JP2016011668A - 捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータ - Google Patents

Abstract

【課題】リベットによる取付強度が十分に高く、また捩り振動低減装置の液密性の検査が容易なトルクコンバータを提供する。
【解決手段】タービンランナ８が第１リベット３３によってタービンハブ７に取り付けられ、転動体１４を液密構造のケーシング１７の内部に収容した捩り振動低減装置２がタービンハブ７とは別体の独立したユニットとして構成されるとともに、その捩り振動低減装置２が従動側部材１３と共に第２リベット３０によってタービンハブ７に取り付けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、振り子運動する転動体の往復移動によって捩り振動を低減する装置を内蔵したトルクコンバータに関し、特に転動体をトルクコンバータ内のオイルから遮蔽するように構成された捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータに関するものである。

回転板である支持部材の外周側の部分に形成された長孔状のガイド孔に転動体（質量体）が挿入され、回転板のトルクの変動によってその転動体がガイド孔に沿って往復動するように構成された吸振装置を備えているトルクコンバータが特許文献１に記載されている。そのトルクコンバータは、ロックアップクラッチおよびロックアップダンパを備えている。これらのロックアップクラッチとロックアップダンパとは軸線方向に並んで配置され、これらロックアップクラッチとロックアップダンパとの間に上記の吸振装置が配置されている。特許文献１には、そのロックアップダンパにおける従動側の部材とタービンランナとがリベットによってタービンハブに連結され、また吸振装置における前記支持部材とロックアップダンパにおける中間部材とが他のリベットによって連結された構成が記載されている。また、ロックアップダンパにおける従動側の部材とタービンランナと前記支持部材との三者が１本のリベットによってタービンハブに連結された構成が、特許文献１に記載されている。

また、特許文献２には、ロックアップクラッチとロックアップダンパとを互いに隣接させて配置するとともに、そのロックアップダンパとタービンランナとの間に、前述した吸振装置と同様の構成の装置を配置した流体伝動装置が記載されている。この特許文献２に記載された構成では、ロックアップダンパにおける中間部材と吸振装置における支持部材とがリベットによって互いに連結されるだけでなく、それら中間部材と支持部材とがそのリベットによってタービンハブに連結されている。なお、そのリベットに対して、タービンランナをタービンハブに連結している他のリベットが、タービンハブの半径方向で外側に配置されている。さらに、特許文献３には、トルクコンバータの内部に配置されている振動低減装置のうち、転動体およびその転動体が振り子運動する領域がケーシングによって液密状態に密封された構造が記載されている。この特許文献３に記載された装置では、振動低減装置が連結されているハブに、ロックアップダンパにおける従動側の部材およびタービンランナが１本のリベットによって連結されている。

特開２０１２−０７７８２６号公報 特開２０１２−０７７８２７号公報 国際公開第２０１３／１６１０５８号公報

特許文献１や特許文献２に記載されたロックアップダンパは、駆動側部材と従動側部材とに加えて、駆動側部材に対してバネを介して連結された中間部材を備えており、吸振装置における支持部材はその中間部材に連結されている。したがって、タービンランナおよび前記従動側部材をタービンハブに連結している箇所およびリベットと、支持部材と前記中間部材とを連結している箇所およびリベットとが互いに異なっている。しかしながら、ロックアップダンパとして中間部材を備えていない一般的な構成のバネダンパを採用するとすれば、その従動側部材と前記支持部材とタービンランナとの三者を、共に、タービンハブに連結することになる。その場合、１本のリベットでそれら三者をタービンハブに締結するとすれば、リベットの長さが長くなってしまい、リベットをかしめた場合にリベットが座屈するなどの意図しない変形が生じて締結強度が不十分になる可能性がある。

また、特許文献３に記載された構成では、転動体の振り子運動がトルクコンバータ内のオイルによって阻害されないので、振動低減特性が優れる。しかしながら、ハウジングを液密構造とする必要があり、そのためにハウジングと支持部材（回転体）とを、タービンハブに取り付けるためのリベットを利用して締結するとすれば、リベットが更に長くなってしまう可能性がある。また、タービンハブに取り付けた状態で液密構造が成立することになるので、液密性の検査をタービンハブやこれに取り付けられている前記従動側部材およびタービンランナと一体化された状態で行わざるを得ず、検査のためのハンドリングに支障を来す可能性がある。さらに、液密性の検査の結果、液密性が十分ではないとされた場合、使用することのできるタービンランナや前記従動側部材あるいはロックアップダンパなどを併せて廃棄せざるを得なくなる可能性がある。

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、タービンハブに取り付けられる捩り振動低減装置の液密性の検査が容易であり、しかもその捩り振動低減装置を含む複数の部材をタービンハブに取り付ける取付性が良好なトルクコンバータ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、請求項１の発明は、タービンランナが連結されているタービンハブに、ロックアップクラッチを介して伝達されるトルクの変動を緩和するロックアップダンパにおける従動側部材と、前記タービンハブのトルクの変動によって振り子運動を行う転動体を液密構造のケーシングの内部に収容した捩り振動低減装置とが連結された、捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータにおいて、前記タービンランナが第１リベットによって前記タービンハブに取り付けられ、前記転動体を液密構造のケーシングの内部に収容した捩り振動低減装置が前記タービンハブとは別体の独立したユニットとして構成されるとともに、前記捩り振動低減装置が前記従動側部材と共に第２リベットによって前記タービンハブに取り付けられていることを特徴とするものである。

この発明における前記第２リベットは、前記第１リベットよりも、前記タービンハブの半径方向で内側の箇所に配置されていてよい。

また、この発明では、前記捩り振動低減装置は、前記転動体を振り子運動可能に保持している回転体を有し、前記ケーシングは、前記回転体のうち少なくとも、前記転動体が振り子運動する領域を液密状態に覆いかつ前記第２リベットよりも前記タービンハブの半径方向で外側に位置する第３リベットによって前記回転体に固定されていてよい。

また一方、この発明では、前記第２リベットは、前記タービンハブを貫通する軸部と、前記軸部の端部で該軸部より大径の頭部とを有し、前記頭部を埋没させる凹部が前記タービンハブの軸線方向における一方の側面がわに形成され、前記凹部の開口端側にスラスト軸受が配置されている構成としてもよい。

その場合、前記凹部の開口端を閉じる閉じ板部材が配置され、前記スラスト軸受は、前記閉じ板部材がスラスト荷重を受けるように前記閉じ板部材の表面に沿わせて配置されていてよい。

この発明においては、第１リベットが締結する部材は、タービンランナとタービンハブとの二部材である。また、第２リベットが締結する部材は、捩り振動低減装置とロックアップダンパにおける従動側の部材とタービンハブとの三部材である。したがって各リベットによって締結する部材の数、言い換えれば、リベットの軸線方向に並べる部材の数が特には多くないから、各リベットの長さを特には長くする必要がなく、各リベットによる締結強度もしくは各部材の取付強度を十分に高くすることができる。また、捩り振動低減装置は、これが取り付けられるタービンハブとは別体で独立した密閉構造とされているので、その密閉性の検査を捩り振動低減装置の単独で行うことができる。そのため、密閉性の検査が容易になる。また、その密閉性が不十分であることにより、捩り振動低減装置を廃棄し、もしくは修理する場合、捩り振動低減装置を単独で廃棄もしくは修理することができ、部品や材料の無駄を抑制でき、また廃棄や修理のためのハンドリングが容易になる。

前記第１リベットはタービンランナとタービンハブとの間でトルクを伝達するように機能し、また第２リベットはロックアップクラッチとタービンハブとの間でトルクを伝達するように機能する。これらの伝達されるべきトルクのうち、タービンランナとタービンハブとの間で伝達される前者のトルクに対して、ロックアップクラッチとタービンハブとの間で伝達される後者のトルクが小さい。したがって、前記第２リベットが第１リベットより半径方向で内側に配置されているとしても、この第２リベットに掛かるトルクが相対的に小さいことにより、その耐久性の低下を回避もしくは抑制することができる。

さらに、捩り振動低減装置における回転体にケーシングを第３リベットによって固定して液密状態とする場合、その第３リベットは上記の第１および第２のリベットとは別のリベットであるから、各リベットが長くなることを回避でき、また捩り振動低減装置を単独で液密状態とすることができる。

また、この発明では、第２リベットとスラスト軸受とを軸線方向に並べて配置することができ、その場合、第２リベットの頭部を、タービンハブに形成されている凹部に埋没させて配置するから、スラスト軸受と第２リベットとが干渉することを回避することができる。

そして、その凹部を閉じ板部材で閉じ、その閉じ板部材にスラスト軸受を沿わせることによりスラスト荷重を閉じ板部材で受けることができる。そのため、スラスト軸受に異常な変形を生じさせる荷重を低減もしくは抑制してスラスト軸受の耐久性あるいはトルクコンバータ全体としての耐久性の低下を抑制することができる。

この発明に係るトルクコンバータにおけるタービンハブの周囲の構成を示す部分的な断面図である。 そのタービンハブに対する各部材の取付構造を説明するための部分断面図である。 この発明に係るトルクコンバータの一例を示す模式図である。

この発明に係るトルクコンバータ１は、図３に示すように、捩り振動低減装置２およびロックアップクラッチ３を内蔵したトルクコンバータである。その原理的な構成は、従来知られているものと特には異なっておらず、これを簡単に説明する。図示しないエンジンに連結されるフロントカバー４とポンプシェル５とが一体化されて、トルクコンバータ１の全体としてのハウジングが形成されている。そのハウジングの中心軸線に沿って入力軸（図示しない変速機構の入力軸）６が配置されている。その入力軸６の端部外周部にタービンハブ７が一体となって回転するように設けられている。このタービンハブ７にタービンランナ８およびロックアップクラッチ３ならびに捩り振動低減装置２が連結されている。

タービンランナ８は従来知られているものと同様の構成であって、ポンプインペラ９と対向して配置され、ポンプインペラ９によって生起されたオイル流を受けて回転するように構成されている。また、ロックアップクラッチ３はフロントカバー４の内面に対向して配置され、油圧によってフロントカバー４に押し付けられて、トルクを伝達する係合状態になり、またその油圧が低下してフロントカバー４から離隔することにより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。このロックアップクラッチ３は、コイルバネの弾性力によって緩衝を行うロックアップダンパ１０を介してタービンハブ７に連結されている。ロックアップダンパ１０は、ロックアップクラッチ３に連結されている駆動側部材１１と、この駆動側部材１１にコイルバネ１２を介して連結された従動側部材１３とを備えており、その従動側部材１３がタービンハブ７に連結されている。なお、これらの駆動側部材１１および従動側部材１３は、環状の板状部材である。

捩り振動低減装置２は、上記のタービンランナ８とロックアップクラッチ３もしくはロックアップダンパ１０との間に配置されている。その構造の一例を図１に具体的に示してある。ここに示す例は、振子式のものであって、振り子運動する転動体１４が回転体１５に保持されている。その回転体１５は、図示の例では、環状の板状の部材であって、その回転中心から半径方向に大きく外れた箇所に、円周方向に長いガイド孔１６が回転体１５を板厚方向に貫通して形成されている。転動体１４は、円盤状もしくは円柱状の部材であって、ガイド孔１６の内部に転動可能に挿入されている。また、ガイド孔１６からその軸線方向に抜け出ないように、断面形状が「Ｈ」形に形成されている。すなわち、左右両端のフランジ部が回転体１５の側面に引っ掛かるようになっている。なお、これらガイド孔１６の形状や数、ならびに転動体１４の構成などは、前掲の特許文献１ないし３に記載されているものと同様であってよい。

転動体１４の振り子運動がトルクコンバータ１内のオイルによって阻害されないようにするために、転動体１４およびその振り子運動を行う領域が液密状態に密閉されている。すなわち、回転体１５の半径方向で中間部から外周端に到る部分がケーシング１７によって液密状態に覆われている。このケーシング１７は、それぞれハット形断面をなす第１ケース部材１８と第２ケース部材１９とによって構成されている。各ケース部材１８，１９は図１の左右に膨らんでいる中央部分で、転動体１４およびその振り子運動領域を、転動体１４に接触しないように覆っている。各ケース部材１８，１９の外周側の部分は互いに接近して回転体１５の外周部分を挟み付け、回転体１５と一体化している。また、第１ケース部材１８の外周側の端部は、回転体１５の外周端面を覆って第２ケース部材１９側に延びている。そして、各ケース部材１８，１９の外周端同士が溶接などの適宜の接合手段によって接合されて一体化されている。

また、各ケース部材１８，１９の内周側の部分は、回転体１５の側面に沿わされて密着され、その状態でこれらケース部材１８，１９および回転体１５を貫通するリベット２０によって締結されている。なお、このリベット２０がこの発明における第３リベットに相当する。そして、各ケース部材１８，１９の内周側の部分と回転体１５の各側面との間のそれぞれにシール部材２１が挟み込まれている。このシール部材２１によってケーシング１７の内部が外部のオイルに対して液密状態に維持されている。したがって、捩り振動低減装置２はタービンハブ７とは別体であって独立して液密状態を成立させた構成となっている。言い換えれば、捩り振動低減装置２はタービンハブ７などの他の部材に連結されていない単独の状態でその液密性の検査を行うことができるように構成されている。

なお、図３において、ポンプインペラ９とタービンランナ８との間で、これらの内周側の部分にステータ２２が配置されている。このステータ２２は、前記入力軸６の外周側に嵌合している固定軸２３に一方向クラッチ２４を介して連結されている。

前述したタービンハブ７に対するタービンランナ８および捩り振動低減装置２ならびに前記従動側部材１３の取り付け構造について説明する。タービンハブ７は、前述した入力軸６にスプライン嵌合させられた円筒状の部材であって、その先端部（図１での右側の端部）の外周部にロックアップクラッチ３が軸線方向に対しては僅かに前後動可能であり、かつ回転方向には一体化するようにスプライン嵌合されている。また、タービンハブ７の後端側（図１での左端部側）の外周部に厚さが二段に変化しているフランジ部２５が一体に形成されている。そのフランジ部２５における内径側の部分が厚肉に形成され、その厚肉部２６に前述した捩り振動低減装置２とロックアップダンパ１０における従動側部材１３とが連結されている。その厚肉部２６から半径方向で外側に突出している部分が薄肉に形成され、その薄肉部２７に前記タービンランナ８が連結されている。

図２は、そのフランジ部２５を拡大して示しており、上記の厚肉部２６には軸線方向に穿孔した貫通孔２８が形成されている。その貫通孔２８の一方の端部（タービンハブ７における後端側の端部、図２での左側の端部）は大径に拡大されていて、ここに凹部２９が形成されている。厚肉部２６におけるロックアップクラッチ３側の側面には、前記捩り振動低減装置２における回転体１５の内周側の部分が沿わされている。また、その回転体１５の内周側の部分の側面（ロックアップクラッチ３側の側面）にロックアップダンパ１０における従動側部材１３の内周側の部分が沿わされている。すなわち、厚肉部２６に前記回転体１５および従動側部材１３が軸線方向に並べて積層されている。前記貫通孔２８に挿入されたリベット３０がこれら回転体１５および従動部材１３を貫通し、かつそのリベット３０の軸部３０ｓに軸線方向に圧縮荷重を掛けてかしめることにより、厚肉部２６（すなわちタービンハブ７）に前記回転体１５および従動側部材１３が締結されている。なお、リベット３０は前記凹部２９側から前記貫通孔２８に挿入され、その結果、頭部３０ｈが凹部２９の内部に埋没していてよい。あるいはこれとは反対に前記従動側部材１３側から従動側部材１３および回転体１５を貫通させて貫通孔２８にリベット３０を挿入し、その軸部３０ｓの先端部を押し潰して軸部３０ｓの外径より大径に形成される頭部３０ｈが凹部２９の内部に埋没していてもよい。このリベット３０がこの発明における第２リベットに相当している。

上記の厚肉部２６における前記凹部２９が形成されている側面がわに、スラスト軸受３１が配置されている。このスラスト軸受３１は、前述した一方向クラッチ２４あるいはステータ２２からのスラスト荷重を受けて一方向クラッチ２４あるいはステータ２２の軸線方向での位置を決めるためのものであって、凹部２９の開口部を閉じた状態に配置されている。このスラスト軸受３１は凹部２９の開口端に直接接触させて配置してもよいが、図示の例では、凹部２９の開口端に環状の閉じ板３２が配置されて凹部２９が閉じられ、その閉じ板３２の表面に沿わせてスラスト軸受３１が配置されている。すなわち、閉じ板３２の表面がいわゆるあたり面となっていて、閉じ板３２でスラスト荷重を受けるようになっている。したがってスラスト軸受３１を変形させるいわゆる異常な荷重がほとんど生じないので、スラスト軸受３１の耐久性が損なわれることを抑制することができる。

一方、前記フランジ部２５における外周側の薄肉部２７にタービンランナ８の内周側の部分がリベット３３によって固定されている。したがって、前述したリベット３０は、このリベット３３よりもタービンハブ７の半径方向で内側に配置されている。この薄肉部２７はタービンハブ７の軸線方向において後端側（タービンランナ８側）に偏った位置に形成されている。したがって、ここに取り付けられているリベット３３と、前記回転体１５に各ケース部材１８，１９を固定しているリベット２０とが軸線方向に並んで配置されていても、これらのリベット３３，２０が互いに干渉しないようになっている。なお、リベット３３がこの発明における第１リベットに相当している。

上記のタービンハブ７に対して捩り振動低減装置２やロックアップクラッチ３ならびにタービンランナ８を連結する手順の一例を説明する。捩り振動低減装置２は、上述したように、回転体１５によって保持されている転動体１４およびその振り子運動する領域を、回転体１５に取り付けたケーシング１７によって液密状態に覆った構成であるから、ロックアップダンパ１０やタービンランナ８とは別に独立した装置として予め組み立てておく。すなわち、転動体１４を保持している回転体１５に各ケース部材１８，１９を組み付けるとともにシール部材２１によって液密状態に封止し、さらにリベット２０によって各ケース部材１８，１９と回転体１５とを締結する。この状態では、捩り振動低減装置２はタービンハブ７などとは別体になっているから、捩り振動低減装置２を単独で取り扱うことができ、その液密性の検査を行うことができる。また、その検査の結果、液密性が不良であれば、捩り振動低減装置２を単独で廃棄でき、あるいはその補修を行うことができる。すなわち、液密性の検査やその廃棄あるいは補修などのハンドリングが容易である。

捩り振動低減装置２をタービンハブ７に取り付けるのに先立って、タービンランナ８の内周側の部分をタービンハブ７における薄肉部２７に沿わせ、その状態でこれらタービンランナ８の内周側の部分と薄肉部２７とにリベット３３を貫通させ、これを軸線方向に加圧してかしめることにより、タービンランナ８をタービンハブ７に締結する。その後、前記厚肉部２６に前記回転体１５の内周側の部分を沿わせ、これに重ねてロックアップダンパ１０における従動側部材１３の内周側の部分を接触させ、その状態でリベット３０を厚肉部２６および回転体１５ならびに従動側部材１３に貫通させかつ軸線方向に加圧してかしめることにより、回転体１５および従動側部材１３をタービンハブ７に締結する。その状態では、リベット３０の頭部３０ｈは凹部２９の内部に埋没している。そこで、凹部２９の開口端に閉じ板３２をはめ込んで凹部２９を閉じる。そして、その閉じ板３２の表面に密着するようにスラスト軸受３１を配置する。

したがって、この発明における第２リベットに相当する前記リベット３０は、締結するべき部材が厚肉部２６と回転体１５および従動側部材１３との三者に限られるから、その長さが特には長くならず、必要十分な取付強度を維持することができる。このような事情は、他のリベット２０，３３についても同様である。特に、前述した凹部２９を形成することによりリベット３０の必要長さが短くなるので、取付強度をより向上させることができる。

また、タービンランナ８をタービンハブ７に取り付けているリベット３３には、トルクコンバータ１に対する入力トルクを増大させたトルクが掛かるのに対して、前記従動側部材１３をタービンハブ７に取り付けているリベット３０には、最大で入力トルク程度のトルクしか掛からないので、このリベット３０がタービンハブ７の内周側の部分に配置されているとしても、作用するトルクが小さいことによりその耐久性が損なわれることが抑制される。

なお、この発明における捩り振動低減装置２は、振り子運動を行う質量体は転動体に限らないのであって、リンクなどの機構によって質量体を振り子運動させるように構成された振動低減装置であってもよい。

１…トルクコンバータ、 ２…捩り振動低減装置、 ３…ロックアップクラッチ、 ７…タービンハブ、 ８…タービンランナ、 ９…ポンプインペラ、 １０…ロックアップダンパ、 １１…駆動側部材、 １３…従動側部材、 １４…転動体、 １５…回転体、 １７…ケーシング、 １８…第１ケース部材、 １９…第２ケース部材、 ２０…リベット、 ２１…シール部材、 ２５…フランジ部、 ２６…厚肉部、 ２７…薄肉部、 ２８…貫通孔、 ２９…凹部、 ３０…リベット、 ３０ｈ…頭部、 ３０ｓ…軸部、 ３１…スラスト軸受、 ３２…閉じ板、 ３３…リベット。

Claims (5)

1. タービンランナが連結されているタービンハブに、ロックアップクラッチを介して伝達されるトルクの変動を緩和するロックアップダンパにおける従動側部材と、前記タービンハブのトルクの変動によって振り子運動を行う転動体を液密構造のケーシングの内部に収容した捩り振動低減装置とが連結された、捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータにおいて、
   前記タービンランナが第１リベットによって前記タービンハブに取り付けられ、
   前記転動体を液密構造のケーシングの内部に収容した捩り振動低減装置が前記タービンハブとは別体の独立したユニットとして構成されるとともに、
   前記捩り振動低減装置が前記従動側部材と共に第２リベットによって前記タービンハブに取り付けられている
   ことを特徴とする捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータ。
2. 前記第２リベットは、前記第１リベットよりも、前記タービンハブの半径方向で内側の箇所に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータ。
3. 前記捩り振動低減装置は、前記転動体を振り子運動可能に保持している回転体を有し、
   前記ケーシングは、前記回転体のうち少なくとも、前記転動体が振り子運動する領域を液密状態に覆いかつ前記第２リベットよりも前記タービンハブの半径方向で外側に位置する第３リベットによって前記回転体に固定されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータ。
4. 前記第２リベットは、前記タービンハブを貫通する軸部と、前記軸部の端部で該軸部より大径の頭部とを有し、
   前記頭部を埋没させる凹部が前記タービンハブの軸線方向における一方の側面がわに形成され、
   前記凹部の開口端側にスラスト軸受が配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータ。
5. 前記凹部の開口端を閉じる閉じ板部材が配置され、
   前記スラスト軸受は、前記閉じ板部材がスラスト荷重を受けるように前記閉じ板部材の表面に沿わせて配置されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータ。

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