JP2012057693A

JP2012057693A - 動吸振器を備えた回転駆動伝達装置

Info

Publication number: JP2012057693A
Application number: JP2010200639A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Kinoshita; 友則木下; Naohisa Yamashita; 尚久山下
Original assignee: Aisin AW Industries Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Industries Co Ltd
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2030-09-08
Also published as: JP5628605B2

Abstract

【課題】トルクコンバータや発進装置等の外殻に固定されている連結ブロックとエンジンのクランクシャフトの先端に取付けた連結プレートが止め手段により連結され、エンジンのトルク変動に伴う捩り振動を吸収することが出来る回転駆動伝達装置の提供。
【解決手段】エンジンのクランクシャフト７の先端に取付けた連結プレート８はフトントカバー外周に固定した連結ブロック９，９・・・に連結固定され、そして、上記連結ブロック間の空間に動吸振器１５，１５・・・を取着し、該動吸振器１５には円盤状重り１７を収容してエンジンのトルク変動に伴う回転速度の変化に応じて上記円盤状重り１７が湾曲溝１６内を移動して捩り振動を吸収する。
【選択図】図１

Description

本発明はエンジンのトルク変動を吸収することが出来るように動吸振器を備えた回転駆動伝達装置に関するものである。例えば、トルクコンバータ、発進装置、ハイブリッド用ダンパ装置などに組付けて構成することが出来る。

トルクコンバータと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方向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７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（ニ）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）の回転速度が低い場合には、タービンランナ（ロ）の回転は停止しているが、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（ニ）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（ニ）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（チ）が貼着されている為に、該ピストン（ニ）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（ニ）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（ニ）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、作動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（ニ）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（ニ）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（ニ）とタービンランナ（ロ）との間にはダンパスプリング（リ）、（リ）・・・を備えたダンパ装置（ヌ）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（ニ）が僅かに速いフロントカバー（ヘ）に係合する際、フロントカバー（ヘ）の速度がピストン（ニ）の速度に追従する為、フロントカバー（ヘ）の速度変化に伴う衝撃的なトルクが発生する。そこで、この衝撃的トルクをダンパスプリング（リ）、（リ）・・・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（ニ）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（リ）、（リ）・・・の圧縮変形によって上記タービンランナ（ロ）と捩れ位相差を生じることが出来る構造となっている。

すなわち、上記ダンパ装置（ヌ）によってピストン（ニ）がフロントカバー（ヘ）に係合する際の衝撃トルクを緩和し、同時にピストン（ニ）がフトントカバー（ヘ）に係合したロックアップ状態でのエンジンのトルク変動に伴う捩り振動を吸収することが出来る。

特開２００９−２９３６７１号に係る「ロックアップ装置および流体式動力伝達装置」は、低速走行時での振動減衰性能を確保することでロックアップ領域を拡大して車両の燃費の向上を図ることができるロックアップ装置であり、ピストンと、出力プレートと、第１コイルスプリングと、イナーシャ部材と、第２コイルスプリングとを有している。出力プレートはタービンと一体回転可能なようにタービンに連結されている。第１コイルスプリングはピストンを出力プレートに回転方向に弾性的に連結する。イナーシャ部材は出力プレートに対して相対回転可能に設けられている。第２コイルスプリングはイナーシャ部材を出力プレートに回転方向に弾性的に連結している。
ところで、上記ロックアップ装置はイナーシャ部材を備えているが、該イナーシャ部材はタービンランナとの間に取付けられる。その為に、ロックアップダンパ装置の軸方向寸法が拡大する。

特開平１１−３１１３０９号に係る「トルクコンバータ」は、装置の大型化や部品点数の増加、組付け作業の煩雑化等の不具合を招くことなく、動力伝達系の捩り振動を確実に低減するものである。
コンバータカバーの端部壁に振り子室を成す凹部を形成する。凹部に遠心振り子を成すコロを揺動可能に収容する。凹部を閉塞するカバープレートに連通孔を形成し、凹部内をこの連通孔を通してトルクコンバータの液室内と導通させる。コンバータカバーに振り子室を形成したため、トルクコンバータの軸長が短くなる。振り子室に別途潤滑油を充填する必要がなくなるうえ、潤滑油の漏れを防止するシール部品も必要なくなる。

すなわち、エンジンのクランク軸とトルクコンバータを連結する部材であるドライブプレートとロックアップクラッチとの間に、遠心振り子を成すコロを揺動可能に凹部に収容した動吸振器を配置しており、そのための空間が必要となる。そして、これら上記従来技術においては動吸振器はトルクコンバータの作動流体中に配置されている為に、該作動流体の抵抗を受けることで重りの動きが阻害され、動吸振器としての機能を十分に発揮することが出来ないといった問題もある。
特開２００９−２９３６７１号に係る「ロックアップ装置および流体式動力伝達装置」特開平１１−３１１３０９号に係る「トルクコンバータ」

このように、トルクコンバータなどに取付けた従来の動吸振器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り、動吸振器を取付けることでサイズが拡大することなく、しかもトルクコンバータなどの外殻の外に取付けることで作動流体の影響を受けることなく機能して、動力伝達系の捩り振動を効率よく吸収出来るように構成した動吸振器を備えた回転駆動伝達装置を提供する。

本発明に係る回転駆動伝達装置は、トルクコンバータ、発進装置、ハイブリッド用ダンパなどを対象とし、その基本構造は従来通りである。トルクコンバータであればポンプインペラ、タービンランナ、ステータ、及びロックアップダンパ装置を有し、これらはトルクコンバータ外殻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が回転し、該フロントカバーと一体となっているポンプインペラが回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナが回るように構成している。そして、タービンランナの回転速度が高くなってある領域に達するならばクラッチがＯＮと成り、この際、発生する衝撃トルクをロックアップダンパ装置にて緩和することが出来る。

ここで、上記ロックアップダンパ装置及びクラッチの具体的な構造は特に限定しないことにする。そして、トルクコンバータのフロントカバーには複数の連結ブロックやセットプレート、又はセットリングが固定され、これら連結ブロックなどにはエンジンのクランクシャフト先端に取着した連結プレートが連結している。従って、クランクシャフトが回転するならば連結プレートを介してトルクコンバータが回転し、タービンハブの軸穴に嵌っているトランスミッション入力軸から動力がトランスミッションへ伝達される。

ところで、本発明ではフロントカバーと連結プレートの間に動吸振器が取付けられ、エンジンのトルク変動に伴う捩り振動を吸収することが出来る。動吸振器はフロントカバーと連結プレート間の空間ほぼ同じ厚さ寸法とし、フトントカバーに固定されて取付けられる。又はセットプレートに取付けられ、さらにはセットリングに形成される。動吸振器の具体的な構造は限定しないが、内部には空間が形成され、この空間内に重りを収容している。重りは一般に所定の形状をした固形物として構成するが、比重の大きな液体を空間に収容することも出来る。

本発明に係る回転駆動伝達装置は動吸振器を備えている為に、エンジンから回転駆動伝達装置へ伝達するトルク変動に伴う捩り振動を吸収することが出来る。すなわち、回転駆動伝達装置を速く回転しようとする急激なトルク上昇に伴う捩り振動を動吸振器に収容している重りで抑制し、逆に回転駆動伝達装置を遅く回転しようとする急激なトルク低下に伴う捩り振動を動吸振器に収容している重りで抑制することが出来る。

そして、この動吸振器を従来のダンパ装置に追加すると捩り振動吸収性能が向上し、より低速域からクラッチをＯＮすることが出来、結果的に燃費の向上に結び付く。ところで、本発明の動吸振器はフトントカバーの外周に取着され、その厚さ寸法は連結ブロックとほぼ同じである為に、連結プレートとの間に収めることが出来、トルクコンバータの外形寸法は従来通りとなる。すなわち、動吸振器を備えることでトルクコンバータなどの回転駆動伝達装置の寸法拡大はない。

本発明に係る動吸振器を備えたトルクコンバータの実施例。本発明に係る動吸振器を備えたトルクコンバータの実施例。本発明に係る動吸振器を備えたトルクコンバータの実施例。本発明に係る動吸振器を備えたトルクコンバータの実施例。本発明に係る動吸振器を備えたトルクコンバータの実施例。本発明に係る動吸振器を備えたトルクコンバータの実施例。従来のトルクコンバータ。

図１は本発明に係る回転駆動伝達装置の１具体例であるトルクコンバータの断面を示している。基本的な構造は前記図７に示した従来のトルクコンバータと同じであり、ポンプインペラ１、タービンランナ２、ステータ３、ロックアップダンパ装置４を有し、これらは作動流体が充填されているトルクコンバータ外殻５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６が回転し、該フロントカバー６と一体となっているポンプインペラ１が回転し、その結果、トルクコンバータ外郭５内に収容されている作動流体を媒介としてタービンランナ２が回る。

ところで、トルクコンバータはエンジンからのトルクによって回転駆動するが、エンジンのクランクシャフト７の先端には連結プレート８が取付けられ、この連結プレート８はトルクコンバータのフロントカバー６に連結している。フロントカバー６の外周には複数の連結ブロック９，９・・・が溶接されていて、この連結ブロック９，９・・・に設けたネジ穴１０，１０・・・に連結プレート８はネジ止めされて連結している。

連結プレート８によってフロントカバー６及び外殻５が回転し、ポンプインペラ１と共に作動流体を媒介として回るタービンランナ２の回転速度が所定の領域を越えたならば、ロックアップダンパ装置４のピストン１１が作動してフロントカバー６に係合し、タービンランナ２はピストン１１によって回転駆動し、タービンランナ２が取付けられているタービンハブ１２の軸穴１３に嵌っているトランスミッション入力軸（図示なし）からトランスミッションへ動力が伝達される。

ここで、ピストン１１がフロントカバー６に係合する際の衝撃トルクはロックアップダンパ装置４のダンパスプリング１４，１４・・・によって緩和され、同時にピストン１１がフロントカバー６に係合しているロックアップ状態でのエンジンのトルク変動が吸収される。

そして、本発明のトルクコンバータのフロントカバー外周には動吸振器１５，１５・・・が溶接されている。この動吸振器１５，１５・・・は上記連結ブロック８，８・・・の間に取着され、隣り合う連結ブロック９，９・・・間に残されている空間を利用して取付けられる。連結ブロック９，９・・・には上記連結プレート８がネジ止めされることから、動吸振器１５，１５・・・の厚さ寸法はフロントカバー６と連結プレート８の間に収まる大きさと成っている。

動吸振器１５には湾曲した溝が設けられており、この湾曲溝１６に円盤状重り１７が収容されている。湾曲溝１６の形状は概略山形を成し、中央部が外方向へ膨らむ形状とし、円盤状重り１７は湾曲溝１６に沿って転動することが出来る。同図の実線は円盤状重り１７が湾曲溝１６の中央に位置している場合を、点線は円盤状重り１７が湾曲溝１６の片側に位置している場合を示している。

ところで、トルクコンバータが定速回転している時は上記円盤状重り１７は山形とした湾曲溝１６の中央に位置している。すなわち、回転に伴う遠心力によって中心から最も遠い中央部に円盤状重り１７が移動して安定する。そして、エンジンのトルクが急に大きくなって速く回転しようとする場合、円盤状重り１７はその慣性によって点線で示す位置に転がり、湾曲溝１６の左側端へ移動する。逆にエンジントルクが急に小さくなって回転速度が遅くなった場合、円盤状重り１７はその慣性によって湾曲溝１６の右側端へ移動することが出来る。

この動吸振器１５は、ロックアップダンパ装置４のピストン１１がフロントカバー６に係合したロックアップ状態においては、ダンパスプリング１４，１４・・・と共にエンジンのトルク変動に伴う捩り振動を吸収する働きを行なうことが出来る。

図２は本発明に係るトルクコンバータを示す他の実施例である。基本構造は前記図１に示したトルクコンバータと同じであるが、フロントカバー６の外周に取着している動吸振器１８の構造は違っている。この動吸振器１８は内部空間１９を有し、この内部空間１９には重り２０が収容されている。この重り２０は内部空間１９より小さく成っている為に、回転速度の変化に伴って移動することが出来、この移動によって捩り振動を吸収することが出来る。

すなわち、重り２０には２個の湾曲穴２１ａ，２１ｂが所定の距離をおいて対を成して設けられ、この湾曲穴２１ａ，２１ｂにはコロ２２ａ，２２ｂが嵌っている。コロ２２ａ，２２ｂは動吸振器１８の底２３と蓋２４に形成した湾曲溝１４ａ，１４ｂに遊嵌され、その為に該重り２０は２本のコロ２２ａ，２２ｂをガイドとして揺れ動くことが出来る。図２において、底２３及び蓋２４に形成している湾曲溝１４ａ，１４ｂは上記湾曲穴２１ａ，２１ｂとは反対方向に湾曲しており、これら湾曲穴２１ａ，２１ｂ、及び湾曲溝１４ａ，１４ｂに遊嵌されたコロ２２ａ，２２ｂをガイドとして重り２０が移動することで捩り振動が吸収される。

そこで、トルクコンバータが定速回転している時は、重り２０に作用する遠心力によって湾曲穴２１ａ，２１ｂの中央にコロ２２ａ，２２ｂが位置し、重り２０は実線で示す位置となり、エンジンのトルク変動によって回転速度が急に速くなる場合には該重り２０はその慣性によって点線の位置に移動する。逆に、エンジンのトルク変動によって回転速度が急に遅くなる場合には、重り２０は内部空間１９の右側端へ移動することが出来る。このように、重り２０がトルク変動に伴う回転速度の変化に応じて内部空間１９を左右方向へ移動することが出来、その結果、捩り振動が吸収される。

図３は本発明のトルクコンバータを示す更なる別の実施例である。このトルクコンバータのフロントカバー６の外周には前記実施例の場合と同じように、動吸振器２５が取着されている。そして、この動吸振器２５の内部空間２６には揺動重り２７が軸２８を中心として揺動可能に取付けられている。この軸２８は動吸振器２５の底２９と蓋３０に両先端が固定されており、扇形をした上記揺動重り２７はトルク変動に伴う回転速度の変化に応じて揺動することが出来る。

そこで、トルクコンバータが一定速度で回転している場合には、その遠心力によって揺動重り２０は実線で示す位置に収まる。そして、回転速度が急に速くなるならば、揺動重り２７は点線で示す位置（左側）へ移動し、逆に回転速度が急に遅くなるならば揺動重り２７は右側へ移動することが出来る。すなわち、揺動重り２７はエンジンのトルク変動に伴う回転速度の変化に応じて軸２８を中心として左右（円周方向）に揺動することで、捩り振動が吸収される。

図４は本発明のトルクコンバータを示す更なる別の実施例である。このトルクコンバータのフロントカバー６の外周には前記実施例の場合と同じように、動吸振器３１が取着されている。ところで、動吸振器３１の内部空間３２には重りとして液体３３を収容している。この液体３３は比重が大きくて動吸振器３２の回転速度の変化に応じて内部空間３２を移動することが出来る。

同図に示す実線は定速回転の場合の液面であり、液体３３は遠心力の作用で外側へ偏り、内側に均一な空間３４が出来る。そして、回転速度が急に高くなると慣性によって該液体３３の液面は点線で示すように偏り、内側の空間３４は左側が小さくて右側は大きくなる。逆に回転速度が遅くなったならば、内側の空間３４は左側が大きくて右側は小さくなる。

このように、動吸振器３１の内部空間３２に収容した液体３３はエンジンのトルク変動に伴って回転速度が変化する場合、該液体３３は重りの場合と同じように左右（円周方向）に揺れることで捩り振動が吸収される。

図５は本発明に係る他の実施例であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示している。このトルクコンバータのフロントカバー６にはセットリング３５が溶接され、このセットリング３５にネジ穴３６，３６・・・が設けられ、該ネジ穴３６，３６・・・に連結プレート８がネジ止めして連結されている。そして、該セットリング３５には上記ネジ穴３６，３６・・・の間に動吸振器３７，３７・・・が設けられている。動吸振器３７の具体的な構造に関しては前記実施例で説明したように、形成した内部空間に重りを収容している。

図６は本発明に係る更なる別の実施例であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示している。このトルクコンバータのフロントカバー６にはセットプレート３８が固定され、このセットプレート３８にはナット３９，３９・・・が取着され、ナット３９，３９・・・のネジ穴に連結プレート８がネジ止めして連結されている。そして、該セットプレート３８には上記ナット３９，３９・・・の間に動吸振器４０，４０・・・が取着されている。該動吸振器４０の具体的な構造に関しては前記実施例で説明したように、形成した内部空間に重りを収容している。

１ポンプインペラ
２タービンランナ
３ステータ
４ロックアップダンパ装置
５外殻
６フロントカバー
７クランクシャフト
８連結プレート
９連結ブロック
10 ネジ穴
11 ピストン
12 タービンハブ
13 軸穴
14 湾曲溝
15 動吸振器
16 湾曲溝
17 円盤状重り
18 動吸振器
19 内部空間
20 重り
21 湾曲穴
22 コロ
23 底
24 蓋
25 動吸振器
26 内部空間
27 揺動重り
28 軸
29 底
30 蓋
31 動吸振器
32 内部空間
33 液体
34 空間
35 セットリング
36 ネジ穴
37 動吸振器
38 セットプレート
39 ナット
40 動吸振器

Claims

トルクコンバータ等の外殻に固定されている連結ブロックとエンジンのクランクシャフトの先端に取付けた連結プレートが止め手段により連結されている回転駆動伝達装置において、上記連結ブロック間の空間に動吸振器を取着し、該動吸振器には重りを収容してエンジンのトルク変動に伴う回転速度の変化に応じて上記重りが移動して捩り振動を吸収することを特徴とする動吸振器を備えた回転駆動伝達装置。
トルクコンバータ等の外殻に固定されているセットリングとエンジンのクランクシャフトの先端に取付けた連結プレートが該セットリングに設けたネジ穴にネジ止めして連結される回転駆動伝達装置において、上記ネジ穴の間に動吸振器を形成し、該動吸振器には重りを収容してエンジンのトルク変動に伴う回転速度の変化に応じて上記重りが移動して捩り振動を吸収することを特徴とする動吸振器を備えた回転駆動伝達装置。
トルクコンバータ等の外殻に固定されているセットプレートとエンジンのクランクシャフトの先端に取付けた連結プレートが該セットプレートに固定したナットのネジ穴にネジ止めして連結されている回転駆動伝達装置において、上記ナット間の空間に動吸振器を取着し、該動吸振器には重りを収容してエンジンのトルク変動に伴う回転速度の変化に応じて上記重りが移動して捩り振動を吸収することを特徴とする動吸振器を備えた回転駆動伝達装置。
上記動吸振器に中央部を外方向へ膨らませた山形の湾曲溝を設け、この湾曲溝に円盤状重りを収容した請求項１、請求項２、又は請求項３記載の動吸振器を備えた回転駆動伝達装置。
上記動吸振器に設けた内部空間に重りを収容し、該重りには２個の湾曲穴を対を成して設け、そして動吸振器の内部空間を形成する底と蓋には湾曲穴とは逆方向に湾曲した湾曲溝を形成し、この湾曲穴及び湾曲溝にはコロを嵌めた請求項１、請求項２、又は請求項３記載の動吸振器を備えた回転駆動伝達装置。
上記動吸振器に設けた内部空間に揺動重りを収容し、該揺動重りを固定した軸に揺動可能に取付けた請求項１、請求項２、又は請求項３記載の動吸振器を備えた回転駆動伝達装置。
上記動吸振器に設けた内部空間には空間を残して液体を収容した請求項１、請求項２、又は請求項３記載の動吸振器を備えた回転駆動伝達装置。