JP5993186B2 - 捻り振動低減装置及びその捻り振動低減装置を用いたトルクコンバータのロックアップクラッチ機構 - Google Patents

Description

本発明は、捻り振動低減装置とその捻り振動低減装置を用いたロックアップクラッチ機構に関し、例えばトルクコンバータのロックアップクラッチ機構におけるロックアップピストンからのトルク変動を吸収してトランスミッション側に伝達する捻り振動低減装置およびこれらロックアップピストンと捻り振動低減装置からなるロックアップクラッチ機構に関するものである。

この種の捻り振動低減装置として、特許文献１の図１および図２に記載されているように、略円板状の入出力側回転部材の内周および外周のそれぞれの円周方向の等分位置にこれらの入出力側回転部材の相対回転に伴って圧縮変形する圧縮コイルばねを収容配置し、それら内外周の圧縮コイルばねの総合的なばね特性がいわゆる二段特性となるようにしたものが知られている。

特開２００９−２４３５３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された捻り振動低減装置では、入力側回転部材は締結結合された２枚のプレートから構成される一方、出力側回転部材はこれらの２枚のプレートの対向間隙内に配置されていて、図１に示すように、ロックアップピストン（相手側部材）から入力側回転部材へのトルクの伝達は、出力側回転部材の外周縁部に接続された別部材としての連結ディスクを介して行うようになっている。そのため、部品点数および組付工数の増加によりコストアップが余儀なくされる。

また、図１，２に示すように、入力側回転部材としての２枚のプレート同士を締結結合しているリベットの配置位置は、出力側回転部材の半径方向内周側の圧縮コイルばねの収容配置位置と、半径方向外周側の圧縮コイルばねの収容配置位置との間となっていて、出力側回転部材のうち当該リベット相当位置に円弧状のガイド部を切欠形成して両回転部材の相対回転を可能にしている。この場合において、入力側回転部材を形成している２枚のプレート同士の結合強度を高めるべくリベットの本数を増やそうとすると、出力側回転部材側でのリベット逃げのための上記円弧状のガイド部を周方向に伸ばさざるを得なくなり、結果として入力側回転部材を形成している２枚のプレート同士の結合強度の向上が望めないだけでなく、出力側回転部材の強度が低下することとなって好ましくない。

一方で、出力側回転部材を内周側に延長あるいは配置して、先に述べた連結ディスクを介することなく、出力側回転部材を例えばタービンハブと直接的に結合することで、先に述べたコスト面での課題は解決することの可能ではある。しかしながら、依然として、入力側回転部材を形成している２枚のプレート同士を結合するためのリベットと出力側回転部材側でのリベット逃げのための円弧状のガイド部との関係は不可避であり、結果として入力側回転部材を形成している２枚のプレート同士の結合強度および出力側回転部材の強度の向上が望めない。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、二種類の圧縮コイルばねの採用によって総合的なばね特性がいわゆる二段特性となるような構造を前提とした上で、入力側回転部材を形成している２枚プレート同士の結合強度の向上とともに、出力側回転部材の強度の向上を図ることのできる捻り振動低減装置およびその捻り振動低減装置を用いたロックアップクラッチ機構を提供するものである。

請求項１に係る発明は、互いに対向配置された２枚の円環状のプレートからなる入力側回転部材と、上記入力側回転部材を形成している２枚のプレート同士の対向間隙内に当該入力側部材と同心状に且つ相対回転可能に配置された円板状の出力側回転部材と、上記入力側回転部材を形成している２枚のプレート同士の対向間隙内のうち上記出力側回転部材の外周側に配置され、当該入力側部材および出力側回転部材と相対回転可能な円環状の中間部材と、上記入力側回転部材と出力側回転部材のそれぞれに円周方向に沿って等間隔で形成された複数のばね収容部と、上記ばね収容部に個別に収容配置され、上記入力側回転部材と出力側回転部材との相対回転に伴って圧縮変形する二つで一組の直列関係にある第１の圧縮コイルばねと、上記出力側回転部材の円周方向に等間隔で形成された複数の窓部と、上記窓部に個別に収容配置され、上記第１の圧縮コイルばねの圧縮変形ストロークの末期に圧縮変形する第２の圧縮コイルばねと、を備えた捻り振動低減装置であることを前提とする。

その上で、上記入力側回転部材を形成している２枚のプレートの外周縁部同士が結合手段により一体的に結合されていて、これらの結合部位に対して相手側部材からの回転トルクが入力されるようになっているとともに、上記第２の圧縮コイルばねが収容配置された窓部は、上記第１の圧縮コイルばねが収容配置されたばね収容部よりも半径方向内周側であって且つ隣り合う二つのばね収容部同士の間に配置されていて、さらに、上記二つで一組の第１の圧縮コイルばね同士の間には上記中間部材の一部が介在していることを特徴としている。

この場合において、請求項２に記載のように、上記入力側回転部材を形成している２枚のプレートの外周縁部同士が複数のリベットにより一体的に結合されているものとする。また、より高い制振効果と許容トルクを実現する上では、請求項３に記載のように、上記第２の圧縮コイルばねのばね定数は、上記第１の圧縮コイルばねのそれよりも大きく設定されていることが望ましい。

ここで、上記第１の圧縮コイルばねの圧縮変形ストロークの末期に上記第２の圧縮コイルばねを圧縮変形させる具体的手段としては、請求項４に記載のように、上記入力側回転部材の内周から軸心方向側に向かって上記第２の圧縮コイルばねと当接可能な内側突起部が形成されていて、上記第１の圧縮コイルばねの圧縮変形ストロークの末期に上記内側突起部が上記第２の圧縮コイルばねと当接するようになっているものとする。

なお、上記請求項１〜４に記載の発明は、請求項５に記載の発明のように、コンバータハウジングと摩擦締結可能なロックアップピストンを相手側部材をとしたトルクコンバータのいわゆるダンパ機能付きロックアップクラッチ機構にも適用でき、例えば、上記コンバータハウジングに対して摩擦締結可能なロックアップピストンは外周縁部にフランジ部が曲折形成された略皿状のものであって、このロックアップピストンは上記捻り振動低減装置に対して相対回転不能で且つ軸心方向に相対移動可能となっていて、上記ロックアップピストンのフランジ部が上記入力側回転部材を形成している２枚のプレートの外周縁部に結合されているものとする。

この場合において、上記ロックアップピストンのフランジ部と、上記入力側回転部材を形成している２枚のプレートの外周縁部との具体的な接続手段として、請求項６に記載のように、上記入力側回転部材の外周縁部およびロックアップピストンのフランジ部にはそれぞれに凹凸部が形成されていて、双方の凹凸部同士が噛み合うことで両者間でのトルク伝達が可能となっているものとする。

したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、入力側回転部材として機能する２枚のプレート同士の結合のためのリベット等の結合手段の数や位置等に制限がないだけでなく、出力側回転部材に例えばリベット逃げのための円弧状のガイドを形成する必要もなくなる。

請求項１，２および請求項５，６に記載の発明によれば、総合的なばね特性が二段特性となる捻り振動低減装置でありながら、入力側回転部材として機能する２枚のプレート同士の結合のためのリベット等の結合手段の数や位置等に制限がないだけでなく、出力側回転部材に例えばリベット逃げのための円弧状のガイドを形成する必要がないため、入力側回転部材を形成している２枚のプレート同士の結合強度の向上が図れるとともに、出力側回転部材の強度も向上する。また、いわゆるロングトラベル化によって捻り角度をより大きく確保して、低剛性から高剛性までの広範囲の捻り振動を低減できる。

請求項３，４に記載の発明によれば、入力トルクが大きい状況下で作用することになる第2の圧縮コイルばねは、第1の圧縮コイルばねより半径方向内周側に収容・配置されているため、装置全体の遠心力を低減でき、その結果として入力側回転部材を形成している２枚のプレートおよび出力側回転部材の薄板化にも寄与できる。

本発明を実施するための具体的な実施の形態を示す図で、トルクコンバータのロックアップ状態での半断面図。 図１の要部拡大図で、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。 図２を右側方向から見た図であって、ドライブプレートの一部を破断した状態を示す正面図。 図１〜３に示したロックアップピストン単独での詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図。 図４（Ａ）に示したロックアップピストンを反対方向から見た斜視図。 図１〜３に示した２枚のドライブプレートのうち、一方のドライブプレート単独での詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図。 図１〜３に示したフローティングイコライザ単独での詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図。 図１〜３に示したハブプレート単独での詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図。

図１〜８は本発明に係る捻り振動低減装置およびこの捻り振動低減装置を用いたいわゆるダンパ付きロックアップクラッチ機構の具体的な実施の形態を示す図であり、図１は同ロックアップダンパが配設されるトルクコンバータの半断面図を、図２は図１のロックアップダンパの拡大図をそれぞれ示している。なお、図２は図３のＡ−Ａ線に沿った断面図を示している。また、図３は同ロックアップダンパの構造をわかりやすくするために図２に示したドライブプレートの一部を破断した状態を表している。なお、図３に示した捻り振動低減装置はその通常静止状態を示している。すなわち、非ロックアップ状態であって、ロックアップピストンからの回転トルクが入力されていない状態を示している。さらに、図４〜８は図１〜３に示した主要な構成部品の単品での詳細を示している。

図１に示すトルクコンバータ１は、大略して有底浅皿状のフロントカバー２と、このフロントカバー２とともにコンバータハウジング３を形成する円形深皿状のポンプインペラ４と、このポンプインペラ４と対向して配置された同じく円形深皿状のタービンランナ５と、ポンプインペラ４とタービンランナ５との間に配置されたホイール状のステータ６のほか、タービンランナ５とフロントカバー２との間に配置された円板状のロックアップクラッチ機構７とから構成されている。さらに、このロックアップクラッチ機構７は、後述するように、捻り振動低減装置としてのロックアップダンパ１６と、ロックアップピストン１５とから構成されている。なお、ポンプインペラ４とタービンランナ５は共に公知のトーラス構造のものである。

フロントカバー２とポンプインペラ４とは溶接部８によって接合されており、先に述べたようにこれら両者によりコンバータハウジング３が形成され、その内部にトルクコンバータ１の流体室が形成される。また、フロントカバー２はその外側に溶接接合されたリングボス９と図示外のボルトによって固定される中間部材等を介してエンジンのクランクシャフトに連結されるようになっている。これによりフロントカバー２とポンプインペラ４とからなるコンバータハウジング３はクランクシャフトと一体的に回転し、エンジン側からの入力トルクを流体を介してタービンランナ５に伝達する。なお、フロントカバー２の中心部にはカバーボス１０が溶接によって接合され、このカバーボス１０は芯出しのために同じく図示しないクランクシャフトの中心孔内に挿入される。

タービンランナ５は後述するハブプレート２４とともにリベット１１によってタービンハブ１２と結合され、タービンハブ１２はトランスミッション等の動力伝達装置の入力軸１３とスプライン結合されている。なお、ステータ６はワンウェイクラッチ１４を介して一方向にのみ回転可能に支持されているとともに、ポンプインペラ４からタービンランナ５への流体を介した伝達トルクを増幅する機能を有する。

ロックアップクラッチ機構７は図１〜３に示すように、コンバータハウジング３内において隣接して配置された有底浅皿状のロックアップピストン１５と円板状の捻り振動低減装置としてのロックアップダンパ１６とによって構成され、これらは、それぞれの外周縁部４６，３９同士が相対回転不能に且つ軸方向に相対移動可能に接続されるとともに、全体として円板状となっている。外周縁部４６，３９同士の接続状態の詳細については後述する。

ロックアップピストン１５は、図１〜３のほか図４および図５で示すように、略円形の底部１７と、この底部１７の外周縁部４６から反フロントカバー２側に略直角に曲折した円筒状のフランジ部１８とから構成され、全体として有底浅皿状となっている。また、ロックアップピストン１５はコンバータハウジング３を形成するフロントカバー２の内側に隣接配置され、コンバータハウジング３と摩擦締結可能になっている。摩擦締結の詳細については後述する。

上記フランジ部１８には、図４，５に示すように反底部１７側に矩形状に切り欠かれたロックアップピストン側凹部１９がその円周方向の等分位置に多数形成され、残された部位が反底部１７側に突出したロックアップピストン側凸部２０として等分位置に同じく多数形成されている。そして、図３に示すようにこれらのロックアップピストン側凹部１９とロックアップピストン側凸部２０は、後述するロックアップダンパ１６の入力側回転部材であるドライブプレート２６のドライブプレート側凸部３１およびドライブプレート側凹部３０とそれぞれ噛み合っている。なお、図５から明らかなようにこれらのロックアップピストン側凹部１９はロックアップピストン１５の軸方向の長さに対して周方向の長さが大きく形成されている。

上記底部１７には、その中心部に円筒状のボス部５３が形成され、図１に示すようにこのボス部５３にタービンハブ１２が挿通している。このため、ロックアップピストン１５はタービンハブ１２に相対回転可能で且つ軸方向に相対移動可能に接続されている。また、底部１７のフロントカバー２側の外周面には摩擦材として所定厚みの円環状のクラッチフェーシング２１が接着固定されている。

ここで、ロックアップピストン１５は、周知のように例えば車速やスロットル開度等の車両の運転状況に基づいてコンバータハウジング３内の油圧が制御されることから、図１で示すロックアップピストン１５のポンプインペラ４側に位置するアプライ室２２とフロントカバー２側に位置するレリーズ室２３との双方の油圧の差に応じて軸方向に変位する。すなわち、アプライ室２２側の油圧がレリーズ室２３の油圧を上回るとロックアップピストン１５はフロントカバー２側へ変位し、クラッチフェーシング２１をフロントカバー２の内壁面に押し付けてスリップ状態となり、やがてはこのクラッチフェーシング２１を介してロックアップピストン１５とフロントカバー２とは摩擦締結される。こうして、ロックアップピストン１５は、フロントカバー２から入力される回転トルクをロックアップダンパ１６側に出力することとなる。

ロックアップダンパ１６はこのようにロックアップピストン１５側から入力された回転トルク、すなわち、上記スリップ状態あるいは摩擦締結状態時を主とした変動を伴う回転トルクを入力し、これらのトルク変動または捻り振動を吸収しつつトランスミッション等の動力伝達側の入力軸１３に出力する。このように、ロックアップピストン１５とロックアップダンパ１６は、トルクコンバータ１におけるロックアップクラッチ機構７のダンパとして機能する。

図１〜３に示すように、ロックアップダンパ１６は、入力側回転部材として互いに対向配置された２枚の同形状のドライブプレート２６と、これらのドライブプレート２６の対向間隙２６ａ内に配置された出力側回転部材としての略円形のハブプレート２４と、同じくドライブプレート２６の対向間隙２６ａ内に配置されるとともにハブプレート２４の外周側に配置された中間部材としての円環状のフローティングイコライザ２５を備えている。そして、ドライブプレート２６はそれぞれの外周縁部３９同士が結合手段としての多数のリベット２７によって一体的に結合されている。

また、図３に示すように、これらのリベット２７による結合位置よりも半径方向内周側であってハブプレート２４の円周方向の三等分位置にばね収容部としての円弧状のばね受容凹部５０が形成され、同様にドライブプレート２６の円周方向の三等分位置であって且つ上記ばね受容凹部５０と合致する位置には同じくばね収容部としての円弧状のスロット部３５が形成され、これらのばね収容部としてのばね受容凹部５０とスロット部３５にはそれぞれに二つ一組とする第１の圧縮コイルばね２８が直列に収容・配置されている（詳細は後述する。）。さらに、ハブプレート２４の円周方向三等分位置に矩形状の窓部５２が形成され、これらの窓部５２それぞれに第２の圧縮コイルばね２９が個別に収容・配置されている。これら第２の圧縮コイルばね２９を収容・配置する窓部５２は、第１の圧縮コイルばね２８を収容・配置するばね受容凹部５０およびスロット部３５よりも半径方向内周側であって且つ円周方向で隣り合う二つの第１の圧縮コイルばね２８同士の間に位置している。

ここで、図３から明らかなように、第１の圧縮コイルばね２８は、相対的に長さおよび径が大きな直列関係にある圧縮コイルばねを二つで一組としているのに対して、第２の圧縮コイルばね２９はその長さおよび径が相対的に小さく、単独の圧縮コイルばねである。その一方で、ばね定数は第２の圧縮コイルばね２９の方が二つで一組の第１の圧縮コイルばね２８のそれよりも大きく設定されている。

なお、上記フローティングイコライザ２５とハブプレート２４とは相対回転可能であり、ドライブプレート２６はこれらのフローティングイコライザ２５とハブプレート２４に対して相対回転可能である。それぞれの構成要素の詳細は後述する。

２枚のドライブプレート２６は、図１，２に示すようにトルクコンバータ１内に互いに対向して配置されていて、これらドライブプレート２６同士の対向間隙２６ａ内にはフローティングイコライザ２５およびハブプレート２４が配置されている。なお、これらのドライブプレート２６同士は同一形状である。

また、図１〜３のほか図６に示すようにドライブプレート２６は全体として円環状であって、それぞれの外周縁部３９は２枚のドライブプレート同士の対向方向に張り出すように曲折し、図１，２で示すように外周縁部３９同士が密着するように重なり合っている。

上記外周縁部３９には、図６に示すようにその円周方向の等分位置に波状に切り欠かれた多数のドライブプレート側凹部３０が形成され、残された外周縁部３９が放射状に突出した多数のドライブプレート側凸部３１として同じく外周縁部３９の円周方向の等分位置に形成されている。

これらのドライブプレート側凸部３１の略幅方向中心位置にはリベット穴３２が形成され、図１〜３に示すように、ドライブプレート２６同士はこれらのドライブプレート側凸部３１に形成されたリベット穴３２を貫通する多数のリベット２７を結合手段として締結結合されている。このように、ドライブプレート側凸部３１はドライブプレート２６同士の結合部位となっている。

そして、図２，３に示すようにロックアップピストン側凹部１９にドライブプレート側凸部３１が、ドライブプレート側凹部３０にロックアップピストン側凸部２０が、それぞれ凹凸嵌合のかたちで相互に嵌合している。

このように、ドライブプレート２６とロックアップピストン１５双方の凹凸部同士が噛み合うことで両者間でのトルク伝達が可能となっている。そして、ドライブプレート２６同士の結合部位であるドライブプレート側凸部３１には、ロックアップピストン１５を相手側部材とする回転トルクが入力され、ドライブプレート２６は先に述べたように入力側回転部材として機能する。

さらに、ドライブプレート側凸部３１とロックアップピストン側凹部１９との嵌合状態に着目した場合、先に述べたように両者は円周方向において相対回転不能に密着している。その一方で、図１および図２で示すように重合したドライブプレート側凸部３１の軸方向の長さに対して、ロックアップピストン側凹部１９の軸方向の長さが大きく設定されている。このように、ロックアップピストン１５はロックアップダンパ１６に対して円周方向での相対回転が不可能である一方で、軸方向の相対移動が可能に接続されている。

なお、ドライブプレート側凹部３０の両端近傍には脚部３３がそれぞれ形成され、図３で示すようにこれらの脚部３３がロックアップピストン側凸部１８の内周面と当接し、ドライブプレート側凹部３０の半径方向外側はロックアップピストン側凸部２０と嵌合する一方で、ドライブプレート側凹部の半径方向内側は、アプライ室２２へ流れる流体の油路３４となる。

また、図３のほか図６に示すように、ドライブプレート２６の半径方向における略中間位置には円周方向に沿って等間隔で切り欠かれたスロット部３５が３箇所形成されている。これらのスロット部３５は図２，３に示すように、ドライブプレート２６同士を組み合わせた状態で、後述するハブプレート２４におけるばね受容凹部５０とともに円弧状のばね収容部を形成している。そして、図３に示すように第1の圧縮コイルばね２８はこれらドライブプレート２６およびハブプレート２４のそれぞれに形成されたばね収容部としてのスロット部３５とばね受容凹部５０に収容され、これらの収容空間の円周方向両端と弾接している。なお、ドライブプレート２６においては各スロット部３５の円周方向の両側の端面が第１の圧縮コイルばね２８のためのばね受け部３５ａとなっている（ハブプレート２４においては後述する。）。したがって、これらの第１の圧縮コイルばね２８は、ドライブプレート２６とハブプレート２４とが相対回転すると同時にこれらの相対回転に伴って圧縮変形することになる。また、これらスロット部３５の内周側と外周側の両端に沿って反外周縁部３９側に膨出した第1保持片３７が形成されている。これらの内周側と外周側の第１保持片３７は第１の圧縮コイルばね２８の収容状態を保持するばね収容部側ガード部として機能する。

さらに、図３のほか図６に示すように、ドライブプレート２６の最内周の三等分位置であって、上記内周側の第1保持片３７の根元部の円周方向中心部からは、内周側に向かって突出した扇状の内側突起部３８がそれぞれ形成されている。これらの内側突起部３８は、外周側の周長に対して内周側の周長が小さいものとなっている。

ここで、図２で示すように、内側突起部３８はハブプレート２４をはさんで対向配置されていて、例えば図３においてドライブプレート２６が反時計回り方向に回転したと仮定した場合に、内側突起部３８は空走ストロークｎを経た上で第２の圧縮コイルばね２９の端面に当接可能となっている。なお、この関係はドライブプレート２６が時計回り方向に回転した場合も同様である。したがって、内側突起部３８と第２の圧縮コイルばね２９とは、ドライブプレート２６とハブプレート２４の相対回転時にこれらの空走ストロークｎを経た上で初めて当接することになる。より詳しくは、上記空走ストロークｎは第１の圧縮コイルばね２８の圧縮変形ストロークと略同一となるように設定されていて、これらにより第２の圧縮コイルばね２９は第１の圧縮コイルばね２８の圧縮変形ストロークの末期に初めて圧縮変形を開始するように設定されている。

また、図６に示すように、ドライブプレート２６の最内周には、隣接する上記内側突起部３８同士の間を円周方向に沿って内周側に膨出した第２保持片４０が形成されている。これらの第２保持片４０にはスリット部４１が形成されていて、これらのスリット部４１によって第２保持片４０は各内側突起部３８の円周方向両端に一つずつ位置するように６等分されている。そして、図３に示すように、これらの第２保持片４０は第２の圧縮コイルばね２９の収容状態を保持する窓部側ガード部として機能することとなる。第２の圧縮コイルばね２９の収容状態についての詳細は後述する。

中間部材としてのフローティングイコライザ２５は、図１〜３のほか図７に示すように、ドライブプレート２６同士の対向間隙２６ａ内にそれらと同心状に且つ相対回転可能に配置され、リング部４２と、このリング部４２の円周方向の三等分位置から内周側に向かって突出した爪状の中間ばね受け部４３とから構成され、全体として円環プレート状のものとなっている。

これらの中間ばね受け部４３は、図３に示すようにばね収容部としてのばね受容凹部５０およびスロット部３５の円周方向中間位置に臨むかたちで突出し、ばね受容凹部５０およびスロット部３５に直列に収容配置された二つで一組の第１の圧縮コイルばね２８同士の間に介在している。このように二つで一組の第１の圧縮コイルばね２８同士の間にフローティングイコライザ２５の中間ばね受け部４３が介在していることで、二つで一組の第１の圧縮コイルばね２８によるいわゆるロングトラベル化を補助している。

ハブプレート２４は、図１〜３のほか図８に示すように、フローティングイコライザ２５の内周側に位置し、フローティングイコライザ２５とともに、ドライブプレート２６の対向間隙２６ａ内において、これらのドライブプレート２６およびフローティングイコライザ２５と同心状に且つ相対回転可能に配置されている。

また、ハブプレート２４は、円環浅皿状の取付基部４５と、この取付基部４５の円周方向の三等分位置から径方向外周側に放射状に突出形成されたアーム部４９とから構成される。各アーム部４９は取付基部４５に対して軸心方向にわずかにオフセットしていて、図２から明らかなように上記フローティングイコライザ２５と同一平面上に位置しているとともに、各アーム部４９の根元部には先に述べた第２の圧縮コイルばね２９を収容するための矩形状の窓部５２が形成されている。さらに、窓部５２に隣接して例えば軽量化を目的とした逃げ穴５１が形成されている。そして、隣り合うアーム部４９同士の間の空間が先に述べた第１の圧縮コイルばね２８を収容するためのばね収容部たるばね受容凹部５０となっているとともに、各アーム部４９の円周方向の両側の端面が第１の圧縮コイルばね２８のためのばね受け部４９ａとなっている。

上記ハブプレート２４における取付基部４５の円周方向の等分位置にはリベット穴４７が等ピッチで複数個形成され、図１で示すようにこれらのリベット穴４７を貫通する複数のリベット１１により、ハブプレート２４はタービンランナ５とともにタービンハブ１２に連結されている。そして、前述のようにタービンハブ１２はトランスミッション等の動力伝達装置の入力軸１３とスプライン結合されている。このように、ハブプレート２４は動力伝達装置側にトルクを伝える出力側回転部材として機能する。

なお、上記取付基部４５の内周面には切削加工が施されていて、図８から明らかなように、取付基部４５の大部分の板厚はアーム部４９に比較して薄肉となっている。そして、取付基部４５に比べて相対的に厚肉となったアーム部４９の板厚は、図２から明らかなように、２枚のドライブプレート２６のそれよりも大きいものとなっている。

また、上記窓部５２に収容される第２の圧縮コイルばね２９の径は、第1の圧縮コイルばね２８の径と比較して小さいことは先に述べた通りである。そして、上述のようにハブプレート２４におけるアーム部４９の板厚は２枚のドライブプレート２６のそれよりも大きく、第２の圧縮コイルばね２９はこのアーム部４９に形成された窓部５２にその両端面が弾接するかたちで収容・配置されている。そして、図３および図６から明らかなように、それぞれドライブプレート２６に形成された第１保持片３７は、ばね収容部としてのスロット部３５およびばね受容凹部５０に収容配置された一対の第１の圧縮コイルばね２８を内外周の両側且つハブプレート２４の両側から抱持している。その一方で、ドライブプレート２６に形成された第２保持片４０は、ハブプレート２４の窓部５２に収容配置された第２の圧縮コイルばね２９をハブプレート２４の両側から抱持している。

したがって、このように構成されたダンパ機能付きのロックアップクラッチ機構７によれば、先に述べたスリップ状態あるいはロックアップ状態において、フロントカバー２からロックアップピストン１５に入力される回転トルクは、ロックアップピストン１５側の凸部２０と２枚のドライブプレート２６側の凸部３１との噛み合い部を介して２枚のドライブプレート２６に伝達される。そして、２枚のドライブプレート２６に伝達された回転トルクは、第１の圧縮コイルばね２８または第１の圧縮コイルばね２８ととともに第２の圧縮コイルばね２９とを圧縮変形させることで捻り振動を低減しながらハブプレート２４へと伝達され、最終的にはこのハブプレート２４からタービンハブ１２を介して入力軸１３へと伝達されて当該入力軸１３を回転駆動させることになる。

具体的には、ロックアップピストン１５からの回転トルクがドライブプレート２６に入力されると、そのドライブプレート２６はハブプレート２４と相対回転を開始する。この相対回転に伴いドライブプレート２６側のスロット部３５およびハブプレート２４側のばね受容凹部５０に収容配置されている一対の第１の圧縮コイルばね２８が圧縮変形し、瞬間的な過大トルク等の捻り振動を吸収または低減しながら、ハブプレート２４側に対して滑らかに回転トルクを伝達する。

この場合において、ドライブプレート２６はハブプレート２４との相対回転変位量が図３のストロークｎの範囲内のものである場合には、ドライブプレート２６側の内側突起部３８はストロークｒ１の範囲内でいわゆる空走するだけであり、したがって、内側突起部３８が第２の圧縮コイルばね２９に当接することもなければ、その第２の圧縮コイルばね２９が圧縮変形することもない。

その一方、上記のようなドライブプレート２６とハブプレート２４との間でのトルク伝達の過程において、例えば瞬間的な過大回転トルク等のために両者の相対回転変位量がある程度大きくなって図３のストロークｎ以上となると、内側突起部３８が第２の圧縮コイルばね２９に当接するようになるために、先の第１の圧縮コイルばね２８の圧縮変形に加えて、第２の圧縮コイルばね２９も圧縮変形するようになる。つまり、二つで一組の第１の圧縮コイルばね２８の圧縮変形ストロークの末期に至ると、この第１の圧縮コイルばね２８のばね力に第２の圧縮コイルばね２９のばね力が上乗せされるようにして、第２の圧縮コイルばね２９も圧縮変形を開始する。そのため、第１の圧縮コイルばね２８と第２の圧縮コイルばね２９との総和による荷重−撓み特性が急激に立ち上がり、先に述べたような瞬間的な過大回転トルク等に基づく捻り振動を吸収または低減しながらドライブプレート２６とハブプレート２４との間での滑らかなトルク伝達が行われる。この挙動がいわゆる二段特性と言われる所以である。

このように本実施の形態に係るダンパ機能付きのロックアップクラッチ機構７によれば、捻り振動低減装置としてのロックアップダンパ１６のばね手段として、二つで一組の第１の圧縮コイルばね２８と、この第１の圧縮コイルばね２８よりもばね定数の大きな第２の圧縮コイルばね２９とを併用して、上記のような二段特性をもって第１の圧縮コイルばね２８および第２の圧縮コイルばね２９が圧縮変形するようになっているため、いわゆる低剛性の捻り特性と高剛性の捻り特性とを両立することが可能となる。

また、本実施の形態では、ロックアップダンパ１６の径方向において第２の圧縮コイルばね２８と第１の圧縮コイルばね２９およびリベット２７による結合位置との三者の相対位置関係に着目した場合、内周側から順に、第２の圧縮コイルばね２９、第１の圧縮コイルばね２８、およびリベット２７による結合位置の順となっていて、リベット２７による結合位置が最も外周側に位置している。そのため、２枚のドライブプレート２６同士の結合強度の向上を目的としてリベット２７の総数を増やすことに何ら制限がなく、入力側回転部材を形成している２枚のドライブプレート２６同士の結合強度が向上することになる。

さらに、２枚のドライブプレート２６の外周縁部３９では、上記のように複数のリベット２７よる結合をもってその結合強度の向上が図られていて、複数のリベット２７による結合位置の近傍であるところのドライブプレート２６側の凸部３１とロックアップピストン１５側の凹部１９との凹凸嵌合をもって当該ロックアップピストン１５側からドライブプレート２６側にトルクが入力されることになるので、トルク伝達が安定して行われるとともに、そのトルク伝達効率も高いものとなる。

その上、上記のようにリベット２７による結合位置が最も外周側に位置しているために、従来構造のように当該リベット２７との干渉を回避するべくいわゆるリベット逃げのためのガイド溝等を出力側回転部材としてのハブプレート２４に形成する必要がないため、ハブプレート２４の強度も併せて向上することになる。

加えて、第２の圧縮コイルばね２９を第１の圧縮コイルばね２８よりも遅れて作動させるべく、第２の圧縮コイルばね２９と内側突起部３８とのなす距離であるところの図３の空走ストロークｎをドライブプレート２６側で確保していて、この空走ストロークｎに相当する長穴等の逃げ部をハブプレート２４側に設ける必要がないため、ハブプレート２４の強度低下を招くことがない。

また、複数のリベット２７による結合部よりも内周側に第１の圧縮コイルばね２８が位置していて、さらにその第１の圧縮コイルばね２８の内周側に第２の圧縮コイルばね２９が配置されているため、第２の圧縮コイルばね２９の配置位置に基づく遠心力を抑制することができて、主たる構成要素であるドライブプレート２６やハブプレート２４を薄肉化したり小径化する上で有利となる。このことは、さらなるロックアップダンパ１６の低剛性化によりドライブプレート２６とハブプレート２４との捻り角度が増大したとしても、複数のリベットによる結合位置には何ら影響を及ぼさないことから、必要な回転強度を十分に維持できることになる。

１…トルクコンバータ
３…コンバータハウジング
７…ロックアップクラッチ機構
１５…ロックアップピストン（相手側部材）
１６…ロックアップダンパ（捻り振動低減装置）
１８…フランジ部
１９…ロックアップピストン側凹部
２０…ロックアップピストン側凸部
２４…ハブプレート（出力側回転部材）
２５…フローティングイコライザ（中間部材）
２６…ドライブプレート（入力側回転部材）
２６ａ…対向間隙
２７…リベット（結合手段）
２８…第1の圧縮コイルばね
２９…第2の圧縮コイルばね
３０…ドライブプレート側凹部
３１…ドライブプレート側凸部
３５…スロット部（ばね収容部）
３９…外周縁部（ドライブプレート）
３８…内側突起部
４６…外周縁部（ロックアップピストン）
５０…ばね受容凹部（ばね収容部）
５２…窓部

Claims (6)

1. 互いに対向配置された２枚の円環状のプレートからなる入力側回転部材と、
   上記入力側回転部材を形成している２枚のプレート同士の対向間隙内に当該入力側部材と同心状に且つ相対回転可能に配置された円板状の出力側回転部材と、
   上記入力側回転部材を形成している２枚のプレート同士の対向間隙内のうち上記出力側回転部材の外周側に配置され、当該入力側部材および出力側回転部材と相対回転可能な円環状の中間部材と、
   上記入力側回転部材と出力側回転部材のそれぞれに円周方向に沿って等間隔で形成された複数のばね収容部と、
   上記ばね収容部に個別に収容配置され、上記入力側回転部材と出力側回転部材との相対回転に伴って圧縮変形する二つで一組の直列関係にある第１の圧縮コイルばねと、
   上記出力側回転部材の円周方向に等間隔で形成された複数の窓部と、
   上記窓部に個別に収容配置され、上記第１の圧縮コイルばねの圧縮変形ストロークの末期に圧縮変形する第２の圧縮コイルばねと、
   を備えた捻り振動低減装置であって、
   上記入力側回転部材を形成している２枚のプレートの外周縁部同士が結合手段により一体的に結合されていて、これらの結合部位に対して相手側部材からの回転トルクが入力されるようになっているとともに、
   上記第２の圧縮コイルばねが収容配置された窓部は、上記第１の圧縮コイルばねが収容配置されたばね収容部よりも半径方向内周側であって且つ隣り合う二つのばね収容部同士の間に配置されていて、
   さらに、上記二つで一組の第１の圧縮コイルばね同士の間には上記中間部材の一部が介在していることを特徴とする捻り振動低減装置。
2. 上記入力側回転部材を形成している２枚のプレートの外周縁部同士が複数のリベットにより一体的に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の捻り振動低減装置。
3. 上記第２の圧縮コイルばねのばね定数は、上記第１の圧縮コイルばねのそれよりも大きく設定されていることを特徴とする請求項２に記載の捻り振動低減装置。
4. 上記入力側回転部材の内周から軸心方向側に向かって上記第２の圧縮コイルばねと当接可能な内側突起部が形成されていて、
   上記第１の圧縮コイルばねの圧縮変形ストロークの末期に上記内側突起部が上記第２の圧縮コイルばねと当接するようになっていることを特徴とする請求項３に記載の捻り振動低減装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の捻り振動低減装置と、コンバータハウジングと摩擦締結可能な相手側部材としてのロックアップピストンとが、上記コンバータハウジング内に隣接配置されてなるトルクコンバータのロックアップクラッチ機構であって、
   上記コンバータハウジングに対して摩擦締結可能なロックアップピストンは外周縁部にフランジ部が曲折形成された略皿状のものであって、
   このロックアップピストンは上記捻り振動低減装置に対して相対回転不能で且つ軸心方向に相対移動可能となっていて、
   上記ロックアップピストンのフランジ部が上記入力側回転部材を形成している２枚のプレートの外周縁部に結合されていることを特徴とするトルクコンバータのロックアップクラッチ機構。
6. 上記入力側回転部材の外周縁部およびロックアップピストンのフランジ部にはそれぞれに凹凸部が形成されていて、
   双方の凹凸部同士が噛み合うことで両者間でのトルク伝達が可能となっていることを特徴とする請求項５に記載のトルクコンバータのロックアップクラッチ機構。

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