JP2016003748A - 捩り振動低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でハウジングの変形を抑制できかつ軸長の増大を抑制することのできる捩り振動低減装置を提供する。
【解決手段】ポンプインペラ３とタービンランナ６と、入力側部材１４および出力側部材１５を弾性体１２を介して動力伝達可能に連結して構成された弾性ダンパ１３とを有する流体伝動装置２の内部に設けられ、トルク変動に応じて往復動する転動体１９と転動体１９を収容する転動室１８が形成された回転体１７と転動体１９および転動室１８を流体伝動装置２内の流体から遮蔽するハウジング２０とを備えた捩り振動低減装置１６において、ハウジング２０は弾性ダンパ１３に対して軸線方向で隣接する位置に配置され、ハウジング２０における転動体１９および転動室１８を収容している部分が中空の角形断面形状に形成され、角形断面形状部分の外周側の角部２４に出力側部材１５が接合されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、慣性質量体の往復運動あるいは振り子運動によって捩り振動を低減させる装置に関するものである。

この種の装置の一例が特許文献１ないし特許文献４に記載されている。これらの装置は、慣性質量体が転動体として構成され、その転動体を回転体に形成された転動室に収容し、回転体に捩り振動が生じた場合に転動体が転動室内を、前記捩り振動に応じて往復動することにより、前記捩り振動を低減するように構成されている。特に、特許文献１に記載された構成では、捩り振動低減装置はトルクコンバータの内部に配置されている。また転動体の往復動がオイルによって阻害され、あるいは影響を受けないようにするために、転動体および転動面がダンパハウジングによって覆われている。

また、特許文献２に記載された構成では、転動体はダンパハウジング内に収容されており、そのダンパハウジングが芯ずれ防止機構を介してフライホイールに連結されている。その芯ずれ防止機構は、上記のダンパハウジングにおけるエンジン側の側面に形成された凸部と、前記フライホイールにおけるダンパハウジング側に形成されかつ前記凸部に嵌まり合う凹部とによって構成されている。つまり特許文献２に記載された構成では、ダンパハウジングがフライホイールにいわゆるインロー嵌合されている。さらに、特許文献３に記載された構成では、回転体がトルクコンバータの内部に配置されている。また、その回転体の外周縁部がトーショナルダンパのドライブプレートを介してロックアップクラッチに連結されている。そして、特許文献４には、トルクコンバータの内部に回転体を配置し、その回転体とロックアップクラッチとをトーショナルダンパを介して連結して構成された捩り振動低減装置が記載されている。

特開２０１２−１９７８８６号公報 特開２０１３−９２１８３号公報 特開２０１２−７７８２０号公報 特開２０１３−１２２２５９号公報

トルクコンバータの内部の油圧は、トルクコンバータが高速で回転した場合の遠心力や伝達されるトルクなどに応じて増大する。また、ロックアップクラッチを係合させる際に油圧が高くなる。このようにトルクコンバータの内部の油圧が高くなると、特許文献１に記載された構成では、ダンパハウジングに圧縮力が作用して変形し、その内面に転動体が接触する可能性がある。また、上記の変形によってダンパハウジングの一部に応力が集中して破損すると、ダンパハウジングの内部にオイルが侵入し、そのオイルによって転動体の往復動が阻害される可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、簡易な構成でダンパハウジングの変形を抑制できる捩り振動低減装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、流体流を生じさせるポンプインペラとその流体流によって駆動されるタービンランナと入力側部材および出力側部材を弾性体を介して動力伝達可能に連結して構成された弾性ダンパとを有する流体伝動装置の内部に設けられ、トルク変動に応じて往復動する転動体とその転動体を往復動可能に収容する転動室が形成された回転体と前記転動体および前記転動室を前記流体伝動装置内の流体から遮蔽するハウジングとを備えた捩り振動低減装置において、前記ハウジングは前記弾性ダンパに対して軸線方向で隣接する位置に配置されるとともに、前記ハウジングにおける前記転動体および転動室を収容している部分が中空の角形断面形状に形成され、その角形断面形状部分の外周側の角部に前記出力側部材が接合されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、ハウジングの外周側の角部に弾性ダンパの出力側部材が接合されており、これによりハウジングの外周部が補強される。そのため、流体伝動装置が高速で回転し、その高い油圧がハウジングに作用するとしても、曲げ応力が大きくなりやすい上記の外周部の変形を抑制できる。これによりハウジングの内面と転動体との接触を抑制できる。また、上記の変形に伴ってハウジングに一部に応力が集中することによるハウジングの破損を抑制でき、これによりハウジングの液密状態を維持できる。さらに、上記の出力側部材はハウジングの支持部材として機能するため、前記油圧の変化に伴って軸線方向にハウジングが振動したり、ハウジングが傾いたりすることを抑制できる。それらの結果、転動体の往復動が補償され、制振性能が良好になる。

トルク増幅作用のある流体伝動装置であるトルクコンバータの内部に、この発明に係る捩り振動低減装置を設けた一例を示す図である。 この発明におけるドリブンプレートの一例が接合されたハウジングの外周部の一部を示す正面図である。 この発明におけるドリブンプレートの他の例が接合されたハウジングの外周部の一部を示す正面図である。 この発明におけるドリブンプレートの更に他の例が接合されたハウジングの外周部の一部を示す正面図である。 図１に示す構成の一部を変更した一例を示す断面図である。 図１に示す構成の一部を変更した他の例を示す断面図である。 図６に示すドリブンプレートが接合されたハウジングの外周部の一部を示す正面図である。 図１に示す構成の一部を変更したまた更に他の例を示す断面図である。 図８に示す構成の一部を変更した一例を示す断面図である。

つぎにこの発明を具体的に説明する。図１は、トルク増幅作用のある流体伝動装置であるトルクコンバータの内部に、この発明に係る捩り振動低減装置を設けた一例を示している。図示しないエンジンの出力側にロックアップクラッチ１を備えたトルクコンバータ２が連結されている。そのトルクコンバータ２の基本的な構成は従来知られているトルクコンバータと同様である。すなわち、入力側の部材であるポンプインペラ３は、環状に配列されたポンプブレード４をポンプシェル５の内面に取り付けて構成されており、そのポンプインペラ３に対向してタービンランナ６が配置されている。またポンプシェル３がフロントカバー７の開口端に接合されており、これらのポンプシェル３とフロントカバー７とによってトルクコンバータ２の全体としてのケーシング８が形成されている。また上記のタービンランナ６がハブ軸９に連結されている。そのハブ軸９は、図示しない変速機の入力軸１０と一体となって回転するようになっている。

上記のロックアップクラッチ１は円板状の部材であって、ハブ軸９にスプライン嵌合されている。そのロックアップクラッチ１におけるフロントカバー７に対向する面に、摩擦材１１が取り付けられている。ロックアップクラッチ１は、上記の摩擦材１１がフロントカバー７に接触することにより係合状態となってトルクを伝達し、その接触圧が小さくなることによって伝達トルク容量が低下しついにはトルクを伝達しない解放状態になるように構成されている。またロックアップクラッチ１の外周部に、コイルバネ１２を備えたロックアップダンパ１３が設けられている。そのロックアップダンパ１３は、ロックアップクラッチ１およびドライブプレート１４と、ドリブンプレート１５とによって上記のコイルバネ１２を挟み込んで構成されている。上記のドライブプレート１４はロックアップクラッチ１に一体に取り付けられており、上記のドリブンプレート１５は、後述するハウジングの外周屈曲部２４に接合されている。そして、ロックアップクラッチ１およびドライブプレート１４と、ドリブンプレート１５とが相対回転することによりコイルバネ１２を圧縮し、そのコイルバネ１２の弾性力によって捩れ振動を低減するようになっている。なお、上記のコイルバネ１２がこの発明における弾性体に相当し、ドライブプレート１４がこの発明における入力側部材に相当し、ドリブンプレート１５がこの発明における出力側部材に相当し、ロックアップダンパ１３がこの発明における弾性ダンパに相当している。

軸線方向で上記のロックアップダンパ１３に隣接して振子式の捩り振動低減装置１６が設けられている。その捩り振動低減装置１６は、ハブ軸９に連結された回転体１７と、その回転体１７の外周部に形成された転動室１８と、その転動室１８に収容されて転動室１８に沿って往復動する転動体１９と、転動室１８および転動体１９を液密状態に覆うように回転体１７に取り付けられたハウジング２０とを備えている。上記の転動室１８は、回転体１７をその厚さ方向に貫通して形成された貫通部であり、例えば円弧状の長孔状に形成されている。転動体１９は回転体１７が回転した場合に遠心力によって転動室１８の内面のうち回転体１７の半径方向で外側の内面に押し付けられ、その内面に沿って転動するように構成されている。そのため当該内面が転動面２１となっている。

上記のハウジング２０は、図１に示すように、転動室１８および転動体１９を収容している部分の形状がほぼ矩形断面をなしている。そのハウジング２０は、タービンランナ６側に開口する第１カバー２２と、その第１カバー２２とは反対側に開口する第２カバー２３とを備え、その第１カバー２２の外周部は、ハウジング２０の半径方向で外側に屈曲され、またその先端部が軸線方向に屈曲されかつ延びている。つまり第１カバー２２の外周端部に屈曲部が形成され、その屈曲部に軸線方向に延びる円筒部２２ａが形成されている。また、第１カバー２２の内周部は、前記半径方向で内側に屈曲されており、これが回転体１７の側面に接触するフランジ部２２ｂとなっている。一方、第２カバー２３の外周部は前記半径方向で外側に屈曲されており、その先端部が上記の円筒部２２ａの内面に接触するようになっている。ここに示す例では、それらの接触部分が全周に亘って溶接によって接合されている。第２カバー２３の内周部には、第１カバー２２の内周部と同様に、フランジ部２３ａが形成されている。そして、転動体１９を覆うように、回転体１７の外周部をその両側から挟み付けることにより上記のハウジング２０が構成されている。またハウジング２０の外周部をかしめることによって、回転体１７を各カバー２２，２３によって挟み付けてハウジング２０内に回転体１７を固定してもよい。上記の各カバー２２，２３における回転体１７の外周部を挟み付けている部分のうちロックアップクラッチ１側の部分すなわち上記の屈曲部を、以下の説明では外周屈曲部２４と称する。その外周屈曲部２４に、上述したドリブンプレート１５が溶接によって接合されている。つまり、ドリブンプレート１５がロックアップダンパ１３と捩り振動低減装置１６とを連結する部材として機能する。この外周屈曲部２４がこの発明における角部に相当している。

図２は、この発明におけるドリブンプレートの一例が接合されたハウジングの外周部の一部を示す正面図である。ハウジング２０の外周部には、その半径方向で内側に凹んだ凹部２５が、その円周方向に一定の間隔で形成されている。それらの凹部２５は、ハウジング２０の変形を抑制するいわゆるリブとして機能するものであり、隣接する転動室１８同士の間の部分に対応する箇所に形成されている。つまり上記の外周屈曲部２４と凹部２５とがハウジング２０の円周方向に交互に形成されている。このハウジング２０の外周部に、上述したドリブンプレート１５が接合されている。そのドリブンプレート１５は、図２に示す例では、環状に形成されており、また回転体１７およびハウジング２０と同軸に形成されている。そのドリブンプレート１５における前記転動室１８に対応する箇所に爪部２６が形成されており、その爪部２６が上記の外周屈曲部２４に溶接によって接合されている。その溶接箇所を、図２にハッチングを付した領域として示してある。なお、この発明に係る捩り振動低減装置は、要は、ハウジング２０の外周部とドリブンプレート１５とを接合することによりハウジング２０を補強できればよく、したがって、上記の凹部２５が形成されていなくてもよい。

次に、上記構成の捩り振動低減装置１６の作用について説明する。トルクコンバータ２の内部にはオイルが充填されているが、転動室１８および転動体１９はハウジング２０によって液密状態に遮蔽されているから、オイルが転動体１９に接触することはない。回転体１７が回転すると、転動体１９は転動室１８のうち回転体１７の中心から最も遠い箇所に移動させられる。そして、回転体１７のトルクが変化してその回転速度が変化すると、転動体１９は慣性力によって転動室１８の内部で振り子運動を行う。すなわち、転動面２１に押し付けられた状態で、転動面２１に沿って往復動する。このような回転体１７の捩り振動と転動体１９の往復動とのずれによって捩り振動が低減させられる。

また、トルクコンバータ２の回転数の増大による遠心力の増大によって油圧が高くなり、あるいはロックアップクラッチ１を係合させるべく油圧が高くなると、ハウジング２０に圧縮力つまりハウジング２０を変形させる応力が作用する。特に、ハウジング２０の外周部に大きい圧縮力が作用する。しかしながら、ハウジング２０の外周屈曲部２４には、上述したように、ドリブンプレート１５の爪部２６が接合されており、その爪部２６によってハウジング２０の外周部が補強されている。そのため、上記の圧縮力によるハウジング２０の外周部の変形、および、その変形に伴うハウジング２０の外周部への応力集中を抑制できる。また、ドリブンプレート１５がハウジング２０の支持部材として機能するため、トルクコンバータ２の回転数の変化あるいはロックアップクラッチ１の係合・解放に伴って油圧が変化したとしても、軸線方向へのハウジング２０の振動あるいは変位を抑制できる。それらの結果、制振性能が良好になる。

さらに、上述した構成では、ロックアップダンパ１３に隣接して捩り振動低減装置１６のハウジング２０が配置されており、それらのロックアップダンパ１３およびハウジング２０がハブ軸９を介することなくトルク伝達可能に直接連結されている。そのため、ハブ軸９を介さないだけ、ロックアップダンパ１３や捩り振動低減装置１６の配置の自由度を向上できる。例えば、ロックアップダンパ１３に捩り振動低減装置１６を接近して配置することができる。また、これにより装置全体の軸長を短縮できる。

図３は、この発明におけるドリブンプレートの他の例が接合されたハウジングの外周部の一部を示す正面図である。ここに示す例では、ドリブンプレート１５は、その円周方向に分割された複数の分割片２７によって構成されている。それらの分割片２７における円周方向の長さは、各転動室１８の長さに応じた長さに形成されている。また、各分割片２７のそれぞれには、図３に示すように、爪部２６が形成されており、その爪部２６が外周屈曲部２４に溶接によって接合されている。つまり、ハウジング２０の凹部２５を避けるように、各分割片２７がハウジング２０の外周部に取り付けられている。図３に示す構成であっても、各分割片２７がハウジング２０の外周部を補強し、またドリブンプレート１５がハウジング２０を支持するため、図１および図２に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。

図４は、この発明におけるドリブンプレートの更に他の例が接合されたハウジングの外周部の一部を示す正面図であり、ここに示す例は、ハウジング２０の凹部２５にドリブンプレート１５を接合した例である。図４に示すドリブンプレート１５は、環状に形成されており、かつ、ハウジング２０の凹部２５に対応する箇所に、凹部２５に嵌まり合う凸部２８が形成されている。その凸部２８が、上述した爪部２６に相当している。そして、上記の凸部２８と、凹部２５とが嵌め合わされ、かつ、凹部２５の底部と凸部２８の頂部とが溶接によって接合されている。その凹部２５の底部は、上記の圧縮力が集中しやすい部分の一つであって、これが上記のようにドリブンプレート１５に接合されて補強される。また、ドリブンプレート１５によってハウジング２０が支持されている。それらの結果、図４に示す構成であっても、図１ないし図３に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。

図５は、図１に示す構成の一部を変更した一例を示す断面図である。ここに示す例は、ハウジング２０の外周部に接合されたドリブンプレート１５とハウジング２０の外周面とを円筒部材２９によって連結した例である。そのドリブンプレート１５は、例えば、図１に示す例と同様に外周屈曲部２４に接合されている。また、そのドリブンプレート１５における外周面に円筒部材２９の一端部が接合され、その円筒部材２９の他端部がハウジング２０の外周面に接合されている。つまりハウジング２０の外周面が、ドリブンプレート１５と一体の部材である円筒部材２９に接合されている。このように図５に示す例では、ハウジング２０の外周屈曲部２４および外周面が補強されるため、図５に示す構成では、図１ないし図４に示す例よりも、ハウジング２０が変形しにくくなっている。また、図５に示す構成では、上記の円筒部材２９によってドリブンプレート１５が補強され、その変形が抑制される。つまり、ドリブンプレート１５の変形に伴うハウジング２０の変形が抑制される。これによってもハウジング２０が変形しにくくなっている。

図６は、図１に示す構成の一部を変更した他の例を示す断面図であり、図７は、図６に示すドリブンプレートが接合されたハウジングの外周部の一部を示す正面図である。ハウジング２０の半径方向でドリブンプレート１５の中央におけるタービンランナ６側の面は、図６に示すように、外周屈曲部２４に接合されている。またドリブンプレート１５の内周部は、その半径方向で内側に延びており、フランジ部１５ａを形成している。そのフランジ部１５ａがハウジング２０におけるロックアップクラッチ１側の側面に接触しており、それらの接触部分のうち、円周方向での転動室１８の中央部に対応する部分が図７に示すように、溶接によって接合されている。このように図６および図７に示す構成では、ドリブンプレート１５とハウジング２０との接触部分が、図１に示す例よりも拡大されている。そのため、ハウジング２０の外周部が図１に示す例よりも補強され、これによりハウジング２０の外周部が変形しにくくなっている。なお、この図６および図７に示す例においても、図３に示すように、ドリブンプレート１５を複数の分割片によって構成してもよい。

図８は、図１に示す構成の一部を変更したまた更に他の例を示す断面図である。図８に示す例では、第１カバー２２は、タービンランナ６側に配置されている。また、その外周端部２２ａがロックアップダンパ１３側に延びて形成されており、これが、ロックアップダンパ１３のドリブンプレート１５を兼ねている。つまり、ドリブンプレート１５が第１カバー２２の外周部に一体に形成されている。第２カバー２３はロックアップダンパ１３側に配置され、その外周端がドリブンプレート１５の内面に接触している。図９は、図８に示す構成の一部を変更した一例を示す断面図である。図９に示す例では、各カバー２２，２３は回転体１７を挟んで対称に形成されている。回転体１７の外周面にドリブンプレート１５が一体に形成されている。上述した図８に示す構成では、第１カバー２２の外周部に一体に形成された円筒状の部分がドリブンプレート１５を兼ねているため、ドリブンプレート１５を外周屈曲部２４に接合することができず、そのため、ハウジング２０の外周部を補強することができない。しかしながら、ドリブンプレート１５と第１カバー２２とが一体に形成されているため、その分、部品点数を削減したり、装置全体の質量を低減したりすることができる。ひいては、装置の製造コストを低減することができる。さらに、上述したようにドリブンプレート１５と捩り振動低減装置１６とを直接連結するので、ロックアップダンパ１３に捩り振動低減装置１６を接近させて配置させることができ、これにより装置全体としての軸長を短縮できる。このような状況は図９に示す構成であっても同様であり、そのため、図９に示す構成であっても、図８に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。

２…トルクコンバータ（流体伝動装置）、 ３…ポンプインペラ、 ６…タービンランナ、 １２…コイルバネ（弾性体）、 １３…ロックアップダンパ（弾性ダンパ）、 １４…ドライブプレート、 １５…ドリブンプレート、 １６…捩り振動低減装置、 １７…回転体、 １８…転動室、 １９…転動体、 ２０…ハウジング。

Claims (1)

1. 流体流を生じさせるポンプインペラとその流体流によって駆動されるタービンランナと入力側部材および出力側部材を弾性体を介して動力伝達可能に連結して構成された弾性ダンパとを有する流体伝動装置の内部に設けられ、トルク変動に応じて往復動する転動体とその転動体を往復動可能に収容する転動室が形成された回転体と前記転動体および前記転動室を前記流体伝動装置内の流体から遮蔽するハウジングとを備えた捩り振動低減装置において、
   前記ハウジングは前記弾性ダンパに対して軸線方向で隣接する位置に配置されるとともに、前記ハウジングにおける前記転動体および転動室を収容している部分が中空の角形断面形状に形成され、その角形断面形状部分の外周側の角部に前記出力側部材が接合されていることを特徴とする捩り振動低減装置。

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