【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力部材から出力部材に伝達されるトルクの変動を吸収可能なダンパ装置、および、そのようなダンパ装置を備えた流体伝動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、この種のダンパ装置として、２段階の減衰特性を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。かかる従来のダンパ装置は、流体伝動装置の一例である車両用のロックアップ式トルクコンバータに適用されるものである。このダンパ装置では、クラッチプレート（ピストン）に固定されたドライブプレートと、タービンハブに固定されたドリブンプレートとが、複数の第１ステージ用スプリングと、ドライブプレートとドリブンプレートとの間で遊動可能な中間部材とにより連係される。中間部材は、各スプリングを直列に作用させるためのものであり、タービンハブの外周で位置決めされる。そして、このダンパ装置では、ドライブプレートとドリブンプレートとの間に、第１ステージ用スプリングよりも外周側に位置するように、複数の第２ステージ用スプリングが配設されている。
【０００３】
なお、従来から、ダンパ機能を備えたトルクコンバータとして、上述の従来のダンパ装置における内周側にのみ複数のスプリングを備えたトルクコンバータが知られている（例えば、特許文献２参照。）。更に、ダンパ機能を備えたトルクコンバータとしては、タービンハブに摺動自在に支持されたピストン（クラッチプレート）と、タービンハブに固定されたタービンとが、周方向に並んだ複数のスプリングを介して連係されるトルクコンバータも知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１４１６１７号公報
【特許文献２】
特開平９−３１７８４８号公報
【特許文献３】
特公平７−５６３２８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、流体伝動装置が適用される駆動源の高出力化が進められているが、駆動源の出力が高められるほど、流体伝動装置（トルクコンバータ）に、大きなトルク変動を十分に吸収し得る高容量のダンパ装置を備えることが不可欠となってくる。また、駆動源の出力が高められるほど、ダンパ装置に入力する力も大きくなることから、特定部位への応力集中を回避することにより、ダンパ装置の耐久性を十分に確保する必要が生じる。
【０００６】
これらの点に鑑みれば、高出力駆動源に対応させる流体伝動装置には、２段階の減衰特性を有するダンパ装置を備えるのが好ましい。しかしながら、上述の従来のダンパ装置には、特にドリブンプレートのタービンハブ固定部付近に応力が集中して耐久性が低下してしまうおそれが存在していた。
【０００７】
そこで、本発明は、耐久性を向上させたダンパ装置およびそれを備えた流体伝動装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるダンパ装置は、入力部材と、流体伝動要素を介して入力部材から動力が伝達される出力部材との間に設けられ、入力部材から出力部材に伝達されるトルクの変動を吸収することができるダンパ装置において、出力部材に固定されており、入力部材から出力部材に動力を直接伝達するために用いられる伝達部材を備えると共に、出力部材に固定された流体伝動要素を介して入力部材から出力部材に動力を直接伝達可能とされており、入力部材から出力部材に動力を直接伝達する際の動力伝達経路が、伝達部材を介した第１の動力伝達経路と、出力部材に固定された流体伝動要素を介した第２の動力伝達経路とに分けられていることを特徴とする
【０００９】
このダンパ装置では、入力部材からの動力（トルク）が、第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路とに分散された状態で出力部材に伝達されることになる。従って、各部材に加わる応力を小さくすると共に、伝達部材の出力部材との固定部周辺といった特定の部位に応力が集中してしまうことを確実に防止することができるので、その耐久性を向上させることが可能となる。
【００１０】
この場合、第１の動力伝達経路に含まれる第１の弾性部材と、第２の動力伝達経路に含まれる第２の弾性部材とを備え、第２の弾性部材は、第１の弾性部材から出力部材の径方向および軸方向にオフセットして配置されていると好ましい。
【００１１】
このような構成を採用すれば、第１の弾性部材と第２の弾性部材とを概ね同一平面内に配設した場合に生じがちなデッドスペースを第２の弾性部材の配置スペースとして有効利用することができる。
【００１２】
また、第２の弾性部材は、第１の弾性部材よりも高い捩り剛性を有していると好ましい。
【００１３】
このように、第２の弾性部材の捩り剛性が第１の弾性部材よりも高い場合、減衰手段としての第２の弾性部材の使用頻度（作動頻度）は、特に常用域において、第１の弾性部材と比較して少なくなる。従って、かかる構成のもとでは、第２の弾性部材を含む第２の動力伝達経路を介して大きなトルクが出力部材側の流体伝動要素に伝わる頻度を少なくすることができるので、流体伝動要素の耐久性を十分に確保することができる。
【００１４】
本発明による流体伝動装置は、上記入力部材と、上記出力部材と、上記ダンパ装置とを備えるものである。この場合、入力部材は、ポンプを有する一方、出力部材は、ポンプと対向するタービンを有しており、流体伝動装置は、タービンから流出した流体をポンプに案内するステータと、入力部材と出力部材とを機械的に直結させるためのロックアップクラッチ機構とを更に備えると好ましい。また、ロックアップクラッチ機構は、多板クラッチを含むと好ましい。この場合、第２の弾性部材を第１の弾性部材から出力部材の径方向および軸方向にオフセットして配置することにより、第１の弾性部材と第２の弾性部材とを概ね同一平面内に配設した場合に生じがちなデッドスペースを第２の弾性部材の配置スペースとして有効利用することができる。従って、かかる構成は、ロックアップクラッチ機構を備えた流体伝動装置において多板クラッチを採用する上で極めて有効となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によるダンパ装置および流体伝動装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明による流体伝動装置を示す部分断面図であり、同図は、本発明による流体伝動装置の一例であるトルクコンバータ１を示す。トルクコンバータ１は、エンジンを備えた車両に適用されるものであり、図１に示されるように、フロントカバー（入力部材）２、ポンプインペラ（流体伝動要素）３、タービンランナ（流体伝動要素）４、タービンハブ（出力部材）５、ステータ６、ロックアップクラッチ機構７、および、ダンパ装置１０等を含む。
【００１７】
フロントカバー２には、図示されないエンジンの回転軸が固定されると共に、複数の羽根３ａを有する流体伝動要素としてのポンプインペラ３が密に固定される。一方、出力部材としてのタービンハブ５には、図示されない自動変速機（ＡＴ）あるいは無段変速機（ＣＶＴ）の入力軸Ｓが固定（スプライン嵌合）されると共に、複数の羽根４ａを有する流体伝動要素としてのタービンランナ４およびダンパ装置１０が固定される。フロントカバー２側のポンプインペラ３と、タービンハブ５側のタービンランナ４とは互いに対向し合い、両者間には、入力軸Ｓの周りで一方向にのみ回転自在に支持された複数の羽根６ａを有するステータ６が配置される。
【００１８】
図示されないエンジンが作動し、フロントカバー２およびポンプインペラ３が回転すると、作動油の流れによりタービンランナ４が引きずられるようにして回転し始める。ステータ６は、ポンプインペラ３とタービンランナ４との回転速度差が大きい時に、作動油の流れをポンプインペラ３の回転を助ける方向に変換する。なお、ステータ６の回転方向は、ワンウェイクラッチ８によって一方向にのみ設定される。これにより、トルクコンバータ１は、ポンプインペラ３とタービンランナ４との回転速度差が大きい時には、トルク増幅機として作動し、両者の回転速度差が小さくなると、流体継手として作動する。すなわち、エンジンの動力は、タービンランナ４（作動液、油等の作動流体）を介してフロントカバー２からタービンハブ５に伝達される。
【００１９】
そして、車両の発進後、車速が所定速度に達すると、ロックアップクラッチ機構７が作動され、エンジンからフロントカバー２に伝えられた動力が、出力部材としてのタービンハブ５に直接伝達（機械的に〔直接〕伝達）されるようになり、これにより、エンジンと変速機の入力軸Ｓとが機械的に直結される。図１に示されるように、ロックアップクラッチ機構７は、その中心部がタービンハブ５のフロントカバー２側の端部に摺動自在に支持されたピストン７１と、ピストン７１の外周部に装備された多板クラッチ７２とを備える。多板クラッチ７２は、図２に示されるように、フロントカバー２によって回転を規制された状態で入力軸Ｓの軸方向に摺動自在となるように支持されたディスク７３と、複数の摩擦板７４とを含むものである。本実施形態では、複数の摩擦板７４のうち、１枚がピストン７１に固定され、他の２枚がピストン７１に摺動自在に支持された摺動ディスク７５の両面に固定されている。
【００２０】
このように構成されるロックアップクラッチ機構７の多板クラッチ７２を介してフロントカバー２とピストン７１とが連結されると、入力側のピストン７１と、出力側のタービンハブ５との間に介設されているダンパ装置１０によって、フロントカバー２からタービンハブ５に動力が直接伝達（機械的に〔直接〕伝達）されることになる。また、ダンパ装置１０によって、フロントカバー２からタービンハブ５に伝達されるトルクの変動が吸収されることになる。
【００２１】
ダンパ装置１０は、図１に示されるように、入力ディスク（ドライブプレート）１１、中間プレート１２、複数の第１スプリング（第１の弾性体）１４、第１ガイドプレート（伝達部材）１５、および、第２ガイドプレート１６を含む。入力ディスク１１は、環状に形成されており、その内周縁の周方向における複数箇所（本実施形態では、３個所）からは、図示されない概ね台形状の突起がディスク中心に向けて延出されている。また、中間プレート１２は、入力ディスク１１の内側に遊動自在に配置され得る環状部材として形成されており、その外周縁の周方向における複数箇所（本実施形態では、３個所）からは、入力ディスク１１の突起と同数の概ね台形状の突起が外方に向けて延出されている。
【００２２】
上述の複数の第１スプリング１４は、互いに同一のバネ定数を有するものであり、入力ディスク１１の互いに隣り合う突起間に各２体ずつ配置される。そして、入力ディスク１１の突起間に配置された２体の第１スプリング１４同士の間には、中間プレート１２の突起が差し込まれる。これにより、入力ディスク１１の互いに隣り合う突起間に各２体（一対）の第１スプリング１４が位置決めされる。これらの入力ディスク１１、中間プレート１２および各第１スプリング１４は、第１ガイドプレート１５および第２ガイドプレート１６とによって両側から挟持される。
【００２３】
第１ガイドプレート１５は、環状に形成されており、その内周側縁部は、リベット等を介してタービンハブ５に固定される。また、第１ガイドプレート１５は、周方向の複数箇所（本実施形態では、３箇所）に、プレートの一部を外方に膨らませると共に開口することにより形成されたスプリング保持部１５ａを有する。また、第２ガイドプレート１６は、第１ガイドプレート１５と概ね同一の外形を有し、第１ガイドプレート１５と同様に、周方向の複数箇所にスプリング保持部１６ａを有する。ただし、第２ガイドプレート１６の内径は、第１ガイドプレート１５の内径よりも大きく、第２ガイドプレート１６は、タービンハブ５には固定されない。
【００２４】
第１ガイドプレート１５と第２ガイドプレート１６とは、それぞれの外周側縁部の周方向における複数箇所でリベット１７によって互いに連結（固定）される。各リベット１７には、円筒状のスリーブ１８が装着されており、各スリーブ１８は、入力ディスク１１および中間プレート１２の作動スペースを確保している。これにより、入力ディスク１１は、第１ガイドプレート１５および第２ガイドプレート１６との間に、両者に対して回転自在になるように保持されることになる。なお、入力ディスク１１の上述の各突起には、スリーブ１８と当接可能なストッパ部が形成されている。
【００２５】
また、入力ディスク１１の突起部間に配置された第１スプリング１４の各組は、それぞれ対応する第１ガイドプレート１５のスプリング保持部１５ａおよび第２ガイドプレート１６のスプリング保持部１６ａ内に収容される。この際、各組の第１スプリング１４の一方の外端（突起とは反対側の端部）が、スプリング保持部１５ａおよび１６ａの一方の端部と当接する。更に、中間プレート１２は、第１ガイドプレート１５および第２ガイドプレート１６との間に、入力ディスク、各ガイドプレート１５および１６の何れに対しても回転自在となるように保持される。
【００２６】
図１および図２に示されるように、入力ディスク１１の外周部は、第１ガイドプレート１５および第２ガイドプレート１６の外周縁よりも外方に突出する。そして、入力ディスク１１の外周部には、複数の凹部が形成されている。また、ダンパ装置１０は、ピストン７１に固定される複数のダンパハブ２０を含む。図１からわかるように、各ダンパハブ２０は、概ねクランク状の断面形状を有しており、ピストン７１に固定されてタービンハブ５（入力軸Ｓ）の軸方向に延びる基端部２０ａ、基端部２０ａからタービンハブ５の径方向かつ外方に立ち上がる中間部２０ｂ、および、中間部２０ｂからタービンランナ４に向けてタービンハブ５の軸方向に延びる遊端部２０ｃおよび２０ｄを含む。入力ディスク１１の各凹部には、各ダンパハブ２０の基端部２０ａが嵌め込まれ、これにより、ピストン７１と入力ディスク１１とは、複数のダンパハブ２０を介して互いに回転方向において固定され、かつ、入力軸Ｓの軸方向に摺動自在となる状態で係合し合うことになる。
【００２７】
各ダンパハブ２０は、ロックアップクラッチ機構７の多板クラッチ７２とタービンランナ４の外周部との間に画成されるスペース、すなわち、従来のダンパ装置（特許文献１参照。）では活用されていなかったデッドスペースに位置する。また、各ダンパハブ２０には、第２スプリング２２を保持するための部材であるセットプレート２３の基端部２３ａが固定されている。セットプレート２３は、タービンランナ４に向けてタービンハブ５の軸方向に延びる遊端部２３ｂおよび２３ｃを含む。第２スプリング２２は、ダンパハブ２０およびセットプレート２３の各遊端部２０ｃ，２０ｄ，２３ｂおよび２３ｃによって保持されている。第２スプリング２２は、それぞれ第１スプリング１４よりも高い捩り剛性を有するものであり、第２スプリング２２同士は、互いに同一のバネ定数を有する。
【００２８】
一方、タービンランナ４のランナシェル４ｂには、フロントカバー２に向けてタービンハブ５の軸方向に延びる遊端部２４ｂをもったタービンプレート２４の基端部２４ａが固定されている。各タービンプレート２４の遊端部２４ｂは、ダンパハブ２０の遊端部２０ｃとセットプレート２３の遊端部２３ｂとの間に配置され、対応する第２スプリング２２の端部と係合する。これにより、フロントカバー２と連結され得るピストン７１と、タービンハブ５に固定されたタービンランナ４とが、周方向に並んだ複数の第２スプリング２２を介して連係される。
【００２９】
次に、上述のように構成されるトルクコンバータ１のロックアップ時の動作について説明する。
【００３０】
車両の発進後、車速が所定速度に達すると、図示されない油圧装置によって第１ガイドプレート１５とタービンランナ４とにより画成される係合側油室Ｒ１に作動油が供給される。これにより、ピストン７１は、係合側油室Ｒ１からの作動油の流れによって押圧され、フロントカバー２に向けて移動する。これに伴い、フロントカバー２によって摺動自在に支持されているディスク７３は、ピストン７１の摩擦板７４と、摺動ディスク７５の一方の摩擦板７４とによって挟持され、摺動ディスク７５の他方の摩擦板７４は、フロントカバー２と摩擦接触する。この結果、多板クラッチ７２によってフロントカバー２とピストン７１とが強固に連結され、両者は一体となって回転する。なお、フロントカバー２とピストン７１とにより画成される解放側油室Ｒ２に作動油が供給されると、フロントカバー２とピストン７１の連結が断たれ、両者間には回転差が生じることになる。
【００３１】
ピストン７１がフロントカバー２と共に回転を始めると、ピストン７１の回転（動力）は、ダンパ装置１０によって出力部材としてのタービンハブ５に直接伝達（機械的に〔直接〕伝達）される。ここで、フロントカバー２からタービンハブ５に動力を直接伝達（機械的に〔直接〕伝達）する場合、タービンハブ５に固定された伝達部材としての第１ガイドプレート１５が利用されるが、フロントカバー２からの動力（トルク）が大きい場合、何ら対策を施さなければ、第１ガイドプレート１５のタービンハブ５との固定部周辺に応力が集中してしまい、ダンパ装置１０の耐久性が損なわれてしまうおそれがある。この点に鑑みて、ダンパ装置１０では、上述のように、各ダンパハブ２０と、タービンハブ５に固定されているタービンランナ４とを介してフロントカバー２からタービンハブ５に動力を直接伝達（機械的に〔直接〕伝達）可能とされている。
【００３２】
すなわち、ダンパ装置１０では、フロントカバー２からタービンハブ５に動力を直接伝達（機械的に〔直接〕伝達）する際の動力伝達経路が、第１の動力伝達経路と、第２の動力伝達経路とに分けられている。第１の動力伝達経路は、フロントカバー２、多板クラッチ７２、ピストン７１、ダンパハブ２０、入力ディスク１１、第１スプリング１４および中間プレート１２、第１ガイドプレート１５および第２ガイドプレート１６、タービンハブ５という順番でフロントカバー２からタービンハブ５に動力を伝達するものである。一方、第２の動力伝達経路は、フロントカバー２、多板クラッチ７２、ピストン７１、ダンパハブ２０、第２スプリング２２、タービンプレート２４、タービンランナ４（ランナシェル４ｂ）、タービンハブ５という順番でフロントカバー２からタービンハブ５に動力を伝達するものである。
【００３３】
これにより、トルクコンバータ１のダンパ装置１０では、フロントカバー２からの動力（トルク）は、第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路とに分散された状態でタービンハブ５に伝達されることになる。従って、ダンパ装置１０では、各部材に加わる応力を小さくすると共に、第１ガイドプレート１５のタービンハブ５との固定部周辺といった特定の部位に応力が集中してしまうことを確実に防止することができる。この結果、その耐久性を保ちつつ、ダンパ装置１０を容易に高容量化することが可能となる。また、ダンパ装置１０は、剛性を高めるための特別な補強等を不要とするので、容易にコンパクト化され得る。
【００３４】
更に、ダンパ装置１０では、第２の動力伝達経路に含まれる各第２スプリング２２が、第１の動力伝達経路に含まれる各第１スプリング１４から、タービンハブ５（入力軸Ｓ）の径方向における外側および軸方向におけるタービン（流体伝動要素）４側にオフセットして配置されている。これにより、第１スプリング１４と第２スプリング２２とを概ね同一平面内に配設した場合に生じがちなデッドスペースが第２スプリング２２の配置スペースとして利用され、ロックアップクラッチ機構７に対して多板クラッチ７２を備えることが容易になる。この結果、ダンパ装置１０ひいてはトルクコンバータ１をタービンハブ５（入力軸Ｓ）の径方向および軸方向の双方において容易にコンパクト化することが可能となる。この点で、本実施形態のトルクコンバータ１は、自動変速機（ＡＴ）および無段変速機（ＣＶＴ）の何れに対しても好適なものであるといえる。
【００３５】
ここで、トルクコンバータ１におけるトルク変動の吸収について説明すると、フロントカバー２およびピストン７１からタービンハブ５に伝達されるトルクの変動は、図３に示されるように２段階の減衰特性を有するダンパ装置１０により以下のようにして吸収されることになる。すなわち、ロックアップ後、トルク変動が発生すると、一体に回転しているフロントカバー２、ピストン７１、ダンパハブ２０および入力ディスク１１の回転速度が第１ガイドプレート１５および第２ガイドプレート１６の回転速度よりも高められる。
【００３６】
これにより、入力ディスク１１とスプリング保持部１５ａおよび１６ａの一方の端部とにより挟持されている各組の第１スプリング１４が入力ディスク１１によって圧縮され、トルク変動を吸収する。そして、図３における屈曲点を超える大きなトルク変動が発生すると、更に、ピストン７１に固定されている各ダンパハブ２０の遊端部とタービンプレート２４とにより挟持されている各第２スプリング２２も対応するダンパハブ２０によって圧縮される。これにより、第１ガイドプレート１５と第２ガイドプレート１６とを連結するリベット１７に装着されたスリーブ１８に入力ディスク１１の対応するストッパ部が当接するまで、各第１スプリング１４と、各第１スプリング１４よりも高い捩り剛性を有する各第２スプリング２２とが協働してトルク変動を吸収することになる。
【００３７】
このように、２段階の減衰特性を有するダンパ装置１０を含むトルクコンバータ１では、各第２スプリング２２の捩り剛性をエンジンからの最大入力トルクを受けられるように設定しておくと共に、各第１スプリング１４の捩り剛性を比較的低く設定することにより、ロックアップ後の騒音（こもり音）の発生を効果的に抑制することが可能となる。また、このような構成を採用した場合、比較的低い回転数域からエンジン（フロントカバー２）と変速機（タービンハブ５）とを直結させることができるので、車両の燃費を向上させることが可能となる。
【００３８】
更に、ダンパ装置１０では、第１スプリング１４よりも高い捩り剛性を有する減衰手段としての第２スプリング２２の使用頻度（作動頻度）は、特に常用域において、第１スプリング１４と比較して少なくなる。従って、第１スプリング１４ではなく、それよりも高い捩り剛性を有する第２スプリング２２を介してフロントカバー２（ダンパハブ２０）とタービンランナ４とを連係させることにより、第２スプリング２２を含む第２の動力伝達経路を介して大きなトルクがタービンランナ４のランナシェル４ｂに伝わる頻度を少なくすることができる。これにより、タービンランナ４（ランナシェル４ｂ）の耐久性を確保することが可能となる。なお、図１および図２は、第１スプリング１４と第２スプリング２２とが協働してトルク変動を吸収する状態を示すものである。
【００３９】
図４は、本発明による流体伝動装置の他の実施形態を示す拡大部分断面図である。同図に示されるトルクコンバータ１Ａのダンパ装置１０Ａでは、ピストン７１に固定されたダンパハブ２００側ではなく、タービンランナ４側に第２スプリング２２が保持されている。すなわち、ダンパ装置１０Ａでは、タービンハブ５に固定されたタービンランナ４のランナシェル４ｂに複数の支持部材２５の基端部２５ａが固定されている。支持部材２５は、基端部２５ａからタービンハブ５の径方向かつ外方に立ち上がる中間部２５ｂ、および、中間部２５ｂからフロントカバー２に向けてタービンハブ５の軸方向に延びる遊端部２５ｃおよび２５ｄを含む。
【００４０】
また、各支持部材２５には、第２スプリング２２を保持するための部材である支持部材２６の基端部２６ａが固定されている。支持部材２６は、フロントカバー２に向けてタービンハブ５の軸方向に延びる遊端部２６ｂおよび２６ｃを含む。第２スプリング２２は、支持部材２５，２６の各遊端部２５ｃ，２５ｄ，２６ｂおよび２６ｃによって保持されている。更に、ダンパ装置１０Ａでは、ダンパハブ２００の遊端部２００ｃが対応する第２スプリング２２の端部と係合する。これにより、フロントカバー２と連結され得るピストン７１と、タービンハブ５に固定されたタービンランナ４とが、周方向に並んだ複数の第２スプリング２２を介して連係される。
【００４１】
このように構成されたダンパ装置１０Ａを備えたトルクコンバータ１Ａでは、タービンランナ４側に第２スプリング２２が保持されることから、ロックアップクラッチ機構７のピストン７１の重量を低減させることが可能となる。これにより、ロックアップ時およびロックアップ解除時におけるピストン７１の作動性（応答性）を向上させることが可能となる。もちろん、このような構成を採用しても、その耐久性を保ちつつ、ダンパ装置１０Ａを容易に高容量化することが可能であり、かつ、ダンパ装置１０Ａおよびトルクコンバータ１Ａをタービンハブ５（入力軸Ｓ）の径方向および軸方向の双方において容易にコンパクト化することができる。
【００４２】
なお、上述のダンパ装置１０および１０Ａにおいて、第１スプリング１４および第２スプリング２２の双方または何れか一方として、外側スプリングと内側スプリングとを同軸に配置した二重スプリングが用いられてもよい。また、上述のダンパ装置１０および１０Ａを、トルクコンバータ以外の一般的な流体継手に適用することも可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明によれば、ダンパ装置および流体伝動装置の耐久性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による流体伝動装置を示す部分断面図である。
【図２】本発明による流体伝動装置の拡大部分断面図である。
【図３】図１の流体伝動装置に含まれるダンパ装置の減衰特性を示すグラフである。
【図４】本発明による流体伝動装置の他の実施形態を示す拡大部分断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ トルクコンバータ
２ フロントカバー
３ ポンプインペラ
４ タービンランナ
４ｂ ランナシェル
５ タービンハブ
６ ステータ
７ ロックアップクラッチ機構
１０，１０Ａ ダンパ装置
１１ 入力ディスク
１２ 中間プレート
１４ 第１スプリング
１５ 第１ガイドプレート
１５ａ，１６ａ スプリング保持部
１６ 第２ガイドプレート
２０，２００ ダンパハブ
２２ 第２スプリング
２３ セットプレート
２４，２４Ａ タービンプレート
２５，２６ 支持部材
７１ ピストン
７２ 多板クラッチ
７３ ディスク
７４ 摩擦板
７５ 摺動ディスク
Ｒ１ 係合側油室
Ｒ２ 解放側油室
Ｓ 入力軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a damper device capable of absorbing a change in torque transmitted from an input member to an output member, and a fluid transmission device including such a damper device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of damper device, one having a two-stage damping characteristic is known (for example, see Patent Document 1). Such a conventional damper device is applied to a lock-up type torque converter for a vehicle, which is an example of a fluid transmission device. In this damper device, the drive plate fixed to the clutch plate (piston) and the driven plate fixed to the turbine hub can freely move between the plurality of first stage springs and the drive plate and the driven plate. It is linked by an intermediate member. The intermediate member is for causing each spring to act in series, and is positioned on the outer periphery of the turbine hub. In this damper device, a plurality of second stage springs are arranged between the drive plate and the driven plate so as to be located on the outer peripheral side of the first stage spring.
[0003]
Heretofore, as a torque converter having a damper function, a torque converter having a plurality of springs only on the inner peripheral side of the above-described conventional damper device has been known (for example, see Patent Document 2). Further, as a torque converter having a damper function, a piston (clutch plate) slidably supported by a turbine hub and a turbine fixed to the turbine hub are provided via a plurality of circumferentially arranged springs. An associated torque converter is also known (for example, see Patent Document 3).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-11-141617
[Patent Document 2]
JP-A-9-317848
[Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 7-56328
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, the output of a drive source to which a fluid transmission device is applied has been increased, but as the output of the drive source is increased, the fluid transmission device (torque converter) sufficiently absorbs large torque fluctuations. It is indispensable to provide a high-capacity damper device that can perform such operations. Further, as the output of the drive source is increased, the force input to the damper device is also increased. Therefore, it is necessary to ensure sufficient durability of the damper device by avoiding stress concentration on a specific portion.
[0006]
In view of these points, it is preferable that the fluid transmission device corresponding to the high-output drive source includes a damper device having two-stage damping characteristics. However, in the above-described conventional damper device, there is a risk that stress is concentrated particularly near the turbine hub fixing portion of the driven plate, and durability is reduced.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a damper device having improved durability and a fluid transmission device including the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A damper device according to the present invention is provided between an input member and an output member to which power is transmitted from the input member via a fluid transmission element, and absorbs a fluctuation in torque transmitted from the input member to the output member. In the damper device, a transmission member fixed to the output member and used to directly transmit power from the input member to the output member is provided, and from the input member via the fluid transmission element fixed to the output member. The power can be directly transmitted to the output member, and the power transmission path for directly transmitting the power from the input member to the output member is fixed to the first power transmission path via the transmission member and the output member. And a second power transmission path via a fluid transmission element.
[0009]
In this damper device, the power (torque) from the input member is transmitted to the output member in a state of being distributed to the first power transmission path and the second power transmission path. Therefore, the stress applied to each member can be reduced, and the stress can be reliably prevented from being concentrated on a specific portion such as around the fixed portion of the transmission member with the output member, so that the durability is improved. It becomes possible.
[0010]
In this case, a first elastic member included in the first power transmission path and a second elastic member included in the second power transmission path are provided, and the second elastic member is provided from the first elastic member. It is preferable that the output member be arranged offset in the radial direction and the axial direction.
[0011]
By employing such a configuration, a dead space that tends to occur when the first elastic member and the second elastic member are disposed substantially on the same plane is effectively used as a space for disposing the second elastic member. be able to.
[0012]
Further, the second elastic member preferably has a higher torsional rigidity than the first elastic member.
[0013]
As described above, when the torsional rigidity of the second elastic member is higher than that of the first elastic member, the frequency of use (operation frequency) of the second elastic member as the damping means is particularly high in the normal range. The number is smaller than that of the member. Therefore, under such a configuration, it is possible to reduce the frequency of transmission of a large torque to the fluid transmission element on the output member side via the second power transmission path including the second elastic member. Durability can be sufficiently ensured.
[0014]
A fluid transmission according to the present invention includes the input member, the output member, and the damper device. In this case, the input member has a pump, while the output member has a turbine facing the pump, and the fluid transmission device includes a stator for guiding fluid flowing out of the turbine to the pump, an input member and an output member. And a lock-up clutch mechanism for mechanically directly connecting the motor and the motor. Preferably, the lock-up clutch mechanism includes a multi-plate clutch. In this case, by disposing the second elastic member offset from the first elastic member in the radial direction and the axial direction of the output member, the first elastic member and the second elastic member are substantially in the same plane. A dead space that tends to occur when the second elastic member is disposed can be effectively used as a space for disposing the second elastic member. Therefore, such a configuration is extremely effective in employing a multi-plate clutch in a fluid transmission including a lock-up clutch mechanism.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a damper device and a fluid transmission device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a partial sectional view showing a fluid transmission according to the present invention, and FIG. 1 shows a torque converter 1 which is an example of the fluid transmission according to the present invention. The torque converter 1 is applied to a vehicle equipped with an engine, and as shown in FIG. 1, a front cover (input member) 2, a pump impeller (fluid transmission element) 3, a turbine runner (fluid transmission element). 4, a turbine hub (output member) 5, a stator 6, a lock-up clutch mechanism 7, a damper device 10, and the like.
[0017]
A rotating shaft of an engine (not shown) is fixed to the front cover 2, and a pump impeller 3 as a fluid transmission element having a plurality of blades 3a is tightly fixed. On the other hand, an input shaft S of an automatic transmission (AT) or a continuously variable transmission (CVT) (not shown) is fixed (spline-fitted) to a turbine hub 5 as an output member and a fluid having a plurality of blades 4a. The turbine runner 4 as a transmission element and the damper device 10 are fixed. The pump impeller 3 on the front cover 2 side and the turbine runner 4 on the turbine hub 5 side face each other, and a plurality of blades 6 a rotatably supported around the input shaft S in only one direction around the input shaft S. Is disposed.
[0018]
When an engine (not shown) operates and the front cover 2 and the pump impeller 3 rotate, the turbine runner 4 starts rotating so that the flow of the hydraulic oil causes the turbine runner 4 to be dragged. When the rotational speed difference between the pump impeller 3 and the turbine runner 4 is large, the stator 6 converts the flow of the hydraulic oil into a direction that assists the rotation of the pump impeller 3. The rotation direction of the stator 6 is set in one direction only by the one-way clutch 8. Accordingly, the torque converter 1 operates as a torque amplifier when the rotation speed difference between the pump impeller 3 and the turbine runner 4 is large, and operates as a fluid coupling when the rotation speed difference between the two is small. That is, the power of the engine is transmitted from the front cover 2 to the turbine hub 5 via the turbine runner 4 (working fluid such as working fluid or oil).
[0019]
Then, when the vehicle speed reaches a predetermined speed after the vehicle starts, the lock-up clutch mechanism 7 is operated, and the power transmitted from the engine to the front cover 2 is directly transmitted to the turbine hub 5 as an output member (mechanically). [Direct] transmission), whereby the engine and the input shaft S of the transmission are mechanically directly connected. As shown in FIG. 1, the lock-up clutch mechanism 7 is equipped with a piston 71 whose center portion is slidably supported at an end on the front cover 2 side of the turbine hub 5 and an outer peripheral portion of the piston 71. And a multi-plate clutch 72. As shown in FIG. 2, the multi-plate clutch 72 includes a disk 73 supported so as to be slidable in the axial direction of the input shaft S in a state where the rotation is restricted by the front cover 2, and a plurality of friction plates. 74. In the present embodiment, one of the plurality of friction plates 74 is fixed to the piston 71, and the other two are fixed to both surfaces of a sliding disk 75 slidably supported by the piston 71.
[0020]
When the front cover 2 and the piston 71 are connected via the multi-plate clutch 72 of the lock-up clutch mechanism 7 configured as described above, the front cover 2 is connected between the input-side piston 71 and the output-side turbine hub 5. Power is directly transmitted (mechanically [directly] transmitted) from the front cover 2 to the turbine hub 5 by the damper device 10 provided. Further, the damper device 10 absorbs fluctuations in the torque transmitted from the front cover 2 to the turbine hub 5.
[0021]
As shown in FIG. 1, the damper device 10 includes an input disk (drive plate) 11, an intermediate plate 12, a plurality of first springs (first elastic bodies) 14, a first guide plate (transmission member) 15, and , A second guide plate 16. The input disk 11 is formed in an annular shape, and a substantially trapezoidal projection (not shown) extends toward the center of the disk from a plurality of locations (three locations in the present embodiment) in the circumferential direction of the inner peripheral edge. I have. The intermediate plate 12 is formed as an annular member that can be freely movably arranged inside the input disk 11, and from a plurality of positions (three positions in this embodiment) in the circumferential direction of the outer peripheral edge thereof, The substantially same trapezoidal protrusions as the eleventh protrusions extend outward.
[0022]
The plurality of first springs 14 have the same spring constant as each other, and are disposed two by two between the protrusions adjacent to each other on the input disk 11. The projection of the intermediate plate 12 is inserted between the two first springs 14 arranged between the projections of the input disk 11. As a result, two (one pair) of the first springs 14 are positioned between the adjacent protrusions of the input disk 11. The input disk 11, the intermediate plate 12, and the first springs 14 are sandwiched between the first guide plate 15 and the second guide plate 16 from both sides.
[0023]
The first guide plate 15 is formed in an annular shape, and its inner peripheral edge is fixed to the turbine hub 5 via rivets or the like. Further, the first guide plate 15 has spring holding portions 15a formed by expanding a part of the plate outward and opening it at a plurality of positions (three positions in the present embodiment) in the circumferential direction. The second guide plate 16 has substantially the same outer shape as the first guide plate 15, and has spring holding portions 16 a at a plurality of locations in the circumferential direction, similarly to the first guide plate 15. However, the inner diameter of the second guide plate 16 is larger than the inner diameter of the first guide plate 15, and the second guide plate 16 is not fixed to the turbine hub 5.
[0024]
The first guide plate 15 and the second guide plate 16 are connected (fixed) to each other by rivets 17 at a plurality of locations in the circumferential direction of the respective outer peripheral side edges. A cylindrical sleeve 18 is mounted on each rivet 17, and each sleeve 18 secures a working space for the input disk 11 and the intermediate plate 12. Thereby, the input disk 11 is held between the first guide plate 15 and the second guide plate 16 so as to be rotatable with respect to both. Note that each of the above-described protrusions of the input disk 11 is formed with a stopper portion that can abut on the sleeve 18.
[0025]
Each set of the first springs 14 arranged between the projections of the input disk 11 is accommodated in the corresponding spring holding portion 15a of the first guide plate 15 and the spring holding portion 16a of the second guide plate 16, respectively. You. At this time, one outer end (the end opposite to the projection) of each pair of first springs 14 comes into contact with one end of the spring holding portions 15a and 16a. Further, the intermediate plate 12 is held between the first guide plate 15 and the second guide plate 16 so as to be rotatable with respect to the input disk and each of the guide plates 15 and 16.
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 2, the outer peripheral portion of the input disk 11 protrudes outward from the outer peripheral edges of the first guide plate 15 and the second guide plate 16. A plurality of recesses are formed in the outer peripheral portion of the input disk 11. The damper device 10 includes a plurality of damper hubs 20 fixed to the piston 71. As can be seen from FIG. 1, each damper hub 20 has a substantially crank-shaped cross-sectional shape, and is fixed to a piston 71 and extends in the axial direction of the turbine hub 5 (input shaft S). An intermediate portion 20b that rises radially and outward of the turbine hub 5 from the portion 20a, and free ends 20c and 20d extending in the axial direction of the turbine hub 5 from the intermediate portion 20b toward the turbine runner 4 are included. The base end 20a of each damper hub 20 is fitted into each recess of the input disk 11, whereby the piston 71 and the input disk 11 are fixed to each other in the rotational direction via the plurality of damper hubs 20, and The shafts S are engaged with each other while being slidable in the axial direction.
[0027]
Each damper hub 20 is not used in a space defined between the multi-plate clutch 72 of the lock-up clutch mechanism 7 and the outer peripheral portion of the turbine runner 4, that is, a conventional damper device (see Patent Document 1). Located in the dead space. Further, a base end 23a of a set plate 23, which is a member for holding the second spring 22, is fixed to each damper hub 20. The set plate 23 includes free ends 23 b and 23 c extending in the axial direction of the turbine hub 5 toward the turbine runner 4. The second spring 22 is held by the free ends 20c, 20d, 23b and 23c of the damper hub 20 and the set plate 23. The second springs 22 have higher torsional rigidity than the first springs 14, and the second springs 22 have the same spring constant.
[0028]
On the other hand, a base end 24a of a turbine plate 24 having a free end 24b extending in the axial direction of the turbine hub 5 toward the front cover 2 is fixed to a runner shell 4b of the turbine runner 4. The free end 24b of each turbine plate 24 is disposed between the free end 20c of the damper hub 20 and the free end 23b of the set plate 23, and engages with the corresponding end of the second spring 22. Thus, the piston 71 that can be connected to the front cover 2 and the turbine runner 4 fixed to the turbine hub 5 are linked via the plurality of second springs 22 arranged in the circumferential direction.
[0029]
Next, an operation at the time of lock-up of the torque converter 1 configured as described above will be described.
[0030]
When the vehicle speed reaches a predetermined speed after the start of the vehicle, hydraulic oil is supplied to an engagement-side oil chamber R1 defined by the first guide plate 15 and the turbine runner 4 by a hydraulic device (not shown). Accordingly, the piston 71 is pressed by the flow of the hydraulic oil from the engagement side oil chamber R <b> 1 and moves toward the front cover 2. Accordingly, the disk 73 slidably supported by the front cover 2 is sandwiched between the friction plate 74 of the piston 71 and one friction plate 74 of the sliding disk 75, and the other of the sliding disk 75. The friction plate 74 comes into frictional contact with the front cover 2. As a result, the front cover 2 and the piston 71 are firmly connected by the multi-plate clutch 72, and both rotate integrally. When hydraulic oil is supplied to the release-side oil chamber R2 defined by the front cover 2 and the piston 71, the connection between the front cover 2 and the piston 71 is disconnected, and a rotation difference occurs between the two. Become.
[0031]
When the piston 71 starts rotating together with the front cover 2, the rotation (power) of the piston 71 is directly transmitted (mechanically [directly] transmitted) to the turbine hub 5 as an output member by the damper device 10. Here, when power is transmitted directly from the front cover 2 to the turbine hub 5 (mechanical [direct] transmission), the first guide plate 15 as a transmission member fixed to the turbine hub 5 is used. When the power (torque) from the cover 2 is large, if no countermeasures are taken, stress concentrates around the fixed portion of the first guide plate 15 to the turbine hub 5 and the durability of the damper device 10 is impaired. There is a risk that it will. In view of this point, in the damper device 10, as described above, power is directly transmitted from the front cover 2 to the turbine hub 5 via each damper hub 20 and the turbine runner 4 fixed to the turbine hub 5 (mechanism). (Direct transmission).
[0032]
That is, in the damper device 10, a power transmission path when power is directly transmitted (mechanically [directly] transmitted) from the front cover 2 to the turbine hub 5 includes a first power transmission path and a second power transmission path. And is divided into The first power transmission path includes a front cover 2, a multi-plate clutch 72, a piston 71, a damper hub 20, an input disk 11, a first spring 14, an intermediate plate 12, a first guide plate 15, a second guide plate 16, a turbine hub. In the order of 5, power is transmitted from the front cover 2 to the turbine hub 5. On the other hand, the second power transmission path is a front cover 2, a multi-plate clutch 72, a piston 71, a damper hub 20, a second spring 22, a turbine plate 24, a turbine runner 4 (runner shell 4b), and a turbine hub 5 in that order. The power is transmitted from the cover 2 to the turbine hub 5.
[0033]
Thus, in the damper device 10 of the torque converter 1, the power (torque) from the front cover 2 is transmitted to the turbine hub 5 in a state where the power (torque) is distributed to the first power transmission path and the second power transmission path. Will be. Therefore, in the damper device 10, it is possible to reduce the stress applied to each member and to surely prevent the stress from being concentrated on a specific portion such as around the fixed portion of the first guide plate 15 with the turbine hub 5. it can. As a result, it is possible to easily increase the capacity of the damper device 10 while maintaining its durability. Further, the damper device 10 does not require any special reinforcement or the like for increasing rigidity, so that the damper device 10 can be easily made compact.
[0034]
Further, in the damper device 10, the second springs 22 included in the second power transmission path are separated from the first springs 14 included in the first power transmission path in the radial direction of the turbine hub 5 (input shaft S). , And offset to the turbine (fluid transmission element) 4 side in the axial direction. As a result, a dead space, which tends to occur when the first spring 14 and the second spring 22 are disposed in substantially the same plane, is used as a space for disposing the second spring 22, and the lock-up clutch mechanism 7 has many dead spaces. It becomes easy to provide the plate clutch 72. As a result, it is possible to easily reduce the size of the damper device 10 and thus the torque converter 1 in both the radial direction and the axial direction of the turbine hub 5 (input shaft S). In this respect, it can be said that the torque converter 1 of the present embodiment is suitable for both the automatic transmission (AT) and the continuously variable transmission (CVT).
[0035]
Here, the absorption of the torque fluctuation in the torque converter 1 will be described. The fluctuation of the torque transmitted from the front cover 2 and the piston 71 to the turbine hub 5 has a two-stage damping device as shown in FIG. 10 will be absorbed as follows. That is, when torque fluctuation occurs after lock-up, the rotation speeds of the front cover 2, the piston 71, the damper hub 20, and the input disk 11, which are integrally rotating, are lower than the rotation speeds of the first guide plate 15 and the second guide plate 16. Is also enhanced.
[0036]
As a result, the first springs 14 of each set sandwiched between the input disk 11 and one end of the spring holding portions 15a and 16a are compressed by the input disk 11 to absorb torque fluctuations. Then, when a large torque fluctuation exceeding the bending point in FIG. 3 occurs, the second springs 22 held between the free ends of the damper hubs 20 fixed to the piston 71 and the turbine plate 24 also correspond. It is compressed by the damper hub 20. As a result, each first spring 14 and each first spring 14 until the corresponding stopper portion of the input disk 11 comes into contact with the sleeve 18 mounted on the rivet 17 connecting the first guide plate 15 and the second guide plate 16. Each of the second springs 22 having a higher torsional rigidity than the springs 14 cooperates to absorb the torque fluctuation.
[0037]
As described above, in the torque converter 1 including the damper device 10 having the two-stage damping characteristics, the torsional rigidity of each second spring 22 is set so as to receive the maximum input torque from the engine, and the first By setting the torsional rigidity of the spring 14 to be relatively low, it is possible to effectively suppress the generation of noise (muffled sound) after lock-up. When such a configuration is employed, the engine (front cover 2) and the transmission (turbine hub 5) can be directly connected from a relatively low rotational speed range, so that the fuel efficiency of the vehicle can be improved. It becomes.
[0038]
Furthermore, in the damper device 10, the frequency of use (operation frequency) of the second spring 22 as the damping means having higher torsional rigidity than the first spring 14 is less than that of the first spring 14, particularly in a normal use region. . Accordingly, by linking the front cover 2 (damper hub 20) and the turbine runner 4 via the second spring 22 having a higher torsional rigidity than the first spring 14, the second spring 22 including the second spring 22 is connected. The frequency at which a large torque is transmitted to the runner shell 4b of the turbine runner 4 via the power transmission path of the turbine runner 4 can be reduced. This makes it possible to ensure the durability of the turbine runner 4 (runner shell 4b). FIGS. 1 and 2 show a state in which the first spring 14 and the second spring 22 cooperate to absorb a torque fluctuation.
[0039]
FIG. 4 is an enlarged partial sectional view showing another embodiment of the fluid transmission according to the present invention. In the damper device 10A of the torque converter 1A shown in the figure, the second spring 22 is held not on the damper hub 200 fixed to the piston 71 but on the turbine runner 4 side. That is, in the damper device 10A, the base ends 25a of the plurality of support members 25 are fixed to the runner shell 4b of the turbine runner 4 fixed to the turbine hub 5. The support member 25 includes an intermediate portion 25b rising radially outward of the turbine hub 5 from the base end portion 25a, and a free end portion 25c extending in the axial direction of the turbine hub 5 from the intermediate portion 25b toward the front cover 2. 25d.
[0040]
Further, a base end 26a of a support member 26, which is a member for holding the second spring 22, is fixed to each support member 25. The support member 26 includes free ends 26 b and 26 c extending in the axial direction of the turbine hub 5 toward the front cover 2. The second spring 22 is held by the free ends 25c, 25d, 26b and 26c of the support members 25 and 26. Further, in the damper device 10A, the free end 200c of the damper hub 200 engages with the corresponding end of the second spring 22. Thus, the piston 71 that can be connected to the front cover 2 and the turbine runner 4 fixed to the turbine hub 5 are linked via the plurality of second springs 22 arranged in the circumferential direction.
[0041]
In the torque converter 1A including the damper device 10A configured as described above, the weight of the piston 71 of the lock-up clutch mechanism 7 can be reduced because the second spring 22 is held on the turbine runner 4 side. Become. Thereby, it is possible to improve the operability (responsiveness) of the piston 71 at the time of lock-up and at the time of lock-up release. Of course, even if such a configuration is adopted, it is possible to easily increase the capacity of the damper device 10A while maintaining its durability, and to connect the damper device 10A and the torque converter 1A to the turbine hub 5 (input). Compactness can be easily achieved in both the radial direction and the axial direction of the axis S).
[0042]
In the above-described damper devices 10 and 10A, a double spring in which an outer spring and an inner spring are coaxially arranged may be used as one or both of the first spring 14 and the second spring 22. Further, the above-described damper devices 10 and 10A can be applied to a general fluid coupling other than the torque converter.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the durability of the damper device and the fluid transmission device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional view showing a fluid transmission according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged partial sectional view of a fluid transmission according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing damping characteristics of a damper device included in the fluid transmission of FIG. 1;
FIG. 4 is an enlarged partial sectional view showing another embodiment of the fluid transmission according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1,1A torque converter
2 Front cover
3 pump impeller
4 Turbine runner
4b runner shell
5 Turbine hub
6 Stator
7 Lock-up clutch mechanism
10,10A damper device
11 Input disk
12 Intermediate plate
14 1st spring
15 First guide plate
15a, 16a Spring holding part
16 Second guide plate
20,200 Damper hub
22 Second spring
23 Set plate
24,24A Turbine plate
25,26 Supporting member
71 piston
72 Multi-plate clutch
73 disks
74 Friction plate
75 sliding disk
R1 engagement side oil chamber
R2 Release side oil chamber
S input shaft
