JP2013238264A - トルクコンバータのロックアップダンパ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクコンバータのロックアップダンパ機構において、簡易な構成で、ロックアップダンパ機構のヒステリシスを可変制御する。
【解決手段】ロックアップダンパ機構２８は、ダンパスプリング４６と、ダンパスプリング４６を収容するダンパスプリング収容部４８と、ダンパスプリング４６を支持するダンパスプリング支持部５０とを有する。ダンパスプリング収容部４８の一部と、ダンパスプリング収容部４８に対して回転軸上で相対回動可能なダンパスプリング支持部５０またはダンパスプリング４６の一部とが、ロックアップ時には離れ、スリップ時には接触する形状である。これにより、ロックアップダンパ機構２８のヒステリシスを可変制御することができる。
【選択図】図３

Description

本発明はトルクコンバータのロックアップダンパ機構に関する。

一般的に、自動車に搭載される自動変速機に用いられるトルクコンバータにおいては、エンジンの燃料向上などを目的として、その入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチが設けられることが知られている。

このようなトルクコンバータは、運転状態に応じて、ロックアップクラッチを締結状態（以下、ロックアップ状態と記す）、解放状態（以下、ロックアップオフ状態と記す）、及びスリップ状態に制御可能である。そして、ロックアップ状態及びスリップ状態で、エンジン側からの捩り振動を吸収するため、ロックアップクラッチの出力部材であるクラッチディスクにロックアップダンパが設けられる例がある（例えば下記特許文献１〜４）。

下記特許文献１〜４には、ロックアップクラッチとは別に、ロックアップダンパのヒステリシスを可変制御するための機構が設けられたトルクコンバータが開示されている。

特開２００９−１９７８８９号公報 特開２００８−８９０５２号公報 特開２０１０−０５３９２２号公報 特開平１０−３３９３５５号公報

上述のように上記特許文献１〜４のトルクコンバータには、ロックアップクラッチとは別に、ロックアップダンパのヒステリシスを可変制御するための機構が設けられている。このような構成では、部品点数が増加し、構造が複雑になってしまうという問題がある。さらに、別途設けられる機構が油圧機構である場合には、この油圧機構を制御するためのエネルギも必要になってしまう。

本発明の目的は、部品点数の増加および構造を複雑にすることなく、簡易な構成で、ロックアップダンパ機構のヒステリシスを可変制御することができるロックアップダンパ機構を提供することにある。

本発明は、トルクコンバータのロックアップダンパ機構において、ダンパスプリングと、ダンパスプリングを収容するダンパスプリング収容部と、ダンパスプリングを支持するダンパスプリング支持部と、を有し、ダンパスプリング収容部の一部と、ダンパスプリング収容部に対して回転軸上で相対回動可能なダンパスプリング支持部またはダンパスプリングの一部とが、ロックアップ時には離れ、スリップ時には接触する形状であることを特徴とする。

また、ダンパスプリング収容部の一部と、前記相対回動可能なダンパスプリング支持部又はダンパスプリングの一部とが、ジャダ発生領域で接触する形状であることが好適である。

本発明のロックアップダンパ機構によれば、部品点数の増加および構造を複雑にすることなく、簡易な構成で、ロックアップダンパ機構のヒステリシスを可変制御することができる。

本実施形態に係るトルクコンバータの断面構造（上半分）を示す図である。 回転軸方向から見たロックアップダンパ機構を模式的に示す図である。 （Ａ）は、ロックアップオフ状態のロックアップダンパ機構を模式的に示す図であり、（Ｂ）は、スリップ状態のロックアップダンパ機構を模式的に示す図であり、（Ｃ）は、ロックアップ状態のロックアップダンパ機構を模式的に示す図である。 （Ａ）は、ロックアップオフ状態のロックアップダンパ機構を模式的に示す図であり、（Ｂ）は、スリップ状態のロックアップダンパ機構を模式的に示す図であり、（Ｃ）は、ロックアップ状態のロックアップダンパ機構を模式的に示す図である。

以下、本発明に係るトルクコンバータのロックアップダンパ機構の実施形態について、図を用いて説明する。

まず、本実施形態に係るトルクコンバータについて図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るトルクコンバータの断面構造（上半分）を示す図である。

トルクコンバータ１０は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）からトランスミッションのインプットシャフト（図示せず）へトルクを伝達するための装置である。トルクコンバータ１０は、エンジンのクランクシャフトに接続されるフロントカバー１２と、インペラシェル１４とによりカバー１６を形成している。このカバー１６内の空間には、３種の羽根車であるタービンライナ１８，ポンプインペラ２０及びステータ２２を有するトルクコンバータ本体２４と、ロックアップクラッチ２６と、ロックアップダンパ機構２８とが収容されている。カバー１６内の空間は密閉された空間であり、この空間内に作動流体（ＡＴＦ）が封入される。

フロントカバー１２は、回転軸１０ａから径方向外側に延びる円板形状であり、エンジン側（図面の左側）に設けられる。フロントカバー１２は、エンジンからフロントカバー１２へ動力が入力されると、この動力をインペラシェル１４へ伝達する。

インペラシェル１４は、インペラハブ３０に固定される。インペラハブ３０は、インペラシェル１４とオイルポンプ（図示せず）のドライブギア３２とを接続するための動力伝達部材である。

ポンプインペラ２０は、回転軸１０ａを中心として回転可能に、インペラシェル１４と一体的に構成され、タービンライナ１８はポンプインペラ２０と向かい合うように配置される。

ポンプインペラ２０は、作動流体をタービンライナ１８へ向かって押し出すような形状の羽根を有する。ポンプインペラ２０が回転することで、ポンプインペラ２０近傍の作動流体は、タービンライナ２に向かって押し出される。

ステータ２２は、ポンプインペラ２０とタービンライナ１８との間に介在し、タービンライナ１８からポンプインペラ２０へ流れる作動流体の流れを変える働きをする。ステータ２２は、タービンライナ１８からポンプインペラ２０へ戻る作動流体の流れを整流するための羽根であり、樹脂またはアルミニウム合金などにより構成される。ステータ２２は、一方向にのみ回転可能なように、ワンウェイクラッチ３４を介して固定部３６に固定される。ワンウェイクラッチ３４は、ローラ、スプラグまたはラチェットを用いる構造を採用することができる。

タービンライナ１８は、作動流体を循環させる空間を構成するタービンシェル３８を有し、ポンプインペラ２０と向かい合うように配置される。タービンライナ１８は、ポンプインペラ２０から送り出された作動流体を受け取ることで、回転力が付与され回転する。タービンライナ１８へ伝えられた作動流体は、内周側へ移動してステータ２２を介して再度ポンプインペラ２０へ送られる。タービンライナ１８は、ポンプインペラ２０と別個に独立に回転可能である。具体的には、ポンプインペラ２０は、フロントカバー１２と一体回転するのに対し、タービンライナ１８は、ロックアップクラッチ２６と一体的に回転する。

ロックアップダンパ機構２８は、リベット又はボルトなどの締結具を介してタービンシェル３８と一体化されており、タービンシェル３８とともに回転する。

タービンシェル３８及びロックアップダンパ機構２８は、ともにタービンハブ４０に固定されており、タービンハブ４０とともにインプットシャフトを回転軸として回転する。タービンハブ４０は、インプットシャフトにスプライン嵌合しており、インプットシャフトの外表面に接触している。タービンハブ４０は、インプットシャフトとタービンシェル３８とを接続し、タービンシェル３８に入力された回転力をインプットシャフトに伝達する。

次に、トルクコンバータ１０のロックアップ機構について説明する。ロックアップ機構は、フロントカバー１２の回転力をインプットシャフトに直接伝えるための装置である。ロックアップ機構は、ロックアップクラッチ２６とロックアップダンパ機構２８とを有する。ロックアップクラッチ２６は、径方向外側に向かって延びる円板形状であり、フロントカバー１２に対向するように配置される。ロックアップダンパ機構２８は、ロックアップクラッチ２６を挟んでフロントカバー１２とは反対側に配置される。

ロックアップクラッチ２６は、回転軸１０ａ方向に沿って移動可能である。すなわち、ロックアップクラッチ２６は、回転軸１０ａ方向において、フロントカバー１２に近づく方向と、フロントカバー１２から遠ざかる方向との間を変位することができる。

ロックアップクラッチ２６は、フロントカバー１２側に突出する摩擦部材４２を有する。この摩擦部材４２がフロントカバー１２の内周面に接触することで、フロントカバー１２の回転力がインプットシャフトに伝達される。

フロントカバー１２とロックアップクラッチ２６との間の空間は第１油圧室４４ａであり、ロックアップクラッチ２６とロックアップダンパ機構２８との間の空間は第２油圧室４４ｂである。第１及び第２油圧室４４ａ，４４ｂには、作動流体がそれぞれ充填されており、この作動流体の圧力（油圧）を変更することにより、ロックアップクラッチ２６をフロントカバー１２に近づける方向及びフロントカバー１２から遠ざける方向に変位させることができる。

次に、本実施形態のロックアップダンパ機構２８について、図１，２を用いて説明する。図２は、回転軸１０ａ方向から見たロックアップダンパ機構２８を模式的に示す図である。

ロックアップダンパ機構２８は、ダンパスプリング４６と、ダンパスプリング４６を収容するダンパスプリング収容部４８と、ダンパスプリング４６を支持するダンパスプリング支持部５０とを有する。

ダンパスプリング収容部４８は、２枚のドライブプレート４８ａ，４８ｂで構成される。ドライブプレート４８ａ，４８ｂは、径方向外側に向かって延びる円板形状であり、ロックアップクラッチ２６とタービンシェル３８の間に設けられる。ドライブプレート４８ａ，４８ｂは、ダンパスプリング支持部５０を挟持し、互いに締結部材（図示せず）を介して締結される。ドライブプレート４８ａ，４８ｂは、それらの間に周方向に沿って長穴形状の空間５２を形成しており、この空間にダンパスプリング４６が収容される。

図１に示されるように、ドライブプレート４８ａの内周部は、締結部材を介してタービンハブ４０に締結されている。すなわち、ドライブプレート４８ａは、タービンハブ４０を介して、トルクコンバータ１０の出力軸である、トランスミッションのインプットシャフトに回転接続されている。

ダンパスプリング支持部５０は、２枚のドリブンプレート５０ａ，５０ｂで構成される。ドリブンプレート５０ａの外周側に、間隔を空けてドリブンプレート５０ｂが設けられる。そして、ドリブンプレート５０ａは、ダンパスプリング４６の一方の端部を支持し、ドリブンプレート５０ｂは、ダンパスプリング４６の他方の端部を支持する。

ドリブンプレート５０ａは、ドライブプレート４８ａ，４８ｂに固定され、ドライブプレート４８ａ，４８ｂとともに回転可能である。

一方、ドリブンプレート５０ｂは、ドライブプレート４８ａ，４８ｂに、回転方向において摺動可能に支持されている。言い換えれば、ドリブンプレート５０ｂは、ドライブプレート４８ａ，４８ｂとこれらのプレートに固定されるドリブンプレート５０ａに対して回転軸１０ａ上で相対回動が可能である。ドリブンプレート５０ｂの外周端にはスプライン歯が形成されており、このスプライン歯が、ロックアップクラッチ２６の外周部２６ａに形成された櫛歯又は貫通孔に係合している。よって、ドリブンプレート５０ｂは、ロックアップクラッチ２６に対して回転軸１０ａ方向に移動自在に構成されるとともに、周方向においては、ともに回転可能に接続されている。

このような構成により、ドライブプレート４８ａ，４８ｂ及びドリブンプレート５０ａと、ドリブンプレート５０ｂとは、ダンパスプリング４６によって回転方向に弾力的に連結され、ダンパスプリング４６の伸縮によって、ドライブプレート４８ａ，４８ｂ及びドリブンプレート５０ａと、ドリブンプレート５０ｂとを一定の範囲で相対回動可能とする。

そして、ドリブンプレート５０ｂの外周部がロックアップクラッチ２６にスプライン係合され、ドライブプレート４８ａの内周部がタービンハブ４０に締結されることにより、ロックアップクラッチ２６の締結時及びスリップ時に、エンジンから伝達される捩り振動を吸収することができる。

本実施形態においては、ダンパスプリング収容部４８の一部と、ダンパスプリング４６の一部とが、ロックアップ状態の時には離れ、スリップ状態の時には接触する形状である。以下、この構成について、図３を用いて説明する。

図３の（Ａ）は、ロックアップオフ状態のロックアップダンパ機構２８を模式的に示す図であり、（Ｂ）は、スリップ状態のロックアップダンパ機構２８を模式的に示す図であり、（Ｃ）は、ロックアップ状態のロックアップダンパ機構２８を模式的に示す図である。なお、この図において、図面の上下方向が回転軸１０ａであり、左右方向が、ロックアップダンパ機構２８の回転方向である。

この図において、ダンパスプリング４６は、ダンパスプリング収容部４８に収容されるとともに、ダンパスプリング支持部５０により支持されている。すなわち、ダンパスプリング４６は、２枚のドライブプレート４８ａ，４８ｂにより形成される空間５２に収容されるとともに、ダンパスプリング４６の一方の端部がドリブンプレート５０ａにより支持され、他方の端部がドリブンプレート５０ｂにより支持されている。

そして、ドライブプレート４８ａには、対向するドライブプレート４８ｂ側へ張り出した張り出し部５４が形成されている。この張り出し部５４は、ダンパスプリング４６に接するように形成される。言い換えれば、空間５２を形成するドライブプレート４８ａの領域において、張り出し部５４以外の領域はダンパスプリング４６に接触しないように、ダンパスプリング４６と間隔をあけるように形成されている。

張り出し部５４は、ダンパスプリング４６の他方の端部側に配置される。具体的には、張り出し部５４は、ロックアップオフ状態の時にはダンパスプリング４６に接触し、スリップ状態の時には、ロックアップオフ時より少ない領域でダンパスプリング４６に接触し、そして、ロックアップ状態の時にはダンパスプリング４６と離れるように配置される。

次に、本実施形態に係るロックアップダンパ機構２８の動作について、ロックアップオフ状態とスリップ状態とロックアップ状態とに分けてそれぞれ説明する。

まず、ロックアップオフ状態には、図１に示されるロックアップクラッチ２６を挟む第１及び第２油圧室４４ａ，４４ｂの油圧の差がないか、または小さいので、ロックアップクラッチ２６はフロントカバー１２に向けてほとんど変位していない。よって、フロントカバー１２とロックアップクラッチ２６は非接触状態である。

このロックアップオフ状態において、ダンパスプリング４６は、図３（Ａ）に示されるように、その他方の端部が張り出し部５４により多く接触しており、その接触圧は他の状態のときに比べ最大であるので、ロックアップダンパ機構２８のヒステリシスは、最も高い状態となる。

次に、スリップ状態には、図１に示される第２油圧室４４ｂの油圧が第１油圧室４４ａの油圧より大きくなるので、ロックアップクラッチ２６はフロントカバー１２に向けて変位（湾曲）する。よって、フロントカバー１２とロックアップクラッチ２６の摩擦部材４２とが接触し、その接触圧も大きくなる。

このスリップ状態において、ドリブンプレート５０ｂは、ロックアップクラッチ２６から動力が伝達され、ダンパスプリング４６を圧縮しながら、ドリブンプレート５０ａに近づく方向に移動する。そうすると、ダンパスプリング４６と張り出し部５４は、図３（Ｂ）に示されるように、接触しているものの、ロックアップオフ状態の時に比べその接触領域は減少するので、その接触圧も低下する。よって、ロックアップダンパ機構２８のヒステリシスは、ドリブンプレート５０ｂの変位量及びダンパスプリング４６の圧縮量に反比例して低下する。

また、このスリップ状態においては、上述のように、ダンパスプリング４６と張り出し部５４は接触している。よって、接触による摩擦力が発生するので、ロックアップダンパ機構２８の摩擦及び振動などによる振動・騒音（ジャダ）の発生を抑制することができる。

そして、ロックアップ状態には、図１に示される第２油圧室４４ｂと第１油圧室４４ａの油圧との油圧差が最大になるので、摩擦部材４２のフロントカバー１２への接触圧も最大になる。

このロックアップ状態において、ドリブンプレート５０ｂは、ドリブンプレート５０ａに最も近づく方向に移動し、ダンパスプリング４６が最も圧縮された状態になる。そうすると、ダンパスプリング４６と張り出し部５４は、図３（Ｃ）に示されるように、非接触状態となるので、ロックアップダンパ機構２８のヒステリシスは最小となる。

また、このロックアップ状態においては、ロックアップクラッチ２６がフロントカバー１２側に最も変位している状態であるので、ロックアップクラッチ２６とロックアップダンパ機構２８との間の空間は最も広がった状態となる。その結果、ロックアップダンパ機構２８のヒステリシスが小さくなるので、こもり音、例えはＮＶＨ（騒音、振動、乗り心地）性能の発生も抑制される。

本実施形態の構成によれば、別部材の追加や構造の複雑化を伴わず、ドライブプレート４８ａに張り出し部５４を設けるという簡易な構造によって、ロックアップ状態のときには、ロックアップダンパ機構２８のヒステリシスを小さくし、スリップ状態のときには、そのヒステリシスを大きくすることができる。また、上記構成により、ジャダの抑制とこもり音の抑制を両立させることもできる。

本実施形態においては、ドライブプレート４８ａに、ダンパスプリング４６と接触可能な部材である張り出し部５４を設ける場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。ダンパスプリング収容部４８に対して回転軸１０ａ上で相対回動可能なダンパスプリング支持部５０、すなわちドリブンプレート５０ｂの一部と、ダンパスプリング収容部４８の一部とが、ロックアップ状態の時には離れ、スリップの状態の時には接触する形状であってもよい。この形状は、例えば、張り出し部５４がさらにドリブンプレート５０ｂの方向へ移動した箇所、すなわちドリブンプレート５０ｂに対向する領域に配置され、この張り出し部５４に接触可能な接触部をドリブンプレート５０ｂに設けることで実現できる。また、この形状は、以下のような構成であってもよい。

次に、別の実施形態として、ダンパスプリング収容部４８の一部と、ダンパスプリング収容部４８に対して回転軸１０ａ上で相対回動可能なダンパスプリング支持部５０の一部とが、ロックアップ時には離れ、スリップ時には接触する形状を有するロックアップダンパ機構２８について、図４を用いて説明する。

図４の（Ａ）は、ロックアップオフ状態のロックアップダンパ機構２８を模式的に示す図であり、（Ｂ）は、スリップ状態のロックアップダンパ機構２８を模式的に示す図であり、（Ｃ）は、ロックアップ状態のロックアップダンパ機構２８を模式的に示す図である。なお、上記実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

この図において、ドライブプレート４８ａには、対向するドリブンプレート５０ｂ側へ張り出した接触部材５６が設けられる。一方、ドリブンプレート５０ｂにも、対向するドライブプレート４８ａ側へ張り出した接触部材５８が設けられる。これらの接触部材５６，５８は、互いに接触可能に形成される。これらの接触部材５６，５８は、互いに接触したときに、摩擦が生じる形状または材質である。

接触部材５６，５８は、以下のように配置される。すなわち、ロックアップオフ状態には、接触部材５６が接触部材５８よりドリブンプレート５０ａ側に位置し、互いに非接触状態であり、スリップ状態の時に互いが接触し、そして、ロックアップ状態の時には接触部材５６が接触部材５８よりドリブンプレート５０ａ側に位置することで、また互いが非接触状態と離れるように配置される。

次に、本実施形態に係るロックアップダンパ機構２８の動作について、ロックアップオフ状態とスリップ状態とロックアップ状態とに分けてそれぞれ説明する。

まず、ロックアップオフ状態には、図４（Ａ）に示されるように、接触部材５６が接触部材５８よりドリブンプレート５０ａ側に位置し、互いに非接触状態であるので、ロックアップダンパ機構２８のヒステリシスは最小となる。

次に、スリップ状態においては、ドリブンプレート５０ｂは、ロックアップクラッチ２６から動力が伝達され、ダンパスプリング４６を圧縮しながら、ドリブンプレート５０ａに近づく方向に移動する。そうすると、接触部材５６，５８は、図４（Ｂ）に示されるように、接触状態となり、その接触圧が最も高い。よって、ロックアップダンパ機構２８のヒステリシスは最大になる。

また、このスリップ状態においては、上述のように、接触部材５６，５８が互いに接触して、接触による摩擦力が発生するので、ロックアップダンパ機構２８の摩擦及び振動などによる振動・騒音（ジャダ）の発生を抑制することができる。

最後に、ロックアップ状態において、ドリブンプレート５０ｂは、ドリブンプレート５０ａに最も近づく方向に移動し、ダンパスプリング４６が最も圧縮された状態になる。そうすると、接触部材５６，５８は、図４（Ｃ）に示されるように、非接触状態となるので、ロックアップダンパ機構２８のヒステリシスは最小となる。

この実施形態の構成においては、ロックアップダンパ機構２８のヒステリシスが最大となる領域を、スリップ状態時のジャダ発生領域となるように接触部材５６，５８を設けることにより、ジャダの発生をより確実に抑制することができる。

１０ トルクコンバータ、１２ フロントカバー、１４ インペラシェル、１６ カバー、１８ タービンライナ、２０ ポンプインペラ、２２ ステータ、２４ トルクコンバータ本体、２６ ロックアップクラッチ、２８ ロックアップダンパ機構、３０ インペラハブ、３２ ドライブギア、３４ ワンウェイクラッチ、３６ 固定部、３８ タービンシェル、４０ タービンハブ、４２ 摩擦部材、４６ ダンパスプリング、４８ ダンパスプリング収容部、５０ ダンパスプリング支持部、５２ 空間、５４ 張り出し部、５６，５８ 接触部材。

Claims (2)

1. トルクコンバータのロックアップダンパ機構において、
   ダンパスプリングと、
   ダンパスプリングを収容するダンパスプリング収容部と、
   ダンパスプリングを支持するダンパスプリング支持部と、
   を有し、
   ダンパスプリング収容部の一部と、ダンパスプリング収容部に対して回転軸上で相対回動可能なダンパスプリング支持部またはダンパスプリングの一部とが、ロックアップ時には離れ、スリップ時には接触する形状である、
   ことを特徴とするトルクコンバータのロックアップダンパ機構。
2. 請求項１に記載のトルクコンバータのロックアップダンパ機構において、
   ダンパスプリング収容部の一部と、前記相対回動可能なダンパスプリング支持部又はダンパスプリングの一部とが、ジャダ発生領域で接触する形状である、
   ことを特徴とするトルクコンバータのロックアップダンパ機構。

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