JP2010216498A - Fluid coupling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両等の自動変速装置に用いられる流体継手装置に関する。 The present invention relates to a fluid coupling device used in an automatic transmission such as a vehicle.
車両等の自動変速装置では、エンジンからの動力を伝達するために流体継手装置としてトルクコンバータが設けられており、スムーズに動力伝達を行うためにオイル等の作動流体を用いている。一般に、トルクコンバータは、エンジンのクランクシャフトに連結されるポンプインペラ、出力軸に連結されるタービンランナ及び両者の間に配設されたステータを備えている。ポンプインペラ、タービンランナ及びステータには、それぞれ周方向に同じ間隔で複数枚の羽根が設けられており、回転動作により羽根の間の作動流体が所定方向に押し流されるように羽根を所定角度傾斜させて設定されている。そして、ポンプインペラがエンジンにより回転すると、ポンプインペラの羽根の回転により作動流体がタービンランナの方に押し流されてタービンランナの羽根に衝突するようになり、その衝撃力によりタービンランナも回転するようになる。タービンランナ内に流入した作動流体はステータの方へ誘導されてステータの羽根に衝突してポンプインペラの方に流入する。その際に、ステータの羽根に衝突した作動流体の流動方向は、ポンプインペラの羽根の回転を妨げないように羽根の傾斜角度に沿うように制御される。こうして、作動流体が、ポンプインペラ、タービンランナ及びステータの羽根の間を循環することで、ポンプインペラからタービンランナに動力がスムーズに伝達され、エンジンの回転駆動に応じて出力軸が回転されるようになる。 In an automatic transmission such as a vehicle, a torque converter is provided as a fluid coupling device to transmit power from an engine, and a working fluid such as oil is used to smoothly transmit power. Generally, the torque converter includes a pump impeller coupled to an engine crankshaft, a turbine runner coupled to an output shaft, and a stator disposed between the two. The pump impeller, the turbine runner, and the stator are each provided with a plurality of blades at the same interval in the circumferential direction, and the blades are inclined at a predetermined angle so that the working fluid between the blades is pushed away in a predetermined direction by the rotating operation. Is set. When the pump impeller is rotated by the engine, the working fluid is pushed toward the turbine runner by the rotation of the blades of the pump impeller and collides with the blades of the turbine runner, and the turbine runner is also rotated by the impact force. Become. The working fluid that has flowed into the turbine runner is guided toward the stator, collides with the blades of the stator, and flows toward the pump impeller. At that time, the flow direction of the working fluid colliding with the stator blades is controlled so as to follow the blade inclination angle so as not to prevent the rotation of the pump impeller blades. Thus, the working fluid circulates between the pump impeller, turbine runner, and stator blades, so that power is smoothly transmitted from the pump impeller to the turbine runner, and the output shaft is rotated in accordance with the rotational drive of the engine. become.
以上のような構成のトルクコンバータでは、ポンプインペラとタービンランナとの間に回転差がないと作動流体が押し流されないため、出力軸にエンジンと同じ回転を伝達することはできず、損失が生じることは避けられない。そのため、ポンプインペラの回転をそのままタービンランナに伝達するロックアップクラッチが設けられている。 In the torque converter configured as described above, the working fluid is not pushed away unless there is a difference in rotation between the pump impeller and the turbine runner, and therefore, the same rotation as the engine cannot be transmitted to the output shaft, resulting in loss. It is inevitable. Therefore, a lock-up clutch is provided that transmits the rotation of the pump impeller as it is to the turbine runner.
こうしたロックアップクラッチを備えた流体継手装置としては、例えば、特許文献1では、複数のクラッチプレート及びクラッチディスクを交互に配置してピストン部材にを油圧により作動させてクラッチプレート及びクラッチディスクを接合させるようにしたロックアップクラッチを備えた流体継手装置が記載されている。 As a fluid coupling device including such a lock-up clutch, for example, in Patent Document 1, a plurality of clutch plates and clutch disks are alternately arranged, and the piston members are hydraulically operated to join the clutch plates and the clutch disks. A fluid coupling device with such a lock-up clutch is described.
上述した特許文献に記載されているように、ロックアップクラッチを流体継手装置の内部に配置すると、その分のスペースが必要となり、装置全体のサイズを大きくせざるを得ない。 As described in the above-mentioned patent document, when the lock-up clutch is disposed inside the fluid coupling device, a space for that is required, and the size of the entire device must be increased.
しかしながら、例えば、自動車のように、近年の燃費向上のための技術開発により変速機構の多段化が進み、変速機構に必要なスペースが大きくなっており、またエンジン機構についても同様に設置スペースが増加しており、両者の間に配置される流体継手装置の設置スペースが狭くなってきているのが現状である。 However, for example, in the case of automobiles, with the recent development of technology for improving fuel efficiency, the speed change mechanism has become multi-stage, and the space required for the speed change mechanism has increased, and the installation space for the engine mechanism has also increased. However, the installation space of the fluid coupling device disposed between the two is becoming smaller.
そこで、本発明は、ロックアップクラッチを内蔵するとともに軸方向のスペースを狭くすることのできる流体継手装置幅を提供することを目的とするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a fluid coupling device width that can incorporate a lock-up clutch and can narrow an axial space.
本発明に係る流体継手装置は、エンジンの回転駆動軸に連結された一体ケースと、出力軸に連結されたタービンハブと、前記一体ケースに設けられたポンプインペラ及び前記タービンハブに設けられたタービンランナからなるとともに前記一体ケースから前記タービンハブに回転を伝達する流体継手と、クラッチプレート及びクラッチディスクをピストン部材により圧接させ前記一体ケース及び前記タービンハブを連結して回転させるロックアップクラッチとを備えた流体継手装置において、前記ロックアップクラッチは、前記クラッチプレートを支持する支持部材を前記タービンランナの径方向の所定位置に軸方向に沿って固着して前記クラッチプレートが前記タービンランナにより保持されていることを特徴とする。さらに、前記ピストン部材は、前記タービンハブに対して軸方向に摺動可能に取り付けられるとともに前記タービンランナに沿って径方向に向かって延設されていることを特徴とする。 A fluid coupling device according to the present invention includes an integrated case connected to a rotational drive shaft of an engine, a turbine hub connected to an output shaft, a pump impeller provided in the integrated case, and a turbine provided in the turbine hub. A fluid coupling comprising a runner and transmitting rotation from the integral case to the turbine hub; and a lock-up clutch that presses a clutch plate and a clutch disc with a piston member to connect and rotate the integral case and the turbine hub. In the fluid coupling device, the lock-up clutch is configured such that a support member that supports the clutch plate is fixed to a predetermined radial position of the turbine runner along the axial direction, and the clutch plate is held by the turbine runner. It is characterized by being. Further, the piston member is attached to the turbine hub so as to be slidable in the axial direction, and extends in the radial direction along the turbine runner.
本発明は、上記のような構成を有することで、タービンハブに設けられたタービンランナをロックアップクラッチのクラッチプレート及びクラッチディスクを収容するドラムの一部として兼用させることができる。そのため、従来のようにドラム及びタービンランナを別個に設けていた場合に軸方向に2つの部材の板厚分のスペースが必要であったが、本発明では軸方向のスペースがタービンランナの板厚のみとなって軸方向のスペースを狭くすることができる。 In the present invention, the turbine runner provided in the turbine hub can be used as a part of the drum for accommodating the clutch plate of the lockup clutch and the clutch disk by having the above-described configuration. Therefore, when the drum and the turbine runner are separately provided as in the prior art, a space corresponding to the plate thickness of the two members is required in the axial direction. However, in the present invention, the axial space is the plate thickness of the turbine runner. As a result, the axial space can be reduced.
また、タービンランナを一体ケースの内周面まで延設させた場合には、クラッチプレートを支持する支持部材をタービンランナの外径部分又は内径部分に適宜レイアウトすることができ、流体継手装置内の部品のレイアウトの自由度を高めることが可能となる。 Further, when the turbine runner is extended to the inner peripheral surface of the integral case, the support member that supports the clutch plate can be appropriately laid out on the outer diameter portion or inner diameter portion of the turbine runner, It is possible to increase the degree of freedom of component layout.
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail. The embodiments described below are preferable specific examples for carrying out the present invention, and thus various technical limitations are made. However, the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these forms.
図1は、本発明の実施形態に関する断面図である。なお、図1では、流体継手装置1の構造が中心軸Tを中心に線対称となるため、上半分の断面構造のみを描画している。 FIG. 1 is a cross-sectional view relating to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, since the structure of the fluid coupling device 1 is line symmetric about the central axis T, only the upper half cross-sectional structure is drawn.
流体継手装置1は、一体ケースであるカップリングハウジング2内に収容されており、その前側(図面では右側)は内燃エンジン機関が配置され、後側(図面では左側)には多段変速機構が配置されて、それぞれ接続されるようになっている。 The fluid coupling device 1 is accommodated in a coupling housing 2 that is an integral case, and an internal combustion engine is disposed on the front side (right side in the drawing), and a multistage transmission mechanism is disposed on the rear side (left side in the drawing). Are connected to each other.
流体継手装置1は、一体ケースを構成するフロントカバー3及びリアカバー4を備えており、両者は溶接により一体化されている。フロントカバー3の中心部にはセンタピース5が突設されており、センタピース5にエンジンクランクシャフト(図示せず)が嵌合してフロントカバー3と接続される。フロントカバー3の中央部には、後述するロックアップクラッチを収容するように膨出形成されている。
The fluid coupling device 1 includes a
リアカバー4の外周部には、ポンプインペラ6の外郭を形成するように外方に向かって湾曲しており、その内周端にはカバーボス7が溶接により固着されている。カバーボス7の内部には出力軸である出力シャフト8が収容されており、出力シャフト8の先端部の外周にはタービンハブ9が連結されている。
The outer periphery of the rear cover 4 is curved outward so as to form the outline of the
タービンハブ9の前側面はスラストベアリング10を介してフロントカバー3の内面に回動可能に設けられた保持部材31に連結され、後側面はスラストベアリング11を介してカバーボス7の内面に連結されており、タービンハブ9はカップリングハウジング2内において回転可能に支持されている。
A front side surface of the
ポンプインペラ6の内側には、ポンプインペラ6とほぼ同形状のタービンランナ12が対向配置されており、タービンランナ12の内径側に延設された側面部12aは、タービンハブ9の後端外周部と接続して固定されている。そして、側面部12aの外径側には、前側に矩形状に突出するように取付部12bが湾曲形成されている。
A
側面部12aの前側にはロックアップクラッチ13が設けられている。ロックアップクラッチ13は、取付部12bに固着され軸方向に沿って前方に向かって突設された支持部材14、後述する出力側プレートに連設し軸方向に沿って後方に延設されるとともに支持部材14の内側に対向配置されたハブ部材15、支持部材14のスプライン14aに外径側が係合する5枚のクラッチプレート16、及び、ハブ部材15のスプライン15aに内径側が係合し両面に紙、石綿等の摩擦材が接着されている4枚のクラッチディスク17を備えている。そして、クラッチプレート16及びクラッチディスク17は、交互に重合するように配置され、支持部材14の先端側に取り付けられたスナップリング18により抜け止めされている。
A lock-
ロックアップクラッチ13とタービンランナ12の側面部12aとの間には、ピストン部材19が配置されている。ピストン部材19の外径側には、クラッチプレート16に対向配置されたクラッチ押圧部19aが形成されており、内径側はタービンハブ9の外周部に支持されるとともに側面部12aに沿って段差状に形成されたピストン部19bが形成されている。ピストン部19bは、タービンハブ9の外周面との間にOリング20が設けられ、タービンランナ12の取付部12bとの間にシール部材21が設けられており、側面部12aとの間に所定の隙間が形成されている。
A
一体ケース2内には、出力シャフト8とタービンハブ9との間から導入される作動油により満たされており、作動油は、スラストベアリング11に形成された油路から流入してポンプインペラ6、タービンランナ12、ロックアップクラッチ13及びロックアップダンパ機構22内に充満し、スラストベアリング10に形成された油路から流出して常時循環するようになっている。
The integral case 2 is filled with hydraulic oil introduced from between the
また、出力シャフト8の内部に軸方向に沿って形成された連通路8a、連通路8aからタービンハブ9に向かって形成された連通孔8bを通って別の作動油が供給される。タービンハブ9の内部には径方向に沿って供給路9aが形成されており、供給路9aは連通孔8bに接続している。そして、供給路9aは、タービンハブ9の支持部9aとピストン部材19のピストン部19bとの間の作動空間に連通しており、連通路8aを通って供給された作動油は作動空間に充満されるようになっている。作動空間は、Oリング20及びシール部材21により密閉空間とされており、作動油が充満することで油圧によりピストン部材19をロックアップクラッチ13の方に移動させてクラッチ押圧部19aによりクラッチプレート16を押圧するようになる。そのため、作動空間への作動油の供給制御によりロックアップクラッチ13のロックアップ動作を制御することができる。
Further, another hydraulic oil is supplied to the inside of the
タービンランナ12の前側でロックアップクラッチ13の外径側には、ロックアップダンパ機構22が配置されている。ロックアップダンパ機構22は、フロントカバー3に支持部材30を介して外径側端部が固着されたリング状の入力側プレート23を備え、入力側プレート23の前面側にリング状の出力側プレート24、入力側プレート23の後面側にリング状の支持プレート25、及び、入力側プレート23の内径側に配置されたリング状の中間プレート26を備えている。
A lockup damper mechanism 22 is disposed on the outer diameter side of the lockup clutch 13 on the front side of the
出力側プレート24及び支持プレート25は、外径側において入力側プレート23の外周に沿って複数のリベット27により重ね合うように固定されており、両者の間には入力プレート側23が回転可能となるように所定の間隔が空けられている。入力側プレート23は、中間プレート26を囲むように配置されて内径側にリベット27を収容する切欠き部が形成されている。
The
入力側プレート23の内径側には支持部が突設されており、中間プレート26の外径側にも支持部が突設されており、両プレートの支持部の間には一対のコイルスプリング28及び29が二重に装着されている。また、出力側プレート24及び支持プレート25には、コイルスプリング28及び29を収容する長孔状の溝部24a及び25aが形成されており、溝部24a及び25aの内周には庇状に外方に向かって湾曲形成されてコイルスプリング28及び29が入力側プレート23及び中間プレート26の支持部から外れないようになっている。
A support portion projects from the inner diameter side of the
出力側プレート24の内径側は、後方側に折れ曲がるように形成されてロックアップクラッチ13のハブ部材15が連設されている。また、フロントカバー3の内径側には保持部材31が回動可能に保持されており、保持部材31の外径側には出力側プレート24がリベット32により固着されている。
The inner diameter side of the
次に、上述した流体継手装置の動作について説明する。エンジンの回転がカップリングハウジング2に伝達されると、リアカバー4に形成されたポンプインペラ6が回転し、それに伴ってタービンランナ12が回転するようになる。そのため、タービンランナ12の回転がタービンハブ9を介して出力シャフト8に伝達されて回転するようになる。
Next, the operation of the above-described fluid coupling device will be described. When the rotation of the engine is transmitted to the coupling housing 2, the
出力シャフト8に回転が伝達された状態において、ピストン部材19を作動させてクラッチプレート16及びクラッチディスク17を接合させてロックアップ状態に設定すると、ロックアップダンパ機構22では、フロントカバー3側に連結する入力側プレート23とロックアップクラッチ13側に連結する出力側プレート24との間に生じる回転速度差によりコイルスプリング28及び29が圧縮変形されて、回転速度差による衝撃が緩和される。そして、入力側プレート23のトルクが大きくなるにしたがいコイルスプリング28及び29がさらに圧縮変形され、入力側プレート23及び出力側プレート24が中間プレート26を介して直結された状態となり、フロントカバー3がロックアップダンパ機構22及びロックアップクラッチ13を介してタービンランナ12に直結されて出力シャフト8がエンジンの回転と同期して回転するようになる。
In a state where rotation is transmitted to the
この例では、ロックアップクラッチ13は、クラッチプレート16を支持する支持部材14をタービンランナ12の内径側に延設された側面部12aの外径側に形成された取付部12bに軸方向に沿って固着し、クラッチプレート16がタービンランナ12により保持されるように構成されている。そのため、クラッチプレート16、クラッチディスク17及びピストン部材19が、タービンハブ9、タービンランナ12の側面部12a及び支持部材14に囲まれる内部空間に配置されるようになる。
In this example, the lock-up clutch 13 is provided along the axial direction with a mounting
従来のロックアップクラッチでは、ドラム部材等のタービンランナ12とは別部材を用いていたが、こうした部材をタービンランナ12の側面部12aで兼用することで、2つの部材による板厚が1つの部材の板厚に薄く形成することが可能となり、その分流体継手装置の軸方向のスペースを狭くすることができる。
In the conventional lockup clutch, a member other than the
図2は、上述した実施形態の変形例に関する断面図である。この例では、この例では、図1に示す装置と異なるレイアウトで各部品を一体ケース2内に収容している。フロントカバー3及びタービンランナ12の間に、外径側にロックアップクラッチ13が配置され、内径側にロックアップダンバ機構22が配置されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view regarding a modification of the above-described embodiment. In this example, in this example, each component is accommodated in the integrated case 2 with a layout different from that of the apparatus shown in FIG. Between the
ロックアップクラッチ13は、支持部材14がタービンランナ12の外周端部に設けられた取付部12bに固定されるとともにハブ部材15はロックアップダンパ機構22の出力側プレート24’と一体形成されている。
In the
ロックアップダンパ機構22は、図1に示す入力側プレート23が外径側に配置されて出力側プレート24’となり、図1に示す中間プレート26が内径側に配置されて中間プレート26’なり、図1に示す出力側プレート24が内径側に配置されて入力側プレート23’となっている。ちょうど図1に示す構成の外径側及び内径側を逆にしたような構成を備えている。そして、入力側プレート23’の内径側端部がフロントカバー3に固定されている。
In the lockup damper mechanism 22, the
この例においても、ロックアップクラッチ13は、クラッチプレート16を支持する支持部材14をタービンランナ12の外周端部に形成された取付部12bに軸方向に沿って固着し、クラッチプレート16がタービンランナ12により保持されるように構成されている。そのため、クラッチプレート16、クラッチディスク17及びピストン部材19が、タービンハブ9、タービンランナ12及び支持部材14に囲まれる内部空間に配置されるようになる。
Also in this example, the lock-up clutch 13 fixes the
図3は、従来の流体継手装置に関する比較例を示す断面図である。この例では、ロックアップクラッチ13は、タービンハブ9に内周端部が接続固定されたドラム部材14’を備えており、ドラム部材14’の後面側には、リベット12cによりタービンランナ12’が取り付けられている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a comparative example relating to a conventional fluid coupling device. In this example, the
図2に示す流体継手装置と比較すると、タービンランナ12’及びドラム部材14’の2つの部材をリベット12cにより連結する構成となっているため、2つの部材が重なり合ってその分軸方向のスペースが増加するようになっている。また、図1に示すように、ロックアップクラッチ13を内径側に配置した場合には、リベット12cの取付位置がピストン部材19の作動空間に対向する位置に設定することになる。その場合、作動空間内に充填される作動油がリベット12cの貫通孔から漏出するおそれがあり、好ましくない。したがって、図3に示す比較例においては、ロックアップクラッチ13の装置内におけるレイアウト位置に制約があるが、本発明では、タービンランナ12をタービンハブに接続してロックアップクラッチ13の支持部材をタービンランナ12に固定しているので、ロックアップクラッチ13のレイアウト位置の自由度が大きく、さらに軸方向のスペースを狭くすることもできる。
Compared with the fluid coupling device shown in FIG. 2, since the two members of the
T 中心軸
1 流体継手装置
2 一体ケース
3 フロントカバー
4 リアカバー
5 センタピース
6 ポンプインペラ
7 カバーボス
8 出力シャフト
9 タービンハブ
10 スラストベアリング
11 スラストベアリング
12 タービンランナ
13 ロックアップクラッチ
14 支持部材
15 ハブ部材
16 クラッチプレート
17 クラッチディスク
18 スナップリング
19 ピストン部材
20 Oリング
21 シール部材
22 ロックアップダンバ機構
23 入力側プレート
24 出力側プレート
25 支持プレート
26 中間プレート
27 リベット
28 コイルスプリング
29 コイルスプリング
30 支持部材
31 保持部材
32 リベット
T center shaft 1 fluid coupling device 2
10 Thrust bearing
11 Thrust bearing
12 Turbine runner
13 Lock-up clutch
14 Support member
15 Hub member
16 Clutch plate
17 Clutch disc
18 Snap ring
19 Piston member
20 O-ring
21 Seal material
22 Lock-up damper mechanism
23 Input side plate
24 Output side plate
25 Support plate
26 Intermediate plate
27 Rivet
28 Coil spring
29 Coil spring
30 Support member
31 Holding member
32 rivets
Claims (2)
前記ロックアップクラッチは、前記クラッチプレートを支持する支持部材を前記タービンランナの径方向の所定位置に軸方向に沿って固着して前記クラッチプレートが前記タービンランナにより保持されていることを特徴とする流体継手装置。 An integrated case connected to the rotational drive shaft of the engine, a turbine hub connected to the output shaft, a pump impeller provided in the integrated case, and a turbine runner provided in the turbine hub, and from the integrated case to the A fluid coupling device comprising: a fluid coupling that transmits rotation to a turbine hub; and a lock-up clutch that presses a clutch plate and a clutch disk with a piston member to connect and rotate the integrated case and the turbine hub.
In the lockup clutch, a support member that supports the clutch plate is fixed to a predetermined position in the radial direction of the turbine runner along the axial direction, and the clutch plate is held by the turbine runner. Fluid coupling device.
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Cited By (1)
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WO2016136072A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | 株式会社エクセディ | Torque converter |
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2009
- 2009-03-13 JP JP2009060969A patent/JP2010216498A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016136072A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | 株式会社エクセディ | Torque converter |
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