JP2005003096A - トルクコンバータのロックアップダンパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダンパスプリングの伸縮変形に伴うピストンとの摩擦を小さくし、又中間部材の回転に伴う摩擦を小さくしたロックアップダンパ装置の提供。
【解決手段】ロックアップダンパ１のプレート外周にはバネ押えを設けると共にバネ押え間に形成した空間には複数本のダンパスプリング１０，１０を直列状態で連結収容している。そしてピストン５とプレート２１間に形成している隙間には中間部材１２を挟み込んで回転可能とし、該中間部材１２に中間支持部１１を形成すると共に中間支持部１１の両側にはツメ１３，１３を延ばし、該中間支持部１１は直列状態で連結したダンパスプリング１０，１０の間に位置してダンパスプリングの先端に当接している。又、ツメ１３はダンパスプリング１０の中心穴に嵌ってダンパスプリング１０がピストン外周面１６及び内表面１７に接しないように位置決めし、さらに中間部材１２の表裏面には小さな凸部１８，１９を形成している。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダンパスプリングを直列状態で連結するトルクコンバータのロックアップダンパ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トルクコンバータとは周知の通りエンジンの動力を、作動流体を媒体としてトランスミッションへ伝えることが出来る一種の継手であり、エンジンによって回されるポンプインペラ、そして該ポンプインペラの回転により送り出される作動流体の動きを受けて回るタービンランナ、さらにタービンランナから出た作動流体の向きを変えてポンプインペラへ導くステータから構成されている。
【０００３】
そこで、これらポンプインペラ、タービンランナ、及びステータには複数枚のブレードが所定の角度をもって一定間隔で配列されている。トルクコンバータ内に封入されている作動流体は、ポンプインペラからその各ブレードを介して外周方向へ送り出され、トルクコンバータのケース内壁を伝い、タービンランナのブレードに当って該タービンランナをポンプインペラと同方向に回す働きをする。又タービンランナに当たってから送り出される作動流体は、ステータのブレードに当たってポンプインペラの回転を助長する方向に流れ方向が変えられ、再び内周からポンプインペラに流入する。
【０００４】
図６は従来のトルクコンバータの断面を示している。同図の（イ）はポンプインペラ、（ロ）はタービンランナ、（ハ）はステータ、そして（ニ）はピストンをそれぞれ示し、これらはトルクコンバータ外殻（ム）内に収容されている。そこでエンジンからの動力を得てフロントカバー（ホ）が回転し、該フロントカバー（ホ）と一体となっているポンプインペラ（イ）が回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナ（ロ）が回る。
【０００５】
そしてタービンランナ（ロ）のタービンハブ（ヘ）には軸（図示なし）が嵌って、タービンランナ（ロ）の回転をトランスミッション（図示なし）へ伝達することが出来る。トルクコンバータは一種の流体クラッチである為、ポンプインペラ（イ）の回転速度が低い場合には、タービンランナ（ロ）の回転を停止することが出来（車を停止することが出来）、しかしポンプインペラ（イ）の回転速度が高くなるに従ってタービンランナ（ロ）は回り始め、さらに高速になるに従ってタービンランナ（ロ）の速度はポンプインペラ（イ）の回転速度に近づく。しかし作動流体を媒介としているトルクコンバータでは、タービンランナ（ロ）の回転速度はポンプインペラ（イ）と同一速度にはなり得ない。
【０００６】
そこで、同図にも示しているようにトルクコンバータ外殻（ム）内にはピストン（ニ）が設けられていて、タービンランナ（ロ）の回転速度が所定の領域を越えた場合には、該ピストン（ニ）が軸方向に移動してフロントカバー（ホ）に係合するように作動することが出来る。ピストン外周には摩擦材（ト）が取り付けられている為に、該ピストン（ニ）は滑ることなくフロントカバー（ホ）と同一速度で回転することが出来る。そしてこのピストン（ニ）はタービンランナ（ロ）と連結していて、タービンランナ（ロ）はピストン（ニ）によって回されることになり、エンジンからの動力をトランスミッションへ、流体を介することによるロスを伴うことなくほぼ１００％の高効率で伝達することが出来る。
【０００７】
このように、タービンランナ（ロ）の回転速度が高くなって、ある条件になった時に、ピストン（ニ）はフロントカバー（ホ）に係合して、作動流体を媒体としないでタービンランナ（ロ）を直接回転駆動させることが出来る。しかし係合前は、タービンランナ（ロ）とフロントカバー（ホ）の回転速度は完全に同一ではなく、ピストン（ニ）がフロントカバー（ホ）に係合することで、速度差に基づく衝撃が発生する。この係合時の衝撃を緩和し、一方では係合後にエンジンのトルク変動を伝えない為にピストン（ニ）とタービンランナ（ロ）との間にはダンパスプリング（チ）、（チ）…、を備えたロックアップダンパ（ヌ）が取り付けられている。
【０００８】
したがって、タービンランナ（ロ）と共に同一速度で回転しているピストン（ニ）が僅かに速いフロントカバー（ホ）に係合する際、ピストン（ニ）の速度は瞬間的に高くなってタービンランナ（ロ）をより速く回そうとするトルクが作用する。この衝撃的トルクをダンパスプリング（チ）、（チ）…が圧縮変形して吸収するように構成されている。ピストン（ニ）はタービンランナ（ロ）のタービンハブ（ヘ）に同軸を成して取り付けられているが、ダンパスプリング（チ）、（チ）…の圧縮変形によって上記タービンランナ（ロ）と位相差を生じることが出来る構造となっている。
【０００９】
従来において、ロックアップダンパの構造は色々知られているが、例えば特開平１０−１６９７１４号に係る「ダンパー機構」は、広い捩れ角特性確保の為に中間部材を介して直列に連結された複数の弾性部材（コイルスプリング）を外周部に配置したダンパー機構で、中間部材を含む弾性部材の連結部分の移動を規制し、ダンパー特性を安定させることを目的としている。
【００１０】
そこで、該ロックアップダンパ機構は、リティニングプレートと、ドリブン部材と、外周部において直列に配置されるコイルスプリングと、中間部材と、中間部材の軸方向の移動を規制する押さえプレートとを備えている。コイルスプリングは、リティニングプレートとドリブン部材とを弾性的に連結する。この場合、中間部材は、リティニングプレート及びドリブン部材に対して相対回転可能で、コイルスプリング間に配置される中間支持部と、中間支持部の径方向外側への移動を規制する環状の連結部とを有している。
【００１１】
複数のコイルスプリング（ダンパスプリング）が中間部材を介して直列に連結されることで捩れ角が大きく成って、ピストン（リティニングプレート）がフロントカバーに係合する際の衝撃を一段と緩和することが出来、トランスミッションへの伝達トルクの変動が小さくなる。
【００１２】
ところが、ピストン（リティニングプレート）がフロイントカバーに係合する際にはダンパスプリングが圧縮変形するが、ピストン外周に沿って配置されているダンパスプリングは圧縮変形に際してピストン外周と擦れ合い、動力の損失を招く。又、隣り合うダンパスプリング間に介在する中間支持部を有す中間部材はダンパスプリングの伸縮変形と共に相対回転する。そして、該中間部材は押えプレートにて位置決めされているが、回転に伴う滑り摩擦によって伝達動力の損失が発生する。ダンパスプリング及び中間部材の摩擦に伴う動力損失のみならず、ダンパスプリングのバネ特性に影響して伸縮変形に影響を与える。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のトルクコンバータのロックアップダンパ装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、ダンパスプリングの伸縮変形に伴うピストンとの摩擦による動力損失、及び中間部材の回転に伴う動力損失を小さくして、伝達効率の高いトルクコンバータのロックアップダンパ装置を提供する。又、ダンパスプリングの伸縮変形が阻害されることなく、安定したダンパ機能を発揮することが出来るロックアップダンパ装置を提供する。
【００１４】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係るトルクコンバータのロックアップダンパ装置は、ダンパスプリングを直列状態に連結することで、ピストンがフロントカバーに係合する際の衝撃を一段と緩和するように捩れ角度を拡大することが出来る。そして隣り合うダンパスプリング間には中間支持部が介在し、中間支持部は中間部材の外周に突出して設けられている。従って、基本的な構造は前記特開平１０−１６９７１４号に係る「ダンパー機構」と共通するが、ピストンがフロントカバーに係合する際に発生するダンパスプリングの伸縮変形に伴うピストンとの擦れ合いを防止し、又中間部材の回転に伴うピストン及びプレートとの擦れ合いに伴う摩擦を低減させるように構成している。そこで、本発明の具体的な特徴は次の通りである。
【００１５】
（１）中間部材の両面（表裏面）に設けた小さな凸部。
従って、ピストンとプレートとは該凸部を介して点接し、ダンパスプリングの伸縮に伴って中間部材が回転する際の摩擦抵抗が小さくなる。このことは、伝達動力の損失がその分減少すると共にダンパスプリング特性、すなわち伸縮変形が阻害されない。
【００１６】
（２）中間部材に外方向へ突出して設けている中間支持部両端のツメの位置。
直列状態のダンパスプリングの先端は該中間支持部端に当接すると共に、ツメはダンパスプリングの中心穴に嵌入するが、ツメを中心側（内側）に形成することでダンパスプリングがピストン外周面に接しないようにすることが出来る。この為に、ダンパスプリングは伸縮に伴ってピストン外周面に沿って移動するが、この際にピストン外周面に接しないことで伝達動力の損失は小さくなると共にバネの伸縮変形に与える影響は小さくなる。すなわち、ダンパスプリングのヒステリシス現象を抑制出来、バネの特性を安定させ得る。一方、上記ツメの位置をピストン面から離し、ダンパスプリングが該ピストン内表面にも接しないようにしている。
【００１７】
（３）中間部材のセンタリング。
ダンパスプリングをピストン側に取付けるプレートはスペーサーを介してピストンに所定の隙間を設けて固定され、この隙間に中間部材が挟まれる。そして、スペーサーをガイドとして中間部材をセンタリングすると共に回転することが出来るように取付けられる。
以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
【実施例】
図１は本発明のロックアップダンパ装置を備えたトルクコンバータを示している。基本構造は前記図６に示している従来のトルクコンバータと同じであり、ロックアップダンパ１はタービンランナ２のフランジ３と共にタービンハブ４の外周に取り付けられている。ロックアップダンパ１にはピストン５が組合わされて該ピストン５と共に回転することが出来、ピストン５がフロントカバー６と係合する際に発生する衝撃的トルクをロックアップダンパ１が緩和し、又定常運転時でのエンジンのトルク変動を吸収する事が出来る。
【００１９】
図２は本発明のロックアップダンパ装置を示す実施例であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図を示している。このロックアップダンパ１はプレート２１がスペーサー７，７・・を介してリベット８，８・・によって固定され、概略リング状のプレート２１の外周にはバネ押え９，９・・が形成されて、ダンパスプリング１０，１０・・の先端に当接する。そして、バネ押え９，９・・の間には収容空間が形成され、この収容空間にダンパスプリング１０，１０が収容されている。従って、ダンパスプリング１０，１０・・は上記プレート２１を介してピストン５の外周に取付けられる。
【００２０】
同図に示しているロックアップダンパ１では、プレート外周にバネ押え９，９・・を４箇所に設け、各バネ押え９，９・・間に形成される各収容空間には２本のダンパスプリング１０，１０が収容されている。しかし、２本のダンパスプリング１０，１０が、そのまま収容されることなく、間には中間支持部１１，１１・・を介在し、各ダンパスプリング１０，１０は直列状態を成して連結されている。
【００２１】
図２の表面側（ピストンの反対側）にディスク１４が組み合わされ、該ディスク１４のフランジ３はタービンランナ２のフランジと共にタービンハブ４に固定される。ディスク１４の外周にもバネ押え１５，１５・・が設けられ、直列状態に連結しているダンパスプリング１０，１０の先端にバネ押え１５，１５・・が当接し、プレート２１のバネ押え９，９・・とで挟み込む構造と成っている。従って、ピストン５と共に回転するプレート２１とタービンランナ２に固定されるディスク１４間に回転速度の変化が発生した際には、該ダンパスプリング１０，１０は伸縮変形する。
【００２２】
図３は中間支持部１１，１１・・を外方向へ突出して設けた中間部材１２を示している。中間部材１２は所定大きさのリング体を成し、該中間部材１２の４ヶ所に上記中間支持部１１，１１・・を形成している。該中間部材１２は図２（ｂ）に示しているように、ピストン５とプレート２１の間に挟まれ、スペーサー７，７・・をガイドとして位置決めされている。そして、該スペーサー７，７・・は中間部材１２の厚さより僅かに厚くなっている為に、中間部材１２はスペーサー７，７・・をガイドとして回転することが可能である。
【００２３】
上記中間部材１２の外方向へ突出して形成される中間支持部１１，１１・・は直列状態で連結されるダンパスプリング１０，１０の間に位置すると共に、ダンパスプリング１０，１０の先端に当接する。そして、中間支持部１１の両側にはツメ１３，１３が延び、該ツメ１３，１３はダンパスプリング１０，１０の中心穴に嵌って該ダンパスプリング１０，１０を位置決めする。
【００２４】
ところで、ピストン５がフロントカバー６に係合することで、タービンランナ２側に固定されているディスク１４の外周に形成されているバネ押え１５，１５・・とプレート６に形成しているバネ押え９，９・・により挟まれてダンパスプリング１０，１０・・は伸縮変形する。この際、ダンパスプリング１０，１０・・はピストン５の外周面及び内表面に接しないように、すなわち、該ピストン５と擦れ合うことがないように、中間支持部１１，１１・・に形成されるツメ１３，１３・・の位置が定められる。
【００２５】
そこで、該ツメ１３，１３は中間部材１２の中心側に寄せて形成されると共に、ピストン面から遠ざけるように屈曲して形成している。図４にはツメ１３によって位置決めされているダンパスプリング１０を示しているように、ピストン５の外周面１６及び内表面１７と僅かな隙間を残して接しないようにしている。
【００２６】
又、中間部材１２には小さな凸部を設けている。中間部材１２の表面側には内周縁に沿って凸部１８，１８・・が設けられ、又裏側には小さな凸部１９，１９・・が中間支持部１１，１１・・と中間部材１２の間に形成されている。そこで、ピストン５とプレート６間に挟まれた中間部材１２は、これら凸部１８，１８・・及び凸部１９，１９・・が点接することで大きな摩擦を発生することなくスムーズに回転することが出来る。
【００２７】
図５は別のロックアップダンパを備えたトルクコンバータを示している。このロックアップダンパに組み込まれている中間部材１２はスペーサー７，７・・にガイドされて回転するが、該スペーサー７，７・・が遊嵌する円弧溝２０，２０・・が設けられている。勿論、回転抵抗を小さくする為の凸部１８，１８・・及び１９，１９・・は同じく形成されているが、該円弧溝２０を設けることで、ダンパスプリング１０，１０の伸縮に伴って回転する中間部材１２の回転角度を規制することが出来る。すなわち、円弧溝２０，２０・・の範囲内で中間部材１２は回転することは許容される。
【００２８】
以上述べたように、本発明に係るロックアップダンパ装置はプレート外周にダンパスプリングを直列状態で配列し、ダンパスプリング間には中間部材の外周に設けた中間支持部を介在したものであり、次のような効果を得ることが出来る。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係るロックアップダンパ装置はダンパスプリングを直列状態で配列している為に、ピストンがフロントカバーに係合する際に大きく伸縮変形することができ、衝撃を抑制する効果が大きい。そして、直列に配列されているダンパスプリング間には中間部材に設けている中間支持部が介在し、ダンパスプリングの伸縮に伴って中間部材は回転する。
【００３０】
そして、中間支持部から両側へ延びるツメはダンパスプリングの中心穴に嵌り、該ダンパスプリングを位置決めしてピストン外周面及び内表面に接しないようにしている。従って、ダンパスプリングの伸縮変形に伴ってピストンと擦れ合うことはなく、ダンパスプリングのバネ特性は安定し、しかも滑り摩擦による伝達動力の損失は小さくなる。
【００３１】
さらに、中間部材はピストンとプレート間に挟まれるが、間にスペーサーが介在されて、このスペーサーを利用してガイドされる。すなわち、プレートを固定する際のリベットが利用され、中間部材を回転可能にガイド及び位置決めする特別な部材を要しない構造としている。そして、中間部材の表裏には小さな凸部が形成され、ピストン及びプレートには該凸部が点接することで、中間部材の回転に伴う摩擦は小さく、動力損失を抑えると共にダンパスプリングのバネ特性が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロックアップダンパ装置を備えたトルクコンバータ。
【図２】本発明のロックアップダンパ装置の実施例。
【図３】ロックアップダンパ装置に組み込まれる中間部材。
【図４】ピストンとダンパスプリングの位置関係。
【図５】本発明のロックアップダンパ装置を備えたトルクコンバータ。
【図６】従来のトルクコンバータ。
【符号の説明】
１ ロックアップダンパ
２ タービンランナ
３ フランジ
４ タービンハブ
５ ピストン
６ フロントカバー
７ スペーサー
８ リベット
９ バネ押え
１０ ダンパスプリング
１１ 中間支持部
１２ 中間部材
１３ ツメ
１４ ディスク
１５ バネ押え
１６ 外周面
１７ 内表面
１８ 凸部
１９ 凸部
２０ 円弧溝
２１ プレート

Claims (3)

1. トルクコンバータ内に収容され、タービンランナとピストンとを弾性的に連結し、上記ピストンが係合したロックアップ状態において、エンジンのトルク変動を吸収するロックアップダンパ装置において、該ロックアップダンパは概略リング状のプレートをスペーサーを介在することで適度な隙間を設けてピストンに取着し、プレート外周にはバネ押えを設けると共にバネ押え間に形成した空間には複数本のダンパスプリングを直列状態で連結収容し、そしてピストンとプレート間に形成している隙間には中間部材を挟み込んでスペーサーをガイドとして回転可能とし、該中間部材に外方向に突出して中間支持部を形成すると共に中間支持部の両側にはツメを延ばし、該中間支持部は直列状態で連結したダンパスプリングの間に位置してダンパスプリングの先端に当接し、又、ツメはダンパスプリングの中心穴に嵌ってダンパスプリングがピストン外周面及び内表面に接しないように位置決めし、さらに中間部材の表裏面には小さな凸部を形成したことを特徴とするトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
2. 上記中間部材の内周をスペーサーにてガイドした請求項１記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。
3. 上記中間部材に円弧溝を形成し、該円弧溝にスペーサーを嵌めてガイドした請求項１記載のトルクコンバータのロックアップダンパ装置。

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