(57)【要約】【課題】低剛性の弾性部材を使用した場合に、その弾性部材が初期セット状態にあるとき及び高トルクの外力が作用した状態にあるときのいずれであっても、不適切な力が作用するのを抑制できるダンパー機構を提案する。【解決手段】所定の回転軸に対して回転自在に配置されると共に、第１窓部を備えた円板状の第１回転部材と、前記第１回転部材と前記回転軸方向で重なり合うようにして、その回転軸に対し回転自在に配置されると共に、前記第１窓部と対向可能な位置に第２窓部を備えた円板状の第２回転部材と、重なり合うように配設した前記第１窓部と前記第２窓部とにより形成される空間内に収納され、前記第１回転部材と前記第２回転部材とが相対回転したときに、回転方向で圧縮力を受けて弾性変形可能な弾性部材とを備え、前記第１窓部及び前記第２窓部のそれぞれの回転方向端部に、前記弾性部材の端部が当接する当接面が複数形成してあるトルク伝達装置のダンパー機構である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク伝達装置に適用されるダンパー機構であって、
所定の回転軸に対して回転自在に配置されると共に、第１窓部を備えた円板状の第１回転部材と、
前記第１回転部材と前記回転軸方向で重なり合うようにして、その回転軸に対し回転自在に配置されると共に、前記第１窓部と対向可能な位置に第２窓部を備えた円板状の第２回転部材と、
重なり合うように配設した前記第１窓部と前記第２窓部とにより形成される空間内に収納され、前記第１回転部材と前記第２回転部材とが相対回転したときに、回転方向で圧縮力を受けて弾性変形可能な弾性部材とを備え、
前記第１窓部及び前記第２窓部のそれぞれの回転方向端部に、前記弾性部材の端部が当接する当接面が複数形成してある、ことを特徴とするトルク伝達装置のダンパー機構。
【請求項２】
請求項１に記載のトルク伝達装置のダンパー機構において、
前記複数の当接面は、傾斜角を異ならせて設定した第１当接面と第２当接面とを含む、ことを特徴とするロックアップ装置のダンパー機構。
【請求項３】
請求項２に記載のトルク伝達装置のダンパー機構において、
前記第１当接面は、前記圧縮力を受ける前の前記弾性部材の端部が当接するように内周側に形成してあり、
前記第２当接面は、前記圧縮力を受けた前記弾性部材の端部が当接するように外周側に形成してある、ことを特徴とするトルク伝達装置のダンパー機構。
【請求項４】
請求項３に記載のトルク伝達装置のダンパー機構において、
前記第１当接面の傾斜角及び前記第２当接面の傾斜角は、前記トルク伝達装置の最大捩り角度に基づいて設定してある、ことを特徴とするトルク伝達装置のダンパー機構。
【請求項５】
請求項１に記載のトルク伝達装置のダンパー機構において、
前記複数の当接面は、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の周方向での位置を前後に異ならせて設定した第１当接面と第２当接面とを含み、当該第１当接面と第２当接面は段状に配置されている、ことを特徴とするトルク伝達装置のダンパー機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクコンバータのロックアップ装置やマニュアル変速機用のクラッチ装置等のトルク伝達装置に適用されるダンパー機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トルクコンバータのロックアップ装置には、出入力軸を接続したときに発生する振動やこの振動に基づく騒音を抑制するためダンパー機構を採用するものがあった。このようなダンパー機構には、コイルスプリングなどのように振動を吸収、あるいは減衰させる弾性部材が組込まれている。ところが、コイルスプリングのセット条件（設置環境）が悪い場合、ロックアップ装置を作動させたときにコイルスプリングに不適切な力が作用して、その寿命を低下させてしまう場合があった。これでは期待するダンパー効果を確実に得ることができない。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１は、ロックアップ装置の好ましいダンパー機構について提案している。このダンパー機構は、第１回転部材、第２回転部材、及び複数のコイルスプリングを備えている。ここで第１回転部材及び第２回転部材は、大略の形状が円板状であり対向して相対回転可能に配置されている。そして、第１回転部材は回転方向に並べられた複数の第１窓部を有している。第２回転部材も、第１窓部に重なり合うように設けられた複数の第２窓部を有している。コイルスプリングが、この重なり部分に収納されており、第１回転部材と第２回転部材とが相対回転したときに圧縮されるように配備してある。ここで第１窓部及び第２窓部の外周側縁は内周側縁よりも長い形状とされ、コイルスプリングが圧縮力を受けたときに外側に湾曲する形状となるようにしてある。なお、コイルスプリングの端部は一般に伸縮方向（自由長方向）に対してほぼ直角に形成してある。
【０００４】
上記ダンパー機構では、上記第１窓部及び第２窓部の回転方向での端部（以下、「回転方向端部」と称する）に、コイルスプリングの端部が当接する当接面が所定条件で形成してある。より詳細には、この当接面は上記第１窓部及び第２窓部の回転方向での中央部と回転中心とを通る中心線に対して所定角度だけ傾斜させて設定してある。これにより、圧縮力を受けて湾曲したときにコイルスプリングが半径方向外側へ押し出される力を抑えると共に、コイルスプリングの外周部の圧縮量増大を抑えるように設計してある。よって、特許文献１のダンパー機構はコイルスプリングの寿命を延ばすことができるとしている。
【特許文献１】特開２００５−５４８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、車両に搭載されるエンジンの燃費向上に対する要請が益々強くなっている。この要請に応えるためには、トルクコンバータが低回転（例えば1000ｒｐｍ程度）であるときに、前記ロックアップ装置を機能させること（以下、低回転化と称す）が有効であることが知られている。しかしながら、このように低回転化を試みるとロックアップ装置を作動させたときに前述した騒音がより顕著なものとなってしまう。この問題に対処するため、コイルスプリングの低剛性化が求められる。更には、年々、エンジントルクが増加する傾向にあるのでダンパー性能への要求がより厳しいものとなっている。
【０００６】
以上のように、ロックアップ装置におけるダンパー機構では、使用するコイルスプリングなどの弾性部材の低剛性化、及び高トルク時のダンパー性能を確保することが必要となっている。
【０００７】
ところで、ロックアップ装置は初期セット状態（待機状態）にあるときと、ロックアップ装置が作動してダンパー機構が機能したときとでは、コイルスプリングの外形が変化する。すなわち、外力を受けない自由状態のコイルスプリングは直線的な形状であるが、ロックアップ装置が作動してコイルスプリングに圧縮力が作用したときには窓部内で外側に湾曲した形状となる。これによりコイルスプリングの端部が傾斜する。前述の特許文献１で開示するロックアップ装置のダンパー機構は、この点に配慮してコイルスプリングに不適切な力が作用しないように前述したように回転方向端部の当接面が所定の傾斜角度に設定されていた。ところが、この当接面は平坦な単一面に形成されていた。よって、外力が作用しない初期セット状態のときには当接面の内周縁側がコイルスプリングに接触する。左右端で傾斜する当接面は「逆ハの字」状となるので、コイルスプリングには外周側へ押し出そうとする力が発生して、窓部の内側に片当たりする状態となる。よって、接触部分の磨耗が大きくなり、コイルスプリングの寿命が短くなってしまう。
【０００８】
なお、コイルスプリングを窓部内幅より短く初期セット設定することも考えられる。しかし、この場合には窓部内でコイルスプリングが遊んでガタ付いてしまう。従って、このような構造を採用することは現実的でない。また、マニュアル変速機用のクラッチ装置のダンパー機構についても、ここで説明したと同様の問題がある。
【０００９】
よって、本発明は、低剛性の弾性部材を使用した場合に、その弾性部材が初期セット状態にあるとき及び高トルク（捩り）の外力が作用した状態にあるときのいずれであっても、不適切な力が作用するのを抑制できる、トルク伝達装置のダンパー機構を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的のため、本発明のトルク伝達装置のダンパー機構は、所定の回転軸に対して回転自在に配置されると共に、第１窓部を備えた円板状の第１回転部材と、前記第１回転部材と前記回転軸方向で重なり合うようにして、その回転軸に対し回転自在に配置されると共に、前記第１窓部と対向可能な位置に第２窓部を備えた円板状の第２回転部材と、重なり合うように配設した前記第１窓部と前記第２窓部とにより形成される空間内に収納され、前記第１回転部材と前記第２回転部材とが相対回転したときに、回転方向で圧縮力を受けて弾性変形可能な弾性部材とを備え、前記第１窓部及び前記第２窓部のそれぞれの回転方向端部に、前記弾性部材の端部が当接する当接面が複数形成してある構成とすることによって特徴づけられる。
【発明の効果】
【００１１】
かかる本発明のトルク伝達装置のダンパー機構によれば、第１回転部材と第２回転部材とが相対回転して、弾性部材に作用する圧縮力が変化してその弾性部材の端部の向きが変化しても複数の当接面が形成されているので、その端部がスライドしたり、片当したりするような事態の発生を抑制できる。これにより弾性部材が初期セット状態にあるとき及び外力が作用した状態にあるときのいずれであっても、不適切な力が作用するのを抑制できる。したがって、このダンパー機構は弾性部材に作用する応力のバランスを均一化させて磨耗や騒音の発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態として好適な実施例を図を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、実施例１に係るダンパー機構を備えたトルク伝達装置としてのロックアップ装置が適用されている車両用駆動系のトルクコンバータの主要構成を一部拡大して示した図である。トルクコンバータは入出力軸を中心としてほぼ点対称的な構造であるので、図１では入出力軸の片側（図１では上側）の構成を図示している。
【００１４】
まず、トルクコンバータＴＣが備える基本的な構成を説明する。トルクコンバータＴＣはコンバータカバー７に結合されたシェル８に固着されたポンプインペラ５を備えている。また、タービンハブ１２を介して変速機入力軸９に相対回転を規制されて結合されたタービンランナ４を備えている。そして、上記タービンランナ４およびポンプインペラ５の間に位置するステータ６と、このステータ６をワンウェイクラッチ１１を介して支持するステータシャフト１０などを備えている。このような構成は従来のトルクコンバータと同様の基本構造である。
【００１５】
このトルクコンバータＴＣには、出力効率向上のためロックアップ装置２０が組み込まれている。ロックアップ装置２０は、タービンハブ１２を介して変速機入力軸９に相対回転可能に支持されたロックアップピストン１を備えている。ロックアップピストン１は、大略の形状が円板型の部材であって、外周側表面にはロックアップフェーシング２が固着されている。ロックアップピストン１はタービンハブ１２上を摺動する構造を備えており、変速機入力軸９に沿って左側（エンジン側）方向へ移動可能に設計されている。ロックアップフェーシング２がコンバータカバー７の内壁に押し付けられることで、トルク入力軸３（図示しないエンジンに結合されるクランク軸）と出力軸９（変速機入力軸）とが後述のダンパー機構３０を介して機械的に接続される。
【００１６】
上記変速機入力軸９の内部にはリリース圧油路２１が形成され、リリース圧油路２１はロックアップピストン１およびコンバータカバー７間に形成されたリリース室２３に連通している。また、ステータシャフト１０の外周には、ポンプインペラ５およびタービンランナ４間に形成されたアプライ室２４にアプライ圧を供給するアプライ圧油路２２が形成されている。リリース室２３およびアプライ室２４はロックアップ解除時にはロックアップピストン１の外周部で連通する。
【００１７】
上記ロックアップ装置２０を適用されているトルクコンバータＴＣは、アプライ圧油路２２からアプライ室２４にアプライ圧を供給すると、ロックアップピストン１のロックアップフェーシング２がコンバータカバー７に接近して当接し、ロックアップ締結状態となる。また、リリース圧油路２１からリリース室２３にリリース圧を供給すると、ロックアップピストン１のロックアップフェーシング２がコンバータカバー７から遠ざかり、ロックアップ状態を解除できる。よって、適宜に前記入出力軸を接続してトルクの伝達効率を高めることができる。
【００１８】
ところが、ロックアップ装置２０を起動させて入出力軸を接続したときには、前述したように振動が発生する場合がある。そこで、このロックアップ装置２０のロックアップピストン１の背面側にダンパー機構３０が組込まれている。このダンパー機構３０は、ロックアップピストン１に結合された第１回転部材３１と、変速機入力軸９（回転軸）にタービンハブ１２およびスプライン構造を介して結合された第２回転部材３２とを備えている。
これら第１回転部材３１と第２回転部材３２は共に円板状の部材であり、回転軸方向ＡＤで重なり合うように配置されている。ここでは、第１回転部材３１は２枚の部材から成り、第２回転部材３２をこれらの間に挟むように、第１回転部材３１と第２回転部材３２とが配設してある。
【００１９】
そして、両側に配置される第１回転部材３１のそれぞれには第１窓部３３が、第１回転部材３１の間に配置される第２回転部材３２には第２窓部３４が周方向での所定位置に形成されている。そして、これらの窓部３３、３４は互いに重なり合うように配設することで、その部分に空間ＳＰが形成されている。この空間ＳＰ内にロックアップ装置を作動させたときに発生する振動を抑制する弾性部材としてコイルスプリング（トーションスプリング）３５が収納してある。上記第１窓部３３、第２窓部３４は周方向に複数設置されており、それぞれの内部にはコイルスプリング３５が同様に配備されている。
【００２０】
図２は、上述したダンパー機構３０の構成を確認し易いように、図１で示している構造からダンパー機構３０に係る部分を取出して示した斜視図である。図２では、第１回転部材３１の一方の部材が前面側に図示してあり、その背面側に第２回転部材３２、更に第１回転部材３１の他方が重なるように位置している。この第１回転部材３１（及び第２回転部材３２）には周方向に４個の窓部３３（窓部３４）が形成してある。ここで第１回転部材３１と第２回転部材３２とは相対回転可能に配設されているので、ロックアップ装置２０が作動したときに第２回転部材３２を固定として、第１回転部材３１を矢印の回転方向ＭＤへ回転させるとコイルスプリング３５が相対回転したときの変化量（捩れ角度）に応じた圧縮力を受けることになる。
【００２１】
コイルスプリング３５は圧力を受けていない初期セット状態から、窓部３３、３４の回転方向端部に形成した当接面から圧縮力を受けて縮められる状態となると、その端部の傾斜する角度が変化する。特に、前述した低回転化のため低剛性のコイルスプリングを採用すると共に、高トルク（高捩り）に対応するダンパー性能も得ようとする場合、コイルスプリング３５は相対的に低剛性で、自由長が長いものが採用される。これにより、より一層、コイルスプリング３５の端部が傾斜する角度が大きくなる。したがって、第１窓部３３及び第２窓部３４の回転方向端部に設ける当接面が平坦な一面であると、前述したようにコイルスプリングに不均一な力が採用して磨耗などの問題が発生する。本実施例のダンパー機構は、これに対処可能な構造を具備している。この点について、更に図３を参照して説明する。
【００２２】
図３は、図２における円ＣＲ部分の構成を拡大して模式的に示した図であり、（ａ）は圧縮力が作用していないコイルスプリング３５の初期セット状態、（ｂ）はコイルスプリング３５に圧縮力が作用して湾曲した状態を示している。この図３は、第１回転部材３１の第１窓部３３の回転方向端部に形成した当接面の傾斜状態が確認できるように図示してある。当接面はコイルスプリング３５の端部３５ＥＤが当接する面であり、第１窓部３３の端部には複数の当接面（ここでは２つ）が形成されている。なお、図３（ａ）で示すように、このコイルスプリング３５の場合も外力を受けない自由状態では、その端部３５ＥＤは従来の一般的なコイルスプリングと同様に伸縮方向ＰＤに対してほぼ垂直に形成されている。
【００２３】
図３（ａ）で示すロックアップ装置が作動していない初期セット状態にあっては、コイルスプリング３５に実質的な圧縮力が作用していない。しかし、第１窓部３３内で遊ぶ状態（ガタつく状態）となるのを回避するため、ある程度の拘束力をもってコイルスプリング３５を支持することが必要である。このような観点から第１当接面４１が設定されている。この第１当接面４１の傾斜角θ１は、コイルスプリング３５を初期セットで支持するものであるから傾斜角の角度はゼロ（０）或いはこれに近い小さい角度に設定される。なお、ここでの傾斜角は先の従来技術で説明したと同様の条件で設定するもので、第１回転部材３１及び第２回転部材３２の中央部及び回転中心を通る中心線と平行な基準線ＳＬに対して成す角である。
【００２４】
一方、ロックアップ装置が作動し第１回転部材と第２回転部材とが相対回転して捩れが発生した場合に、コイルスプリング３５に捩れ角に応じて圧縮力が作用する。このとき、図３（ｂ）で示すように、コイルスプリング３５が外側に湾曲した形状になる。このときには、コイルスプリング３５の端部３５ＥＤは左回り（反時計方向）へ回転するような力を受けるので、角度が変化する。第２当接面４２は、このように圧縮力を受けて回転する状態となった端部ＥＤを当接させるように準備した面で、前記傾斜角θ１より角度の大きい傾斜角θ２をもって設定されている。すなわち、前記第１当接面４１は圧縮力を受ける前のコイルスプリング３５の端部３５ＥＤが平行に当接するように内周側に形成した面である。これに対して、第２当接面４２は圧縮力を受けたコイルスプリング３５の端部３５ＥＤが平行に当接するように外周側に形成した面である。
【００２５】
上記第２当接面４２の傾斜角θ２の具体的な角度は、ロックアップ装置２０の最大捩り角度に基づいて設定することができる。例えば最大捩り角度が３０度である場合、傾斜角θ２は３０度の半分の１５度程度とする。図３は第１回転部材３１の第１窓部３３の左端部について示している。第１回転部材３１の背面に位置する第２回転部材３２に設けられる第２窓部３４の場合は、図３とは反対側の右側の回転方向端部に前述した第１当接面及び第２当接面が形成される。この第１当接面の傾斜角θ２の傾斜角度を同様に１５度程度とすることで、最大捩り角度３０度に対応させることができる。更に、上記第１当接面４１の斜角度θ１を第２当接面θ２の傾斜角度の半分（７．５度程度）に設定するのがより好ましい。このような構成を採用するコイルスプリング３５に作用する応力を１０％程度、軽減することができることを本願発明者は確認している。
【００２６】
以上で説明した、ロックアップ装置２０のダンパー機構３０は、第１回転部材と第２回転部材とが相対回転して、コイルスプリング３５に圧縮力が作用して端部３５ＥＤの角度が変化しても、回転方向端部に複数の当接面が形成されているので、端部ＥＤはそのときに適した当接面に当接できる。その結果、コイルスプリングに不適切な力が作用することを抑制できるので、窓部内でスライドしたり、片当たしたりする事態の発生を確実に抑制できる。よって、コイルスプリングの長寿命化を図ることができ、ロックアップ装置２０を作動させたときの騒音も抑制できる。
【実施例２】
【００２７】
更に、図４を参照して更に実施例２に係るロックアップ装置のダンパー機構について説明する。実施例２のダンパー機構は前述した実施例１のダンパー機構と基本的な構成は同様であって、窓部の回転方向端部に形成する当接面が相違している。重複する説明を避けるため、実施例２では実施例１との相違部分を中心に説明する。なお、図４では、図３と同様の部位には同一の符号を付してある。
【００２８】
図４は、第１回転部材３１の第１窓部３３の回転方向端部に形成した当接面を確認できるように摸式的に図示した図である。この図４は前記図３と同様に図示している。すなわち、（ａ）で圧縮力が作用していないコイルスプリング３５の初期セット状態を示し、（ｂ）でコイルスプリング３５に圧縮力が作用して湾曲した状態を示している。
【００２９】
本実施例２では、第１当接面４３と第２当接面４４とが同じ向きに傾斜されており、接続部４５を介することで段状に配置してある。本実施例２の場合には回転方向ＭＤにおいて第１当接面４３と第２当接面４４とでは周方向位置が異なる。外周側の第２当接面４４の間隔が狭く形成されるので前述した圧縮力が作用したときにコイルスプリング３５の端部に確実に当接できる。なお、第２当接面４４の傾斜角度は、前述した実施例１の第２当接面４２の場合と同様に設定してもよい。
【００３０】
本実施例２の場合には、ロックアップ装置２０が作動していない初期セット状態にあっては、コイルスプリング３５の端部３５ＥＤが第１当接面４３の下側及び第１当接面４３と第２当接面４４との段部の複数箇所に当接するので、当接面に平行に当接する場合に準じて第１窓部３３内である程度の拘束力をもって支持される。そして、ロックアップ装置が作動し第１回転部材と第２回転部材とが相対回転して捩れが発生して、コイルスプリング３５に圧縮力が作用したときは、コイルスプリング３５の端部３５ＥＤが左回りへ回転するのでコイルスプリング３５の端部３５ＥＤが第２当接面４４に平行に当接して安定に支持される。
【００３１】
以上で説明した、実施例２のダンパー機構３０の場合も、第１回転部材と第２回転部材とが相対回転してコイルスプリング３５に作用する圧縮力が変化して、その端部３５ＥＤの傾きが変化しても、そのときに適した当接面に当接することができる。なお、この実施例２から理解されるように、コイルスプリング３５の端部３５ＥＤは複数設けた当接面によって安定に支持されればよく、２つ（複数）の当接面と同時に当接してもよい。本実施例の場合もコイルスプリングに不適切な力が作用するのを抑制できるので、磨耗を防止して長寿命化を図ることができる。
【００３２】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、前述した実施例では窓部内に１個のコイルスプリングを設置するようにした所謂ショートトラベル構造のダンパー機構を例示したが、これに限らずイコライザを介在させて窓部内に複数のコイルスプリングを設置するロングトラベル構造のダンパー機構であっても、本発明を同様に適用できる。
また、トルク伝達装置の一例としてトルクコンバータのロックアップ装置について説明したがこれに限らず、通常のクラッチ装置に本発明を同様に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のトルク伝達装置のダンパー機構によれば、第１回転部材と第２回転部材とが相対回転して、弾性部材に作用する圧縮力が変化してその弾性部材の端部の向きが変化しても複数の当接面が形成されているので、その端部がスライドしたり、片当したりするような事態の発生を抑制できる。そして、前記複数の当接面は、傾斜角を異ならせて設定した第１当接面と第２当接面とを含む構造としてもよい。また、前記第１当接面は、前記圧縮力を受ける前の前記弾性部材の端部が当接するように内周側に形成してあり、前記第２当接面は、前記圧縮力を受けた前記弾性部材の端部が当接するように外周側に形成してある構造としてもよい。また、前記第１当接面の傾斜角及び前記第２当接面の傾斜角は、前記トルク伝達装置の最大捩り角度に基づいて設定することができる。さらに、前記複数の当接面は、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の周方向での位置を前後に異ならせて設定した第１当接面と第２当接面とを含み、当該第１当接面と第２当接面は段状に配置されているトルク伝達装置のダンパー機構としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１に係るダンパー機構を備えたロックアップ装置が適用されているトルクコンバータの主要構成を一部拡大して示した図である。
【図２】図１で示すダンパー機構に係る部分を取出して示した斜視図である。
【図３】図２におけるＣＲ部分を拡大して模式的に示した図であり、（ａ）は圧縮力が作用していないコイルスプリングの初期セット状態、（ｂ）はコイルスプリングに圧縮力が作用して湾曲した状態を示している図である。
【図４】実施例２に係るロックアップ装置のダンパー機構について示した図であり、（ａ）は圧縮力が作用していないコイルスプリングの初期セット状態、（ｂ）はコイルスプリングに圧縮力が作用して湾曲した状態を示している図である。
【符号の説明】
【００３５】
２０        ロックアップ装置（トルク伝達装置）
３０        ダンパー機構
３１        第１回転部材
３２        第２回転部材
３３        第１窓部
３４        第２窓部
３５        コイルスプリング（弾性部材）
ＴＣ        トルクコンバータ
ＳＰ        空間
【図１】
2009030770.tif 000003
【図２】
2009030770.tif 000004
【図３】
2009030770.tif 000005
【図４】
2009030770.tif 000006