JP2016529453A

JP2016529453A - ばね収容ポケットを画定するタービンシェル

Info

Publication number: JP2016529453A
Application number: JP2016529819A
Authority: JP
Inventors: シュタインベアガーマークス; ラムジージョン
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2014-07-21
Publication date: 2016-09-23
Also published as: US20150027111A1; WO2015013213A1; CN105579737A; DE112014003411T5

Abstract

トルクコンバータが提供される。このトルクコンバータは、複数のアーク状ばねと、該複数のアーク状ばねを収容するポケットを画定するタービンシェルと、を有している。前記タービンシェルはさらに、タービンブレードを支持する丸みづけられた部分と、該丸みづけられた部分から半径方向に延びる半径方向外側部分と、該半径方向外側部分から軸方向に延びる軸方向延長部とを有していてよい。前記丸みづけられた部分と前記半径方向外側部分と前記軸方向延長部とは前記ポケットを画定していてよい。トルクコンバータ用の駆動アセンブリを形成する方法も提供される。

Description

本願は、２０１３年７月２５日に出願された米国特許仮出願第６１／８５８３２０号の利益を請求し、参照によりその全体が本明細書に援用される。

本開示は、一般にトルクコンバータに関し、より詳細にはトルクコンバータのばね用のリテーナに関する。

特許文献１には、ピストンリムにより保持されたばねが開示されている。

特許文献２には、組み込まれたダンパカバープレートを備えたタービンシェルが開示されている。

特許文献３には、折り曲げられたブレードタブによりタービンシェルに固定されたばねリテーナが開示されている。

米国特許第５７７２５１５号明細書米国特許第６７９６４１１号明細書米国特許出願公開第２００７／０２５３８２３号明細書

トルクコンバータが提供される。このトルクコンバータは、複数のアーク状ばねと、該複数のアーク状ばねを収容するポケットを画定するタービンシェルと、を有している。

トルクコンバータの複数の実施の形態は、以下の有利な特徴のうちの１つまたは複数を含んでもよい。

前記タービンシェルは、タービンブレードを支持する丸みづけられた部分と、該丸みづけられた部分から半径方向に延びる半径方向外側部分と、該半径方向外側部分から軸方向に延びる軸方向延長部と、を有していてよい。前記丸みづけられた部分と前記半径方向外側部分と前記軸方向延長部とは前記ポケットを画定していてよい。前記半径方向外側部分の第１の面は前記アーク状ばねに面していて、前記半径方向外側部分の第２の面は摩擦面を有している。前記駆動アセンブリは、インペラをさらに有していてよく、前記タービンシェルは前記インペラに向かって及び前記インペラから離反するように軸方向に可動であってよい。前記タービンシェルは、インペラの係合面との係合のための摩擦面を有していてよい。前記摩擦面と前記係合面とはロックアップクラッチを形成してよい。前記駆動アセンブリは、タービンシェルに固定された駆動セグメントをさらに有していてよい。前記駆動アセンブリは、前記アーク状ばねの間に周方向で間隔を置いて配置された丸みづけられた部分を有していてよい。前記駆動セグメントは半径方向に延びる部分を有していてよく、該半径方向に延びる部分は周方向で前記駆動セグメントの丸みづけられた部分の間に位置し、前記駆動セグメントの丸みづけられた部分から軸方向でずらされている。前記タービンシェルは半径方向外側部分を有していてよく、前記アーク状ばねは、軸方向で前記駆動セグメントの半径方向に延びる部分と前記タービンシェルの前記半径方向外側部分との間に位置していてよい。前記駆動アセンブリは、前記アーク状ばねによって周方向で駆動可能な駆動構成部分をさらに有していてよく、該駆動構成部分は、前記駆動セグメントの半径方向に延びる部分の間、及び前記アーク状ばねの間に延びるタブを有している。前記駆動アセンブリは、前記アーク状ばねを支持するガイドシェルをさらに有していてよい。前記タービンシェルは、丸みづけられた部分と、前記タービンシェルの前記丸みづけられた部分に接続された軸方向延長部とを有していてよい。ガイドシェルは、タービンシェルの前記軸方向延長部に接触してよい。前記ガイドシェルは、前記アーク状ばねの全周の半分未満に沿って延在していてよい。前記タービンシェルの丸みづけられた部分は、前記ガイドシェルが前記アーク状ばねに接触しているところの反対側で、アーク状ばねに接触してよい。前記駆動アセンブリは、駆動セグメントをさらに有していてよく、該駆動セグメントは、前記アーク状ばねに駆動係合し、前記ガイドシェルを定置に保持する。

トルクコンバータを形成する方法も提供される。この方法は、タービンシェルによって画定されたポケット内にアーク状ばねを保持するステップを有していてよい。

方法の複数の実施の形態は、以下の有利な特徴のうちの１つまたは複数を含んでもよい。

前記方法は、タービンブレードを支持する丸みづけられた部分と、該丸みづけられた部分から半径方向に延びる半径方向外側部分と、該半径方向外側部分から軸方向に延びる軸方向延長部と、を有するように前記タービンシェルを形成するステップを有していてよい。前記タービンシェルの前記丸みづけられた部分と前記半径方向外側部分と前記軸方向延長部とは前記ポケットを画定していてよい。タービンシェルによって画定されたポケット内にアーク状ばねを保持する前記ステップは、前記タービンシェルの前記丸みづけられた部分に向かって周方向で前記アーク状ばねを保持するステップを含んでいてよい。前記方法は、前記タービンシェルの軸方向延長部の半径方向内側面に前記ガイドシェルを設けるステップをさらに有していてよい。前記ガイドシェルは、前記タービンシェルの前記丸みづけられた部分に対して前記アーク状ばねを保持してよい。前記方法は、タービンシェルの軸方向延長部の半径方向内側面に前記ガイドシェルを設ける前記ステップの前に、前記ガイドシェルを硬化するステップをさらに有していてよい。前記方法は、タービンシェルに駆動セグメントを固定するステップをさらに有していてよい。前記駆動セグメントは、前記ポケット内の前記アーク状ばねに駆動係合していてよい。前記方法は、前記駆動セグメントが、前記ポケット内の前記アーク状ばねと駆動係合する第１の部分と、前記ポケット内の前記アーク状ばねの外周面に接触するガイドシェルを保持する第２の部分とを有するように、前記駆動セグメントを１つのシートから形成するステップをさらに有していてよい。

以下の図面を参照して、本発明を以下で説明する。

本発明の一実施形態に係るトルクコンバータの断面図である。本発明の一実施形態に係るトルクコンバータの駆動セグメントを示す平面図である。本発明の別の実施形態に係るトルクコンバータの駆動セグメントを示す平面図である。本発明の別の実施形態に係るトルクコンバータの一部を示す断面図である。

図１には、本発明の一実施形態に係るトルクコンバータ１０の断面図が示されている。トルクコンバータ１０は、インペラ１４に向かって及びインペラ１４から離れるように軸方向に移動してタービン１２をインペラ１４に係合及び係合解除するタービン１２と、トルクコンバータ１０のカバー１６と、を含む。カバー１６は、内燃機関のクランクシャフトに接続するためのフロント部分１８と、インペラ１４のシェル２２を形成するリヤ部分２０と、を有している。フロント部分１８及びリヤ部分２０の双方は、実質的にカップ状であり、フロント部分１８の軸方向延長部をリヤ部分２０の軸方向延長部の半径方向内側に提供することにより接合されていて、次いでこれら軸方向延長部は一緒に溶接される。

タービン１２は、複数のアーク状ばね２８を収容するポケット２６を画定するタービンシェル２４を有している。この実施形態では、ポケット２６は、タービンシェル２４の丸みづけられた部分３０と、この丸みづけられた部分３０から半径方向外側に向かって延在する半径方向外側部分３２と、この半径方向外側部分３２から軸方向に延在する軸方向延長部３４とによって形成されており、ポケット２６は、アーク状ばね２８をポケット２６の３つの面で取り囲んでいる。アーク状ばね２８は、ポケット２６内で、ガイドシェル３６と、駆動セグメント３８と、タービンシェル２４の丸みづけられた部分３０の外面４０とによって保持されている。

一実施形態では、ガイドシェル３６は、軸Ａを中心として延在する連続的なリングとして形成されてよく、アーク状の横断面を有していて、ばね２８の外周の半分以未満沿って延在する半径方向内側面と、軸方向延長部３４の半径方向内側面に接触する半径方向外側面とを有している。別の実施形態では、ガイドシェル３６は、連続的なリングの代わりに、アーク状ばね２８の１つにそれぞれ位置するアーク状の横断面を有する複数のセグメントによって形成されていてよい。

駆動セグメント３８は、アーク状ばね２８を周方向で駆動するための駆動タブ４１として形成された第１の部分と、半径方向に延びる部分４４により形成された第２の部分とを含む。駆動タブ４１は、アーク状ばね２８の間に周方向に間隔を置いて配置されている丸みづけられた部分４２を有している。半径方向に延びる部分４４は、周方向で、丸みづけられた部分４２の間に配置されており、軸方向で丸みづけられた部分４２からずらされており、ガイドシェル３６をポケット２６内で定置に保持するリテーナタブとして作用する。アーク状ばね２８は軸方向で、駆動セグメント３８の半径方向に延びる部分４４と、タービンシェル２４の半径方向外側部分３２と、の間に位置している。一実施形態では、駆動セグメント３８は、単一のシートメタルから形成された連続的なリングである。別の実施形態では、連続的なリングである代わりに、駆動セグメント３８は複数のセグメントによって形成されていてよい。

図２ａには、４つのセグメント３８ａによって形成された駆動セグメント３８の平面図が示されている。各セグメント３８ａは、図２ａの平面図（即ち図１の軸方向で見た図）に示したようにアーク状であり、２つの駆動タブ半部４１ａの間に１つの半径方向に延びる部分４４を含む。各駆動タブ半部４１ａは、セグメント３８ａの周方向端部に配置されていて、隣接するセグメント３８ａの隣接する周方向端部のタブ半部４１ａと共に、１つの駆動タブ４１を形成している。アーク状ばね２８は、周方向で隣接する駆動タブ４１の間に収容される。図２ａに示した駆動セグメント３８が４つのアーク状ばね２８を（タブ４１を介して）駆動し、（半径方向に延びる部分４４を介して）保持する。後述する駆動プレート５６のタブ５８は、セグメント３８ａの駆動タブ４１と周方向で整列している。

図２ｂには、４つのセグメント３８ｂによって形成された駆動セグメント３８の平面図が示されている。各セグメント３８ｂは、図２ｂの平面図（即ち図１の軸方向で見た図）に示したようにアーク状であり、２つの半径方向に延びる部分半部４４ｂの間に１つの駆動タブ４１を含む。各半径方向に延びる部分半部４４ｂは、セグメント３８ｂの周方向端部に配置されていて、隣接するセグメント３８ｂの隣接する周方向端部の半径方向に延びる部分半部４４ｂと共に、１つの半径方向に延びる部分４４を形成している。アーク状ばね２８は、周方向で隣接する駆動タブ４１の間に収容される。図２ｂに示した駆動セグメント３８が４つのアーク状ばね２８を（タブ４１を介して）駆動し、（半径方向に延びる部分４４を介して）保持する。駆動プレート５６のタブ５８は、セグメント３８ｂの駆動タブ４１と周方向で整列している。

図１を再び参照すると、駆動セグメント３８のベース部分４６からは、断面方向で見た場合、丸みづけられた部分４２と半径方向に延びる部分４４とがＹ字型に突出していて、このベース部分４６は例えばプロジェクション溶接によってタービンシェル３０の外面４０に固定されているので、トルクはタービン１２からアーク状ばね２８へと駆動セグメント３８を介して、特に丸みづけられた部分４２を介して伝達される。

摩擦面は、ポケット２６とは反対側の半径方向外側部分３２の面上に摩擦材料層４８によって形成される。タービン１２とフロントカバー部分１８との間の流体圧力領域５０において流体圧力によって発生した力が、タービン１２とインペラ１４との間の流体圧力領域５２において流体圧力によって発生した力を越えると、タービン１２がインペラ１４に向かって軸方向に押される。これにより、摩擦材料４８は、インペラシェル２２の丸みづけられた部分３１から半径方向外側に向かって延在しているインペラ１４の半径方向外側部分５４の係合面５３に係合する。タービン１２とインペラ１４は、摩擦材料４８と係合面５３とによって形成されたロックアップクラッチによって共にロックされ、タービン１２をインペラ１４とカバー１６と共に同じ回転速度で、軸線Ａを中心として回転させる。流体圧力領域５０において流体圧力によって発生した力が、タービン１２とインペラ１４との間の流体圧力領域５２において流体圧力によって発生した力を越えない場合には、摩擦材料４８はインペラ１４の係合面５３と係合せず、タービン１２はインペラ１４とカバー１６とは異なる回転速度で軸線Ａを中心として回転してよい。タービン１２とインペラ１４とがロックアップクラッチによって共にロックされていない場合、タービン１２は、タービンシェル２４の丸みづけられた部分３０上に支持された複数のタービンブレード２５と、インペラシェル２２の丸みづけられた部分３１上に支持されたインペラブレード２３との間の流体流によって回転させられる。

摩擦材料４８およびインペラシェル２２を介した接触によりまたはブレード２３，２５の間の流体流によりタービン１２がインペラ１４によって駆動されると、タービン１２は駆動セグメント３８からアーク状ばね２８へとトルクを伝達し、このトルクにより、駆動プレート５６として形成された駆動構成部分が周方向に駆動される。次に駆動プレート５６がトルクを軸に伝達し、下流の駆動構成部分、例えば可変速トランスミッションを駆動する。駆動プレート５６の半径方向外側端部は、周方向で互いに間隔を置いて配置されたタブ５８によって形成されるばね受け部を形成している。ばね受け部は周方向におけるばね２８の間の空間内に軸方向で延在することによりばね２８と絡み合い、これにより駆動プレート５６は周方向でばね２８に駆動されるように係合する。タブ５８も、駆動セグメント３８の半径方向に延びる部分４４の間の周方向の空間を通って軸方向に延在し、これら半径方向に延びる部分４４は互いに周方向で十分に間隔を置いて位置しているので、タブ５８は駆動方向及び惰走方向で完全に巻き上げるようにアーク状ばね２８を駆動することができる。駆動プレート５６は、溶接部６１によってコネクタ６２に接続されている半径方向内側端部６０も含む。コネクタ６２は、下流の駆動構成部分を駆動するためにスプライン軸の外面に接続するスプラインが設けられた内面を有している。駆動プレート５６は、摩擦材料４８がインペラ１４の半径方向外側部分５４と摩擦係合しない場合には、丸みづけられた部分３０から半径方向内側に向かって延在しているタービンシェル２４の半径方向内側延長部６８に接触することができる、第１のスラスト面６４を含む。駆動プレート５６は、カバー１６のフロント部分１８の内面に接触できる第２のスラスト面６６も有している。スラスト面６４，６６の摩耗を制限または防止するために、駆動プレート５６のこれらの部分は低い摩擦係数を有するように変更されており、スラスト面６４，６６とフロント部分１８の内面と半径方向内側延長部６８との間の滑らかな相互作用を提供する。例えば、スラスト面６４，６６は、テフロンコーティング、低摩擦材料の層、プラスチックワッシャまたはベアリングによって形成されてもよい。

図３には、本発明の別の実施の形態によるトルクコンバータ１１０の一部が断面図で示されている。トルクコンバータ１１０は、駆動セグメント３８が駆動セグメント１３８に置き換えられている点以外は、図１に示したトルクコンバータ１０とほぼ同じである。駆動セグメント１３８は、セグメントガイドシェル１３６の周方向位置決めのために半径方向に延びる部分又は遠位側端部１４３をそれぞれ有している駆動タブ１４１を含んでいる。ガイドシェル１３６は、アーク状ばね２８の１つにそれぞれ位置するアーク状の横断面を有する複数のセグメントによって形成されている。各駆動タブ１４１に関して、遠位側端部１４３は、半径方向外側に向かってガイドシェル１３６の２つの隣接するセグメントの間へと延在しており、これにより、各ガイドシェルセグメントの周方向端部に接触し、軸線Ａに対して周方向でガイドシェルセグメントを保持する。

上記説明では、本発明を、特定の典型的な実施の形態およびその実施例に関して説明した。しかしながら、以下の請求項に示す発明のより広い思想および範囲から逸脱することなく、それらの実施の形態に対して様々な修正および変更を成し得ることは明らかである。したがって、明細書および図面は、制限的な意味ではなく例示的な意味と見なされるべきである。

Claims

複数のアーク状ばねと、
該複数のアーク状ばねを収容するポケットを画定するタービンシェルと、
を有する、トルクコンバータ用の駆動アセンブリ。
前記タービンシェルは、タービンブレードを支持する丸みづけられた部分と、該丸みづけられた部分から半径方向に延びる半径方向外側部分と、該半径方向外側部分から軸方向に延びる軸方向延長部と、を有し、前記丸みづけられた部分と前記半径方向外側部分と前記軸方向延長部とが前記ポケットを画定している、請求項１記載の駆動アセンブリ。
前記半径方向外側部分の第１の面は前記アーク状ばねに面していて、前記半径方向外側部分の第２の面は摩擦面を有している、請求項２記載の駆動アセンブリ。
インペラをさらに有し、前記タービンシェルは前記インペラに向かって及び前記インペラから離反するように軸方向に可動である、請求項１記載の駆動アセンブリ。
前記タービンシェルは、前記インペラの係合面に係合する摩擦面を有しており、該摩擦面と前記係合面とはロックアップクラッチを形成する、請求項４記載の駆動アセンブリ。
前記タービンシェルに固定された駆動セグメントをさらに有し、該駆動セグメントは、前記アーク状ばねの間に周方向で間隔を置いて配置された丸みづけられた部分を有している、請求項１記載の駆動アセンブリ。
前記駆動セグメントは半径方向に延びる部分を有し、該半径方向に延びる部分は周方向で前記駆動セグメントの前記丸みづけられた部分の間に位置し、前記駆動セグメントの前記丸みづけられた部分から軸方向にずらされている、請求項６記載の駆動アセンブリ。
前記タービンシェルは半径方向外側部分を有し、前記アーク状ばねは、軸方向で前記駆動セグメントの半径方向に延びる部分と前記タービンシェルの前記半径方向外側部分との間に位置している、請求項７記載の駆動アセンブリ。
前記アーク状ばねによって周方向で駆動可能な駆動構成部分をさらに有し、該駆動構成部分は、前記駆動セグメントの半径方向に延びる部分の間に、及び前記アーク状ばねの間に延びるタブを有している、請求項７記載の駆動アセンブリ。
前記アーク状ばねを支持するガイドシェルをさらに有し、前記タービンシェルは、丸みづけられた部分と、該丸みづけられた部分に接続された軸方向延長部とを有し、前記ガイドシェルは、前記タービンシェルの前記軸方向延長部に接続されている、請求項１記載の駆動アセンブリ。
前記ガイドシェルは、前記アーク状ばねの全周の半分未満に沿って延在している、請求項１０記載の駆動アセンブリ。
前記タービンシェルの丸みづけられた部分は、前記ガイドシェルが前記アーク状ばねに接触しているところの反対側で、前記アーク状ばねに接触する、請求項１１記載の駆動アセンブリ。
駆動セグメントをさらに有し、該駆動セグメントは前記アーク状ばねに駆動係合し、前記ガイドシェルを定置に保持する、請求項１０記載の駆動アセンブリ。
タービンシェルによって画定されたポケット内にアーク状ばねを保持するステップを有する、トルクコンバータ用の駆動アセンブリを形成する方法。
タービンブレードを支持する丸みづけられた部分と、該丸みづけられた部分から半径方向に延びる半径方向外側部分と、該半径方向外側部分から軸方向に延びる軸方向延長部と、を有し、前記丸みづけられた部分と前記半径方向外側部分と前記軸方向延長部とが前記ポケットを画定するように、前記タービンシェルを形成するステップをさらに有する、請求項１４記載の方法。
タービンシェルによって画定されたポケット内にアーク状ばねを保持する前記ステップは、前記タービンシェルの前記丸みづけられた部分に向かって周方向で前記アーク状ばねを保持するステップを含む、請求項１５記載の方法。
前記タービンシェルの軸方向延長部の半径方向内側面にガイドシェルを設けるステップをさらに有し、前記ガイドシェルは、前記タービンシェルの前記丸みづけられた部分に対して前記アーク状ばねを保持する、請求項１６記載の方法。
前記タービンシェルの軸方向延長部の半径方向内側面に前記ガイドシェルを設ける前記ステップの前に、前記ガイドシェルを硬化するステップをさらに有する、請求項１７記載の方法。
前記タービンシェルに駆動セグメントを固定するステップをさらに有し、前記駆動セグメントは前記ポケット内のアーク状ばねに駆動係合している、請求項１４記載の方法。
前記駆動セグメントが、前記ポケット内の前記アーク状ばねと駆動係合する第１の部分と、前記ポケット内の前記アーク状ばねの外周面に接触するガイドシェルを保持する第２の部分とを有するように、前記駆動セグメントを１つのシートから形成するステップをさらに有する、請求項１９記載の方法。