(57)【要約】【課題】アークスプリングが組み込まれた従来のねじり振動減衰装置は、アークスプリングのヒステリシス特性を調整するための手段などを有していない。【解決手段】本発明によるねじり振動減衰装置は、円板状をなす端板部１３ａおよびこの端板部の外周縁から立ち上がる環状の筒部１３ｂを有する回転可能なばねホルダー１３と、このばねホルダーの筒部の内周面に沿ってばねホルダーに収容され、ばねホルダーの回転中心と同心の円弧状に湾曲するコイルばね１８と、ばねホルダーと一体に設けられ、コイルばねの中心軸線に沿った一端側に当接するばね受け部１９ａが形成された第１の回転体１９と、この第１の回転体と対向し、コイルばねの中心軸線に沿った他端側に当接するばね受け部１７ａが形成された第２の回転体１７と、ばねホルダーの筒部の内周面に形成され、この筒部の内周面とコイルばねとの接触状態を規定するための環状の突起２２または溝とを具える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状をなす端板部およびこの端板部の外周縁から立ち上がる環状の筒部を有する回転可能なばねホルダーと、
このばねホルダーの筒部の内周面に沿って当該ばねホルダーに収容され、該ばねホルダーの回転中心と同心の円弧状に湾曲するコイルばねと、
前記ばねホルダーと一体に設けられ、前記コイルばねの中心軸線に沿った一端側に当接するばね受け部が形成された第１の回転体と、
この第１の回転体と対向し、前記コイルばねの中心軸線に沿った他端側に当接するばね受け部が形成された第２の回転体と、
前記ばねホルダーの筒部の内周面に形成され、この筒部の内周面と前記コイルばねとの接触状態を規定するための環状の突起または溝と
を具えたことを特徴とするねじり振動減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力側で発生するトルク変動を緩和して出力側へと伝達し得るねじり振動減衰装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を間欠燃焼させることによって動力を得る内燃機関においては、必然的にトルク変動が発生する。このため、入力側と出力側とを弾性変形可能な弾性体を介して連結したねじり振動減衰装置をその動力伝達経路に組み入れ、入力側で発生するトルク変動を緩和して出力側へと動力を伝達することが一般的である。
【０００３】
このようなねじり振動減衰装置の一例が特許文献１に開示されている。このねじり振動減衰装置は、駆動源からの動力が伝達されるディスクプレートと、このディスクプレートと対向する出力側のハブプレートと、これらディスクプレートとディスクプレートとの間に組み込まれるアークスプリングとで主要部が構成されている。ディスクプレートおよびハブプレートには、アークスプリングの周方向両端面にそれぞれ当接し得る一対のばね受け部がそれぞれ設けられ、一対のばね受け部の間にアークスプリングを収容するための収容空間が形成される。アークスプリングは、中心軸線がディスクプレートおよびハブプレートの回転軸線に対して同心状をなすように、円弧状に湾曲したコイルばねである。このアークスプリングは、中心軸線が直線状をなす一般的なコイルばねよりも、トルク変動に対する追従性や許容荷重を良好にすることができる。
【０００４】
駆動源からディスクプレートに回転力を伝達すると、その回転方向側を向くアークスプリングの端面に当接するディスクプレートのばね受け部によってアークスプリングが周方向に圧縮される。そして、このアークスプリングの反対側の端面に当接するハブプレートのばね受け部を介してハブプレートに回転力が伝達される。つまり、ディスクプレートの回転トルクに応じてアークスプリングが圧縮された状態でディスクプレートの回転がハブプレートへと伝達される。駆動源にて発生するトルク変動は、ディスクプレートとアークスプリングとの相対回転を伴うアークスプリングのさらなる伸縮運動によって吸収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１１４９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されたねじり振動減衰装置においては、ディスクプレートの回転に伴って発生する遠心力によりアークスプリングは径方向外側へと変位し、その収容空間を画成する径方向外側の内周壁に強く押し当たる。このような状態でアークスプリングが伸縮する際に、上述した遠心力の作用でアークスプリングの外周縁部とその収容空間を画成する径方向外側の内周壁との間で大きな摩擦が発生し、これがアークスプリングのヒステリシスを増大する一因となる。
【０００７】
しかしながら、従来のねじり振動減衰装置においては、アークスプリングに発生するヒステリシスを意図的に大きくしたり、逆に少なくしたりすることについて、特段の注意が払われていなかった。
【０００８】
本発明の目的は、アークスプリングに発生するヒステリシスを所望の特性にあらかじめ制御することができるねじり振動減衰装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるねじり振動減衰装置は、円板状をなす端板部およびこの端板部の外周縁から立ち上がる環状の筒部を有する回転可能なばねホルダーと、このばねホルダーの筒部の内周面に沿って当該ばねホルダーに収容され、該ばねホルダーの回転中心と同心の円弧状に湾曲するコイルばねと、前記ばねホルダーと一体に設けられ、前記コイルばねの中心軸線に沿った一端側に当接するばね受け部が形成された第１の回転体と、この第１の回転体と対向し、前記コイルばねの中心軸線に沿った他端側に当接するばね受け部が形成された第２の回転体と、前記ばねホルダーの筒部の内周面に形成され、この筒部の内周面と前記コイルばねとの接触状態を規定するための環状の突起または溝とを具えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、第１の回転体と第２の回転体との相対回転に伴ってコイルばねが伸縮し、第１の回転体と第２の回転体との間でのトルク変動を吸収する。この時、伸縮するコイルばねと筒部の内周面との間に発生する摩擦力が環状の突起または溝によって規定される。
【００１１】
本発明によるねじり振動減衰装置において、ばねホルダーの端板部の表面に形成され、この端板部の表面とコイルばねとの接触状態を規定するための環状の突起または溝をさらに具えることも有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のねじり振動減衰装置によると、ばねホルダーの筒部の内周面に形成される環状の突起または溝の数や形状を変更することにより、伸縮するコイルばねと筒部の内周面との間に発生する摩擦抵抗の大きさを自由に調整することができる。換言すると、環状の突起または溝の数や形状などを規定してアークスプリングのヒステリシス特性を制御することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるねじり振動減衰装置をロックアップクラッチ付きトルクコンバーターに組み込んだ一実施形態の断面図である。
【図２】図１中のねじり振動減衰装置の部分の抽出拡大断面図である。
【図３】図１に示した実施形態におけるねじり振動減衰装置の部分の正面図であり、ロックアップピストンは二点鎖線で描かれている。
【図４】図３に示したねじり振動減衰装置の外観を表す立体投影図であり、ドリブンプレートを分解した状態で表している。
【図５】図３に示したねじり振動減衰装置を分解した立体投影図である。
【図６】図３に示したねじり振動減衰装置において、回転トルクが作用していない状態での第１の回転体と第２の回転体とアークスプリングとの相対位置関係を表す模式図である。
【図７】図３に示したねじり振動減衰装置において、回転トルクが作用している状態での第１の回転体と第２の回転体とアークスプリングとの相対位置関係を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明によるねじり振動減衰装置をロックアップクラッチ付きトルクコンバーターに組み込んだ一実施形態について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、このねじり振動減衰装置が組み込まれる動力伝達機構に要求される特性に応じて、その構成を適宜変更することが可能である。
【００１５】
本実施形態におけるロックアップクラッチ付きトルクコンバーターの断面構造を図１に示す。本実施形態におけるねじり振動減衰装置は、車両の図示しない内燃機関と自動変速機とを接続するロックアップクラッチ付きトルクコンバーター（以下、単にトルクコンバーターと記述する）１０に組み込まれている。図示しない自動変速機の入力軸に接続するトルクコンバーター１０の出力軸、すなわちタービンハブ１１には、タービンランナー１２およびロックアップピストン１３が組み付けられている。タービンランナー１２は、タービンハブ１１に対して一体的に連結され、ロックアップピストン１３は、タービンハブ１１に対して回転可能に取り付けられている。本発明のねじり振動減衰装置としてのダンパーＡは、これらタービンランナー１２とロックアップピストン１３との間に組み付けられている。
【００１６】
ロックアップクラッチＢが非係合状態にある場合、ロックアップピストン１３は内燃機関からの動力が伝達されるトルクコンバーターケース１４のフロントカバー１４ａに対して非接触状態となっている。このため、トルクコンバーターケース１４と一体のポンプインペラー１５の回転がトルクコンバーターケース１４内に介在する自動変速機油を介してタービンランナー１２と一体のタービンハブ１１へと伝達される。内燃機関にて発生するトルク変動は、ポンプインペラー１５とタービンランナー１２との間に介在する自動変速機油の剪断抵抗によって緩和される。
【００１７】
一方、ロックアップクラッチＢが係合状態にある場合、ロックアップピストン１３に接合された摩擦板１６がトルクコンバーターケース１４のフロントカバー１４ａに押し当たった状態となる。このため、トルクコンバーターケース１４の回転が自動変速機油を介することなく、ダンパーＡを介してタービンハブ１１へと伝達される。従って、内燃機関にて発生するトルク変動は、ロックアップピストン１３とタービンハブ１１との間に介在するダンパーＡによって緩和される。
【００１８】
図１中のダンパーＡの部分を図２に抽出拡大して示し、このダンパーＡの正面形状を図３に模式的に示し、このダンパーＡのドリブンプレート１７を切り離した状態の外観を図４に示し、ダンパーＡ全体を分解した状態の外観を図５に示す。なお、図３において、ロックアップピストン１３は便宜的に二点鎖線で描かれている。先のロックアップピストン１３は、本発明におけるねじり振動減衰装置のばねホルダーとして機能し、本実施形態におけるダンパーＡの一部を構成する。このロックアップピストン１３は、円板状をなす端板部１３ａおよびこの端板部１３ａの外周縁からポンプインペラー１５側に向けて立ち上がる環状の筒部１３ｂを有し、端板部１３ａの内周端がタービンハブ１１に回転可能に支持されている。本実施形態におけるダンパーＡは、上述したロックアップピストン１３に加え、アークスプリング１８と、ドライブプレート１９と、ドリブンプレート１７とをさらに具えている。
【００１９】
ロックアップピストン１３に収容されるアークスプリング１８は、本発明におけるコイルばねとして機能し、ロックアップピストン１３の筒部１３ｂの内周面に沿って周方向に複数（図示例では４つ）配されている。個々のアークスプリング１８の中心軸線１８Ｃは、ロックアップピストン１３の回転中心、すなわちトルクコンバーター１０の回転軸線１０Ｃと同心の円弧状に湾曲している。
【００２０】
リベット２０を介してロックアップピストン１３に一体的に固定される環状のドライブプレート１９は、本発明の第１の回転体として機能する。このドライブプレート１９の外周には、アークスプリング１８の周方向端面に当接し得る複数（図示例では４つ）のばね受け部１９ａが周方向に等間隔に突設されている。先のアークスプリング１８は、周方向に隣接する２つのばね受け部１９ａの間にそれぞれ配される。周方向に隣接する２つのばね受け部１９ａの周方向に沿った間隔Ｗは、非圧縮状態にある個々のアークスプリング１８の中心軸線１８Ｃに沿った長さとほぼ同じか、あるいはそれよりもわずかに狭く設定されている。
【００２１】
ドライブプレート１９と対向するように、ドライブプレート１９とタービンランナー１２との間に配されるドリブンプレート１７は、ドライブプレート１９に対して相対回転可能な本発明の第２の回転体として機能する。このドリブンプレート１７は、タービンランナー１２と共にタービンハブ１１にリベット２１を介して一体的に固定されている。このドリブンプレート１７の外周には、アークスプリング１８の周方向端面に当接し得る複数（図示例では４つ）のばね受け部１７ａが周方向に等間隔に突設され、先のアークスプリング１８は、周方向に隣接する２つのばね受け部１７ａの間にそれぞれ配される。周方向に隣接する２つのばね受け部１７ａの周方向に沿った間隔は、非圧縮状態にある個々のアークスプリング１８の中心軸線１８Ｃに沿った長さとほぼ同じか、あるいはそれよりもわずかに狭く設定されている。換言すると、ドリブンプレート１７の周方向に隣接する２つのばね受け部１７ａの周方向に沿った間隔と、ドライブプレート１９の周方向に隣接する２つのばね受け部１９ａの周方向に沿った間隔とが同じに設定されている。
【００２２】
従って、内燃機関が停止してトルクコンバーターケース１４に駆動トルクが伝達されない場合、ロックアップクラッチＢは非係合状態にある。そして、アークスプリング１８のばね力によってドライブプレート１９およびドリブンプレート１７のばね受け部１９ａ，１７ａの位相が合致し、図６に示すように、これらが重なり合った状態となる。
【００２３】
この状態から、内燃機関による駆動トルクがトルクコンバーターケース１４に伝達され、ロックアップクラッチＢが非係合状態にある場合、ポンプインペラー１５の回転に伴って自動変速機油を介してドリブンプレート１７がタービンランナー１２と共に回転する。そして、ドリブンプレート１７に伝達された回転トルクがアークスプリング１８からドライブプレート１９へと伝達され、ドリブンプレート１７とドライブプレート１９とが一体的に回転する。この時、トルクコンバーターケース１４の回転に伴って発生する遠心力の影響により、アークスプリング１８の外周縁はロックアップピストン１３の筒部１３ｂの内周面に押し当たった状態となる。また、ドリブンプレート１７のばね受け部１７ａの位相が図６に示す状態からドライブプレート１９のばね受け部１９ａに対して反時計回りにずれ、ドライブプレート１９の回転抵抗に応じてアークスプリング１８が圧縮状態に保たれる。
【００２４】
なお、ロックアップクラッチＢが非係合状態にある場合、上述したように、内燃機関にて発生するトルク変動は、ポンプインペラー１５とタービンランナー１２との間に介在する自動変速機油の剪断抵抗によって緩和されることとなる。
【００２５】
この状態から、ロックアップクラッチＢが係合状態へと切り替えられると、内燃機関からの駆動トルクがトルクコンバーターケース１４を介してロックアップピストン１３と一体のドライブプレート１９に直接伝達される。この結果、ドライブプレート１９からアークスプリング１８を介してドリブンプレート１７と一体のタービンハブ１１へと駆動トルクが伝達され、ポンプインペラー１５とタービンランナー１２とが一体回転する。このため、アークスプリング１８が圧縮状態から次第に元の伸長状態へと戻るが、内燃機関にトルク変動が発生した場合には、アークスプリング１８が圧縮状態へと変位し、このトルク変動を緩和するようになっている。
【００２６】
先のロックアップピストン１３の筒部１３ｂの内周面には、アークスプリング１８側に向けて突出する複数条（図示例では８本）の環状突起２２がトルクコンバーター１０の回転軸線１０Ｃと平行な方向に沿って一定間隔で形成されている。本実施形態における個々の環状突起２２は山形断面の形状を有しているが、これに限定されない。例えば、台形断面や半円形状の断面などであってもよく、筒部１３ｂをプレス加工することによって環状突起２２を形成することも可能である。
【００２７】
このように、ロックアップピストン１３の筒部１３ｂの内周面から環状突起２２が突出しているため、トルクコンバーターケース１４の回転に伴って発生する遠心力により、アークスプリング１８は個々の環状突起２２の頂部、すなわち内周端に押し当たる。これは、内燃機関のトルク変動に応じてアークスプリング１８が伸縮する際の摩擦抵抗として働き、アークスプリング１８のヒステリシス特性を左右することとなる。従って、環状突起２２の数を増減したり、その断面形状などを変更してアークスプリング１８との接触面積を変更することにより、このダンパーＡに要求される特性に応じてアークスプリング１８のヒステリシス特性を制御することが可能である。例えば、ヒステリシスを大きくしたい場合には、環状突起２２とアークスプリング１８との接触面積が広くなるようにし、ヒステリシスを小さくしたい場合には、環状突起２２とアークスプリング１８との接触面積が小さくなるようにすることが有効である。
【００２８】
本実施形態では、アークスプリンク１８が当接する筒部１３ｂの先端側、すなわちタービンランナー１２に近い側の内周面の形状をアークスプリング１８の外径に対応した円弧状の断面にしているが、これに限定されない。トルクコンバーターケース１４が回転していない状態であっても、ロックアップピストン１３の筒部１３ｂからアークスプリング１８が脱落しないような構成であればよい。
【００２９】
また、ドライブプレート１９と対向するロックアップピストン１３の端板部１３ａの表面にも、アークスプリング１８側に向けて突出する複数条（本実施形態では４本）の環状突起２３をトルクコンバーター１０の回転軸線１０Ｃと同心状に形成している。従って、先の環状突起２２と同様に、環状突起２３の数や断面形状などを変更してアークスプリング１８との接触面積を変更することにより、アークスプリング１８のヒステリシス特性をさらに広範囲に制御することが可能となる。
【００３０】
上述した実施形態では、環状突起２２，２３が形成される領域の板厚を他の部分よりも厚くしておく必要があるが、環状突起２２，２３と相補的な環状溝を筒部１３ｂの内周面や端板部１３ａの表面に形成した場合には、このようなことが不要である。すなわち、隣接する環状溝の間に環状突起に対応した領域を形成し、環状溝によって除去された端板部１３ａおよび筒部１３ｂの内周面とアークスプリング１８との接触面積を変更する。これによって、アークスプリング１８のヒステリシス特性をさらに広範囲に制御することが可能である。
【００３１】
また、本実施形態ではドライブプレート１９とドリブンプレート１７との相対回転によってアークスプリング１８が許容最大圧縮状態となる前に、これらの相対回転を規制するストッパー手段Ｃをさらに具えている。本実施形態におけるストッパー手段は、ロックアップピストン１３とドライブプレート１９との間に保持される複数（図示例では４個）のコイルばね２４を具えている。また、各コイルばね２４を収容するようにドライブプレート１９の内周側に形成された開口部１９ｂと、コイルばね２４に臨むようにドリブンプレート１７に形成された円弧状の開口部１７ｂとをその構成要素として含む。コイルばね２４はドライブプレート１９の開口部１９ｂに圧縮状態で収容され、従ってコイルばね２４の両端はドライブプレート１９の開口部１９ｂの周方向両側端に押し当たった状態となっている。ドリブンプレート１７に形成される開口部１７ｂの周方向に沿った長さは、コイルばね２４の長さよりも長く、ドライブプレート１９に対するドリブンプレート１７の相対回転量を規定する。つまり、ドライブプレート１９とドリブンプレート１７との相対回転量は、ドリブンプレート１７の開口部１７ｂの周方向側端がドライブプレート１９に保持されたコイルばね２４の端面に衝突することによって規制される。この時、コイルばね２４がさらに圧縮されることにより、コイルばね２４に対するドリブンプレート１７の衝突の際に発生する衝撃が緩和されるようになっている。ストッパーとして機能させるコイルばね２４のばね定数は、アークスプリング１８のばね定数よりも十分に高く設定する必要がある。
【００３２】
なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のない構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ロックアップクラッチ付きトルクコンバーター（トルクコンバーター）
１０Ｃ  トルクコンバーターの回転軸線
１３  ロックアップピストン（ばねホルダー）
１３ａ  端板部
１３ｂ  筒部
１７  ドリブンプレート（第２の回転体）
１７ａ  ばね受け部
１８  アークスプリング（コイルばね）
１８Ｃ  アークスプリングの中心軸線
１９  ドライブプレート（第１の回転体）
１９ａ  ばね受け部
２２，２３  環状突起
Ａ  ダンパー（ねじり振動減衰装置）
【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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【図６】
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【図７】
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