(57)【要約】【課題】本発明は、径方向のスペースを従来よりも小さくするとともに弾性部材の接触による影響を抑えるように構成されたロックアップダンパ機構を提供することを目的とするものである。【解決手段】ロックアップダンパ機構２２は、入力側プレート２３、中間プレート２６及び出力側プレート２４を備えており、第一弾性部材であるコイルスプリング２８及び２９並びに第二弾性部材であるコイルスプリング３０及び３１により一体で回転する。これらの弾性部材は、同一円周上に配置されており、入力側プレート２３の回転に伴って中間プレートとの間の回転角度のずれ量により弾性部材の剛性が段階的に変化して回転変動を吸収するようになっている。【選択図】図２
2010216499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転駆動軸に連結された一体ケースと、出力軸に連結されたタービンハブと、ポンプインペラ及びタービンランナからなるとともに前記一体ケースから前記タービンハブに回転を伝達する流体継手と、前記一体ケース及び前記タービンハブを連結して回転させるロックアップ機構とを備えた流体継手装置のロックアップダンパ機構であって、
前記一体ケースに連結される入力側部材と、前記タービンハブに連結される出力側部材と、前記入力側部材及び前記出力側部材の回転方向に沿って同一円周上に配置されて両者の間を弾性的に連結する第一及び第二弾性部材からなる少なくとも１つの対の弾性部材と、前記入力側部材及び前記出力側部材に対して相対的に回転可能に設けられるとともに第一及び第二弾性部材の間に配置されて当該弾性部材を支持する中間支持部が形成された中間部材とを備え、
対となる前記弾性部材は、前記入力側部材及び前記出力側部材が相対的に第一回転角度ずれることで前記第一及び第二弾性部材のいずれか一方が圧縮変形するように設定され、第一回転角度から前記入力側部材及び前記出力側部材がさらに第二回転角度ずれることで前記第一び第二弾性部材の一方が圧縮変形して前記入力側部材及び前記出力側部材の一方が前記中間支持部と当接状態になるとともに第二回転角度からさらに第三回転角度ずれることで前記第一及び第二弾性部材の他方が圧縮変形して前記入力側部材及び前記出力側部材の両方が前記中間支持部と当接状態となるように設定されていることを特徴とするロックアップダンパ機構。
【請求項２】
前記弾性部材対は、前記第一及び第二弾性部材のうち前記第一回転角度ずれる際に圧縮変形する弾性部材が径及び長さの異なる２つのコイルスプリングを二重に装着して構成されていることを特徴とする請求項１に記載のロックアップダンパ機構。
【請求項３】
前記弾性部材対は、前記第一及び第二弾性部材のうち前記第ニ回転角度ずれる際に圧縮変形する弾性部材が径及び長さの異なる２つのコイルスプリングを二重に装着して構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロックアップダンパ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等の自動変速装置に用いられるロックアップダンパ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等の自動変速装置では、エンジンからの動力を伝達するためにトルクコンバータが設けられており、スムーズに動力伝達を行うためにオイル等の作動流体を用いている。一般に、トルクコンバータは、エンジンのクランクシャフトに連結されるポンプインペラ、出力軸に連結されるタービンランナ及び両者の間に配設されたステータを備えている。ポンプインペラ、タービンランナ及びステータには、それぞれ周方向に同じ間隔で複数枚の羽根が設けられており、回転動作により羽根の間の作動流体が所定方向に押し流されるように羽根を所定角度傾斜させて設定されている。そして、ポンプインペラがエンジンにより回転すると、ポンプインペラの羽根の回転により作動流体がタービンランナの方に押し流されてタービンランナの羽根に衝突するようになり、その衝撃力によりタービンランナも回転するようになる。タービンランナ内に流入した作動流体はステータの方へ誘導されてステータの羽根に衝突してポンプインペラの方に流入する。その際に、ステータの羽根に衝突した作動流体の流動方向は、ポンプインペラの羽根の回転を妨げないように羽根の傾斜角度に沿うように制御される。こうして、作動流体が、ポンプインペラ、タービンランナ及びステータの羽根の間を循環することで、ポンプインペラからタービンランナに動力がスムーズに伝達され、エンジンの回転駆動に応じて出力軸が回転されるようになる。
【０００３】
図１９は、従来の流体継手装置であるトルクコンバータに関する軸方向の断面図である。中心軸Ｔと同軸にエンジンのクランクシャフトが直結されたフロントカバー１００の周縁部にポンプインペラ１０１が固定されており、フロントカバー１００及びポンプインペラ１０１の間には、タービンランナ１０２が配置されている。タービンランナ１０２は、中心軸Ｔと同軸に配設された出力軸１０３にタービンハブ１０２ａを介して固定されており、出力軸１０３は固定軸１０９内に同軸となるように内装されている。ステータ１０４は、ポンプインペラ１０１とタービンランナ１０２との間に配置されて固定軸１０９にワンウェイクラッチを介して取り付けられている。そして、フロントカバー１００及びポンプインペラ１０１に囲まれた内空間にオイル等の作動流体が充填されている。
【０００４】
エンジンのクランクシャフトが回転すると、クランクシャフトにフロントカバー１００を介して固定されたポンプインペラ１０１が回転し、上述したように、ポンプインペラ１０１内に設けられた羽根により作動流体が押し流されることで、タービンランナ１０２内に設けられた羽根及びステータ１０４内に設けられた羽根に作動流体が衝突しながら循環してタービンランナ１０２が回転する。タービンランナ１０２の回転により出力軸１０３が回転し、エンジンの動力が伝達されるようになる。
【０００５】
以上のような構成のトルクコンバータでは、ポンプインペラ１０１とタービンランナ１０２との間に回転差がないと作動流体が押し流されないため、出力軸にエンジンと同じ回転を伝達することはできず、損失が生じることは避けられない。そのため、ポンプインペラ１０１の回転をそのままタービンランナ１０２に伝達するロックアップ機構１０５が設けられている。
【０００６】
ロックアップ機構１０５は、フロントカバー１００とタービンランナ１０２との間に配置された円板状のピストン１０６を備えており、ピストン１０６のフロントカバー１００側の側面にリング状の摩擦板１０７が固定されている。
【０００７】
ピストン１０６は、摩擦板１０７がフロントカバー１００の内側面に密着してフロントカバー１００に連結されて一体となって回転するようになることで、エンジンと出力軸１０３との間の回転差をなくして伝達効率を高めることができる。ピストン１０６の摩擦板１０７は、フロントカバー１００側において作動流体を中心から周縁に向かって流動させることでフロントカバー１００の内側面から離間した状態に保持され、逆に周縁から中心に向かって作動流体を流動させることでフロントカバー１００の内側面に密着した状態に保持される。
【０００８】
しかしながら、タービンランナ１０２と同一速度で回転しているピストン１０６がそれよりもわずかに速く回転するフロントカバー１００に連結する際に衝撃的なトルクが加わるため、ロックアップダンパ機構１０８が設けられる。
【０００９】
ロックアップダンパ機構１０８を設ける場合、ピストン１０６は出力軸１０３に対して同軸で相対的に回転可能となるようにタービンハブ１０２ａに取り付けられ、ロックアップダンパ機構１０８を介してタービンランナ１０２と連結される。したがって、ピストン１０６を連結する際に加わる衝撃的なトルクや定常運転時のエンジンに生じるトルク変動を吸収して出力軸側のトルク変動を小さくすることができる。
【００１０】
こうしたロックアップダンパ機構としては、例えば、特許文献１では、ダンパー機構は、ドライブ部材、ドリブン部材、一対の第１トーションスプリング及び第２トーションスプリングを備え、第１トーションスプリングは、ドライブ部材及びドリブン部材が相対回転すると互いに対して回転方向に直列に圧縮されるように互いに回転方向に並んで配置されており、第２トーションスプリングは、ドライブ部材及びドリブン部材が相対回転して第１トーションスプリングが所定角度圧縮された後に第１トーションスプリングに対して回転方向に並列に圧縮されるように配置されている点が記載されている。また、特許文献２では、ロックアップダンパ機構は、入力側プレート、中間プレート及び出力側プレートを備えており、これらのプレートは直列に配列された一対のコイルスプリングの付勢力により一体で回転するようにした点が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２７８７４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１９６５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述した特許文献では、ロックアップダンパ機構には入力側部材、出力側部材、中間部材及びコイルスプリング等の弾性部材が設け、コイルスプリング等の弾性部材を内径側及び外径側に配列して、多段階で緩衝作用が行われるようにしている。
【００１３】
しかしながら、このように弾性部材を径方向に複数列配置すると、その分径方向に配置スペースが必要となり、ダンパ機構全体のコンパクト化が難しくなり、また機構を構成する部品のレイアウトについても制約要因となる、といった課題がある。
【００１４】
また、コイルスプリング等の弾性部材を用いて緩衝作用を行うようにすれば、コスト面では他の弾性部材を用いる場合に比べて有利であるが、入力側部材及び出力側部材に対するコイルスプリングの接触面積が増加すると入力側部材及び出力側部材の相対回転の際に共振作用の発生要因となり、好ましくない。
【００１５】
そこで、本発明は、径方向のスペースを従来よりも小さくするとともに弾性部材の接触による影響を抑えるように構成されたロックアップダンパ機構を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るロックアップダンパ機構は、エンジンの回転駆動軸に連結された一体ケースと、出力軸に連結されたタービンハブと、ポンプインペラ及びタービンランナからなるとともに前記一体ケースから前記タービンハブに回転を伝達する流体継手と、前記一体ケース及び前記タービンハブを連結して回転させるロックアップ機構とを備えた流体継手装置のロックアップダンパ機構であって、前記一体ケースに連結される入力側部材と、前記タービンハブに連結される出力側部材と、前記入力側部材及び前記出力側部材の回転方向に沿って同一円周上に配置されて両者の間を弾性的に連結する第一及び第二弾性部材からなる少なくとも１つの対の弾性部材と、前記入力側部材及び前記出力側部材に対して相対的に回転可能に設けられるとともに第一及び第二弾性部材の間に配置されて当該弾性部材を支持する中間支持部が形成された中間部材とを備え、対となる前記弾性部材は、前記入力側部材及び前記出力側部材が相対的に第一回転角度ずれることで前記第一及び第二弾性部材のいずれか一方が圧縮変形するように設定され、第一回転角度から前記入力側部材及び前記出力側部材がさらに第二回転角度ずれることで前記第一び第二弾性部材の一方が圧縮変形して前記入力側部材及び前記出力側部材の一方が前記中間支持部と当接状態になるとともに第二回転角度からさらに第三回転角度ずれることで前記第一及び第二弾性部材の他方が圧縮変形して前記入力側部材及び前記出力側部材の両方が前記中間支持部と当接状態となるように設定されていることを特徴とする。さらに、前記弾性部材対は、前記第一及び第二弾性部材のうち前記第一回転角度ずれる際に圧縮変形する弾性部材が径及び長さの異なる２つのコイルスプリングを二重に装着して構成されていることを特徴とする。さらに、前記弾性部材対は、前記第一及び第二弾性部材のうち前記第ニ回転角度ずれる際に圧縮変形する弾性部材が径及び長さの異なる２つのコイルスプリングを二重に装着して構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上記のような構成を有することで、入力側部材及び出力側部材の回転方向に沿って同一円周上に配置されて両者の間を弾性的に連結する第一及び第二弾性部材からなる少なくとも１つの対の弾性部材を設けているので、すべての弾性部材が同一の回転半径に配置されるようになり、弾性部材を配置するための径方向のスペースを最小限に抑えることができ、機構全体をコンパクト化することができる。また、弾性部材が径方向に分散して配置されていないため、弾性部材に対する入力側部材及び出力側部材の接触による影響が所定の回転半径においてのみ発生するようになり、その影響を抑えることができる。
【００１８】
そして、第一及び第二弾性部材を、入力側部材及び出力側部材が相対的に第一回転角度ずれた際にいずれか一方が圧縮変形するように設定し、第一回転角度から入力側部材及び出力側部材がさらに第二回転角度ずれた際に一方が圧縮変形して入力側部材及び出力側部材の一方が中間部材の中間支持部と当接状態になるとともに第二回転角度からさらに第三回転角度ずれた際に他方が圧縮変形して入力側部材及び出力側部材の両方が中間部材の中間支持部と当接状態となるように設定することで、第一及び第二弾性部材の剛性が多段階に切り換えられてロックアップ機構のロックアップに伴う回転変動をスムーズに吸収することができる。したがって、コンパクト化されたダンパ機構においても回転変動の多段階の吸収を安定して行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態を備えた流体継手装置に関する断面図である。
【図２】入力側プレート及び中間プレートの軸方向から見た平面図である。
【図３】ロックアップダンパ機構の動作に関する説明図である。
【図４】ロックアップダンパ機構の動作に関する説明図である。
【図５】ロックアップダンパ機構の動作に関する説明図である。
【図６】ロックアップダンパ機構の動作に関する説明図である。
【図７】ロックアップダンパ機構のダンパ特性を示すグラフである。
【図８】第一及び第二弾性部材のコイルスプリングの組合せを模式的に示す説明図である。
【図９】第一及び第二弾性部材のコイルスプリングの別の組合せを模式的に示す説明図である。
【図１０】第一及び第二弾性部材のコイルスプリングの別の組合せを模式的に示す説明図である。
【図１１】入力側プレート及び中間プレートの軸方向から見た平面図である。
【図１２】ロックアップダンパ機構の動作に関する説明図である。
【図１３】ロックアップダンパ機構の動作に関する説明図である。
【図１４】ロックアップダンパ機構の動作に関する説明図である。
【図１５】ロックアップダンパ機構の動作に関する説明図である。
【図１６】流体継手装置の変形例に関する断面図である。
【図１７】流体継手装置の変形例に関する断面図である。
【図１８】流体継手装置の変形例に関する断面図である。
【図１９】従来の流体継手装置に関する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態を備えた流体継手装置に関する断面図である。なお、図１では、流体継手装置１の構造が中心軸Ｔを中心に線対称となるため、上半分の断面構造のみを描画している。
【００２２】
流体継手装置１は、カップリングハウジング２内に収容されており、その前側（図面では右側）は内燃エンジン機関が配置され、後側（図面では左側）には自動変速機構が配置されて、それぞれ接続されるようになっている。
【００２３】
流体継手装置１は、一体ケースを構成するフロントカバー３及びリアカバー４を備えており、両者は溶接により一体化されている。フロントカバー３の中心部にはセンタピース５が突設されており、センタピース５にエンジンクランクシャフト（図示せず）が嵌合してフロントカバー３と接続される。フロントカバー３の外周部には、ポンプインペラ６の外郭を形成するように外方に向かって湾曲しており、その内径側には、後述するロックアップクラッチを収容するように膨出形成されている。
【００２４】
リアカバー４は、後述するロックアップダンパ機構を収容するように全体に湾曲形成されており、その内周端にはカバーボス７が溶接により固着されている。カバーボス７の内部には出力軸である出力シャフト８が収容されており、出力シャフト８の先端部の外周にはタービンハブ９が連結されている。タービンハブ９の前側面はスラストベアリング１０を介してフロントカバー３の内面に連結され、後側面はスラストベアリング１１を介してカバーボス７の内面に連結されており、タービンハブ９は一体ケース２内において回転可能に支持されている。
【００２５】
ポンプインペラ６の内側には、ポンプインペラ６とほぼ同形状のタービンランナ１２が対向配置されており、タービンランナ１２の内径側の延設された側面部１２ａは、タービンハブ９の前端外周部から外方に延設された支持部９ａと接続して固定されている。
【００２６】
側面部１２ａの後側にはロックアップクラッチ１３が設けられている。ロックアップクラッチ１３は、側面部１２ａに固着されて後方に向かって突設されたドラム部材１４、後述する出力側プレートから前方に延設されてドラム部材の内側に対向配置されたハブ部材１５、ドラム部材１４のスプライン１４ａに外径側が係合する複数枚のクラッチプレート１６、及び、ハブ部材１５のスプライン１５ａに内径側が係合し両面に紙、石綿等の摩擦材が接着されている複数枚のクラッチディスク１７を備えており、クラッチプレート１６及びクラッチディスク１７が交互に重合するように配置され、ドラム部材１４の先端側に取り付けられたスナップリング１８により抜け止めされている。
【００２７】
ロックアップクラッチ１３とタービンランナ１２の側面部１２ａとの間には、ピストン部材１９が配置されている。ピストン部材１９の外径側には、クラッチプレート１６に対向配置されたクラッチ押圧部１９ａが形成されており、内径側はタービンハブ９の支持部９ａに沿って段差状に形成されたピストン部１９ｂが形成されている。ピストン部１９ｂは、１対のＯリング２０及び２１を介して支持部９ａに嵌合しており、支持部９ａとの間に所定の隙間が形成されている。
【００２８】
一体ケース２内には、出力シャフト８とタービンハブ９との間から導入される作動油により満たされており、作動油は、スラストベアリング１０及びタービンハブ９に形成された油路から流入してポンプインペラ６、タービンランナ１２、ロックアップクラッチ１３及びロックアップダンパ機構２２内に充満し、スラストベアリング１１及びタービンハブ９に形成された油路から流出して常時循環するようになっている。
【００２９】
また、出力シャフト８の内部に軸方向に沿って形成された連通路８ａ、連通路８ａからタービンハブ９に向かって形成された連通孔８ｂを通って別の作動油が供給される。タービンハブ９の内部には径方向に沿って供給路９ｂが形成されており、供給路９ｂは連通孔８ｂに接続している。そして、供給路９ｂは、タービンハブ９の支持部９ａとピストン部材１９のピストン部１９ｂとの間の作動空間に連通しており、連通路８ａを通って供給された作動油は作動空間に充満されるようになっている。作動空間は、Ｏリング２０及び２１により密閉空間とされており、作動油が充満することで油圧によりピストン部材１９をロックアップクラッチ１３の方に移動させてクラッチ押圧部１９ａによりクラッチプレート１６を押圧するようになる。そのため、作動空間への作動油の供給制御によりロックアップクラッチ１３のロックアップ動作を制御することができる。
【００３０】
タービンランナ１２及びロックアップクラッチ１３の後側には、ロックアップダンパ機構２２が配置されている。ロックアップダンパ機構２２は、リアカバー４に内径側端部が固着された入力側プレート２３、入力側プレート２３の前面側に出力側プレート２４、入力側プレート２３の後面側に支持プレート２５、及び、入力側プレート２３の外径側において入力側プレート２３を囲むように配置された中間プレート２６を備えている。
【００３１】
出力側プレート２４及び支持プレート２５は、入力側プレート２３の外周に沿って複数のリベット２７により重ね合うように固定されており、両者の間には入力プレート側２３が回転可能となるように所定の間隔が空けられている。
【００３２】
図２は、入力側プレート２３及び中間プレート２６について軸方向から見た平面図である。入力側プレート２３は、リング状の内周縁部２３ａがリアカバー４に固定されており、外径側に径方向に突出する４つの支持部２３ｂが形成されている。
【００３３】
各支持部２３ｂの外周縁は同一の円周上に沿って形成されており、これらの外周縁に沿ってリベット２７が配置されている。支持部２３ｂの両側にはコイルスプリングの端部が保持される保持部２３ｃが形成され、支持部２３ｂの外周縁部には、周方向に突設された当接部２３ｄ及び規制部２３ｅが形成されている。
【００３４】
中間プレート２６は、入力側プレート２３を環状に囲むように形成された外周縁部２６ａの内径側に径方向に突出する４つの中間支持部２６ｂが形成されている。各中間支持部２６ｂの間には、外周縁部２６ａの内周縁２６ｃが同一円周上に沿って形成されており、これらの内周縁２６ｃに沿ってリベット２７が配置されている。リベット２７は、各内周縁２６ｃに２つ以上配置され、それぞれ同一の円周上に位置決めされている。そのため、中間プレート２６は、リベット２７に内周縁２６ｃが当接して出力側プレート２４に対して回転可能に保持されている。内周縁２６ｃの両側には係合部２６ｄが形成されており、中間プレート２６が出力側プレート２４に対して所定角度回動すると、リベット２７が係合部２６ｄに嵌合するようになっている。
【００３５】
中間支持部２６ｂの両側にはコイルスプリングの端部が保持される保持部２６ｅが形成され、中間支持部２６ｂの基部の両側には、係合部２６ｄの内径側に隣接して周方向に突設された当接部２６ｆ及び規制部２６ｇが形成されている。
【００３６】
そして、中間プレート２６の各中間支持部２６ｂの両側には、入力側プレート２３の支持部２３ｂとの間に４対の弾性部材が嵌め込まれている。これらの弾性部材は、入力側プレート２３及び出力側プレート２４の回転方向に沿って同一円周上に直列配置されている。
【００３７】
各対の弾性部材は、第一弾性部材及び第二弾性部材からなり、第一弾性部材は、径及び長さの異なる２つのコイルスプリング２８及び２９で構成され、大径で長いコイルスプリング２８の内部に小径で短いコイルスプリング２９が装着されて二重のコイルスプリングとなっている。また、第二弾性部材は、径が異なり同じ長さの２つのコイルスプリング３０及び３１で構成され、大径のコイルスプリング３０の内部に小径のコイルスプリング３１が装着されて二重のコイルスプリングとなっている。
【００３８】
入力側プレート２３が回転を停止している状態では、これらのコイルスプリングが入力側プレート２３の支持部２３ｂ及び中間プレート２６の中間支持部２６ｂを押圧して第一及び第二弾性部材を構成するコイルスプリングの押圧力がバランスした位置に中間プレート２６が入力側プレート２３に対して保持されるようになる。
【００３９】
出力側プレート２４及び支持プレート２５には、第一及び第二弾性部材のコイルスプリングに対応する部分に周方向に沿って長孔状の摺動溝部２４ａ及び２５ｂがそれぞれ穿設されており、摺動溝部２４ａ及び２５ａの両端部は外方に折り曲げ形成されてコイルスプリングの端部が当接する当接面２４ｃ及び２５ｃが形成されている。また、摺動溝部２４ａ及び２５ａの両側には外方に向かって庇状のカバー部２４ｂ及び２５ｂが形成されており、コイルスプリングが外れるのを防止している。
【００４０】
出力側プレート２４及び支持プレート２５が当接面２４ｃ及び２５ｃでコイルスプリングの端部に当接することで、出力側プレート２４は入力側プレート２３及び中間プレート２６と第一及び第二弾性部材を介して連結されるようになる。そして、入力側プレート２３が中心軸Ｔを中心に回転することで、出力側プレート２４及び中間プレート２５が一体となって回転するようになる。
【００４１】
そして、ロックアップクラッチ１３が作動してロックアップした場合には、出力側プレート２４及びタービンハブ９が直結され、エンジンの回転が伝達される入力側プレート２３から出力側プレート２４及びタービンハブ９を介して出力シャフト８にエンジンの回転が伝達されて回転するようになる。ロックアップ時の衝撃等により入力側プレート２３の回転動作に変動が生じた際にはコイルスプリングが回転変動に伴って圧縮変形して回転変動を吸収し、出力側プレート２４に回転変動の影響が及ぶのを抑えて出力シャフト８が安定した回転動作を行うようになる。
【００４２】
図３から図６は、ロックアップダンパ機構２２の動作に関する説明図である。図３は、入力側プレート２３が回転していない状態の１対の弾性部材を示す平面図である。この状態では、第一弾性部材のコイルスプリング２８のみが入力側プレート２３の支持部２３ｂ及び中間プレート２６の中間支持部２６ｂに当接しており、コイルスプリング２９は一方の端部が支持部２３ｂに当接して中間支持部２６ｂから離間した状態に設定されている。コイルスプリング２９の端部と中間支持部２６ｂの保持部２６ｅとの間は、中心軸Ｔを中心とする回転角度で角度θ1だけ離間している。
【００４３】
第二弾性部材のコイルスプリング３０及び３１は、両方とも支持部２３ｂ及び中間支持部２６ｂに当接している。そして、第二弾性部材の外径側に周方向に突設された支持部２３ｂの当接部２３ｄ及び中間支持部２６ｂの当接部２６ｆの互いに対向する端面の間は、中心軸Ｔを中心とする回転角度で角度θ2だけ離間するように設定されている。
【００４４】
図４では、入力側プレート２３が矢印の方向（反時計回り）に回転した場合における第一ステージの状態を示す平面図である。入力側プレート２３の回転に伴って、第一及び第二弾性部材が押圧されるようになり、その際に第一弾性部材が出力側プレート２４の当接面２４ｃを押圧するとともに第二弾性部材が中間プレート２６の中間支持部２６ｂを押圧して、出力側プレート２４及び中間プレート２６が入力側プレート２３に連動して回転するようになる。
【００４５】
この例では、第一弾性部材を構成するコイルスプリング２８及び２９は、上述したようにコイルスプリング２９が中間支持部２６ｂと離間した状態に設定されているため、当初はコイルスプリング２８のみが圧縮変形されるようになり、コイルスプリング２８が圧縮変形されていきコイルスプリング２９が中間支持部２６ｂに当接するようになると、両方のコイルスプリングが圧縮変形される。そのため、第一弾性部材は、圧縮変形に伴って剛性が低剛性から高剛性に２段階に変化するようになる。
【００４６】
そして、第二弾性部材を構成するコイルスプリング３０及び３１は当初から両方が圧縮変形されていくが、その圧縮変形に対する剛性がコイルスプリング２８の剛性よりも大きくコイルスプリング２８及び２９を合わせた剛性よりも小さくなるように設定されている。
【００４７】
このようにコイルスプリングの剛性が設定されているので、第一ステージでは、まず、低剛性のコイルスプリング２８が圧縮変形されながら中間プレート２６及び出力側プレート２４が入力側プレート２３からずれた状態で回転するようになる。
【００４８】
そして、コイルスプリング２８が圧縮変形されていき、中間プレート２６及び出力側プレート２４と入力側プレート２３との間のずれ量が回転角度で角度θ1になると、コイルスプリング２９が中間支持部２６ｂに当接して第一弾性部材の剛性が高剛性に変化し（図４参照）、第二弾性部材が圧縮変形される第二ステージに移る。
【００４９】
第一ステージでは、コイルスプリング２８のみの低剛性状態で入力側プレート２３及び出力側プレートの間の回転変動が吸収されるので、伝達される回転変動をロックアップダンパ機構２２において十分小さくすることができる。特に、エンジンの回転数が低い場合に生じる大きな回転変動にも十分対応することができる。
【００５０】
第二ステージでは、入力側プレート２３に加えられるトルクがさらに大きくなるにつれて第二弾性部材が圧縮変形されていき、中間プレート２６及び出力側プレート２４と入力側プレート２３との間のずれ量が回転角度で角度（θ1＋θ2）になると、支持部２３ｂの当接部２３ｄ及び中間支持部２６ｂの当接部２６ｆの互いに対向する端面が当接した状態となる。両当接部が当接すると、入力側プレート２３及び中間プレート２６が直結して一体回転するようになり（図５参照）、第一弾性部材が圧縮変形される第三ステージに移る。
【００５１】
第三ステージでは、入力側プレート２３に加えられるトルクがさらに大きくなるにつれて第一弾性部材が圧縮変形されていき、出力側プレート２４と中間プレート２６及び入力側プレート２３との間のずれがさらに大きくなり、出力側プレート２４のリベット２７が中間プレート２６の係合部２６ｄに嵌合すると、出力側プレート２４と入力側プレート２３が直結して一体回転するようになる（図６参照）。
【００５２】
第二及び第三ステージでは、弾性部材が高剛性の状態で入力側プレート２３及び出力側プレートの間の回転変動が吸収されるようになるが、エンジンの回転数が高くなるにしたがい生じる回転変動は小さくなるので、高剛性の状態でも十分対応することができる。また、入力側プレート２３及び出力側プレート２４が中間プレート２６を介して直結した状態では、回転変動がそのまま伝達されるようになるが、エンジンの最大トルクでこうした直結状態が生じるように設定しておけば、その影響を小さく抑えることができる。
【００５３】
図７は、以上説明したロックアップダンパ機構２２のダンパ特性を示すグラフである。縦軸に入力側プレート２３に加わるトルクをとり、横軸に入力側プレート２３及び出力側プレート２４との間の回転角度のずれをとっている。
【００５４】
回転していない状態０から状態１までは第一ステージを示しており、トルクの増加に伴って回転角度のずれが大きく変化するようになる。状態１から状態２までは第二ステージを示しており、高剛性の状態になる。状態２から状態３までは第三ステージを示しており、さらに高剛性の状態になる。そのため、トルクの増加に対して回転角度のずれが小さくなるが、エンジンの回転数が高くなると回転変動が小さくなるため、その影響を抑えることができる。
【００５５】
以上のように、ロックアップダンパ機構２２において第一及び第二弾性部材から構成される弾性部材の剛性を３段階に変化させることで、エンジンの回転数の変化に伴う回転変動に対して十分対応することができる。
【００５６】
この例では、弾性部材をすべて同一円周上に直列配置しているので、弾性部材を配置するための径方向のスペースを最小限に抑えることができ、機構全体をコンパクト化することができる。また、弾性部材が径方向に分散して配置されていないため、弾性部材に対する入力側プレート２３及び出力側プレート２４の接触による影響が所定の回転半径においてのみ生じるようになり、その影響を抑えることができる。そして、弾性部材が分散配置されて径方向に複数個所で厚みのある部位が生じると、厚みのある部位の間が空きスペースとなりやすくロックアップダンパ機構のレイアウトに制約を受けるが、すべての弾性部材を同一円周上に配置してロックアップダンパ機構の最も厚みのある弾性部材の配置部位を同一円周上に集めることで、空きスペースを少なくなるようにロックアップダンパ機構をレイアウトしやすくなる。そのため、流体継手装置全体のコンパクト化が容易になる。
【００５７】
この例では、流体継手であるポンプインペラ６及びタービンランナ１２の内径側にロックアップクラッチ１３を配置し、タービンランナ１２及びロックアップクラッチ１３の後側にロックアップダンパ機構２２が配置されている。そして、ロックアップダンパ機構２２の最も厚みのあるコイルスプリングに対応する部分がタービンランナ１２及びロックアップクラッチ１３の間に対向配置されている。
【００５８】
ロックアップダンパ機構２２の径方向のサイズが小さくなれば、流体継手装置１の径方向のスペースを小さくすることができ、また、ロックアップダンパ機構２２の厚みのあるコイルスプリングに対応する部分をタービンランナ１２及びロックアップクラッチ１３の間に配置することで流体継手装置１の軸方向のスペースについても薄くすることができる。
【００５９】
第一及び第二弾性部材を構成するコイルスプリングについては、様々な組合せによりロックアップダンパ機構２２のダンパ特性を変更することができる。図８は、第一及び第二弾性部材のコイルスプリングの組合せを模式的に示す説明図である。この例では、第一弾性部材は、大径で長いコイルスプリング３２及び小径で短いコイルスプリング３３を組み合せた二重スプリングとなっており、第二弾性部材は単一のコイルスプリング３４からなる。コイルスプリング３４の剛性は、コイルスプリング３２の剛性よりも高く、コイルスプリング３２及び３３を合わせた剛性よりも低く設定されている。
【００６０】
そして、コイルスプリング３３の端部と中間支持部２６ｂとの間は、中心軸Ｔを中心とする回転角度で角度θ1だけ離間しており、支持部２３ｂの当接部２３ｄと中間支持部２６ｂの当接部２６ｆとの間は、中心軸Ｔを中心とする回転角度で角度θ2だけ離間するように設定されている。
【００６１】
以上のように構成すれば、図２に示す例と同様に弾性部材の剛性を３段階に変化させて入力側プレート２３及び出力側プレート２４の間の回転変動を段階的に吸収することができる。
【００６２】
図９は、第一及び第二弾性部材のコイルスプリングの別の組合せを模式的に示す説明図である。この例では、第一弾性部材は、単一のコイルスプリング３５からなり、第二弾性部材は、大径で長いコイルスプリング３６及び小径で短いコイルスプリング３７を組み合せた二重スプリングとなっている。コイルスプリング３５の剛性は、コイルスプリング３６の剛性よりも高く、コイルスプリング３６及び３７を合わせた剛性よりも高く設定されている。
【００６３】
そして、コイルスプリング３７の端部と支持部２３ｂとの間は、中心軸Ｔを中心とする回転角度で角度θ1だけ離間しており、支持部２３ｂの当接部２３ｄと中間支持部２６ｂの当接部２６ｆとの間は、中心軸Ｔを中心とする回転角度で角度θ2だけ離間するように設定されている。
【００６４】
以上のように構成すれば、最初にコイルスプリング３６が圧縮変形されて入力側プレート２３に対して出力側プレート２４及び中間プレート２６がずれていき、コイルスプリング３７が圧縮変形されるようになると高剛性になる。そして、コイルスプリング３６及び３７が圧縮変形されて支持部２３ｂの当接部２３ｄ及び中間支持部２６ｂの当接部２６ｆが当接すると、コイルスプリング３５が圧縮変形されてさらに高剛性になる。こうして弾性部材の剛性を３段階に変化させて段階的に回転変動が吸収される。
【００６５】
図１０は、第一及び第二弾性部材のコイルスプリングの別の組合せを模式的に示す説明図である。この例では、第一弾性部材は、大径で長いコイルスプリング３８及び小径で短いコイルスプリング３９を組み合せた二重スプリングとなっており、第二弾性部材は、大径で長いコイルスプリング４０及び小径で短いコイルスプリング４１を組み合せた二重スプリングとなっている。コイルスプリング３８の剛性は、コイルスプリング４０の剛性よりも低く、コイルスプリング４０の剛性は、コイルスプリング３８及び３９を合わせた剛性よりも低く、コイルスプリング４０及び４１を合わせた剛性は、コイルスプリング３８及び３９を合わせた剛性より低く設定されている。
【００６６】
そして、コイルスプリング３９の端部と中間支持部２６ｂとの間は、中心軸Ｔを中心とする回転角度で角度θ1だけ離間しており、コイルスプリング４１の端部と支持部２３ｂとの間は、中心軸Ｔを中心とする回転角度で角度θ2だけ離間しており、支持部２３ｂの当接部２３ｄと中間支持部２６ｂの当接部２６ｆとの間は、中心軸Ｔを中心とする回転角度で角度θ3だけ離間するように設定されている。
【００６７】
以上のように構成すれば、最初にコイルスプリング３８が圧縮変形されて入力側プレート２３に対して出力側プレート２４及び中間プレート２６がずれていき、コイルスプリング３９が圧縮変形されるようになると高剛性になる。次に、コイルスプリング４０が圧縮変形されて入力側プレート２３に対して出力側プレート２４及び中間プレート２６がずれていき、コイルスプリング４１が圧縮変形されるようになるとさらに高剛性になる。
【００６８】
そして、コイルスプリング４０及び４１が圧縮変形されて支持部２３ｂの当接部２３ｄ及び中間支持部２６ｂの当接部２６ｆが当接すると、コイルスプリング３８及び３９が圧縮変形されてさらに高剛性になる。こうして弾性部材の剛性を４段階に変化させて段階的に回転変動が吸収される。こうした４段階に変化するダンパ特性は、図７に点線で示すように、状態０から状態１まではコイルスプリング３８が圧縮変形し、状態１から状態２まではコイルスプリング４０が圧縮変形し、状態２から状態３までは、コイルスプリング４０及び４１が圧縮変形し、状態３から状態４までは、コイルスプリング３８及び３９が圧縮変形し、低剛性から高剛性に段階的に変化するように設定される。
【００６９】
図１１は、ロックアップダンパ機構の変形例について入力側プレート２３及び中間プレート２６の軸方向から見た平面図である。この例では、第一弾性部材が同じ長さで大径のコイルスプリング４２及び小径のコイルスプリング４３を組み合せた二重スプリングとなっており、第二弾性部材は、大径で長いコイルスプリング４４及び小径で短いコイルスプリング４５を組み合せた二重スプリングとなっている。コイルスプリング４２及び４３を合わせた剛性は、コイルスプリング４４の剛性よりも低く設定されている。
【００７０】
図１２から図１５は、図１１に示すロックアップダンパ機構２２の動作に関する説明図である。図１２は、入力側プレート２３が回転していない状態の１対の弾性部材を示す平面図である。出力側プレート２４に設けられたリベット２７と中間プレート２６の係合部２６ｄとの間は、中心軸Ｔを中心とする回転角度で角度θ1だけ離間しており、コイルスプリング４５の端部と支持部２３ｂとの間は、中心軸Ｔを中心とする回転角度で角度θ2だけ離間するように設定されている。
【００７１】
この例では、入力側プレート２３の回転により、最初に第一弾性部材であるコイルスプリング４２及び４３が圧縮変形していき、中間プレート２６の係合部２６ｄとリベット２７とが係合状態となって出力側プレート２４及び中間プレート２６が直結し一体回転するようになる（図１３参照）。そして、コイルスプリング４４が圧縮変形されるようになって高剛性になる。
【００７２】
次に、入力側プレート２３のトルクが増加してコイルスプリング４４が圧縮変形していくと、コイルスプリング４５が支持部２３ｂに当接してコイルスプリング４４及び４５が合せて圧縮変形されるようになってさらに高剛性になる（図１４参照）。そして、コイルスプリング４４及び４５が圧縮変形されていくと、支持部２３ｂの当接部２３ｄと中間支持部２６ｂの当接部２６ｆとが当接して入力側プレート２３と中間プレート２６が直結し、３つのプレートが一体回転するようになる（図１５参照）。
【００７３】
以上説明したように、第一弾性部材を圧縮変形して出力側プレート２４及び中間プレート２６を先に直結し、次に第二弾性部材を圧縮変形して中間プレート２６及び入力側プレート２３を直結し、弾性部材の剛性を段階的に変化させて回転変動を吸収することができる。
【００７４】
上述した変形例の場合にも、図８から図１０に示すように、第一及び第二弾性部材のコイルスプリングの組合せを様々に変更することができ、弾性部材の剛性を３段階又は４段階に変化させて回転変動を吸収するように設定できる。
【００７５】
図１６は、図１に示す流体継手装置の変形例に関する断面図である。この例では、図１に示す装置と異なるレイアウトで各部品を一体ケース２内に収容している。まず、ポンプインペラ６をリアカバー４に形成し、それに伴ってタービンランナ１２がリアカバー４側に対向配置されてタービンハブ９に固定されている。そして、フロントカバー３及びタービンランナ１２の間には、外径側にロックアップダンバ機構２２が配置され、内径側にロックアップクラッチ１３が配置されている。
【００７６】
ロックアップクラッチ１３は、ドラム部材１４がタービンランナ１２に固定されるとともにハブ部材１５はロックアップダンパ機構２２の出力側プレート２４と一体形成されている。
【００７７】
ロックアップダンパ機構２２は、図１に示す出力側プレート２４及び支持プレート２５を備えているが、図１に示す入力側プレート２３が中間プレート２６’となり、図１に示す中間プレート２６が入力側プレート２３’となっている。そして、入力側プレート２３’は、外周縁部においてフロントカバー３に固定された支持部材４６に装着されて、フロントカバー３と一体回転するようになっている。また、出力側プレート２４は保持部材４７にリベット４８で取り付けられており、保持部材４７は内径側端部がフロントカバー３及びタービンハブ９の間に回動可能に装着されている。
【００７８】
入力側プレート、出力側プレート及び中間プレートの装着関係は、図２に示すものと同様となっているので、上述したように弾性部材の剛性を３段階又は４段階に変化させて回転変動を吸収することができる。
【００７９】
以上のように、本発明に係るロックアップダンパ機構は、外径側に配置された中間プレート及び内径側に配置された入力側プレートの両プレートをレイアウトに合わせて外径側を入力側プレート、内径側を中間プレートに適宜変更することができ、汎用性の高い構成となっている。
【００８０】
図１７は、図１に示す流体継手装置の別の変形例に関する断面図である。この例では、図１に示す装置と異なるレイアウトで各部品を一体ケース２内に収容している。まず、ポンプインペラ６をリアカバー４に形成し、それに伴ってタービンランナ１２がリアカバー４側に対向配置されてタービンハブ９に固定されている。そして、フロントカバー３及びタービンランナ１２の間には、外径側にロックアップクラッチ１３が配置され、内径側にロックアップダンバ機構２２が配置されている。
【００８１】
ロックアップクラッチ１３は、ドラム部材１４がタービンランナ１２に固定されるとともにハブ部材１５はロックアップダンパ機構２２の出力側プレート２４’と一体形成されている。
【００８２】
ロックアップダンパ機構２２は、図１に示す入力側プレート２３が外径側に配置されて出力側プレート２４”となり、図１に示す中間プレート２６が内径側に配置されて中間プレート２６”となり、図１に示す出力側プレート２４が内径側に配置されて入力側プレート２３”となっている。ちょうど図１に示す構成の外径側及び内径側を逆にしたような構成を備えている。そして、入力側プレート２３”の内径側端部がフロントカバー３に固定されている。
【００８３】
入力側プレート、出力側プレート及び中間プレートの装着関係は、図２に示すものと同様となっているので、上述したように弾性部材の剛性を３段階又は４段階に変化させて回転変動を吸収することができる。
【００８４】
図１８は、図１９に示す従来のトルクコンバータに本発明に係るロックアップダンパ機構を用いた変形例に関する断面図である。中心軸Ｔと同軸にエンジンのクランクシャフトが直結されたフロントカバー２００の周縁部にポンプインペラ２０１が固定されており、フロントカバー２００及びポンプインペラ２０１の間には、タービンランナ２０２が配置されている。タービンランナ２０２は、中心軸Ｔと同軸に配設された出力軸２０３にタービンハブ２０４を介して固定されている。フロントカバー２００とタービンランナ２０２との間には円板状のピストン２０５が配置されており、ピストン２０５は出力軸２０３に対して同軸で相対的に回転可能となるようにタービンハブ２０４に取り付けられている。ピストン２０５のフロントカバー２００側の側面にリング状の摩擦板２０６が固定されており、摩擦板２０６がフロントカバー２００の内側面に密着してピストン２０５がフロントカバー２００に連結されて一体となって回転するようになる。
【００８５】
ロックアップダンパ機構２０７は、タービンランナ２０２とピストン２０５との間に配置されており、外径側の入力側プレート２０８がピストン２０５側に連結され、内径側の出力側プレート２０９がタービンハブ２０４側に連結されている。そして、入力側プレート２０８及び出力側プレート２０９は、その間に配置された中間プレート２１０を介して、図２と同様に、同一円周上に配置された二重のコイルスプリング２１１及び２１２からなる複数対の弾性部材により弾性的に連結されている。そのため、上述したように弾性部材の剛性を３段階又は４段階に変化させて回転変動を吸収することができる。
【００８６】
以上のように、本発明に係るロックアップダンパ機構は、弾性部材を同一円周上に配置しているので、レイアウトに合わせて入力側プレートを出力側プレート、出力側プレートを入力側プレートにそれぞれ変更する際に、弾性部材の配置等を大きく変更する必要がなく、レイアウト変更に対して制約を受けることなく柔軟に対応可能な構成となっている。
【符号の説明】
【００８７】
Ｔ      中心軸
１      流体継手装置
２      一体ケース
３      フロントカバー
４      リアカバー
５      センタピース
６      ポンプインペラ
７      カバーボス
８      出力シャフト
９      タービンハブ
10      スラストベアリング
11      スラストベアリング
12      タービンランナ
13      ロックアップクラッチ
14      ドラム部材
15      ハブ部材
16      クラッチプレート
17      クラッチディスク
18      スナップリング
19      ピストン部材
20      Ｏリング
21      Ｏリング
22      ロックアップダンバ機構
23      入力側プレート
24      出力側プレート
25      支持プレート
26      中間プレート
27      リベット
28      コイルスプリング
29      コイルスプリング
30      コイルスプリング
31      コイルスプリング
32〜45  コイルスプリング
46      支持部材
47      保持部材
48      リベット
100     フロントカバー
101     ポンプインペラ
102     タービンランナ
103     出力軸
104     ステータ
105     ロックアップ機構
106     ピストン
107     摩擦板
108     ロックアップダンパ機構
109     固定軸
200     フロントカバー
201     ポンプインペラ
202     タービンランナ
203     出力軸
204     タービンハブ
205     ピストン
206     摩擦板
207     ロックアップダンパ機構
208     入力側プレート
209     出力側プレート
210     中間プレート
211     コイルスプリング
212     コイルスプリング
【図１】
2010216499.tif 000003
【図２】
2010216499.tif 000004
【図３】
2010216499.tif 000005
【図４】
2010216499.tif 000006
【図５】
2010216499.tif 000007
【図６】
2010216499.tif 000008
【図７】
2010216499.tif 000009
【図８】
2010216499.tif 000010
【図９】
2010216499.tif 000011
【図１０】
2010216499.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2010216499.tif 000014
【図１３】
2010216499.tif 000015
【図１４】
2010216499.tif 000016
【図１５】
2010216499.tif 000017
【図１６】
2010216499.tif 000018
【図１７】
2010216499.tif 000019
【図１８】
2010216499.tif 000020
【図１９】
2010216499.tif 000021