JP2012052593A - ダンパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 弾性部材の劣化を防止する構造を低コストで実現できるダンパ装置を提供する。
【解決手段】 ダンパ装置３は、円盤状の入力側プレート２１と中間伝達プレート４２と出力側プレート５３とを備える。中間伝達プレート４２は、入力側プレート２１の円周方向に間隔をおいて形成された複数の入力爪２３がそれぞれ挿入される複数の長孔４５を有する。長孔４５は、入力爪２３が中間伝達プレート４２の円周方向に所定の長さだけ揺動可能に形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動源のトルク変動を吸収するダンパ装置に関する。

従来、駆動源のトルク変動を弾性部材によって吸収するダンパ装置を備えたトルクコンバータのロックアップ装置として、特許文献１に記載の技術が提案されている。

このロックアップ装置は、入力側プレートと中間プレートとを備える。

入力側プレートは、外周端の対向する２箇所に、中間プレート側に突出する第１爪が形成され、その第１爪は入力側プレートの円周方向に所定幅を有している。

中間プレートは、第１プレートと第２プレートとの２枚のプレートで構成され、この２枚のプレートは軸方向に所定の間隔をおいてリベットにより固定されている。第２プレートの外周部の対向する２箇所には、弾性部材としてトーションスプリングを収納するための収納部が形成され、２つの収納部の円周方向の間にトーションスプリングの両端を支持する支持部が形成されている。

また、中間プレートの外周端の対向する２箇所には、入力側プレートの第１爪に回転方向から当接可能な第２爪が入力側プレート側に突出して形成されている。この第２爪は、第１爪と同様に中間プレートの円周方向に所定幅を有している。

第１爪と第２爪とは、入力側プレートと中間プレートとの相対回転角度が大きくなると当接し、入力側プレートと中間プレートとの相対回転を所定の角度に規制する。これにより、トーションスプリングの密着状態（最大限に圧縮された状態）を回避して、トーションスプリングの劣化を防止するようにしている。

特許第３９６１７４０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のダンパ装置では、トルク変動によって第１爪と第２爪とが当接し、入力側プレートと中間プレートとの相対回転角度を規制する第１爪と第２爪とを入力側と中間の各プレートに形成するため、プレートの形が複雑化し、製造も面倒でコストが高くならざるを得なかった。

本発明は、上記トーションスプリングのような弾性部材の劣化を防止する構造を低コストで実現できるダンパ装置を提供することを目的とする。

本発明は、駆動源から入力されるトルクによって回転するトルク入力部と、前記トルク入力部が回転することで伝達されたトルクを出力するトルク出力部とを有するトルクコンバータのダンパ装置であって、トルクの伝達を断続可能な断接手段を介して前記トルク入力部からトルクが伝達される入力部材と、弾性部材を介して前記入力部材からトルクが伝達される中間伝達部材と、前記中間伝達部材からトルクが伝達されて前記トルク出力部に伝達する出力部材とを備え、
前記入力部材は、前記トルク入力部の回転中心と同心で回転する円盤状に形成され、当該円盤状の前記中間伝達部材側に円周方向に間隔をおいて配置された複数の突部を有し、前記中間伝達部材は、前記入力部材の回転中心と同心で回転する円盤状に形成され、前記複数の突部がそれぞれ挿入される複数の孔を有し、前記孔は、前記突部が前記中間伝達部材の円周方向に所定の範囲内で揺動可能に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、入力部材の円周方向に間隔をおいて配置された複数の突部が、中間伝達部材に設けた複数の孔に挿入されている。これらの孔は、挿入された突部が中間伝達部材の円周方向に所定の範囲内に揺動可能に形成されている。これにより、入力部材と中間伝達部材との回転の差が所定の角度範囲以上になると、突部が孔に当接する。従って、入力部材と中間伝達部材との回転の差を所定の角度範囲に抑えることができる。

このように、入力部材の突部と中間伝達部材に設けた孔によって回転の差を所定の角度範囲に規制できるため、中間伝達部材には突部を形成する必要がなく、中間伝達部材の形状の複雑化を回避できる。

従って、弾性部材の劣化を防止する構造を低コストで実現できるダンパ装置を提供できる。

更に、中間伝達部材に孔を形成することで、中間伝達部材の重量を軽減することができる。

本発明において、前記入力部材と前記突部とは別の部材で構成され、前記入力部材と前記突部とが一体となって回転可能に結合されることが好ましい。

一般に、トルク変動によって部材同士が接触する部位は、大きな荷重が加わることによる摩耗を抑えるために硬度を高める必要があり、そのような部材の硬度を高める処理として、窒化処理や浸炭処理が知られている。

浸炭処理をする場合、硬度を高める部材をパレットに載せて、炉に投入する。浸炭処理のコストは、回数に応じて増加する。一度にパレットに載せられる部材の数は、部材の大きさが大きくなるほど減少するため、部材の大きさを小さくすることで、浸炭処理にかかるコストを削減できる。

そこで、上記のように入力部材と突部を別の部材とすれば、硬度を高める処理は突部のみ施せばよい。突部は、入力部材よりはるかに小さく形成される部品であるから、成形及び硬度を高める処理も容易にできる。

従って、硬度を高めるための処理にかかるコストを削減でき、更なる製造コストの抑制が可能となる。

本発明において、前記入力部材は、前記トルク入力部と前記中間伝達部材との間に配置され、前記中間伝達部材は、その外周部に前記入力部材側に窪んだ窪み部を有し、前記窪み部に、前記弾性部材が収容されると共に前記孔が形成されていることが好ましい。

上記のように窪み部を入力部材側に向けて窪ませた窪み部に弾性部材を収容し、更に窪み部に孔を形成することで、ダンパ装置の構成を簡単にすることができる。

本実施形態のダンパ装置を備えたトルクコンバータの上半分を示す断面図。 図１のダンパ装置３の外側ダンパ４をタービンランナ１３側からカバー１１側へ軸方向から示す平面図。 図１のダンパ装置３の位相の変化をカバー１１側からタービンランナ１３側へ軸方向から示す平面図。 本実施形態のダンパ装置３のねじり角度とトルクとの特性を示す図。

図１、図２及び図３を参照して、本発明の実施形態のダンパ装置を備えた流体式のトルクコンバータ１を説明する。

図１は、トルクコンバータの上半分を示す断面図である。また、図２は、ダンパ装置３の外側ダンパ４をタービンランナ１３側からカバー１１側へ軸方向から示す平面図である。また、図３は、ダンパ装置３の位相の変化をカバー１１側からタービンランナ１３側へ軸方向から示す平面図である。図３（ａ）は、入力爪２３（後述）が長孔４５（後述）の図中の右端に当接している状態を示し、図３（ｂ）は、入力爪２３が長孔４５の左端に当接している状態を示す。

トルクコンバータ１は、ロックアップクラッチ２とダンパ装置３とを備える。トルクコンバータ１は、エンジン等の駆動源（図示省略）の出力トルクがカバー１１を介して伝達されることにより内部の作動油をかき回すポンプインペラ１２と、ポンプインペラ１２でかき回された作動油を介して伝達されるトルクをタービンハブ１３ａを介して図外の変速機の入力軸に出力するタービンランナ１３と、図外の変速機ケースに一方向クラッチ１４ａを介して固定されるステータ１４とを備える。

ロックアップクラッチ２は、カバー１１とタービンランナ１３との間に配置されており、円盤状に形成された入力側プレート２１、摩擦板２２、及び一方の端が曲げ起こされている爪部を有する入力爪２３を備える。

入力側プレート２１は、タービンハブ１３ａの外周面に軸方向に摺動自在、且つタービンハブ１３ａの外周面をトルクコンバータの回転中心と同心状に回転自在に軸支され、カバー１１と摩擦板２２とが当接することでカバー１１と共に回転する。

また、リベット２４によって入力側プレート２１のタービンランナ１３側に、入力側プレート２１の円周方向に間隔をおいて、入力爪２３が固定されている。入力爪２３は、爪部を入力側プレート２１の径方向外側にし、タービンランナ１３側に爪が向くように固定される。

油圧回路（図示省略）によって、トルクコンバータ１内部の油圧を変化させることで、入力側プレート２１は、図中の左又は右へ摺動する。

具体的には、入力側プレート２１の右側の油圧を下げることで、入力側プレート２１の左側の油圧が高くなり、入力側プレート２１は右に移動する。このとき、油圧の差を大きくすることで摩擦板２２がカバー１１に当接し、カバー１１と共に回転可能となる（ロックアップクラッチ２が締結された状態）。また、入力側プレート２１の右側の油圧を上げることで、入力側プレート２１は左に移動する（ロックアップクラッチ２が開放された状態）。

このように、入力側プレート２１の左右の油圧を変化させることで、ロックアップクラッチ２の締結、開放を行なうことができる。ロックアップクラッチ２が、本発明における断接手段に相当する。

ダンパ装置３は、ロックアップクラッチ２とタービンランナ１３との間に配置されており、ダンパ装置３の径方向外側に配置される外側ダンパ４と、ダンパ装置３の径方向内側に配置される内側ダンパ５との２つのダンパで構成される。

外側ダンパ４は、外側コイルスプリング４１と、入力側プレート２１よりタービンランナ１３側に位置する中間伝達プレート４２とを備える。

中間伝達プレート４２は円盤状に形成され、この径方向外側には窪み部４３が形成されている。窪み部４３は、ロックアップクラッチ２側に向かって窪んでおり、この窪み部分に外側コイルスプリング４１が収容される。

中間伝達プレート４２には、窪み部４３に収容される外側コイルスプリング４１を保持するために切り起こされた外側コイルスプリング保持部４４が円周方向に間隔をおいて形成されている。

更に、外側コイルスプリング保持部４４の径方向内側に、切り欠かれた第１孔４２ａが円周方向に間隔をおいて設けられ、更にその径方向内側には、後述する内側コイルスプリング５１を収容するための中間伝達プレート切欠部４２ｂが円周方向に間隔をおいて設けられている。更に、中間伝達プレート４２の径方向内側の中央部分に、縁４２ｃを外周とする第２孔が設けられている。

窪み部４３の窪み部分は、円周方向に長さを持つ長孔４５を、円周方向に間隔をおいて複数有している。長孔４５には、入力爪２３の爪部が挿入される。このとき、一つの長孔４５には一つの入力爪２３が挿入される。

図２に示されるように、入力爪２３が、長孔４５の円周方向の中間に位置するときには、外側コイルスプリング４１の両端は、外側コイルスプリング保持部４４に当接している。更に、外側コイルスプリング４１の両端は、入力爪２３にも当接している。入力爪２３、外側コイルスプリング保持部４４、長孔４５及び外側コイルスプリング４１は同じ個数である。

図３（ａ）に例示するように、トルク変動によって、入力側プレート２１と中間伝達プレート４２とが相対回転することで、入力爪２３が長孔４５の円周方向の図中右側に位置するときには、外側コイルスプリング端部４１ａの右端は、外側コイルスプリング保持部４４に当接しているため、入力爪２３とは離れ、外側コイルスプリング端部４１ａの左端は、入力爪２３によって押動されるため、入力爪２３と当接している。

このとき、外側コイルスプリング端部４１ａの左端に入力爪２３からトルクが伝達され、このトルクが、外側コイルスプリング４１を介して外側コイルスプリング端部４１ａの右端から外側コイルスプリング保持部４４に伝達され、中間伝達プレート４２にトルクが伝達される。このようにして、入力爪２３から中間伝達プレート４２にトルクが伝達される。

図３（ｂ）に例示するように、トルク変動によって、入力側プレート２１と中間伝達プレート４２とが相対回転することで、入力爪２３が長孔４５の円周方向の図中左側に位置するときには、外側コイルスプリング端部４１ａの左端は、外側コイルスプリング保持部４４に当接しているため、入力爪２３とは離れ、外側コイルスプリング端部４１ａの右端は、入力爪２３によって押動されるため、入力爪２３と当接している。

このとき、外側コイルスプリング端部４１ａの右端に入力爪２３からトルクが伝達され、このトルクが、外側コイルスプリング４１を介して外側コイルスプリング端部４１ａの左端から外側コイルスプリング保持部４４に伝達され、中間伝達プレート４２にトルクが伝達される。このようにして、入力爪２３から中間伝達プレート４２にトルクが伝達される。

また、窪み部４３に収容された外側コイルスプリング４１の脱落の防止及び保持のために、後述する出力側プレート５３の径方向外側は、タービンランナ１３側に斜めに切り起こされている（出力側プレート切り起こし部５３ｂ）。

すなわち、外側コイルスプリング４１は、窪み部４３及び出力側プレート切り起こし部５３ｂによって画成される収容部に収容され、且つ脱落が防止される。

内側ダンパ５は、内側コイルスプリング５１と、中間伝達プレート４２よりカバー１１側に位置し、内側コイルスプリング５１を保持するための内側保持部材５２と、中間伝達プレート４２よりタービンランナ１３側に位置する出力側プレート５３とを備える。

内側保持部材５２と出力側プレート５３とは、第１孔４２ａに挿入されたスペーサ４６を挟装し、リベット４６ａで固定される。出力側プレート５３は、タービンハブ１３ａにリベット５４によって固定されている。すなわち、内側保持部材５２及び出力側プレート５３は、タービンハブ１３ａと共に回転する。

また、内側保持部材５２及び出力側プレート５３が中間伝達プレート４２とは独立して回転が可能なように、スペーサ４６は中間伝達プレート４２の回転軸方向に幅が設けられる。すなわち、内側保持部材５２及び出力側プレート５３は、中間伝達プレート４２とは隙間を有した状態でリベット４６ａで固定されている。

ここで、ダンパ装置３に許容される入力側プレート２１及び中間伝達プレート４２との回転角度の差（以下、「ねじり角度」という）によって決定される円周方向の長さ以上の長さの孔として、第１孔４２ａは設けられている。従って、ダンパ装置３のねじり動作によって、リベット４６ａと第１孔４２ａとが当接することはない。

内側保持部材５２は、径方向中間部分に円周方向に間隔をおいて内側保持部材切欠部５２ａを備え、出力側プレート５３は、径方向中間部分に円周方向に間隔をおいて出力側プレート切欠部５３ａを備える。内側コイルスプリング５１は、中間伝達プレート切欠部４２ｂ、内側保持部材切欠部５２ａ及び出力側プレート切欠部５３ａによって画成される収容部に収容され、内側保持部材５２及び出力側プレート５３によって回転軸方向に挟むように保持される。

また、内側コイルスプリング５１の両端は、中間伝達プレート切欠部４２ｂ、内側保持部材切欠部５２ａ及び出力側プレート切欠部５３ａに当接している。

次に、以上のように構成されたトルクコンバータ１の作動について説明する。

ロックアップクラッチ２が開放されているとき（摩擦板２２とカバー１１とが離れているとき）、カバー１１に伝達された駆動源のトルクは、ポンプインペラ１２、タービンランナ１３、タービンハブ１３ａの順に伝達されて、図外の変速機の入力軸に伝達される。

カバー１１が、本発明におけるトルク入力部に相当し、タービンハブ１３ａが、本発明におけるトルク出力部に相当する。

ロックアップクラッチ２が締結されているとき（摩擦板２２とカバー１１とが当接しているとき）は、ダンパ装置３に入力されるトルクの大きさによって、カバー１１に伝達された駆動源のトルクが変速機の入力軸に伝達される経路（以下、「トルク伝達経路」という）が変化する。

図４は、本実施形態のダンパ装置３のねじり角度とトルクとの特性を示す。横軸がねじり角度を表し、縦軸がダンパ装置３に入力されるトルクを示す。図４に示されるように、トルクが小さいとき（低トルク領域）は、ねじり角度が小さく、トルクが大きいとき（高トルク領域）は、ねじり角度が大きくなる。

このように、トルクの大きさによってねじり角度が変化するため、トルク伝達経路が変化する。

カバー１１に伝達されるトルクが小さいとき、カバー１１に伝達された駆動源のトルクは、入力側プレート２１に固定された入力爪２３、外側コイルスプリング４１、中間伝達プレート４２、内側コイルスプリング５１、出力側プレート５３、タービンハブ１３ａの順に伝達されて、図外の変速機の入力軸に伝達される。

このとき、外側コイルスプリング４１の端が当接している入力爪２３が外側コイルスプリング４１を押動することで、入力爪２３から外側コイルスプリング４１へトルクが伝達される。

そして、外側コイルスプリング４１の端が当接している外側コイルスプリング保持部４４を外側コイルスプリング４１が押動することで、外側コイルスプリング４１から中間伝達プレート４２へトルクが伝達される。

そして、内側コイルスプリング５１の端が当接している中間伝達プレート切欠部４２ｂが内側コイルスプリング５１を押動することで、中間伝達プレート４２から内側コイルスプリング５１へトルクが伝達される。

そして、内側コイルスプリング５１の端が当接している出力側プレート５３を内側コイルスプリング５１が押動することで、内側コイルスプリング５１から出力側プレート５３へトルクが伝達される。

一方、カバー１１に伝達されるトルクが大きいとき、カバー１１に伝達された駆動源のトルクは、入力側プレート２１に固定された入力爪２３、中間伝達プレート４２、内側コイルスプリング５１、出力側プレート５３、タービンハブ１３ａの順に伝達されて、図外の変速機の入力軸に伝達される。

高トルクのときは、入力爪２３の端が外側コイルスプリング４１を押し縮める長さが長くなり、中間伝達プレート４２に設けられた長孔４５の端に当接する。これによって、入力爪２３が長孔４５を押動することになり、入力爪２３から中間伝達プレート４２にトルクが伝達される。

中間伝達プレート４２以降のトルク伝達経路は低トルク時と同じである。

本実施形態では、入力側プレート２１が本発明における入力部材に相当し、入力爪２３が本発明における突部に相当し、長孔４５が本発明における孔に相当する。

また、外側コイルスプリング４１が本発明における弾性部材に相当し、中間伝達プレート４２及び外側コイルスプリング保持部４４が、本発明における中間伝達部材に相当し、出力側プレート５３が本発明における出力部材に相当する。

入力側プレート２１と中間伝達プレート４２とが相対回転するときには、外側コイルスプリング４１が押し縮められた状態となる。このとき、外側コイルスプリング４１は、押し縮められすぎると塑性変形してしまい、縮んだ状態のまま元に戻ることができなくなって、エンジンや電動モータ等の駆動源のトルク変動を吸収できなくなってしまう。

そこで、本実施形態では、入力側プレート２１に入力爪２３をリベット２４によって結合し、中間伝達プレート４２に円周方向に長さを持つ長孔４５に入力爪２３の爪部を挿入している。従って、入力爪２３は、中間伝達プレート４２の円周方向に揺動し、その揺動は、長孔４５の端に当接することで規制される。

図３（ａ）は、入力側プレート２１と中間伝達プレート４２との相対回転が、入力側プレート２１側が図中で右回転するときの例を示す。この例では、入力爪２３の右端が長孔４５の右端に当接することで、入力側プレート２１と中間伝達プレート４２との相対回転が大きくなることが規制される。

図３（ｂ）は、入力側プレート２１と中間伝達プレート４２との相対回転が、入力側プレート２１側が左回転するときの例を示す。この例では、入力爪２３の左端が長孔４５の左端に当接することで、入力側プレート２１と中間伝達プレート４２との相対回転が大きくなることが規制される。

長孔４５の円周方向の長さは、予め実験などによって求められた外側コイルスプリング４１が塑性変形しない角度範囲内になるように、入力側プレート２１と中間伝達プレート４２との最大相対回転角度を規制するように設定される。

以上のように、円周方向に揺動可能な長孔４５を中間伝達プレート４２に設け、入力側プレート２１に固定された入力爪２３を長孔４５に挿入することで入力側プレート２１と中間伝達プレート４２との相対回転を規制し、外側コイルスプリング４１の塑性変形を防止できる。

中間伝達プレート４２には、長孔４５を設けるだけでよく、突部など複雑な形状にすることなく入力側プレート２１と中間伝達プレート４２との相対回転を規制できるため、弾性部材たる外側コイルスプリング４１の劣化を防止する構造を低コストで実現できるダンパ装置を提供できる。

更に、中間伝達プレート４２に、円周方向に所定の長さを持つ長孔４５を設けることで、中間伝達プレート４２の重量を軽減できるため、ダンパ装置３の重量を軽減できる。

また、入力プレート２１と入力爪２３とを別の部材とするため、部材同士がトルク変動によって接触しない入力プレート２１に硬度を高める処理を施す必要がなくなる。すなわち、入力部材としては、小型の部材で形成可能な入力爪２３にのみ硬度を高める処理を施せばよくなり、硬度を高めるための処理にかかるコストを削減でき、更なる製造コストを抑えることができる。

更に、窪み部４３を入力側プレート２１側に向かって窪ませているため、中間伝達プレート４２を１枚のプレートで形成できるため部品点数の増加、及び入力爪２３の大きさの増加を防止できる。

更に、外側コイルスプリング４１を中間伝達プレート４２及び出力側プレートで保持可能にしており、更に中間伝達プレート４２を１枚のプレートで形成されているため、部材点数を少なくすることができ、製造コストの削減やトルクコンバータ１の重量を軽減できる。

１…トルクコンバータ、１１…カバー（トルク入力部）、１２…ポンプインペラ、１３…タービンランナ、１３ａ…タービンハブ（トルク出力部）、１４…ステータ、２…ロックアップクラッチ（断接手段）、２１…入力側プレート（入力部材）、２３…入力爪（突部）、３…ダンパ装置、４…外側ダンパ、４１…外側コイルスプリング（弾性部材）、４２…中間伝達プレート（中間伝達部材）、４３…窪み部、４４…外側コイルスプリング保持部（中間伝達部材）、４５…長孔、５３…出力側プレート（出力部材）。

Claims (3)

1. 駆動源から入力されるトルクによって回転するトルク入力部と、前記トルク入力部が回転することで伝達されたトルクを出力するトルク出力部とを有するトルクコンバータのダンパ装置であって、
   トルクの伝達を断続可能な断接手段を介して前記トルク入力部からトルクが伝達される入力部材と、
   弾性部材を介して前記入力部材からトルクが伝達される中間伝達部材と、
   前記中間伝達部材からトルクが伝達されて前記トルク出力部に伝達する出力部材とを備え、
   前記入力部材は、前記トルク入力部の回転中心と同心で回転する円盤状に形成され、当該円盤状の前記中間伝達部材側に円周方向に間隔をおいて配置された複数の突部を有し、
   前記中間伝達部材は、前記入力部材の回転中心と同心で回転する円盤状に形成され、前記複数の突部がそれぞれ挿入される複数の孔を有し、
   前記孔は、前記突部が前記中間伝達部材の円周方向に所定の範囲内で揺動可能に形成されていることを特徴とするダンパ装置。
2. 請求項１に記載のダンパ装置において、
   前記入力部材と前記突部とは別の部材で構成され、前記入力部材と前記突部とが一体となって回転可能に結合されていることを特徴とするダンパ装置。
3. 請求項１又は２に記載のダンパ装置において、
   前記入力部材は、前記トルク入力部と前記中間伝達部材との間に配置され、
   前記中間伝達部材は、その外周部に前記入力部材側に窪んだ窪み部を有し、
   前記窪み部に、前記弾性部材が収容されると共に前記孔が形成されていることを特徴とするダンパ装置。

Images