JP2010265982A - ダンパ装置の中間部材のセンタリング構造及びダンパ装置の取付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 トルクコンバータ、流体継手、又は発進装置内に収容されて、衝撃トルクを緩和したりエンジンのトルク変動を吸収することが出来るダンパ装置であって、該ダンパ装置に直列状態で収容したダンパスプリングの伸縮と共に回転する中間部材のセンタリング構造の提供。
【解決手段】 ダンパ装置は中央ディスク２と中間部材１を両側プレート３ａ，３ｂで挟み込み、外周部には両側プレート３ａ，３ｂを締結するリベット９の外周にスペーサ１０を嵌めたガイド８を設け、直列したダンパスプリング４，４の間に介在するセパレータ６の外周を中心から所定の半径を持って形成し、この外周を上記ガイド８に接触させている。
【選択図】 図１

Description

本発明はトルクコンバータ、流体継手、発進装置などに用いるダンパ装置を構成する中間部材のセンタリング構造に関するものである。

今日、トルクコンバータは大半の車両に装着されているが、該トルクコンバータは周知の通りエンジンの動力を、作動流体を媒体としてトランスミッションへ伝えることが出来る一種の継手であり、エンジンによって回されるポンプインペラ、そして該ポンプインペラの回転により送り出される作動流体の動きを受けて回るタービンランナ、さらにタービンランナから出た作動流体の向きを変えてポンプインペラへ導くステータから構成されている。

そこで、これらポンプインペラ、タービンランナ、及びステータには複数枚のブレードが所定の角度をもって一定間隔で配列されている。トルクコンバータ内に封入されている作動流体は、ポンプインペラからその各ブレードを介して外周方向へ送り出され、トルクコンバータのケース内壁を伝い、タービンランナのブレードに当って該タービンランナをポンプインペラと同方向に回す働きをする。又タービンランナに当たってから送り出される作動流体は、ステータのブレードに当たってポンプインペラの回転を助長するように流れ方向が変えられ、再び内周からポンプインペラに流入する。

図５は従来のトルクコンバータの断面を示している。同図の（イ）はポンプインペラ、（ロ）はタービンランナ、（ハ）はステータ、そして（チ）はピストンをそれぞれ示し、これらはトルクコンバータ外殻（ホ）内に収容されている。そこでエンジンからの動力を得てフロントカバー（ヘ）が回転し、該フロントカバー（ヘ）と一体となっているポンプインペラ（イ）が回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナ（ロ）が回る。

そしてタービンランナ（ロ）のタービンハブ（ト）には軸(図示なし)が嵌って、タービンランナ（ロ）の回転をトランスミッション（図示なし）へ伝達することが出来る。トルクコンバータは一種の流体クラッチである為、ポンプインペラ（イ）の回転速度が高くなるにしたがってタービンランナ（ロ）は回り始め、さらに高速になるにつれてタービンランナ（ロ）の速度はポンプインペラ（イ）の回転速度に近づく。しかし作動流体を媒介としているトルクコンバータでは、タービンランナ（ロ）の回転速度はポンプインペラ（イ）と同一速度にはなり得ない。

そこで、同図にも示しているようにトルクコンバータ外殻（ホ）内にはピストン（チ）が設けられていて、タービンランナ（ロ）の回転速度が所定の領域を越えた場合には、該ピストン（チ）が軸方向に移動してフロントカバー（ヘ）に係合するように作動することが出来る。ピストン外周には摩擦材（リ）が取り付けられている為に、該ピストン（チ）は滑ることなくフロントカバー（ヘ）と同一速度で回転することが出来る。そしてこのピストン（チ）はタービンランナ（ロ）と連結していて、タービンランナ（ロ）はピストン（チ）によって回されることになり、エンジンからの動力をトランスミッションへ、流体を介することによるロスを伴うことなくほぼ１００％の高効率で伝達することが出来る。

このように、タービンランナ（ロ）の回転速度が高くなって、ある条件になった時に、ピストン（チ）はフロントカバー（ヘ）に係合して、作動流体を媒体としないでタービンランナ（ロ）を直接回転駆動させることが出来る。しかし係合前は、タービンランナ（ロ）とフロントカバー（ヘ）の回転速度は完全に同一ではなく、ピストン（チ）がフロントカバー（ヘ）に係合することで、速度差に基づく衝撃トルクが発生する。この係合時の衝撃を緩和し、一方では係合後（ロックアップ状態）にエンジンのトルク変動を和らげる為にピストン（チ）とタービンランナ（ロ）との間にはダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・・を備えたダンパ装置（ニ）が取り付けられている。

従って、タービンランナ（ロ）と共に同一速度で回転しているピストン（チ）が僅かに速いフロントカバー（ヘ）に係合する際、ピストン（チ）の速度は瞬間的に高くなってタービンランナ（ロ）をより速く回そうとするトルクが作用する。この衝撃的トルクをダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・・が圧縮変形して吸収するように構成されている。ピストン（チ）はタービンランナ（ロ）のタービンハブ（ト）に同軸を成して取り付けられているが、ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・・の圧縮変形によって上記タービンランナ（ロ）と位相角度差を生じることが出来る構造となっている。

ところで、ダンパ装置（ニ）は、一部断面を含む平面図を図６に示すように、入力側と成る中央ディスク（ワ）を出力側となる両側プレート（レ）、（ル）にて挟み込んだ構造とし、両側プレート（レ）、（ル）には収容空間（タ）、（タ）・・を形成して上記ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・・を収容している。この収容空間（タ）、（タ）・・・に収容されているダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・・は上記中央ディスク（ワ）が両側プレート（レ）、（ル）より速く回転することで圧縮され、一方の側プレート（ル）はタービンランナ（ロ）と共にタービンハブ（ト）に連結・固定されている。

その為に側プレート（ル）の内周側にはタービンハブ（ト）に固定される取着部（オ）を設けている。中央ディスク（ワ）の外周にはピストン（チ）と係合するための係合溝（ツ）、（ツ）・・・を設けており、ピストン（チ）から入力するトルクはダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・・を介して側プレート（レ）、（ル）に伝達し、そして片方の側プレート（ル）からタービンハブ（ト）へ伝達され、タービンハブ（ト）の軸穴に嵌る出力軸へ伝えられる。

ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・・は互いにリベット止めされている両側プレート（レ）、（ル）に形成される収容空間（タ）、（タ）・・・に収容され、しかも２本が直列して１組となっている。又、中央ディスク（ワ）の外周部に形成した長穴には補助ダンパスプリング（ネ）、（ネ）・・・が嵌っていて、両側プレート（レ）、（ル）にて挟まれている。該補助ダンパスプリング（ネ）、（ネ）・・・はダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・・の圧縮変形では吸収出来ない極端に大きな衝撃トルクが発生した際に機能する。

そこで、ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・・が大きく圧縮変形して中央ディスク（ワ）が回転するならば、中央ディスク（ワ）の回転に伴い両側プレート（レ）、（ル）に形成した収容空間に沿って補助ダンパスプリング（ネ）、（ネ）・・・は移動し、収容空間先端の受け面に当る。さらに、補助ダンパスプリング（ネ）、（ネ）・・・の圧縮変形によっても吸収出来ない極端に大きな衝撃トルクが発生した時にはストッパーが働く。

ところで、上記収容空間（タ）に収容されている２本１組の直列状態のダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）の間には中間部材（ラ）の外方向に突出したセパレータ（ナ）が介在し、該中間部材（ラ）はタービンハブ外周に形成した軸受け（カ）に軸支されている。そこで、直列状態にあるダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）を均等に伸縮させる為に、ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）の伸縮と共に回転することが出来る。勿論、ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）の伸縮に伴う回転の他に、トルクコンバータの回転と共に中間部材（ラ）は高速で回転する為に、リング外周の３ヶ所に突出しているセパレータ（ナ）、（ナ）・・・が遠心力によって外方向へ引っ張られ、その為に中間部材（ラ）が歪む。その結果、直列状態のダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）を正しく支持出来なくなり、該ダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）は座屈して側プレート（レ）、（ル）と干渉することになる。

図７は中間部材（ラ）が歪になった場合を模式的に表しているが、このようにリング（ソ）が変形するとタービンハブ（ト）に軸支されている中間部材（ラ）はダンパスプリング（ヌ）、（ヌ）・・・の伸縮に伴ってスムーズに回転することが出来難くなる。前記図５は中間部材（ラ）を軸支しているタービンハブ（ト）の軸支構造を示す断面を示しているが、タービンハブ（ト）には中間部材（ラ）を軸支する為の軸受け（カ）が形成されている。

そして、ロックアップダンパ装置の片側プレート（ル）の取着部（オ）とタービンランナ（ロ）の取着部がタービンハブ（ト）にリベット止めされている。ところで、タービンランナ（ロ）が回転すると作動流体の流れによってポンプインペラ側へ移動し（撓み）、この撓み変形はタービンハブ（ト）に固定しているリベットに大きな応力として作用する。従って、該リベットだけではタービンランナ（ロ）の撓み変形を支えることが困難となる。

このように、ダンパ装置の中間部材をセンタリング構造には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であって、遠心力によって中間部材が歪むことなく、又タービンランナをタービンハブに強固に安定して固定することが出来るようにした中間部材のセンタリング構造及びダンパの取付け構造を提供する。

本発明に係る中間部材のセンタリング構造は、該中間部材に形成している穴の内周ではなくセパレータの外周がガイドされる。その為にセパレータ外周は中間部材中心と同心を成した所定の半径を有している。このガイドはダンパ装置を構成する両側プレートを連結しているリベットが利用される。そして、タービンハブ外周にはタービンランナ側に外周側へ延びる受けを有し、この受けにダンパ装置の片側プレート及びタービンランナの取着部が締結されている。

本発明では中間部材に設けているセパレータ外周をガイドしてセンタリングする構造である為に、高速回転に伴う遠心力が働いてもセパレータが外方向へ引かれてリングが歪になることはない。従って、ダンパスプリングの伸縮に伴って中間部材は滑らかな回転を行い、全てのダンパスプリングを均等に伸縮することが出来る。

そして、セパレータ外周をガイドしたセンタリング構造である為に、タービンハブ外周には軸受けを必要としない。従って、ダンパ装置は内蔵されるトルクコンバータや流体継手、発進装置などの構造に左右されることなく取付けることが出来る。また、タービンハブ外周にセンタリングする軸受けを必要としないことで、その代わり受けをタービンランナ側に設けることが可能と成り、該受けにダンパ装置の片側プレート取着部及びタービンランナ取着部を強固に固定することが出来る。

本発明に係るセンタリングを備えたダンパ装置。 中間部材の具体例。 中間部材のセンタリング構造。 ロックアップダンパ装置の取付け構造。 従来のトルクコンバータ。 従来のダンパ装置。 遠心力で歪になった中間部材。

図１は本発明に係る中間部材センタリング構造を採用したダンパ装置を示す実施例である。同図の１は中間部材、２は中央ディスク、３は側プレート、４はダンパスプリングを夫々表している。同図は一部断面を含むダンパ装置の正面図であり、中央ディスク２は両側プレート３，３にて挟み込まれ、間には上記ダンパスプリング４，４・・が収容されている。

基本構造は前記図６に示したダンパ装置と共通し、中央ディスク２と側プレート３，３との間で相対回転が生じるならば、収容されている上記ダンパスプリング４，４・・は伸縮することが出来るように作動する。そこで、概略リング状の中央ディスク２の内周にはバネ押え５，５・・を設け、隣り合うバネ押え５，５の間には２本のダンパスプリング４，４が直列状態で配列している。

そして、両ダンパスプリング４，４の間には中間部材１の外周へ突出しているセパレータ６，６・・が介在し、直列状態のダンパスプリング４，４は両側プレート３，３に形成したバネ収容部７に収容されている。従って、中央ディスク２と側プレート３，３との間に相対回転が発生すると、ダンパスプリング４，４・・・は伸縮変形するが、この際、全てのダンパスプリング４，４・・・は均等に伸縮することが出来る。

すなわち、直列状態にあるダンパスプリング４，４の間にはセパレータ６が介在してダンパスプリング４，４の伸縮と共に中間部材１は回転することが出来る。ところで、中間部材１が正確に回転する為に外周部にガイド８，８・・を設けている。しかも該ガイド８，８・・・は中央ディスク２を挟んだ両側プレート３，３を締結するリベット９，９・・・の外周にスペーサ１０，１０・・・を取付けた構造としている。

図２は中間部材１を示す具体例であり、同図に示すようにリング１１には３箇所にセパレータ６，６，６が外方向へ突出している。該セパレータ６の形状は両側面１２，１２が傾斜してダンパスプリング４，４の先端が当接しやすく成っている。そして外周側には突片１３，１３が設けられて、側面１２，１２に当接するダンパスプリング４，４の先端が外れないように成っている。

そして、セパレータ６の外周１４は中心から半径Ｒの曲率にて湾曲している。従って、ダンパスプリング４，４の伸縮に伴って中間部材１は回転するが、外周１４，１４・・・には上記ガイド８，８・・・が接してセンタリングされる。すなわち、本発明では従来のトルクコンバータのようにタービンハブ外周に形成した軸受けにてセンタリングすることなく、ダンパ装置の両側プレート３，３を締結しているリベット９，９・・・に嵌めたスペーサ１０，１０・・・をガイド８，８・・・として利用することでセンタリングを行っている。

すなわち、中間部材１のセンタリングをダンパ装置内で行う構造としている為に、該ダンパ装置はタービンハブの形態に左右されることなく、あらゆるトルクコンバータや流体継手に適用できる。図３は中間部材１がセンタリングされるガイド８の詳細図であり、中心軸に対して下側断面を示している。

中央ディスク２及び中間部材１は両側プレート３ａ，３ｂによって挟まれているが、回転出来るように間にはスペーサ１０が介在した状態でリベット止めされている。すなわち、僅かなクリアランスを残して両側プレート３ａ，３ｂが中央ディスク２及び中間部材１を挟んでいる。そして、該スペーサ１０は中間部材１のセパレータ６の外周１４に接し、該中間部材１を位置決め（センタリング）している。

図４は上記ダンパ装置を取付けたトルクコンバータの一部断面を示している。ダンパ装置は従来のトルクコンバータと同じくタービンハブ１５に位置決めされて取付けられているが、この場合、側プレート３ｂの取着部１６とタービンランナの取着部１７が該タービンハブ１５の外周に設けた受け１８にリベット止めされている。

本発明では中間部材１がダンパ装置に設けたガイド８，８・・・によってセンタリングされている為に、タービンハブ１５に軸受けを設ける必要がなく、その代わりにタービンランナ側に受け１８を形成することが出来る。タービンランナが回転することで作動流体の流れを受けてポンプインペラ側へ撓み変形することになるが、この時の取着部１７に作用する応力を受け１８によって支えることが出来、リベット１９に直接作用する応力は軽減される。すなわち、タービンハブ１５の外周に受け１８を形成してダンパ装置及びタービンランナを取付けることで安定した強固な取付け構造となる。

１ 中間部材
２ 中央ディスク
３ 側プレート
４ ダンパスプリング
５ バネ押え
６ セパレータ
７ バネ収容部
８ ガイド
９ リベット
10 スペーサ
11 リング
12 側面
13 突片
14 外周
15 タービンランナ
16 取着部
17 取着部
18 受け
19 リベット

Claims (2)

1. トルクコンバータ、流体継手、又は発進装置内に収容されて、衝撃トルクを緩和したりエンジンのトルク変動を吸収することが出来るダンパ装置であって、該ダンパ装置に直列状態で収容したダンパスプリングの伸縮と共に回転する中間部材のセンタリング構造において、ダンパ装置は中央ディスクと中間部材を両側プレートで挟み込み、外周部には両側プレートを締結するリベットの外周にスペーサを嵌めたガイドを設け、直列したダンパスプリングの間に介在するセパレータの外周を中心から所定の半径をもって形成し、この外周を上記ガイドに接触したことを特徴とする中間部材のセンタリング構造。
2. トルクコンバータ、流体継手、又は発進装置内に収容されて、衝撃トルクを緩和したりエンジンのトルク変動を吸収することが出来るダンパ装置の取付け構造において、該ダンパ装置には直列状態で収容したダンパスプリングの伸縮と共に回転する中間部材を回転可能に軸支し、ダンパ装置は中央ディスクと中間部材を両側プレートで挟み込み、外周部には両側プレートを締結するリベットの外周にスペーサを嵌めたガイドを設け、そして直列したダンパスプリングの間に介在するセパレータの外周を中心から所定の半径をもって形成し、この外周を上記ガイドに接触して中間部材をセンタリングし、片側プレートの取着部をタービンランナの取着部と共にタービンハブ外周のタービンランナ側に設けた受けにリベットなどにて固定したことを特徴とするダンパ装置の取付け構造。

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