JP2009250288A - ロックアップ装置 - Google Patents
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- F16H2045/0294—Single disk type lock-up clutch, i.e. using a single disc engaged between friction members
Abstract
【課題】ロックアップ装置の設計の自由度を高める。
【解決手段】トルクコンバータ1のロックアップ装置5は、ピストン5と、ドライブプレート6と、ダンパー機構7と、を備えている。ダンパー機構7は、複数の外側コイルスプリングセット71と、複数の内側コイルスプリングセット72と、中間部材73と、出力プレート74と、を有している。第2弾性部材は、第1弾性部材よりも半径方向内側に配置されている。中間部材73は、外側コイルスプリングセット71および内側コイルスプリングセット72が直列に作用するように外側コイルスプリングセット71および内側コイルスプリングセット72を回転方向に弾性変形可能に支持している。
【選択図】図2
【解決手段】トルクコンバータ1のロックアップ装置5は、ピストン5と、ドライブプレート6と、ダンパー機構7と、を備えている。ダンパー機構7は、複数の外側コイルスプリングセット71と、複数の内側コイルスプリングセット72と、中間部材73と、出力プレート74と、を有している。第2弾性部材は、第1弾性部材よりも半径方向内側に配置されている。中間部材73は、外側コイルスプリングセット71および内側コイルスプリングセット72が直列に作用するように外側コイルスプリングセット71および内側コイルスプリングセット72を回転方向に弾性変形可能に支持している。
【選択図】図2
Description
本発明は、流体式動力伝達装置のロックアップ装置に関する。
流体式動力伝達装置として、例えばトルクコンバータが知られている。トルクコンバータは、動力が入力されるフロントカバーと、インペラと、トランスミッションの入力シャフトに連結されたタービンと、ステータと、を有している。フロントカバーに入力された動力は、作動油を介してタービンに伝達される。フロントカバーとタービンとを機械的に連結するために、トルクコンバータにはロックアップ装置が設けられている。
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とを機械的に連結することでフロントカバーからタービンに動力を直接伝達するための機構である。
通常、このロックアップ装置は、ピストンと、リティーニングプレートと、フロントカバー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(例えば、特許文献1を参照)。
ピストンは、円板状のピストン本体と、ピストン本体の外周部から軸方向に延びる筒状部と、を有している。リティーニングプレートは、ピストンに固定されている。ダンパー機構は、第1コイルスプリングと、第2コイルスプリングと、中間プレートと、タービンに固定された出力プレートと、を有している。第1コイルスプリングは、筒状部の内周側に配置されており、ピストンおよびリティーニングプレートにより弾性変形可能に支持されている。第2コイルスプリングは、第1コイルスプリングの内周側に配置されており、中間プレートにより弾性変形可能に支持されている。
特開2001−82577号公報
従来のロックアップ装置では、第1コイルスプリングに作用する遠心力を考慮して、ピストンの筒状部の内周側に第1コイルスプリングが配置されている。このため、筒状部の厚みの分だけ第1コイルスプリングの寸法が制限を受け、ロックアップ装置の設計の自由度が低下する傾向にある。
本発明の課題は、ロックアップ装置の設計の自由度を高めることにある。
第1の発明に係るロックアップ装置は、動力が入力されるように設けられた入力回転体と、入力回転体に入力された動力が流体を介して伝達される出力回転体と、を有する流体式動力伝達装置に用いられ、入力回転体および出力回転体を機械的に連結するための装置である。ロックアップ装置は、ピストンと、入力部材と、ダンパー機構と、を備えている。ピストンは入力回転体に対して摩擦連結可能に設けられている。入力部材はピストンに固定されている。ダンパー機構は、ピストンと出力回転体とを回転方向に弾性的に連結するための機構であって、複数の第1弾性部材と、複数の第2弾性部材と、中間部材と、出力部材と、を有している。第1弾性部材は、ピストンに伝達された動力が入力部材を介して伝達されるように設けられている。第2弾性部材は、第1弾性部材よりも半径方向内側に配置されている。中間部材は、第1および第2弾性部材が直列に作用するように第1および第2弾性部材を回転方向に弾性変形可能に支持している。出力部材は、出力回転体に固定され第2弾性部材の端部と回転方向に当接可能である。
このロックアップ装置では、第1および第2弾性部材が中間部材により保持されているため、第1弾性部材に遠心力が作用してもピストンに負荷がほとんど作用しない。このため、ピストンに大きな筒状部を設ける必要がなくなり、第1弾性部材の寸法が筒状部による制約を受けにくくなる。これにより、このロックアップ装置では設計の自由度を高めることができる。
第2の発明に係るロックアップ装置は、第1の発明に係るロックアップ装置において、ピストンが、ピストン本体と、ピストン本体の外周部から軸方向に延びる筒状部と、を有している。中間部材の最外周面は、筒状部の内周面よりも半径方向外側に配置されている。
第3の発明に係るロックアップ装置は、第2の発明に係るロックアップ装置において、第1弾性部材が筒状部よりも軸方向の出力回転体側に配置されている。
第4の発明に係るロックアップ装置は、第1から第3のいずれかの発明に係るロックアップ装置において、入力部材が、ダンパー機構がピストンに対して出力回転体側へ取り外し可能なように、隣り合う第1弾性部材の端部の回転方向間に入力回転体側から軸方向に挿入されている。
第5の発明に係るロックアップ装置は、第1から第4のいずれかの発明に係るロックアップ装置において、入力部材が、ピストンに固定された固定部と、固定部の外周部から出力回転体側へ延びる複数の爪部と、を有している。
第6の発明に係るロックアップ装置は、第1から第5のいずれかの発明に係るロックアップ装置において、中間部材が出力部材により半径方向に支持されている。
本発明に係るロックアップ装置では、設計の自由度を高めることができる。
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
<トルクコンバータの全体構成>
図1を用いてトルクコンバータ1の全体構成について説明する。図1はトルクコンバータ1の縦断面概略図である。図1において、トルクコンバータ1の左側にエンジン(図示せず)が配置され、トルクコンバータ1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。図1に示す線O−Oは、トルクコンバータ1の回転軸である。
図1を用いてトルクコンバータ1の全体構成について説明する。図1はトルクコンバータ1の縦断面概略図である。図1において、トルクコンバータ1の左側にエンジン(図示せず)が配置され、トルクコンバータ1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。図1に示す線O−Oは、トルクコンバータ1の回転軸である。
トルクコンバータ1は、エンジンで発生した動力をトランスミッションへ流体を介して伝達するための装置であり、フロントカバー2とインペラ3とタービン4とステータ8とロックアップ装置9とを備えている。
フロントカバー2にはエンジンから動力が入力される。インペラ3はフロントカバー2に固定されている。フロントカバー2とインペラ3とにより潤滑油で満たされた流体室が形成されている。
流体室にはタービン4が設けられている。タービン4はトランスミッションの入力シャフトに連結されており、タービンシェル43と、タービンシェル43に固定された複数のタービンブレード42と、タービンシェル43に複数のリベット44により固定されたタービンハブ41とを有している。タービンハブ41は入力シャフトに連結されている。
タービン4とインペラ3との間には、ステータ8が設けられている。タービン4とフロントカバー2との間にはロックアップ装置9が配置されている。
<ロックアップ装置の構成>
図2〜図4を用いてロックアップ装置9について説明する。図2はロックアップ装置9の断面概略図である。図3はロックアップ装置9の平面概略図である。図4はダンパー機構7の捩り特性線図である。
図2〜図4を用いてロックアップ装置9について説明する。図2はロックアップ装置9の断面概略図である。図3はロックアップ装置9の平面概略図である。図4はダンパー機構7の捩り特性線図である。
ロックアップ装置9は、フロントカバー2とタービン4とを機械的に連結するための装置であり、ピストン5と、ドライブプレート6(入力部材の一例)と、ダンパー機構7と、を有している。
ピストン5は、フロントカバー2と摩擦連結可能に設けられており、タービンハブ41により軸方向に移動可能に支持されている。ピストン5は、ピストン本体51と、ピストン本体51の外周部に固定された摩擦部材54と、ピストン本体51の外周部から軸方向に延びる筒状部53と、を有している。
ドライブプレート6は、ダンパー機構7に動力を伝達するための部材であり、ピストン5のピストン本体51に固定されている。具体的には、ドライブプレート6は、環状の固定部61と、複数の爪部62と、を有している、固定部61はリベット55によりピストン本体51に固定されている。爪部62は、固定部61の外周部から軸方向トランスミッション側に延びており、ダンパー機構7の外側スプリングセット71(後述)と回転方向に当接可能である。
ダンパー機構7は、図4に示すように2段階の捩り特性を有しており、複数の外側スプリングセット71(第1弾性部材の一例)と、複数の内側スプリングセット72(第2弾性部材の一例)と、中間部材73と、出力プレート74(出力部材の一例)と、を有している。
外側スプリングセット71は、第1外側コイルスプリング71aと、第2外側コイルスプリング71bと、第1外側コイルスプリング71aの端部に装着されたスプリングシート79と、を有している。スプリングシート79はドライブプレート6の爪部62と回転方向に当接可能である。第2外側コイルスプリング71bは、第1外側コイルスプリング71aの内側に配置されており、第1外側コイルスプリング71aよりも回転方向の長さが短い。第1外側コイルスプリング71aは1段目および2段目で圧縮される。第2外側コイルスプリング71bは2段目でのみ圧縮される。
内側スプリングセット72は、外側スプリングセット71の半径方向内側に配置されており、第1内側コイルスプリング72aと、第2内側コイルスプリング72bと、を有している。第1内側コイルスプリング72aは、第1内側コイルスプリング72aの内側に配置されており、第1内側コイルスプリング72aとほぼ同じ長さを有している。第1内側コイルスプリング72aおよび第2内側コイルスプリング72bは、1段目および2段目で圧縮される。
外側スプリングセット71および内側スプリングセット72は、中間部材73により回転方向に弾性変形可能に保持されている。具体的には、中間部材73は、第1支持プレート75と、第2支持プレート76と、第1支持プレート75および第2支持プレート76を連結するリベット77と、を有している。
第1支持プレート75は、外側スプリングセット71を保持する外側支持部75aと、内側スプリングセット72を保持する第1支持部75bとを有している。外側支持部75aの外周部は、ピストン5の筒状部53と概ね同じ半径方向位置に配置されている。より詳細には、外側支持部75aの最外周面75eは、筒状部53の内周面53aよりも半径方向外側に配置されている。外側支持部75aおよび外側スプリングセット71は、筒状部53よりも軸方向のトランスミッション側に配置されている。
第2支持プレート76は、外側スプリングセット71の端部を支持する複数の第2支持部76aと、第1支持部75bとともに内側スプリングセット72を保持する複数の第3支持部76bと、半径方向内側に延びる複数の第1突出部76cと、を有している。
第1支持プレート75と第2支持プレート76との軸方向間には、出力プレート74が相対回転可能に配置されている。出力プレート74は、リベット44によりタービンハブ41に固定されており、本体部74aと、筒状部74bと、固定部74cと、第2突出部74dと、を有している。
本体部74aは内側スプリングセット72と回転方向に当接可能である。筒状部74bは、軸方向に延びる筒状の部分であり、本体部74aの内周部からトランスミッション側へ延びている。筒状部74bは、第1支持プレート75の内周部75dと半径方向に当接可能である。筒状部74bにより中間部材73の半径方向の位置決めがされている。つまり、外側スプリングセット71、内側スプリングセット72および中間部材73は出力プレート74により支持されている。固定部74cは、筒状部74bの端部から半径方向内側に延びる部分であり、リベット44によりタービンハブ41に固定されている。
第2突出部74dは、第2支持プレート76の第1突出部76cと概ね同じ軸方向位置に配置されている。ダンパー機構7に動力が伝達されていない中立状態で、第1突出部76cと第2突出部74dとの回転方向間には隙間が確保されている。この隙間に対応する捩り角度は第1角度θ1である。第1突出部76cが第2突出部74dと回転方向に当接することで、中間部材73と出力プレート74との相対回転が規制される。第1突出部76cおよび第2突出部74dにより、中間部材73および出力プレート74のストッパー機構が実現されている。
また、ダンパー機構7は、ピストン5およびドライブプレート6に対して軸方向に取り外し可能に設けられている。具体的には、爪部62は、軸方向トランスミッション側に延びており、ダンパー機構7のエンジン側から外側スプリングセット71の回転方向間に挿入されている。外側スプリングセット71および内側スプリングセット72は中間部材73により1つのアッセンブリとなっている。これにより、ダンパー機構7をトランスミッション側からピストン5およびドライブプレート6に組み付けることが可能となっている。
<トルクコンバータの動作>
トルクコンバータ1の動作について説明する。
トルクコンバータ1の動作について説明する。
ロックアップ装置9によりフロントカバー2がタービン4に連結される際、第1空間S1の作動油が排出される。この結果、第2空間S2(ピストン5のタービン4側の空間)の圧力が第1空間S1の圧力よりも高くなり、その圧力差によりピストン5がフロントカバー2側へ移動する。これにより、ピストン5の摩擦部材54がフロントカバー2に押し付けられ、フロントカバー2に入力された動力がドライブプレート6を介して外側スプリングセット71に伝達される。
外側スプリングセット71に動力が伝達されると、ピストン5とタービン4とが相対回転し、第2支持プレート76の第2支持部76aと出力プレート74との間で回転方向に外側スプリングセット71および内側スプリングセット72が圧縮される。このとき、外側スプリングセット71および内側スプリングセット72は直列に圧縮される。
図3および図4に示すように、第1角度θ1までは第1外側コイルスプリング71a、第1内側コイルスプリング72aおよび第2内側コイルスプリング72bが圧縮される。中間部材73と出力プレート74との相対回転角度が第1角度θ1になると、第1突出部76cおよび第2突出部74dが回転方向に当接し、第2支持プレート76および出力プレート74の相対回転が停止する。この状態からピストン5が中間部材73に対して回転すると、第1外側コイルスプリング71aおよび第2外側コイルスプリング71bが並列に圧縮される。こうして、ダンパー機構7により2段階の捩り特性が実現される。
一方、ロックアップ装置9による連結が解除される際、第1空間S1に油圧ポンプ(図示せず)から作動油が供給される。この結果、第1空間S1の圧力が第2空間S2の圧力と同じあるいは第2空間S2の圧力よりも高くなり、ピストン5がタービン4側へ移動する。これにより、ピストン5がフロントカバー2に対して回転可能となり、ロックアップ装置9を介した動力の伝達が遮断され、作動油を介した動力の伝達が行われる。
<特徴>
ロックアップ装置9の特徴は、以下の通りである。
ロックアップ装置9の特徴は、以下の通りである。
(1)
このロックアップ装置9では、外側スプリングセット71および内側スプリングセット72が中間部材73により保持されているため、外側スプリングセット71に遠心力が作用してもピストン5に負荷がほとんど作用しない。このため、ピストン5に厚みの大きな筒状部を設ける必要がなくなり、外側スプリングセット71の寸法が筒状部による制約を受けにくくなる。これにより、このロックアップ装置9では設計の自由度を高めることができる。
このロックアップ装置9では、外側スプリングセット71および内側スプリングセット72が中間部材73により保持されているため、外側スプリングセット71に遠心力が作用してもピストン5に負荷がほとんど作用しない。このため、ピストン5に厚みの大きな筒状部を設ける必要がなくなり、外側スプリングセット71の寸法が筒状部による制約を受けにくくなる。これにより、このロックアップ装置9では設計の自由度を高めることができる。
また、厚みの大きな筒状部がなくなることにより、ピストン5の軽量化が可能となる。
(2)
中間部材73の最外周面が筒状部53の内周面53aよりも半径方向外側に配置されているため、外側スプリングセット71を従来品よりも半径方向外側に配置したり、外側スプリングセット71の外径を大きく設定したりできる。これにより、このロックアップ装置9では設計の自由度をさらに高めることができる。
中間部材73の最外周面が筒状部53の内周面53aよりも半径方向外側に配置されているため、外側スプリングセット71を従来品よりも半径方向外側に配置したり、外側スプリングセット71の外径を大きく設定したりできる。これにより、このロックアップ装置9では設計の自由度をさらに高めることができる。
(3)
特に、外側スプリングセット71がピストン5の筒状部53の軸方向トランスミッション側に配置されているため、外側スプリングセット71を従来品よりも半径方向外側に配置したり、外側スプリングセット71の外径を大きく設定したりしやすくなる。
特に、外側スプリングセット71がピストン5の筒状部53の軸方向トランスミッション側に配置されているため、外側スプリングセット71を従来品よりも半径方向外側に配置したり、外側スプリングセット71の外径を大きく設定したりしやすくなる。
(4)
外側スプリングセット71および内側スプリングセット72が中間部材73により保持されているため、ダンパー機構7を1つのアッセンブリとして取り扱うことができる。これにより、ロックアップ装置9の組み付け性が向上する。
外側スプリングセット71および内側スプリングセット72が中間部材73により保持されているため、ダンパー機構7を1つのアッセンブリとして取り扱うことができる。これにより、ロックアップ装置9の組み付け性が向上する。
(5)
特に、ドライブプレート6の爪部62が軸方向トランスミッション側へ延びており、爪部62が隣り合う外側スプリングセット71の端部の間に挿入されている。このため、ダンパー機構7が軸方向トランスミッション側からピストン5およびドライブプレート6に組み付け可能となり、ロックアップ装置9の組み付け性が向上する。
特に、ドライブプレート6の爪部62が軸方向トランスミッション側へ延びており、爪部62が隣り合う外側スプリングセット71の端部の間に挿入されている。このため、ダンパー機構7が軸方向トランスミッション側からピストン5およびドライブプレート6に組み付け可能となり、ロックアップ装置9の組み付け性が向上する。
<他の実施形態>
本発明の具体的な構成は、前述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種々の変更および修正が可能である。
本発明の具体的な構成は、前述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種々の変更および修正が可能である。
(1)
前述の実施形態では、ピストン5が筒状部53を有しているが、ピストン5が筒状部53を有していない場合も考えられる。この場合、ピストン5のさらなる軽量化が可能となる。
前述の実施形態では、ピストン5が筒状部53を有しているが、ピストン5が筒状部53を有していない場合も考えられる。この場合、ピストン5のさらなる軽量化が可能となる。
なお、ピストン5が筒状部53を有している場合、ピストン5の外周部の強度を確保できる。
(2)
前述の実施形態では、流体式動力伝達装置としてトルクコンバータ1を例に説明している。しかし、ロックアップ装置9が搭載される装置は、これに限定されず、例えばフルードカップリングなどであってもよい。
前述の実施形態では、流体式動力伝達装置としてトルクコンバータ1を例に説明している。しかし、ロックアップ装置9が搭載される装置は、これに限定されず、例えばフルードカップリングなどであってもよい。
1 トルクコンバータ(流体式動力伝達装置)
2 フロントカバー
3 インペラ
4 タービン
5 ピストン
51 ピストン本体
53 筒状部
6 ドライブプレート(入力部材の一例)
61 固定部
62 爪部
7 ダンパー機構
71 外側スプリングセット(第1弾性部材の一例)
71a 第1外側コイルスプリング
71b 第2外側コイルスプリング
79 スプリングシート
72 内側スプリングセット(第2弾性部材の一例)
72a 第1内側コイルスプリング
72b 第2内側コイルスプリング
73 中間部材
74 出力プレート(出力部材の一例)
8 ステータ
9 ロックアップ装置
2 フロントカバー
3 インペラ
4 タービン
5 ピストン
51 ピストン本体
53 筒状部
6 ドライブプレート(入力部材の一例)
61 固定部
62 爪部
7 ダンパー機構
71 外側スプリングセット(第1弾性部材の一例)
71a 第1外側コイルスプリング
71b 第2外側コイルスプリング
79 スプリングシート
72 内側スプリングセット(第2弾性部材の一例)
72a 第1内側コイルスプリング
72b 第2内側コイルスプリング
73 中間部材
74 出力プレート(出力部材の一例)
8 ステータ
9 ロックアップ装置
Claims (6)
- 動力が入力されるように設けられた入力回転体と、前記入力回転体に入力された動力が流体を介して伝達される出力回転体と、を有する流体式動力伝達装置に用いられ、前記入力回転体および出力回転体を機械的に連結するためのロックアップ装置であって、
前記入力回転体に対して摩擦連結可能に設けられたピストンと、
前記ピストンに固定された入力部材と、
前記ピストンと前記出力回転体とを回転方向に弾性的に連結するための機構であって、前記ピストンに伝達された動力が前記入力部材を介して伝達されるように設けられた複数の第1弾性部材と、前記第1弾性部材よりも半径方向内側に配置された複数の第2弾性部材と、前記第1および第2弾性部材が直列に作用するように前記第1および第2弾性部材を回転方向に弾性変形可能に支持する中間部材と、前記出力回転体に固定され前記第2弾性部材の端部と回転方向に当接可能な出力部材と、を有するダンパー機構と、
を備えたロックアップ装置。 - 前記ピストンは、ピストン本体と、前記ピストン本体の外周部から軸方向に延びる筒状部と、を有しており、
前記中間部材の最外周面は、前記筒状部の内周面よりも半径方向外側に配置されている、
請求項1に記載のロックアップ装置。 - 前記第1弾性部材は、前記筒状部よりも軸方向の前記出力回転体側に配置されている、
請求項2に記載のロックアップ装置。 - 前記入力部材は、前記ダンパー機構が前記ピストンに対して前記出力回転体側へ取り外し可能なように、隣り合う前記第1弾性部材の端部の回転方向間に前記入力回転体側から軸方向に挿入されている、
請求項1から3のいずれかに記載のロックアップ装置。 - 前記入力部材は、前記ピストンに固定された固定部と、前記固定部の外周部から前記出力回転体側へ延びる複数の爪部と、を有している、
請求項1から4のいずれかに記載のロックアップ装置。 - 前記中間部材は、前記出力部材により半径方向に支持されている、
請求項1から5のいずれかに記載のロックアップ装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008096601A JP2009250288A (ja) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | ロックアップ装置 |
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