JP4949503B2 - トルクコンバータ用のロックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロックアップ装置、特に、トルクを伝達するとともに捩り振動を吸収・減衰するためのトルクコンバータのロックアップ装置に関する。

トルクコンバータには、トルクをフロントカバーからタービンに直接伝達するためのロックアップ装置が設けられている場合が多い。このロックアップ装置は、フロントカバーに摩擦連結可能なピストンと、ピストンに固定されるリティーニングプレートと、リティーニングプレートに支持される複数対のトーションスプリングと、複数のトーションスプリングを介して回転方向にピストンに弾性連結されるドリブンプレートとを有している。ドリブンプレートはタービンに固定されている（特許文献１を参照）。

ここでは、ピストンは、フロントカバーとタービンとの間の空間を軸方向に分割しており、ピストンの外周部に環状に張られた摩擦フェーシングがフロントカバーの摩擦面に押し付けられると、フロントカバーのトルクがロックアップ装置に伝達される。すると、トルクがロックアップ装置からタービンへと伝達される。このときには、ロックアップ装置の外周部に配置された複数のトーションスプリングによって、エンジンから入力されるトルク変動が、吸収・減衰される。

特開２００８−１３８７９７

特許文献１に示されたロックアップ装置（以下、従来のロックアップ装置と呼ぶ）では、複数対のトーションスプリングが圧縮されると、一対のトーションスプリングの捩り特性に基づいて、複数対のトーションスプリングの捩り特性が決定される。言い換えると、複数対のトーションスプリングの捩り特性を決定するためには、一対のトーションスプリングの捩り特性を設定する必要がある。

捩り特性は、一対のトーションスプリングの捩り角度（回転角度）と一対のトーションスプリングが減衰可能なトルク変動量との関係を示したものである。このため、一対のトーションスプリングが圧縮された場合には、一対のトーションスプリングの捩り剛性に対応するトルク変動が減衰される。

従来のロックアップ装置では、捩り特性は線形（１段）であったため、この捩り特性を用いて所定のトルク変動を減衰しようとすると、捩り剛性を大きくせざるを得なかった。しかしながら、この場合、捩り剛性が大きすぎてしまい、トーションスプリングの圧縮が開始されたときの初期振動が発生してしまうおそれがある。そこで、この問題を解決するために、捩り特性をバイリニア型（２段）に設定する構成が、考えられた。しかしながら、トルク変動の目標減衰量が大きくなると、初期振動は抑制することはできるものの、目標減衰量を確保するために、第２捩り剛性を大きくする必要がある。このため、この場合、第１捩り剛性に対する第２捩り剛性の比が大きくなってしまい、捩り特性の屈曲点およびこの屈曲点を超えた範囲において、剛性差による新たな振動が発生してしまうおそれがあった。すなわち、捩り特性をバイリニア型（２段）に設定した場合にも、トーションスプリングに起因する振動を抑制しきれないという問題が、発生してしまっていた。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、コイルスプリングに起因する振動を確実に抑制できるトルクコンバータ用のロックアップ装置を、提供することにある。

請求項１に係るトルクコンバータ用のロックアップ装置は、トルクを伝達するとともに捩り振動を吸収・減衰するための装置である。このロックアップ装置は、入力回転部材と、出力回転部材と、複数対の第１コイルスプリングと、複数の第２コイルスプリングとを備えている。

複数対の第１コイルスプリングは、径方向外方において、入力回転部材と出力回転部材との相対回転によって、回転方向に圧縮される。各対の２つの第１コイルスプリングは、直列に配置されている。複数の第２コイルスプリングは、径方向内方において、入力回転部材と出力回転部材との所定の相対角度以上の相対回転によって、回転方向に圧縮される。このような構成を有するロックアップ装置では、入力回転部材と出力回転部材との間の相対角度とトルクとの関係を示す３段の捩り特性が、入力回転部材と出力回転部材との間の相対角度に応じて、各対の２つの第１コイルスプリングおよび第２コイルスプリングの少なくともいずれか１つを圧縮することによって形成される。また、３段の捩り特性においては、第１捩り剛性と第２捩り剛性との剛性比が、１．５以上３．０以下に設定される。

各対の２つの第１コイルスプリングが圧縮された時の第１捩り剛性と、対をなす２つの第１コイルスプリングのいずれか一方が線間密着し、対をなす２つの第１コイルスプリングのいずれか他方が圧縮された時の第２捩り剛性との比は、上記の剛性比に設定される。また、上記のいずれか一方の第１コイルスプリングが線間密着する時の相対角度は、第２コイルスプリングの圧縮が開始される時の所定の相対角度より小さい。

このロックアップ装置では、エンジンのトルクが、入力回転部材から出力回転部材へと伝達される。このときに、入力回転部材と出力回転部材との相対回転によって、各対の第１コイルスプリングおよび複数の第２コイルスプリングの少なくともいずれか１つが圧縮され、相対角度に応じた複数段の捩り特性に基づいて、捩り振動が吸収・減衰される。特に、このロックアップ装置では、第１捩り剛性と第２捩り剛性との剛性比（第１捩り剛性に対する第２捩り剛性の剛性比）が、１．５以上３．０以下に設定されている。

本発明では、捩り特性を３段に設定しているので、トルク変動の目標減衰量が大きくなっても、コイルスプリングに起因する初期振動を、抑制することができる。また、本発明では、第１捩り剛性と第２捩り剛性との剛性比を、１．５以上３．０以下に設定しているので、捩り特性の屈曲点を超えたときに発生するおそれがある振動、すなわち剛性差による振動を、抑制することができる。このように、本発明では、コイルスプリングに起因する振動を確実に抑制することができる。

詳細には、第１捩り剛性と第２捩り剛性との剛性比が１．５未満になった場合、第１捩り剛性と第２捩り剛性との剛性差が小さくなりすぎるため、目標減衰量を確保するために必要となる捩り特性の段数、すなわち常用域における捩り特性の段数が、増えてしまい、捩り特性を設定したり制御したりすることが難しくなるおそれがある。また、捩り特性の段数が増えると、ロックアップ装置の構造が複雑になるおそれもあり、この場合は、ロックアップ装置のコストが高くなってしまうおそれもある。しかしながら、本発明では、このような問題を解決することができる。

また、第１捩り剛性と第２捩り剛性との剛性比が３．０より大きくなった場合、第１捩り剛性と第２捩り剛性との剛性差が大きくなりすぎるため、第１捩り剛性から第２捩り剛性へと移行したときに、上述した剛性差による振動が、発生するおそれがある。しかしながら、本発明では、このような問題を解決することができる。

また、このトルクコンバータのロックアップ装置では、入力回転部材と出力回転部材とが相対回転すると、まず、各対の２つの第１コイルスプリングの圧縮が開始される。すると、各対の２つの第１コイルスプリングの捩り剛性に応じて、捩り振動が吸収・減衰される。次に、各対の２つの第１コイルスプリングのいずれか一方が線間密着し、各対の２つの第１コイルスプリングのいずれか他方が圧縮されると、ここで圧縮された第１コイルスプリングの捩り剛性に応じて、捩り振動が吸収・減衰される。最後に、各対の２つの第１コイルスプリングのいずれか他方と、複数の第２コイルスプリングとが圧縮されると、ここで圧縮された第１コイルスプリングおよび第２コイルスプリングの捩り剛性に応じて、捩り振動が吸収・減衰される。

このような捩り特性を有するロックアップ装置では、各対の２つの第１コイルスプリングが圧縮された時の第１捩り剛性と、対をなす２つの第１コイルスプリングのいずれか一方が線間密着し、対をなす２つの第１コイルスプリングのいずれか他方が圧縮された時の第２捩り剛性との比が、上記の剛性比に設定されている。

このように、本発明では、対をなす２つの第１コイルスプリングのいずれか一方を線間密着させることにより、第２捩り剛性を形成し、その後、対をなす２つの第１コイルスプリングのいずれか他方と第２コイルスプリングとを圧縮することによって、第３捩り剛性を形成している。これにより、上記の第１コイルスプリングおよび第２コイルスプリングとは別のコイルスプリングを、特別に用意しなくても、３段の捩り特性を得ることができる。すなわち、ロックアップ装置を複雑にすることなく、３段の捩り特性を容易に得ることができる。

また、この場合、３段目の捩り特性を除いた捩り特性、すなわち１段目の捩り特性と２段目の捩り特性を、常用域で用いる捩り特性とすると、ここでは、常用域における第１捩り剛性と第２捩り剛性との剛性比を、１．５以上３．０以下に設定した場合、捩り特性の屈曲点を超えたときに発生するおそれがある振動、すなわち剛性差による振動を、抑制することができる。

さらに、このトルクコンバータのロックアップ装置では、対をなす２つの第１コイルスプリングのいずれか一方が線間密着する時の相対角度は、第２コイルスプリングの圧縮が開始される時の所定の相対角度より小さい。

ここでは、対をなす２つの第１コイルスプリングのいずれか一方が線間密着する時の相対角度を、第２コイルスプリングの圧縮が開始される時の所定の相対角度より小さく設定することによって、第３捩り剛性が形成される。これにより、上記の第１コイルスプリングおよび第２コイルスプリングとは別のコイルスプリングを、特別に用意しなくても、３段の捩り特性を容易に得ることができる。

請求項２に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、請求項１に記載の装置において、入力回転部材と出力回転部材との相対回転を規制するための回転規制手段を、さらに備えている。

この場合、回転規制手段によって、入力回転部材と出力回転部材との相対回転が、規制される。すると、第１コイルスプリングおよび第２コイルスプリングによって捩り振動を吸収・減衰するための動作（ダンパー動作）が、停止する。すなわち、回転規制手段によって、捩り特性の上限が、設定される。このように、回転規制手段によって捩り特性の上限を設定することにより、捩り角度が所定の大きさ以上になったときに、トルクを、入力回転部材から出力回転部材へと確実に伝達することができる。

本発明では、トルクコンバータ用のロックアップ装置において、コイルスプリングに起因する振動を確実に抑制できる。

本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータの縦断面概略図。 ロックアップ装置をトランスミッション側から見た平面図。 図２のＡ−Ａ'断面図。 図２のＯ−Ｄ断面図。 リティーニングプレートの平面図。 前記ロックアップ装置の３段の捩り特性を示すモデル図。 前記ロックアップ装置のトーションスプリング作動時のモデル図。

［トルクコンバータの基本構成］
図１は本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータ１（流体式トルク伝達装置）の縦断面概略図である。トルクコンバータ１は、エンジンのクランクシャフトからトランスミッションの入力シャフトにトルクを伝達するための装置である。図１の左側に図示しないエンジンが配置され、図１の右側に図示しないトランスミッションが配置されている。図１に示すＯ−Ｏがトルクコンバータ１の回転軸である。

トルクコンバータ１は、フロントカバー２と、インペラー４と、タービン５と、ステータ６と、ロックアップ装置７とを備えている。そして、インペラー４と、タービン５と、ステータ６とによってトーラス形状の流体作動室３が形成されている。

フロントカバー２は、図示しないフレキシブルプレートを介してトルクが入力される部材である。フロントカバー２は、エンジン側に配置されている部材であって、環状部２１と、環状部２１の外周縁からトランスミッション側に向かって延びる円筒状の部分２２とを有している。

フロントカバー２の内周端にはセンターボス２３が設けられている。センターボス２３は、軸方向に延びる円筒形状の部材であり、クランクシャフトの中心孔の内部に挿入されている。

また、フロントカバー２のエンジン側には図示しないフレキシブルプレートが複数のボルト２４によって固定されている。このフレキシブルプレートは、薄い円板状の部材であってトルクを伝達するとともにクランクシャフトからトルクコンバータ１の本体に伝達される曲げ振動を吸収するための部材である。

さらに、環状部２１の外周縁に形成された円筒状の部分２２のトランスミッション側の先端は、インペラー４のインペラーシェル４１の外周縁と溶接によって接続されている。フロントカバー２とインペラー４とによって、内部に作動油が充填された流体室が、形成されている。

インペラー４は、主に、インペラーシェル４１と、その内部に固定されたインペラーブレード４２と、インペラーシェル４１の内周部に固定されたインペラーハブ４３とから構成されている。

インペラーシェル４１は、フロントカバー２に対向するようにフロントカバー２のトランスミッション側に配置されており、内周側の面にはインペラーブレード４２を固定するための固定凹部４１ａが形成されている。インペラーブレード４２は、板状の部材であって、作動油によって押圧される部分である。インペラーブレード４２には、外周側及び内周側にインペラーシェル４１の固定凹部４１ａに配置可能な凸部４２ａが形成されている。そして、このインペラーブレード４２のタービン５側には環状のインペラーコア４４が配置されている。インペラーハブ４３は、インペラーシェル４１の内周端からトランスミッション側に延びる筒状の部材である。

タービン５は、流体室内でインペラー４に対して軸方向に対向して配置されている。タービン５は、主に、タービンシェル５１と、複数のタービンブレード５２と、タービンシェル５１の内周部に固定されたタービンハブ５３とを有している。タービンシェル５１は、略円板状の部材である。タービンブレード５２は、タービンシェル５１のインペラー４側の面に固定されている板状の部材である。このタービンブレード５２のインペラー４側には、インペラーコア４４に対向するようにタービンコア５４が配置されている。

タービンハブ５３は、タービンシェル５１の内周部に配置されており、軸方向に延びる円筒部５３ａと、円筒部５３ａから外周に向かって延びる円板部５３ｂとを有している。タービンハブ５３の円板部５３ｂにはタービンシェル５１の内周部が複数のリベット５５によって固定されている。そして、タービンハブ５３の円筒部５３ａの内周部には、入力シャフトに係合するスプラインが形成されている。これによりタービンハブ５３は入力シャフトと一体回転する。

ステータ６は、タービン５からインペラー４に戻る作動油の流れを整流するための機構である。ステータ６は樹脂やアルミ合金などで鍛造により一体に製作された部材である。ステータ６は、主に、環状のステータキャリア６１と、ステータキャリア６１の外周面に設けられた複数のステータブレード６２と、ステータブレード６２の外周側に設けられたステータコア６３とから構成されている。ステータキャリア６１はワンウェイクラッチ６４を介して図示しない筒状の固定シャフトに支持されている。

以上のインペラーシェル４１、タービンシェル５１、ステータキャリア６１によって、流体室内にトーラス形状の流体作動室３が形成されている。なお、流体室内においてフロントカバー２と流体作動室３の間には環状の空間が確保されている。

なお、フロントカバー２の内周部とタービンハブ５３の円筒部５３ａとの間には樹脂部材１０が配置されており、この樹脂部材１０には半径方向に作動油が連通可能な第１ポート１１が形成されている。この第１ポート１１は入力シャフト内に設けられた油路と、タービン５とフロントカバー２との間の空間とを連通させている。また、タービンハブ５３とステータ６の内周部との間には第１スラストベアリング１２が配置されており、この第１スラストベアリング１２には半径方向に作動油が連通可能な第２ポート１３が形成されている。そして、ステータ６とインペラー４との軸方向間には第２スラストベアリング１４が配置されており、この第２スラストベアリング１４には半径方向に作動油が連通可能な第３ポート１５が形成されている。この各ポート１１、１３、１５は独立して作動油の供給・排出が可能となっている。

［ロックアップ装置の構造］
ロックアップ装置７は、エンジンのクランクシャフトからのトルクを伝達するとともに捩り振動を吸収及び減衰するための装置である。ロックアップ装置７は、図１に示すように、タービン５とフロントカバー２との間の空間に配置されており、必要に応じて両者を機械的に連結するための機構である。ロックアップ装置７は、フロントカバー２とタービン５との軸方向間の空間Ａに配置されている。ロックアップ装置７は、空間Ａを概ね軸方向に分割するように配置されている。ここでは、フロントカバー２とロックアップ装置７との間の空間を第１油圧室Ｂとし、ロックアップ装置７とタービン５との間の空間を第２油圧室Ｃとする。

ロックアップ装置７は、クラッチ及び弾性連結機構の機能を有し、主に、ピストン７１と、リティーニングプレート７２と、出力回転部材としてのドリブンプレート７３と、複数の大トーションスプリング７４（第１コイルスプリング）と、複数の小トーションスプリング７５（第２コイルスプリング）と、サポート部材７６とを有している。

ここで、図２は、ロックアップ装置７をトランスミッション側から見た平面図である。また、図３は図２のＡ―Ａ'断面図であり、図４は図２のＯ―Ｄ断面図である。さらに、図５は、リティーニングプレート７２の平面図である。

ピストン７１は、クラッチ連結・遮断を行うための部材であり、さらには弾性連結機構としてのロックアップ装置７における入力部材として機能する。ピストン７１はエンジンのクランクシャフトに対して回転可能に配置されている。ピストン７１は、中心に円形の孔が形成された円板形状の部材である。ピストン７１の外側端７１ｇ（図３参照）はリティーニングプレート７２の外周縁、すなわち後述する外周側突出部７２ｃの外周縁にまで延びている。

ピストン７１は、空間Ａを概ね軸方向に分割するように、空間Ａの内部において半径方向に延びている。このピストン７１には、図３及び図４に示すように、径方向略中央部分にエンジン側に向かって湾曲した凹部７１ａが形成されている。凹部７１ａには、図３に示すように、小トーションスプリング７５の一部が配置されている。

またピストン７１には、凹部７１ａの外周側においてトランスミッション側に向かって湾曲した窪み部７１ｂと、窪み部７１ｂのさらに外周側において軸方向に直交する平坦部７１ｃが形成されている。この平坦な部分７１ｃのエンジン側の面に摩擦フェーシング７１ｄが設けられている。ここで、フロントカバー２には平坦部２ａが形成されており、このフロントカバー２の平坦部２ａは、ピストン７１の摩擦フェーシング７１ｄに対向する部分である。このフロントカバー２の平坦部２ａと、ピストンの平坦部７１ｃと、ピストン７１の摩擦フェーシング７１ｄとによって、ロックアップ装置７のクラッチ機能が実現されている。

ピストン７１の内周縁には軸方向エンジン側に延びる内周側筒状部７１ｅが形成されている。内周側筒状部７１ｅはタービンハブ５３の外周面に支持されている。なお、ピストン７１は、軸方向に移動自在になっており、フロントカバー２に接触可能になっている。さらにタービンハブ５３の外周部には内周側筒状部７１ｅの内周面に当接する環状のシールリング７１ｆが設けられている（図１参照）。このシールリング７１ｆによりピストン７１の内周縁において軸方向のシールがなされている。

リティーニングプレート７２は、図２及び図３に示すように、環状の部材であって、金属製の部材である。また、リティーニングプレート７２は、固定部７２ａと、３つの支持部７２ｂと、外周側突出部７２ｃ（径方向支持部）と、回転規制部７２ｄと、スプリング収納部７２ｅと、周方向支持部７２ｍとを有している。

固定部７２ａは、略環状に形成された部分であって、ピストン７１の窪み部７１ｂに複数のリベット７２ｆによって固定されている（図３参照）。支持部７２ｂは、大トーションスプリング７４の周方向端部を支持する部分である。また、支持部７２ａは、固定部７２ａから外周側に向かって突出し、固定部７２ａに一体に形成されている。さらに、支持部７２ｂは、周方向に所定の間隔で設けられている。

支持部７２ｂは、外周部の周方向両端にトランスミッション側に延びる板状の周方向支持部７２ｈ（外周側の周方向支持部７２ｈ）を有している。外周側の周方向支持部７２ｈは、大トーションスプリング７４の周方向端部に当接可能になっている。外周側突出部７２ｃは、支持部７２ｂからさらに外周側に突出する部分である。外周側突出部７２ｃは、周方向において隣り合う２つの大トーションスプリング７４の間に配置されている。

回転規制部７２ｄは、ドリブンプレート７３と接触することで、リティーニングプレート７２とドリブンプレート７３との相対回転を規制する部分である。回転規制部７２ｄは、周方向に隣接する支持部７２ｂの間の中央部において、固定部７２ａの外周縁からトランスミッション側に突出して板状に形成されている。この回転規制部７２ｄの周方向両端部において、ドリブンプレート７３と接触可能になっている。

スプリング収納部７２ｅは、小トーションスプリング７５を収納可能な部分であって、固定部７２ａから内周側に向かって突出するように設けられている。また、スプリング収納部７２ｅは、外周側の周方向支持部７２ｈの内周側に形成される別の周方向支持部７２ｍ（内周側の周方向支持部７２ｍ）を、有している。内周側の周方向支持部７２ｍは、小トーションスプリング７５の周方向端部に当接可能になっている。

ドリブンプレート７３は、板金製の環状の部材である。ドリブンプレート７３の内周部は、複数のリベット５５によってタービンハブ５３に固定されている。また、ドリブンプレート７３は、径方向略中央部に小トーションスプリング７５が配置される３つの窓孔７３ａが形成されている。ドリブンプレート７３の外周側端部には、エンジン側に向かって折り曲げられた周方向支持部７３ｂ（外周側の周方向支持部７３ｂ）が形成されている。また、ドリブンプレート７３の半径方向の中央部、すなわち外周側の周方向支持部７３ｂの内周側には、エンジン側に湾曲した周方向支持部７３ｆ（内周側の周方向支持部７３ｆ）が形成されている。

外周側の周方向支持部７３ｂは、大トーションスプリング７４の周方向端部に当接可能になっている。そして、ドリブンプレート７３の周方向支持部７３ｂと、リティーニングプレート７２の外周側の周方向支持部７２ｈとの間で、各対の２つの大トーションスプリング７４が圧縮される。内周側の周方向支持部７３ｆは、小トーションスプリング７５の周方向端部に当接可能になっている。そして、ドリブンプレート７３の周方向支持部７３ｆと、リティーニングプレート７２の内周側の周方向支持部７２ｍとの間で、複数の小トーションスプリング７５それぞれが圧縮される。

また、ドリブンプレート７３には、平板状の部分７３ｃが形成されている。そして、平板状の部分７３ｃがリティーニングプレート７２の回転規制部７２ｄに接触することでドリブンプレート７３の回転が規制される。なお、上記のリティーニングプレート７２の回転規制部７２ｄと、ドリブンプレート７３の平板状の部分７３ｃとによって、回転規制手段が構成されている。

大トーションスプリング７４は、リティーニングプレート７２を介してピストン７１とドリブンプレート７３との間で動力の伝達を行う。また、大トーションスプリング７４は、捩り振動を吸収・減衰する。大トーションスプリング７４は、ピストン７１のトランスミッション側に配置されている。また、本実施形態では、３対（３組）の大トーションスプリング７４（６つの大トーションスプリング７４）が、周方向に並べて配置されている。一対の大トーションスプリング７４は、２つの大トーションスプリング７４から構成されている。大トーションスプリング７４の周方向両端には、図２に示すように、スプリングシート７４ａが配置されている。このスプリングシート７４ａは、大トーションスプリング７４の周方向端部を支持する円板状の部分７４ｂと、円板状の部分７４ｂから周方向に向かって突出する突出支持部７４ｃとを有しており、リティーニングプレート７２に支持されている。

小トーションスプリング７５は、リティーニングプレート７２とドリブンプレート７３との間で動力の伝達を行う。また、小トーションスプリング７５は、捩り振動を吸収・減衰する。小トーションスプリング７５は、大トーションスプリング７４の内周側に配置されている。小トーションスプリング７５は、ピストン７１のトランスミッション側に配置されている。ここでは、３つの小トーションスプリング７５が、周方向に並べて配置されている。また、３つの小トーションスプリング７５それぞれは、一対の大トーションスプリング７４と協働して圧縮され、この圧縮によって、ロックアップ装置７の基本捩り特性が形成される。

サポート部材７６は、大トーションスプリング７４の外周側を支持する部材である。また、サポート部材７６は、外周側支持部７６ａと、３つの突出部７６ｂと、移動規制部７６ｃと、中間部７６ｄとを有している。

外周側支持部７６ａは、大トーションスプリング７４の外周側を支持する部分であって、図３に示すように、大トーションスプリング７４の外周側に配置されている。また、外周側支持部７６ａは軸方向に沿って延びる円筒状の部分である。さらに、外周側支持部７６ａは、リティーニングプレート７２の外周側突出部７２ｃの先端によって径方向に支持されている。外周側支持部７６ａは外周側突出部７２ｃの軸方向トランスミッション側に配置されている。

突出部７６ｂは、外周側支持部７６ａのエンジン側端部に設けられており、外周側支持部７６ａの内周面から内周側に突出している。突出部７６ｂは、周方向に等間隔に配置されている。また、突出部７６ｂは、図３に示すように、ピストン７１の外側端７１ｇとリティーニングプレート７２の外周縁７２ｊとの軸方向間に配置されている部分である。サポート部材７６が軸方向トランスミッション側に移動しようとすると、突出部７６ｂが外周側突出部７２ｃのエンジン側の面に接触することでサポート部材７６の移動が規制される。さらにサポート部材７６が軸方向エンジン側に移動しようとすると、突出部７６ｂがピストン７１の外側端７１ｇのトランスミッション側の面に接触することでサポート部材７６のエンジン側への移動が規制される。この突出部７６ｂは外周側突出部７２ｃに対応して配置されている。すなわち、周方向において大トーションスプリング７４が配置されていない位置に設けられている。

移動規制部７６ｃは、大トーションスプリング７４のトランスミッション側への移動を規制するための部分であって、外周側支持部７６ａのトランスミッション側端部から内周側に向かって延びる部分である。また、移動規制部７６ｃは、規制部分７６ｅと、補強部分７６ｆとを有している。規制部分７６ｅは、大トーションスプリング７４がトランスミッション側に移動しようとする際に大トーションスプリング７４に接触することで大トーションスプリング７４の移動を規制する部分である。規制部分７６ｅは外周側支持部７６ａのトランスミッション側端部から内周側に向かって延びる部分である。なお、突出部７６ｂがリティーニングプレート７２に接触している状態で移動規制部７６ｃとピストン７１との軸方向間隔は、大トーションスプリング７４の径よりも大きい。すなわち、移動規制部７６ｃと大トーションスプリング７４との間には隙間が形成されている。補強部分７６ｆは、移動規制部７６ｃの強度を高めるための部分であって、規制部分７６ｅからトランスミッション側に突出する部分である。

中間部７６ｄは、図２に示すように、大トーションスプリング７４の周方向端部を支持可能な部分であって、互いに隣り合う２つの大トーションスプリング７４の周方向間に配置されている。また、中間部７６ｄは、移動規制部７６ｃからエンジン側に向かって延びる部分である。

［トルクコンバータの動作］
エンジン始動直後には、第１ポート１１及び第３ポート１５からトルクコンバータ１本体内に作動油が供給され、第２ポート１３から作動油が排出される。第１ポート１１から供給された作動油はピストン７１とフロントカバー２との間の空間（第１油圧室Ｂ）を外周側に流れ、ピストン７１とタービン５との間の空間（第２油圧室Ｃ）を通過して流体作動室３内に流れ込む。

そして、第３ポート１５からトルクコンバータ１の本体内に供給された作動油は、インペラー４側に移動し、インペラー４によってタービン５側に移動させられる。そして、タービン５側に移動した作動油は、タービン５によってステータ６側に移動させられ、再びインペラー４に供給される。この動作によってタービン５が回転させられる。

タービン５に伝達された動力は入力シャフトに伝達される。このようにしてエンジンのクランクシャフトと入力シャフトとの間で動力の伝達が行われる。なおこのとき、ピストン７１は、フロントカバー２から離れており、フロントカバー２のトルクはピストン７１に伝達されない。

［ロックアップ装置の動作］
トルクコンバータ１の回転速度が上がり、入力シャフトが一定の回転数に達すると、第１ポート１１から第１油圧室Ｂの作動油が排出される。この結果、第１油圧室Ｂと第２油圧室Ｃとの油圧差によって、ピストン７１がフロントカバー２側に移動させられ、摩擦フェーシング７１ｄがフロントカバー２の平坦な摩擦面に押し付けられる。摩擦フェーシング７１ｄがフロントカバー２に押しつけられることによって、フロントカバー２のトルクは、ピストン７１からリティーニングプレート７２及び大トーションスプリング７４を介してドリブンプレート７３に伝達される。さらにドリブンプレート７３に伝達されたトルクはドリブンプレート７３からタービン５に伝達される。すなわち、フロントカバー２が機械的にタービン５に連結され、フロントカバー２のトルクがタービン５を介して直接入力シャフトに出力される。

［ロックアップ装置の捩り特性］
以上に述べたロックアップ連結状態において、ロックアップ装置７は、トルクを伝達する。ロックアップ装置７は、トルク伝達とともに、フロントカバー２から入力される捩り振動を、捩り特性に基づいて吸収・減衰する。

以下では、図６および図７を用いて、ロックアップ装置７の捩り特性について説明する。図６は、ロックアップ装置７の３段の捩り特性を示すモデル図であり、図７は、ロックアップ装置７においてトーションスプリングが圧縮された時のモデル図である。また、図６および図７は、一対の大トーションスプリング７４と、１つの小トーションスプリング７５が圧縮されたときのモデル図である。

なお、図７では、一対の大トーションスプリング７４、すなわち２つの大トーションスプリング７４を区別するために、２つの大トーションスプリング７４の一方の大トーションスプリングの番号を７４ａと記し、２つの大トーションスプリング７４の他方の大トーションスプリングの番号を７４ｂと記す。

具体的には、フロントカバー２からロックアップ装置７に捩り振動が入力されると、ドライブプレート７２とドリブンプレート７３との間で捩り角度θが生じる。すると、図７（ａ）に示すように、各対の２つの大トーションスプリング７４ａ，７４ｂが、リティーニングプレート７２とドリブンプレート７３との間で回転方向に圧縮される。詳細には、各対の２つの大トーションスプリング７４ａ，７４ｂは、リティーニングプレート７２の外周側の周方向支持部７２ｈとドリブンプレート７３の周方向支持部７３ｂとの間で回転方向に圧縮される。この状態を、第１の圧縮状態Ｊ１と呼ぶ（図６を参照）。この第１の圧縮状態Ｊ１では、２つの大トーションスプリング７４ａ，７４ｂの捩り剛性を合成した捩り剛性、すなわち第１捩り剛性Ｄ１によって、１段目の捩り特性が規定される。そして、この１段目の捩り特性に基づいて、捩り振動が吸収及び減衰される。

この状態において捩り角度θが大きくなると、各対の２つの大トーションスプリング７４のいずれか一方の大トーションスプリング７４ａが、線間密着し圧縮不能になる。このときの状態が、図６における第１屈曲点Ｐ１に相当する。ここで、上記の大トーションスプリング７４ａが、線間密着すると、図７（ｂ）に示すように、各対の２つの大トーションスプリング７４ａ，７４ｂのいずれか他方の大トーションスプリング７４ｂが、リティーニングプレート７２とドリブンプレート７３との間、すなわちリティーニングプレート７２の外周側の周方向支持部７２ｈとドリブンプレート７３の周方向支持部７３ｂとの間で、回転方向に圧縮される。この状態を、第２の圧縮状態Ｊ２と呼ぶ（図６を参照）。この第２の圧縮状態Ｊ２では、１つの大トーションスプリング７４ｂの捩り剛性、すなわち第２捩り剛性Ｄ２によって、２段目の捩り特性が規定される。そして、この２段目の捩り特性に基づいて、捩り振動が吸収及び減衰される。

この状態において捩り角度θがさらに大きくなると、各対の一方の大トーションスプリング７４ａが線間密着し、各対の他方の大トーションスプリング７４ｂが圧縮された状態において、複数の小トーションスプリング７５の圧縮が開始される。このときの状態が、図６における第２屈曲点Ｐ２に相当する。そして、図７（ｃ）に示すように、各対の他方の大トーションスプリング７４ｂと複数の小トーションスプリング７５とが、リティーニングプレート７２とドリブンプレート７３との間で、圧縮される。詳細には、各対の他方の大トーションスプリング７４ｂが、リティーニングプレート７２の外周側の周方向支持部７２ｈとドリブンプレート７３の周方向支持部７３ｂとの間で、回転方向に圧縮される。また、複数の小トーションスプリング７５が、リティーニングプレート７２の内周側の周方向支持部７２ｍと、ドリブンプレート７３の内周側の周方向支持部７３ｆとの間で、回転方向に圧縮される。この状態を、第３の圧縮状態Ｊ３と呼ぶ（図６を参照）。この第３の圧縮状態Ｊ３では、１つの大トーションスプリング７４および１つの小トーションスプリング７５の捩り剛性を合成した捩り剛性、すなわち第３捩り剛性Ｄ３によって、３段目の捩り特性が規定される。そして、この３段目の捩り特性に基づいて、捩り振動が吸収及び減衰される。

この状態において捩り角度θがさらに大きくなると、最終的には、リティーニングプレート７２の回転規制部７２ｄが、ドリブンプレート７３の平板状の部分７３ｃに当接する。この状態が、図６における限界点Ｐ３の状態に相当する。すると、動作中の各対の大トーションスプリング７４と動作中の各対の小トーションスプリング７５との圧縮が、停止する。この状態を、圧縮停止状態ＪＦと呼ぶ（図６を参照）。すなわち、トーションスプリング７４，７５のダンパー動作が、停止する。

［ロックアップ装置の捩り特性］
上記のように、トーションスプリング７４，７５が動作する場合の捩り剛性を、以下では、図６および図７を参照して説明する。なお、説明を容易にするために、ここでは、一対の大トーションスプリング７４および１つの小トーションスプリング７５それぞれの捩り剛性を用いて、説明を行う。なお、２つの大トーションスプリング７４の捩り剛性それぞれを、記号Ｋ１１および記号Ｋ１２で記し、１つの小トーションスプリング７５の捩り剛性を、記号Ｋ２で記す。

図６および図７に示すように、第１の圧縮状態Ｊ１では、直列に配置された２つの大トーションスプリング７４の捩り剛性が、第１捩り剛性Ｄ１（＝１／｛（１／Ｋ１１＋１／Ｋ１２）｝）として、設定される。次に、１つの大トーションスプリング７４が線間密着し、第１の圧縮状態Ｊ１から第２の圧縮状態Ｊ２へと移行すると、第２の圧縮状態Ｊ２では、圧縮可能な１つの大トーションスプリング７４の捩り剛性Ｋ１２が、第２捩り剛性Ｄ２（＝Ｋ１２）として設定される。ここでは、第１捩り剛性Ｄ１に対する第２捩り剛性Ｄ２が、所定の範囲内たとえば１．５以上３．０以下になるように、捩り特性が設定されている。

続いて、１つの大トーションスプリング７４が圧縮されている状態において、小トーションスプリング７５の圧縮が開始され、第２の圧縮状態Ｊ２から第３の圧縮状態Ｊ３へと移行すると、並列に配置された大トーションスプリング７４および小トーションスプリング７５の捩り剛性が、第３捩り剛性Ｄ３（＝Ｋ１２＋Ｋ２）として、設定される。このようにして、３段の捩り特性が、設定される。最後に、第３の圧縮状態Ｊ３から圧縮停止状態ＪＰへと移行すると、捩り特性の捩り角度θは、最大捩り角度θに達する。捩り角度θが最大捩り角度θに達したときのトルクは、捩り特性における最大トルクになる。

なお、ここに示した捩り特性では、１段目の捩り特性と２段目の捩り特性とが、常用域での捩り特性として用いられている。このため、上記においては、第２捩り剛性Ｄ２に対する第３捩り剛性Ｄ３については、剛性比を、所定の範囲内、たとえば１．５以上３．０以下に、設定することを特に要求せず、第１捩り剛性Ｄ１に対する第２捩り剛性Ｄ２だけが、所定の範囲内に設定されている。

［捩り振動減衰特性の有利な効果］
上述したように、本ロックアップ装置７では、捩り特性を、多段すなわち３段に設定することができる。このように捩り特性を３段に設定することにより、トルク変動の目標減衰量が大きくなっても、捩り角度θに応じて変化する捩り剛性Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を、急激に変更することなく、徐々に大きくすることができる。これにより、捩り角度θが小さい場合に発生し得る初期振動を、抑制することができる。また、本ロックアップ装置７では、常用域において、第１捩り剛性と第２捩り剛性との剛性比（第１捩り剛性に対する第２捩り剛性の剛性比）を、１．５以上３．０以下に設定しているので、捩り特性の屈曲点を超えたときに発生するおそれがある振動、すなわち剛性差による振動を、抑制することができる。このように、本ロックアップ装置７では、トーションスプリングの剛性の変化に起因する振動を確実に抑制することができる。

また、本ロックアップ装置７では、対をなす２つの大コイルスプリング７４のいずれか一方を線間密着させることにより、第２捩り剛性Ｄ２を形成し、その後、対をなす２つの大コイルスプリング７４のいずれか他方と小コイルスプリング７５とを圧縮することによって、第３捩り剛性Ｄ３を形成している。これにより、上記の大コイルスプリング７４および小コイルスプリング７５とは別のコイルスプリングを、特別に用意しなくても、３段の捩り特性を得ることができる。すなわち、ロックアップ装置７を複雑にすることなく、３段の捩り特性を容易に得ることができる。

さらに、リティーニングプレート７２の回転規制部７２ｄと、ドリブンプレート７３の平板状の部分７３ｃとによって構成される回転規制手段によって、リティーニングプレート７２とドリブンプレート７３との相対回転が、規制される。すると、大トーションスプリング７４と小トーションスプリング７５とによって捩り振動を吸収・減衰するための動作（ダンパー動作）が、停止する。すなわち、この回転規制手段によって、捩り特性の上限が、設定される。このように、回転規制手段によって捩り特性の上限を設定することにより、捩り角度が所定の大きさ以上になったときに、トルクをリティーニングプレート７２からドリブンプレート７３へと確実に伝達することができる。

［他の実施形態］
（ａ）前記実施形態では、ロックアップ装置７が３段の捩り特性を有する場合の例を示したが、捩り特性は３段であることに限定されず、どのようにしても良い。すなわち、捩り特性が複数段であれば、上述した本発明の効果と同様の効果を得ることができる。
（ｂ）前記実施形態では、捩り特性が３段であり、１段目の捩り特性と２段目の捩り特性とが常用域で用いられる場合の例を示したが、捩り特性を４段以上にし、最終段目の捩り特性を除いた他の捩り特性を常用域で用いるようにしても良い。この場合、最終段の捩り剛性を除いた他の捩り剛性において、隣接する捩り剛性の比、すなわち第Ｎ捩り剛性に対する第Ｎ＋１捩り剛性の剛性比が、１．５以上３．０以下に設定される。この場合も、上記と同様の効果を得ることができる。

本発明は、トルクを伝達するとともに捩り振動を吸収・減衰するためのトルクコンバータのロックアップ装置に、利用可能である。

７ ロックアップ装置
７１ ピストン
７２ リティーニングプレート
７２ｄ 回転規制部
７３ ドリブンプレート
７３ｃ 平板状の部分
７４，７４ａ，７４ｂ 大トーションスプリング
７５ 小トーションスプリング
Ｄ１ 第１捩り剛性
Ｄ２ 第２捩り剛性
Ｄ３ 第３捩り剛性

Claims (2)

1. トルクを伝達するとともに捩り振動を吸収・減衰するためのトルクコンバータのロックアップ装置であって、
   入力回転部材と、
   出力回転部材と、
   径方向外方において、前記入力回転部材と前記出力回転部材との相対回転によって、回転方向に圧縮される複数対の第１コイルスプリングと、
   径方向内方において、前記入力回転部材と前記出力回転部材との所定の相対角度以上の相対回転によって、回転方向に圧縮される複数の第２コイルスプリングと、
   を備え、
   各対の２つの前記第１コイルスプリングは直列に配置され、
   前記入力回転部材と前記出力回転部材との間の相対角度に応じて、各対の２つの前記第１コイルスプリングおよび前記第２コイルスプリングの少なくともいずれか１つを圧縮することによって形成される、前記相対角度と前記トルクとの関係を示す３段の捩り特性において、第１捩り剛性と第２捩り剛性との剛性比が、１．５以上３．０以下に設定され、
   各対の２つの前記第１コイルスプリングが圧縮された時の第１捩り剛性と、対をなす２つの前記第１コイルスプリングのいずれか一方が線間密着し、対をなす２つの前記第１コイルスプリングのいずれか他方が圧縮された時の第２捩り剛性との比が、前記剛性比に設定され、
   前記いずれか一方の第１コイルスプリングが線間密着する時の相対角度は、前記第２コイルスプリングの圧縮が開始される時の所定の前記相対角度より小さい、
   トルクコンバータのロックアップ装置。
2. 前記入力回転部材と前記出力回転部材との相対回転を規制するための回転規制手段、
   をさらに備える請求項１に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。

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