JP5589883B2

JP5589883B2 - ダンパ装置

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Publication number: JP5589883B2
Application number: JP2011029714A
Authority: JP
Inventors: 由浩滝川; 陽一大井
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2031-02-15
Also published as: EP2642154B1; CN103261732B; JP2012167754A; EP2757283B1; US20120208646A1; EP2757283A1; WO2012111490A1; CN103261732A; EP2642154A4; US8932142B2; EP2642154A1

Description

本発明は、原動機からの動力が伝達される入力要素と、第１弾性体を介して入力要素から動力が伝達される第１中間要素と、第２弾性体を介して第１中間要素から動力が伝達される第２中間要素と、第３弾性体を介して第２中間要素から動力が伝達される出力要素とを含むダンパ装置に関する。

従来、この種のダンパ装置として、ロックアップ装置のピストンに設けられた第１弾性部材と、トルクコンバータのタービンランナに固定されたドリブンプレートに設けられた第２弾性部材と、第１弾性部材を介してピストンに対して回転方向に連結されると共に第２弾性部材を介してドリブンプレートに対して回転方向に連結された中間部材とを含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このダンパ装置では、第２弾性部材が一対のコイルスプリングと当該一対のコイルスプリング間に配置された中間フロート体とから構成されており、一対のコイルスプリングを直列に作用させることで捩り角度を大きく（ロングストローク化）している。

特開２００１−８２５７７号公報

上記従来のダンパ装置では、第２弾性部材を一対のコイルスプリングと当該一対のコイルスプリング間に配置される中間フロート体とから構成することでロングストローク化を図っているが、ダンパ装置を構成する弾性部材の一部をアークスプリングとすることで、ダンパ装置をより一層ロングストローク化（低剛性化）することができる。ただし、アークスプリングはコイルスプリングに比べて高いヒステリシスを有することから、ダンパ装置へのアークスプリングの適用に際しては、当該ヒステリシスによりアークスプリングの振動減衰効果が損なわれないように配慮する必要がある。

そこで、本発明は、アークスプリングを用いてダンパ装置のロングストローク化を図りつつ振動減衰特性を向上させることを主目的とする。

本発明によるダンパ装置は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明によるダンパ装置は、
原動機からの動力が伝達される入力要素と、該入力要素から動力が伝達される第１弾性体と、該第１弾性体から動力が伝達される第１中間要素と、該第１中間要素から動力が伝達される第２弾性体と、該第２弾性体から動力が伝達される第２中間要素と、該第２中間要素から動力が伝達される第３弾性体と、該第３弾性体から動力が伝達される出力要素とを含むダンパ装置において、
前記第１および第２弾性体は、コイルスプリングであり、前記第３弾性体は、前記第１および第２弾性体よりも内周側に配置されるアークスプリングであることを特徴とする。

このダンパ装置は、原動機からの動力が伝達される入力要素と、第１弾性体を介して入力要素から動力が伝達される第１中間要素と、第２弾性体を介して第１中間要素から動力が伝達される第２中間要素と、第３弾性体を介して第２中間要素から動力が伝達される出力要素とを含むものである。そして、このダンパ装置では、第１および第２弾性体としてコイルスプリングが用いられると共に、第３弾性体として、第１および第２弾性体よりも内周側に配置されるアークスプリングが用いられる。このように、直列に配列される複数の弾性体のうちの一つである第３弾性体をアークスプリングとすることで、ダンパ装置のロングストローク化（低剛性化）を図ることができる。また、アークスプリングである第３弾性体を第１および第２弾性体よりも内周側に配置することで、第３弾性体に作用する遠心力を小さくして当該第３弾性体のヒステリシス、すなわち減荷時に第３弾性体に作用する摩擦力を低減させ、第３弾性体の振動減衰特性を良好に保つことができる。従って、このダンパ装置では、アークスプリングを用いてロングストローク化を図りつつ振動減衰特性を向上させることが可能となる。

また、前記入力要素は、前記第１弾性体の一端と当接する当接部を有してもよく、前記第１中間要素は、前記第１弾性体の他端と該第１弾性体と隣り合う前記第２弾性体の一端との間に配置されて両者と当接する当接部を有してもよく、前記第２中間要素は、前記第３弾性体を摺動自在に支持すると共に前記第２弾性体の他端と当接する当接部と前記第３弾性体の一端と当接する当接部とを有してもよく、前記出力要素は、前記第３弾性体の他端と当接する当接部を有してもよい。

更に、前記第１弾性体の剛性は、前記第２および第３弾性体の剛性よりも高くてもよい。すなわち、上記ダンパ装置では、第１弾性体と第３弾性体との間に第１中間要素と第２中間要素とが配置されることから、第１中間要素と第２中間要素とが共振することがある。これに対して、第１弾性体の剛性を第２弾性体の剛性よりも高く設定すれば、第１中間要素と第２中間要素とを実質的に一体化させ易くすると共に、第１弾性体の剛性をより高くすることで第１中間要素および第２中間要素の共振周波数を高め、入力要素の回転数が比較的高いとき、すなわち原動機の回転数が比較的高く、当該原動機からのトルク（加振力）が比較的低いときに第１中間要素と第２中間要素との共振を発生させることができる。これにより、第１中間要素と第２中間要素との共振によるダンパ装置全体の振動レベルの高まりを抑えることが可能となる。そして、第１弾性体の剛性を第３弾性体の剛性よりも高く設定すれば、第３弾性体であるアークスプリングの特性を生かしてダンパ装置のロングストローク化（低剛性化）を図りつつ振動減衰特性を向上させると共に、第３弾性体により第１中間要素と第２中間要素との共振を良好に減衰することが可能となる。

また、前記入力要素は、前記原動機に連結された入力部材にロックアップクラッチを介して接続されてもよく、前記出力要素は、変速装置の入力軸に連結されてもよい。すなわち、上記ダンパ装置は、アークスプリングを用いてロングストローク化（低剛性化）を図りつつ振動減衰特性を向上させることができるものである。従って、上記ダンパ装置を用いれば、原動機の回転数が極低いときに、入力部材から変速機の入力軸への振動の伝達を良好に抑制しながらロックアップクラッチによるロックアップすなわち入力部材と変速機の入力軸との連結を実行することが可能となる。

本発明の実施例に係るダンパ装置１０を備えた流体伝動装置１を示す部分断面図である。ダンパ装置１０を示す構成図である。流体伝動装置１の概略構成図である。原動機としてのエンジンの回転数とダンパ装置１０の振動レベルとの関係を例示する説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例に係るダンパ装置１０を備えた流体伝動装置１を示す構成図である。同図に示す流体伝動装置１は、原動機としてのエンジン（内燃機関）を備えた車両に発進装置として搭載されるトルクコンバータであり、図示しないエンジンのクランクシャフトに連結されるフロントカバー（入力部材）３と、フロントカバー３に固定されたポンプインペラ（入力側流体伝動要素）４と、ポンプインペラ４と同軸に回転可能なタービンランナ（出力側流体伝動要素）５と、タービンランナ５からポンプインペラ４への作動油（作動流体）の流れを整流するステータ６と、図示しない自動変速機（ＡＴ）あるいは無段変速機（ＣＶＴ）である変速装置のインプットシャフトに固定されるダンパハブ（出力部材）７と、ロックアップピストン８０を有する単板摩擦式のロックアップクラッチ機構８と、ダンパハブ７に接続されると共にロックアップピストン８０に接続されたダンパ装置１０とを含む。

ポンプインペラ４は、フロントカバー３に密に固定されるポンプシェル４０と、ポンプシェル４０の内面に配設された複数のポンプブレード４１とを有する。タービンランナ５は、タービンシェル５０と、タービンシェル５０の内面に配設された複数のタービンブレード５１とを有する。タービンシェル５０は、ダンパハブ７に嵌合されると共にリベットを介して当該ダンパハブ７に固定される。ステータ６は、複数のステータブレード６０を有し、ステータ６の回転方向は、ワンウェイクラッチ６１により一方向のみに設定される。ポンプインペラ４とタービンランナ５とは、互いに対向し合い、これらポンプインペラ４、タービンランナ５およびステータ６は、作動油を循環させるトーラス（環状流路）を形成する。

ダンパ装置１０は、図１および図２に示すように、入力要素としてのドライブ部材１１と、複数の第１スプリング（第１弾性体）ＳＰ１を介してドライブ部材１１と係合する第１中間部材（第１中間要素）１２と、複数の第２スプリング（第２弾性体）ＳＰ２を介して第１中間部材１２と係合する第２中間部材（第２中間要素）１４、複数の第３スプリング（第３弾性体）ＳＰ３を介して第２中間部材１４と係合するドリブン部材（出力要素）１５とを含む。実施例において、第１および第２スプリングＳＰ１，ＳＰ２は、荷重が加えられてないときに真っ直ぐに延びる軸心を有するように螺旋状に巻かれた金属材からなるコイルスプリングであり、第３スプリングＳＰ３は、荷重が加えられてないときに円弧状に延びる軸心を有するように巻かれた金属材からなるアークスプリングである。

ドライブ部材１１は、それぞれ対応する第１スプリングＳＰ１の一端と当接する複数のスプリング当接部１１ａと、複数のスプリング支持部１１ｂとを有する。そして、ドライブ部材１１は、リベットを介してロックアップクラッチ機構８のロックアップピストン８０に固定され、フロントカバー３やポンプインペラ４のポンプシェル４０により画成されるハウジング内部の外周側領域に配置される。第１中間部材１２は、ドライブ部材１１の複数のスプリング支持部１１ｂと共に第１および第２スプリングＳＰ１，ＳＰ２を同一円周上に摺動自在に支持可能な環状部材として構成されており、実施例では、第２中間部材１４により流体伝動装置１の軸周りに回転自在に支持されてハウジング内部の外周側領域に配置される。また、第１中間部材１２は、図１および図２に示すように、それぞれ対応する第１スプリングＳＰ１の他端と当該第１スプリングＳＰ１と隣合う第２スプリングＳＰ２の一端との間に配置されて両者と当接する複数のスプリング当接部１２ａを有する。

第２中間部材１４は、環状の第１プレート１４１と、リベットを介して当該第１プレート１４１に固定される環状の第２プレート１４２とにより構成され、実施例では、ドリブン部材１５により流体伝動装置１の軸周りに回転自在に支持される。第２中間部材１４の第１プレート１４１は、それぞれ対応する第２スプリングＳＰ２の他端と当接する複数のスプリング当接部１４１ａと、第１中間部材１２の内周部を回転自在に支持する複数の支持部１４１ｂとを外周側に有すると共に、第３スプリングＳＰ３を支持するための複数のスプリング支持部を内周側に有する。また、第２中間部材１４の第２プレート１４２は、それぞれ第１プレート１４１のスプリング支持部と対向して第３スプリングＳＰ３を支持するスプリング支持部を有する。そして、第１および第２プレート１４１および１４２とには、それぞれ対応する第３スプリングＳＰ３の一端と当接する複数のスプリング当接部１４１ｃ（図２参照）が形成されている。

これにより、複数の第１スプリングＳＰ１は、それぞれドライブ部材１１のスプリング当接部１１ａと第１中間部材１２のスプリング当接部１２ａとの間に位置するようにダンパ装置１０の外周部に配置され、複数の第２スプリングＳＰ２は、それぞれ第１中間部材１２のスプリング当接部１２ａと第２中間部材１４すなわち第１プレート１４１のスプリング当接部１４１ａとの間に位置するようにダンパ装置１０の外周部に配置されることになる。また、複数の第３スプリングＳＰ３は、それぞれ第１および第２スプリングＳＰ１，ＳＰ２から流体伝動装置１の径方向に離間して配置され、第１および第２スプリングＳＰ１，ＳＰ２よりも内周側に位置することになる。

ドリブン部材１５は、第２中間部材１４の第１プレート１４１と第２プレート１４２との間に配置されると共にダンパハブ７に固定される。また、ドリブン部材１５は、それぞれ対応する第３スプリングＳＰ３の他端と当接する複数のスプリング当接部１５ａを有する。更に、ドリブン部材１５は、第２中間部材１４の第１プレート１４１の内周部から流体伝動装置１の軸方向に延びるように延出された突部１４１ｄと係合する円弧状の複数のスリット１５ｄを有している。第１プレート１４１の各突部１４１ｄがドリブン部材１５の対応するスリット１５ｄと係合（遊嵌）することにより、第２中間部材１４は、スリット１５ｄの周長に応じた範囲内でドリブン部材１５に対して回転可能となるように当該ドリブン部材１５により支持されて流体伝動装置１の軸周りに配置される。

ロックアップクラッチ機構８は、ダンパ装置１０を介してフロントカバー３とダンパハブ７とを連結するロックアップを実行すると共に当該ロックアップを解除することができるものである。実施例において、ロックアップクラッチ機構８のロックアップピストン８０は、図１に示すように、フロントカバー３の内部かつ当該フロントカバー３のエンジン側（図中右側）の内壁面近傍に配置され、ダンパハブ７に対して軸方向に摺動自在かつ回転自在に嵌合される。また、ロックアップピストン８０の外周側かつフロントカバー３側の面には、摩擦材８１が貼着されている。そして、ロックアップピストン８０の背面（図中右側の面）とフロントカバー３との間には、図示しない作動油供給孔やインプットシャフトに形成された油路を介して図示しない油圧制御ユニットに接続されるロックアップ室８５が画成される。

ロックアップクラッチ機構８によるロックアップを実行せずにポンプインペラ４とタービンランナ５との間で動力を伝達する際には、ポンプインペラ４およびタービンランナ５に供給される作動油がロックアップ室８５内に流入し、ロックアップ室８５内は作動油で満たされる。従って、この際、ロックアップピストン８０は、フロントカバー３側に移動せず、ロックアップピストン８０がフロントカバー３と摩擦係合することはない。そして、このようにロックアップクラッチ機構８によるロックアップが実行されないロックアップ解除時には、図３からわかるように、原動機としてのエンジンからの動力がフロントカバー３、ポンプインペラ４、タービンランナ５、ダンパハブ７という経路を介して変速装置のインプットシャフトへと伝達されることになる。

また、図示しない油圧制御ユニットによりロックアップ室８５内を減圧すれば、ロックアップピストン８０は、圧力差によりフロントカバー３に向けて移動してフロントカバー３と摩擦係合する。これにより、フロントカバー３がダンパ装置１０を介してダンパハブ７に連結される。このようにロックアップクラッチ機構８によりフロントカバー３とダンパハブ７とが連結されるロックアップ時には、図３からわかるように、原動機としてのエンジンからの動力が、フロントカバー３、ロックアップクラッチ機構８、ドライブ部材１１、第１スプリングＳＰ１、第１中間部材１２、第２スプリングＳＰ２、第２中間部材１４、第３スプリングＳＰ３、ドリブン部材１５、ダンパハブ７という経路を介して変速装置のインプットシャフトへと伝達される。この際、フロントカバー３に入力されるトルクの変動（振動）は、ダンパ装置１０の第１および第２スプリングＳＰ１，ＳＰ２並びに第３スプリングＳＰ３により吸収される。

そして、実施例の流体伝動装置１では、フロントカバー３に連結されるエンジンの回転数が例えば１０００ｒｐｍ程度と極低いロックアップ回転数Ｎｌｕｐに達した段階でロックアップクラッチ機構８によりロックアップが実行される。これにより、エンジンと変速装置との間の動力伝達効率を向上させ、それによりエンジンの燃費をより向上させることができる。なお、ロックアップ室８５内の減圧を停止すれば、ロックアップ室８５内への作動油の流入に伴う圧力差の減少によりロックアップピストン８０がフロントカバー３から離間し、それによりロックアップが解除されることになる。

このように、エンジンの回転数が例えば１０００ｒｐｍ程度と極低いロックアップ回転数Ｎｌｕｐに達した段階でロックアップを実行するためには、エンジンの回転数が上述のロックアップ回転数Ｎｌｕｐ付近の低回転数域に含まれるときに、エンジンと変速機との間でダンパ装置１０により振動を良好に減衰する必要がある。このため、実施例のダンパ装置１０では、振動減衰特性を向上させるべく、直列に配列される第１〜第３スプリングＳＰ１〜ＳＰ３のうちの第３スプリングＳＰ３をアークスプリングとすることで、より一層のロングストローク化（低剛性化）を図っている。ただし、アークスプリングは、コイルスプリングに比べて高いヒステリシスを有するものであることから、実施例のダンパ装置１０では、当該ヒステリシスによりアークスプリングである第３スプリングＳＰ３の振動減衰効果が損なわれないように、アークスプリングである第３スプリングＳＰ３が第１および第２スプリングＳＰ１，ＳＰ２よりも内周側に配置される。これにより、第３スプリングＳＰ３に作用する遠心力を小さくして当該第３スプリングＳＰ３のヒステリシス、すなわち減荷時に第３スプリングＳＰ３に作用する摩擦力を低減させ、第３スプリングＳＰ３の振動減衰特性を良好に保つことができる。

一方、実施例の流体伝動装置１では、ダンパ装置１０の第１スプリングＳＰ１と第３スプリングＳＰ３との間に中間要素としての第１および第２中間部材１２，１４が配置されることから、第１中間部材１２と第２中間部材１４とが共振することがある。そして、エンジンの回転数が例えば上述のロックアップ回転数Ｎｌｕｐ付近の低回転数域に含まれ、ダンパ装置１０全体（出力要素としてのドリブン部材１５）の振動レベルが比較的高いときに第１中間部材１２と第２中間部材１４との共振が発生すると、当該第１中間部材１２と第２中間部材１４との共振に起因してダンパ装置１０全体の振動レベルがより高まり、ダンパ装置１０の後段側すなわち変速装置のインプットシャフトに比較的大きな振動が伝達されてしまうおそれがある。従って、エンジンの回転数が極低いロックアップ回転数Ｎｌｕｐに達した段階でロックアップクラッチ機構８によるロックアップをスムースに実行するためには、ロックアップ完了後のエンジンの回転数が比較的高く、エンジンからのトルクすなわち加振力が比較的低いときに、第１中間部材１２と第２中間部材１４との共振を発生させる方がよい。

ここで、第１および第２中間部材１２，１４が実質的に一体となって共振する状態は、単一のマスとしての第１および第２中間部材１２，１４に第１スプリングＳＰ１と第３スプリングＳＰ３とが並列に接続された状態に相当する。この場合には、第１スプリングＳＰ１のバネ定数を“ｋ１”とし、第３スプリングＳＰ３のバネ定数を“ｋ３”とすれば、系の合成バネ定数ｋ₁₃が“ｋ１＋ｋ３”となることから、実質的に一体となって共振する第１および第２中間部材１２，１４の共振周波数（固有振動数）ｆｉは、ｆｉ＝１／２π・√｛（ｋ１＋ｋ３）／Ｉ｝と表される（ただし、“Ｉ”は、第１中間部材１２のイナーシャと第２中間部材１４のイナーシャと第２スプリングＳＰ２のイナーシャとの和である。なお、イナーシャＩの単位は、“ｋｇ・ｍ²”である）。また、ダンパ装置１０の全体が一体に共振するときには、ドライブ部材１１と第１スプリングＳＰ１と第１中間部材１２と第２スプリングＳＰ２と第２中間部材１４と第３スプリングＳＰ３とドリブン部材１５とが直列に連なることから、系の合成バネ定数ｋ₁₂₃は、第２スプリングＳＰ２のバネ定数を“ｋ２”とすれば、１／ｋ₁₂₃＝１／ｋ１＋１／ｋ２＋１／ｋ３と表され、ダンパ装置１０全体の共振周波数ｆｔは、ｆｔ＝１／２π・√（ｋ₁₂₃／Ｉｔ）と表される（ただし、“Ｉｔ”は、ダンパ全体のイナーシャである）。

従って、ロックアップ完了後のエンジンの回転数が比較的高いときに第１中間部材１２と第２中間部材１４との共振を発生させるためには、第１および第２中間部材１２，１４の共振周波数ｆｉをより高めるべく、第１スプリングＳＰ１のバネ定数ｋ１と第３スプリングＳＰ３のバネ定数ｋ３との和をできるだけ大きくすればよい。また、ロックアップ完了前のエンジンの回転数がより低い段階でダンパ装置１０全体の共振を発生させるためには、ダンパ装置１０全体の共振周波数ｆｔをより低くすべく、系の合成バネ定数ｋ₁₂₃をできるだけ小さくすればよい。

これらを踏まえて、実施例のダンパ装置１０では、第１スプリングＳＰ１の剛性が第２および第３スプリングＳＰ２，ＳＰ３の剛性よりも高く設定される。すなわち、実施例では、第１スプリングＳＰ１のバネ定数ｋ１が第２および第３スプリングＳＰ２，ＳＰ３のバネ定数ｋ２，ｋ３に比べて大幅に大きく（例えば数倍程度）設定される。このように第１スプリングＳＰ１の剛性を第２スプリングＳＰ２の剛性よりも高く設定すれば、第１中間部材１２と第２中間部材１４とを実質的に一体化させ易くすると共に、第１スプリングＳＰ１の剛性をより高くすることで第１および第２中間部材１２，１４の共振周波数ｆｉを高め、エンジンの回転数が比較的高く、当該エンジンからのトルク（加振力）が比較的低いときに第１中間部材１２と第２中間部材１４との共振を発生させることができる。更に、第１スプリングＳＰ１の剛性を第３スプリングＳＰ３の剛性よりも高く設定すれば、第３スプリングＳＰ３であるアークスプリングの特性を生かしてダンパ装置１０のロングストローク化（低剛性化）を図りつつ振動減衰特性を向上させると共に、第３スプリングＳＰ３により第１中間部材１２と第２中間部材１４との共振を良好に減衰することが可能となる。そして、実施例のダンパ装置１０では、コイルスプリングに比べて剛性を下げやすいというアークスプリングの特性を生かすと共に、ヒステリシスを低減させるべく第１および第２スプリングＳＰ１，ＳＰ２よりも内周側に配置されるアークスプリングである第３スプリングＳＰ３の振動減衰特性をより良好に保つために、第３スプリングＳＰ３のバネ定数ｋ３（剛性）が第２スプリングＳＰ２のバネ定数ｋ２（剛性）よりも小さく設定される。すなわち、第１〜第３スプリングＳＰ１〜ＳＰ３のバネ定数（剛性）をｋ１＞ｋ２＞ｋ３（ｋ１≫ｋ２＞ｋ３）とすることにより、第１および第２中間部材１２，１４の共振周波数ｆｉを高めると共にダンパ装置１０全体の共振周波数ｆｔを低下させつつ、第３スプリングＳＰ３を低剛性化してダンパ装置１０全体の振動減衰特性を向上させることができる。

なお、ここでいう“剛性”と“バネ定数”とは、何れも“力（トルク）／ねじれ角（単位は、“Ｎｍ／ｒａｄ”または“Ｎｍ／ｄｅｇ”である）”を示し、同義である。また、スプリングの剛性（バネ定数）は、スプリングの線径を小さくしたり、単位長さあたりの巻き数を減らしたりすることで低く（小さく）なり、スプリングの線径を大きくしたり、単位長さあたりの巻き数を増やしたりすることで高く（大きく）なる。

図４は、エンジンの回転数と上述のダンパ装置１０の振動レベルとの関係を例示する説明図である。同図は、ねじり振動系のシミュレーションにより得られた実施例のダンパ装置１０を含む複数のダンパ装置におけるエンジン（フロントカバー３）の回転数とダンパ装置の出力要素であるドライブ部材１５（ダンパハブ７）における振動レベルとの関係を例示するものである。かかるシミュレーションにおいて、原動機としてのエンジンの諸元、ポンプインペラ４やタービンランナ５ならびにロックアップクラッチ機構８の諸元や、第１〜第３スプリングＳＰ１〜ＳＰ３の諸元以外のダンパ装置１０の諸元は、基本的に同一とし、第１〜第３スプリングＳＰ１〜ＳＰ３の種類や剛性の大小を変化させた。

図４における実線は、上記実施例のダンパ装置１０の振動レベルを示す。また、図４における一点鎖線は、実施例のダンパ装置１０において、第３スプリングＳＰ３のバネ定数ｋ３を第１スプリングＳＰ１のバネ定数ｋ１よりも小さくすると共に第２スプリングＳＰ２のバネ定数ｋ２よりも大きく（ｋ１＞ｋ３＞ｋ２（ｋ１≫ｋ３＞ｋ２））した変形例１のダンパ装置の振動レベルを示す。更に、図４における二点鎖線は、実施例のダンパ装置１０において、第１〜第３スプリングＳＰ１〜ＳＰ３のすべてをコイルスプリングとすると共に、第１〜第３スプリングＳＰ１〜ＳＰ３のバネ定数をダンパ装置１０と同様にｋ１＞ｋ２＞ｋ３（ｋ１≫ｋ２＞ｋ３）とした変形例２のダンパ装置の振動レベルを示す。そして、図４における破線は、実施例のダンパ装置１０において、第１〜第３スプリングＳＰ１〜ＳＰ３のすべてをコイルスプリングとすると共に、第１〜第３スプリングＳＰ１〜ＳＰ３のバネ定数をすべて同一（ｋ１＝ｋ２＝ｋ３）とした比較例のダンパ装置の振動レベルを示す。

図４からわかるように、実施例のダンパ装置１０や変形例１のダンパ装置では、比較例のダンパ装置に比べて、第１および第２中間部材１２，１４の共振周波数が高まることにより第１中間部材１２と第２中間部材１４との共振がエンジンの回転数がより高まった段階で発生する。そして、比較例との対比からわかるように、実施例のダンパ装置１０や変形例１のダンパ装置では、ロングストローク化（低剛性化）を図るために第３スプリングＳＰ３として用いられるアークスプリングがヒステリシスを低減させるべく第１および第２スプリングＳＰ１，ＳＰ２の内周側に配置されることから、エンジンの回転数がより高まった段階で発生する第１中間部材１２と第２中間部材１４との共振をより良好に減衰することができる。

また、実施例のダンパ装置１０や変形例１のダンパ装置では、比較例のダンパ装置に比べて、ダンパ装置全体の共振周波数が低下することによりダンパ装置全体の共振がロックアップ完了前のエンジンの回転数がより低い段階で発生し、それにより、エンジンの回転数がロックアップ回転数Ｎｌｕｐ付近にあるときの振動レベルがより低下する。従って、実施例のダンパ装置１０や変形例１のダンパ装置では、エンジンの回転数が極低いロックアップ回転数Ｎｌｕｐに達した段階でロックアップクラッチ機構８によるロックアップを極めてスムースに実行することが可能となる。

更に、実施例のダンパ装置１０と変形例１のダンパ装置とを比較すれば、変形例１のダンパ装置では、第３スプリングＳＰ３のバネ定数ｋ３が第２スプリングＳＰ２のバネ定数ｋ２よりも大きく設定されることから、第１スプリングＳＰ１のバネ定数ｋ１と第３スプリングＳＰ３のバネ定数ｋ３との和をより大きくして第１および第２中間部材１２，１４の共振周波数ｆｉをより高くすると共に、ダンパ装置１０全体の共振周波数ｆｔをより低くすることができる。従って、変形例１のダンパ装置では、図４に示すように、実施例のダンパ装置１０に比べて、第１中間部材１２と第２中間部材１４との共振をエンジンの回転数がより高まった段階で発生させると共に、ダンパ装置全体の共振をロックアップ完了前のエンジンの回転数がより低い段階で発生させることが可能となる。

以上説明したように、実施例の流体伝動装置１に含まれるダンパ装置１０は、原動機としてのエンジンからの動力が伝達されるドライブ部材１１と、第１スプリングＳＰ１を介してドライブ部材１１から動力が伝達される第１中間部材１２と、第２スプリングＳＰ２を介して第１中間部材１２から動力が伝達される第２中間部材１４と、第３スプリングＳＰ３を介して第２中間部材１４から動力が伝達されるドリブン部材１５とを含むものである。そして、実施例のダンパ装置１０では、第１および第２スプリングＳＰ１，ＳＰ２としてコイルスプリングが用いられると共に、第３スプリングＳＰ３として、第１および第２スプリングＳＰ１，ＳＰ２よりも内周側に配置されるアークスプリングが用いられる。このように、直列に配列される複数のスプリングのうちの一つである第３スプリングＳＰ３をアークスプリングとすることで、ダンパ装置１０のロングストローク化（低剛性化）を図ることができる。また、アークスプリングである第３スプリングＳＰ３を第１および第２スプリングＳＰ１，ＳＰ２よりも内周側に配置することで、第３スプリングＳＰ３に作用する遠心力を小さくして当該第３スプリングＳＰ３のヒステリシス、すなわち減荷時に第３スプリングＳＰ３に作用する摩擦力を低減させ、第３スプリングＳＰ３の振動減衰特性を良好に保つことができる。従って、実施例のダンパ装置１０では、アークスプリングを用いてロングストローク化を図りつつ振動減衰特性を向上させることが可能となる。

更に、実施例のダンパ装置１０では、第１スプリングＳＰ１の剛性が第２および第３スプリングＳＰ２，ＳＰ３の剛性よりも高く設定される。すなわち、第１スプリングＳＰ１の剛性を第２スプリングＳＰ２の剛性よりも高く設定すれば、第１中間部材１２と第２中間部材１４とを実質的に一体化させ易くすると共に、第１スプリングＳＰ１の剛性をより高くすることで第１中間部材１２および第２中間部材１４の共振周波数ｆｉを高め、ドライブ部材１１の回転数が比較的高いとき、すなわちエンジンの回転数が比較的高く、当該エンジンからのトルク（加振力）が比較的低いときに第１中間部材１２と第２中間部材１４との共振を発生させることができる。これにより、第１中間部材１２と第２中間部材１４との共振によるダンパ装置１０全体の振動レベルの高まりを抑えることが可能となる。そして、第１スプリングＳＰ１の剛性を第３スプリングＳＰ３の剛性よりも高く設定すれば、第３スプリングＳＰ３であるアークスプリングの特性を生かしてダンパ装置１０のロングストローク化（低剛性化）を図りつつ振動減衰特性を向上させると共に、第３スプリングＳＰ３により第１中間部材１２と第２中間部材１４との共振を良好に減衰することが可能となる。

また、実施例のダンパ装置１０を構成するドライブ部材１１は、エンジンに連結された入力部材としてのフロントカバー３にロックアップクラッチ機構８を介して接続されるものであり、ドリブン部材１５は、変速装置のインプットシャフトに連結される。すなわち、上述のダンパ装置１０は、アークスプリングを用いてロングストローク化（低剛性化）を図りつつ振動減衰特性を向上させると共に、ドライブ部材１１の回転数が比較的高いとき、すなわちエンジンの回転数が比較的高く、当該エンジンからのトルク（加振力）が比較的低いときに第１中間部材１２と第２中間部材１４との共振を発生させたり、ダンパ装置１０全体の共振周波数を低下させたりすることができるものである。従って、上記ダンパ装置１０を用いれば、エンジンの回転数が極低いときに、フロントカバー３から変速機のインプットシャフトへの振動の伝達を良好に抑制しながらロックアップクラッチ機構８によるロックアップすなわちフロントカバー３と変速機のインプットシャフトとの連結を実行することが可能となる。

なお、上述の流体伝動装置１は、ポンプインペラ４、タービンランナ５およびステータ６を備えたトルクコンバータとして構成されるが、本発明によるダンパ装置を含む流体伝動装置は、ステータを有さない流体継手として構成されてもよい。また、上述の流体伝動装置１は、単板摩擦式のロックアップクラッチ機構８の代わりに、多板摩擦式のロックアップクラッチ機構を備えるものであってもよい。

ここで、上記実施例等の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。すなわち、上記実施例等では、原動機としてのエンジンからの動力が伝達されるドライブ部材１１が「入力要素」に相当し、ドライブ部材１１から動力が伝達されるコイルスプリングである第１スプリングＳＰが「第１弾性体」に相当し、第１スプリングＳＰ１から動力が伝達される第１中間部材１２が「第１中間要素」に相当し、第１中間部材１２から動力が伝達されるコイルスプリングである第２スプリングＳＰ２が「第２弾性体」に相当し、第２スプリングＳＰ２から動力が伝達される第２中間部材１４が「第２中間要素」に相当し、第２中間部材１４から動力が伝達されるアークスプリングである第３スプリングＳＰ３が「第３弾性体」に相当し、第３スプリングＳＰ３から動力が伝達されるドリブン部材１５が「出力要素」に相当する。

ただし、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、実施例を用いて本発明による実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明による要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、ダンパ装置の製造産業等において利用可能である。

１流体伝動装置、３フロントカバー、４ポンプインペラ、５タービンランナ、６ステータ、７ダンパハブ、８ロックアップクラッチ機構、１０ダンパ装置、１１ドライブ部材、１１ａ，１２ａ，１５ａスプリング当接部、１１ｂスプリング支持部、１２第１中間部材、１４第２中間部材、１５ドリブン部材、１５ｄスリット、４０ポンプシェル、４１ポンプブレード、５０タービンシェル、５１タービンブレード、６０ステータブレード、６１ワンウェイクラッチ、８０ロックアップピストン、８１摩擦材、８５ロックアップ室、１４１第１プレート、１４１ａスプリング当接部、１４１ｂ支持部、１４１ｃスプリング当接部、１４１ｄ突部、１４２第２プレート、ＳＰ１第１スプリング、ＳＰ２第２スプリング、ＳＰ３第３スプリング。

Claims

原動機からの動力が伝達される入力要素と、該入力要素から動力が伝達される第１弾性体と、該第１弾性体から動力が伝達される第１中間要素と、該第１中間要素から動力が伝達される第２弾性体と、該第２弾性体から動力が伝達される第２中間要素と、該第２中間要素から動力が伝達される第３弾性体と、該第３弾性体から動力が伝達されると共に変速装置の入力軸に連結される出力要素とを含むダンパ装置において、
前記第１および第２弾性体は、コイルスプリングであり、前記第３弾性体は、前記第１および第２弾性体よりも内周側に配置されるアークスプリングであり、
前記第１中間要素は、前記第１および第２弾性体を外周側および前記変速装置側から覆う環状部材であり、前記第１弾性体の他端と該第１弾性体と隣り合う前記第２弾性体の一端との間に配置されて両者と当接する当接部を有することを特徴とするダンパ装置。
請求項１に記載のダンパ装置において、
前記入力要素は、前記第１弾性体の一端と当接する当接部を有し、
前記第２中間要素は、前記第３弾性体を支持するスプリング支持部と、前記第２弾性体の他端と当接する当接部と、前記第３弾性体の一端と当接する当接部とを有し、
前記出力要素は、前記第３弾性体の他端と当接する当接部を有することを特徴とするダンパ装置。
請求項１または２に記載のダンパ装置において、
前記第１弾性体の剛性は、前記第２および第３弾性体の剛性よりも高いことを特徴とするダンパ装置。
請求項１から３の何れか一項に記載のダンパ装置において、
前記入力要素は、前記原動機に連結された入力部材にロックアップクラッチを介して接続されることを特徴とするダンパ装置。