JP5716645B2 - 捩り振動低減装置 - Google Patents

Description

この発明は、駆動側の部材と従動側の部材とを相対回転可能に連結するとともに、これらの部材が相互に相対回転した場合すなわち捩りが生じた場合に弾性変形する弾性体をそれらの部材の間に配置した捩り振動低減装置に関し、特に動力を入力する駆動軸と流体継手との間に配置される捩り振動低減装置に関するものである。

エンジンのクランクシャフトや変速機のインプットシャフトあるいはドライブシャフトなどの回転体に取り付けられ、それらの回転体に生じる捩り振動を減衰させるトーショナルダンパが知られている。また、慣性質量体の往復運動により捩り振動を減衰させるように構成された振子式と称されるダンパ（以下、振子式ダンパと記す。）などが知られている。さらに、これらと同様の機能を奏する装置としてトルクコンバータなどの流体継手が知られている。上記のトーショナルダンパは、相対回転可能に連結される入力側の回転体および出力側の回転体と、これらの回転体に挟まれたダンパスプリングとを備えている。そして、入力側の回転体と出力側の回転体とが相対回転した場合に、すなわち捩りが生じた場合に、ダンパスプリングが圧縮されて捩り振動を減衰するように構成されている。これに加えて、トーショナルダンパは、ダンパスプリングの振動を減衰させる減衰機構を備えることもある。その減衰装置は、例えば入力側の回転体の内周側の部分を変速機のインプットシャフトに設けた摩擦材に摩擦接触させて構成される。そのため、入力側の回転体の内周側の部分と摩擦材とが相対回転する場合に、これらの間に生じる摩擦力によってダンパスプリングの振動を減衰するように構成されている。すなわち、上記の摩擦力がヒステリシストルクとなっている。

特許文献１には、回転体の回転中心軸線から離れた箇所に、回転体の回転中心軸線と平行な軸線を中心として往復運動を行う慣性質量体を設けた振子式ダンパが記載されている。この振子式ダンパの慣性質量体は、回転体に伝達される捩り振動に応じて往復運動し、その往復運動次数に等しい次数の捩り振動を減衰するように構成されている。

特開２００２−３４００９７号公報

ところで、上述したトーショナルダンパと振子式ダンパとトルクコンバータとを併用すれば、捩り振動を更に効果的に減衰できる可能性がある。その配列としては、トーショナルダンパの入力側の回転体にエンジンのクランクシャフトを連結し、トーショナルダンパの出力側の回転体に振子式ダンパを介してトルクコンバータのフロントカバーを連結することが考えられる。しかしながら、トーショナルダンパと振子式ダンパとトルクコンバータとをクランクシャフトの回転軸線方向で互いに重なり合うように連結した場合には、各部材が軸線方向に配列されるため、捩り振動低減装置の全長が長くなる可能性がある。

そこで、トーショナルダンパの内周側に振子式ダンパを配置すれば、捩り振動低減装置の全長を短縮することができる。しかしながら、このような構成では、振子式ダンパの内周側で振子式ダンパとトルクコンバータのフロントカバーとを連結することになる。これに加えて、フロントカバーは、詳細は図示しないが、従来一般的に変速機のインプットシャフトに相対回転可能に支持される。そのため、振子式ダンパの内周側のスペースが限られてしまい、振子式ダンパの内周側に上述した減衰機構を設けることが困難になる可能性がある。これに加えて、振子式ダンパの内周側に減衰機構を設けるためのスペースを確保した場合には、捩り振動低減装置の外径が大きくなってしまう可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、簡易な構成でトーショナルダンパに適正なヒステリシストルクを与えることができ、かつ、振動減衰能に優れた振動減衰装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動側部材と従動側部材とが相対回転可能に弾性体を介して連結され、前記従動側部材の半径方向で内側部分に流体継手におけるフロントカバーの半径方向で内側部分が連結され、かつ、前記従動側部材の内周側であって前記従動側部材と一体に慣性質量体の往復運動によってエンジンが出力したトルクの変動を減衰する振子式ダンパが設けられている捩り振動低減装置において、前記流体継手は、前記フロントカバーの内面に摩擦接触させられて前記流体継手におけるタービンと前記フロントカバーとを直接連結する直結クラッチを備え、前記駆動側部材の回転軸線方向で前記駆動側部材と前記フロントカバーとの間に、前記直結クラッチが摩擦接触する前記フロントカバーの内面とは反対側における前記フロントカバーの半径方向で外周側の面と、前記フロントカバーの半径方向で外周側の面に対向する前記駆動側部材の面とを相対回転可能に摩擦接触させて前記駆動側部材と前記従動側部材との相対回転を規制するヒステリシストルクを生じさせかつ前記流体継手の膨張に伴う前記フロントカバーの変形により前記駆動側部材と前記フロントカバーとの接触圧力が変化して前記ヒステリシストルクが変化するように構成された摩擦接触部が設けられ、前記エンジンの出力軸に連結されたドライブプレートに前記駆動側部材が連結され、前記ドライブプレートの半径方向で内側部分と前記従動側部材の内側部分とが軸受を介して連結されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、捩り振動が伝達された場合には、駆動側部材と従動側部材との間で弾性体を圧縮しつつ駆動側部材と従動側部材とが相対回転し、また弾性体が復元することにより上記の捩り振動が減衰される。また、振子式ダンパでは、振子式ダンパに伝達される捩り振動に応じて慣性質量体が往復運動することにより、その往復運動次数に等しい、あるいは近似した次数の捩り振動が減衰される。さらに、摩擦接触部においては、駆動側部材とフロントカバーとが相対回転することにより駆動側部材とフロントカバーとの間に摩擦力が生じ、その摩擦力が上記の捩り振動に応じた駆動側部材と従動側部材との相対回転を規制するヒステリシストルクとして作用する。すなわち、弾性体の振動が減衰される。その摩擦接触部は、駆動側部材とフロントカバーとを相対回転可能に摩擦接触させて構成されているため、駆動側部材とフロントカバーとの間のクリアランスを従来になく狭くすることができるとともに、振子式ダンパの内周側に、上述した駆動側部材と従動側部材との相対回転を規制するための装置や部材を設ける必要がなく、その分、捩り振動低減装置の全長を短縮したり、その外径を小さくしたりすることができる。これに加えて、上記のフロントカバーは流体継手に連結されているため、フロントカバーが流体継手の膨張に伴って変形すると、駆動側部材とフロントカバーとの接触圧力や接触面積が変化してヒステリシストルクが変化する。その結果、摩擦接触部におけるヒステリシストルクを可変にすることができる。

また、この発明によれば、摩擦接触部は互いに対向する二面によって構成されるため、摩擦接触させることが可能な面積が大きく、そのため、摩擦接触部の設計の自由度を向上させることができる。さらに、駆動側部材と従動側部材とは軸受を介して相互に連結されているので、駆動側部材と従動側部材との相対回転はそれぞれの回転中心軸線がずれることなく生じる。また、流体継手におけるフロントカバーが、その内部の圧力によって変形する場合、そのフロントカバーに連結されている従動側部材が、フロントカバーの変形に応じて変形しようとするが、その従動側部材は軸受に連結されているので、結局、従動側部材の変形は抑制されることによりフロントカバーの変形が抑制される。一方、フロントカバーの変形に応じて従動側部材が変形したとしても、従動側部材と駆動側部材とは軸受を介して連結されているので、駆動側部材も従動側部材と共に変形し、結局、フロントカバーの変形は抑制される。なお、駆動側部材が従動側部材と共に変形した場合、駆動側部材と従動側部材との回転中心軸線は相互に一致した状態に維持される。したがって、駆動側部材と従動側部材とのいわゆる位置のずれが防止されるので、ダンパ特性が当初の良好な状態に維持される。

この発明の一部を利用する捩り振動低減装置を流体継手であるトルクコンバータと、エンジンのクランクシャフトとの間に設けた一例を模式的に示す図である。 図１に示す構成におけるトルクコンバータのケースの膨張を模式的に示す図である。 図１に示す摩擦接触部の構成の一部を変更した例を模式的に示す図である。 図１に示す摩擦接触部の構成の一部を変更した他の例を模式的に示す図である。 図１に示す摩擦接触部の構成の一部を変更した更に他の例を模式的に示す図である。 この発明に係る捩り振動低減装置を流体継手であるトルクコンバータと、エンジンのクランクシャフトとの間に設けた一例を模式的に示す図である。 図６に示す構成におけるトルクコンバータのケースの膨張を模式的に示す図である。

つぎに、この発明を具体的に説明する。図１に示す例は、エンジン（図示せず）のクランクシャフト１と、流体継手であるトルクコンバータ２との間に、この発明の一部を利用する捩り振動低減装置を設けた例を示す図であって、クランクシャフト１の回転中心軸線Ａ１より上側の半分を模式的に示している。クランクシャフト１とトルクコンバータ２とは同一軸線上に配置されており、そのクランクシャフト１のトルクコンバータ２側の端部にボルト３によってドライブプレート４が取り付けられている。ドライブプレート４の外周部にはリングギヤ５が取り付けられている。そして、そのドライブプレート４とトルクコンバータ２のフロントカバー６との間であって、エンジン側に、トーショナルダンパ７が設けられている。このトーショナルダンパ７は、駆動側部材８と従動側部材９とを同一軸線上に相対回転可能に対向させて配置し、かつこれらの部材８，９を回転方向、すなわち円周方向に対して弾性体であるコイルスプリング１０を介して連結したものであり、その原理的な構成は従来知られているものと同様である。駆動側部材８とドライブプレート４とはボルト１１によって連結されている。

図１に示す例では、駆動側部材８の外周側の部分が、内周側に向けて折り返された形状になってスリットを形成しており、その折り返して形成されたスリットの部分に従動側部材９の外周部が挿入されている。したがって、この外周側の部分は、所定の隙間を空けて三枚の板材を平行に配列した状態になっている。また、詳細は図示しないが、コイルスプリング１０の長さとほぼ等しい長さの中空状のホルダが、駆動側部材８の円周方向に一定の間隔を空けて複数形成されている。一方、従動側部材９における上記のホルダに対向する位置に窓孔が形成されている。そして、ホルダ内に挿入された従動側部材９の窓孔にコイルスプリング１０が収納されている。したがって、駆動側部材８と従動側部材９とに相対的な回転が生じた場合に、すなわち捩れが生じた場合に、ホルダと窓孔とが円周方向に互いにずれることによりコイルスプリング１０が圧縮されるようになっている。これらの部材は上述したように捩れが生じた場合に摺動するため、潤滑油によって潤滑されるようになっている。

なお、駆動側部材８の一方の内周端には、シール部材１２が取り付けられており、そのシール部材１２の端部が後述するダンパハウジング１３に接触している。駆動側部材８の他方の内周端には、シール部材１４が取り付けられており、そのシール部材１４の端部が従動側部材９に接触している。したがって、シール部材１２，１４によりホルダ内に潤滑油が封止されるようになっている。

上述した従動側部材９にダンパハウジング１３が一体的に設けられている。このダンパハウジング１３は、この発明における振子式ダンパ１５の一部を構成するものである。その振子式ダンパ１５は、図１に示す例では、トーショナルダンパ７の出力側であって、かつ、トーショナルダンパ７の内周側に設けられている。すなわち、振子式ダンパ１５とトーショナルダンパ７とは直列に接続されるとともに、これらが回転中心軸線Ａ１の半径方向で同一平面上に設けられている。ダンパハウジング１３は、従動側部材９に沿う環状の中空部を備えている。その中空部は、図１に示すように、軸線方向に測った深さあるいは幅が浅い矩形断面をなし、かつ全体として環状をなす部分であり、フロントカバー６側に開口している。その開口端部が従動側部材９によって塞がれている。また、従動側部材９におけるダンパハウジング１３が設けられている部分よりも内周側の部分と、フロントカバー６の内周側の部分とが、ボルト１６によって連結されている。

上述した中空部の内部の形状は、詳細は図示しないが、外周側の面が、半径方向に連続して凹凸に変化する曲面として形成され、内周側の面が単純な円弧面となっており、これら外周側の面と内周側の面との間隔が狭い部分の間によって区画された部分が転動室１７とされている。そして、それぞれの転動室１７の内部に、従動側部材９の回転方向に移動自在な慣性質量体、すなわち転動体１８が収容されている。この転動体１８は、一例として円盤状の錘であって、その外径は、転動室１７を形成している外周側の面と内周側の面との最大の間隔より小さくかつ転動室１７の両側の最小の間隔より大きく設定されている。すなわち、転動体１８は、各転動室１７の内部で従動側部材９の回転方向に転動しつつ移動できるように構成されている。なお、各転動室１７の外周側の面は、転動体１８が遠心力を受けた場合に接触し、かつ転動体１８を沿わせて移動させる面であり、したがってその中央部を起点とした左右両側の面が例えばサイクロイド面として構成されている。なお、このように構成された振子式ダンパ１５は、これが取り付けられる回転体に生じるトルク変動や捩り振動を転動体１８の往復運動によって減衰するものであるから、転動体１８の往復運動次数は減衰の対象である捩り振動の次数に等しくなるように、あるいは減衰の対象である捩り振動の次数に近似した値になるように設計されている。

そして、図１に示す例では、フロントカバー６とトーショナルダンパ７の駆動側部材８とは、摩擦材１９を介して摩擦接触されている。より具体的には、例えばフロントカバー６における駆動側部材８側の面であって、フロントカバー６の半径方向で内側に摩擦材１９が設けられており、その摩擦材１９と、これに対向する駆動側部材８の面とが摩擦接触されている。これらの摩擦接触している部分がこの発明における摩擦接触部２０に相当している。この摩擦接触部２０は、摩擦材１９を介した駆動側部材８とフロントカバー６との接触圧力やこれらの接触面積に応じた摩擦力を生じるようになっている。したがって、駆動側部材８とフロントカバー６とが相対回転した場合に、これらの間に生じる摩擦力が、上述したトーショナルダンパ７の駆動側部材８と従動側部材９との相対回転およびその相対回転に伴うコイルスプリング１０の振動を減衰させるヒステリシストルクとして作用するようになっている。なお、摩擦材１９はフロントカバー６側と駆動側部材８側とのいずれの側に設けられていてもよい。摩擦材１９としては合成樹脂製のブッシュなどの摩擦係数の経時的変化の小さい部材を用いることが好ましい。

上述したトルクコンバータ２は従来知られている構造のものと同様のものであって、内周面にポンプブレード２１を取り付けたポンプシェル２２のフロント側（図１での右側）にフロントカバー６が接合され、これらポンプシェル２２とフロントカバー６とによって液密状態のケース２３が構成されている。そのケース２３の中心軸線に沿って円筒状の固定軸２４が挿入されており、またその固定軸２４の中心軸線に沿って変速機入力軸２５が挿入され、そのクランクシャフト１側の端部はフロントカバー６の内面近くにまで延びており、さらにその変速機入力軸２５は固定軸２４によって回転自在に支持されている。そして、上記のポンプシェル２２の内周端は、固定軸２４の外周面に液密状態を維持して回転するように嵌合している。

ケース２３の内部に、タービン２６をポンプシェル２２もしくはポンプブレード２１に軸線方向で対向させた状態で配置している。このタービン２６は、ポンプシェル２２とほぼ対称形状のタービンシェルの内周面に、ポンプブレード２１とほぼ同形状の多数のタービンブレードを取り付けた公知の構造のものである。このタービン２６は、固定軸２４から突出している変速機入力軸２５にスプライン嵌合していて変速機入力軸２５と一体化されている。

また、ポンプシェル２２の内周側の部分とタービン２６の内周側の部分との間、すなわちポンプにおいては吸入部となる部分とタービン２６においては吐出部となる部分との間に、ステータ２７が配置されている。このステータ２７は、タービン２６から吐出されたオイルの流れ方向を変化させるためのものであって、一方向クラッチ２８を介して固定軸２４に支持されている。さらに、タービン２６とフロントカバー６の内面との間には、直結クラッチ２９が配置されている。この直結クラッチ２９は、フロントカバー６の内側面に摩擦接触することによりフロントカバー６からタービン２６あるいは変速機入力軸２５に直接トルクを伝達するためのものであって、円板状に形成され、タービン２６を変速機入力軸２５に連結しているハブ３０に形成されている円筒部３１の外周面にスプライン嵌合している。すなわち、直結クラッチ２９は、タービン２６と一体となって回転するとともに、フロントカバー６の内側面に対して接近し、また離隔するように構成されている。そして、直結クラッチ２９のフロントカバー６に対向する面のうち外周側の部分には、摩擦材３２が取り付けられている。なお、フロントカバー６のうち直結クラッチ２９が摩擦接触する部分は平坦面に形成されている。また、この直結クラッチ２９は油圧によって係合・解放させられるように構成されており、そのための油路の構成や油圧制御の手段は、従来知られているものでよい。

上述したトルクコンバータ２は、そのポンプとタービン２６との回転数差が大きい状態、すなわち速度比が小さい状態では、タービン２６から流出したオイルの流れの向きがステータ２７によって変化させられ、これがポンプに供給されるので、トルクの増幅作用が生じる。また、直結クラッチ２９とフロントカバー６との間の油圧を、タービン２６側の油圧よりも低くした場合には、直結クラッチ２９がフロントカバー６側に移動して摩擦材３２がフロントカバー６の内面に押し付けられて摩擦接触する。すなわち、直結クラッチ２９が係合している状態になる。

直結クラッチ２９が係合している状態では、フロントカバー６とトルクコンバータ２のポンプとタービン２６とは一体的に回転する。そのため、エンジン回転数に応じてトルクコンバータ２のポンプやタービン２６の回転数も変化する。また、ポンプおよびタービン２６はそれらの回転数に応じた遠心油圧を生じる。そのため、エンジン回転数が増大した場合には、遠心油圧も増大し、その結果、トルクコンバータ２の内部の油圧も高くなる。トルクコンバータ２の内部の油圧が増大した場合には、ケース２３は幾分膨張する。

なお、変速機入力軸２５は、上述したように、タービン２６をスプライン嵌合させるなどのために固定軸２４のクランクシャフト１側に突出しており、それに伴ってフロントカバー６の内周側の部分は前述した直結クラッチ２９と対向している外周側の部分よりもクランクシャフト１側に突出している。したがってこれらの部分の境界部分でクランクシャフト１側に凸なる湾曲部３３が形成されている。その湾曲部３３に上述したボルト１６によって従動側部材９の内周側の部分が固定されている。

つぎに上述したように構成されるこの発明の一部を利用する捩り振動低減装置の作用について説明する。図示しないエンジンが出力したトルクは、クランクシャフト１からこれに取り付けられたドライブプレート４を介してトーショナルダンパ７の駆動側部材８に伝達される。駆動側部材８と従動側部材９とは相対回転可能に構成されているとしても、これらの部材８，９はコイルスプリング１０を介して連結されている。そのため、トーショナルダンパ７を介して振子式ダンパ１５のダンパハウジング１３にトルクが伝達される。また、トーショナルダンパ７の駆動側部材８はフロントカバー６に摩擦材１９を介して摩擦接触されており、その摩擦接触している部分が上述したように、摩擦接触部２０とされている。その摩擦接触部２０で生じる摩擦力は駆動側部材８とフロントカバー６との接触圧力や接触面積に応じて変化する。そのため、それらの接触圧力や接触面積が変化することにより摩擦力が変化した場合には、その摩擦力の変化に応じて駆動側部材８とフロントカバー６との間で伝達されるトルク容量も変化する。すなわち、駆動側部材８とフロントカバー６との接触圧力や接触面積に応じて摩擦接触部２０におけるヒステリシストルクが変化する。

エンジン回転数やフロントカバー６の回転数が低いことにより、トルクコンバータ２の内部に生じる遠心油圧が低い場合においては、すなわちケース２３が膨張する前においては、フロントカバー６と駆動側部材８との間の接触圧力は予め定められた圧力に維持されている。この状態で、トーショナルダンパ７にトルク変動が伝達された場合には、駆動側部材８と従動側部材９とが相対回転し、すなわち捩れが生じてコイルスプリング１０が振動することにより上記のトルクの変動、すなわち捩り振動が減衰され、そのコイルスプリング１０の振動は予め定められたヒステリシストルクによって減衰させられる。また、トーショナルダンパ７の駆動側部材８に伝達されたトルクは、コイルスプリング１０を介して従動側部材９に伝達される。その従動側部材９には、上述したように、ダンパハウジング１３が一体化されている。そのため、ダンパハウジング１３に収容された転動体１８が、伝達された捩り振動に応じて転動面を往復運動し、転動体１８の往復運動次数に等しい、あるいは、それに近似した次数のトルクの変動が減衰される。それらの結果、フロントカバー６に現れるトルクの変動はトーショナルダンパ７および振子式ダンパ１５などによって減衰される。

一方、上述した構成の捩り振動低減装置を搭載した車両の車速が増大するなどのことにより、エンジン回転数やフロントカバー６の回転数が増大した場合には、それらの回転数の増大に伴ってトルクコンバータ２の内部に生じる遠心油圧が増大する。その遠心油圧の増大に伴ってケース２３を構成しているフロントカバー６は、図２に示すように、回転軸線方向でエンジン側に変形し、ケース２３を構成しているポンプシェル２２は変速機側に変形する。フロントカバー６が摩擦材１９を介して摩擦接触している駆動側部材８は、上述したように、ボルト１１を介してドライブプレート４に連結されているため、フロントカバー６の半径方向で外側の変形はドライブプレート４によって抑制あるいは規制されている。そのため、フロントカバー６の半径方向で内側の部分が上述した外側の部分よりもエンジン側に変形する。すなわち、膨張する。その結果、ここに示す例では、遠心油圧が増大することに伴ってフロントカバー６の半径方向で内側に設けられた摩擦材１９と駆動側部材８との接触圧力が増大させられる。このようにして、フロントカバー６の半径方向で内側に設けられた摩擦材１９と駆動側部材８との間に生じる摩擦力が増大させられることにより、摩擦接触部２０におけるヒステリシストルクが増大させられる。言い換えれば、摩擦接触部２０における剛性が相対的に増大させられる。そのため、トーショナルダンパ７に捩り振動が伝達されたとしても、その駆動側部材８と従動側部材９とが相対回転しにくく、すなわち、従動側部材９やフロントカバー６が駆動側部材８に固定された状態となって、フロントカバー６と駆動側部材８とが一体的に回転する。その結果、駆動側部材８に伝達されたトルクは摩擦接触部２０を介してフロントカバー６に、減衰や緩衝されずに、あるいはそのような減衰作用を特には受けずに伝達されるため、ドライバビリティを向上させることができる。

なお、トルクコンバータ２のフロントカバー６にトルクが伝達されると、フロントカバー６と一体のポンプシェル２２およびその内周面に取り付けられたポンプブレード２１が回転する。トルクコンバータ２のケース２３の内部にはオイルが供給されており、ポンプシェル２２およびポンプブレード２１が回転することによりオイルの螺旋流が生じ、これがタービン２６に向けて流れるので、タービン２６が回転する。すなわち、オイルを介してタービン２６にトルクが伝達される。タービン２６は変速機入力軸２５に連結されている。また、フロントカバー６に伝達されるトルクに変動がある場合には、そのトルクの変動は振子式ダンパ１５や、トルクコンバータ２において、オイルを介してトルクを伝達する過程で減衰される。

このように上述した図１に示す構成では、摩擦接触部２０はフロントカバー６における駆動側部材８側の面と、これに対向する駆動側部材８の面とを摩擦接触させて構成されるため、これらの間のクリアランスを従来になく狭くすることができるとともに、トーショナルダンパ７の内周側に摩擦接触部２０を設けるためのスペースを要しない。それらの結果、捩り振動低減装置の全長を短縮でき、かつ、小型化することができる。その摩擦接触部２０は、上述したように対向する二面を用いて構成されるため、すなわち利用可能な面積が大きいため摩擦接触部２０の設計の自由度を向上させることができる。これに加えて、トルクコンバータ２のケース２３の膨張にともなってヒステリシストルクを増大させるように構成されているため、図１に示す構成の捩り振動低減装置を搭載した車両のエンジン回転数が相対的に低い領域においては、捩り振動低減装置のダンパ特性を所期の良好な状態に維持することができる。そして、エンジン回転数が相対的に高い領域においては、ドライバビリティを向上させることができる。すなわち、この発明によれば、簡易な構成でヒステリシストルクを可変とすることができ、これにより、ドライバビリティの向上と、捩り振動の減衰能とを両立させることができる。

図３に、図１に示す摩擦接触部の構成の一部を変更した例を模式的に示してある。ここに示す例は、駆動側部材８の外周側であってフロントカバー６側に凸となった凸部３４を設け、その凸部３４の内周面３４ａと、フロントカバー６の外周面６ａとを摩擦接触させるように構成した例である。すなわち、駆動側部材８とフロントカバー６とをインロー嵌合させた例であり、その摩擦接触する部分が摩擦接触部２０とされている。なお、図３において、振子式ダンパ１５は図示していない。

図３に示すように構成した捩り振動低減装置においても、上述した図１に示す例と同様に、トルクコンバータ２のポンプの回転数が低いことにより、トルクコンバータ２のケース２３が膨張する前においては、摩擦接触部２０は予め定められたヒステリシストルクを生じる。そのため、トーショナルダンパ７で捩り振動を減衰する場合に生じるコイルスプリング１０の振動は、その予め定められたヒステリシストルクによって減衰させられる。また、トーショナルダンパ７の駆動側部材８に伝達されたトルクは、コイルスプリング１０を介して従動側部材９に伝達され、従動側部材９に伝達されたトルクは、ダンパハウジング１３に伝達される。それらの結果、エンジンが出力したトルクは、エンジン側から、ドライブプレート４、トーショナルダンパ７、振子式ダンパ１５、トルクコンバータ２の順に伝達され、結局、フロントカバー６に現れるトルクの変動はトーショナルダンパ７および振子式ダンパ１５などによって減衰される。

一方で、トルクコンバータ２のポンプの回転数が高い場合においては、ケース２３の膨張に伴って凸部３４の内周面３４ａと、フロントカバー６の外周面６ａとの接触圧力や接触面積が増大することにより、これらの間に生じる摩擦力が増大させられる。そして摩擦力が増大させられることにより、摩擦接触部２０におけるヒステリシストルクが増大させられる。すなわち摩擦接触部２０における剛性が相対的に増大させられるため、トーショナルダンパ７に捩り振動が伝達されたとしても、駆動側部材８と従動側部材９とが相対回転しにくく、すなわち、フロントカバー６と駆動側部材８とが固定された状態となって、これらが一体的に回転する。その結果、駆動側部材８に伝達されたトルクは摩擦接触部２０を介してフロントカバー６に、減衰や緩衝されずに、あるいはそのような減衰作用を特には受けずに伝達されるため、ドライバビリティを向上させることができる。

図４に、図１に示す摩擦接触部の構成の一部を変更した他の例を模式的に示してある。ここに示す例は、フロントカバー６の内周側に駆動側部材８側に凸となったボス部を設け、そのボス部の外周面と、駆動側部材８のうちフロントカバー６側の内周端の内周側端面８ａとを摩擦接触させるように構成した例であり、その摩擦接触する部分が摩擦接触部２０とされている。そのボス部としては、クランクシャフト１側に突出して形成されている上述した湾曲部３３を用いてもよく、その場合においては、湾曲部３３の外周面３３ａと、駆動側部材８の内周側端面８ａとを摩擦接触させるように構成すればよい。なお、図４においても、図３に示す例と同様に、振子式ダンパ１５は図示していない。

図４に示すように構成した捩り振動低減装置においても、上述した図１に示す例と同様に、トルクコンバータ２のポンプの回転数が低いことにより、トルクコンバータ２のケース２３が膨張する前においては、摩擦接触部２０は予め定められたヒステリシストルクを生じる。そのため、トーショナルダンパ７で捩り振動を減衰する場合に生じるコイルスプリング１０の振動は、その予め定められたヒステリシストルクによって減衰させられる。また、トーショナルダンパ７の駆動側部材８に伝達されたトルクは、コイルスプリング１０を介して従動側部材９に伝達され、従動側部材９に伝達されたトルクは、ダンパハウジング１３に伝達される。それらの結果、エンジンが出力したトルクは、エンジン側から、ドライブプレート４、トーショナルダンパ７、振子式ダンパ１５、トルクコンバータ２の順に伝達され、結局、フロントカバー６に現れるトルクの変動はトーショナルダンパ７および振子式ダンパ１５などによって減衰される。

一方で、トルクコンバータ２のポンプの回転数が高い場合においては、ケース２３の膨張に伴って湾曲部３３の外周面３３ａと、駆動側部材８の内周側端面８ａとの接触圧力や接触面積が増大することにより、これらの間に生じる摩擦力が増大させられる。そして摩擦力が増大させられることにより、摩擦接触部２０におけるヒステリシストルクが増大させられる。すなわち摩擦接触部２０における剛性が相対的に増大させられるため、トーショナルダンパ７の駆動側部材８とフロントカバー６とが固定された状態となってこれらが一体的に回転する状態となる。その結果、駆動側部材８に伝達されたトルクは摩擦接触部２０を介してフロントカバー６に、減衰や緩衝されずに、あるいはそのような減衰作用を特には受けずに伝達されるため、ドライバビリティを向上させることができる。

また、図４に示す構成では、駆動側部材８の内周側端面８ａを摩擦接触させている箇所は湾曲部３３の外周面３３ａであり、この湾曲部３３は従動側部材９の内周端がボルト１６を介してフロントカバー６に連結される箇所である。したがって、このような構成とすることにより、湾曲部３３を共用することができ、これにより部品点数を削減することができる。

図５に、図１に示す摩擦接触部の構成の一部を変更した更に他の例を模式的に示してある。ここに示す例は、従動側部材９におけるエンジン側の端面９ａと、クランクシャフト１の変速機側の端面１ａとを摩擦接触させるように構成した例であり、その摩擦接触する部分が摩擦接触部２０とされている。なお、図５においても、図３および図４に示す例と同様に、振子式ダンパ１５は図示していない。

図５に示すように構成した捩り振動低減装置においても、上述した図１および図３ならびに図４に示す例と同様に、トルクコンバータ２のケース２３が膨張する前においては、摩擦接触部２０は予め定められたヒステリシストルクを生じる。そのため、トーショナルダンパ７で捩り振動を減衰する場合に生じるコイルスプリング１０の振動は、その予め定められたヒステリシストルクによって減衰させられる。また、トーショナルダンパ７の駆動側部材８に伝達されたトルクは、コイルスプリング１０を介して従動側部材９に伝達され、従動側部材９に伝達されたトルクは、ダンパハウジング１３に伝達される。それらの結果、エンジンが出力したトルクは、エンジン側から、ドライブプレート４、トーショナルダンパ７、振子式ダンパ１５、トルクコンバータ２の順に伝達され、結局、フロントカバー６に現れるトルクの変動はトーショナルダンパ７および振子式ダンパ１５などによって減衰される。

一方で、トルクコンバータ２のポンプの回転数が高い場合においては、ケース２３の膨張に伴って従動側部材９の端面９ａと、クランクシャフト１の端面１ａとの接触圧力や接触面積が増大することにより、これらの間に生じる摩擦力が増大させられ、また摩擦接触部２０におけるヒステリシストルクが増大させられる。すなわち摩擦接触部２０における剛性が相対的に増大させられるため、クランクシャフト１と従動側部材９とが一体的に回転する状態となる。その結果、エンジンが出力したトルクはクランクシャフト１から摩擦接触部２０を介してフロントカバー６に、減衰や緩衝されずに、あるいはそのような減衰作用を特には受けずに伝達されるため、ドライバビリティを向上させることができる。

上述した捩り振動低減装置の例は、摩擦接触部２０のヒステリシストルクを予め定めた値からトルクコンバータ２のケース２３の膨張に伴って増大させるように構成した例であるが、この発明では、上記の例に限らず、摩擦接触部２０のヒステリシストルクを予め定めた値からトルクコンバータ２のケース２３の膨張に伴って減少させるように構成することもできる。その例を図６および図７に示してある。なお、図６および図７に示す例において、上述した図１および図２に示す例と同様の構成の部分には、図１および図２と同様の符号を付してその説明を省略する。従動側部材９に一体のダンパハウジング１３は、図６に示す例では、従動側部材９に沿う環状の中空部を備えていることに加えて、ダンパハウジング１３をフロントカバー６に連結するボス部３５を備えている。ボス部３５は中空部よりも内周側に設けられている。したがって、これらの部材の連結部分３６は、図６に示すように、エンジン側から、ボス部３５、従動側部材９、フロントカバー６の順になっており、従動側部材９におけるクランクシャフト１側の面がボス部３５に接触し、これとは反対側の従動側部材９におけるフロントカバー６側の面がフロントカバー６のうちクランクシャフト１側の内周側の部分に接触している。そしてこれらの部材が上述したボルト１６によって連結されている。

また、トーショナルダンパ７の駆動側部材８と従動側部材９とは、常時、同一軸線上に位置するように、軸受３７を介して連結されている。具体的に説明すると、ドライブプレート４における内周側の部分に、素材を曲げ加工することにより円筒状に形成された円筒状部分３８が設けられている。この円筒状部分３８の外周面に、ボールベアリングやローラベアリングなどの軸受３７が嵌め込まれている。一方、上述したダンパハウジング１３のボス部３５におけるフロントカバー６側にフランジ部３９が形成されている。そのフランジ部３９におけるクランクシャフト１側の側面と、上述した軸受３７の外輪４０におけるフロントカバー６側の側面とが接触しており、これに加えて、ボス部３５における内周側の面と、これに対向する軸受３７の外輪４０における外周面とが接触している。そして、軸受３７は、図６に示すように、その外輪４０におけるクランクシャフト１側の側面でスナップリング４１によりボス部３５に抜け止めされている。また、上述したフランジ部３９におけるフロントカバー６側の側面は、上述した連結部分３６よりもフロントカバー６の内周側でフロントカバー６と接触している。

つぎに、図６に示すように構成した捩り振動低減装置の作用について説明する。図示しないエンジンが出力したトルクは、クランクシャフト１からこれに取り付けられたドライブプレート４を介してトーショナルダンパ７の駆動側部材８に伝達される。駆動側部材８と従動側部材９とは相対回転可能に構成されているとしても、これらの部材８，９はコイルスプリング１０を介して連結されている。そのため、トーショナルダンパ７を介して振子式ダンパ１５のダンパハウジング１３にトルクが伝達される。また、トーショナルダンパ７の駆動側部材８はフロントカバー６に摩擦材１９を介して摩擦接触されており、その摩擦接触している部分が上述した摩擦接触部２０とされている。その摩擦接触部２０で生じる摩擦力は駆動側部材８とフロントカバー６との接触圧力や接触面積に応じて変化する。そのため、それらの接触圧力や接触面積が変化することにより摩擦力が変化した場合には、その摩擦力の変化に応じて駆動側部材８とフロントカバー６との間で伝達されるトルク容量も変化する。すなわち、駆動側部材８とフロントカバー６との接触圧力や接触面積に応じて摩擦接触部２０におけるヒステリシストルクが変化する。

エンジン回転数やフロントカバー６の回転数が低いことにより、トルクコンバータ２の内部に生じる遠心油圧が低い場合においては、すなわちケース２３が膨張する前においては、フロントカバー６と駆動側部材８との間の接触圧力は予め定められた接触圧力に維持されており、摩擦接触部２０は予め定められたヒステリシストルクを生じる。そのため、捩り振動が伝達されることによってトーショナルダンパ７の駆動側部材８と従動側部材９とに捩れが生じ、コイルスプリング１０が振動した場合には、そのコイルスプリング１０の振動は、その予め定められたヒステリシストルクによって減衰させられる。

ところで、ケース２３が膨張する前において、その接触圧力を相対的に大きく設定した場合には、フロントカバー６と駆動側部材８との間に生じる摩擦力が大きくなり、摩擦接触部２０におけるヒステリシストルクも大きくなる。そのため、トーショナルダンパ７に捩り振動が伝達されたとしても、トーショナルダンパ７の駆動側部材８と従動側部材９とが相対回転しにくくなり、すなわち、従動側部材９やフロントカバー６が駆動側部材８に固定された状態となり、これらが一体的に回転するようになる。言い換えれば、摩擦接触部２０における剛性が大きくなる。したがって、ケース２３が膨張する前においては、駆動側部材８に伝達されたトルクは摩擦接触部２０を介してフロントカバー６に、減衰や緩衝されずに、あるいはそのような減衰作用を特には受けずに伝達されるため、エンジンの始動性などを向上させることができる。

なお、図６に示す構成においても、トルクコンバータ２のフロントカバー６にトルクが伝達されると、フロントカバー６と一体のポンプシェル２２およびその内周面に取り付けられたポンプブレード２１が回転する。トルクコンバータ２のケース２３の内部にはオイルが供給されており、ポンプシェル２２およびポンプブレード２１が回転することによりオイルの螺旋流が生じ、これがタービン２６に向けて流れるので、タービン２６が回転する。すなわち、オイルを介してタービン２６にトルクが伝達される。タービン２６は変速機入力軸２５に連結されている。また、フロントカバー６に伝達されたトルクに変動がある場合には、そのトルクの変動はトルクコンバータ２および従動側部材９に一体の振子式ダンパ１５などによって減衰される。

一方、上述した捩り振動低減装置を搭載した車両の車速が増大するなどのことにより、エンジン回転数やフロントカバー６の回転数が増大した場合には、それらの回転数の増大に伴ってトルクコンバータ２の内部に生じる遠心油圧が増大する。その遠心油圧の増大に伴ってケース２３は幾分膨張する。しかしながら、図６に示す構成では、図１に示す構成と比較して、ケース２３を構成しているフロントカバー６の変形は軸受３７によって規制されるため、ケース２３を構成しているポンプシェル２２が変速機側に変形する。具体的に説明すると、フロントカバー６に連結されている従動側部材９は、フロントカバー６の変形に応じて変形しようとする。その従動側部材９と駆動側部材８とは、上述したように、軸受３７を介して連結されていて両者の回転中心軸線が常時一致する状態に維持されている。そのため、従動側部材９の変形に合わせて駆動側部材８が変形したとしても両者の回転中心軸線にずれが生じることはない。なお、それらの回転中心軸線はクランクシャフト１の回転中心軸線Ａ１上に維持される。したがって、駆動側部材８と従動側部材９との相対位置にずれが生じることはない。また、駆動側部材８および軸受３７の内輪４２はドライブプレート４に一体化されている。そのため、捩り振動低減装置の全体としての変形は、結局は、ドライブプレート４およびこれに連結されたクランクシャフト１によって規制される。その結果、ケース２３を構成しているポンプシェル２２が、図７に示すように、変速機側に変形する。

ポンプシェル２２が変速機側に変形する場合、その変形に伴ってフロントカバー６の外周側が、図７に示すように、変速機側に幾分変形する。すなわち、駆動側部材８からフロントカバー６が離隔するようにフロントカバー６が変速機側に変形するため、フロントカバー６と駆動側部材８との接触圧力や接触面積が減少することになる。その結果、これらの間に生じる摩擦力が減少して駆動側部材８とフロントカバー６とが相対回転可能な状態となるから、摩擦接触部２０を介したトルクの伝達が遮断あるいは減少されるとともに、トーショナルダンパ７の振動減衰作用が回復する。この状態で、捩り振動が伝達されると、トーショナルダンパ７における駆動側部材８と従動側部材９とがコイルスプリング１０を圧縮しつつ相対回転し、またコイルスプリング１０がその弾性力で復元することにより捩り振動が減衰される。コイルスプリング１０の振動は摩擦接触部２０のヒステリシストルクによって減衰される。

トーショナルダンパ７の駆動側部材８に伝達されたトルクは、コイルスプリング１０を介して従動側部材９に伝達され、その従動側部材９には、上述したように、ダンパハウジング１３が一体化されている。そのため、ダンパハウジング１３に収容された転動体１８が、伝達された捩り振動に応じて転動面を往復運動し、転動体１８の往復運動次数に等しい、あるいは、それに近似した次数の捩り振動が減衰される。それらの結果、フロントカバー６に現れるトルクの変動はトーショナルダンパ７および振子式ダンパ１５などによって減衰される。

これに加えて、上述した連結部分３６からトルクコンバータ２のフロントカバー６にトルクが伝達される。そして、上述したように、フロントカバー６と一体のポンプシェル２２およびその内周面に取り付けられたポンプブレード２１が回転する。トルクコンバータ２のケース２３の内部にはオイルが供給されており、ポンプシェル２２およびポンプブレード２１が回転することによりオイルの螺旋流が生じ、これがタービン２６に向けて流れるので、タービン２６が回転する。すなわち、オイルを介してタービン２６にトルクが伝達される。

このように上述した図６に示す構成では、摩擦接触部２０はフロントカバー６の外周側の面とこれに対向する駆動側部材８の面とを摩擦接触させて構成されるため、これらの間のクリアランスを従来になく狭くすることができるとともに、トーショナルダンパ７の内周側に摩擦接触部２０を設けるためのスペースを要しない。それらの結果、捩り振動低減装置の全長を短縮でき、かつ、小型化することができる。その摩擦接触部２０は、上述したように対向する二面を用いて構成されるため、すなわち利用可能な面積が大きいため摩擦接触部２０の設計の自由度を向上させることができる。これに加えて、ケース２３の膨張にともなって摩擦接触部２０におけるヒステリシストルクを減少させるように構成されているため、図６に示す構成の捩り振動低減装置を搭載した車両のエンジン回転数が相対的に低い領域においては、エンジンの始動性などを向上させることができる。そして、エンジン回転数が相対的に高い領域においては、適正なヒステリシストルクを生じて捩り振動低減装置のダンパ特性を良好な状態にすることができる。すなわち、この発明によれば、簡易な構成でヒステリシストルクを可変とすることができ、これにより、ドライバビリティの向上と、捩り振動の減衰能とを両立させることができる。

図６に示す構成の捩り振動低減装置において、詳細は図示しないが、上述した図３に示す例と同様に、駆動側部材８の外周側に、フロントカバー６側に凸となった凸部を設け、その凸部の内周面と、フロントカバー６の外周面とを摩擦接触させることもできる。すなわち、駆動側部材８とフロントカバー６とをインロー嵌合させることにより、その摩擦接触する部分を上述した摩擦接触部とすることもできる。また、上述した図４に示す例と同様に、フロントカバー６の内周側に駆動側部材８側に凸となったボス部を設け、そのボス部の外周面と、駆動側部材８のうちフロントカバー６側の内周端の内周側端面とを摩擦接触させ、その摩擦接触する部分を摩擦接触部とすることもできる。いずれの構成であって、トルクコンバータ２のケース２３が膨張する前においては、摩擦接触部は予め定められたヒステリシストルクを生じる。そのため、捩り振動が伝達されることによってトーショナルダンパ７のコイルスプリング１０が振動した場合には、そのコイルスプリング１０の振動は、その予め定められたヒステリシストルクによって減衰させられる。

また、摩擦接触部のヒステリシストルクを相対的に大きく設定した場合には、ケース２３が膨張する前においては、そのヒステリシストルクが維持されるため、トーショナルダンパ７に捩り振動が伝達されたとしても、トーショナルダンパ７の駆動側部材８と従動側部材９とが相対回転しにくく、その結果、フロントカバー６と駆動側部材８とが一体的に回転する状態となる。したがって、ケース２３が膨張する前においては、駆動側部材８に伝達されたトルクは摩擦接触部を介してフロントカバー６に、減衰や緩衝されずに、あるいはそのような減衰作用を特には受けずに伝達されるため、エンジンの始動性などのドライバビリティを向上させることができる。

一方で、トルクコンバータ２のポンプの回転数が高くなると、図６に示す構成の捩り振動低減装置においては、フロントカバー６のエンジン側に向けた変形は軸受３７によって規制されるが、ポンプシェル２２は変速機側に向けて変形する。ポンプシェル２２が変速機側に変形すると、その変形に伴ってフロントカバー６が変速機側に変形する。そのため、上述した駆動側部材８の外周側の凸部の内周面とフロントカバー６の外周面とを摩擦接触させて摩擦接触部を構成した場合には、それらの間の接触圧力や接触面積が減少する。これと同様に、フロントカバー６のボス部の外周面と駆動側部材８の内周側端面とを摩擦接触させて摩擦接触部を構成した場合には、それらの間の接触圧力や接触面積が減少する。その結果、摩擦接触部におけるヒステリシストルクが相対的に小さくされ、トーショナルダンパ７の振動減衰機能が回復する。したがって、エンジンが出力したトルクは、エンジン側から、ドライブプレート４、トーショナルダンパ７、振子式ダンパ１５、トルクコンバータ２の順に伝達され、結局、フロントカバー６に現れるトルクの変動はトーショナルダンパ７および振子式ダンパ１５などによって減衰される。

これに加えて、図６に示す構成の捩り振動低減装置において、詳細は図示しないが、上述した図５に示す例と同様に、従動側部材９におけるエンジン側の端面と、クランクシャフト１の変速機側の端面とを摩擦接触させ、その摩擦接触する部分を摩擦接触部とすることもできる。この場合において、トルクコンバータ２のケース２３が膨張する前においては、摩擦接触部は予め定められたヒステリシストルクを生じる。そのため、捩り振動が伝達されることによってトーショナルダンパ７のコイルスプリング１０が振動した場合には、そのコイルスプリング１０の振動は、その予め定められたヒステリシストルクによって減衰させられる。また、摩擦接触部のヒステリシストルクを相対的に大きく設定した場合には、ケース２３が膨張する前においては、そのヒステリシストルクが維持されるため、クランクシャフト１とトーショナルダンパ７の従動側部材９とが一体的に回転する状態となる。その結果、エンジンが出力したトルクはクランクシャフト１から摩擦接触部を介してフロントカバー６に、減衰や緩衝されずに、あるいはそのような減衰作用を特には受けずに伝達されるため、ドライバビリティを向上させることができる。

一方で、トルクコンバータ２のポンプの回転数が高くなると、図６に示す構成の捩り振動低減装置においては、フロントカバー６のエンジン側に向けた変形は軸受３７によって規制されるが、ポンプシェル２２は変速機側に向けて変形する。ポンプシェル２２が変速機側に変形すると、その変形に伴ってフロントカバー６およびこれと一体の従動側部材９が変速機側に変形する。そのため、従動側部材９におけるエンジン側の端面と、クランクシャフト１の変速機側の端面との間の接触圧力や接触面積が減少して摩擦接触部におけるヒステリシストルクが相対的に小さくされる。その結果、トーショナルダンパ７の振動減衰機能が回復する。したがって、エンジンが出力したトルクは、エンジン側から、ドライブプレート４、トーショナルダンパ７、振子式ダンパ１５、トルクコンバータ２の順に伝達され、結局、フロントカバー６に現れるトルクの変動はトーショナルダンパ７および振子式ダンパ１５などによって減衰される。

２…トルクコンバータ、 ６…フロントカバー、 ８…駆動側部材、 ９…従動側部材、 １５…振子式ダンパ、 １８…転動体（慣性質量体）、 ２０…摩擦接触部、 Ａ１…クランクシャフトの回転中心軸線。

Claims (1)

1. 駆動側部材と従動側部材とが相対回転可能に弾性体を介して連結され、前記従動側部材の半径方向で内側部分に流体継手におけるフロントカバーの半径方向で内側部分が連結され、かつ、前記従動側部材の内周側であって前記従動側部材と一体に慣性質量体の往復運動によってエンジンが出力したトルクの変動を減衰する振子式ダンパが設けられている捩り振動低減装置において、
   前記流体継手は、前記フロントカバーの内面に摩擦接触させられて前記流体継手におけるタービンと前記フロントカバーとを直接連結する直結クラッチを備え、
   前記駆動側部材の回転軸線方向で前記駆動側部材と前記フロントカバーとの間に、前記直結クラッチが摩擦接触する前記フロントカバーの内面とは反対側における前記フロントカバーの半径方向で外周側の面と、前記フロントカバーの半径方向で外周側の面に対向する前記駆動側部材の面とを相対回転可能に摩擦接触させて前記駆動側部材と前記従動側部材との相対回転を規制するヒステリシストルクを生じさせかつ前記流体継手の膨張に伴う前記フロントカバーの変形により前記駆動側部材と前記フロントカバーとの接触圧力が変化して前記ヒステリシストルクが変化するように構成された摩擦接触部が設けられ、
   前記エンジンの出力軸に連結されたドライブプレートに前記駆動側部材が連結され、前記ドライブプレートの半径方向で内側部分と前記従動側部材の内側部分とが軸受を介して連結されている
   ことを特徴とする捩り振動低減装置。

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