JP2009144921A - ダブルオーバーラップバッキングプレートアタッチメント - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で、減じられた全体的半径方向パッケージを有し、がたつかず、コンポーネントを主に外部において溶接することによって内部汚染の危険性を低減するトルクコンバータを提供する。
【解決手段】カバー２０と、インペラシェル３０と、バッキングプレート４０とが、回転軸線Ｘ−Ｘ′を中心として回転するように操作的に配置されており、バッキングプレート４０が、回転軸線に対して実質的に直交しており、カバー２０の内径が実質的にインペラシェル３０の内径と等しく、カバー２０の軸方向内側環状面２５とインペラシェル３０の軸方向内側環状面３５とが、バッキングプレート４０の軸方向外側環状面４５に固定して取り付けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は概してトルクコンバータに関する。特に、本発明は、内部トルク伝達コンポーネントのためのトルクコンバータハウジングアタッチメントに関する。

トルクコンバータが、カバー及びインペラシェル含むハウジングを有することは、トルクコンバータの分野において周知である。トルクをハウジングから、係合するコンポーネント、例えばクラッチプレートに伝達するために、ハウジングに定置に取り付けられた内部コンポーネントを有することがトルクコンバータクラッチ設計の技術分野においても知られている。１つの特定の設計において、内部コンポーネントは、スプライン係合等の機械的ファスナを介して、又は金属不活性ガス（ＭＩＧ）溶接、タングステン不活性ガス（ＴＩＧ）溶接、又はレーザ溶接、又はこれらの組み合わせを介してハウジングに取り付けられた、トルクコンバータの回転軸線に対して直交方向の環状のプレートである。ハウジングが回転すると、ハウジングはトルクをプレートに伝達する。プレート自体はトルクを、概して環状クラッチプレートの積層である係合するコンポーネントに、これらの間の１つ又は２つ以上の摩擦係合を介して伝達する。あいにく、このタイプの従来のトルクコンバータクラッチ設計は多くの欠点を有する。

例えば、米国特許第６６８８４４１号明細書（Arhab）は、トルクを係合するコンポーネントに伝達するための、トルクコンバータのハウジングに定置に取り付けられた環状プレートを備えたトルクコンバータを開示している。Arhabは多くの実施形態を開示しており、それぞれの実施形態は１つ又は２つ以上の欠点を有する。Arhab特許の図１はトルクコンバータハウジングを示しており、この場合、前側シェル（カバー）の環状前側軸方向スカートが環状トルク伝達プレートコンポーネントを超えて延びており、この環状トルク伝達プレートコンポーネントに前側シェルは溶接シームを介して取り付けられている。前側シェルは、後側（インペラ）シェルの環状後側軸方向スカートと重なり合っており、この環状後側軸方向スカートにも前側シェルは溶接を介して取り付けられている。この実施形態の１つの欠点は、特に前側シェル（カバー）がスタンピングされた部材であるならば、前側シェル（カバー）を製造するための費用が高い。プレート及びインペラシェルの両方に重なり合うように十分に長い軸方向スカートを備えたカバーは、過剰な量の原材料を使用し、これは費用が高く、トルクコンバータ全体を過剰に重くする。さらに、概してそうであるように、カバーがスタンピングされた部材であるならば、長い軸方向スカートはしばしば製造中に、技術分野において"ポテトチッピング"として口語的に知られているように、スタンピングに対するカバー材料の抵抗により不意に変形させられる。さらに、トルク伝達プレートコンポーネントにハウジングを取り付けるために使用される様々なタイプの溶接はしばしばプレートコンポーネントの変形を生ぜしめる。さらに、カバーがインペラシェルに重なり合っている又はその逆である設計において、トルクコンバータの全体的な半径方向パッケージが過剰である。

Arhab特許の図５，７及び９は、ハウジングが、機械的に、例えばスプライン係合又は保持リングを介してトルク伝達プレートに取り付けられている実施形態を示している。機械的なファスナは本質的に作動中にがたつく傾向がある。なぜならば、コンポーネントは、よく機械加工されているが、互いに固定して取り付けられておらず、作動中に振動及び／又は互いに衝突する。

Arhab特許の図１１及び図１６は、カバーがトルクコンバータの内部においてトルク伝達プレートに溶接されている実施形態を示している。トルクコンバータの内部における溶接は、トルクコンバータ内の望ましくない汚染を生じ、これはトルクコンバータの運転に悪影響を及ぼす。
米国特許第６６８８４４１号明細書

したがって、ハウジングが内部トルク伝達プレートに固定して取り付けられており、上述の欠点を有さないトルクコンバータが長い間必要とされている。特に、より安価に製造され、溶接によってより変形しないより安定したトルク伝達プレートコンポーネントを形成し、より軽量で、減じられた全体的半径方向パッケージを有し、がたつかず、コンポーネントを主に外部において溶接することにより内部の汚染の危険性を低減する、このタイプのトルクコンバータが長い間必要とされている。

本発明は、横方向回転軸線が設けられており、外径と、内径と、軸方向内側環状面とを有するカバーが設けられており、外径と、内径と、軸方向内側環状面とを有するインペラシェルが設けられており、外径と、軸方向外側環状面とを有する環状バッキングプレートが設けられており、カバーと、インペラシェルと、バッキングプレートとが、回転軸線を中心として回転するように操作的に配置されており、バッキングプレートが回転軸線に対して直交方向であり、カバーの外径及び内径がそれぞれインペラシェルの外径及び内径に実質的に等しく、カバーの軸方向内側環状面とインペラシェルの軸方向内側環状面とが、バッキングプレートの軸方向外側環状面に固定して取り付けられている、トルクコンバータである。本発明の好適な実施形態において、環状バッキングプレートは、この環状バッキングプレートの外径から延びた環状壁部を有している。

運転中、カバー及びインペラシェルはトルクを環状バッキングプレートに伝達する。好適な実施形態において、トルクコンバータはさらに少なくとも１つの係合するコンポーネント、好適には回転軸線に対して実質的に直交する環状プレート、を有しており、バッキングプレートはさらに、回転軸線に対して実質的に直交する環状面を有している。係合するコンポーネントはバッキングプレートの環状面と摩擦係合している。運転中、バッキングプレートはトルクを係合するコンポーネントに伝達する。好適な実施形態において、トルクコンバータは、回転軸線に沿って連続して配置された係合するコンポーネントのセットを有しており、それぞれのコンポーネントは、隣接するコンポーネントと摩擦係合している。運転中、ハウジング、すなわちカバー及びインペラシェルはトルクをバッキングプレートに伝達し、バッキングプレートはトルクを、摩擦係合を介して、次々に、係合するコンポーネントのセットに伝達する。

本発明の目的は、従来の設計よりも安価に製造されかつ組み立てられる、上述のタイプのトルクコンバータ設計を提供することである。

本発明の別の目的は、軽量で、減じられた全体的半径方向パッケージを有し、がたつかず、コンポーネントを主に外部において溶接することによって内部汚染の危険性を低減する、このタイプのトルクコンバータを提供することである。

本発明のこれらの目的及び利点並びにその他の目的及び利点は、発明の好適な実施形態の以下の説明及び添付の図面及び請求の範囲から容易に認識可能であろう。

本発明の性質及び態様はここで、添付の図面に関連した発明の以下の詳細な説明により詳細に説明される。

最初に、異なる図面における同じ図面番号は、発明の同じ、又は機能的に類似の構造的なエレメントを表示していることが認められるべきである。本発明は、好適な態様であると現時点で考えられているものに関して説明されるが、請求の範囲に記載された発明は、開示された態様に限定されないものと理解されるべきである。

さらに、本発明は、説明された特定の方法、材料及び変更に限定されず、それ自体がもちろん変更されてよいことが理解される。また、ここで使用される用語は、特定の態様を説明することだけを目的としており、本発明の範囲を限定しようとするのではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される。

そうでないことが定義されない限り、ここで使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術の分野における当業者に一般的に理解されるのと同じ意味を有する。ここに説明されたものと類似の又は均等のあらゆる方法、装置又は材料は、発明の実施又は試験において使用されることができるが、好適な方法、装置及び材料がここで説明される。

図１は、本発明のトルクコンバータ１０の部分的な断面図である。トルクコンバータ１０は、コンバータハウジング１５と、バッキングプレート４０とを有しており、コンバータハウジング１５は、カバー２０と、インペラシェル３０とを有しており、これらは全て、横方向軸線Ｘ−Ｘ′を中心として回転するように操作的に配置されている。トルクコンバータ１０はさらにピストンプレート７０を有している。以後、方向の用語"前"は、Ｘに向かう方向を表し、方向の用語"後"は、Ｘ′に向かう方向を表す。

カバー２０は、軸線Ｘ−Ｘ′に対して実質的に直交する前壁２３と、軸方向で後方に向けられた環状壁部２２とを有している。環状壁部２２は、環状縁部２４と軸方向内側環状面２５とを有している。カバー２０はさらに、以下に詳細に説明される、外径及び内径を有している。本発明の１つの実施形態において、カバーは、スタンピングされた金属から形成されている。

インペラシェル３０は、軸線Ｘ−Ｘ′に対して実質的に直交する、セミトロイダルのエンベロープ３３と、軸方向で前方に向けられた環状スカート３１とを有している。環状スカート３１は環状縁部３４と軸方向内側環状面３５とを有している。インペラシェル３０はさらに、以下に詳細に説明される、外径及び内径を有している。

バッキングプレート４０は、軸線Ｘ−Ｘ′に対して実質的に直交しかつ、以下に詳細に説明される外径を有する環状プレート４１と、軸方向でプレート４１の外径から後方に向かって延びた環状壁部４３とを有しており、環状壁部４３は軸方向外側環状面４５を有している。

図１Ａは、図１に示された領域１Ａの拡大図である。この図に示されているように、壁部２２の軸方向内側環状面２５の一部とスカート３１の軸方向内側環状面３５の一部とが壁部４３の軸方向外側環状面４５に接触するように、壁部２２及びスカート３１の両方がバッキングプレート４０に重なり合っている。壁部２２及びスカート３１はバッキングプレート４０の軸方向外側環状面４５に固定して取り付けられている。

本発明の好適な実施形態において、コンバータハウジング１５は、トルクをバッキングプレート４０に伝達するように操作的に配置されている。バッキングプレート４０はさらに半径方向環状面５８を有している。好適な実施形態において、バッキングプレート４０は、係合するコンポーネント５０のセットにトルクを伝達するように操作的に配置されており、係合するコンポーネントは、出力プレート５４等の少なくとも１つの係合するコンポーネントを含み、さらに出力プレート５２を含むことができる。出力プレート５４及び５２は、トルクを車両のトランスミッションに伝達するように操作的に配置されている。バッキングプレート４０は、半径方向環状面５８と出力プレート５４との間の摩擦係合を介してトルクを出力プレート５４に伝達する。１つの実施形態において、係合するコンポーネント５４は環状プレートを有する。好適な実施形態において、係合するコンポーネント５０のセットは、一連の係合するコンポーネント５４，５３，５２及び５１を有しており、これらのコンポーネントは、それぞれ摩擦係合５７，５６及び５５を介して次々にトルクを伝達するように操作的に配置されている。係合するコンポーネント５１及び５３は、車両のエンジンからトルクを受け取るように操作的に配置されている。例えば、係合するコンポーネント５１は、板ばねアタッチメント等の機械的係合を介してカバー２０に取り付けられることができる。好適な実施形態において、係合するコンポーネント５０のセットは、クラッチプレートの積層を含む。

好適な実施形態において、トルクコンバータ１０は、部分的に、カバー２０内に、係合するコンポーネント５０のセットの積層を介して組み立てられる。次いで、バッキングプレート４０は、係合するコンポーネント５０のセットに対してしっかりと押し付けられ、次いで適切なリフト量に持ち上げられ、所定の位置にタック溶接される。次いで、トルクコンバータ１０の残りが組み立てられ、インペラシェル３０が、コンバータ軸揺れを設定するために持ち上げられ、バッキングプレートにタックされる。次いで、トルクコンバータ１０は、金属不活性ガス溶接によってシールされ、金属不活性ガス溶接は、カバー２０及びインペラシェル３０をバッキングプレート４０の軸方向外側環状面４５に固定して取り付ける。好適な実施形態において、図示のように、これは、環状縁部２４及び３４のそれぞれと、軸方向外側面との間の溶接２７及び３７を介して達成される。

図２は、明瞭にするために内部コンポーネントのほとんどを備えないトルクコンバータ１０の部分的断面図を示している。上述のように、カバー２０及びインペラシェル３０はそれぞれ外径及び内径を有しており、バッキングプレート４０は外径を有している。線Ｏ−Ｏ′及びＩ−Ｉ′は両方とも軸線Ｘ−Ｘ′に対して平行である。線Ｏ−Ｏ′は、カバー２０及びインペラシェル３０の外径に対してほぼ接線方向に延びている。しかしながら、カバー２０及びインペラシェル３０の外径は同じである必要はない。幾つかの実施形態において、インペラシェル３０は、カバー２０よりも薄い材料からスタンピングされている。なぜならば、インペラシェル３０は、トロイダル面にろう接されるブレード（図示せず）から強度を得るからである。線Ｉ−Ｉ′は、カバー２０の内径及び軸方向内側環状面２５と、インペラシェル３０の内径及び軸方向内側環状面３５と、バッキングプレート４０の外径及び軸方向外側環状面４５とに対して接線方向に延びている。線２０ａ，３０ａ及び４０ａは、軸線Ｘ−Ｘ′から、カバー２０、インペラシェル３０及びバッキングプレート４０それぞれの外径までの半径方向距離を表している。図示のように、線２０ａ及び３０ａは実質的に同じ長さであり、カバー２０及びインペラシェル３０の外径が実質的に等しいことを表している。線２０ｂ及び３０ｂは、軸線Ｘ−Ｘ′からカバー２０及びインペラシェル３０のそれぞれの内径までの半径方向距離を表している。図示のように、線２０ｂ，３０ｂ及び４０ａは実質的に等しい長さであり、カバー２０及びインペラシェル３０の内径は、互いに及びバッキングプレート４０の外径に実質的に等しい。

したがって、本発明の目的が効率的に得られることが分かるが、発明への変更は当業者に容易に明らかであるべきであり、これらの変更は、請求の範囲に記載された発明の精神及び範囲に含まれることが意図される。前記説明は本発明の例示であり、制限するものとして考えられるべきでなはないことも理解される。したがって、本発明のその他の実施形態は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに可能である。

本発明のトルクコンバータの部分的断面図である。 図１の領域１Ａに示されたような本発明のトルクコンバータの拡大図である。 本発明のトルクコンバータの部分的な断面図であり、トルクコンバータの特定のコンポーネントの内径及び外径を示している。

符号の説明

１０ トルクコンバータ、 １５ コンバータハウジング、 ２０ カバー、 ２２ 環状壁部、 ２３ 前壁、 ２４ 環状縁部、 ２５ 軸方向内側環状面、 ３０ インペラシェル、 ３１ 環状スカート、 ３３ エンベロープ、 ３４ 環状縁部、 ３５ 軸方向内側環状面、 ４０ バッキングプレート、 ４１ 環状プレート、 ４３ 環状壁部、 ４５ 軸方向外側環状面、 ５０ 係合するコンポーネント、 ５２ 出力プレート、 ５４ 出力プレート、 ５５，５６，５７ 摩擦係合、 ５８ 半径方向環状面、 ７０ ピストンプレート

Claims (15)

1. トルクコンバータにおいて、
   横方向の回転軸線が設けられており、
   内径と、軸方向内側環状面とを有するカバーが設けられており、
   内径と、軸方向内側環状面とを有するインペラシェルが設けられており、
   外径と、円周と、軸方向外側環状面とを有する環状のバッキングプレートが設けられており、カバーと、インペラシェルと、バッキングプレートとが、回転軸線を中心として回転するように操作的に配置されており、バッキングプレートが、回転軸線に対して実質的に直交しており、カバーの内径が実質的にインペラシェルの内径と等しく、カバーの軸方向内側環状面とインペラシェルの軸方向内側環状面とが、バッキングプレートの軸方向外側環状面に固定して取り付けられていることを特徴とする、トルクコンバータ。
2. 環状のバッキングプレートがさらに、該バッキングプレートの外径から軸方向に延びた環状壁部を有している、請求項１記載のトルクコンバータ。
3. カバーの軸方向内側環状面とインペラシェルの軸方向内側環状面とが、少なくとも１つの溶接によってバッキングプレートの軸方向外側環状面に固定して取り付けられている、請求項１記載のトルクコンバータ。
4. 少なくとも１つの溶接が金属不活性ガス溶接によって形成されている、請求項３記載のトルクコンバータ。
5. カバーが、スタンピングされた金属から形成されている、請求項１記載のトルクコンバータ。
6. 回転軸線を中心として回転しかつバッキングプレートからトルクを受け取るように操作的に配置された少なくとも１つの係合するコンポーネントが設けられている、請求項１記載のトルクコンバータ。
7. 少なくとも１つの係合するコンポーネントが設けられており、バッキングプレートがさらに、回転軸線に対して実質的に直交しておりかつ係合するコンポーネントと摩擦係合している環状面を有しており、係合するコンポーネントが、摩擦係合を介してバッキングプレートからトルクを受け取るように操作的に配置されている、請求項１記載のトルクコンバータ。
8. 少なくとも１つの係合するコンポーネントが、環状プレートである、請求項７記載のトルクコンバータ。
9. 回転軸線に沿って連続的に配置された複数の係合するコンポーネントが設けられており、該係合するコンポーネントが、回転軸線を中心として回転しかつバッキングプレートからトルクを受け取るように操作的に配置されている、請求項１記載のトルクコンバータ。
10. 複数の係合するコンポーネントが、複数のクラッチプレートを含み、これらのクラッチプレートが、これらのクラッチプレートの間の複数の摩擦係合を介して互いにトルクを伝達するように操作的に配置されている、請求項９記載のトルクコンバータ。
11. トルクコンバータにおいて、
    横方向の回転軸線が設けられており、
    内径と、軸方向内側環状面とを有するカバーが設けられており、
    内径と、軸方向内側環状面とを有するインペラシェルが設けられており、
    外径と、該外径から軸方向に延びた環状壁部とを有する環状のバッキングプレートが設けられており、環状壁部が、軸方向外側環状面を規定しており、カバーと、インペラシェルと、バッキングプレートとが、回転軸線を中心として回転するように操作的に配置されており、バッキングプレートが回転軸線に対して実質的に直交しており、カバーの内径がインペラシェルの内径と実質的に等しく、カバーの軸方向内側環状面とインペラシェルの軸方向内側環状面とが、バッキングプレートの軸方向外側環状面に固定して取り付けられており、カバー及びインペラシェルが、バッキングプレートにトルクを伝達するように操作的に配置されていることを特徴とする、トルクコンバータ。
12. バッキングプレートがさらに、回転軸線に対して実質的に直交する環状面を有しており、トルクコンバータがさらに、バッキングプレートの環状面と摩擦係合した少なくとも１つの係合するコンポーネントを有しており、該少なくとも１つの係合するコンポーネントが、バッキングプレートからトルクを受け取るように操作的に配置されている、請求項１１記載のトルクコンバータ。
13. 少なくとも１つの係合するコンポーネントが、回転軸線に対して実質的に直交する環状プレート含む、請求項１２記載のトルクコンバータ。
14. バッキングプレートからトルクを受け取るように操作的に配置された複数の係合するコンポーネントが設けられている、請求項１２記載のトルクコンバータ。
15. 複数の係合するコンポーネントが、一連の環状のクラッチプレートを含む、請求項１４記載のトルクコンバータ。

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