(57)【要約】    【課題】  トルクコンバータにおけるクラッチプレート及びタービンの間に伸縮可能に介挿されるダンパースプリングであって、ロックアップ時におけるダンパースプリング保持部内での周辺の部材との接触に起因する摩擦を抑制でき、これによりバネ伸縮によるヒステリシスを低減させることができ、それだけ振動吸収能力を向上させることができるダンパースプリングを提供する。    【解決手段】    トルクコンバータにおけるクラッチプレート及びタービンの間に伸縮可能に介挿されるダンパースプリング１００は、クラッチプレートに係合される第１端部領域１０と、タービンに係合される第２端部領域２０と、第１及び第２端部領域１０，２０の間に位置する中間領域３０とを有し、中間領域３０は、第１及び第２端部領域１０，２０より縮径されている。【選択図】  図１
2007064345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータにおけるクラッチプレート及びタービンの間に伸縮可能に介挿されるダンパースプリングであって、
前記クラッチプレートに係合される第１端部領域と、前記タービンに係合される第２端部領域と、前記第１及び第２端部領域の間に位置する中間領域とを有し、
前記中間領域は、前記第１及び第２端部領域より縮径されていることを特徴とするダンパースプリング。
【請求項２】
前記中間領域は、前記第１端部領域から前記第２端部領域へ向かって徐々に縮径された第１テーパ領域と、前記第２端部領域から前記第１端部領域へ向かって徐々に縮径された第２テーパ領域とを含むことを特徴とする請求項１に記載のダンパースプリング。
【請求項３】
前記中間領域は、前記ダンパースプリングの軸線方向中央位置が最も縮径されていることを特徴とする請求項２に記載のダンパースプリング。
【請求項４】
前記第１及び第２端部領域は、それぞれ、２巻き以上の巻き数を有していることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のダンパースプリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクコンバータにおけるクラッチプレート及びタービンの間に伸縮可能に介挿されるダンパースプリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体伝動装置の一つとして、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できるトルクコンバータがある。
【０００３】
このトルクコンバータは、通常、エンジンによって回されるポンプと、該ポンプ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と、該タービンから出た作動流体の向きを変えてポンプへ導くステータとを備え、タービン及びステータが所定の角度をもって一定間隔で配列された複数枚のブレードを有しており、トルクコンバータ内に封入されている作動流体が、ポンプからその各ブレードを介して外周方向へ送り出され、トルクコンバータのケース内壁を伝い、タービンのブレードに当たって該タービンをポンプと同方向に回転させる働きをし、またタービンから送り出される作動流体は、ステータのブレードに当たってポンプの回転を助長する方向に流れ方向が変えられ、再び内周からポンプに流入するように構成されている。
【０００４】
図４及び図５を参照しながら、以下にさらに詳しく説明する。図４は従来のトルクコンバータＡの概略構成を示す断面図であり、図５は図４に示す従来のトルクコンバータＡにおけるロックアップ機構の動作を説明するための模式的側面図であって、図５（Ａ）はロックアップ作動時の状態を示しており、図５（Ｂ）はロックアップ解除時の状態を示している。図４及び図５において、Ａ１はポンプ、Ａ２はタービン、Ａ３はクラッチプレート、Ａ４はダンパースプリング、Ａ５はフロントカバーをそれぞれ示している。
【０００５】
このトルクコンバータＡでは、エンジンＥからの動力を得てフロントカバーＡ５が回転し、該フロントカバーＡ５と一体となっているポンプＡ１が回転し、さらに作動流体Ｐ（例えば、オイル）を媒介としてタービンＡ２が回転する。こうしてタービンＡ２の回転がタービンハブＡ６を介してトランスミッションＴへ伝達され得る。ここで、ポンプＡ１の回転速度が低い場合には、タービンＡ２の回転を停止（例えば、車両を停止）することができる一方、ポンプＡ１の回転速度が高くなるに従ってタービンＡ２は回り始め、さらに高速になるに従ってタービンＡ２の回転速度はポンプＡ１の回転速度に近づく。このとき、ポンプＡ１からタービンＡ２への回転は作動流体Ｐを媒介とした回転であるため、このままではタービンＡ２の回転速度がポンプＡ１の回転速度と同一にはなり得ない（図５（Ｂ）の状態）。
【０００６】
しかし、このトルクコンバータＡでは、トルクコンバータ外殻Ａ７内において、タービンＡ２のタービンハブＡ６に同軸を成して連結されたクラッチプレートＡ３が設けられていて、タービンＡ２の回転速度が所定の範囲を越えた場合には、該クラッチプレートＡ３が軸線方向フロントカバーＡ５側に移動して該フロントカバーＡ５に係合するように作動し得る（図５（Ａ）の状態）。こうすることで、クラッチプレートＡ３は、外周部に設けられた摩擦材Ａ８によって滑ることなくフロントカバーＡ５と同一の回転速度で回転することができ、ひいては、クラッチプレートＡ３と連結したタービンＡ２が、フロントカバーＡ５と一体のポンプＡ１と同一の回転速度で回転することができる。これにより、エンジンＥからの動力をトランスミッションＴへ、作動流体Ｐ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できる。
【０００７】
このようにトルクコンバータＡでは、タービンＡ２の回転速度が高くなって、ある条件になった時に、クラッチプレートＡ３がフロントカバーＡ５に係合して、作動流体Ｐを媒体としないでポンプＡ１に対してタービンＡ２を直接回転駆動させることができるのであるが、クラッチプレートＡ３のフロントカバーＡ５への係合前（図５（Ｂ）の状態）は、タービンＡ２及びフロントカバーＡ５の回転速度は完全に同一ではなく、クラッチプレートＡ３がフロントカバーＡ５に係合することで（図５（Ａ）の状態）、タービンＡ２の回転速度とフロントカバーＡ５の回転速度との速度差に基づく衝撃が発生する。例えば、タービンＡ２と共に同一の回転速度で回転しているクラッチプレートＡ３が僅かに速い回転速度で回転しているフロントカバーＡ５に係合する際に、クラッチプレートＡ３の回転速度は瞬間的に高くなってタービンＡ２をより速く回そうとする衝撃的トルクが作用する。
【０００８】
この係合時の衝撃を緩和し、さらには係合状態において、エンジンＥのトルク変動を伝え難くするために、クラッチプレートＡ３とタービンＡ２との間には周方向に沿って配置された複数のダンパースプリングＡ４，Ａ４…を備えたロックアップダンパーＡ９が取り付けられていて、例えば、タービンＡ２のタービンハブＡ６に同軸を成して連結されているクラッチプレートＡ３が、ダンパースプリングＡ４，Ａ４…の圧縮変形によって、タービンＡ２と位相差を生じることができるような構造となっており、従って、タービンＡ２と共に同一の回転速度で回転しているクラッチプレートＡ４が僅かに速い回転速度で回転しているフロントカバーＡ５に係合する際に作用する衝撃的トルクや係合状態におけるエンジンＥのトルク変動といったショックをダンパースプリングＡ４，Ａ４…が圧縮変形して吸収できるように構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このようなロックアップダンパーＡ９のロックアップ機構においては、複数のダンパースプリングＡ４，Ａ４…は、クラッチプレートＡ３又はタービンＡ２の何れか一方に固着されたダンパープレートＡ１０に設けられるダンパースプリング保持部内において、一端部がクラッチプレートＡ３側に係合された状態で伸縮可能に且つ他端部がタービンＡ２側に係合された状態で伸縮可能に配設されており、ダンパースプリングＡ４，Ａ４…のバネ作動時には、ダンパースプリング保持部内でダンパースプリングＡ４，Ａ４…と周辺の部材との接触に起因する摩擦が発生し易く、ひいては振動吸収能力が低下し易い。
【００１０】
即ち、ダンパースプリングＡ４，Ａ４…のバネ作動時において、ダンパースプリング保持部内でダンパースプリングＡ４，Ａ４…と周辺の部材との接触に起因する摩擦が発生しても、ダンパースプリングＡ４が圧縮される際のクラッチプレートＡ３及びタービンＡ２間にかかる圧縮時トルクと、ダンパースプリングＡ４が圧縮から戻される際のクラッチプレートＡ３及びタービンＡ２間にかかる伸長時トルクとが略等しければ、クラッチプレートＡ３及びタービンＡ２間にかかるトルクで良好な振動吸収能力が得られるようにダンパースプリングＡ４を設計すればよいのであるが、前記ロックアップ時におけるダンパースプリング保持部内での周辺の部材との接触に起因する摩擦が大きくなると、ダンパースプリングＡ４が圧縮される際の前記圧縮時トルクと、ダンパースプリングＡ４が圧縮から戻される際の前記伸長時トルクとの差（ヒステリシス）が大きくなり易い傾向にある。例えば、前記圧縮時トルクで良好な振動吸収能力が得られるようにダンパースプリングＡ４を設計しても、ダンパースプリングＡ４が圧縮から戻される際に振動吸収能力が低下し易く、反対に、前記伸長時トルクで良好な振動吸収能力が得られるようにダンパースプリングＡ４を設計しても、今度はダンパースプリングＡ４が圧縮される際に振動吸収能力が低下し易いといった問題が発生する。
【００１１】
そこで本発明は、トルクコンバータにおけるクラッチプレート及びタービンの間に伸縮可能に介挿されるダンパースプリングであって、ロックアップ時におけるダンパースプリング保持部内での周辺の部材との接触に起因する摩擦を抑制でき、これによりバネ伸縮によるヒステリシスを低減させることができ、それだけ振動吸収能力を向上させることができるダンパースプリングを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記課題を解決するため、トルクコンバータにおけるクラッチプレート及びタービンの間に伸縮可能に介挿されるダンパースプリングであって、前記クラッチプレートに係合される第１端部領域と、前記タービンに係合される第２端部領域と、前記第１及び第２端部領域の間に位置する中間領域とを有し、前記中間領域は、前記第１及び第２端部領域より縮径されていることを特徴とするダンパースプリングを提供する。
【００１３】
本発明に係るダンパースプリングによれば、前記クラッチプレートに係合される第１端部領域と、前記タービンに係合される第２端部領域との間に位置する前記中間領域が、前記第１及び第２端部領域より縮径されているので、ロックアップ時におけるダンパースプリング保持部内での周辺の部材との接触に起因する摩擦を抑制でき、これによりバネ伸縮によるヒステリシスを低減させることができ、それだけ振動吸収能力を向上させることができる。
【００１４】
前記中間領域は、軸線方向に沿う何れの領域も略同径であってもよいが、ロックアップ時におけるダンパースプリング保持部内での周辺の部材との接触に起因する摩擦をさらに低減させるという観点から、前記第１端部領域から前記第２端部領域へ向かって徐々に縮径された第１テーパ領域と、前記第２端部領域から前記第１端部領域へ向かって徐々に縮径された第２テーパ領域とを含んでいてもよい。この場合、より好ましくは、前記中間領域が前記ダンパースプリングの軸線方向中央位置が最も縮径されている場合を例示できる。
【００１５】
いずれにしても前記第１及び第２端部領域は、それぞれ、２巻き以上の巻き数を有していることが好ましい。こうすることで、前記ダンパースプリングが両端部に係合されるシート部材を備えた構成の場合であっても、両端部において前記シート部材を安定した状態で良好に係合させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によると、トルクコンバータにおけるクラッチプレート及びタービンの間に伸縮可能に介挿されるダンパースプリングであって、ロックアップ時におけるダンパースプリング保持部内での周辺の部材との接触に起因する摩擦を抑制でき、これによりバネ伸縮によるヒステリシスを低減させることができ、それだけ振動吸収能力を向上させることができるダンパースプリングを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係るダンパースプリング１００を示す概略図であって、図１（Ａ）は該ダンパースプリング１００を側面から視た図であり、図１（Ｂ）は該ダンパースプリング１００を軸線方向から視た図である。なお、図１（Ａ）において、各巻き線の外径間を結ぶ線を破線で示している。
【００１８】
このダンパースプリング１００は、トルクコンバータにおけるクラッチプレート及びタービンの間に伸縮可能に介挿されるものであり、図１に示すように、クラッチプレートに係合される第１端部領域１０と、タービンに係合される第２端部領域２０と、前記第１及び第２端部領域１０，２０の間に位置する中間領域３０とを有している。そして、前記中間領域３０は、前記第１及び第２端部領域１０，２０より縮径されている。
【００１９】
さらに説明すると、前記中間領域３０は、前記第１端部領域１０から前記第２端部領域２０へ向かって徐々に縮径された第１テーパ領域３１と、前記第２端部領域２０から前記第１端部領域１０へ向かって徐々に縮径された第２テーパ領域３２とを含んでいて、前記ダンパースプリング１００の軸線方向（図中Ｘ方向）中央位置Ｐが最も縮径されている。本実施形態では、前記第１及び第２端部領域１０，２０の外径φａに対し、前記中間領域３０の中央位置Ｐの外径φｂは、０．５〜５ｍｍ小さくなっている。さらに、前記第１及び第２端部領域１０，２０は、それぞれ、２巻き以上（本実施形態では２巻）の巻き数を有している。なお、前記第１及び第２端部領域１０，２０において、２巻き分の領域１１，１２は、それぞれ、前記ダンパースプリング１００の両端切削領域１２，２２は除いた領域である。また、図１（Ａ）において、鎖線はシート部材４０を示しており、図１（Ｂ）において、網掛け部分は前記両端切削領域１２，２２を示している。
【００２０】
以上説明したダンパースプリング１００によれば、クラッチプレートに係合される第１端部領域１０と、タービンに係合される第２端部領域２０との間に位置する前記中間領域３０が、前記第１及び第２端部領域１０，２０より縮径されているので、ロックアップ時におけるダンパースプリング保持部内での周辺の部材との接触に起因する摩擦を抑制でき、これによりバネ伸縮によるヒステリシスを低減させることができ、それだけ振動吸収能力を向上させることができる。
【００２１】
また、前記中間領域３０は、前記第１端部領域１０から前記第２端部領域２０へ向かって徐々に縮径された第１テーパ領域３１と、前記第２端部領域２０から前記第１端部領域１０へ向かって徐々に縮径された第２テーパ領域３２とを含んでいて、前記中間領域３０が前記ダンパースプリングの軸線方向中央位置Ｐが最も縮径されているので、ロックアップ時におけるダンパースプリング保持部内での周辺の部材との接触に起因する摩擦をさらに低減させることができる。
【００２２】
また、前記第１及び第２端部領域１０，２０は、それぞれ、２巻きの巻き数を有しているので、図１（Ａ）中鎖線で示すように、前記ダンパースプリング１００が両端部に係合されるシート部材４０を備えた構成の場合であっても、両端部において前記シート部材４０を安定した状態で良好に係合させることができる。
【００２３】
（実施例）
次に、図１に示すダンパースプリング１００の実施例について比較例と共に以下に説明する。
【００２４】
図１に示すダンパースプリング１００、及び図２に示す軸線方向Ｘに沿う何れの領域も略同径とされた従来のダンパースプリング１００’について、これらダンパースプリング１００，１００’が圧縮される際のクラッチプレート及びタービン間にかかる圧縮時トルクと、圧縮から戻される際のクラッチプレート及びタービン間にかかる伸長時トルクとの差（ヒステリシス）を測定した。なお、図２に示す従来のダンパースプリング１００’の外径φｃは、図１に示す前記ダンパースプリング１００における第１及び第２端部領域１０，２０の外径φａと略同じ寸法としている。
【００２５】
測定条件は、次の通りである。即ち、このヒステリシスの測定は、ダンパースプリング１００，１００’を図４及び図５に示すようなトルクコンバータＡに装着し、ポンプＡ１の回転速度が０ｒｐｍ（回転／分）の場合（停止状態の場合）及び２０００ｒｐｍの場合において、ダンパースプリング１００，１００’が自然長（非圧縮状態）から最大圧縮距離（ここでは１０ｍｍ）まで圧縮される際の任意の測定点（ここでは８ｍｍの圧縮距離、即ち２ｍｍ圧縮されている状態）でのクラッチプレートＡ３及びタービンＡ２間にかかるトルクを圧縮時トルクτａとし、最大圧縮距離（ここでは１０ｍｍ）から自然長（非圧縮状態）に戻される際の任意の測定点（ここでは８ｍｍの圧縮距離、即ち２ｍｍ圧縮されている状態）でのクラッチプレートＡ３及びタービンＡ２間にかかるトルクを伸長時トルクτｂとして、その差｜τａ−τｂ｜を求めることで行った。
【００２６】
測定結果は図３に示すようなグラフで表すことができる。図３に示すように、ヒステリシス｜τａ−τｂ｜は、実施例では、ポンプＡ１の回転速度が０ｒｐｍのときを１としたとき、２０００ｒｐｍのときに１．５となった。これに対し、比較例では、実施例のポンプＡ１の回転速度０ｒｐｍのときを１としたとき、ポンプＡ１の回転速度が０ｒｐｍのときで１．２、２０００ｒｐｍのときで２であった。このように、本発明の実施形態に係るダンパースプリング１００によれば、バネ伸縮によるヒステリシス｜τａ−τｂ｜を従来のダンパースプリング１００’に比べ低減させることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は本発明の実施形態に係るダンパースプリングを示す概略図であって、図１（Ａ）は該ダンパースプリングを側面から視た図であり、図１（Ｂ）は該ダンパースプリングを軸線方向から視た図である。
【図２】図２は、従来のダンパースプリングを示す図であって、図２（Ａ）は該ダンパースプリングを側面から視た図であり、図２（Ｂ）は該ダンパースプリングを軸線方向から視た図である。
【図３】図３は、実施例及び比較例の測定結果を概略的に示すグラフである。
【図４】図４は、従来のトルクコンバータの概略構成を示す断面図である。
【図５】図５は、図４に示す従来のトルクコンバータにおけるロックアップ機構の動作を説明するための模式的側面図であって、図５（Ａ）は、ロックアップ作動時の状態を示しており、図５（Ｂ）は、ロックアップ解除時の状態を示している。
【符号の説明】
【００２８】
１０…第１端部領域  ２０…第２端部領域  ３０…中間領域  ３１…第１テーパ領域  
３２…第２テーパ領域  １００…ダンパースプリング  
Ｐ…ダンパースプリングの軸線方向中央位置  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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