部材は、エンジン出力を受けるように構成されている。コイルばねガイドは、前記軸心を曲率中心とする円弧に形成され、駆動側回転部材及び従動側回転部材の何れかに配設される。コイルばねは、コイルばねガイドの内周側に円弧形状の湾曲状態で収容されるとともに、両端部が駆動側回転部材と従動側回転部材とに別々に係合する。

　したがって、駆動側回転部材及び従動側回転部材の相対回動に伴ってコイルばねが伸縮し、エンジン回転に伴うトルク振動をダンピングすることができる。

　ここで、車両の燃費という観点では、エンジンの低速回転域からロックアップクラッチを係合させることが望ましい。このためには、コイルばねの共振周波数を低くすることが求められる。共振周波数を低くするためには、コイルばねのばね定数を低くする必要があるため、できるだけ長いコイルばねを採用したほうが良い。

　しかし、長いコイルばねはコイル中間部が湾曲を強めるようにたわみ易く、コイルばねガイドに対するコイルばねの伸縮動作時に摩擦力が大きくなるなどして、伝達トルクにヒステリシストルクが発生する問題がある。

　この伝達トルクのヒステリシスは、図示すると図１３のようになる。図１３は、駆動側回転部材及び従動側回転部材間のトルク伝達時の捩り角度と伝達トルクとの関係を示すグラフである。図１３の横軸が捩り角度、縦軸が伝達トルクを示す。

　図１３のように、駆動側回転部材及び従動側回転部材間のコイルばねの圧縮側の往路のトルクを実線で示し、伸張側の復路のトルクを破線で示す。

　この実線及び破線間の開きがヒステリシスであり、図１３の捩り角度Ｄ１からＤ２までコイルばねが捩られる場合、このヒステリシスにより静ばね定数は、往路、復路の中央値の傾きＡとなり、動ばね定数は、往路、復路の最大最小値間の傾きＢとなる。傾きＢが実際のばね定数となり、Ｄ１からＤ２までの振幅が低い振動の場合、相対的に高ばね定数となり振動減衰し難いものとなる。

　かかるヒステリシスの発生は、単純には、コイル中心が直線状のコイルばねを湾曲したコイルばねガイドに組み付けることで招くことになる。このような組み付けによるばね復元力を図１４に示す。

　図１４は、ばね復元力を示す説明図であり、組み付け前にコイル中心線が直線状であったコイルばね１０１を、湾曲したコイルばねガイド１０３に組み付けた状態を示す。

　この図１４のように、組み付け後は、ばね復元力Ｐ１が発生し、コイルばね１０１の中央部がコイルばねガイド１０３の曲率半径方向の内径側のガイド面に当接し、同両端部がコイルばねガイド１０３の曲率半径方向の外径側のガイド面に当接する。

　このようなばね復元力Ｐ１によりコイルばね１０１がコイルばねガイド１０３に押し付けられ、摩擦力によりヒステリシストルクが発生する。また、高速回転時は、これに加えてばねに遠心力が加わることでばねがガイド面に押しつけられ、摩擦力が高まりさらに大きなヒステリシストルクが発生する。

　一方、このようなコイルばね１０１の組み付けによるヒステリシストルクの発生を防止するために、自由状態におけるコイルばね１０１の外周側の曲率半径がコイルばねガイド１０３の曲率半径と略一致する円弧形状（アーク状）となるように成形し、コイルばね１０１に外力を加えることなくコイルばねガイド１０３に収容できるようにしたものが特許文献１として提案されている。

　しかしながら、かかるダンパ装置においても、回転時にコイルばね１０１の端部にダンピングのために入力される外力によりコイルばね１０１が撓み、コイルばね１０１とコイルばねガイド１０３との間の摩擦を十分に低減できず、やはりヒステリシストルクが発生し、実質的なばね定数は必ずしも十分に低減できなかった。

　図１５は、かかる状況を説明するものであり、コイルばねガイドに沿って外力を加えたときの合力の状況を示す説明図である。

　図１５のように、コイルばねガイド１０３に沿って外力Ｐ２が加えられるとコイルばね１０１が圧縮され、径方向外側へ向く合力Ｐ３が発生する。コイルばね１０１が拘束されていないとすると、合力Ｐ３により径方向外側へ膨らむように変形する。しかし、コイルばね１０１は、コイルばねガイド１０３に収容されているため、合力Ｐ３によりコイルばね１０１がコイルばねガイド１０３に押し付けられ、摩擦力Ｆ＝μＰ３によりヒステリシストルクが発生する。

　これに対し特許文献２に開示されたダンパ装置がある。図１６は、該ダンパ装置を一部切欠いて示す説明図、図１７は、コイルばねガイドに対するコイルばねの曲率を示す説明図である。

　図１６のように、このダンパ装置は、駆動側回転部材１０５の爪部１０５ａと従動側回転部材１０７の爪部１０７ａとの間に円弧形状（アーク状）のコイルばね１０１が配置され、コイルばねガイド１０３に収容されている。コイルばねガイド１０３は、駆動側回転部材である円筒部１０９の内側に嵌め込まれている。

　そして、図１７のように、この従来例では、コイルばね１０１のアーク曲率をコイルばねガイド１０３の曲率よりも大きくして、コイルばね１０１のコイルばねガイド１０３に対する接触面積を減少させている。

　この接触面積の減少によりヒステリシストルクの発生を抑制し、実質的なばね定数を低減できると特許文献２にて開示されている。

　しかし、このダンパ装置では、接触面積が減少したことによる局所的な磨耗が発生し、長期間の安定したトルク伝達に障害を招くと言う問題があった。

　しかも、コイルばね１０１の湾曲の中央部がコイルばね１０１の座面１０１ａのセット位置に対してより外径側に位置し、遠心力の増大を招き易く、コイルばね１０１の湾曲の中央部で局所的な磨耗を助長していた。

特開平５－１７２１８４号公報特開平８－１０５５０８号公報

　解決しようとする問題点は、ヒステリシストルクの発生及び局所的な磨耗の発生を同時に抑制することができなかった点である。

　本発明は、ヒステリシストルクの発生及び局所的な磨耗の発生を同時に抑制することを可能とするため、共通の軸心回りに相対回動可能な駆動側回転部材及び従動側回転部材と、前記軸心側に曲率中心を有して湾曲し前記駆動側回転部材と従動側回転部材との何れかに配設されたコイルばねガイドと、前記コイルばねガイドに弧状に収容されて一端部が前記駆動側回転部材に係合すると共に他端部が前記従動側回転部材に係合するコイルばねとを備え、前記駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回動に伴って前記コイルばねが伸縮して前記駆動側回転部材からの入力回転をダンピングして従動側回転部材から出力するトルク伝達装置のダンパ装置であって、前記コイルばねは、自由状態でコイルが弧状をなし、前記弧状の曲率中心が前記軸心を挟んで前記コイルばねの反対側に位置することを特徴とする。

　本発明は、上記構成であるから、コイルばねの円弧形状の中央部側を端部に対してより軸心側に配置し易く、ヒステリシストルクの発生を抑制し、実質的なばね定数を下げると共に局所的な磨耗の発生を抑制し、安定したトルク伝達を行なわせることができる。

ロックアップクラッチのダンパ装置の正面図である。（実施例１）ロックアップクラッチのダンパ装置の裏面側から見た斜視図である。（実施例１）ロックアップクラッチのダンパ装置の側面図である。（実施例１）ダンパ装置を裏面側から見て裏面側のディスクを外して示す斜視図である。（実施例１）ダンパ装置の曲率半径の関係を示す正面図である。（実施例１）ダンパ装置のコイルばねと爪部との当接角度を示す正面図である。（実施例１）爪部とコイルばねガイドとの径方向に働く合力の減少を示す説明図である。（実施例１）座面に対する爪部の角度とヒステリシストルクとの関係を示すグラフである。座面の外径側に対する爪部の当接を示す説明図である。（実施例１）コイルばねガイドに対するコイルばねの隙間を持った取り付けを示し、（Ａ）は、回転前、（Ｂ）は、回転時の説明図である。（比較例）図５のＲ３/Ｒ１とヒステリシストルクの減少率との関係のグラフである。（実施例１）伝達トルクとヒステリシストルクとの関係の比較に係るグラフである。（実施例１）駆動側回転部材及び従動側回転部材間のトルク伝達時の捩り角度と伝達トルクとの関係を示すグラフである。ばね復元力を示す説明図である。（従来例）コイルばねガイドに沿って外力を加えたときの合力の状況を示す説明図である。（従来例）ダンパ装置を一部切欠いて示す説明図である。（従来例）コイルばねガイドに対するコイルばねの曲率を示す説明図である。（従来例）

　ヒステリシストルクの発生及び局所的な磨耗の発生を同時に抑制することを可能にするという目的を、自由状態でコイル中心線が弧状をなすコイルばねを用いて、前記弧状の曲率中心が前記軸心を挟んで前記コイルばねの反対側に位置することで実現した。

　コイルばねのコイル中心線は中央部付近で弧状をなしていればよく、座面付近では直線でもよい。

　前記駆動側回転部材は、前記コイルばねの座面に周方向に向いた当接縁部が係合する爪部を備え、前記座面及び当接縁部は、前記コイルばねの曲率中心を通る放射方向線に沿っていてもよい。

　前記駆動側回転部材は、前記コイルばねの座面に周方向に向いた当接縁部が係合する爪部を備え、前記当接縁部は、前記コイルばねの曲率半径方向の外径側に偏った位置で前記座面に当接してもよい。

　前記コイルばねガイドは、コイルばねの曲率半径方向の外径側を全体的にガイドする曲率のガイド面を備えてもよい。

　［ダンパ装置］
　図１～図７は、本発明の実施例１に係り、図１は、ロックアップクラッチのダンパ装置の正面図、図２は、ロックアップクラッチのダンパ装置の裏面側から見た斜視図、図３は、ロックアップクラッチのダンパ装置の側面図、図４は、ダンパ装置を裏面側から見て裏面側のディスクを外して示す斜視図、図５は、ダンパ装置の曲率半径の関係を示す正面図、図６は、ダンパ装置のコイルばねと爪部との当接角度を示す正面図、図７は、爪部とコイルばねガイドとの合力の径方向成分の減少を示す説明図である。なお、回転方向とは、ダンパ装置の回転方向を意味し、径方向とは、ダンパ装置の径方向を意味する。

　図１～図４のように、ロックアップクラッチのダンパ装置１は、回転弾性的であり、駆動側回転部材としての爪プレート３及び従動側回転部材としてのディスク５、７との間にダンピング時に蓄力するためのコイルばね９を１２０°配置で３箇所に有している。なお、コイルばね９の設定個数は自由であり、例えば、９０°等の配置で４箇所等に有する構成にすることもできる。

　したがって、ロックアップクラッチのダンパ装置１は、爪プレート３とディスク５、７との相対回動に伴ってコイルばね９が伸縮して爪プレート３からの入力回転のトルク変動をダンピングして出力する。なお、爪プレート３を従動側回転部材とし、ディスク５、７を駆動側回転部材とすることもできる。また、ロックアップクラッチは、トルク伝達装置の一例を示すものである。本発明のダンパ装置はロックアップクラッチ以外の他のトルク伝達装置に対して適用することもできる。例えば、本発明のダンパ装置は、マニュアル車等で用いられるクラッチディスク、デュアルマスフライホイール、自動車の補機類を駆動するベルト等のトルク伝達装置に対して適用することもできる。つまり、駆動側回転部材は、駆動入力を受ける部材であり、従動側回転部材は、駆動出力を行なう部材であればよい。そして、ダンパ装置は、駆動側回転部材及び従動側回転部材間のトルク振動を吸収するものであり、駆動側回転部材及び従動側回転部材は、対象とするトルク伝達装置に応じた部材となる。

　爪プレート３とディスク５、７とは、共通の軸心回りに相対回動可能に配置されている。

　駆動側の爪プレート３は、孔３ａが例えばエンジンのクランクシャフト側に結合され、エンジンからの入力を受ける構成となっている。従動側のディスク５、７は、孔５ａ、７ａがトルクコンバータの出力側に、摩擦板（図示せず）を介して結合される。

　爪プレート３及びディスク５、７相互は、例えば周方向３箇所のリベット１１により結合されている。この結合により、爪プレート３とディスク５、７とは、相対回転が可能であり且つ軸方向へは相対移動が不能となっている。

　したがって、エンジン回転が設定回転まで上昇するとロックアップクラッチがロックアップされる。このロックアップによりエンジンとトランスミッションとの間の接続がトルクコンバータによるトルク伝達状態からダンパ装置１を介した直結状態となる。この直結時のエンジンとトランスミッションとの間のトルク伝達の衝撃、直結後のエンジントルク振動をダンパ装置１により減衰することができる。

　爪プレート３には、リベット１１に対して弧状の規制凹部１３が１２０°配置で３箇所に形成されている。規制凹部１３は、径方向に凹状に且つ周方向に長さを有して形成され、静止状態でリベット１１に対し回転方向の両側に等しい弧状長さを有している。

　リベット１１と規制凹部１３との間の相対ガイドにより爪プレート３とディスク５、７とは、規制凹部１３の周方向の長さ範囲で相対回転が許容される。

　なお、駆動側の爪プレート３と従動側のディスク５、７との構成は、種々考えられ、駆動側及び従動側をそれぞれ１枚のプレートで形成することもできる。

　爪プレート３は、ディスク５、７よりも相対的に厚いプレートで形成され、各規制凹部１３の周方向間に径方向に突出する爪部１５を一体に有している。爪部１５は、１２０°配置で周方向３箇所に設けられている。爪部１５は、コイルばね９に対応し、コイルばね９が、例えば９０°等の配置であれば、爪部１５も９０°等の配置となる。爪部１５の外周縁１５ａは、弧状に形成され、この外周縁１５ａは、ディスク５、７の外周縁に沿って形成されている。爪部１５の外周縁１５ａは、ディスク５、７の外周縁よりも内径側或いは外径側に配置することもでき、内径側に配置するときは、ディスク５、７の外周部に爪部１５の外周縁１５ａを覆う円筒状の部分を形成することもできる。

　各爪部１５は、外周縁１５ａと規制凹部１３との径方向間で周方向の両側が凹状に形成され、当接縁部１５ｂ、１５ｃが直線的に形成されている。当接縁部１５ｂ、１５ｃは、コイルばね９の座面９ａに周方向に向いて設定されている。当接縁部１５ｂ、１５ｃの設定角度等については、さらに後述する。

　ディスク５、７には、コイルばねガイド１８、１９が形成されている。コイルばねガイド１８、１９は、爪プレート３とディスク５、７との共通の軸心側に曲率中心を有して湾曲し前記駆動側回転部材と従動側回転部材との何れか、本実施例では従動側回転部材のディスク５、７に配設されている。本実施例のコイルばねガイド１８、１９は、リベット１１よりも外周側で一定の曲率で弧状に形成されている。コイルばねガイド１８、１９の弧状の長さは、自由状態におけるコイルばね９の座面９ａ、９ｂ間のコイル中心線上での長さとほぼ同一に形成されている。

　コイルばね９は、コイルばねガイド１８、１９に弧状に収容され、コイルばね９の一端部が爪プレート３に係合すると共に他端部がディスク５、７に係合する。コイルばねガイド１８、１９は、ガイド孔２０、２１とガイド舌部２３ａ、２３ｂ、２５ａ、２５ｂとからなっている。ガイド孔２０、２１の径方向の幅は周方向に渡ってほぼ一定に形成されている。ガイド孔２０、２１の周方向両端部に係止縁部２０ａ、２０ｂ、係止縁部２１ａ、２１ｂが直線的に形成されている。

　係止縁部２０ａ、２０ｂ、係止縁部２１ａ、２１ｂは、コイルばね９の両座面９ａ、９ｂに対向して形成され、両座面９ａ、９ｂを周方向に係止するものである。したがって、両座面９ａ、９ｂがコイル中心線に直交する形態、又は傾斜する形態に合わせて直交する方向、傾斜した方向で係止縁部２１ａ、２１ｂは、ガイド孔２０、２１の周方向端部に形成される。

　係止縁部２１ａ、２１ｂの設定角度等については、爪部１５の当接縁部１５ｂ、１５ｃと共にさらに後述する。

　ガイド舌部２３ａ、２３ｂ、ガイド舌部２５ａ、２５ｂは、ダンパ装置１の軸心側に曲率中心を有して周方向に湾曲し駆動側回転部材と従動側回転部材との何れか、本実施例では従動側回転部材のディスク５、７に配設されている。

　ガイド舌部２３ａ、２５ａは、ガイド孔２０、２１の外周側縁に沿って形成され、ディスク５、７から一体に切り起こし形成されている。ガイド舌部２３ｂ、２５ｂは、ガイド孔２０、２１の径方向の側縁に沿って形成され、ディスク５、７から一体に切り起こし形成されている。このガイド舌部２３ｂ、２５ｂの切り起こしは、ディスク５、７の断面方向に行なわれている。ガイド舌部２３ｂ、２５ｂは、ディスク５、７の断面方向で湾曲形成されている。このガイド舌部２３ｂ、２５ｂの断面方向で湾曲の曲率は、コイルばね９のコイル径に略一致している。但し、ガイド舌部２３ｂ、２５ｂは、ディスク５、７の断面方向で湾曲することなく、傾斜形成し、或いは傾斜すること無く軸方向に指向する係止壁として形成することもできる。ガイド舌部２３ｂ、２５ｂのディスク５、７の断面方向で湾曲は、ガイド舌部２３ｂ、２５ｂの周方向の一部とし、その余は傾斜面等とすることもできる。ガイド舌部２３ｂ、２５ｂは、コイルばね９のコイル円周方向の外周に沿ってほぼ同様の曲率で湾曲形成され、ガイド孔２０、２１側に臨まされている。本実施例においてガイド舌部２３ｂ、２５ｂは、ガイド孔２０、２１の周方向全体に渡って形成されている。但し、ガイド舌部２３ｂ、２５ｂは、ガイド孔２０、２１の周方向の一部を選択して形成することもできる。この周方向の一部の選択は、ダンピング動作時にコイルばね９の動作を妨げない形態にするように行なう。例えば、ガイド舌部２３ｂ、２５ｂをガイド孔２０、２１の周方向の両端部側、或いは一端部側に設定してもよい。

　したがって、ガイド孔２０、２１の外周側縁及びガイド舌部２３ａ、２５ａは、コイルばね９のアーク状の曲率半径方向の外径側を全体的に接触させてガイドする曲率のガイド面２０ｃ、２１ｃをコイルばね９に対向する全長に備えられている。ガイド面２０ｃ、２１ｃは、ディスク５、７の断面方向でガイド舌部２３ｂ、２５ｂの湾曲に応じた曲率を有している。但し、ガイド舌部２３ｂ、２５ｂの設定に応じて曲率を有さない斜面、係止面等で形成することもできる。

　ディスク５、７双方のガイド舌部２３ａ、２３ｂ及びガイド舌部２５ａ、２５ｂが対となってコイルばね９をコイル径方向から囲む。この囲みにより、コイルばね９の脱落を防止しながらガイド孔２０、２１に沿ってコイルばねガイド１８、１９がコイルばね９の伸縮動作をガイドする。

　なお、ガイド舌部２３ａ、２３ｂ及びガイド舌部２５ａ、２５ｂは、ディスク５、７とは別体に形成し、溶着、接着、ビス止め等によりディスク５、７に各々組み付けることもできる。ガイド舌部２３ａ、２３ｂ及びガイド舌部２５ａ、２５ｂは、その一部を切り起こし、その他を溶着、接着、ビス止め等によりディスク５、７に各々組み付けることもできる。

　ガイド舌部は、駆動側回転部材である爪プレート３に設けるガイド部に代えることもできる。ガイド部を駆動側回転部材に設ける場合は、コイルばね９を圧縮する動作を確保し得る範囲にガイド部が設定され、このガイド部は爪プレート３と共に回転する構成となる。このとき、ガイド部はコイルばね９との相対的な関係において後述の機能を同様に奏することができる。

　ガイド舌部２３ａ、２３ｂは、ディスク５から切り起こされた形態に限らず、相互間を断面円弧状に連続させた一体のガイド部として形成することもできる。この場合、断面円弧状の一体のガイド部をディスク５とは別体の板材で形成し、ガイド孔２０の縁部に対して溶着、接着、ビス止め等により後付けで固定することもできる。

　ガイド舌部２５ａ、２５ｂについても同様であり、相互間を断面円弧状に連続させた一体のガイド部として形成することができ、断面円弧状の一体のガイド部をディスク７とは別体の板材で形成し、ガイド孔２１の縁部に対して溶着、接着、ビス止め等により後付けで固定することができる。

　コイルばねガイド１８、１９は、ガイド孔２０、２１とガイド舌部２３ａ、２３ｂ及びガイド舌部２５ａ、２５ｂとからなるものに限らず、凹状のガイド部とその蓋となるカバーとの２部材構成等で形成することもできる。

　つまり、上記爪プレート３がディスク５、７間に挟まれた形態に代えて、爪プレート３がディスク５、７間外に併設配置され、例えば、周方向に湾曲したガイド部がディスク７にフック掛け等により取り付けられ、ガイド部に対向する断面円孔状で周方向に湾曲した部分を有するカバーがディスク５に取り付けられ、これらガイド部及びカバー間でコイルばね９をガイドするばね保持空間を形成する。爪プレート３の爪部は、例えばディスク５、７の厚み方向に折り曲げられてコイルばね９の端部に周方向に対向配置される。コイルばね９の端部は、カバーを切り欠いて形成した爪部の周方向動作範囲のための開放部に露出し、爪部はこの開放部からコイルばね９の端部に臨まされる。

　さらに、爪プレート３の爪部の周方向動作範囲のための開放部を設けることが出来れば、ディスク５、７を一枚とし、爪プレート３が一枚のディスクに併設配置された構成にすることもできる。この構成では、ほぼ筒状でコイルばねを覆うガイド部を単一のディスクに取り付け、爪プレート３の爪部は、例えばディスク厚み方向に折り曲げられてコイルばね９の端部に周方向に対向配置される。コイルばね９の端部は、ガイド部を切り欠いて形成した爪部の周方向動作範囲のための開放部に露出し、爪部はこの開放部からコイルばね９の端部に臨まされる。

　ガイド舌部２３ａ、２３ｂ及びガイド舌部２５ａ、２５ｂの内周でガイド孔２０、２１には、コイルばね９が配置されている。

　コイルばね９は、コイルばねガイド１８、１９に弧状に収容配置され両端部の座面９ａ、９ｂが駆動側回転部材である爪プレート３と従動側回転部材であるディスク５、７とに係合する。

　つまり、コイルばね９は、自由状態でコイルがコイル中心線に沿った方向で全体が一定の曲率の円弧形の弧状（アーク状）に形成されている。コイルばね９のアーク状の外周側の曲率半径はガイド舌部２３ａ、２５ａの周方向の曲率半径と略一致するように形成されている。なお、コイルばね９の弧状は、コイルばねガイド１８、１９に収容配置されたとき、局所的に面圧が集中しないようにするものである。このため、コイルばね９は、自由状態でコイルの少なくとも一部が弧状であり、この弧状の曲率がコイルばねガイド１８、１９の弧状の曲率と略一致すればよい。この形態でも、自由状態で直線状のコイルばねが弧状のコイルばねガイド１８、１９に収容されたときに発生する局所的な面圧の集中を抑制することができる。コイルばね９の座面９ａ、９ｂは、本実施例においてコイル中心線に直交するダンパ装置１の径方向側に指向している。座面９ａ、９ｂの径方向側への指向は、適宜傾斜させることができる。この座面９ａ、９ｂが前記のように、ガイド孔２０、２１の係止縁部２０ａ、２０ｂ、係止縁部２１ａ、２１ｂに自由状態で係合するようにガイド孔２０、２１にコイルばね９が収容されている。この状態で爪部１５の当接縁部１５ｂ、１５ｃもコイルばね９の座面９ａ、９ｂに対向している。

　［コイルばねの曲率等］
　図５は、ダンパ装置の曲率半径の関係を示す正面図である。

　ここで、Ｒ１：回転中心（軸心）Ｏ１を原点とし、コイルばね９の両座面９a、９ｂの位置でコイルばね９のコイル中心線が交差する点を通る円（爪部１５上の回転軌跡）の曲率半径とする。但し、コイルばね９及びコイルばねガイド１８、１９の配置形態に応じ、コイルばね９の座面９a、９ｂの一方が相対的に内径側にずれて位置するときは、コイルばね９の両座面９a、９ｂの位置ではなく、コイルばね９の両座面９a、９ｂの何れか外径側に位置する座面の位置でコイルばね９のコイル中心線が交差する点を通る円の曲率半径になる場合もある。Ｒ２：回転中心Ｏ１からコイルばね９のコイル中心線までの最短距離とする。Ｒ３：コイルばね９の弧状のコイル中心線の曲率半径とする。

　それぞれのＲの関係は、Ｒ３＞Ｒ１＞Ｒ２となるように設定されている。従って、コイルばね９のコイル中心線の曲率中心Ｏ３は、ダンパ装置１の軸心Ｏ１を挟んでコイルばね９及びコイルばねガイド１８、１９の反対側に位置することになる。また、軸心Ｏ１を原点とし半径をＲ１とする円と曲率中心Ｏ３を原点とし半径をＲ３とする円は互いに交差する。本実施例では、コイルばねガイド１８、１９の弧状の曲率とコイルばね９の弧状の曲率とは、全体的に略一致して設定しているため、コイルばねガイド１８、１９の弧状の曲率中心もコイルばね９の曲率中心Ｏ３に略一致している。このコイルばね９のコイル中心線の曲率中心Ｏ３の位置の設定は、回転中心Ｏ１からコイルばね９のコイル中心線までの最短距離Ｒ２を、曲率半径Ｒ１よりも短くして遠心力の作用半径を減少させようとするものである。従って、曲率中心Ｏ３の位置は、ダンパ装置１の軸心Ｏ１を挟んでコイルばね９及びコイルばねガイド１８、１９の反対側に位置するものであれば良く、特に限定はされない。

　なお、一般的なアーク状のコイルばねでは、爪部１５の回転軌跡上にコイル中心線がくる。従って、回転中心（軸心）Ｏ１を原点とした半径Ｒ１の円上にコイルばねが配置される。

　図５において、コイルばね９の両座面９ａ、９ｂは、回転中心（軸心）Ｏ１に対し同一円周上に位置し、コイル中央に対し対称に位置している。しかし、コイルばね９の両座面９ａ、９ｂは、同一円周上に位置するものに限らず、座面９ａ、９ｂの一方が他方に対し多少内径側に位置する構成にすることもできる。この場合、Ｒ１は回転中心（軸心）Ｏ１を原点とし、コイルばね９のコイル中心線とコイルばね９の両座面９a、９bのうち、相対的に内径側に位置する座面９ａ、９ｂの一方の位置で一致する円の曲率半径とし、それぞれのＲの関係は同様に設定される。また、コイルばねガイド１８、１９及びコイルばね９は、同じ曲率の弧状に形成されれば良く、弧状の曲率はコイル中心に沿って中央側の曲率を相対的に小さくするなど多少変化させてもよい。

　本実施例の曲率中心Ｏ３は、コイルばねガイド１８、１９及びコイルばね９の弧状の周方向での中央を通る平面上で回転中心（軸心）Ｏ１を挟んでコイルばね９が収容されたコイルばねガイド１８、１９の反対側にずれて位置する。

　［爪部と座面との関係］
　図６は、ダンパ装置のコイルばねと爪部との当接角度を示す正面図である。

　図４、図６のように、爪部１５の当接縁部１５ｂ、１５ｃは、ダンピング時に当接縁部１５ｂ、１５ｃの全体が座面９ａ、９ｂ全体をそれぞれ押すいわゆる面押し状態となっている。

　図６において、Ｌ１：回転中心（軸心）Ｏ１及びコイル中心線上で座面の位置を通る放射方向線（半径方向に一致して指向する線及び半径方向に必ずしも一致しないが判径方向側に指向する線の双方を含む）である。Ｌ２：コイルばね９のコイル中心線の曲率中心Ｏ３及びコイル中心線上で座面の位置を通る放射方向線（半径方向に一致して指向する線及び半径方向に必ずしも一致しないが判径方向側に指向する線の双方を含む）である。Ｌ３：爪部１５（図４参照）の当接縁部１５ｂ（１５ｃ）（図４参照）及びガイド孔２０（２１）の係止縁部２０ａ（２０ｂ）、係止縁部（２１ａ）、（２１ｂ）（図１、図２参照）に沿う直線である。θ１：爪部１５の当接縁部１５ｂ（１５ｃ）及び係止縁部２０ａ（２０ｂ）、係止縁部２１ａ（２１ｂ）の角度である。θ２：座面９ａ（９ｂ）の角度である。なお、これらの関係は、図６においてコイルばね９の座面９ａ側でのみ図示するが、座面９ｂ側でも対称に設定されるため、座面９ｂ側は、括弧で付記した。

　θの関係は、θ１＞０、θ２＝０である。

　コイルばね９の座面９ａ、９ｂ、爪部１５の当接縁部１５ｂ、１５ｃ、及びガイド孔２０、２１の係止縁部２０ａ、２０ｂ、係止縁部２１ａ、２１ｂが、放射方向線Ｌ２に沿った形態となる。この形態は、いわゆる面押し状態となる。

　但し、θ１＞０、θ２＞０にすることもできる。この形態では、コイルばね９の曲率半径方向外径側に偏った位置で当接縁部１５ｂ、１５ｃが座面９ａ、９ｂに当接する、いわゆる外周押し状態となる。この外周押し状態において、当接縁部１５ｂ、１５ｃが座面９ａ、９ｂに当接する偏った位置は、当接縁部１５ｂ、１５ｃ及び座面９ａ、９ｂの相対的な関係で設定し、且つ変えることができる。

　なお、面押し、外周押しの選択は、コイルばね９に対する座面９ａ、９ｂの設定によっても行わせることができる。

　つまり、爪部１５の当接縁部１５ｂ、１５ｃ、及びガイド孔２０、２１の係止縁部２０ａ、２０ｂ、係止縁部２１ａ、２１ｂを、放射方向線Ｌ２に沿った形態とし、座面９ａ、９ｂをコイルばね９のコイル中心線に対し傾斜して研磨形成することで放射方向線Ｌ２に対し傾斜させ、外周押しの形態にすることもできる。

　［ダンパ装置の作用］
　図示しない油圧制御回路によってディスク５、７の側面に形成される圧力室の油圧が高められると、ディスク５、７が摩擦部材（図示せず）を介してトルクコンバータ出力側に接触する。

　したがって、トルクコンバータ入力側及び出力側が、コイルばね９を介して係合する。

　また、油圧を制御することにより、摩擦部材との接触状況を制御することができ、トルクコンバータの入出力側を所定の相対回転速度で相対回転するスリップ状態で係合させることもできる。

　油圧が解除されるとリターンスプリングの付勢力で摩擦部材がトルクコンバータ出力側から離れる。これにより、爪プレート３及びディスク５，７は一体運動をするようになる。

　トルクコンバータの入出力側が直結した状態で爪プレート３がエンジン側からの入力トルクを受けると、爪部１５の当接縁部１５ｂ、１５ｃの何れかが回転方向前方で当接するコイルばね９の座面９ａ、９ｂの一方、例えば座面９ｂを押圧する。この押圧によりコイルばねガイド１８、１９のガイド孔２０、２１の係止縁部２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂの一方、例えば係止縁部２０ａ、２１ａを介してコイルばね９からディスク５、７側へトルク伝達が行なわれる。ディスク５、７側へ伝達されたトルクは、トルクコンバータの出力側に伝達される。

　かかるトルク伝達時に、トルク変動があるとコイルばね９が、トルク伝達に係わっている当接縁部１５ｂ、１５ｃの何れか、例えば当接縁部１５ｃと、係止縁部２０ａ、２１ａ、係止縁部２０ｂ、２１ｂの一方、例えば係止縁部２０ａ、２１ａとの間で伸縮してトルク変動が吸収され、トルクコンバータの出力側に伝達されるトルクが安定する。

　トルク伝達時にコイルばね９に働く径方向外側への力は、従来の一般的なアーク状のコイルばねに比べて軽減される。

　図７は、爪部とコイルばねガイドとの径方向に働く合力の減少を示す説明図である。

　図７において、実施例のコイルばね９では、コイル中心線がＯ３を原点とした半径Ｒ３の円Ｃ２上となる。一般的なアーク状のコイルばねを共に説明すると、一般的なアーク状のコイルばねでは、コイル中心線がＯ１を原点とした半径Ｒ１の円Ｃ１上となる。

　コイルばね９はコイル中心線に沿って撓むため、コイルばね９の座面９ｂに爪部及びガイド孔の係止縁部に働く押しつけ力は、コイルばね９のコイル中心線の接線方向に働く。

　このため、一般的なアーク状のコイルばねでは、コイルばね９の座面９ｂに爪部及びガイド孔の係止縁部から図７の矢印Ａ１方向に押し付け力が働くので、その合力は径方向に強く働き、矢印Ｂ１の大きさとなる。

　これに対し、実施例のコイルばね９では、コイルばねの座面９ａ、９ｂの一方、例えば座面９ｂに爪部１５及びガイド孔２０、２１から図７の矢印Ａ２方向に押し付け力が働くので、径方向に働く合力は矢印Ｂ２の大きさへと減少する。

　この径方向に働く合力は、ガイド孔２０、２１の外縁側及びガイド舌部２３ａ、２５ａの内側のガイド面で受けるため、コイルばね９がコイル中心線に沿ってたわむ際、摩擦力が生じ、ヒステリシストルクが発生する原因となる。

　しかし、径方向に働く合力のＢ１からＢ２への減少により、ヒステリシストルクは減少する。

　さらに、回転中心Ｏ１からコイルばね９までの最短距離Ｒ２（図５参照）を、一般的な配置のアーク状のコイルばねの半径Ｒ１に比較して小さくすることができる。この最短距離Ｒ２の設定により高回転時にコイルばね９に作用する遠心力は一般的な配置のアーク状のコイルばねに比較して減少する。

　従って、高回転時等に、コイルばね９のアーク状の曲率半径方向の外径側がガイド孔２０、２１の外縁側及びガイド舌部２３ａ、２５ａの内側のガイド面に遠心力で押し付けられて生じるヒステリシストルクは、一般的な配置のアーク状のコイルばねに比較して減少する。

　また、コイルばね９が押し付け力や遠心力で図７の矢印Ａ２方向の径方向外側へ力を受けたとき、コイルばね９のアーク状の曲率半径方向の外径側がガイド孔２０、２１の外縁側及びガイド舌部２３ａ、２５ａの内側のガイド面に周方向で全体的に押し付けられてガイドされる。この全体的なガイドによりコイルばね９の局所的な磨耗や応力の発生が抑制される。

　［外周押し、面押しの検討］
　図８は、座面に対する爪部の角度とヒステリシストルクとの関係を示すグラフ、図９は、座面の外径側に対する爪部の当接を示す説明図である。

　前記図６では、コイルばね９の座面９ａ、９ｂに対する爪部１５の当接縁部１５ｂ、１５ｃの当接において、面押し状態、外周押し状態を説明した。

　図８のように、座面に対する爪部の角度に対しヒステリシストルクが変化した。測定は、一般的なトルク測定装置を応用し、本実施例相当のコイルばね及び爪部を装着して行なった。

　図８において、面押し状態における座面９ａ、９ｂ及び当接縁部１５ｂ、１５ｃ間の角度（爪角度）を０ｄｅｇとし、外周押し状態で２ｄｅｇ、４ｄｅｇ、６ｄｅｇと次第に角度を増大した。図８中の内周押しとは、爪部１５の当接縁部１５ｂ、１５ｃをコイルばね９の曲率半径方向内径側に偏った位置で座面９ａ、９ｂに当接させる形態である。この当接形態は、外周押し状態の反対の状態となる。

　図８のように、内周押し状態では、マイナス方向への角度の増大と共にヒステリシストルクが増大し、外周押し状態ではヒステリシストルクにほぼ変化はなかった。

　外周押し状態において爪角度の増大に係わらずヒステリシストルクに変化がない状態は、図９の左側の当接状態となる。図９の左側のように爪部１５はコイルばね９の座面９ｂに当接するが、爪部１５の角度に座面９ｂの角度が追従せず、力の向きが変わらないからヒステリシストルクに変化がない。

　したがって、コイルばね９の座面９ａ、９ｂに対する爪部１５の当接縁部１５ｂ、１５ｃの当接において、外周押し状態又は面押し状態を選択することでヒステリシストルクを抑制できた。

　［初期接触状態］
　図１０は、コイルばねガイドに対するコイルばねの隙間を持った取り付けを示し、（Ａ）は、回転前、（Ｂ）は、回転時の説明図である。

　図１０（Ａ）のように、コイルばね９の初期設定状態において、コイルばねガイド２７の外径側２７ａとコイルばね９のコイルばね９のアーク状の曲率半径方向外径側との間にクリアランスを有する。コイルばね９を、コイルばねガイド２７の外径側２７ａに対して非接触状態とする。

　図１０（Ａ）の非接触状態としても、本実施例の構成を用いることで、ヒステリシストルクを抑制することができる。

　しかし、図１０（Ｂ）のようにコイルばね９がコイル径方向に折れるように弓なりに変形し（ばね横折れ）、高曲率となる部分９ｃで高応力が発生する。このような高応力状態が発生する形態では、耐久性が低く長期的に安定して動作できない。

　図１０（Ｂ）の非接触でのばね横折れの問題、図１５で説明したばね復元力の問題、図１６の部分接触での局所的磨耗の問題を考慮し、ガイド孔２０、２１の外周側縁及びガイド舌部２３ａ、２５ａは、コイルばね９のアーク状の曲率半径方向の外径側を全体的に接触してガイドする構成とし、ばね横折れ、ばね復元力の抑制、局所的磨耗の抑制ができた。

　［実施例の効果］
　本発明実施例は、共通の軸心回りに相対回動可能な爪プレート３及びディスク５、７と、軸心側に曲率中心を有して湾曲しディスク５、７との何れかに配設されたコイルばねガイド１８、１９と、コイルばねガイド１８、１９の内周側にアーク状の湾曲状態で収容され両端部が爪プレート３とディスク５、７とに係合するコイルばね９とを備え、爪プレート３とディスク５、７との相対回動に伴ってコイルばね９が伸縮して爪プレート３からの入力回転をダンピングしてディスク５、７から出力するロックアップクラッチ等のトルク伝達装置のダンパ装置１とした。

　そして、コイルばね９は、自由状態でコイル中心線がアーク状であり、該アーク状の曲率中心Ｏ３が軸心Ｏ１を挟んでコイルばねガイド１８、１９の反対側に位置する。

　このため、コイルばね９に働く径方向外側への力を従来の一般的な配置のアーク状のコイルばねに比較して減少させることができ、ヒステリシストルクの発生を抑制することができる。
　このヒステリシストルクの発生の抑制により、実質的なばね定数を下げることができる。

　図１１は、図５のＲ３/Ｒ１とヒステリシストルクの減少率との関係のグラフである。

　図１１に示すように、Ｒ３/Ｒ１が１．３までヒステリシストルクの減少率は大幅に上昇し、それ以上では徐々に上昇していく。つまり、図５において、コイルばねガイド及びコイルばねを一般的な配置のアーク状としてヒステリシストルクを測定し、この場合をＲ１として比較した。

　この結果より、Ｒ３/Ｒ１は１．３を上回ることが望ましいことが分かる。

　なお、Ｒ３の増加に伴い、トルクが作用する半径が減少するため、伝達トルクは低下していく。また、コイルばね９の長さは短くなっていくため、ばね定数が増加する。

　従って、Ｒ３/Ｒ１は大きければ大きいほど良いというものではなく、１．３程度が最も望ましい。

　図１２は、一般的なアークのコイルばねと本発明実施例のコイルばね９とに関し伝達トルクを揃えてトルク伝達時のねじり角度と伝達トルクとの関係を示す。

　この図１２のように、一般的なアークのコイルばねによるトルク変化はＴ１に対し本発明実施例のコイルばね９によるトルク変化はＴ２となり、ヒステリシストルクの発生は抑制された。

　しかも、コイルばね９は、座面９ａ、９ｂの径方向での支持位置に対しアーク状の中間部を回転中心に近づけることができ、従来の一般的な配置のアーク状のコイルばねの取り付け状態に比較して遠心力を減少させることができる。

　かかる点においても、ヒステリシストルクの発生を抑制することができる。

　且つトルク伝達時にアーク状の外周側がコイルばねガイド１８、１９の外周側の内面に周方向で全体的に当接支持されるから、コイルばね９のアーク状の中間部で局所的な磨耗を抑制し、長期間安定したトルク伝達を行わせることができる。

　爪プレート３は、コイルばね９の座面９ａ、９ｂに周方向に向いた当接縁部１５ｂ、１５ｃが係合する爪部１５を備え、座面９ａ、９ｂ及び当接縁部１５ｂ、１５ｃは、コイルばね９の曲率中心Ｏ３を通る放射方向線に沿っている。

　このため、爪部１５をコイルばね９に前記のように面押し状態にすることができ、図８のようにヒステリシストルクを確実に抑制することができる。

　爪プレート３は、コイルばね９の座面９ａ、９ｂに周方向に向いた当接縁部１５ｂ、１５ｃが係合する爪部１５を備え、当接縁部１５ｂ、１５ｃは、コイルばね９の曲率半径方向の外径側に偏った位置で座面９ａ、９ｂに当接する。

　このため、爪部１５をコイルばね９に外周押し状態にすることができ、図８のようにヒステリシストルクを確実に抑制することができる。

　コイルばねガイド１８，１９は、コイルばね９の曲率半径方向の外径側を全体的にガイドする曲率のガイド面をガイド孔２０、２１の外周側縁及びガイド舌部２３ａ、２５ａに備えた。

　このため、コイルばね９の局所的磨耗の発生、ばね横折れの発生による部分的な高応力を抑制でき、長期間安定したトルク伝達が可能となる。

　１　ロックアップクラッチのダンパ装置
　３　爪プレート（駆動側回転部材）
　５、７　ディスク（従動側回転部材）
　９　コイルばね
　９ａ、９ｂ　座面
　１５　爪部
　１５ｂ、１５ｃ　当接縁部
　１８，１９　コイルばねガイド
　２０、２１　ガイド孔
　２３ａ、２５ａ　ガイド舌部
　Ｏ１　回転中心（軸心）
　Ｏ３　曲率中心
　Ｒ１　回転中心（軸心）Ｏ１を原点と、コイルばねの両座面の位置でコイルばねのコイル中心線が交差する点を通る円（爪部上の回転軌跡）の曲率半径
　Ｒ２　回転中心Ｏ１からコイルばね９のコイル中心線までの最短距離
　Ｒ３　コイルばねの弧状のコイル中心線の曲率半径

Claims

　共通の軸心の回りに相対回動可能な駆動側回転部材及び従動側回転部材と、
　前記軸心側に曲率中心を有して湾曲し前記駆動側回転部材と従動側回転部材との何れかに配設されたコイルばねガイドと、
　前記コイルばねガイドに弧状に収容されて一端部が前記駆動側回転部材に係合すると共に他端部が前記従動側回転部材に係合するコイルばねとを備え、
　前記駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回動に伴って前記コイルばねが伸縮して前記駆動側回転部材からの入力回転をダンピングして従動側回転部材から出力するトルク伝達装置のダンパ装置であって、
　前記コイルばねは、自由状態でコイルの少なくとも一部が弧状をなし、
　前記弧状の曲率中心が前記軸心を挟んで前記コイルばねガイドの反対側に位置する、
　ことを特徴とするトルク伝達装置のダンパ装置。
　請求項１記載のトルク伝達装置のダンパ装置であって、
　前記駆動側回転部材は、前記コイルばねの座面に周方向に向いた当接縁部が係合する爪部を備え、
　前記座面及び当接縁部は、前記コイルばねの曲率中心を通る放射方向線に沿っている、
　ことを特徴とするトルク伝達装置のダンパ装置。
　請求項１記載のトルク伝達装置のダンパ装置であって、
　前記駆動側回転部材は、前記コイルばねの座面に周方向に向いた当接縁部が係合する爪部を備え、
　前記当接縁部は、前記コイルばねの曲率半径方向の外径側に偏った位置で前記座面に当接する、
　ことを特徴とするトルク伝達装置のダンパ装置。
　請求項１～３の何れか１項に記載のロックアップクラッチのダンパ装置であって、
　前記コイルばねガイドは、コイルばねの曲率半径方向の外径側を全体的にガイドする曲率のガイド面を備えた、
　ことを特徴とするトルク伝達装置のダンパ装置。
　請求項１～４の何れか１項に記載のトルク伝達装置のダンパ装置であって、
　Ｒ１：前記軸心を原点とし、前記コイルばねの座面の位置でコイルばねのコイル中心線が交差する点を通る円の曲率半径
　Ｒ３：前記コイルばねの弧状の曲率半径
　とし、
　Ｒ３/Ｒ１が１．３を上回る
　ことを特徴とするトルク伝達装置のダンパ装置。