JP2014206244A - トルクコンバータのロックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のロックアップ装置に対して、省スペースかつ安価に振動減衰のための機構を追加できるようにする。
【解決手段】このロックアップ装置は、ドライブプレート３１と、フロントカバー２とドライブプレート３１との間に配置された摩擦フェーシング３６を有するピストン３０と、タービンハブ１９に連結されたドリブンプレート３２と、ドライブプレート３１とドリブンプレート３２とを回転方向に弾性的に連結する複数のトーションスプリング３３と、複数のイナーシャ部材３４と、を備えている。複数のイナーシャ部材３４は、ドリブンプレート３２に回転方向に揺動可能に装着され、揺動により振動を減衰する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロックアップ装置、特に、フロントカバーからのトルクをトルクコンバータのタービンに伝達するためのロックアップ装置に関する。

トルクコンバータには、トルクをフロントカバーからタービンに直接伝達するためのロックアップ装置が設けられている場合が多い。ロックアップ装置は、フロントカバーに摩擦連結可能なピストンと、ピストンに固定されるドライブプレートと、ドリブンプレートと、複数のトーションスプリングと、を有している。ドリブンプレートは、トルクコンバータのタービンに固定され、複数のトーションスプリングを介してドライブプレートに回転方向に弾性的に連結されている。

このようなロックアップ装置において、特許文献１には、フロントカバーのエンジン側に振り子ダンパを設け、振動を減衰するようにしたものがある。また、特許文献２には、２つの直列接続されたダンパ機構の間に、回転数適応型の動吸振器を配置したロックアップ装置が示されている。

特開２０１１−２０８７７４号公報 特表２０１１−５０４９８６号公報

特許文献１や特許文献２に示されたロックアップ装置では、振り子ダンパ等によって振動を減衰することが可能である。

しかし、特許文献１に示された装置では、フロントカバーとエンジンとの間にダンパ機構が設けられることになるので、軸方向が長くなることが避けられない。また、特許文献２に示された装置では、多くの構成部品が必要になり、装置が大型化する。しかも、特許文献２の装置では、従来のロックアップ装置の大幅な変更が必要になり、コストアップが避けられない。

本発明の課題は、従来のロックアップ装置に対して、省スペースかつ安価に振動減衰のための機構を追加できるようにすることにある。

本発明の一側面に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、フロントカバーからのトルクをトルクコンバータのタービンに伝達するための装置であって、入力部材と、フロントカバーと入力部材との間に配置されたクラッチ部と、タービンに連結された出力部材と、入力部材と出力部材とを回転方向に弾性的に連結する複数の弾性部材と、複数のイナーシャ部材と、を備えている。複数のイナーシャ部材は、出力部材に回転方向に揺動可能に装着され、揺動により振動を減衰する。

ここでは、出力部材に複数のイナーシャ部材を設け、このイナーシャ部材を回転方向に搖動させることによって振動を減衰するようにしている。このため、簡単な機構で振動減衰のための機構を実現できる。特に、イナーシャ部材を出力部材に取り付けるだけで機構が構成されているので、従来のロックアップ装置を大幅に変更する必要がない。

出力部材は、トルクコンバータの回転軸とは異なる軸を中心とする円弧状に形成された複数のスリットを有し、複数のイナーシャ部材はスリットに揺動自在に配置されているのが好ましい。

イナーシャ部材は、第１部材と、第２部材と、連結部材と、を有しているのが好ましい。第１部材は出力部材のフロントカバー側の面に設けられている。第２部材は出力部材のタービン側の面に第１部材に対向して設けられている。連結部材は、スリットを貫通し、第１部材と第２部材とを連結する。

タービンは、タービンシェルと、タービンシェルの内部に設けられた複数のタービンブレードと、タービンシェルの内周部に設けられたタービンハブと、を有していてもよい。また、出力部材は、外周部に設けられ複数の弾性部材と係合する複数の係合部と、内周部に設けられタービンハブに連結される連結部と、を有しているのが好ましく、複数のスリットは複数の係合部の内周側に形成されているのが好ましい。

以上のようは本発明では、従来のロックアップ装置に対して、省スペースかつ安価に振動減衰のための機構を追加することができる。

本発明の一実施形態によるロックアップ装置を備えたトルクコンバータの断面図。 図１のロックアップ装置を抽出して示す図。 ドリブンプレートの正面図。 イナーシャ部材の外観図。

［トルクコンバータの全体構成］
図１は、本発明の一実施形態としてのロックアップ装置が採用されたトルクコンバータ１の断面部分図である。図１の左側にはエンジン（図示せず）が配置され、図の右側にトランスミッション（図示せず）が配置されている。図１に示すＯ−Ｏは、トルクコンバータ及びロックアップ装置の回転軸線である。

トルクコンバータ１は、フロントカバー２と、トルクコンバータ本体３と、ロックアップ装置４と、を有している。トルクコンバータ本体３は、トーラス形状の流体作動室を有しており、流体作動室は、インペラ５と、タービン６と、ステータ７と、から構成されている。

フロントカバー２は、円板状の部材であり、内周端にはセンターボス１０が設けられている。センターボス１０は、軸方向に延びる円筒形状の部材であり、クランクシャフトの中心孔内に挿入されている。フロントカバー２の外周側には、円周方向に等間隔で複数のナット１１が固定されている。このナット１１に螺合するボルト（図示せず）がフレキシブルプレート（図示せず）の外周部を、フロントカバー２に固定している。

インペラ５は、インペラシェル１３と、その内側に固定された複数のインペラブレード１４と、インペラシェル１３の内周部に固定されたインペラハブ１５と、を有している。インペラシェル１３の外周縁は、フロントカバー２の外周部に形成された外周側筒状部２ａの先端に溶接されている。

タービン６はインペラ５に対して軸方向に対向して配置されている。タービン６は、タービンシェル１７と、その内側に固定された複数のタービンブレード１８と、タービンシェル１７の内周縁に固定されたタービンハブ１９と、を有している。タービンシェル１７の内周端部が、複数のリベット２０によってタービンハブ１９に固定されている。また、タービンハブ１９の内周面には、トランスミッションの入力シャフト（図示せず）に係合するスプライン１９ａが形成されている。これによりタービンハブ１９は入力シャフトと一体回転するようになっている。

ステータ７は、インペラ５の内周部とタービン６の内周部と間に配置されており、タービン６からインペラ５に戻る作動油の流れを整流するための機構である。ステータ７は、環状のステータシェル２２と、シェル２２の外周面に設けられた複数のステータブレード２３と、を有している。ステータシェル２２はワンウェイクラッチ２４を介して筒状の固定シャフト（図示せず）に支持されている。固定シャフトは入力シャフトの外周面とインペラハブ１５の内周面との間を延びている。

フロントカバー２の内周部とタービンハブ１９との軸方向間にはスラストブッシュ２６が配置されている。また、タービンハブ１９とワンウェイクラッチ２４との間、及びステータ７とインペラ５との軸方向間には、それぞれスラストベアリング２７，２８が配置されている。

［ロックアップ装置４の構造］
ロックアップ装置４は、タービン６とフロントカバー２との間に配置されており、両者を機械的に連結するための機構である。ロックアップ装置４は、図１及び図２に示すように、ピストン３０と、ドライブプレート３１と、ドリブンプレート３２と、複数のトーションスプリング３３と、イナーシャ部材３４と、を有している。図２は、図１におけるロックアップ装置４の部分を抽出して示したものである。

＜ピストン３０＞
ピストン３０は、クラッチの連結及び遮断を行うための部材であり、中心孔が形成された円板形状である。ピストン３０の内周縁には、軸方向トランスミッション側に延びる内周側筒状部３０ａが形成されている。内周側筒状部３０ａはタービンハブ１９のエンジン側の外周面によって回転方向及び軸方向に移動可能に支持されている。なお、ピストン３０は、タービンハブ１９のトランスミッション側の面に当接することで、軸方向トランスミッション側への移動が規制されている。

また、タービンハブ１９のエンジン側の外周面には内周側筒状部３０ａの内周面に当接するシールリング３５が設けられている。これにより、ピストン３０の内周縁はシールされている。さらに、ピストン３０の外周側には環状の摩擦連結部３０ｂが形成されている。摩擦連結部３０ｂの軸方向エンジン側には環状の摩擦フェーシング３６が固定されている。

＜ドライブプレート３１＞
ドライブプレート３１は、円板状の部材であり、内周部に固定部３１ａを有し、外周部に複数の係合部３１ｂを有している。固定部３１ａはリベット３７によってピストン３０に固定されている。また、複数の係合部３１ｂは、ドライブプレート３１の外周部の一部をさらに外周に突出して形成し、この突出部をタービン６側でかつ内周側に折り曲げて形成されている。各係合部３１ｂはトーションスプリング３３の円周方向の端面に当接可能である。

＜ドリブンプレート３２＞
ドリブンプレート３２は、円板状の部材であり、内周部に固定部３２ａを有し、外周部に複数の係合部３２ｂを有している。固定部３２ａは、タービンシェル１７とともにリベット２０によってタービンハブ１９に固定されている。また、複数の係合部３２ｂは、ドリブンプレート３２の外周の一部をさらに外周に突出して形成し、この突出部をフロントカバー２側に折り曲げて形成されている。各係合部３２ｂはトーションスプリング３３の円周方向の端面に当接可能である。

図３にドリブンプレート３２の正面部分図を示している。ドリブンプレート３２には、径方向の中間部に、円弧状の複数のスリット３２ｃが形成されている。一例として、各スリット３２ｃは係合部３２ｂと径方向で重なる位置に形成されている。また、各スリット３２ｃは、トルクコンバータ１の回転軸Ｏから所定距離Ｒ１隔てた位置Ｐを中心とした半径Ｒ２の回転方向に長い円弧状に形成されている。

＜トーションスプリング３３＞
複数のトーションスプリング３３は、図１及び図２に示すように、ピストン３０、ドライブプレート３１、及びドリブンプレート３２によって支持されている。そして、トーションスプリング３３は、ピストン３０によって軸方向の移動が規制され、ピストン３０及びドリブンプレート３２によって径方向の移動が規制されている。

＜イナーシャ部材３４＞
イナーシャ部材３４は、ドリブンプレート３２のスリット３２ｃに設けられ、位置Ｐを中心としてスリット３２ｃに沿って揺動自在である。イナーシャ部材３４は、図４に拡大して示すように、第１円板部材４１と、第２円板部材４２と、カラー４３と、リベット４４と、を有している。
第１円板部材４１及び第２円板部材４２は、ともに中心に孔４１ａ，４２ａを有する円板状に形成されたプレートである。第１及び第２円板部材４１，４２は、ドリブンプレート３２を挟んで軸方向に対向して配置されている。すなわち、第１円板部材４１はドリブンプレート３２のフロントカバー２側の側面に配置され、第２円板部材４２はドリブンプレート３２のタービン６側の側面に配置されている。

カラー４３は、円筒状に形成され、ドリブンプレート３２のスリット３２ｃ内に配置されている。カラー４３の径はスリット３２ｃの径方向の幅より若干小さく、軸方向の長さはドリブンプレート３２の厚みより若干長く形成されている。

第１及び第２円板部材４１，４２は、カラー４３の両端面に当接するように配置され、両円板部材４１，４２の中心孔４１ａ，４２ａ及びカラー４３を貫通するリベット４４によって両円板部材４１，４２及びカラー４３が固定されている。

以上のような構成によって、第１及び第２円板部材４１，４２、カラー４３、及びリベット４４からなるイナーシャ部材３４は、円弧状のスリット３２ｃに沿って揺動自在である。

［動作］
エンジン回転数が低回転数領域では、ピストン３０の軸方向両側の作動油の圧力差によって、ピストン３０はトランスミッション側に移動している。すなわち摩擦フェーシング３６はフロントカバー２から離れ、ロックアップが解除されている。このロックアップ解除時には、フロントカバー２からのトルクはインペラ５から作動油を介してタービン６に伝達される。

トルクコンバータ１の速度比が上がり、エンジン回転数が一定の回転数に達すると、ピストン３０のエンジン側の作動油が排出される。この結果、ピストン３０がフロントカバー２側に移動させられ、摩擦フェーシング３６がフロントカバー２の摩擦面に押し付けられる。この結果、フロントカバー２のトルクは、ピストン３０及びドライブプレート３１を介してトーションスプリング３３に伝達され、さらにドリブンプレート３２を介してタービンハブ１９に伝達される。すなわち、フロントカバー２が機械的にタービンハブ１９に連結され、フロントカバー２のトルクがタービン６を介して直接トランスミッションの入力シャフトに出力される。

ここで、エンジントルクに変動が生じると、トーションスプリング３３の伸縮及び各部のヒステリシストルクによって振動が吸収される。また、トルク変動が生じたときには、イナーシャ部材３４はドリブンプレート３２のスリット３２ｃに沿って、スリット３２ｃの円周（長手）方向の中心位置から図３において右側あるいは左側に移動することになる。しかし、ロックアップ装置４の作動中においては、イナーシャ部材３４には遠心力が作用しているので、イナーシャ部材３４はスリット３２ｃの円周方向の中心位置に戻ろうとする力が作用する。このイナーシャ部材３４の作用によって、さらに振動を抑えることができる。

［特徴］
（１）従来のロックアップ装置のドリブンプレートにスリットを形成し、イナーシャ部材を装着しただけで、振動減衰機構を実現できる。このため、従来装置を簡単でかつ安価に改良することができる。

（２）イナーシャ部材３４を非常に簡単な部材で構成でき、省スペースでかつ安価に振動減衰機構を実現できる。

（３）ドリブンプレート３２の係合部３２ｂの内周側で、比較的外周側にイナーシャ部材３４を装着しているので、比較的小さい部材で大きなイナーシャを得ることができる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

例えば、前記実施形態では、ドリブンプレートはタービンハブに固定されているが、タービンシェルにドリブンプレートが固定されているロックアップ装置においても、本発明を同様に適用することができる。

また、イナーシャ部材の構成は前記実施形態に限定されない。例えば、ドリブンプレートの一方側にのみ設けてもよい。
前記実施形態では、イナーシャ部材を、第１及び第２円板部材４１，４２と、カラー４３と、リベット４４と、で構成したが、イナーシャ部材の構成はこれに限定されない。例えば、カラーを設けることなく、第１及び第２円板部材４１，４２と、段付きピンと、によって形成してもよい。この場合の段付きピンは、胴径は前記実施形態のカラーと同じ径とし、胴部の軸方向の長さはカラーと同じ長さにすればよい。また、この場合は、段付きピンの両端をかしめることによって、第１及び第２円板部材４１，４２を段付きピンに固定することになる。

１ トルクコンバータ
２ フロントカバー
４ ロックアップ装置
６ タービン
１７ タービンシェル
１８ タービンブレード
１９ タービンハブ
３０ ピストン
３１ ドライブプレート（入力部材）
３２ ドリブンプレート（出力部材）
３２ａ 固定部（連結部）
３２ｂ 係合部
３２ｃ スリット
３３ トーションスプリング
３４ イナーシャ部材
４１ 第１円板部材
４２ 第２円板部材
４３ カラー
４４ リベット

Claims (4)

1. フロントカバーからのトルクをトルクコンバータのタービンに伝達するためのロックアップ装置であって、
   入力部材と、
   前記フロントカバーと前記入力部材との間に配置されたクラッチ部と、
   前記タービンに連結された出力部材と、
   前記入力部材と前記出力部材とを回転方向に弾性的に連結する複数の弾性部材と、
   前記出力部材に回転方向に揺動可能に装着され、揺動により振動を減衰する複数のイナーシャ部材と、
   を備えたトルクコンバータのロックアップ装置。
2. 前記出力部材は、トルクコンバータの回転軸とは異なる軸を中心とする円弧状に形成された複数のスリットを有し、
   前記複数のイナーシャ部材は前記スリットに揺動自在に配置されている、
   請求項１に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
3. 前記イナーシャ部材は、
   前記出力部材の前記フロントカバー側の面に設けられた第１部材と、
   前記出力部材の前記タービン側の面に前記第１部材に対向して設けられた第２部材と、
   前記スリットを貫通し、前記第１部材と前記第２部材とを連結する連結部材と、
   を有する、
   請求項２に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
4. 前記タービンは、
   タービンシェルと、
   前記タービンシェルの内部に設けられた複数のタービンブレードと、
   前記タービンシェルの内周部に設けられたタービンハブと、
   を有し、
   前記出力部材は、
   外周部に設けられ前記複数の弾性部材と係合する複数の係合部と、
   内周部に設けられ前記タービンハブに連結される連結部と、
   を有し、
   前記複数のスリットは前記複数の係合部の内周側に形成されている、
   請求項２又は３に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。

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