JP2009505001A - 車両用のドライブトレーン - Google Patents

Abstract

変速機ハウジング（１）のフランジがフランジ接続される内燃機関を有しており、前記内燃機関のクランクシャフトが、中間要素（２）を介して、前記変速機の、前記フランジの領域に配置されたトルクコンバータ（４）の駆動フランジ（５）に接続される、車両用のドライブトレーン。前記トルクコンバータの駆動フランジは、前記中間要素の周囲に分散配置される複数の継手ボルト（６）により前記中間要素に締結される。前記継手ボルトは、前記中間要素に、前記変速機側から内燃機関の方を見たときに斜め内側に向かって角度αをなすようにねじ込まれている。前記中間要素は、複数の半径方向に突出するばね腕（２４、２９）を備えた円板ばね状のばね鋼製弾性中央部材（２３）を有している。

Description

本発明は、請求項１の上位概念（所謂おいて部分、プリアンブル部分）に係る車両用のドライブトレーンに関する。

そのようなドライブトレーンは特許文献１から知られている。そこではクランクシャフトの出力側端部が、一つの駆動円板を介して、トルクコンバータの駆動フランジに締結されている。この駆動円板は、回転対称形の薄板プレス部品である。これは、深絞り加工が可能な鋼板から製造される。駆動円板の半径方向周縁部は、深皿の縁部のように曲げ加工されている。コンバータを駆動円板に締結するために利用される継手ボルトは、クランクシャフトの軸線に対して斜めに配置され、それにより脱着作業を容易にしている。

運転中はドライブトレーンに軸方向の「変位」を来たす。軸方向の変位は、一方ではクランクシャフトの熱膨張により引き起こされる。他方では、トルクコンバータに起因してもたらされる。アイドリング運転から負荷運転に移行する際には、コンバータの内部に作動油圧が立ち上げられ、それによりトルクコンバータの駆動フランジは内燃機関に向かって押し付けられる。

欧州特許発明第１３４７２１０号明細書

本発明の課題は、脱着操作性に非常に優れると同時に、運転中に発生する軸方向の変位が、設計構造上簡単な方法により補償されるようにする、車両用のドライブトレーンを得ることにある。

この課題は、請求項１の各特徴により解決される。本発明の有利な構成形態および展開構成例は、従属請求項から察知することができる。
本発明の出発点は、変速機ハウジングのフランジにフランジ接続される内燃機関を有する車両用のドライブトレーンである。内燃機関のクランクシャフトは、軸方向に弾性を示す円板ばね状の中間要素を介して、変速機入口ないしは変速機のフランジの領域に配置されるトルクコンバータの駆動フランジに接続されている。トルクコンバータの駆動フランジは、中間要素の周囲に分散して配置される複数の継手ボルトにより、中間要素に締結される。容易な脱着作業を可能とするために、トルクコンバータの駆動フランジは中間要素に、変速機ハウジング側から、詳細には継手ボルトが中間要素に、変速機側から内燃機関の方を見たときに斜め内側に向かって一定の角度をなしてねじ込まれるように、締結される。

本発明の核心は、クランクシャフトからトルクコンバータの駆動フランジにトルクを伝達するために備えられる中間要素が、半径方向外側に向かって突出する複数のばね腕が供えられた、ばね鋼製薄板から製造される円板ばね状の弾性中央部材を有している点にある。この中央部材は、実質的に平坦であるとよい。それぞれのばね腕の自由端は、トルクコンバータの駆動フランジに間接的に接続される。中間要素のこのばね鋼製の中央部材は、ドライブトレーンに、運転中に発生する軸方向の変位を補償するために必要な軸方向の弾性を付与するようになっている。

中間要素をトルクコンバータの駆動フランジに接続するために、それぞれのばね腕の自由端に接続される一つのフランジリングが備えられるとよい。ばね腕の自由端は、このフランジリングに、リベット接続、またはその他の方法により接続されるとよい。フランジリングの周囲に分散して複数の「フランジ要素」が配置され、継手ボルトはこれにねじ込まれる。フランジ要素は、フランジリングの成形加工部であり、またそれによりフランジリングの一体型構成部品であるとよい。

あるいはフランジリングの代わりに、ばね腕の自由端に、別体のフランジ要素を一つずつ配置してもよい。これらのフランジ要素は、それぞれのばね腕にリベット接続されるとよい。フランジ要素は、これに設けられる、継手ボルトがねじ込まれるボルト穴が、相応に斜め内側を向くように構成されている。

フランジリングないしはそれに代わるフランジ要素は、中央部材のようにばね鋼から製造されるのではなく、むしろ成形性ないしは深絞り加工性に優れた鋼から製造されることが好ましい。

継手ボルトの脱着のために、変速機ハウジングに一つの作業穴が備えられるとよい。この作業穴を通して、変速機ハウジングの外側から、中間要素およびトルクコンバータが相応の回転位置にあるときには、継手ボルトの内の一つまたは複数に到達することができる。残りの継手ボルトについても、エンジンないしはエンジンのクランクシャフトに接続された中間要素をさらに回転させることによって、外側から斜めに到達することができる。

次に本発明を図面と関連付けて詳しく説明する。
図１には、本発明の基本原理が略図で示されている。ここには詳細に図示されない内燃機関には、変速機ハウジングがフランジ接続されるが、ここにはその壁面の一部１だけが示されている。ここには詳細に図示されない内燃機関のクランクシャフトは、「中間要素」２に接続されている。中間要素２の外側には、フライホイール・リングギヤ３が備えられ、これには、ここには詳細に図示されないスタータのスタータ・ピニオンが噛み合うことができるようになっている。

変速機ハウジング１の内部には、中間要素２に締結される駆動フランジ５を有するトルクコンバータ４が備えられている。駆動フランジ５は、中間要素２の円周方向に分散して配置される複数の継手ボルトにより、中間要素２に締結されている。

ここで明確に付言しておくが、駆動フランジ５は、必ずしも中間要素２に直接締結される必要はなく、これについては、図８との関連でさらに詳しく説明する。
図１には、これらの継手ボルトの内、継手ボルト６だけが示されている。図１から明らかであるように、継手ボルト６は軸方向７に対して斜めに配置されている。継手ボルト６は中間要素２に、変速機側から内燃機関の方を見たときに、斜め内側に向かって角度αをなすようにねじ込まれている。この角度αは、たとえば３０°であるとよい。

継手ボルト６の脱着作業のために、変速機ハウジング１には一つの作業穴８が設けられている。この作業穴８を通して、たとえばレンチのソケットなど適切な作業工具を斜め内側に向かって挿入して、ボルト６を中間要素２にねじ込むことができる。

図２には、継手ボルト６をねじ込む前の作業穴８が示されている。図２から明らかであるように、中間要素２の外周部には、斜めに配置されるフランジ要素９が備えられている。フランジ要素９は、継手ボルト６（図１を参照）をねじ込むことができる一つのボルト穴１０を有している。

図３には、複数のフランジ要素１１〜１６が外周部に分散して配置されている、円板ばね状の中間要素２の実施例が示されている。これらのフランジ要素１１〜１６はいずれも、ボルト穴１７〜２２を一つずつ有している。フランジ要素１１〜１６は、ここでは円板ばね状の中間要素２の一体型構成部品である。あるいはその代わりに、フランジ要素１１〜１６を、円板ばね状の中間要素２の「中央部材」２３とは別の材料から製造することもできる。フランジ要素１１〜１６は、中央部材２３にたとえばリベット接続されるとよい。

図４には、円板ばね状の中間要素２の別の実施例が示されている。この中間要素２は、ばね鋼薄板から製造される中央部材２３を有している。中央部材２３はさらに、半径方向外側に向かって突出している複数のばね腕２４〜２９を有している。それぞれのばね腕の自由端には、フランジ要素１１〜１６が一つずつ配置されている。これらのフランジ要素１１〜１６は、中央部材に、正確にいうと中央部材２３のそれぞれの腕２４〜２９に、リベット接続されるとよい。図４から明らかであるように、フランジ要素１１〜１６はいずれもボルト穴１７〜２２を一つずつ有している。ボルト穴１７〜２２はいずれも、フランジ要素１１〜１６の膨出部に設けられている。図１との関連で説明したように、これらのボルト穴１７〜２２の縦軸は、中間要素２の回転軸に対して斜め内側に向かって、たとえば３０°の角度で延びている。

図４の実施例においては、フランジ要素１１〜１６が中央部材２３とは別の材料から製造されるために、「軸方向の弾性」機能と「トルクコンバータの駆動フランジとの接続」機能とが、それぞれ異なる材料特性を持つ異なる構成部品により分担されるようになっている。中央部材は、ばね鋼薄板から製造されることが好ましいのに対し、フランジ要素１１〜１６は、深絞り加工が可能な鋼板から製造されるとよい。

図５には、本発明にしたがった円板ばね状の中間要素２のさらにもう一つの実施例が示されている。この中間要素２は、四腕式の中央部材２３を有している。同様にばね鋼から製造されるとよいこの中央部材２３の自由端はいずれも、一つのフランジリング３０に接続されている。フランジリング３０と中央部材２３は、たとえば互いにリベット接続されるとよい。フランジリング３０は、深絞り加工が可能な鋼板から製造されるとよい。フランジリング３０の円周方向には複数のフランジ要素１１〜１６が配置されている。これらのフランジ要素１１〜１６は、フランジリングに設けられる、たとえば深絞り加工により作られるとよい成形加工部により、形成されている。成形加工部はいずれも、中間要素２の回転軸に対して傾斜した３１を有している。これらの傾斜面には、継手ボルトがねじ込まれるボルト穴１７〜２２が一つずつ設けられている。

中間要素２をクランクシャフトと接続するために、中間要素２の中央領域には、円周方向に分散して配置される複数の穴３２が設けられ、これらを利用してクランクシャフトを中間要素２にフランジ接続できるようにしている。

図６には、エンジン側ないしはクランクシャフト側から見た、本発明にしたがったさらにもう一つの実施例が示されている。図７にはその裏面が、すなわち変速機側から見た図が示されている。図８には側面断面図が示されている。

図６〜８の中間要素２は、円周方向に互いに対して等間隔で配置される六つのばね腕が備えられた中央部材２３を有している。変速機側から見ると（図７を参照）、中央部材２３はそのばね腕によりフランジリング３０の上に載置されている。各ばね腕の端部は、図４の実施例に示されているのと同様に、フランジリング３０にリベット接続されている。図７に示唆されるように、それぞれのフランジ要素１１〜１６は凸状のフランジ面１１ａ〜１６ａを有している。これらのフランジ面１１ａ〜１６ａは、ここに示される実施例においては球面状に構成されている。これは、六つのフランジ要素１１〜１６のフランジ面１１ａ〜１６ａが全て、仮想球の上に位置していることを意味している。

図８には、図６、７の中間要素２の側面断面図が示されている。図８から明らかであるように、トルクコンバータ４の駆動フランジ５は、中間要素２に直接ではなく、むしろ一つの環状中間板３５を介して締結されるようになっている。この中間板３５の半径方向内側の部分３５ａは、トルクコンバータ４の駆動フランジ５に接続されている。駆動フランジ５は中間板３５に、締結、溶接、またはその他の方法で接続されるとよい。中間板３５の半径方向外側の部分３５ｂは、球面状に湾曲されて、六つのフランジ要素のフランジ面１１ａ〜１６ａに当接しているが、図８においてはその内のフランジ要素１１および１４だけを認めることができる。中間板３５は、それぞれのフランジ要素１１〜１６のところでフランジリング３０に締結されるが、その際にボルト６、６’は、図１との関連で既に説明したように、トルクコンバータ４側から見て「斜め内側に向かってねじ付けられて」いる。

中間板３５の代わりに、駆動フランジ５には、それぞれのフランジ面１１ａ〜１６ａに当接する、フランジリング３０に締結される複数のアングル要素またはその類が、溶接、締結、またはリベット接続されてもよい。

本発明の基本原理を示す略図である。 継手ボルトをねじ込むための作業穴を示す図である。 円板ばね状の中間要素の実施例を示す図である。 円板ばね状の中間要素の別の実施例を示す図である。 円板ばね状の中間要素のさらに別の実施例を示す図である。 円板ばね状の中間要素のさらに別の実施例をエンジン側から見た図である。 図６に示される実施例を変速機側から見た図である。 図６に示される実施例の側面断面図である。

符号の説明

１ 変速機ハウジング
２ 中間要素
３ スタータ・リングギヤ
４ トルクコンバータ
５ 駆動フランジ
６、６’ 継手ボルト
７ 軸方向
８ 作業穴
９ フランジ要素
１０ ボルト穴
１１〜１６ フランジ要素
１７〜２２ ボルト穴
２３ 中央部材
２４〜２９ ばね腕
３０ フランジリング
３１ 傾斜面
３２ 穴
３５ 中間板
３５ａ 中間板の半径方向内側領域
３５ｂ 中間板の半径方向外側領域

Claims (8)

1. 車両用のドライブトレーンであって、
   変速機ハウジング（１）のフランジにフランジ接続される内燃機関を有しており、その際に前記内燃機関のクランクシャフトは、中間要素（２）を介して、前記変速機の、前記フランジの領域に配置されたトルクコンバータ（４）の駆動フランジ（５）に接続され、さらに前記トルクコンバータ（４）の駆動フランジ（５）は、前記中間要素（２）の周囲に分散配置される複数の継手ボルト（６）により、前記中間要素（２）に接続されており、またその際に前記継手ボルト（６）は、前記中間要素（２）に、前記変速機側から内燃機関の方を見たときに斜め内側に向かって一定の角度（α）をなすようにねじ込まれている、ドライブトレーンにおいて、
   前記中間要素（２）が、複数の半径方向に突出するばね腕（２４〜２９）を備えた円板ばね状のばね鋼製弾性中央部材（２３）を有することを特徴とする、ドライブトレーン。
2. 請求項１に記載のドライブトレーンにおいて、前記ばね腕の自由端がフランジリング（３０）に接続されていること、その際に前記フランジリング（３０）の周囲に分散して複数のフランジ要素（１１〜１６）が配置され、これらに前記継手ボルト（６）がねじ込まれていることを特徴とする、ドライブトレーン。
3. 請求項２に記載のドライブトレーンにおいて、前記フランジ要素（１１〜１６）が、前記フランジリング（３０）の成形加工部であり、それにより前記フランジリング（３０）の一体型構成部品であることを特徴とする、ドライブトレーン。
4. 請求項１に記載のドライブトレーンにおいて、前記ばね腕（２４〜２９）のそれぞれの自由端に前記フランジ要素（１１〜１６）が一つずつ配置され、これに前記継手ボルト（６）がそれぞれ少なくとも一つずつ、ねじ込まれていることを特徴とする、ドライブトレーン。
5. 請求項４に記載のドライブトレーンにおいて、前記フランジ要素（１１〜１６）が深絞り加工が可能な鋼板から製造されていることを特徴とする、ドライブトレーン。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のドライブトレーンにおいて、前記変速機ハウジング（１）に作業穴（８）が設けられ、これを通して、前記中間要素（２）および前記トルクコンバータ（４）が相応の回転位置にあるときには、前記変速機ハウジング（１）の外側から前記継手ボルト（６）の少なくとも一つに到達可能であるとともに、前記中間要素（２）および前記トルクコンバータ（４）をさらに回転させることによって、残りの継手ボルト（６）についても順番に到達可能であることを特徴とする、ドライブトレーン。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のドライブトレーンにおいて、前記フランジ要素（１１〜１６）が球面状に湾曲されたフランジ面（１１ａ〜１６ａ）を有しており、これらに直接、前記トルクコンバータ（４）の駆動フランジ（５）、または前記トルクコンバータの駆動フランジに接続された構成部品（３５）が当接することを特徴とする、ドライブトレーン。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のドライブトレーンにおいて、前記変速機ハウジング（１）側から見て、前記中央部材（２３）のばね腕が前記フランジリング（３０）の上に載置されることを特徴とする、ドライブトレーン。

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