JP2006064065A - 流体式トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の重量やイナーシャを小さくするのに寄与できる構造を有するロックアップ装置を備えた流体式トルク伝達装置を提供する。
【解決手段】 トルクコンバータ１は、フロントカバー２と、インペラー９と、タービンシェル１４と複数のタービンブレード１５とを有するタービン１０と、ダンパー機構７を有するロックアップ装置５とを備えている。タービンシェル１４は、その外周部を構成する外側シェル４１と、外側シェル４１に接合されてその内周部を構成する内側シェル４２とを有している。ダンパー機構７は、ドライブプレート５２と、ドライブプレート５２に設けられた弾性部材５４と、弾性部材５４を介してドライブプレート５２に対して回転方向に連結される突出部４３とを有している。突出部４３は、外側シェル４１と内側シェル４２との接続部分をフロントカバー２側に突出させることによって形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、流体式トルク伝達装置、特に、フロントカバーとタービンとを機械的に接続するためのロックアップ装置を備えた流体式トルク伝達装置に関する。

流体式トルク伝達装置の一つとして、トルクコンバータがある。トルクコンバータは、３種の羽根車（インペラー、タービン、ステータ）を内部に有し、内部の作動油の循環によってトルクを伝達する装置である。インペラーは、入力側回転体に連結されたフロントカバーに固定されている。タービンは、トランスミッションの入力シャフトに連結されている。タービンは、入力シャフトと一体回転するタービンハブと、タービンシェルと、タービンシェルに固定された複数のタービンブレードとを有している。タービンシェルは、その内周部がタービンハブにリベット等によって固定されている。インペラーが回転すると、インペラーからタービンに向かって作動油が流れ、タービンが回転させられる。この結果、タービンから入力シャフトにトルクが出力される。このようなトルクコンバータには、ロックアップ装置が設けられることが多い。

ロックアップ装置は、タービンとフロントカバーとの間に配置されており、フロントカバーとタービンを機械的に連結することで直接トルクを伝達するための装置である。通常、ロックアップ装置は、フロントカバーに摩擦連結可能なピストンと、ピストンに固定されるドライブプレートと、ドライブプレートに支持されるトーションスプリングと、トーションスプリングによってピストン及びドライブプレートに回転方向に弾性的に連結されるドリブンプレートとを有している。このようなドリブンプレートは、その外周端部にトーションスプリングの円周方向端部に当接可能な爪部を有する円板状の部材であり、その内周部がタービンシェルとともにタービンハブにリベット等によって固定されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２５４４０６号公報

上記従来のロックアップ装置では、ドリブンプレートがタービンシェルとともにタービンハブに固定されているため、その分だけ、重量やイナーシャが大きくなる傾向にある。

本発明の課題は、装置の重量やイナーシャを小さくするのに寄与できる構造を有するロックアップ装置を備えた流体式トルク伝達装置を提供することにある。

請求項１に記載の流体式トルク伝達装置は、流体を用いてトルクを伝達するための流体式トルク伝達装置であって、トルクが入力されるフロントカバーと、フロントカバーとともに流体室を形成するインペラーと、流体室内でインペラーに対向して配置されるタービンと、フロントカバーとタービンとを機械的に接続するためのロックアップ装置とを備えている。タービンは、タービンシェルと、タービンシェルに固定された複数のタービンブレードとを有している。ロックアップ装置は、フロントカバーに連結可能なクラッチ機構と、クラッチ機構とタービンとを回転方向に弾性的に連結するダンパー機構とを有している。タービンシェルは、その外周部を構成する外側シェルと、外側シェルに接合されてその内周部を構成する内側シェルとを有している。ダンパー機構は、クラッチ機構と一体回転するドライブ部材と、ドライブ部材に設けられた弾性部材と、弾性部材を介してドライブ部材に対して回転方向に連結される突出部とを有している。突出部は、外側シェルと内側シェルとの接続部分をフロントカバー側に突出させることによって形成されている。

この流体式トルク伝達装置では、タービンを構成するタービンシェルを外側シェルと内側シェルとからなる分割構造とし、外側シェルと内側シェルとの接続部分をフロントカバー側に突出させることによって形成された突出部を、従来のロックアップ装置のドリブンプレートの爪部の代わりに使用する構造になっている。これにより、ドリブンプレートを省略することができるため、装置の重量やイナーシャを小さくするのに寄与できる。

請求項２に記載の流体式トルク伝達装置は、請求項１において、弾性部材は、円周方向に並んで複数個配置されている。突出部は、弾性部材の円周方向端部に対応する位置に配置されている。

請求項３に記載の流体式トルク伝達装置は、請求項１又は２において、突出部は、外側シェル及び内側シェルの一方のみに形成されている。

この流体式トルク伝達装置では、突出部が外側シェル及び内側シェルの一方のみに形成されているため、さらに、装置の重量やイナーシャを小さくするのに寄与できる。

本発明にかかる流体式トルク伝達装置では、タービンを構成するタービンシェルを外側シェルと内側シェルとからなる分割構造とし、外側シェルと内側シェルとの接続部分をフロントカバー側に突出させることによって形成された突出部を、従来のロックアップ装置のドリブンプレートの爪部の代わりに使用する構造になっているため、ドリブンプレートを省略することができる。

以下、図面に基づいて、本発明にかかる流体式トルク伝達装置の実施形態について説明する。

（１）トルクコンバータの全体構造
図１に、本発明の一実施形態にかかる流体式トルク伝達装置としてのトルクコンバータ１の縦断面概略図を示す。図１の左側にはエンジン（図示せず）が配置され、図の右側にトランスミッション（図示せず）が配置されている。また、図１に示すＯ−Ｏは、トルクコンバータ１の回転軸線である。

トルクコンバータ１は、エンジン側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にトルクを伝達するための装置であり、入力側の部材に固定されるフロントカバー２と、３種の羽根車（インペラー９、タービン１０、ステータ１１）からなるトルクコンバータ本体３と、ロックアップ装置５とから構成されている。

フロントカバー２は、円板状の部材であり、その外周部には軸方向トランスミッション側に突出する外周筒状部８が形成されている。外周筒状部８は、インペラー９のインペラーシェル１２に溶接によって固定されている。

インペラー９は、インペラーシェル１２と、その内側に固定された複数のインペラーブレード１３と、インペラーシェル１２の内周側に設けられた筒状のインペラーハブ２１とから構成されている。

タービン１０は、流体室内でインペラー９に対向して配置されている。タービン１０は、タービンシェル１４と、タービンシェル１４に固定された複数のタービンブレード１５と、タービンシェル１４の内周側に固定されたタービンハブ１６とから構成されている。タービンシェル１４は、その外周部を構成する外側シェル４１と、外側シェル４１に接合されてその内周部を構成する内側シェル４２とから構成されている。尚、タービンシェル１４は、外側シェル４１と内側シェル４２との接続部分をフロントカバー２側に突出させることによって形成された複数の突出部４３を有しているが、この突出部４３については、後述のロックアップ装置５の構造の欄において詳しく説明する。タービンハブ１６は、外周側に延びるフランジ１６ａを有しており、このフランジ１６ａにタービンシェル１４の内周部（具体的には、内側シェル４２の内周部）が複数のリベット１７によって固定されている。また、タービンハブ１６の内周部には、図示しないトランスミッションの入力シャフトがスプライン係合している。

ステータ１１は、インペラー９とタービン１０の内周部間に配置され、タービン１０からインペラー９へと戻る作動油を整流するための機構である。ステータ１１は、主として、環状のステータキャリア１８と、その外周面に設けられた複数のステータブレード１９とから構成されている。ステータキャリア１８は、ワンウェイクラッチ２０を介して図示しない固定シャフトに支持されている。なお、フロントカバー２とタービンハブ１６との軸方向間には第１スラストベアリング３１が設けられ、タービンハブ１６とステータ１１との間には第２スラストベアリング３２が設けられ、ステータ１１とインペラーハブ２１との間には第３スラストベアリング３３が設けられている。各スラストベアリング３１〜３３においては、半径方向に作動油が流通可能なポートが形成されている。

（２）ロックアップ装置の構造
ロックアップ装置５は、フロントカバー２に連結可能なクラッチ機構６としての機能と、クラッチ機構６とタービン１０とを回転方向に弾性的に連結するダンパー機構７としての機能とを有しており、必要に応じて、フロントカバー２とタービン１０とを機械的に接続するための装置である。ロックアップ装置５は、主として、ピストン５１と、ドライブプレート５２と、複数の弾性部材５４と、複数の突出部４３とから構成されている。

ピストン５１は、主として、円板状のピストン本体６１から構成されている。ピストン本体６１は、フロントカバー２とタービン１０との間の空間を軸方向に２分割するように半径方向に延びる円板状かつ環状の部材である。ピストン本体６１の外周部は、環状かつ平坦な摩擦連結部６２となっている。摩擦連結部６２の軸方向エンジン側には、摩擦フェーシング６３が設けられている。この摩擦フェーシング６３に対向して、フロントカバー２には、平坦な摩擦面が形成されている。さらに、摩擦連結部６２の内周側のピストン本体６１の半径方向中間付近の部分は、軸方向トランスミッション側に向かって筒状に曲げられた筒状部６４が設けられている。また、ピストン本体６１の内周縁には、軸方向トランスミッション側に延びる内周筒状部６５が設けられている。内周筒状部６５の内周面は、タービンハブ１６の外周面に対して軸方向及び回転方向に移動可能に支持されている。なお、内周筒状部６５の先端がタービンハブ１６の一部に当接した状態でピストン５１がそれ以上軸方向トランスミッション側に移動するのは規制される。内周筒状部６５とタービンハブ１６の外周面との間には、シールリング６６が設けられている。このようにして、フロントカバー２とピストン５１との間には、空間Ａが形成されている。空間Ａの外周部は摩擦フェーシング６３がフロントカバー２に当接した状態で遮断され、空間Ａの内周部は第１スラストベアリング３１において形成されたポートを介して図示しない入力シャフトに形成された油路に連通している。

ドライブプレート５２は、筒状部６４の内周側に配置されている。ドライブプレート５２は、板金製の環状の部材である。ドライブプレート５２の役割は、弾性部材５４の保持を行うことにある。ドライブプレート５２の環状本体部７１は、内周部が複数のリベット６８によってピストン本体６１に固定されている。本体部７１の外周縁には、軸方向トランスミッション側に延びる筒部７２が形成されている。筒部７２は、筒状部６４の内周面に近接又は当接している。また、筒部７２は、半径方向内側に斜めに曲げられ、弾性部材５４の軸方向トランスミッション側を支持するようになっている。筒部７２においては、円周方向に等間隔で外周側変形部７３が形成されている。外周側変形部７３は、筒部７２の先端を半径方向内側に絞り加工で曲げた部分である。さらに、本体部７１には、外周側変形部７３同士の回転方向間に対応して、内周側切り起こし部７４が形成されている。内周側切り起こし部７４は、本体部７１から切り起こされた部分であり、軸方向トランスミッション側へ延びている。

各弾性部材５４は、コイルスプリングからなる。各弾性部材５４は、ドライブプレート５２の外周側変形部７３の円周方向間に配置されている。この結果、弾性部材５４の円周方向両端は、外周側変形部７３に直接又はスプリングシートを介して支持されている。また、弾性部材５４の半径方向外側は筒部７２によって支持され、半径方向内側は内周側切り起こし部７４によって支持されている。このようにして、弾性部材５４は、半径方向両側及び軸方向エンジン側、さらには円周方向両端がドライブプレート５２によって支持されている。

各突出部４３は、上述のように、タービンシェル１４の一部であり、外側シェル４１と内側シェル４２との接続部分をフロントカバー２側に突出させることによって形成されている。本実施形態において、外側シェル４１の内周縁には、フロントカバー２側に向かって延び、かつ、弾性部材５４の円周方向間に当接可能な複数の外側爪部４１ａが形成されている。また、内側シェル４２の外周縁にも、フロントカバー２側に向かって延び、かつ、弾性部材５４の円周方向間に当接可能な複数の内側爪部４２ａが形成されている。そして、外側爪部４１ａと内側爪部４２ａとは、外側シェル４１の内周縁と内側シェル４２の外周縁とが高周波溶接等により接合される際に、外側爪部４１ａの内周面と内側爪部４２ａの外周面とが重ね合わさることにより突出部４３を構成している。この突出部４３は、外周側変形部７３の半径方向内側を軸方向に延びており、その円周方向両端は各弾性部材５４の円周方向両端に直接又はスプリングシートを介して当接している。このように、突出部４３は、弾性部材５４によってピストン５１及びドライブプレート５２に回転方向に弾性的に連結されており、いわゆる、ドリブンプレートの役割を有している。

以上のように、本実施形態のロックアップ装置５では、上述のピストン５１及びドライブプレート５２によりクラッチ機構６が構成されており、上述のドライブプレート５２、複数の弾性部材５４及びタービン１４の一部である複数の突出部４３によりダンパー機構７が構成されている。

（３）トルクコンバータの動作
次に、トルクコンバータ１の動作について説明する。

エンジン側のクランクシャフトからのトルクは、図示しないフレキシブルプレートを介してフロントカバー２に入力される。これにより、インペラー９が回転し、作動油がインペラー９からタービン１０へと流れる。この作動油の流れによりタービン１０は回転し、タービン１０のトルクは図示しない入力シャフトに出力される。

トルクコンバータ１の速度比が上がり、入力シャフトが一定の回転速度になると、空間Ａの作動油が入力シャフト内部の油路を通ってドレンされる。この結果、ピストン５１すなわちピストン５１がフロントカバー２側に移動させられる。この結果、摩擦フェーシング６３がフロントカバー２の摩擦面に押し付けられ、フロントカバー２のトルクはロックアップ装置５に出力される。ロックアップ装置５において、トルクは、ピストン５１、ドライブプレート５２、弾性部材５４、突出部４３（すなわち、タービン１０）の順番で伝達され、タービンハブ１６に出力される。このとき、ロックアップ装置５は、トルクを伝達すると共にフロントカバー２から入力されるトルク変動を吸収・減衰する。具体的には、ロックアップ装置５において捩り振動が発生すると、弾性部材５４がドライブプレート５２と突出部４３との間で圧縮される。

（４）トルクコンバータの特徴
本実施形態のトルクコンバータ１では、タービン１０を構成するタービンシェル１４を外側シェル４１と内側シェル４２とからなる分割構造とし、外側シェル４１と内側シェル４２との接続部分をフロントカバー２側に突出させることによって形成された突出部４３を、従来のロックアップ装置のドリブンプレートの爪部の代わりに使用する構造になっている。これにより、ドリブンプレートを省略することができるため、装置の重量やイナーシャを小さくするのに寄与できる。

また、このような構造を採用することにより、従来のドリブンプレートを使用したロックアップ装置に比べて、弾性部材５４を内周側に配置することが容易になるため、ロックアップ装置５のダンパー機構７の低ヒステリシス化及び低剛性化を実現することが容易になる。

（５）変形例
上述の図１に示されるトルクコンバータ１では、外側シェル４１の内周縁に形成された外側爪部４１ａと、内側シェル４２の外周縁に形成された内側爪部４２ａとを重ね合せることによって突出部４３を構成しているが、外側シェル４１及び内側シェル４２のいずれか一方のみに、フロントカバー２側に向かって延び、かつ、弾性部材５４の円周方向間に当接可能な爪部を形成して、突出部１４３を構成してもよい。

例えば、図２に示されるように、内側シェル４２のみに、フロントカバー２側に向かって延び、かつ、弾性部材５４の円周方向間に当接可能な複数の内側爪部４２ａを形成して、これを突出部１４３とし、外側シェル４１の内周縁と内側シェル４２の外周縁とを摩擦圧接等により接合してもよい。

このように、本変形例のトルクコンバータ１では、突出部１４３が外側シェル４１及び内側シェル４２の一方のみに形成されているため、さらに、装置の重量やイナーシャを小さくするのに寄与できる。

（６）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータの縦断面概略図である。 本発明の変形例にかかるトルクコンバータの縦断面概略図である。

符号の説明

１ トルクコンバータ（流体式トルク伝達装置）
２ フロントカバー
５ ロックアップ装置
６ クラッチ機構
７ ダンパー機構
９ インペラー
１０ タービン
１４ タービンシェル
１５ タービンブレード
４１ 外側シェル
４２ 内側シェル
４３、１４３ 突出部
５２ ドライブプレート（ドライブ部材）
５４ 弾性部材

Claims (3)

1. 流体を用いてトルクを伝達するための流体式トルク伝達装置であって、
   トルクが入力されるフロントカバーと、
   前記フロントカバーとともに流体室を形成するインペラーと、
   前記流体室内で前記インペラーに対向して配置されており、タービンシェルと、前記タービンシェルに固定された複数のタービンブレードとを有するタービンと、
   前記フロントカバーに連結可能なクラッチ機構と、前記クラッチ機構と前記タービンとを回転方向に弾性的に連結するダンパー機構とを有しており、前記フロントカバーと前記タービンとを機械的に接続するためのロックアップ装置とを備え、
   前記タービンシェルは、その外周部を構成する外側シェルと、前記外側シェルに接合されてその内周部を構成する内側シェルとを有しており、
   前記ダンパー機構は、前記クラッチ機構と一体回転するドライブ部材と、前記ドライブ部材に設けられた弾性部材と、前記外側シェルと前記内側シェルとの接続部分を前記フロントカバー側に突出させることによって形成されており前記弾性部材を介して前記ドライブ部材に対して回転方向に連結される突出部とを有している、
   流体式トルク伝達装置。
2. 前記弾性部材は、円周方向に並んで複数個配置されており、
   前記突出部は、前記弾性部材の円周方向端部に対応する位置に配置されている、
   請求項１に記載の流体式トルク伝達装置。
3. 前記突出部は、前記外側シェル及び前記内側シェルの一方のみに形成されている、請求項１又は２に記載の流体式トルク伝達装置。

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