JP2004278744A - ダンパー機構及びダンパーディスク組立体 - Google Patents
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Abstract
【課題】一対の弾性部材を用いて低剛性を実現しているダンパー機構やダンパーディスク組立体において、捩り角度の小さな領域でさらなる低剛性を実現する。
【解決手段】ダンパー機構は、ドライブ部材５２と、ドリブン部材５３と、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂと、第２トーションスプリング５９とを備えている。スプリング５８Ａ，５８Ｂは、ドライブ部材５２とドリブン部材５３が相対回転すると互いに対して回転方向に直列に圧縮されるように互いに回転方向に並んで配置されている。スプリング５９は、ドライブ部材５２とドリブン部材５３が相対回転するとスプリング５８Ａ，５８Ｂが所定角度圧縮された後にスプリング５８Ａ，５８Ｂに対して回転方向に並列に圧縮されるように配置されている。
【選択図】 図２
【解決手段】ダンパー機構は、ドライブ部材５２と、ドリブン部材５３と、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂと、第２トーションスプリング５９とを備えている。スプリング５８Ａ，５８Ｂは、ドライブ部材５２とドリブン部材５３が相対回転すると互いに対して回転方向に直列に圧縮されるように互いに回転方向に並んで配置されている。スプリング５９は、ドライブ部材５２とドリブン部材５３が相対回転するとスプリング５８Ａ，５８Ｂが所定角度圧縮された後にスプリング５８Ａ，５８Ｂに対して回転方向に並列に圧縮されるように配置されている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクを伝達するとともに捩り振動を吸収するためのダンパー機構及びダンパーディスク組立体に関し、特に、回転方向に直列に圧縮される一対の弾性部材を有するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダンパー機構は、例えば、動力伝達系に用いられ、トルクを伝達すると共に捩り方向の振動を吸収・減衰するための機構である。ダンパー機構は、第１回転部材と、第２回転部材と、両回転部材間に配置され両部材が相対回転するとその間で回転方向に圧縮されるトーションスプリングや弾性体とを備えている。トーションスプリングとしては例えばコイルスプリングが用いられる。弾性体としてはゴムや樹脂が用いられる。ダンパー機構が組み込まれる装置としては、クラッチディスク組立体、フライホイール組立体、トルクコンバータのロックアップ装置などがある。
【０００３】
ダンパー機構に用いられるコイルスプリングは、振動吸収性能を向上させるためには低剛性化及び広捩り角度化を実現することが必要であるため、ダンパー機構の回転方向に弧状に長く延びるアークタイプのものが用いられるようになっている。しかし、アークタイプのコイルスプリングでは、ばね圧縮時に半径方向外方への分力によってコイルスプリングの中間部分が半径方向外方に移動し、他の部材に対して摺動するという問題が生じやすい。このような場合は、摩擦抵抗が大きくなり、ダンパー機構の振動吸収機能が低下してしまう。
【０００４】
そのような問題を解決するために、アークタイプのコイルスプリングの代わりに一対のコイルスプリングを回転方向に直列に配置した構造が知られている。一対のコイルスプリングの回転方向端の間には、中間フロート部材が配置されている（例えば、特許文献１。）。
【０００５】
【特許文献１】
特公平１−４６７４６号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のダンパー機構では、一対のコイルスプリングを回転方向に直列に配置しているためある程度の低剛性の特性は得られるが、さらなる性能向上のために、低トルク領域のみでも低捩り剛性にするための多段特性とすることが困難である。
【０００７】
本発明の課題は、一対の弾性部材を用いて低剛性を実現しているダンパー機構やダンパーディスク組立体において、捩り角度の小さな低トルク領域でさらなる低剛性を実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のダンパー機構は、第１回転部材と、第２回転部材と、一対の第１弾性部材と、第２弾性部材とを備えている。第２回転部材は、第１回転部材に対して相対回転可能に配置されている。一対の第１弾性部材は、第１回転部材と第２回転部材が相対回転すると互いに対して回転方向に直列に圧縮されるように互いに回転方向に並んで配置されている。第２弾性部材は、第１回転部材と第２回転部材が相対回転すると一対の第１弾性部材が所定角度圧縮された後に一対の第１弾性部材に対して回転方向に並列に圧縮されるように配置されている。
【０００９】
このダンパー機構では、第１回転部材と第２回転部材が相対回転すると、最初に一対の第１弾性部材の圧縮が開始される。このときに、一対の第１弾性部材が回転方向に圧縮されるため、比較的低い剛性の特性が得られる。第１回転部材と第２回転部材の相対回転が所定角度に達すると、次に第２弾性部材の圧縮が開始される。このときに、第２弾性部材が一対の第１弾性部材に回転方向に並列に圧縮されるため、比較的高い剛性の特性が得られる。このように、一対の第１弾性部材と第２弾性部材とを組み合わせることで、低剛性と高剛性の特性を実現でき、音振性能が向上する。特に、捩り角度の大きな領域である２段目の特性を実現することで、捩り角度の小さな領域である１段目でさらに低剛性とすることができる。
【００１０】
請求項２に記載のダンパー機構では、請求項１において、第２弾性部材は、一対の第１弾性部材に回転方向に並んで配置されている。
このダンパー機構では、第２弾性部材が一対の第１弾性部材に回転方向に並んで配置されているため、第２弾性部材の配置によってダンパー機構の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。この結果、半径方向にスペースの制限があるダンパー機構であっても、前述の２段階の捩り特性を実現でき、音振性能が向上する。なお、ここでいう「回転方向に並んで配置されている」とは、回転方向位置がずれていること、すなわち回転方向位置が一致していないことを意味する。
【００１１】
請求項３に記載のダンパー機構では、請求項２において、一対の第１弾性部材は２組以上設けられている。第２弾性部材は、２個以上設けられており、２組以上の回転方向間にそれぞれ配置されている。
このダンパー機構では、例えば２個の第２弾性部材は２組の一対の第１弾性部材の回転方向間にそれぞれ配置されているため、第２弾性部材の配置によってダンパー機構の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００１２】
請求項４に記載のダンパー機構では、請求項２又は３において、第２弾性部材は、第１弾性部と半径方向位置が少なくとも重なるように配置されている。
このダンパー機構では、第２弾性部材が第１弾性部材と半径方向位置が少なくとも重なっているため、第２弾性部材の配置によってダンパー機構の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００１３】
請求項５に記載のダンパー機構では、請求項４において、第２弾性部材は、第１弾性部材と同一半径方向位置に配置されている。
このダンパー機構では、第２弾性部材は第１弾性部材と同一半径方向位置に配置されているため、第２弾性部材の配置によってダンパー機構の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００１４】
請求項６に記載のダンパー機構は、請求項１〜５のいずれかにおいて、一対の第１弾性部材同士の回転方向間に配置され、一対の第１弾性部材の回転方向端部同士を支持するための支持部材をさらに備えている。
このダンパー機構では、支持部材が一対の第１弾性部材の回転方向端部同士を支持しているため、一対の第１弾性部材の姿勢が正しく維持される。
【００１５】
請求項７に記載のダンパーディスク組立体は、第１円板状部材と、第２円板状部材と、一対の第１弾性部材と、第２弾性部材とを備えている。第１円板状部材は、回転方向に並んだ第１及び第２支持部が形成されている。第２円板状部材は、第１円板状部材の軸方向片側に配置され、第１及び第２支持部にそれぞれ対応する第１及び第２支持部分を有する。一対の第１弾性部材は、第１支持部及び第１支持部分内に、第１回転部材と第２回転部材が相対回転すると回転方向に互いに対して直列に圧縮されるように互いに回転方向に並んで配置されている。第２弾性部材は、第２支持部及び第２支持部分内に、一対の第１弾性部材が所定角度圧縮された後に一対の第１弾性部材に対して回転方向に並列に圧縮されるように配置されている。
【００１６】
このダンパーディスク組立体では、第１円板状部材と第２円板状部材が相対回転すると、最初に一対の第１弾性部材の圧縮が開始される。このときに、一対の第１弾性部材が回転方向に圧縮されるため、比較的低い剛性の特性が得られる。第１回転部材と第２回転部材の相対回転が所定角度に達すると、次に第２弾性部材の圧縮が開始される。このときに、第２弾性部材が一対の第１弾性部材に回転方向に並列に圧縮されるため、比較的高い剛性の特性が得られる。このように、一対の第１弾性部材と第２弾性部材とを組み合わせることで、低剛性と高剛性の特性を実現できる。
【００１７】
請求項８に記載のダンパーディスク組立体では、請求項７において、第２弾性部材は、一対の第１弾性部材に回転方向に並んでいる。
このダンパーディスク組立体では、第２弾性部材が一対の第１弾性部材に回転方向に並んで配置されているため、第２弾性部材の配置によってダンパーディスク組立体の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００１８】
請求項９に記載のダンパーディスク組立体では、請求項７において、一対の第１弾性部材は２組以上設けられている。第２弾性部材は、２個以上設けられており、２組以上の回転方向間にそれぞれ配置されている。
このダンパーディスク組立体では、例えば２個の第２弾性部材は２組の一対の第１弾性部材の回転方向間にそれぞれ配置されているため、第２弾性部材の配置によってダンパーディスク組立体の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００１９】
請求項１０に記載のダンパー機構では、請求項９において、第２弾性部材は、第１弾性部材と半径方向位置が少なくとも重なるように配置されている。
このダンパーディスク組立体では、第２弾性部材が第１弾性部材と半径方向位置が少なくとも重なっているため、第２弾性部材の配置によってダンパーディスク組立体の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００２０】
請求項１１に記載のダンパーディスク組立体では、請求項１０において、第２弾性部材は、第１弾性部材と同一半径方向位置に配置されている。
このダンパーディスク組立体では、第２弾性部材は第１弾性部材と同一半径方向位置に配置されているため、第２弾性部材の配置によってダンパーディスク組立体の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００２１】
請求項１２に記載のダンパーディスク組立体は、請求項７〜１１のいずれかにおいて、一対の第１弾性部材同士の回転方向間に配置され、一対の第１弾性部材の回転方向端部同士を支持するための支持部材をさらに備えている。
このダンパーディスク組立体では、支持部材が一対の第１弾性部材の回転方向端部同士を支持しているため、一対の第１弾性部材の姿勢が正しく維持される。
【００２２】
請求項１３に記載のダンパーディスク組立体では、請求項７〜１２のいずれかにおいて、第２支持部及び第２支持部分の一方の回転方向端と第２弾性部材の回転方向端との間には、回転方向に所定角度の隙間が確保されている。
このダンパーディスク組立体では、第１円板状部材と第２円板状部材が相対回転を開始しても、第２弾性部材の回転方向端が第２支持部及び第２支持部分の一方の回転方向端に当接するまでの所定角度は、第２弾性部材は圧縮されない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（１）トルクコンバータの基本構造
図１は本発明の１実施形態が採用されたトルクコンバータ１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（図示せず）からトランスミッションの入力シャフト（図示せず）にトルクの伝達を行うための装置である。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線がトルクコンバータ１の回転軸である。
【００２４】
トルクコンバータ１は、３種の羽根車（インペラー１８、タービン１９，ステータ２０）からなるトーラス６と、ロックアップ装置７とから構成されている。
フロントカバー１４は、円板状の部材であり、エンジンのクランクシャフト先端に近接して配置されている。フロントカバー１４の内周部には、センターボス１５が溶接により固定されている。フロントカバー１４の外周側かつエンジン側には、円周方向に等間隔で複数のナット１１が固定されている。
【００２５】
フロントカバー１４の外周部には、軸方向トランスミッション側に延びる外周筒状部１６が形成されている。この外周筒状部１６の先端にインペラー１８のインペラーシェル２２の外周縁が溶接により固定されている。この結果フロントカバー１４とインペラー１８が、内部に作動油（流体）が充填された流体室を形成している。インペラー１８は、主に、インペラーシェル２２と、インペラーシェル２２の内側に固定された複数のインペラーブレード２３と、インペラーシェル２２の内周部に固定されたインペラーハブ２４とから構成されている。
【００２６】
タービン１９は流体室内でインペラー１８に軸方向に対向して配置されている。タービン１９は、主に、タービンシェル２５と、タービンシェル２５のインペラー側の面に固定された複数のタービンブレード２６とから構成されている。タービンシェル２５の内周部は、タービンハブ２７のフランジに、複数のリベット２８により固定されている。
【００２７】
タービンハブ２７は図示しない入力シャフトに相対回転不能に連結されている。
ステータ２０は、タービン１９からインペラー１８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２０は、樹脂やアルミ合金等で鋳造により製作された一体の部材である。ステータ２０はインペラー１８の内周部とタービン１９の内周部間に配置されている。ステータ２０は、主に、環状のキャリア２９と、キャリア２９の外周面に設けられた複数のステータブレード３０とから構成されている。キャリア２９はワンウェイクラッチ３５を介して図示しない固定シャフトに支持されている。
【００２８】
インペラーハブ２４とキャリア２９との間には、スラストベアリング３９が配置されている。キャリア２９とタービンハブ２７との間には、スラストベアリング４０が配置されている。
（２）ロックアップ装置
次、ロックアップ装置７について説明する。ロックアップ装置７は、主に、ピストン部材４４とダンパーディスク組立体４５とから構成されている。
【００２９】
ピストン部材４４はフロントカバー１４の軸方向エンジン側に近接して配置された円板状の部材である。ピストン部材４４の内周部には軸方向トランスミッション側に延びる内周筒状部４８が形成されている。内周筒状部４８は、タービンハブ２７の外周面に相対回転及び軸方向に移動可能に支持されている。なお、内周筒状部４８の軸方向トランスミッション側端部はタービンハブ２７のフランジ部分に当接することで、軸方向トランスミッション側への移動は所定位置までに制限されている。タービンハブ２７の外周面にはシールリング４９が配置され、シールリング４９はピストン部材４４の内周部において軸方向の空間を互いにシールしている。
【００３０】
ピストン部材４４の外周部はクラッチ連結部として機能している。ピストン部材４４の外周部のエンジン側には、環状の摩擦フェーシング４６が固定されている。摩擦フェーシング４６は、フロントカバー１４の外周部内側面に形成された環状でかつ平坦な摩擦面に対向している。ピストン部材４４の外周部には、軸方向トランスミッション側に延びる筒状部４４ａが形成されており、この筒状部４４ａには等角度間隔で複数のスロット４７が形成されている。
【００３１】
ダンパーディスク組立体４５は、ピストン部材４４からタービン１９を回転方向に弾性的に連結するための装置であって、ピストン部材４４からタービン１９にトルクを伝達するとともに捩り振動を吸収する機能を有している。ダンパーディスク組立体４５は、ドライブ部材５２と、一対のプレート部材５６，５７から主に構成されるドリブン部材５３と、複数のトーションスプリング５８，５９，６０とから構成されている。なお、図２において、一点鎖線より左側にはプレート部材５７を取り外した場合のダンパーディスク組立体４５が示されている。
【００３２】
ドライブ部材５２は、環状かつ円板状の部材であり、半径方向外方にに突出する複数の突起５２ａを有している。突起５２ａは、ピストン部材４４の筒状部４４ａに形成されたスロット４７に係合しており、ピストン部材４４からのトルクが入力されるトルク入力部となっている。この係合により、ピストン部材４４とドライブ部材５２とは軸方向には相対移動可能であるが回転方向には一体に回転するようになっている。
【００３３】
ドライブ部材５２の内周縁には、半径方向内側に延びる複数の突出部５２ｂが形成されている。突出部５２ｂ同士の半径方向の空間がばね支持孔６１，６２となっている。第１ばね支持孔６１は、回転方向に比較的長い空間であって、半径方向に対向する２カ所に形成されている。第２ばね支持孔６２は、回転方向に比較的短い空間であって、第１ばね支持孔６１の回転方向間に形成され、互いに対して半径方向に対向して配置している。なお、突出部５２ｂは、半径方向内側にいくにしたがって回転方向幅が狭くなる山形状である。
【００３４】
ドライブ部材５２には、さらに第３ばね支持孔６３とストッパー用スリット６４が形成されている。第３ばね支持孔６３は、第１及び第２ばね支持孔６１，６２より半径方向位置が半径方向外側に形成された孔である。第３ばね支持孔６３は、第２ばね支持孔６２と回転方向位置が一致している。なお、第３ばね支持孔６３は、第２ばね支持孔６２に比べて、回転方向長さが短い。スリット６４は、第１及び第２ばね支持孔６１，６２より半径方向位置が半径方向外側に形成された孔である。スリット６４は、回転方向に並んで４カ所に形成され、回転方向に長く延びた弧状形状を有している。
【００３５】
ドリブン部材５３を構成する一対のプレート部材５６，５７は、ドライブ部材５２の軸方向両側に配置されている。プレート部材５６，５７には、ドライブ部材５２の第１〜第３ばね支持孔６１〜６３に対応して、第１〜第３ばね支持起こし部７１〜７３が形成されている。第１〜第３ばね支持起こし部７１〜７３は、半径方向両側の縁が軸方向外側に起こされた窓部である。第１ばね支持起こし部７１は第１ばね支持孔６１と回転方向長さが同じである。第２ばね支持起こし部７２は第２ばね支持孔６２に比べて回転方向長さが短く、回転方向端が第２ばね支持孔６２より回転方向内側に位置している。第３ばね支持起こし部７３は第３ばね支持孔６３に比べて回転方向長さが長く、回転方向端が第３ばね支持孔６３より回転方向外側に位置している。
【００３６】
なお、両プレート部材５６，５７の内周部分は、互いに当接しており、タービンシェル２５の内周部分とともに、前述のリベット２８によってタービンハブ２７のフランジに堅く固定されている。
ダンパーディスク組立体４５の弾性連結部を構成する部材として、第１トーションスプリング５８（２組合計４個），第２トーションスプリング５９（２個）及び第３トーションスプリング６０（２個）が設けられている。これらトーションスプリング５８〜６０は、コイルスプリングであり、ドライブ部材５２とドリブン部材５３が相対回転すると両者の間で回転方向に圧縮されるようになっている。なお、第１トーションスプリング５８と第２トーションスプリング５９は、それぞれが親子タイプのコイルスプリングであるが単体のコイルスプリングとして機能する。これらスプリングは単体のコイルスプリングであってもよい。
【００３７】
第１トーションスプリング５８は、第１ばね支持孔６１と第１ばね支持起こし部７１に配置されており、半径方向及び回転方向両側が両者によって支持され、軸方向両側が第１ばね支持起こし部７１によって支持されている。１つの第１ばね支持孔６１と第１ばね支持起こし部７１には、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂが回転方向に並んで配置されている。一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの回転方向外側端は、それぞれ突出部５２ｂに当接している。一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの回転方向内側端は、中間フロート部材６８の支持部６８ｂに当接している。中間フロート部材６８は、一対のプレート部材５６，５７の軸方向間でドライブ部材５２の内周側に配置された円板状かつ環状の部材である。中間フロート部材６８は、環状部６８ａと、その外周縁から半径方向外方に延びる一対の支持部６８ｂとから構成されている。支持部６８ｂは、第１ばね支持孔６１の回転方向中間位置に半径方向内側から入り込み、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの回転方向内側端に当接している。なお、支持部６８ｂは、半径方向外側にいくに従って回転方向幅が広がっていく扇形状である。以上をまとめると、支持部６８ｂは、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂ同士の回転方向間に配置され、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの回転方向端部同士を支持するための部材であり、さらには各支持部６８ｂは環状部６８ａによって互いに固定されて一体回転するようになっているとみなすことができる。このように、支持部６８ｂが一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの回転方向端部同士を支持しているため、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの姿勢が正しく維持される。
【００３８】
第２トーションスプリング５９は、第２ばね支持孔６２と第２ばね支持起こし部７２に配置されており、半径方向及び回転方向両側が両者によって支持され、軸方向両側が第２ばね支持起こし部７２によって支持されている。第２トーションスプリング５９の回転方向端は、２ばね支持起こし部７２の回転方向に当接しているが、第２ばね支持孔６２の回転方向端とは回転方向に離れている。図では、第２トーションスプリング５９の回転方向Ｒ２側の回転方向端と回転方向Ｒ２側の突出部５２ｂとの間を第１回転方向隙間９１（θ１）とし、第２トーションスプリング５９の回転方向Ｒ１側の回転方向端と回転方向Ｒ１側の突出部５２ｂとの間を第４回転方向隙間９２（θ１’）としている。
【００３９】
第３トーションスプリング６０は、第３ばね支持孔６３と第３ばね支持起こし部７３に配置されており、半径方向及び回転方向両側がが両者によって支持され、軸方向両側が第３ばね支持起こし部７３によって支持されている。第３トーションスプリング６０の回転方向端は、第３ばね支持孔６３の回転方向に当接しているが、第３ばね支持起こし部７３の回転方向端とは回転方向に離れている。図では、第３トーションスプリング６０の回転方向Ｒ２側の回転方向端と第３ばね支持起こし部７３の回転方向Ｒ２側の端部との間を第２回転方向隙間９３（θ２）とし、第３トーションスプリング６０の回転方向Ｒ１側の回転方向端と第３ばね支持起こし部７３の回転方向Ｒ１側の端部との間を第５回転方向隙間９４（θ２’）としている。
【００４０】
第１プレート部材５６と第２プレート部材５７は、外周側において複数のストッパーピン５１によって互いに固定されている。これにより、第１プレート部材５６，５７は一体回転するようになっており、また、両者の軸方向位置が決められている。
ストッパーピン５１は、ドライブ部材５２のスリット６４内を貫通している。ストッパーピン５１はスリット６４内を回転方向両側に移動可能である。ストッパーピン５１がスリット６４の回転方向端部に当接すると、ドライブ部材５２とドリブン部材５３との相対回転が停止する。つまり、ストッパーピン５１とスリット６４によって、ダンパーディスク組立体４５のストッパー機構が実現されている。図では、ストッパーピン５１とスリット６４の回転方向Ｒ２側端との隙間を第３回転方向隙間９５（θ３）とし、ストッパーピン５１とスリット６４の回転方向Ｒ２側端との隙間を第６回転方向隙間９６（θ３’）とする。
【００４１】
第１〜第３回転方向隙間９１，９３，９５の角度θ１〜θ３は、θ１＜θ２＜θ３の関係を有することが必要である。また、第４〜第６回転方向隙間９２，９４，９６の角度θ１’〜θ３’は、θ１’＜θ２’＜θ３’の関係を有することが必要である。なお、θ１とθ１’、θ２とθ２’、θ３とθ３’は、それぞれ互いに異なっても良いし同一でも良い。
【００４２】
（３）動作
図示しないエンジンのクランクシャフトからフロントカバー１４及びインペラー１８にトルクが伝達される。インペラー１８のインペラーブレード２３により駆動された作動油は、タービン１９を回転させる。このタービン１９のトルクはタービンハブ２７を介して図示しない入力シャフトに出力される。タービン１９からインペラー１８へと流れる作動油は、ステータ２０の通路を通ってインペラー１８側へと流れる。
【００４３】
フロントカバー１４とピストン部材４４との間の空間の作動油が内周側からドレンされると、油圧差によってピストン部材４４がフロントカバー１４側に移動し、摩擦フェーシング４６がフロントカバー１４の摩擦面に押しつけられる。この結果、フロントカバー１４からロックアップ装置７を介してタービンハブ２７にトルクが伝達される。
【００４４】
次に、図４の機械回路図を用いて、図５のダンパーディスク組立体４５の捩り特性を説明する。図４は、捩じり特性正側（図５の右側半分）を説明するための図である。
図４の中立状態からドリブン部材５３をドライブ部材５２に対して回転方向Ｒ２側に捩っていく。このときドライブ部材５２はドリブン部材５３に対して回転方向Ｒ１側すなわち回転方向駆動側に捩れていくことになる。捩り角度θ１までの領域では、直列に圧縮される一対のスプリング５８Ａ，５８Ｂが２組あって、各組が回転方向に並列に圧縮される。一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂが部材５２，５３の回転方向間で圧縮されるため、比較的低剛性の特性が得られる。各組での動作を具体的に説明すると、第１ばね支持起こし部７１の回転方向Ｒ１側端と、第１ばね支持孔６１の回転方向Ｒ２側端との間で、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂ（２組）が中間フロート部材６８を介して回転方向に圧縮される。このとき、中間フロート部材６８は一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの圧縮に伴ってドライブ部材５２及びドリブン部材５３に相対回転する。
【００４５】
捩り角度がθ１になると、次に、２個の第２トーションスプリング５９の圧縮が開始される。具体的には、第２ばね支持起こし部７２の回転方向Ｒ１側端と、第２ばね支持孔６２の回転方向Ｒ２側端との間で、第２トーションスプリング５９が回転方向に圧縮される。その結果、部材５２，５３の回転方向間では、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂ（２組）と第２トーションスプリング５９（２個）が回転方向に並列に圧縮され、比較的高い捩り剛性が得られる。
【００４６】
捩り角度がθ２になると（捩り角度θ１からθ２−θ１の大きさだけ捩れると）、次に２個の第３トーションスプリング６０の圧縮が開始される。具体的には、第３ばね支持起こし部７３の回転方向Ｒ１側端と、第３ばね支持孔６３の回転方向Ｒ２側端との間で、第３トーションスプリング６０が回転方向に圧縮される。その結果、部材５２，５３の回転方向間では、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂ（２組）と、第２トーションスプリング５９（２個）と、第３トーションスプリング６０（２個）が並列に圧縮され、さらに２段目の特性が得られる。
【００４７】
捩り角度がθ３になると（捩り角度θ２からθ３−θ２の大きさだけ捩れると）、ストッパーピン５１がスリット６４の回転方向Ｒ２側端に当接して、その結果ドリブン部材５３のドライブ部材５２に対する捩り動作が終了する。
なお、ドリブン部材５３をドライブ部材５２に対して回転方向Ｒ１側に捩じる捩じり特性負側（図５の左側半分）での特性も同様であるので、説明を省略する。
【００４８】
以上の説明から明らかなように、捩り角度θ１までの１段目までは一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂが互いに対して直列に圧縮されることで低剛性の特性を得ることができ、捩り角度θ１〜θ２までの２段目では第２トーションスプリング５９が一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂに対して並列に圧縮されることで２段目の剛性を得ることができる。特に、捩り角度の大きな領域である２段目の特性を実現することで、捩り角度の小さな領域である１段目で従来よりさらに低剛性とすることができる。
【００４９】
（４）ばねの配置による効果
前述したように、第２トーションスプリング５９は一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの回転方向間に配置され（回転方向の異なる位置に配置され）、さらには半径方向位置が少なくとも重なるように配置され、さらには同一半径方向位置に配置されている。なお、ここでいう「半径方向の位置が重なる」とは、スプリングの外周縁と内周縁の半径方向位置をそれぞれ外径と内径に持つ環状領域を設定した場合に、各領域が重なった部分を有することをいう。また、ここでいう「同一半径方向位置」とはばねの半径方向中心位置が概ね一致していることを意味する。このような配置によって、第２トーションスプリング５９の配置によってダンパーディスク組立体４５の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。つまり、前述のように優れた捩り特性を実現しつつも、ダンパーディスク組立体４５の小型化を実現できる。
【００５０】
（５）他の実施の形態
本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
例えば、ロックアップ装置の構造は前記実施形態に限定されない。
前記実施形態では、一対の第１弾性部材は２組設けられていたが、３組以上設けられていても良い。また、その場合に第２弾性部材は３個以上設けられていても良い。
【００５１】
本発明は、トルクコンバータのロックアップ装置に限定されず、クラッチディスク組立体、フライホイール組立体などの他の装置に適用できる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明に係るダンパー機構及びダンパーディスク組立体では、一対の第１弾性部材と第２弾性部材とを組み合わせることで、低剛性と高剛性の特性を実現でき、音振性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのロックアップ装置が採用されたトルクコンバータの概略断面図。
【図２】ロックアップ装置のダンパーディスク組立体の平面図
【図３】ロックアップ装置の断面図であり、図２のＯ−ＩＩＩの断面図。
【図４】ロックアップ装置のダンパーディスク組立体の機械回路図。
【図５】ロックアップ装置のダンパーディスク組立体の捩り特性線図。
【符号の説明】
４５ ダンパーディスク組立体（ダンパー機構）
５２ ドライブ部材（第１回転部材、第１円板状部材）
５３ ドリブン部材（第２回転部材、第２円板状部材）
５８ 第１トーションスプリング（第１弾性部材）
５９ 第２トーションスプリング（第２弾性部材）
６１ 第１ばね支持孔（第１支持部）
６２ 第２ばね支持孔（第２支持部）
７１ 第１ばね支持起こし部（第１支持部分）
７２ 第２ばね支持起こし部（第２支持部分）
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクを伝達するとともに捩り振動を吸収するためのダンパー機構及びダンパーディスク組立体に関し、特に、回転方向に直列に圧縮される一対の弾性部材を有するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダンパー機構は、例えば、動力伝達系に用いられ、トルクを伝達すると共に捩り方向の振動を吸収・減衰するための機構である。ダンパー機構は、第１回転部材と、第２回転部材と、両回転部材間に配置され両部材が相対回転するとその間で回転方向に圧縮されるトーションスプリングや弾性体とを備えている。トーションスプリングとしては例えばコイルスプリングが用いられる。弾性体としてはゴムや樹脂が用いられる。ダンパー機構が組み込まれる装置としては、クラッチディスク組立体、フライホイール組立体、トルクコンバータのロックアップ装置などがある。
【０００３】
ダンパー機構に用いられるコイルスプリングは、振動吸収性能を向上させるためには低剛性化及び広捩り角度化を実現することが必要であるため、ダンパー機構の回転方向に弧状に長く延びるアークタイプのものが用いられるようになっている。しかし、アークタイプのコイルスプリングでは、ばね圧縮時に半径方向外方への分力によってコイルスプリングの中間部分が半径方向外方に移動し、他の部材に対して摺動するという問題が生じやすい。このような場合は、摩擦抵抗が大きくなり、ダンパー機構の振動吸収機能が低下してしまう。
【０００４】
そのような問題を解決するために、アークタイプのコイルスプリングの代わりに一対のコイルスプリングを回転方向に直列に配置した構造が知られている。一対のコイルスプリングの回転方向端の間には、中間フロート部材が配置されている（例えば、特許文献１。）。
【０００５】
【特許文献１】
特公平１−４６７４６号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のダンパー機構では、一対のコイルスプリングを回転方向に直列に配置しているためある程度の低剛性の特性は得られるが、さらなる性能向上のために、低トルク領域のみでも低捩り剛性にするための多段特性とすることが困難である。
【０００７】
本発明の課題は、一対の弾性部材を用いて低剛性を実現しているダンパー機構やダンパーディスク組立体において、捩り角度の小さな低トルク領域でさらなる低剛性を実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のダンパー機構は、第１回転部材と、第２回転部材と、一対の第１弾性部材と、第２弾性部材とを備えている。第２回転部材は、第１回転部材に対して相対回転可能に配置されている。一対の第１弾性部材は、第１回転部材と第２回転部材が相対回転すると互いに対して回転方向に直列に圧縮されるように互いに回転方向に並んで配置されている。第２弾性部材は、第１回転部材と第２回転部材が相対回転すると一対の第１弾性部材が所定角度圧縮された後に一対の第１弾性部材に対して回転方向に並列に圧縮されるように配置されている。
【０００９】
このダンパー機構では、第１回転部材と第２回転部材が相対回転すると、最初に一対の第１弾性部材の圧縮が開始される。このときに、一対の第１弾性部材が回転方向に圧縮されるため、比較的低い剛性の特性が得られる。第１回転部材と第２回転部材の相対回転が所定角度に達すると、次に第２弾性部材の圧縮が開始される。このときに、第２弾性部材が一対の第１弾性部材に回転方向に並列に圧縮されるため、比較的高い剛性の特性が得られる。このように、一対の第１弾性部材と第２弾性部材とを組み合わせることで、低剛性と高剛性の特性を実現でき、音振性能が向上する。特に、捩り角度の大きな領域である２段目の特性を実現することで、捩り角度の小さな領域である１段目でさらに低剛性とすることができる。
【００１０】
請求項２に記載のダンパー機構では、請求項１において、第２弾性部材は、一対の第１弾性部材に回転方向に並んで配置されている。
このダンパー機構では、第２弾性部材が一対の第１弾性部材に回転方向に並んで配置されているため、第２弾性部材の配置によってダンパー機構の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。この結果、半径方向にスペースの制限があるダンパー機構であっても、前述の２段階の捩り特性を実現でき、音振性能が向上する。なお、ここでいう「回転方向に並んで配置されている」とは、回転方向位置がずれていること、すなわち回転方向位置が一致していないことを意味する。
【００１１】
請求項３に記載のダンパー機構では、請求項２において、一対の第１弾性部材は２組以上設けられている。第２弾性部材は、２個以上設けられており、２組以上の回転方向間にそれぞれ配置されている。
このダンパー機構では、例えば２個の第２弾性部材は２組の一対の第１弾性部材の回転方向間にそれぞれ配置されているため、第２弾性部材の配置によってダンパー機構の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００１２】
請求項４に記載のダンパー機構では、請求項２又は３において、第２弾性部材は、第１弾性部と半径方向位置が少なくとも重なるように配置されている。
このダンパー機構では、第２弾性部材が第１弾性部材と半径方向位置が少なくとも重なっているため、第２弾性部材の配置によってダンパー機構の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００１３】
請求項５に記載のダンパー機構では、請求項４において、第２弾性部材は、第１弾性部材と同一半径方向位置に配置されている。
このダンパー機構では、第２弾性部材は第１弾性部材と同一半径方向位置に配置されているため、第２弾性部材の配置によってダンパー機構の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００１４】
請求項６に記載のダンパー機構は、請求項１〜５のいずれかにおいて、一対の第１弾性部材同士の回転方向間に配置され、一対の第１弾性部材の回転方向端部同士を支持するための支持部材をさらに備えている。
このダンパー機構では、支持部材が一対の第１弾性部材の回転方向端部同士を支持しているため、一対の第１弾性部材の姿勢が正しく維持される。
【００１５】
請求項７に記載のダンパーディスク組立体は、第１円板状部材と、第２円板状部材と、一対の第１弾性部材と、第２弾性部材とを備えている。第１円板状部材は、回転方向に並んだ第１及び第２支持部が形成されている。第２円板状部材は、第１円板状部材の軸方向片側に配置され、第１及び第２支持部にそれぞれ対応する第１及び第２支持部分を有する。一対の第１弾性部材は、第１支持部及び第１支持部分内に、第１回転部材と第２回転部材が相対回転すると回転方向に互いに対して直列に圧縮されるように互いに回転方向に並んで配置されている。第２弾性部材は、第２支持部及び第２支持部分内に、一対の第１弾性部材が所定角度圧縮された後に一対の第１弾性部材に対して回転方向に並列に圧縮されるように配置されている。
【００１６】
このダンパーディスク組立体では、第１円板状部材と第２円板状部材が相対回転すると、最初に一対の第１弾性部材の圧縮が開始される。このときに、一対の第１弾性部材が回転方向に圧縮されるため、比較的低い剛性の特性が得られる。第１回転部材と第２回転部材の相対回転が所定角度に達すると、次に第２弾性部材の圧縮が開始される。このときに、第２弾性部材が一対の第１弾性部材に回転方向に並列に圧縮されるため、比較的高い剛性の特性が得られる。このように、一対の第１弾性部材と第２弾性部材とを組み合わせることで、低剛性と高剛性の特性を実現できる。
【００１７】
請求項８に記載のダンパーディスク組立体では、請求項７において、第２弾性部材は、一対の第１弾性部材に回転方向に並んでいる。
このダンパーディスク組立体では、第２弾性部材が一対の第１弾性部材に回転方向に並んで配置されているため、第２弾性部材の配置によってダンパーディスク組立体の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００１８】
請求項９に記載のダンパーディスク組立体では、請求項７において、一対の第１弾性部材は２組以上設けられている。第２弾性部材は、２個以上設けられており、２組以上の回転方向間にそれぞれ配置されている。
このダンパーディスク組立体では、例えば２個の第２弾性部材は２組の一対の第１弾性部材の回転方向間にそれぞれ配置されているため、第２弾性部材の配置によってダンパーディスク組立体の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００１９】
請求項１０に記載のダンパー機構では、請求項９において、第２弾性部材は、第１弾性部材と半径方向位置が少なくとも重なるように配置されている。
このダンパーディスク組立体では、第２弾性部材が第１弾性部材と半径方向位置が少なくとも重なっているため、第２弾性部材の配置によってダンパーディスク組立体の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００２０】
請求項１１に記載のダンパーディスク組立体では、請求項１０において、第２弾性部材は、第１弾性部材と同一半径方向位置に配置されている。
このダンパーディスク組立体では、第２弾性部材は第１弾性部材と同一半径方向位置に配置されているため、第２弾性部材の配置によってダンパーディスク組立体の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。
【００２１】
請求項１２に記載のダンパーディスク組立体は、請求項７〜１１のいずれかにおいて、一対の第１弾性部材同士の回転方向間に配置され、一対の第１弾性部材の回転方向端部同士を支持するための支持部材をさらに備えている。
このダンパーディスク組立体では、支持部材が一対の第１弾性部材の回転方向端部同士を支持しているため、一対の第１弾性部材の姿勢が正しく維持される。
【００２２】
請求項１３に記載のダンパーディスク組立体では、請求項７〜１２のいずれかにおいて、第２支持部及び第２支持部分の一方の回転方向端と第２弾性部材の回転方向端との間には、回転方向に所定角度の隙間が確保されている。
このダンパーディスク組立体では、第１円板状部材と第２円板状部材が相対回転を開始しても、第２弾性部材の回転方向端が第２支持部及び第２支持部分の一方の回転方向端に当接するまでの所定角度は、第２弾性部材は圧縮されない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（１）トルクコンバータの基本構造
図１は本発明の１実施形態が採用されたトルクコンバータ１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（図示せず）からトランスミッションの入力シャフト（図示せず）にトルクの伝達を行うための装置である。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線がトルクコンバータ１の回転軸である。
【００２４】
トルクコンバータ１は、３種の羽根車（インペラー１８、タービン１９，ステータ２０）からなるトーラス６と、ロックアップ装置７とから構成されている。
フロントカバー１４は、円板状の部材であり、エンジンのクランクシャフト先端に近接して配置されている。フロントカバー１４の内周部には、センターボス１５が溶接により固定されている。フロントカバー１４の外周側かつエンジン側には、円周方向に等間隔で複数のナット１１が固定されている。
【００２５】
フロントカバー１４の外周部には、軸方向トランスミッション側に延びる外周筒状部１６が形成されている。この外周筒状部１６の先端にインペラー１８のインペラーシェル２２の外周縁が溶接により固定されている。この結果フロントカバー１４とインペラー１８が、内部に作動油（流体）が充填された流体室を形成している。インペラー１８は、主に、インペラーシェル２２と、インペラーシェル２２の内側に固定された複数のインペラーブレード２３と、インペラーシェル２２の内周部に固定されたインペラーハブ２４とから構成されている。
【００２６】
タービン１９は流体室内でインペラー１８に軸方向に対向して配置されている。タービン１９は、主に、タービンシェル２５と、タービンシェル２５のインペラー側の面に固定された複数のタービンブレード２６とから構成されている。タービンシェル２５の内周部は、タービンハブ２７のフランジに、複数のリベット２８により固定されている。
【００２７】
タービンハブ２７は図示しない入力シャフトに相対回転不能に連結されている。
ステータ２０は、タービン１９からインペラー１８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２０は、樹脂やアルミ合金等で鋳造により製作された一体の部材である。ステータ２０はインペラー１８の内周部とタービン１９の内周部間に配置されている。ステータ２０は、主に、環状のキャリア２９と、キャリア２９の外周面に設けられた複数のステータブレード３０とから構成されている。キャリア２９はワンウェイクラッチ３５を介して図示しない固定シャフトに支持されている。
【００２８】
インペラーハブ２４とキャリア２９との間には、スラストベアリング３９が配置されている。キャリア２９とタービンハブ２７との間には、スラストベアリング４０が配置されている。
（２）ロックアップ装置
次、ロックアップ装置７について説明する。ロックアップ装置７は、主に、ピストン部材４４とダンパーディスク組立体４５とから構成されている。
【００２９】
ピストン部材４４はフロントカバー１４の軸方向エンジン側に近接して配置された円板状の部材である。ピストン部材４４の内周部には軸方向トランスミッション側に延びる内周筒状部４８が形成されている。内周筒状部４８は、タービンハブ２７の外周面に相対回転及び軸方向に移動可能に支持されている。なお、内周筒状部４８の軸方向トランスミッション側端部はタービンハブ２７のフランジ部分に当接することで、軸方向トランスミッション側への移動は所定位置までに制限されている。タービンハブ２７の外周面にはシールリング４９が配置され、シールリング４９はピストン部材４４の内周部において軸方向の空間を互いにシールしている。
【００３０】
ピストン部材４４の外周部はクラッチ連結部として機能している。ピストン部材４４の外周部のエンジン側には、環状の摩擦フェーシング４６が固定されている。摩擦フェーシング４６は、フロントカバー１４の外周部内側面に形成された環状でかつ平坦な摩擦面に対向している。ピストン部材４４の外周部には、軸方向トランスミッション側に延びる筒状部４４ａが形成されており、この筒状部４４ａには等角度間隔で複数のスロット４７が形成されている。
【００３１】
ダンパーディスク組立体４５は、ピストン部材４４からタービン１９を回転方向に弾性的に連結するための装置であって、ピストン部材４４からタービン１９にトルクを伝達するとともに捩り振動を吸収する機能を有している。ダンパーディスク組立体４５は、ドライブ部材５２と、一対のプレート部材５６，５７から主に構成されるドリブン部材５３と、複数のトーションスプリング５８，５９，６０とから構成されている。なお、図２において、一点鎖線より左側にはプレート部材５７を取り外した場合のダンパーディスク組立体４５が示されている。
【００３２】
ドライブ部材５２は、環状かつ円板状の部材であり、半径方向外方にに突出する複数の突起５２ａを有している。突起５２ａは、ピストン部材４４の筒状部４４ａに形成されたスロット４７に係合しており、ピストン部材４４からのトルクが入力されるトルク入力部となっている。この係合により、ピストン部材４４とドライブ部材５２とは軸方向には相対移動可能であるが回転方向には一体に回転するようになっている。
【００３３】
ドライブ部材５２の内周縁には、半径方向内側に延びる複数の突出部５２ｂが形成されている。突出部５２ｂ同士の半径方向の空間がばね支持孔６１，６２となっている。第１ばね支持孔６１は、回転方向に比較的長い空間であって、半径方向に対向する２カ所に形成されている。第２ばね支持孔６２は、回転方向に比較的短い空間であって、第１ばね支持孔６１の回転方向間に形成され、互いに対して半径方向に対向して配置している。なお、突出部５２ｂは、半径方向内側にいくにしたがって回転方向幅が狭くなる山形状である。
【００３４】
ドライブ部材５２には、さらに第３ばね支持孔６３とストッパー用スリット６４が形成されている。第３ばね支持孔６３は、第１及び第２ばね支持孔６１，６２より半径方向位置が半径方向外側に形成された孔である。第３ばね支持孔６３は、第２ばね支持孔６２と回転方向位置が一致している。なお、第３ばね支持孔６３は、第２ばね支持孔６２に比べて、回転方向長さが短い。スリット６４は、第１及び第２ばね支持孔６１，６２より半径方向位置が半径方向外側に形成された孔である。スリット６４は、回転方向に並んで４カ所に形成され、回転方向に長く延びた弧状形状を有している。
【００３５】
ドリブン部材５３を構成する一対のプレート部材５６，５７は、ドライブ部材５２の軸方向両側に配置されている。プレート部材５６，５７には、ドライブ部材５２の第１〜第３ばね支持孔６１〜６３に対応して、第１〜第３ばね支持起こし部７１〜７３が形成されている。第１〜第３ばね支持起こし部７１〜７３は、半径方向両側の縁が軸方向外側に起こされた窓部である。第１ばね支持起こし部７１は第１ばね支持孔６１と回転方向長さが同じである。第２ばね支持起こし部７２は第２ばね支持孔６２に比べて回転方向長さが短く、回転方向端が第２ばね支持孔６２より回転方向内側に位置している。第３ばね支持起こし部７３は第３ばね支持孔６３に比べて回転方向長さが長く、回転方向端が第３ばね支持孔６３より回転方向外側に位置している。
【００３６】
なお、両プレート部材５６，５７の内周部分は、互いに当接しており、タービンシェル２５の内周部分とともに、前述のリベット２８によってタービンハブ２７のフランジに堅く固定されている。
ダンパーディスク組立体４５の弾性連結部を構成する部材として、第１トーションスプリング５８（２組合計４個），第２トーションスプリング５９（２個）及び第３トーションスプリング６０（２個）が設けられている。これらトーションスプリング５８〜６０は、コイルスプリングであり、ドライブ部材５２とドリブン部材５３が相対回転すると両者の間で回転方向に圧縮されるようになっている。なお、第１トーションスプリング５８と第２トーションスプリング５９は、それぞれが親子タイプのコイルスプリングであるが単体のコイルスプリングとして機能する。これらスプリングは単体のコイルスプリングであってもよい。
【００３７】
第１トーションスプリング５８は、第１ばね支持孔６１と第１ばね支持起こし部７１に配置されており、半径方向及び回転方向両側が両者によって支持され、軸方向両側が第１ばね支持起こし部７１によって支持されている。１つの第１ばね支持孔６１と第１ばね支持起こし部７１には、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂが回転方向に並んで配置されている。一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの回転方向外側端は、それぞれ突出部５２ｂに当接している。一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの回転方向内側端は、中間フロート部材６８の支持部６８ｂに当接している。中間フロート部材６８は、一対のプレート部材５６，５７の軸方向間でドライブ部材５２の内周側に配置された円板状かつ環状の部材である。中間フロート部材６８は、環状部６８ａと、その外周縁から半径方向外方に延びる一対の支持部６８ｂとから構成されている。支持部６８ｂは、第１ばね支持孔６１の回転方向中間位置に半径方向内側から入り込み、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの回転方向内側端に当接している。なお、支持部６８ｂは、半径方向外側にいくに従って回転方向幅が広がっていく扇形状である。以上をまとめると、支持部６８ｂは、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂ同士の回転方向間に配置され、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの回転方向端部同士を支持するための部材であり、さらには各支持部６８ｂは環状部６８ａによって互いに固定されて一体回転するようになっているとみなすことができる。このように、支持部６８ｂが一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの回転方向端部同士を支持しているため、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの姿勢が正しく維持される。
【００３８】
第２トーションスプリング５９は、第２ばね支持孔６２と第２ばね支持起こし部７２に配置されており、半径方向及び回転方向両側が両者によって支持され、軸方向両側が第２ばね支持起こし部７２によって支持されている。第２トーションスプリング５９の回転方向端は、２ばね支持起こし部７２の回転方向に当接しているが、第２ばね支持孔６２の回転方向端とは回転方向に離れている。図では、第２トーションスプリング５９の回転方向Ｒ２側の回転方向端と回転方向Ｒ２側の突出部５２ｂとの間を第１回転方向隙間９１（θ１）とし、第２トーションスプリング５９の回転方向Ｒ１側の回転方向端と回転方向Ｒ１側の突出部５２ｂとの間を第４回転方向隙間９２（θ１’）としている。
【００３９】
第３トーションスプリング６０は、第３ばね支持孔６３と第３ばね支持起こし部７３に配置されており、半径方向及び回転方向両側がが両者によって支持され、軸方向両側が第３ばね支持起こし部７３によって支持されている。第３トーションスプリング６０の回転方向端は、第３ばね支持孔６３の回転方向に当接しているが、第３ばね支持起こし部７３の回転方向端とは回転方向に離れている。図では、第３トーションスプリング６０の回転方向Ｒ２側の回転方向端と第３ばね支持起こし部７３の回転方向Ｒ２側の端部との間を第２回転方向隙間９３（θ２）とし、第３トーションスプリング６０の回転方向Ｒ１側の回転方向端と第３ばね支持起こし部７３の回転方向Ｒ１側の端部との間を第５回転方向隙間９４（θ２’）としている。
【００４０】
第１プレート部材５６と第２プレート部材５７は、外周側において複数のストッパーピン５１によって互いに固定されている。これにより、第１プレート部材５６，５７は一体回転するようになっており、また、両者の軸方向位置が決められている。
ストッパーピン５１は、ドライブ部材５２のスリット６４内を貫通している。ストッパーピン５１はスリット６４内を回転方向両側に移動可能である。ストッパーピン５１がスリット６４の回転方向端部に当接すると、ドライブ部材５２とドリブン部材５３との相対回転が停止する。つまり、ストッパーピン５１とスリット６４によって、ダンパーディスク組立体４５のストッパー機構が実現されている。図では、ストッパーピン５１とスリット６４の回転方向Ｒ２側端との隙間を第３回転方向隙間９５（θ３）とし、ストッパーピン５１とスリット６４の回転方向Ｒ２側端との隙間を第６回転方向隙間９６（θ３’）とする。
【００４１】
第１〜第３回転方向隙間９１，９３，９５の角度θ１〜θ３は、θ１＜θ２＜θ３の関係を有することが必要である。また、第４〜第６回転方向隙間９２，９４，９６の角度θ１’〜θ３’は、θ１’＜θ２’＜θ３’の関係を有することが必要である。なお、θ１とθ１’、θ２とθ２’、θ３とθ３’は、それぞれ互いに異なっても良いし同一でも良い。
【００４２】
（３）動作
図示しないエンジンのクランクシャフトからフロントカバー１４及びインペラー１８にトルクが伝達される。インペラー１８のインペラーブレード２３により駆動された作動油は、タービン１９を回転させる。このタービン１９のトルクはタービンハブ２７を介して図示しない入力シャフトに出力される。タービン１９からインペラー１８へと流れる作動油は、ステータ２０の通路を通ってインペラー１８側へと流れる。
【００４３】
フロントカバー１４とピストン部材４４との間の空間の作動油が内周側からドレンされると、油圧差によってピストン部材４４がフロントカバー１４側に移動し、摩擦フェーシング４６がフロントカバー１４の摩擦面に押しつけられる。この結果、フロントカバー１４からロックアップ装置７を介してタービンハブ２７にトルクが伝達される。
【００４４】
次に、図４の機械回路図を用いて、図５のダンパーディスク組立体４５の捩り特性を説明する。図４は、捩じり特性正側（図５の右側半分）を説明するための図である。
図４の中立状態からドリブン部材５３をドライブ部材５２に対して回転方向Ｒ２側に捩っていく。このときドライブ部材５２はドリブン部材５３に対して回転方向Ｒ１側すなわち回転方向駆動側に捩れていくことになる。捩り角度θ１までの領域では、直列に圧縮される一対のスプリング５８Ａ，５８Ｂが２組あって、各組が回転方向に並列に圧縮される。一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂが部材５２，５３の回転方向間で圧縮されるため、比較的低剛性の特性が得られる。各組での動作を具体的に説明すると、第１ばね支持起こし部７１の回転方向Ｒ１側端と、第１ばね支持孔６１の回転方向Ｒ２側端との間で、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂ（２組）が中間フロート部材６８を介して回転方向に圧縮される。このとき、中間フロート部材６８は一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの圧縮に伴ってドライブ部材５２及びドリブン部材５３に相対回転する。
【００４５】
捩り角度がθ１になると、次に、２個の第２トーションスプリング５９の圧縮が開始される。具体的には、第２ばね支持起こし部７２の回転方向Ｒ１側端と、第２ばね支持孔６２の回転方向Ｒ２側端との間で、第２トーションスプリング５９が回転方向に圧縮される。その結果、部材５２，５３の回転方向間では、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂ（２組）と第２トーションスプリング５９（２個）が回転方向に並列に圧縮され、比較的高い捩り剛性が得られる。
【００４６】
捩り角度がθ２になると（捩り角度θ１からθ２−θ１の大きさだけ捩れると）、次に２個の第３トーションスプリング６０の圧縮が開始される。具体的には、第３ばね支持起こし部７３の回転方向Ｒ１側端と、第３ばね支持孔６３の回転方向Ｒ２側端との間で、第３トーションスプリング６０が回転方向に圧縮される。その結果、部材５２，５３の回転方向間では、一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂ（２組）と、第２トーションスプリング５９（２個）と、第３トーションスプリング６０（２個）が並列に圧縮され、さらに２段目の特性が得られる。
【００４７】
捩り角度がθ３になると（捩り角度θ２からθ３−θ２の大きさだけ捩れると）、ストッパーピン５１がスリット６４の回転方向Ｒ２側端に当接して、その結果ドリブン部材５３のドライブ部材５２に対する捩り動作が終了する。
なお、ドリブン部材５３をドライブ部材５２に対して回転方向Ｒ１側に捩じる捩じり特性負側（図５の左側半分）での特性も同様であるので、説明を省略する。
【００４８】
以上の説明から明らかなように、捩り角度θ１までの１段目までは一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂが互いに対して直列に圧縮されることで低剛性の特性を得ることができ、捩り角度θ１〜θ２までの２段目では第２トーションスプリング５９が一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂに対して並列に圧縮されることで２段目の剛性を得ることができる。特に、捩り角度の大きな領域である２段目の特性を実現することで、捩り角度の小さな領域である１段目で従来よりさらに低剛性とすることができる。
【００４９】
（４）ばねの配置による効果
前述したように、第２トーションスプリング５９は一対の第１トーションスプリング５８Ａ，５８Ｂの回転方向間に配置され（回転方向の異なる位置に配置され）、さらには半径方向位置が少なくとも重なるように配置され、さらには同一半径方向位置に配置されている。なお、ここでいう「半径方向の位置が重なる」とは、スプリングの外周縁と内周縁の半径方向位置をそれぞれ外径と内径に持つ環状領域を設定した場合に、各領域が重なった部分を有することをいう。また、ここでいう「同一半径方向位置」とはばねの半径方向中心位置が概ね一致していることを意味する。このような配置によって、第２トーションスプリング５９の配置によってダンパーディスク組立体４５の半径方向寸法が必要以上に大きくなることがない。つまり、前述のように優れた捩り特性を実現しつつも、ダンパーディスク組立体４５の小型化を実現できる。
【００５０】
（５）他の実施の形態
本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
例えば、ロックアップ装置の構造は前記実施形態に限定されない。
前記実施形態では、一対の第１弾性部材は２組設けられていたが、３組以上設けられていても良い。また、その場合に第２弾性部材は３個以上設けられていても良い。
【００５１】
本発明は、トルクコンバータのロックアップ装置に限定されず、クラッチディスク組立体、フライホイール組立体などの他の装置に適用できる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明に係るダンパー機構及びダンパーディスク組立体では、一対の第１弾性部材と第２弾性部材とを組み合わせることで、低剛性と高剛性の特性を実現でき、音振性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのロックアップ装置が採用されたトルクコンバータの概略断面図。
【図２】ロックアップ装置のダンパーディスク組立体の平面図
【図３】ロックアップ装置の断面図であり、図２のＯ−ＩＩＩの断面図。
【図４】ロックアップ装置のダンパーディスク組立体の機械回路図。
【図５】ロックアップ装置のダンパーディスク組立体の捩り特性線図。
【符号の説明】
４５ ダンパーディスク組立体（ダンパー機構）
５２ ドライブ部材（第１回転部材、第１円板状部材）
５３ ドリブン部材（第２回転部材、第２円板状部材）
５８ 第１トーションスプリング（第１弾性部材）
５９ 第２トーションスプリング（第２弾性部材）
６１ 第１ばね支持孔（第１支持部）
６２ 第２ばね支持孔（第２支持部）
７１ 第１ばね支持起こし部（第１支持部分）
７２ 第２ばね支持起こし部（第２支持部分）
Claims (13)
- 第１回転部材と、
前記第１回転部材に対して相対回転可能に配置された第２回転部材と、
前記第１回転部材と前記第２回転部材が相対回転すると互いに対して回転方向に直列に圧縮されるように互いに回転方向に並んで配置された一対の第１弾性部材と、
前記第１回転部材と前記第２回転部材が相対回転すると前記一対の第１弾性部材が所定角度圧縮された後に前記一対の第１弾性部材に対して回転方向に並列に圧縮されるように配置された第２弾性部材と、
を備えたダンパー機構。 - 前記第２弾性部材は、前記一対の第１弾性部材に回転方向に並んで配置されている、請求項１に記載のダンパー機構。
- 前記一対の第１弾性部材は２組以上設けられており、
前記第２弾性部材は、２個以上設けられており、前記２組以上の回転方向間にそれぞれ配置されている、請求項２に記載のダンパー機構。 - 前記第２弾性部材は、前記第１弾性部と半径方向位置が少なくとも重なるように配置されている、請求項２又は３に記載のダンパー機構。
- 前記第２弾性部材は、前記第１弾性部材と同一半径方向位置に配置されている、請求項４に記載のダンパー機構。
- 前記一対の第１弾性部材同士の回転方向間に配置され、前記一対の第１弾性部材の回転方向端部同士を支持するための支持部材をさらに備えている、請求項１〜５のいずれかに記載のダンパー機構。
- 回転方向に並んだ第１及び第２支持部が形成された第１円板状部材と、
前記第１円板状部材の軸方向片側に配置され、前記第１及び第２支持部にそれぞれ対応する第１及び第２支持部分を有する第２円板状部材と、
前記第１支持部及び第１支持部分内に、前記第１回転部材と前記第２回転部材が相対回転すると回転方向に互いに対して直列に圧縮されるように互いに回転方向に並んで配置された一対の第１弾性部材と、
前記第２支持部分及び第２支持部分内に、前記一対の第１弾性部材が所定角度圧縮された後に前記一対の第１弾性部材に対して回転方向に並列に圧縮されるように配置された第２弾性部材と、
を備えたダンパーディスク組立体。 - 前記第２弾性部材は、前記一対の第１弾性部材に回転方向に並んでいる、請求項７に記載のダンパーディスク組立体。
- 前記一対の第１弾性部材は２組以上設けられており、
前記第２弾性部材は、２個以上設けられており、前記２組以上の回転方向間にそれぞれ配置されている、請求項７に記載のダンパーディスク組立体。 - 前記第２弾性部材は、前記第１弾性部材と半径方向位置が少なくとも重なるように配置されている、請求項９に記載のダンパー機構。
- 前記第２弾性部材は、前記第１弾性部材と同一半径方向位置に配置されている、請求項１０に記載のダンパーディスク組立体。
- 前記一対の第１弾性部材同士の回転方向間に配置され、前記一対の第１弾性部材の回転方向端部同士を支持するための支持部材をさらに備えている、請求項７〜１１のいずれかに記載のダンパーディスク組立体。
- 前記第２支持部及び第２支持部分の一方の回転方向端と、前記第２弾性部材の回転方向端との間には回転方向に所定角度の隙間が確保されている、請求項７〜１２のいずれかに記載のダンパーディスク組立体。
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