JP5662121B2 - トルクコンバータ等のダンパ装置 - Google Patents

Description

本発明はトルクコンバータや発進クラッチ等の流体を満たした外殻内に収容されたダンパ装置であって、クラッチ構造が単板式であっても、多板式であっても兼用できるように構成したダンパ装置に関するものである。

トルクコンバータとは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出来る一種の継手であり、エンジンによって回されるポンプインペラ、そして該ポンプインペラ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ランナ、さらにタービンランナから出た作動流体の向きを変えてポンプインペラへ導くステータから構成されている。

そこで、これらポンプインペラ、タービンランナ、及びステータには複数枚のブレードが所定の角度をもって一定間隔で配列されている。トルクコンバータ内に封入されている作動流体は、ポンプインペラ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、タービンランナのブレードに当って該タービンランナをポンプインペラと同方向に回す働きをする。又タービンランナに当たって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インペラ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インペラに流入する。

図１５は従来のトルクコンバータの断面を示している。同図の(イ)はポンプインペラ、(ロ)はタービンランナ、(ハ)はステータ、そして(ニ)はピストンをそれぞれ示し、これらはトルクコンバータ外殻（ホ）内に収容されている。そこでエンジンからの動力を得てフロントカバー（ヘ）が回転し、該フロントカバー（ヘ）と一体となっているポンプインペラ(イ)が回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナ(ロ)が回る。

そして、タービンランナ(ロ)のタービンハブ（ト）には軸(図示なし)が嵌って、タービンランナ(ロ)の回転をトランスミッション(図示なし)へ伝達することが出来る。トルクコンバータは一種の流体クラッチである為、ポンプインペラ(イ)の回転速度が低い場合には、タービンランナ(ロ)の回転を停止することが出来(車を停止することが出来)、しかしポンプインペラ(イ)の回転速度が高くなるに従ってタービンランナ(ロ)は回り始め、さらに高速になるにつれてタービンランナ(ロ)の速度はポンプインペラ(イ)の回転速度に近づく。しかし作動流体を媒介としているトルクコンバータでは、タービンランナ(ロ)の回転速度はポンプインペラ(イ)と同一速度にはなり得ない。

そこで、同図にも示しているようにトルクコンバータ外殻（ホ）内にはピストン（ニ）が設けられていて、タービンランナ（ロ）の回転速度が所定の領域を越えた場合には、該ピストン(ニ)が軸方向に移動してフロントカバー（ヘ）に係合するように作動する。ピストン外周には摩擦材（チ）が取り付けられている為に、該ピストン(ニ)は滑ることなくフロントカバー（ヘ）と同一速度で回転することが出来るロックアップ状態となる。

そして、このピストン（ニ）はタービンハブ（ト）と連結していて、タービンハブ（ト）はピストン（ニ）によって直接回されることになり、エンジンからの動力をトランスミッションへ、流体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出来る。勿論、上記ピストン（ニ）はフロントカバー（ヘ）の回転をタービンランナ（ロ）へ直接伝達するロックアップクラッチの１形態であり、多板式クラッチを取付けているトルクコンバータもある。

このように、タービンランナ(ロ)の回転速度が高くなって、ある条件になった時に、ピストン（ニ）はフロントカバー（ヘ）に係合するが、しかし係合前は、タービンランナ（ロ）とフロントカバー（ヘ）の回転速度は完全に同一ではない為に、ピストン（ニ）がフロントカバー（ヘ）に係合することで、速度差に基づく衝撃が発生する。この係合時の衝撃を緩和し、一方では係合後にエンジンのトルク変動を伝えない為にピストン（ニ）とタービンランナ（ロ）との間にはダンパスプリング（リ）、（リ）…を備えたダンパ装置（ヌ）が取り付けられている。

したがって、タービンランナ（ロ）と共に同一速度で回転しているピストン（ニ）が僅かに速いフロントカバー（ヘ）に係合する際、該フロントカバー（ヘ）の速度は瞬間的に遅くなり、この際にトルクが発生する。この速度差に基づく衝撃的トルクをダンパスプリング（リ）、（リ）…が圧縮変形して吸収するように構成されている。ピストン（ニ）はタービンランナ(ロ)のタービンハブ（ト）に同軸を成して取り付けられているが、ダンパスプリング（リ）、（リ）・・の圧縮変形によって上記タービンランナ(ロ)と位相差を生じることが出来る構造となっている。

従来において、ダンパ装置の構造は色々知られているが、例えば特開平１０−１６９７１４号に係る「ダンパー機構」は、広い捩れ角特性確保の為に中間部材を介して直列に連結された複数の弾性部材(ダンパスプリング)を外周部に配置したダンパー機構で、中間部材を含む弾性部材の連結部分の移動を規制し、ダンパー特性を安定させることを目的としている。

そこで、該ロックアップダンパ機構は、リティニングプレートと、ドリブン部材と、外周部において直列に配置されるコイルスプリングと、中間部材と、中間部材の軸方向の移動を規制する押さえプレートとを備えている。コイルスプリングは、リティニングプレートとドリブン部材とを弾性的に連結する。この場合、中間部材は、リティニングプレート及びドリブン部材に対して相対回転可能で、コイルスプリング間に配置される中間支持部と、中間支持部の径方向外側への移動を規制する環状の連結部とを有している。

図１６は従来のダンパ装置（ヌ）を示す具体例である。このダンパ装置（ヌ）は中間部材（ル）を備えてダンパスプリング（リ）、（リ）を直列状態で取付けている。すなわち、ピストンと係合する中央ディスク（オ）とプレート（ワ）、（カ）を有し、中央ディスク（オ）は両プレート（ワ）、（カ）にて挟まれている。

そして、プレート（ワ）、（カ）に形成したバネ収容空間（ヨ）に２本のダンパスプリング（リ）、（リ）が収容され、両ダンパスプリング（リ）、（リ）の間には中間部材（ル）のセパレータ部（タ）が介在していて、ダンパスプリング（リ）、（リ）は直列状態に連結されている。そして、セパレータ部（タ）を介在して直列状態にある２本のダンパスプリング（リ）、（リ）と隣り合う２本のダンパスプリング（リ）、（リ）の間にはリング状の中央ディスク（オ）の内側へ突出したバネ押え（レ）が介在している。

ところで、ピストン（ニ）がフロントカバー（ヘ）に係合する場合、該フロントカバー（ヘ）の回転速度が瞬間的に遅くなるが、同時にピストン（ニ）の回転速度は高くなり、その結果、該ピストン（ニ）と外周にて係合している中央ディスク（オ）の回転速度も速くなり、直列状態にあるダンパスプリング（リ）、（リ）は適度に圧縮変形する。この圧縮変形によってピストン（ニ）がフロントカバー（ヘ）に係合する際の衝撃トルクが緩和される。

ダンパ装置にもその形態は色々存在するが、上記のようにピストン（ニ）がフロントカバー（ヘ）に係合する際に発生する衝撃トルクを緩和し、同時にピストン（ニ）がフロントカバー（ヘ）と係合状態にある場合のエンジンのトルク変動を吸収することが出来る。そして、フロントカバーとダンパ装置の間に介在して該ダンパ装置を接続したり、また切り離したりするクラッチ装置が設けられ、クラッチ装置には単板式クラッチと多板式クラッチが存在している。

前記図１５に示したトルクコンバータは単板式クラッチであり、ピストン（ニ）と摩擦材（チ）及び摩擦材（チ）と係合するフロントカバー（ヘ）から成って、摩擦係合面が１ヶ所のみである。ピストン（ニ）が軸方向へ移動して摩擦材（ト）と係合面とが係合するもので、スペース的には軸方向に小さい空間に収まるが、摩擦係合面が１ヶ所のみである為に、伝達出来るトルク容量は多板式クラッチに比較して劣る。勿論、該摩擦材（チ）をフロントカバー側に設ける場合もあるが同じである。

これに対して、多板式クラッチは複数枚のクラッチプレート及びクラッチディスクを備えて何れか一方のプレート両面に摩擦材を貼着している為に、係合面積は大きく成って伝達出来るトルク容量は大きくなる。しかし、複数枚のクラッチプレートとクラッチディスクが軸方向に配列した構造と成ることで、収容する為の大きな空間が必要となり、トルクコンバータの軸方向寸法が拡大する。単板式クラッチを備えるか、又は多板式クラッチとするかはトルクコンバータの用途により選択されるが、従来のトルクコンバータでは、単板式クラッチと多板式クラッチとではダンパ装置の基本構成が大きく異なってしまう。すなわち、ダンパ装置とクラッチは密接な関係にて構成され、その為に、単板式クラッチと多板式クラッチとでは同一構造のダンパ装置の兼用は出来ていない。
特開平１０−１６９７１４号に係る「ダンパー機構」

このように従来のトルクコンバータを構成しているダンパ装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、クラッチが単板式クラッチであっても、多板式クラッチであっても、同じ構造のダンパ装置と組み合わせて構成することが出来るダンパ装置を提供する。

本発明が対象とするダンパ装置は、クラッチ型式が単板式クラッチであっても、多板式クラッチであっても兼用することが出来るように構成している。そこで、ダンパ装置であるから、クラッチが係合する際の衝撃トルクを緩和し、クラッチが係合状態でのエンジントルクの変動を吸収する為のダンパスプリングを取付けているが、該ダンパスプリングは少なくとも外径側に設けている。勿論、内径側にもダンパスプリングを設けることは自由であり、ダンパ装置の具体的な構造は限定しない。

従って、外径側ダンパスプリングを拘束して取付けるバネ収容部が入力部材に設けられ、該入力部材にはバネ押えが形成されてダンパスプリングの一方端を押圧することが出来る。ダンパスプリングの他方端にはバネ受けが設けられてバネ押えの移動にてダンパスプリングを介してバネ受けが移動する。上記バネ押えは入力側に設けられ、バネ受けは出力側に設けている。バネ受けを形成した出力部材は直接タービンハブと連結するか、又は内径側ダンパスプリングを介して間接的に連結している。そして、入力側と出力側の間にはダンパスプリングを直列状態で接続する為の中間部材を介在する場合もある。

ところで、外径側ダンパスプリングを収容する為のバネ収容部には単板式クラッチのピストンが係合して連結する係合片又は係合溝が形成されている。一方、多板式クラッチが組み合わされる場合には、ドラムプレートが取付けられ、該ドラムプレートにはドラム部を一体的に形成している。そして、単板式クラッチを組み合わせる場合にはドラム部とバネ収容部の一部を除いた環状部材が形成され、他の構成は共通している。

本発明が対象とするダンパ装置は外径側にダンパスプリングを配列し、そして、外径側ダンパスプリングが取付けられる入力部材のバネ収容部の先端には係合片又は係合溝が形成され、この係合片又は係合溝には単板式クラッチが係合する。従って、該ダンパ装置は単板式クラッチと組み合わせされ、該単板式クラッチから入力する衝撃トルクを緩和し、またエンジンのトルク変動を吸収することが出来る。

そして、バネ収容部を構成するドラムプレートを延ばしてドラム部を形成するならば、多板式クラッチと組合せることが出来る。すなわち、本発明に係るダンパ装置はその基本構造を同じにして、単板式クラッチ又は多板式クラッチを組み合わせたダンパ装置を構成できる。ダンパ装置を同じ構造にすることで、トルクコンバータ等の流体継手を構成する部品の種類が削減され、製作コストは安くなる。

本発明のダンパ装置を備えたトルクコンバータ。 本発明のダンパ装置の基本構想図。 本発明に係るダンパ装置の一部断面を含む正面図と断面図。 ダンパ装置の外観図。 ダンパ装置の展開図。 入力部材を構成する第１プレート。 入力部材を構成するドラムプレート。 出力部材を構成する２枚の第２プレート。 中間部材。 第１プレートとドラムプレートの間に介在するスペーサ。 （ａ）はスペーサが中間部材に設けたストッパーに当る場合、（ｂ）はスペーサが出力部材のストッパーに当る場合。 本発明のダンパ装置を備えた別のトルクコンバータ。 単板式クラッチを構成する摩擦材を貼ったピストンの具体例。 本発明のダンパ装置を備えた他のトルクコンバータ。 従来のトルクコンバータ。 従来のダンパ装置。

図１は本発明のダンパ装置を備えたトルクコンバータを表している断面図である。同図の１はポンプインペラ、２はタービンランナ、３はステータ、４はダンパ装置、５はピストン、そして６は多板式クラッチをそれぞれ示し、これらは外殻７内に収容されている。エンジンからの動力を得てフロントカバー８が回転し、該フロントカバー８と一体となっているポンプインペラ１が回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナ２が回る。

そして、タービンランナ２はタービンハブ９に取着され、該タービンハブ９の軸穴に嵌るトランスミッション入力軸（図示なし）を通してタービンランナ２の回転をトランスミッションへ伝達することが出来る。そこで、トルクコンバータ外殻７内に設けているピストン５はタービンランナ２の回転速度が所定の領域を越えた場合には、軸方向（同図の右方向）に移動して多板式クラッチ６を係合する。そこで、フロントカバー８の回転トルクは上記多板式クラッチ６を介してダンパ装置４へ伝達され、ダンパ装置４からタービンハブ９へ伝達され、フロントカバー８と同一速度で回転することが出来る。

このように、タービンランナ２の回転速度が高くなって、ある条件になった時に、ピストン５は多板式クラッチ６に係合するが、しかし係合前はタービンランナ２とフロントカバー８の回転速度は完全に同一ではない為に、ピストン５がクラッチ６に係合することで、速度差に基づく衝撃トルクが発生する。この係合時の衝撃トルクを緩和し、一方では係合後にエンジンのトルク変動を伝えない為に多板式クラッチ６とタービンランナ２との間には外径側ダンパスプリング、及び内径側ダンパスプリングを備えたダンパ装置４が取り付けられている。

多板式クラッチ６にはフロントカバー８と連結しているクラッチ受け４２が取着されており、そして、このクラッチ受け４２にはリベット止めされたクラッチハブ４３が設けられ、上記ピストン５が作動して右方向へ移動するならばクラッチハブ側のディスクプレート４４，４４・・とドラム部側のクラッチプレート４５，４５・・がクラッチ受け４２との間に挟み込まれ、フロントカバー８のトルクはドラム部２４へ伝達される。

ここで、上記ディスクプレート４４，４４・・はクラッチハブ４３の外周に形成しているスプライン歯と噛み合い、クラッチプレート４５，４５・・はドラム部２４の内周に形成しているスプライン歯と噛み合っている。そして、ディスクプレート４４又はクラッチプレート４５の何れか片方の両面には摩擦材が貼着されている。また、上記ピストン５はトランスミッション入力軸（図示なし）から作動油が供給され、油路４６を流れてフロントカバー８とピストン５間に形成される油室４７へ導かれて該ピストン５は右方向へ移動することが出来、上記ディスクプレート４４，４４・・とクラッチプレート４５，４５・・を挟み込むことが出来る。

ところで、このダンパ装置４は外径側ダンパスプリング１０，１０・・・、及び内径側ダンパスプリング１１，１１・・・を有している。ピストン５がフロントカバー８と同一速度で回転している多板式クラッチ６に係合するならば、タービンランナ２をより速く回そうとするトルクが作用する。この衝撃的トルクを外径側ダンパスプリング１０，１０・・・、及び内径側ダンパスプリング１１，１１・・・が圧縮変形して吸収するように構成されている。

図１に示すように、該ダンパ装置４は外側に外径側ダンパスプリング１０，１０・・・が配置され、内側には内径側ダンパスプリング１１，１１・・・が配置され、しかも直列状態と成っている為に、低捩れ剛性、広捩れ角となり、衝撃トルクを吸収・緩和する能力が向上している。すなわち、低回転時のエンジンのトルク変動を吸収できるように構成し、エンジンの回転速度が低い段階でピストン５を動作させて多板式クラッチ６を係合させることが出来る。

図２は外径側ダンパスプリング１０，１０・・・と内径側ダンパスプリング１１，１１・・・で構成しているダンパ装置の基本構想を表している。同図に示しているように、３本の外径側ダンパスプリング１０，１０・・・は入力部材に取付けられ、６本の内径側ダンパスプリング１１，１１・・・は出力部材に取付けられている。そこで、入力部材１４が回転移動するならば外径側ダンパスプリング１０，１０・・・は圧縮変形して中間部材１６を回転移動させる。ここで、中間部材１６は入力部材１４と出力部材１５の間に介在して設けられ、外径側ダンパスプリング１０，１０・・・と内径側ダンパスプリング１１，１１・・・を直列状態で連結している。

同図では入力部材１４、中間部材１６、及び出力部材１５は一直線方向に配列し、入力部材１４が右方向へ移動することで外径側ダンパスプリング１０，１０・・・及び内径側ダンパスプリング１１，１１・・・が圧縮変形して出力部材１５が右方向に移動する配列形態としているが、実際のダンパ装置では捩れ角度の変化と成って現れる。すなわち、入力部材１４が回転することで外径側ダンパスプリング１０，１０・・・及び内径側ダンパスプリング１１，１１・・・が圧縮変形して出力部材１５を回転させる訳であるが、この際、間に中間部材１６が介在して回転することで、外径側ダンパスプリング１０，１０・・・と内径側ダンパスプリング１１，１１・・・は同時に圧縮変形する。

そして、外径側ダンパスプリング１０，１０・・・の圧縮変形量が所定の領域を越えないように中間部材１６にはストッパー１２が設けられ、このストッパー１２は入力部材１４に取付けたスペーサ３３に当るように成っている。又、内径側ダンパスプリング１１，１１・・・の圧縮変形量が所定の領域を越えないように、出力部材１５にはストッパー１３が設けられ、このストッパー１３は入力部材１４に取付けたスペーサ３３に当るように成っている。

図３は本発明に係るダンパ装置を示す実施例である。同図の１４は入力部材、１５は出力部材、１６は中間部材、１０は外径側ダンパスプリング、１１は内径側ダンパスプリングをそれぞれ表している。入力部材１４は概略お椀形の第１プレート１７と概略リング状のドラムプレート１８が組み合わされ、間には上記スペーサ３３，３３・・・が介在してリベット止めされている。上記外径側ダンパスプリング１０，１０・・・は第１プレート１７とドラムプレート１８にて構成したバネ収容部３６にて形成されたバネ収容空間に収容されている。

そして、第１プレート１７の内面側にはバネ押え１９，１９・・・が３ヶ所に設けられ、同じくドラムプレート１８にもバネ押え２０，２０・・・が３ヶ所に設けられている。バネ押え１９とバネ押え２０が同一位置に成るように第１プレート１７とドラムプレート１８とが位置合わせされてリベット止めされており、対を成すバネ押え１９，２０とバネ押え１９，２０・・・間に上記外径側ダンパスプリング１０，１０・・・が挟まれるように収容されている。

そして、バネ収容部３６を構成している第１プレート１７の先端縁３７には複数の係合溝３８，３８・・・が形成されている。図１に示す多板式クラッチ６を取付けている場合には必要としないが、この係合溝３８，３８・・・は単板式クラッチであるピストンが用いられた場合に該ピストンと係合することが出来る。すなわち、本発明のダンパ装置４は多板式クラッチの場合であっても、単板式クラッチの場合でも組み合わせて構成出来るようにしている。

一方、出力部材１５は対を成す２枚の第２プレート２１，２１が組み合わされて構成されている。そして、この出力部材１５は上記入力部材１４である第１プレート１７とドラムプレート１８の間に挟まれ、しかも出力部材１５の外周はスペーサ３３，３３・・・に接してガイドされている。すなわち、出力部材１５は入力部材１４と同心を成して組み合わされ、しかも出力部材１５の外周部は入力部材１４である第１プレート１７とドラムプレート１８に挟まれた構造としている。

そして、出力部材１５を構成する第２プレート２１，２１にはバネ収容部２２，２２・・・が外側に突出して設けられ、このバネ収容部２２，２２・・・によって形成されるバネ収容空間に内径側ダンパスプリング１１，１１・・・が収容されている。２枚の第２プレート２１，２１を組み合わせた出力部材１５の中央には軸穴２３が貫通し、この軸穴２３にタービンハブ９が嵌ってリベット止めされる。

ところで、図１に示しているように、出力部材１５はタービンハブ９にセンタリングされて取付けられることで、該出力部材１５の外周が入力部材１４に設けているスペーサ３３，３３・・・に接してガイドされ、その為に入力部材１４もタービンハブ９にセンタリングされることに成る。すなわち、入力部材１４は出力部材１５を介してセンタリングされ、センタリングする為の別部材を必要としない。そこで、入力部材１４をタービンハブ９にセンタリングするに際して別部材を要しないことで部品点数が削減できると共に、ダンパ装置を収容するスペースも縮小出来る。

ダンパ装置のドラムプレート１８にはドラム部２４を一体成形し、該ドラム部２４の軸穴はスプライン穴を形成して多板式クラッチ６を構成しているクラッチプレート４５，４５・・・の外周が噛み合っている。そこで、ピストン５が右方向へ移動して多板式クラッチ６が係合すると、フロントカバー８の回転トルクはドラム部２４を通してドラムプレート１８及び第１プレート１７で構成している入力部材１４へ伝達される。

図３に示すダンパ装置４の場合、内径側ダンパスプリング１１は出力部材１５を構成する２枚の第２プレート２１，２１に形成しているバネ収容部２２，２２に収容されている。そして、外径側ダンパスプリング１０と内径側ダンパスプリング１１とを直列状態で連結する中間部材１６が第２プレート２１，２１の間に挟まれた構造と成っている。

本発明では、中間部材を両第２プレートによって構成し、出力部材を中間部材と成る両第２プレートの間に挟み込む構造とすることが出来る。すなわち、外径側ダンパスプリング１０が配列される入力部材は概略お椀形の第１プレートにスペーサを介在してドラムプレートを取付けて構成し、内径側ダンパスプリング１１が配列される中間部材は２枚の概略円盤型プレートを抱き合わせた構造とし、そして概略リング状の出力部材を上記概略円盤型プレートの間に挟み込んで構成することが出来る。

図４は本発明のダンパ装置を示す外観図であり、同図の１７は第１プレート、１８はドラムプレートを示し、第１プレート１７とドラムプレート１８が組み合わされて入力部材１４を構成している。そして、２４はスプライン歯型を形成しているドラム部であり、このドラム部２４に多板式クラッチ６のクラッチプレート４５，４５・・・の外周に形成したスプライン歯が噛み合う。そして、ドラム部２４の内側は第２プレート２１，２１が組み合わされた出力部材１５であり、バネ収容部２２，２２・・・には内径側ダンパスプリング１１，１１・・・が取付けられている。そして、第１プレート１７の先端縁には複数の係合溝３８，３８・・・が形成されている。

図５はダンパ装置の展開図を示し、同図の１８はドラムプレート、２１は第２プレート、１０は外径側ダンパスプリング、１１は内径側ダンパスプリング、１６は中間部材、１７は第１プレートをそれぞれ表している。概略お椀形の第１プレート１７外周部には、一部を切欠いて曲げ成形したバネ押え１９，１９・・・を設け、又、ドラムプレート１８の外周部にもバネ押え２０，２０・・・を設けている。そして、第１プレート１７の先端縁には複数の係合溝３８，３８・・・を設けている。

図６は第１プレート１７を単独で示しているが、概略お椀形を成して底の中央には大きな穴３４が貫通し、外周部には３ヶ所にバネ押え１９，１９・・・を設けている。そして、外周の先端縁には複数の係合溝３８，３８・・・が設けられている。また、図７はドラムプレート１８を示し、該ドラムプレート１８の外周部にはバネ押え２０，２０・・・が３ヶ所に設けられている。そして、リング状のドラムプレート１８の内周にはドラム部２４が軸方向に突出し、ドラム部２４にはスプライン歯形が形成されている。

図８は２枚の第２プレート２１，２１を示し、この第２プレート２１，２１には内径側ダンパスプリング１１，１１・・・が取付けられるバネ収容部２２，２２・・・が設けられ、そして外周にはストッパー１３，１３・・・が３ヶ所に設けられている。このストッパー１３，１３・・・は外径側ダンパスプリング１０，１０・・・及び内径側ダンパスプリング１１，１１・・・の圧縮変形量が大きくなって所定の領域を越えたならばスペーサ３３，３３・・・に当って停止することが出来る。

そして、第２プレート２１，２１は概略円盤型であるが、タービンハブ９に取付けられる軸部２５と外周部２６は同一平面ではなく、段差を形成している。すなわち、内周側である軸部２５，２５はタービンハブ９に取付けられる際に互いに当接するが、外周部２６，２６は間に空間が形成され、この空間に中間部材１６が挟持される。

図９は中間部材１６を単独で示している。概略リング状の中間部材１６の外周にはセパレータ部２７，２７・・・が３ヶ所に設けられている。又内周には別のセパレータ部２８，２８・・・が６ヶ所に設けられている。ここで、外周のセパレータ部２７，２７・・・は前記図３に示しているように、入力部材１４の外周に配列した外径側ダンパスプリング１０，１０・・・の間に介在することが出来る。同じく、内周側のセパレータ部２８，２８・・・は出力部材１５と成る第２プレート２１，２１の外周部２６に形成したバネ収容部２２，２２・・・に嵌って取付けた内径側ダンパスプリング１１，１１・・・の間に介在することが出来る。

従って、入力部材１４が回転して外径側ダンパスプリング１０，１０・・・が圧縮変形するならば、セパレータ部２７，２７・・・は押されて中間部材１６は回転し、この回転に伴ってセパレータ部２８，２８・・・は内径側ダンパスプリング１１，１１・・・を押圧して圧縮変形させることが出来る。このように、中間部材１６を介して全ての外径側ダンパスプリング１０，１０・・・及び内径側ダンパスプリング１１，１１・・・は均等に圧縮変形することが出来る。

図１０は入力部材１４に取付けられるスペーサ３３，３３・・・を示している。該スペーサ３３は円弧状のピースであり、該スペーサ３３には４個のリベット穴２９，２９・・・が貫通している。ただし、スペーサ３３の形態は特に限定せず、例えば、４個の独立したリング体として夫々をリベット止めすることも可能であるが、同図のように円弧状ピースとして４個のリベットで固定するならば、後述するようにストッパーとして機能する場合の強度は高くなる。ところで、このスペーサ３３，３３・・・は第１プレート１７にドラムプレート１８を取付ける場合に、間に介在してリベット止めされる。その為に、図６に示す第１プレート１７及び図７に示すドラムプレート１８にもリベット穴３０，３０・・・が貫通して設けられている。

従って、図３に示しているように、第１プレート１７に取付けられたドラムプレート１８は間にスペーサ３３の厚さに相当する隙間が形成され、この隙間に出力部材１５の外周及びストッパー１３，１３・・・が嵌って挟持され、さらに出力部材１５である第２プレート２１，２１の外周３１，３１は取付けられたスペーサ３３，３３・・・の内周面３２，３２・・・に接することが出来る。従って、スペーサ３３，３３・・・を取付けた入力部材１４は出力部材１５の外周にガイドされることで、同心を成して組み合わされる。

そして、外径側ダンパスプリング１０，１０・・・及び内径側ダンパスプリング１１，１１・・・の圧縮変形量が大きくなって入力部材１４と中間部材１６の捩れ角が所定の領域を越えたならば、外周に形成したストッパー１２，１２・・・に該スペーサ３３，３３・・・が当接する。同じく、入力部材１４と出力部材１５の捩れ角が所定の領域を越えたならば、第２プレート２１，２１の外周に形成しているストッパー１３，１３・・・にスペーサ３３，３３・・・が当接するようになる。

図１１（ａ）はスペーサ３３が中間部材１６のストッパー１２に当接する場合、又図１１（ｂ）はスペーサ３３が出力部材１５の第２プレート２１，２１の外周に形成したストッパー１３，１３に当接する場合を示している。スペーサ３３，３３・・・がそれぞれのストッパー１２，１２・・・、１３，１３・・・に当接することで捩れが規制される。

ところで、入力部材１４に設けたスペーサ３３，３３・・・によって該入力部材１４は出力部材１５にセンタリングされる。しかも、従来のようなリング状のスペーサを個々にリベット止めした構造ではなく、図１０に示すように湾曲した形状のスペーサ３３とし、このスペーサ３３を第１プレート１７とドラムプレート１８にて挟み込むと共に複数本のリベットで固定することで、その強度は大きく向上し、中間部材１６のストッパー１２及び出力部材１５のストッパー１３が当っても耐えることが出来る。

図１２は本発明のダンパ装置４を取付けたトルクコンバータの他の実施例を示している。基本構造は前記図１に示したトルクコンバータと共通しているが、クラッチの型式が違っている。すなわち、図１のトルクコンバータには多板式クラッチ６を備えているが、図１２のトルクコンバータはピストン４８で構成している単板式クラッチ３５が取付けられている。

エンジンからの動力を得てフロントカバー８が回転し、該フロントカバー８と一体となっているポンプインペラ１が回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナ２が回る。そして、タービンランナ２はタービンハブ９に取着され、該タービンハブ９の軸穴に嵌るトランスミッション入力軸（図示なし）を通してタービンランナ２の回転をトランスミッションへ伝達することが出来る。

そこで、トルクコンバータ外殻７内に設けている上記単板式クラッチ３５のピストン４８はタービンランナ２の回転速度が所定の領域を越えた場合には、軸方向（同図の左方向）に移動してフロントカバー８に係合する。ピストン４８の表面外周部には摩擦材３９が貼着されていて、ピストン４８はフロントカバー８と共に回転することが出来る。そこで、フロントカバー８の回転トルクは該ピストン４８を介してダンパ装置４へ伝達され、ダンパ装置４からタービンハブ９へ伝達され、タービンハブ９はフロントカバー８と同一速度で回転することが出来る。

ところで、単板式クラッチ３５のピストン４８はポンプインペラ側と成るトーラス内の圧力を高くすると共にフロントカバー側と成るロックアップクラッチ室の圧力を低くすることで該ピストン４８が作動してフロントカバー８に係合する。単板式クラッチ３５はピストン４８と表面外周部に貼着した摩擦材３９及び摩擦材３９と係合するフロントカバー８から成って、ピストン４８が軸方向へ移動して摩擦材３９とフロントカバー８とが係合するもので、スペース的には軸方向に小さい空間に収まることが出来る。しかし、摩擦係合面が１ヶ所のみである為に、伝達出来るトルク容量は多板式クラッチに比較して劣る。

このように、タービンランナ２の回転速度が高くなって、ある条件になった時に、ピストン４８がフロントカバー８に係合するが、しかし係合前はタービンランナ２とフロントカバー８の回転速度は完全に同一ではない為に、ピストン４８が係合することで、速度差に基づく衝撃トルクが発生する。この係合時の衝撃トルクを緩和し、一方では係合後にエンジンのトルク変動を伝えない為に該ピストン４８とタービンランナ２との間には外径側ダンパスプリング１０，１０・・・、及び内径側ダンパスプリング１１，１１・・・を備えたダンパ装置４が取り付けられている。

ところで、このダンパ装置４は前記図１のトルクコンバータに取付けたダンパ装置４とその構造並びに作用は殆ど同じである。すなわち、ピストン４８がフロントカバー８に係合すると、タービンランナ２をより速く回そうとするトルクが作用し、この衝撃的トルクを外径側ダンパスプリング１０，１０・・・、及び内径側ダンパスプリング１１，１１・・・が圧縮変形して吸収するように構成されている。

しかし、該ダンパ装置４のドラムプレート１８にはドラム部２４は存在しないが、外径側ダンパスプリング１０，１０・・・を押圧する為のバネ押え２０は第１プレート１７に設けたバネ押え１９と対を成して取付けている。同図のトルクコンバータの場合、ピストン４８はその半径が第１プレート１７と同じ大きさと成っていることで、外径側ダンパスプリング１０，１０・・・の外側面はピストン４８にて位置決めされる。

そして、ピストン４８は外周にてダンパ装置側へ延びるツバ４０を設け、このツバ先端縁に係合片を形成している。この係合片はダンパ装置４の第１プレート１７に形成している係合溝３８，３８・・・に係合している。従って、ピストン４８がフロントカバー８に係合して回転するならば、ダンパ装置４の第１プレート１７へトルクが伝達されて入力部材１４を回転することが出来る。

図１３は単板式クラッチ３５を構成するピストン４８を示す具体例であり、該ピストン４８は概略円盤型を成し、外周にはツバ４０を沿設し、このツバ４０には係合片４１，４１・・・が突出している。この係合片４１，４１・・・は第１プレート１７の先端縁に形成している係合溝３８，３８・・・に噛み合い、そして、中心にはタービンハブ９に嵌る軸穴４９を有している。該ピストン４８はタービンハブ９に沿って軸方向に移動してフロントカバー８に係合することが出来、フロントカバー８の回転トルクはダンパ装置４へ伝達される。ここで、同図のピストン表面外周部には摩擦材３９が貼着されているが、フロントカバー８に摩擦材３９を貼り付ける場合もある。

ここで、第１プレート１７と単板式クラッチ３５とは係合溝３８と係合片４１が噛み合うことで互いに連結すればよく、係合溝３８をピストン４８のツバ４０に形成し、係合片４１をダンパ装置４の第１プレート１７に形成することも出来る。ところで、図１２に示すトルクコンバータの場合、単板式クラッチ３５を備えることで、トルクコンバータの軸方向寸法は図１の多板式クラッチを備えたトルクコンバータに比較して小さくなる。しかし、伝達トルク容量は多板式クラッチに比較して一般的に劣るが、その為に摩擦材３９を出来るだけピストン表面外周部に貼着することで伝達トルク容量を確保している。

図１４は多板式クラッチ６ａを備えたトルクコンバータを示す他の実施例である。基本構造は前記図１に示すトルクコンバータと同じであるが、多板式クラッチ６ａを構成するピストン５ａ、クラッチ受け４２ａの外径は大きく、ドラム部２４ａはドラムプレート１８ａの外周側に設けられ、クラッチハブ４３ａはクラッチ受け４２ａの外周部にリベット止めされている。そして、ドラム部２４ａとクラッチハブ４３ａとの間に取付けられて、該クラッチハブ４３ａの外周に設けたスプライン歯と噛み合っているディスクプレート４４ａ，４４ａ・・、及びドラム部２４ａの内周に形成したスプライン歯と噛み合っているクラッチプレート４５ａ，４５ａ・・の外径も大きく成っている。

多板式クラッチ６ａの動作は前記図１の場合と同じである為に説明は省略するが、多板式クラッチ６ａの外径を大きくすることで、伝達トルク容量はさらに大きくなる。しかも、外径が拡大することで熱容量は大きくなり、ピストン５ａが作動してディスクプレート４４ａ，４４ａ・・及びクラッチプレート４５ａ，４５ａ・・を挟み込む際に発生するスリップ時の摩擦材の温度上昇が抑制される。
そして、このように外径を大きくした多板式クラッチ６ａを組付ける場合、ドラムプレート１８ａの形状を変更することでダンパ装置４を兼用することが出来る。

しかし、複数枚のクラッチプレート４５，４５・・及びディスクプレート４４，４４・・を有す多板式クラッチ６は１枚のピストン４８で構成する単板式クラッチ３５に比較してトルク容量を大きくすることが出来る。特に、図１４のように外径を大きくすることでそのトルク容量は格段に向上する。しかも、本発明に係るダンパ装置４は多板式クラッチ６であっても、単板式クラッチ３５であっても兼用することが出来るように構成しており、トルクコンバータの型式に応じて使い分けることが出来る。

１ ポンプインペラ
２ タービンランナ
３ ステータ
４ ダンパ装置
５ ピストン
６ クラッチ
７ 外殻
８ フロントカバー
９ タービンハブ
10 外径側ダンパスプリング
11 内径側ダンパスプリング
12 ストッパー
13 ストッパー
14 入力部材
15 出力部材
16 中間部材
17 第１プレート
18 ドラムプレート
19 バネ押え
20 バネ押え
21 第２プレート
22 バネ収容部
23 軸穴
24 ドラム部
25 軸部
26 外周部
27 セパレータ部
28 セパレータ部
29 リベット穴
30 リベット穴
31 外周
32 内周面
33 スペーサ
34 穴
35 単板式クラッチ
36 バネ収容部
37 先端縁
38 係合溝
39 摩擦材
40 ツバ
41 係合片
42 クラッチ受け
43 クラッチハブ
44 ディスクプレート
45 クラッチプレート
46 油路
47 油室
48 ピストン
49 軸穴

Claims (5)

1. トルクコンバータ等の流体を満たした外殻内に収容され、トランスミッションへ動力を伝達するトランスミッション入力軸とロックアップクラッチを弾性的に連結し、該ロックアップクラッチが係合したロックアップ状態においてエンジンのトルク変動を吸収するダンパ装置において、該ダンパ装置は複数本の外径側ダンパスプリングを外周に配列し、入力側となる上記外径側ダンパスプリングを配列した入力部材を構成する第１プレートの先端縁には単板式クラッチのピストンと噛み合うことが出来るように係合溝又は係合片を形成し、上記外径側ダンパスプリングの内側には複数本の内径側ダンパスプリングを内周に配列し、入力側となる外径側ダンパスプリングを配列した入力部材に取付けたスペーサの内周面に出力側となる内径側ダンパスプリングを配列した出力部材の外周を当接することで同心を成して回転可能に組合せ、しかも上記外径側ダンパスプリングと内径側ダンパスプリングを直列する為の中間部材を回転可能に組合せ、該中間部材の外周に設けたセパレータ部を外径側ダンパスプリングの間に介在すると共に、内周に設けたセパレータ部を内径側ダンパスプリングの間に介在したことを特徴とするダンパ装置。
2. トルクコンバータ等の流体を満たした外殻内に収容され、トランスミッションへ動力を伝達するトランスミッション入力軸とロックアップクラッチを弾性的に連結し、該ロックアップクラッチが係合したロックアップ状態においてエンジンのトルク変動を吸収するダンパ装置において、該ダンパ装置は複数本の外径側ダンパスプリングを外周に配列し、入力側となる上記外径側ダンパスプリングを配列した入力部材を構成する第１プレートの先端縁には単板式クラッチのピストンと噛み合うことが出来るように係合溝又は係合片を形成し、また、第１プレートを組み合わせて入力部材と成るドラムプレートには多板式クラッチのクラッチプレートが噛み合うドラム部を連続して形成したことを特徴とするダンパ装置。
3. 上記外径側ダンパスプリングの内側には複数本の内径側ダンパスプリングを内周に配列し、入力側となる外径側ダンパスプリングを配列した入力部材に取付けたスペーサの内周面に出力側となる内径側ダンパスプリングを配列した出力部材の外周を当接することで同心を成して回転可能に組合せ、しかも上記外径側ダンパスプリングと内径側ダンパスプリングを直列する為の中間部材を回転可能に組合せ、該中間部材の外周に設けたセパレータ部を外径側ダンパスプリングの間に介在すると共に、内周に設けたセパレータ部を内径側ダンパスプリングの間に介在した請求項２記載のダンパ装置。
4. 上記外径側ダンパスプリングが配列される入力部材は概略お椀形の第１プレートにスペーサを介在してドラムプレートを取付けて構成し、内径側ダンパスプリングが配列される出力部材は２枚の概略円盤型第２プレートを抱き合せた構造とし、そして概略リング状の中間部材を上記第２プレートの間に挟み込んで構成した請求項１、又は請求項３記載のダンパ装置。
5. 上記外径側ダンパスプリングが配列される入力部材は概略お椀形の第１プレートにスペーサを介在してドラムプレートを取付けて構成し、内径側ダンパスプリングが配列される中間部材は２枚の概略円盤型プレートを抱き合わせた構造とし、そして概略リング状の出力部材を上記円盤型プレートの間に挟み込んで構成した請求項１、又は請求項３記載のダンパ装置。