JP2006037976A

JP2006037976A - ロックアップダンパのダンパスプリング用先端キャップ

Info

Publication number: JP2006037976A
Application number: JP2004213993A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yoshida; 治吉田; Koji Kobayashi; 浩二小林; Masahiro Yamaguchi; 正浩山口; Toshifumi Nitta; 俊史新田
Original assignee: Aisin AW Industries Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Industries Co Ltd
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】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はエンジンのトルク変動を吸収するロックアップダンパのダンパスプリング先端に取付けられるキャップであって、ダンパスプリングの先端に取付け易く、外れることなく、又ダンパスプリングの伸縮変形に支障を来たすことのないキャップの提供。
【解決手段】キャップ１３は平坦面を形成したヘッド部１６とダンパスプリング１０の中心穴に弾性的に係合することが出来る複数枚の脚片１９，１９・・を有す嵌入板バネ脚１７から成り、ヘッド部１６と嵌入板バネ脚１７はバネ性の金属板を用いて一体成形されている。
【選択図】図４

Description

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において、ダンパスプリングの先端に取付けるキャップに関するものである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図７は中間部材(リ)に外方向へ突出して設けている中間支持部(ル)を間にして両ダンパスプリング(チ)、(チ)が連結されている場合を示している。中間支持部(ル)の両側端にはツメ(オ)、(オ)が突出してダンパスプリング(チ)、(チ)の穴に嵌っているが、該ダンパスプリング(チ)が圧縮される場合、ダンパスプリング端部はピストンに(ニ)押え付けられる。そしてダンパスプリング(チ)の中央部は外方向及び矢印方向を飛び出す。

そこで、ダンパスプリング(チ)の先端にキャップを取付け、中間部財(ル)及びロックアップダンパ(ヌ)を構成するディスクやプレートのバネ押えと安定して接することが出来る為にキャップを取付ける場合もある。図８はダンパスプリング先端にキャップを取付けた場合の断面を示しているが、該キャップには嵌入脚が設けられて、ダンパスプリング(チ)の軸穴に嵌入している。

従って、該キャップはダンパスプリング(チ)から外れることなく安定するが、該キャップを取付ける際に、軸穴に嵌る嵌入脚の外径Ａが影響し、軸穴の内径Ｂに対して嵌入脚外径Ａが小さい場合には簡単にはめることが出来るが外れてしまう。逆に嵌入脚外径Ａが大きい場合にはダンパスプリング(チ)の内径を押し広げて嵌めることが必要であり、ダンパスプリング(チ)の圧縮変形時の応力とが組み合わさってダンパスプリングは損傷することがある。
特開平１０−１６９７１４号に係る「ダンパー機構」

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を構成するダンパスプリング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先端に取付け易く、外れることのないキャップを提供する。ひいては、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。

本発明に係るトルクコンバータのロックアップダンパを構成するダンパスプリングの先端にはキャップが取付けられ、該キャップはダンパスプリングを直列状態に連結することで中間支持部端面及びバネ押え端面と安定した当接状態を確保することが出来る。ロックアップダンパ装置としての基本構造は従来と同じであり、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、この際に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、直列された全てのダンパスプリングは同時に伸縮変形することが出来る。

直列状態のダンパスプリングの先端に取付けられるキャップは中間支持部端面及びバネ押え端面に当接するが、該キャップは平坦な当り面を形成したヘッド部と、ダンパスプリングの軸穴に嵌る嵌入脚にて構成している。そして、ヘッド部と嵌入脚は弾性変形に優れた金属板を一体成形にて製作され、嵌入脚は軸穴に嵌ることが出来るように複数の板バネ脚片を有している。

本発明が対象とするトルクコンバータのロックアップダンパ用ダンパスプリングは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。

そして、ダンパスプリング先端にはキャップが取付けられ、該キャップのヘッド部が中間支持部及びバネ押えに当接してダンパスプリングを直列状態で連結している。ダンパスプリングの軸穴に嵌るキャップの嵌入脚は板バネにて構成されている為に、取付けが簡単であると共に一旦取付けられたキャップは外れることはない。

ダンパスプリングの先端にキャップを取付けることで、伸縮変形に伴ってピストンと擦れ合うことがないようにダンパスプリングのバネ特性を安定させ、その為に擦れ摩擦による伝達動力の損失は小さくなる。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。さらに、嵌入脚が板バネで構成されることで、ダンパスプリングの伸縮変形に嵌入脚が影響することはなく、該嵌入脚はダンパスプリング伸縮に追従して自由に変形することが出来る。

図１は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。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。

図２は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。

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。

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。

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。

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・・は図２(ａ)に示すように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。しかし、本発明では中間支持部１１とダンパスプリング１０，１０との間にはキャップ１３，１３を介在している。同じくバネ押えとダンパスプリング１０，１０との間にもキャップ１３，１３を介在している。

図４は本発明に係るキャップ１３を示す実施例である。該キャップ１３はバネ性に優れた金属板を打抜き成形したものであり、ヘッド部１６と嵌入板バネ脚１７から成り、ヘッド部１６は外周部に平坦面１８を有すリング状形態をなし、嵌入板バネ脚１７は複数の脚片１９，１９・・を有している。各脚片１９，１９・・の間には隙間２０，２０・・が設けられている為に、脚片１９，１９・・は内側へ撓み変形することが出来る。中心には中央穴２９が貫通し、複数の脚片１９，１９・・から成る嵌入板バネ脚１７は、ヘッド部１６に対して起立して設けられている。

脚片１９、１９・・の先端部は概略Ｖ形を成して頂点２２，２２・・は外周に位置し、筒状の嵌入板バネ脚１７はダンパスプリング１０の軸穴に嵌入して取付けられる。各頂点２２，２２・・を外周とした筒状の嵌入板バネ脚１７の外径はダンパスプリング１０の軸穴内径より大きく、軸穴に嵌入板バネ脚１７が嵌る際には各脚片１９，１９・・は隙間２０，２０・・の範囲内で内側へ撓み変形することが出来る。

軸穴に嵌った嵌入板バネ脚１７は、ダンパスプリング１０にバネ力を付勢して取付けられ、その為に軸穴から抜け落ちることはない。そして、ダンパスプリング１０はロックアップダンパ１の作動と共に伸縮変形するが、嵌入板バネ脚１７は撓み変形自由である為に、ダンパスプリング１０の伸縮変形に支障を来たすことはない。前記図８に示すような剛体で構成される嵌入脚を軸穴に嵌める場合であれば、ダンパスプリング１０の伸縮変形は嵌入脚にて拘束され、十分なバネ特性を発揮することが出来なくなる。

図５は本発明に係るキャップ１３を示す別形態である。該キャップ１３は前記図４に示したキャップ１３と同じく、ヘッド部２３と嵌入板バネ脚２４から成り、該ヘッド部２３には平坦面２７を有す円盤形態のヘッド２８が取着されている。そして、嵌入板バネ脚２４は複数の脚片２５，２５・・を有し、各脚片２５，２５・・の間には隙間２０，２０・・が設けられている為に、脚片２５，２５・・は軸方向に撓み変形することが出来る。従って、嵌入板バネ脚２４は筒状をしているが、ヘッド２８を取付けたことで貫通した中央穴を有していない。

脚片２５，２５・・の先端部は概略Ｖ形を成して頂点２６，２６・・は外周に位置し、筒状の嵌入板バネ脚２４はダンパスプリング１０の軸穴に嵌入して取付けられる。各頂点２６，２６・・を外周とした嵌入板バネ脚２４の外径はダンパスプリング１０の軸穴内径より大きく、軸穴に嵌入板バネ脚２４が嵌る際には各脚片２５，２５・・は隙間２０，２０・・の範囲内で撓み変形することが出来る。

図５に示すキャップ１３のヘッド２８は嵌入板バネ脚２４と一体成形されたヘッド部２３を抱え込むように取付けられている。すなわち、ヘッド部２３とは別部品が組み合わされて構成したキャップと成っている。従って、該ヘッド２８の中央部には穴を有しておらず、バネ押さえ及び中間支持部の端面と安定して当接することが出来る。ここで、ヘッド部２３にヘッド２８を固定する方法は限定しないが、円盤状ヘッドの外周に複数の縁片３０，３０・・を等間隔で設け、該縁片３０，３０・・をヘッド部２３の外周にカシメることが出来る。

軸穴に嵌った嵌入板バネ脚２４は、ダンパスプリング１０にバネ力を付勢して取付けられ、その為に軸穴から抜け落ちることはない。そして、嵌入板バネ脚２４は撓み変形自由である為に、ダンパスプリング１０の伸縮変形に支障を来たすこともない。

ロックアップダンパ装置を備えたトルクコンバータ。ロックアップダンパ装置の具体例。ロックアップダンパ装置に組み込まれる中間部材。ダンパスプリング先端に取付けられるキャップ。ダンパスプリング先端に取付けられるキャップ。従来のトルクコンバータ。従来の中間支持部とダンパスプリングの位置関係。従来のダンパスプリング先端に取付けられるキャップ。

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 キャップ
14 ディスク
15 バネ押え
16 ヘッド
17 嵌入板バネ脚
18 平坦面
19 脚片
20 隙間
21 プレート
22 頂点
23 ヘッド部
24 嵌入板バネ脚
25 脚片
26 頂点
27 平坦面
28 ヘッド
29 中央穴
30 縁片

Claims

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を構成するダンパスプリング先端に取付けられるキャップにおいて、該キャップはバネ性に優れた金属板を打抜き成形して製作したもので、平坦面を形成したリング状のヘッド部とダンパスプリングの軸穴に弾性的に嵌ることが出来る複数枚の脚片を有す筒状の嵌入板バネ脚で構成したことを特徴とするロックアップダンパのダンパスプリング用先端キャップ。
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であって、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、該中間部材には外方向に突出して中間支持部を形成し、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、ダンパスプリングと中間支持部及びバネ押えとの間に介在するキャップにおいて、該キャップはバネ性に優れた金属板を打抜き成形して製作したもので、平坦面を形成したリング状のヘッド部とダンパスプリングの軸穴に弾性的に嵌ることが出来る複数枚の脚片を有す筒状の嵌入板バネ脚で構成したことを特徴とするロックアップダンパのダンパスプリング用先端キャップ。
上記脚片の先端部を概略Ｖ形に屈曲した請求項１、又は請求項２記載のロックアップダンパのダンパスプリング用先端キャップ。
上記ヘッド部に円盤形状を成す別部品のヘッドを固定した請求項１、請求項２、又は請求項３記載のロックアップダンパのダンパスプリング用先端キャップ。