JP5246877B2

JP5246877B2 - ダンパ装置

Info

Publication number: JP5246877B2
Application number: JP2009145059A
Authority: JP
Inventors: 雅裕石川; 達郎小形; 浩司前田; 一能伊藤; 俊史新田; 秀基関; 克典田中; 祐輔山本; 達也飯田
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Aisin AW Industries Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Aisin AW Industries Co Ltd
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2029-06-18
Also published as: JP2011002014A

Description

本発明はトルクコンバータなどにおいて、衝撃トルク及びトルク変動を緩和することが出来ると共に、強度の向上を図ったダンパ装置に関するものである。

トルクコンバータとは周知の通りエンジンの動力を、作動流体を媒体としてトランスミッションへ伝えることが出来る一種の継手であり、エンジンによって回されるポンプインペラ、そして該ポンプインペラの回転により送り出される作動流体の動きを受けて回るタービンランナ、さらにタービンランナから出た作動流体の向きを変えてポンプインペラへ導くステータから構成されている。

トルクコンバータとしての構造は色々知られているが、図１１は出願人が平成２１年３月３１日付けで特許出願したロックアップダンパ装置を備えたトルクコンバータである。同図の（イ）はポンプインペラ、（ロ）はタービンランナ、（ハ）はステータ、そして（ニ）はロックアップダンパ装置をそれぞれ示し、これらは外殻（ホ）内に収容されている。そこでエンジンからの動力を得てフロントカバー（ヘ）が回転し、該フロントカバー（ヘ）と一体となっているポンプインペラ(イ)が回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナ(ロ)が回る。

そしてタービンランナ（ロ）のタービンハブ（ト）には軸（図示なし）が嵌って、タービンランナ（ロ）の回転をトランスミッション（図示なし）へ伝達することが出来る。トルクコンバータは一種の流体継手である為、ポンプインペラ（イ）の回転速度が高くなるにしたがってタービンランナ（ロ）は回り始め、さらに高速になるにしたがってタービンランナ（ロ）の速度はポンプインペラ（イ）の回転速度に近づく。しかし作動流体を媒介としているトルクコンバータでは、タービンランナ（ロ）の回転速度はポンプインペラ（イ）と同一速度にはなり得ない。

そこで、同図にも示しているようにロックアップダンパ装置（ニ）が設けられていて、タービンランナ（ロ）の回転速度が所定の領域を越えた場合には、ロックアップダンパ装置（ニ）のピストン（チ）が軸方向に移動してフロントカバー（ヘ）に係合するように作動する。ピストン外周には摩擦材（リ）が取り付けられている為に、該ピストン（チ）は滑ることなくフロントカバー（ヘ）と同一速度で回転することが出来る。そしてロックアップダンパ装置（ニ）はタービンランナ（ロ）と連結しているために、タービンランナ（ロ）はフロントカバー（ヘ）によって直接回されることになり、エンジンからの動力をトランスミッションへ、流体を介することによるロスを伴うことなくほぼ１００％の高効率で伝達することが出来る。

このように、タービンランナ（ロ）の回転速度が高くなって、ある条件になった時に、ピストン（チ）はフロントカバー（ヘ）に係合するが、しかし係合前は、タービンランナ（ロ）とフロントカバー（ヘ）の回転速度は完全に同一ではない為に、ピストン（チ）がフロントカバー（ヘ）に係合することで、速度差に基づく衝撃トルクが発生する。最近では燃費の向上を図るために低速度域でピストン（チ）を作動してフロントカバー（ヘ）との間でスリップするように制御する場合いが多いが、何れにしても発生する衝撃トルクを緩和し、一方では係合状態でのエンジンのトルク変動を吸収する為にフロントカバー（ヘ）とタービンランナ（ロ）との間にはダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・・、（ル）、（ル）・・・を備えたロックアップダンパ装置（ニ）が取り付けられている。

そこで、タービンランナ（ロ）と共に同一速度で回転しているピストン（チ）が僅かに速いフロントカバー（ヘ）に接触してスリップする際、又は係合する際にはピストン（チ）の速度は瞬間的に高くなってタービンランナ（ロ）をより速く回そうとするトルクが作用する。この衝撃的トルクをダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・、（ル）、（ル）・・が圧縮変形して吸収するように構成している。

従来において、ダンパー装置の構造は色々知られているが、例えば特開平１０−１６９７１４号に係る「ダンパー機構」は、広い捩れ角特性確保の為に中間部材を介して直列に連結された複数の弾性部材(ダンパスプリング)を外周部に配置したダンパー機構で、中間部材を含む弾性部材の連結部分の移動を規制し、ダンパー特性を安定させることを目的としている。

そこで、該ダンパー機構は、リティニングプレートと、ドリブン部材と、外周部において直列に配置されるコイルスプリングと、中間部材と、中間部材の軸方向の移動を規制する押さえプレートとを備えている。コイルスプリングは、リティニングプレートとドリブン部材とを弾性的に連結する。この場合、中間部材は、リティニングプレート及びドリブン部材に対して相対回転可能で、コイルスプリング間に配置される中間支持部と、中間支持部の径方向外側への移動を規制する環状の連結部とを有している。

図１２は前記図１１のトルクコンバータのダンパ装置（ニ）を示す１具体例であり、同図の（オ）は外プレート、（ワ）は中央ディスク、（カ）は中間部材を夫々表し、上記外プレート（オ）、（オ）は中央ディスク（ワ）を挟み込み、中央ディスク（ワ）は２枚のプレート（ヨ）、（ヨ）を重ね合わせて構成している。そして、この２枚のプレート（ヨ）、（ヨ）で構成した中央ディスク（ワ）は、その間に上記中間部材（カ）を挟んでいる。

上記外プレート（オ）、（オ）は外側に膨らんだ外周バネ収容部（タ）、（タ）・・と内周バネ収容部（レ）、（レ）・・を設け、２枚の外プレート（オ）、（オ）を重ね合わせて構成される上記外周バネ収容部（タ）、（タ）・・にて形成される外周バネ収容空間（ネ）、（ネ）・・にはダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・が収容される。一方、内周バネ収容部（レ）、（レ）・・にて形成される内周バネ収容空間（ス）、（ス）・・にはダンパスプリング（ル）、（ル）・・が収容される。ところで、このように外周側と内周側にダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・、（ル）、（ル）・・をセパレータ（メ）、（メ）・・、（ソ）、（ソ）・・を介して配列することで、大きな衝撃トルクを緩和することが出来ると共に、入力側部材と出力側部材間の捩れ角を十分に確保することが可能と成る。

ここで、円弧状に湾曲した１つの外周バネ収容空間（タ）には２本のダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）が直列状態で配列され、両ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）の間には中間部材（カ）のセパレータ（メ）が介在している。同じく、１つの内周バネ収容空間（ス）には２本のダンパスプリング（ル）、（ル）が直列状態で配列され、両ダンパスプリング（ル）、（ル）の間には中間部材（カ）のセパレータ（ソ）が介在している。

そして、外周バネ収容空間（タ）に収容された２本のダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）は中央ディスク（ワ）の外周バネ押え（ラ）、（ラ）の間に挟まれ、同じく内周バネ収容空間（ス）に収容された２本のダンパスプリング（ル）、（ル）は中央ディスク（ワ）の内周バネ押え（ム）、（ム）の間に挟まれている。さらに、直列状態のダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）の間には中間部材（カ）のセパレータ（メ）が介在し、同じく直列状態のダンパスプリング（ル）、（ル）の間にはセパレータ（ソ）が介在している。

又、外プレート（オ）の外周部にはバネ定数の高い補助ダンパスプリング（ツ）、（ツ）・・を取付けており、上記ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・、ダンパスプリング（ル）、（ル）・・では吸収出来ない大きな衝撃トルクが発生した際には補助ダンパスプリング（ツ）、（ツ）・・・が圧縮されるように機能する。ここで、上記補助ダンパスプリング（ツ）、（ツ）・・は外プレート（オ）に固定されている保持金具（ナ）、（ナ）・・にて保持されている。

そこで、タービンランナ（ロ）と共に回転しているロックアップダンパ装置（ニ）は、所定の回転速度に達したところでピストン（チ）が作動してより高速で回転しているフロントカバー（ヘ）に係合するならば、両者の速度差に基づく衝撃トルクによってダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・、（ル）、（ル）・・は圧縮変形する。この際に、ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・、（ル）、（ル）・・の圧縮変形に伴って中間部材（カ）が回転することで、直列している全てのダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・、（ル）、（ル）・・は均等に圧縮変形される。

このように、ロックアップダンパ装置（ニ）を組み込んだトルクコンバータはピストン（チ）がフロントカバー（ヘ）に係合する際の衝撃トルクを緩和し、係合状態でのエンジントルク変動を吸収することが出来る。ピストン係合時の衝撃トルクの緩和、及びピストン係合状態でのエンジントルク変動の吸収は全て上記ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・、（ル）、（ル）・・、さらには補助ダンパスプリング（ツ）、（ツ）・・の圧縮変形に基づいて行われる。

ところで、ロックアップダンパ装置（ニ）はダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・、（ル）、（ル）・・のバネ特性に大きく左右され、基本的には所定の荷重に対して圧縮ストロークの大きなダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・、（ル）、（ル）・・が用いられ、その為にも前記図１２に示すごとく、中間部材（カ）のセパレータ（メ）、（ソ）を介して２本のダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）及び（ル）、（ル）を直列に配置している。

ところで、このダンパ装置には次のような幾つかの改善すべき点が残されている。
（１）補助ダンパスプリングを保持している保持金具の強度
補助ダンパスプリング（ツ）をダンパ装置（ニ）の外周に取付けたことで、該ダンパ装置の回転に伴って発生する遠心力は大きくなり、保持金具（ナ）は変形する。すなわち、保持金具（ナ）はその両側端が外プレート（オ）にリベット止めされているが、補助ダンパスプリング（ツ）に作用する遠心力によって該保持金具（ナ）の内周側が外プレート（オ）から浮上する。

（２）外プレートのセンタリング
中央ディスク（ワ）はタービンハブ（ト）に嵌ってセンタリングされた状態でリベット止めされているが、外プレート（オ）、（オ）はタービンハブ（ト）にセンタリングさせていない。その為に、外周バネ収容空間（タ）、（タ）・・に収容されるダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・、及び内周バネ収容空間（ス）、（ス）・・に収容されるダンパスプリング（ル）、（ル）・・の位置が正確に定まらず、バラツキを生じている。

（３）中央ディスク（ワ）の強度
中央ディスク（ワ）は２枚のプレート（ヨ）、（ヨ）を重ね合わせた構造と成っている。そして、両プレート（ヨ）、（ヨ）の間には中間部材（カ）を挟み込んだ構造としている。ところで、２枚のプレート（ヨ）、（ヨ）が重ね合わされることで、厚さ寸法は大きくなるが、その割りに強度は十分確保されない。
特開平１０−１６９７１４号に係る「ダンパー機構」

このように従来のトルクコンバータに組み込まれているロックアップダンパ装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、ダンパスプリングのバネ定数を比較的小さくすることで小さな振動を吸収すると共に、大きな振動に対しても減衰効果を高め、又各ダンパスプリングの位置がバラ付くことなく正しく配置され、そして強度の向上を図ったダンパ装置を提供する。ここで、ダンパ装置が取付けられる対象物はトルクコンバータに限るものではない。

本発明が対象とするダンパ装置は、エンジンのトルク変動に伴う小さな振動を吸収出来るダンパスプリングを備え、しかもピストンがフロントカバーに係合する際の大きな衝撃的トルクをも緩和し、その振動を直ちに減衰するように構成している。そこで、本発明のダンパ装置ではダンパスプリングを基準として入力側部材のイナーシャを大きくし、逆に出力側部材のイナーシャを小さくした構造としている。

そこで、本発明では２枚の外プレートで構成する入力側部材を出力側部材の両側に位置して挟み込んだ構造としている。その為に、入力側部材のイナーシャを大きく、出力側部材のイナーシャが小さくなる。さらに、入力側部材であるプレート外周に補助ダンパスプリングを取付けて、イナーシャの増大を図っている。この点は、前記図１２に示したダンパ装置と共通している。

一方、入力側部材と出力側部材との間には複数本のダンパスプリングを介在しているが、その為に入力側部材の両外プレートに形成したバネ収容空間にダンパスプリングを嵌め、このダンパスプリングの両端を出力側部材である中央ディスクのバネ押えにて挟んでいる。そして、該バネ押えはリング状の中央ディスクに形成している。

ところで、本発明のダンパ装置は上記中央ディスクを１枚の金属板で構成し、その為に中間部材と組み合わせるために重なり合う部分を凹凸化している。すなわち、ダンパスプリングを外周側と内周側に配列する場合、中央ディスクは外周バネ押えと内周バネ押えを有し、同じく中間部材も外周セパレータと内周セパレータを上記内外バネ押えと同一面内に有している為に、凹凸部を設けて組み合わせた構造と成っている。ただし、本発明のダンパ装置におけるダンパスプリング配列形態は内周側と外周側の２重構造に限定するものではなく、３重構造として配列する場合、又は同一半径上にのみ配列する場合もある。

そして、補助ダンパスプリングに作用する遠心力によって保持金具が外プレートから浮き上がらないようにする為に、該保持金具の内周部をリベット止めした止着構造としている。さらに、本発明では中央ディスクのみならず外プレートはタービンハブに嵌ってセンタリングした取付け構造としている。一方、中央ディスクの外周バネ押え、及び中間部材の外周セパレータの外周部は肉抜きを設けて質量を軽減を図って、発生する遠心力を抑えた形態としている。

本発明では２枚の外プレートで構成する入力側部材で出力側部材を挟み込んだ構造としている為に、入力側部材のイナーシャは大きく、出力側部材のイナーシャは小さくなる。すなわち、ダンパスプリングを基準とした入力側部材のイナーシャが大きい為に、ダンパスプリングに入るまでのトルク振動が小さくなり、そしてダンパスプリングによって、さらにトルク振動が低減される。又、固有振動数は所定のダンパスプリングに対してイナーシャの１／２乗に反比例する為に、本発明のダンパ装置では低い回転速度の段階でロックアップ状態にすることが出来る。

本発明のダンパ装置では２本のダンパスプリングがセパレータを介して直列状態で配列している為に、ダンパスプリングの圧縮ストロークは大きく成って、小さな振動が吸収される。特に、直列した２本一組のダンパスプリングの配列を外周側と内周側に設けることで、圧縮ストロークは一段と大きくなり、小さな振動の吸収を可能とする。すなわち、ピストンがフロントカバーに係合したロックアップ状態でのエンジンのトルク変動に伴う振動を十分吸収することが出来る。又、ピストンがフロントカバーに係合する際の衝撃トルクに基づく比較的大きな振動は入力側部材のイナーシャを大きくすることで低減される。

一方、本発明では中央ディスク、該中央ディスクを挟み込んでいる外プレートはタービンハブに嵌ってセンタリングされている為に、外プレートに形成したバネ収容空間に収容されるダンパスプリングの半径方向の位置は一定し、中央ディスクのバネ押えに押圧される各ダンパスプリングの圧縮変形は均一化する。そして、各ダンパスプリングが位置ズレしない為に、回転に伴って発生する遠心力は等しくなり、外プレートの各バネ収容部に均一に作用して回転耐久性が向上する。
タービンハブはピストン、中央ディスク、外プレート、及びタービンシェルをセンタリングしている為に、回転に伴うアンバランスは殆ど発生しない構造となる。

又、中央ディスクは１枚の金属板にて構成すると共に凹凸部を形成することで中間部材と組み合わされているが、従来のように中間部材を挟み込む為に２枚で構成することなく１枚にすることでトータルの厚さが同一であっても、その強度・剛性は高くなる。

本発明に係るダンパ装置を備えたトルクコンバータを示す実施例。本発明のロックアップダンパ装置の原理を示す構造図。ダンパスプリングの圧縮変形に伴う捩れ角とトルクの関係。ダンパ装置の実施例。入力側部材である外プレートの具体例。中間部材の具体例。中央ディスクの具体例。補助ダンパスプリングを圧縮するディスクの具体例。タービンシェルにディスクを取付けた場合。ダンパ装置の正面図とタービンランナと連結した縦断面図。従来のトルクコンバータ。従来のダンパ装置。

図１は本発明に係るダンパ装置を備えたトルクコンバータを示す実施例である。同図の１はポンプインペラ、２はタービンランナ、３はステータ、４はダンパ装置、５は外殻、６はピストン、７はフロントカバーを夫々表している。トルクコンバータとしての基本構造及び基本動作は従来のトルクコンバータと共通し、本発明では上記ダンパ装置の構造に特徴がある。

図２は本発明に係るロックアップダンパ装置の構想図である。同図に示すように、ピストン６と連結する入力側部材とタービンランナ２と連結する出力側部材の間には、複数本のダンパスプリング８ａ，８ａ、８ｂ，８ｂ・・が設けられ、ピストン６がフロントカバー７に係合することで大きな衝撃トルクが発生し、この衝撃トルクを緩和する為にダンパスプリング８ａ，８ａ、８ｂ，８ｂ・・は圧縮変形することが出来る。

同図では、並列状態にある２本のダンパスプリング８ａ，８ａが１組となり、セパレータ９を介して接続し、合計４本のダンパスプリング８ａ，８ａ・・が配列している。そして、該セパレータ９を介して接続した２本１組のダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・は内周側と外周側に設けられている。従って、同図のロックアップダンパ装置４には合計８本のダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・が取付けられている。

セパレータ９を介して直列状態に配列されるダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・は、入力側部材と出力側部材とで捩れが生じるならば、（同図の場合、入力側部材と出力側部材間の距離が縮小するならば）各ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・は均等に圧縮変形する。本発明のロックアップダンパ装置は、これら８本のダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・の圧縮変形によって、ピストン６がフロントカバー７に係合する際に発生する衝撃トルクが緩和される。同時に、係合したロックアップ状態では、エンジンのトルク変動がダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・の圧縮変形にて吸収される。

そして、入力側部材には上記ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・の他に、バネ定数の高い補助ダンパスプリング１０が取付けられ、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・が大きく圧縮変形して入力側部材と出力側部材との捩れ角が大きくなれば、該補助ダンパスプリング１０は出力側部材に設けた当り部材１１に当接して圧縮される。さらに、入力側部材と出力側部材にはストッパー１２，１３が設けられ、上記補助ダンパスプリング１０が限界まで圧縮するならば、両ストッパー１２，１３は互いに当接する。

従って、これ以上の捩れが生じることはない。上記補助ダンパスプリング１０を設けること、又ストッパー１２，１３を設けることは、従来のロックアップダンパ装置にも共通することであるが、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・を外周側と内周側に取付けて配列することは本発明の１つの特徴としている。

図３は上記ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・、及び補助ダンパスプリング１０の圧縮変形に伴う捩れ角とトルクの関係を示している。ピストン６がフロントカバー７に係合することで衝撃トルクが発生し、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・は圧縮変形して入力側部材と出力側部材とは互いに捩れる。この捩れ角度がθ_１の範囲内では、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・だけが圧縮変形する。

勿論、この場合に内周側に設けたダンパスプリング８ｂ，８ｂ・・と外周側に設けたダンパスプリング８ａ，８ａ・・は共に圧縮変形するが、負担するトルクの大きさは互いに異なることもある。すなわち、寸法が異なるダンパスプリングを使用することもあり、又、内周側と外周側とでは同じ捩れ角度に対する圧縮変形量は違ってくる。例えば、外周側と内周側の荷重配分を約３：７とすることで、入力側と出力側の捩れに対して発生する伝達トルクの負荷を均等化出来る。しかし、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・の圧縮変形に伴う荷重を外周側と内周側とで均等にすることが理想ではあるが、この場合には外周側と内周側での発生トルクは違ってくる。

図４は本発明に係るダンパ装置を示す具体例である。同図の１４は外プレート、１５は中央ディスク、１６は中間部材を夫々表し、上記外プレート１４，１４は中央ディスク１５と中間部材１６を挟み込んだ構造としている。外プレート１４，１４は外側に膨らんだ外周バネ収容部１８，１８・・と内周バネ収容部１９，１９・・を設け、２枚の外プレート１４，１４を重ね合わせて構成される上記外周バネ収容部１８，１８・・にて形成される外周バネ収容空間２０にはダンパスプリング８ａ，８ａ・・が収容される。

一方、内周バネ収容部１９，１９・・にて形成される内周バネ収容空間２１にはダンパスプリング８ｂ，８ｂ・・が収容されている。ところで、このように外周側と内周側にダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・を上記中間部材１６の外周セパレータ９ａ，９ａ・・、内周セパレータ９ｂ，９ｂ・・を介して配列することで、大きな衝撃トルクを緩和することが出来ると共に、入力側部材と出力側部材間の捩れ角を十分に確保することが可能と成る。

ここで、円弧状に湾曲した１つの外周バネ収容空間２０には２本のダンパスプリング８ａ，８ａが直列状態で配列され、両ダンパスプリング８ａ，８ａの間には中間部材１６の外周セパレータ９ａが介在している。同じく、円弧状に湾曲した１つの内周バネ収容空間２１には２本のダンパスプリング８ｂ，８ｂが直列状態で配列され、両ダンパスプリング８ｂ，８ｂの間には中間部材１６の内周セパレータ９ｂが介在している。

図５には上記外プレート１４を示しているように、外周バネ収容空間２０，２０・・を３ヶ所に形成し、内周バネ収容空間２１，２１・・も３ヶ所に設けている。そして、これら外周バネ収容空間２０，２０・・及び内周バネ収容空間２１，２１・・は中心から所定の半径上に設けられている。外周にはピストン６が係合する為の係合溝２２，２２・・を設け、又、両外プレート１４，１４を組合せる為にリベットが嵌るリベット穴２３，２３・・を複数個設けている。そして、内周にはストッパー１２，１２・・を突出している。

図６は中間部材１６を示している具体例である。該中間部材１６はリング２４の外周側に外周セパレータ９ａ，９ａ・・を３ヶ所に突出し、又、内周側には内周セパレータ９ｂ，９ｂ・・を３ヶ所に延ばしている。そして、外周セパレータ９ａ，９ａ・・と内周セパレータ９ｂ，９ｂ・・とはリング２４の同一位置に設けられている。又、外周セパレータ９ａの外周部を切欠いて肉抜き部１７を設けている。すなわち、肉抜き部を設けることで回転に伴う遠心力の軽減を図ることが出来る。そして、上記外周セパレータ９ａ，９ａ・・・、内周セパレータ９ｂ，９ｂ・・・はリング２４と同一面ではなく片面側に突出している。

図７は中央ディスク１５を示す具体例である。該中央ディスク１５は概略円板状を成し、中央円板２７と同心を成すリング２８を有し、その外周の３ヶ所に外周バネ押え２９，２９・・を突出している。そして、リング２８と中央円板２７とは内周バネ押え３０，３０・・にて繋がれ、外周バネ押え２９，２９・・の間には外周バネ空間３１，３１・・が形成され、又内周バネ押え３０，３０・・の間には内周バネ空間３２，３２・・が形成されている。又、中央円板２７にはタービンハブ３３に固定する為のリベット穴３４，３４・・が設けられ、そして、ストッパー１３，１３・・を設けている。

ところで、中央ディスク１５のリング２８と外周バネ押え２９，２９・・、及び内周バネ押え３０，３０・・とは同一面でなく、リング２８の領域は片側へ突出している。該中央ディスク１５と中間部材１６とは互いに重なり合った状態で両外プレート１４，１４に挟まれている。そして、互いに重なり合った中央ディスク１５と中間部材１６の外周バネ押え２９と外周セパレータ９ａが同一面に成るように、同じく内周バネ押え３０と内周セパレータ９ｂが同一面に成るようにリング２８とリング２４は片側へ突出している。

ところで、ポンプインペラ１が回転し、同時にタービンランナ２もポンプインペラ１に追従して回転し、タービンランナ２と共にタービンハブ３３に取着されているダンパ装置４も同速で回転する。そして、該タービンランナ２の回転速度が所定の領域を越えたところでピストン６が作動してフロントカバー７に係合し、タービンハブ３３の軸穴に嵌っている出力軸はピストン６にて直接回転駆動される。

ピストン６がフロントカバー７に係合する際に発生する衝撃トルクは、ダンパ装置４のダンパスプリング８ａ，８ａ・・及びダンパスプリング８ｂ，８ｂ・・が圧縮変形することで緩和され、係合後のロックアップ状態ではエンジントルク変動を上記ダンパスプリング８ａ，８ａ・・及びダンパスプリング８ｂ，８ｂ・・にて吸収される。

ピストン係合時の衝撃トルクを緩和し、ロックアップ状態でのエンジントルク変動を吸収することは従来のダンパ装置の場合と同じであるが、図４に示すダンパ装置は外周側と内周側に夫々ダンパスプリング８ａ，８ａ・・及びダンパスプリング８ｂ，８ｂ・・を取付けた構造としている。そして、外周側には中間部材１６の外周セパレータ９ａを介して直列した２本のダンパスプリング８ａ，８ａが１組と成って３箇所に取付けられ、同じく内周側には中間部材１６の内周セパレータ９ｂを介して直列した２本のダンパスプリング８ｂ，８ｂが１組と成って３箇所に取付けられている。

この実施例に示しているダンパ装置４は、外周側と内周側にダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・を取付けることで、バネ定数を大きくすることなく大きな衝撃トルクを緩和することが出来る。しかも、バネ定数が大きくない為に比較的小さなトルク変動も吸収することが出来る。そして、ダンパ装置全体は、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・がほぼ全域にわたって配置されることで、これらダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・の圧縮変形に基づくバネ力にて局部的な応力が働くことはない。

一方、これら各ダンパスプリング８ａ，８ａ、８ｂ，８ｂ・・が大きく圧縮変形して所定の領域を越えるならば、補助ダンパスプリング１０が働くようになる。補助ダンパスプリング１０は入力側部材である外プレート１４と出力側部材である中央ディスク１５の相対捩れ角度が一定領域を越えた時に働くことが出来、補助ダンパスプリング１０は図１、図４に示ごとく外プレート１４の外周に取着されている。

前記図４に示すダンパ装置４には補助ダンパスプリング１０が保持金具３７にて取付けられている。該保持金具３７は概略三角形を成し、両側部と内周側に位置する頂部がリベット止めにて固定されている。すなわち３ヶ所が外プレート１４の外周部に固定されることで、回転に伴う遠心力が働いても該保持金具３７が外プレート１４から浮き上がることはない。

そして、図８はタービンランナ２に固定されるディスク３８を示している。ディスク３８はリング４４の外周にバネ押え３９，３９・・を突出した形状とし、該リング４４は図９に示すようにタービンランナ２のタービンシェル４２にロウ付けにて固定されている。該ディスク３８は別の出力側部材であって、ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・が大きく圧縮変形して外プレート１４との間に発生する相対捩れ角が所定の領域を越えるならば、該補助ダンパスプリング１０が働いて衝撃トルクの一部を吸収することが出来る。すなわち、ディスク外周に突出して設けているバネ押え３９が補助ダンパスプリング１０に当接して圧縮変形する。

さらに、補助ダンパスプリング１０が働いても吸収出来ない大きな衝撃トルクの場合には、最終的にはストッパー１２，１３が働いて入力側部材と出力側部材のそれ以上の捩れ回転が阻止される。本実施例の場合、一方のストッパー１２は外プレート１４の内周側に設けられ、他方のストッパー１３は中央ディスク１５の内周側に設けている。

図１０はダンパ装置４の正面図（一部断面を含む）とタービンランナ２とダンパ装置４の縦断面図を夫々表している。正面図の一部断面にはディスク外周に設けているバネ押え３９を示しているが、このバネ押え３９と中央ディスク１５に形成するストッパー１３とは位置合わせされて組み付けられる。すなわち、バネ押え３９が補助ダンパスプリング１０を圧縮して限度を越えたところで、ストッパー１２，１３が互いに当接して捩れ回転を阻止することが出来る。

ところで、本発明に係るロックアップダンパ装置４はダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・に入るまでのトルク振動を小さくし、しかもダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・に伝達されるトルク振動を低減するように成っている。そこで、図２の構想図に示す入力側部材のイナーシャを大きくし、出力側部材のイナーシャを小さくなるように構成している。

図４において入力側部材とはピストン６と連結している両外プレート１４，１４であり、出力側部材とは中央ディスク１５である。外プレート１４，１４の外径は大きく成っていて、その為にイナーシャは大きくなる。又、外プレート１４の外周には補助ダンパスプリング１０，１０・・が保持金具３７，３７・・を介して取付けられている為に、そのイナーシャはさらに増大する。

これに対して、図７に示す中央ディスク１５は外周バネ押え２９，２９・・を突出して外周バネ空間３１，３１・・を有している為に外周側質量は小さくなり、リング２８の内周側には内周バネ空間３２，３２・・を設けている。すなわち、大きな外周バネ空間３１，３１・・と内周バネ空間３２，３２・・・を形成していることでそのイナーシャは小さくなる。

従って、エンジンから伝わる小さなトルク振動は直列状態にあって圧縮ストロークが大きくなるダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・によって十分吸収される。しかも、振幅が大きいトルク振動の場合には、入力側部材のイナーシャが大きい為に、該入力側部材によってこの振幅は小さくされ、小さなトルク振動としてダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・に伝達され、該ダンパスプリング８ａ，８ａ・・、８ｂ，８ｂ・・によって吸収される。すなわち、本発明のダンパ装置４はトルク振動の大小に係わらず効果的に吸収することが出来る。

ところで、本発明のダンパ装置４はタービンハブ３３に取付けられるが、図１、図１０に示しているように中央ディスク１５の中心穴４０には該タービンハブ３３が嵌ってセンタリングされ、この状態でリベット止めされている。そして、片側の外プレート１４の中心穴４１にもタービンハブ３３が嵌っている。さらにタービンランナ２のタービンシェル４２の中心穴４３にもタービンハブ３３が嵌っている。

このように、中央ディスク１５、外プレート１４、タービンシェル４２は共にタービンハブ３３に嵌ってセンタリングされている。特に外プレート１４，１４は、その外周に形成した係合溝２２，２２・・にピストン６が係合しているが、タービンハブ３３が中心穴４１に嵌ることでセンタリングされ、その結果、外周バネ収容空間２０及び内周バネ収容空間２１に収容されるダンパスプリング８ａ，８ｂは正しく位置決めされ、すなわち、半径方向のバラツキが無くなり、回転に伴う遠心力は均一化される。勿論、全てのダンパスプリング８ａ，８ａ・・・、８ｂ，８ｂ・・・の伸縮変形はスムーズに行われ、ダンパ装置４のダンパ機能は安定する。

このように外プレート１４の中心穴４１にはタービンハブ３３が嵌ることでセンタリングされるが、同時に段差を設けて受け４５を形成している。この受け４５に外プレート１４の内周縁部が当接した状態でセンタリングされ、その為に、保持金具３７，３７・・・に取付けられた補助ダンパスプリング１０，１０・・の回転に伴う遠心力にて内周縁部はタービン側へ移動しようとするが、該受け４５に当って阻止される。

１ポンプインペラ
２タービンランナ
３ステータ
４ダンパ装置
５外殻
６ピストン
７フロントカバー
８ダンパスプリング
９セパレータ
10 補助ダンパスプリング
11 当り部材
12 ストッパー
13 ストッパー
14 外プレート
15 中央ディスク
16 中間部材
17 肉抜き部
18 外周バネ収容部
19 内周バネ収容部
20 外周バネ収容空間
21 内周バネ収容空間
22 係合溝
23 リベット穴
24 リング
27 中央円板
28 リング
29 外周バネ押え
30 内周バネ押え
31 外周バネ空間
32 内周バネ空間
33 タービンハブ
34 リベット穴
37 保持金具
38 ディスク
39 バネ押え
40 中心穴
41 中心穴
42 タービンシェル
43 中心穴
44 リング
45 受け

Claims

トルクコンバータなどの流体継手外殻内に収容され、ピストンがフロントカバーに係合する場合の衝撃トルクを緩和し、上記ピストンがフロントカバーに係合したロックアップ状態においてはエンジンのトルク変動を吸収するダンパ装置において、該ダンパ装置は複数本のダンパスプリングを配置してピストンと連結する入力側部材とタービンランナと連結する出力側部材の間の相対捩れ角に応じて圧縮変形し、そして、ダンパスプリングは２本を１組として直列に連結すると共に、間には回転自在に軸支されている中間部材に形成したセパレータを介在し、又、入力側部材である外プレートと出力側部材である中央ディスク間の相対捩れ角度が所定の領域を越えた場合に働く補助ダンパスプリングを上記外プレートの外周に取付け、さらに外プレートと中央ディスク間の相対捩れ角度が限界領域を越えた場合に相対捩れを阻止するストッパーを備え、上記入力側部材は２枚の外プレートで構成して外周を締結し、セパレータを介して直列状態にある上記ダンパスプリングを両外プレートに形成したバネ収容空間に収容し、そして出力側部材である中央ディスク及び中間部材は両外プレートに挟み込んだ構造とし、さらに上記中央ディスクの中心穴、外プレートの中心穴にタービンハブを嵌めてセンタリングし、上記中央ディスク外周に設けたバネ押え、又は中間部材の外周セパレータの外周部の少なくとも片方を肉抜きして質量の軽減を図ったことを特徴とするダンパ装置。
上記補助ダンパスプリングを概略三角形の保持金具を介して外プレート外周部に取付け、保持金具はその両側部と内周側に位置する頂部をリベット止めした請求項１記載のダンパ装置。
上記ダンパ装置は異なる半径上に２本を１組としたダンパスプリングを配置し、上記中央ディスクの外周バネ押えの間に２本のダンパスプリングを中間部材の外周セパレータを間に介在して配置し、また中央ディスクの内周バネ押えの間に２本のダンパスプリングを中間部材の内周セパレータを間に介在して配置し、そして、上記中央ディスクの外周バネ押えと中間部材の外周セパレータ、及び中央ディスクの内周バネ押えと中間部材の内周セパレータが同一面に位置して外周側のダンパスプリングと内周側のダンパスプリングの端面中心に当るように上記中央ディスク及び中間部材のリングを凹凸化して重ね合わせた状態で両外プレートにて挟み込んだ構造とした請求項１又は請求項２記載のダンパ装置。