JP2017198302A - 発進装置のフロントカバー - Google Patents

Abstract

【課題】バルーニングに伴う異音および摩耗の発生や発進装置の重量増を抑制することができる発進装置のフロントカバーの提供。【解決手段】発進装置１０のフロントカバー２０は、ドライブプレート３を介してエンジンのクランクシャフト２に連結されるものであり、クランクシャフト２に嵌合される調心部２１１、および当該調心部２１１の径方向外側に設けられると共にドライブプレート３に連結される連結部としての外側平坦部２１７を有するプレート部材２１と、調心部２１１よりも径方向外側でプレート部材２１に接合される内側平坦部２２１ａを有する環状のカバー本体２２とを含む。【選択図】図１

Description

本開示は、ドライブプレートを介してエンジンのクランクシャフトに連結される発進装置のフロントカバーに関する。

従来、トルクコンバータとして、それぞれドライブプレートに締結される複数の連結部と、それぞれフロントカバーに溶接される複数の溶接部とを有する円盤状のセットプレートを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。当該セットプレートにおいて、複数の溶接部は、複数の連結部と同一円周上、または当該複数の連結部が配列される円周よりも径方向内側に設けられている。また、セットプレートの中心には、クランクシャフトの中心穴に嵌合されるセンターピース部が一体成形されている。かかるセットプレートを用いることで、当該セットプレートの設計変更により、トルクコンバータのフロントカバーを設計変更することなく、車種やエンジンの形式の相違に起因したドライブプレート側の締結孔あるいは締結具の位置や個数、フロントカバーとドライブプレートとの軸方向距離等の変化に対応することが可能となる。

特開２００７−１４７０３４号公報（図６、図７）

しかしながら、上述のようにフロントカバーにセンターピースを有する円盤状のセットプレートが溶接される場合、いわゆるバルーニングにより膨らんだフロントカバーの中央部がセットプレートに当たってしまい、異音や摩耗が発生してしまうおそれがある。また、円盤状のセットプレートがフロントカバーに溶接されることで、発進装置の重量の増加を招いてしまう。

そこで、本開示の発明は、バルーニングに伴う異音および摩耗の発生や発進装置の重量増を抑制することができる発進装置のフロントカバーの提供を主目的とする。

本開示の発進装置のフロントカバーは、ドライブプレートを介してエンジンのクランクシャフトに連結される発進装置のフロントカバーであって、前記クランクシャフトに嵌合される調心部と、該調心部の径方向外側に設けられると共に前記ドライブプレートに連結される連結部とを有するプレート部材と、前記調心部よりも径方向外側で前記プレート部材に接合される内周部を有する環状のカバー本体とを備えるものである。

本開示の発進装置のフロントカバーでは、プレート部材のカバー本体との接合部よりも径方向内側の部分が当該フロントカバーの中央部を形成し、環状のカバー本体が当該フロントカバーの外周部を形成する。すなわち、プレート部材の上記接合部よりも径方向内側の部分は、一般的なフロントカバーの中央部と、従来のセットプレートの一部との双方として機能する。これにより、一般的なフロントカバーに円盤状のセットプレートが溶接される場合のように、バルーニングに伴って当該フロントカバーとセットプレートとが当たってしまうことがなくなる。この結果、バルーニングに伴う異音や摩耗の発生を無くすことが可能となり、更に、発進装置の重量増を抑制すると共に材料費を削減することもできる。そして、本開示のフロントカバーでは、プレート部材の連結部等を設計変更することで、カバー本体や、プレート部材のカバー本体との接合部よりも径方向内側の部分を設計変更することなく、ドライブプレート側の締結孔あるいは締結具の位置や個数、フロントカバーとドライブプレートとの軸方向距離等の変化に対応することができる。この結果、発進装置におけるコストアップを抑制することが可能となる。

本開示のフロントカバーを含む発進装置の概略構成図である。 本開示のフロントカバーを示す断面図である。

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示のフロントカバー２０を含む発進装置１０の概略構成図である。同図に示す発進装置１０は、図示しない変速機等と共に、原動機としての図示しないエンジン（内燃機関）からの動力（トルク）を左右の駆動輪（図示省略）に伝達する動力伝達装置を構成するものである。図示するように、発進装置１０のフロントカバー２０は、エンジンのクランクシャフト２に固定された略円盤状のドライブプレート３に締結（連結）される。ドライブプレート３は、例えば冷間圧延鋼板といった可撓性を有する板材（金属板）をプレス加工することにより形成されたものである。ドライブプレート３の内周部は、複数のボルト４を介してエンジンのクランクシャフト２に締結（固定）される。また、ドライブプレート３の外周部には、複数の締結孔が形成されており、ドライブプレート３には、各締結孔に挿通されるスタッドボルト５および当該スタッドボルト５に螺合されるナット６を介してフロントカバー２０が締結される。

発進装置１０は、フロントカバー２０に加えて、当該フロントカバー２０に密に固定されるポンプシェル１１ｃを有する入力側のポンプインペラ１１や、出力部材としてのダンパハブ１７を介して図示しない変速機の入力軸ＩＳ（入力部材）に連結される出力側のタービンランナ１２、ポンプインペラ１１およびタービンランナ１２の内側に配置されてタービンランナ１２からポンプインペラ１１への作動油の流れを整流するステータ１３、ステータシャフトより支持されると共にステータ１３の回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチ１３ｃ等を有するトルクコンバータを含む。なお、発進装置１０は、ステータ１３を有さない流体継手を含むものであってもよい。

また、発進装置１０は、エンジンのクランクシャフト２に連結されたフロントカバー２０と変速機の入力軸ＩＳとを互いに接続すると共に両者の接続を解除するロックアップクラッチ１４と、フロントカバー２０と変速機の入力軸ＩＳとの間で振動を減衰するダンパ装置１５とを含む。ロックアップクラッチ１４は、本実施形態において単板油圧式クラッチとして構成されており、フロントカバー２０の内部かつ当該フロントカバー２０のエンジン側の内壁面近傍に配置されると共にダンパハブ１７に対して回転自在かつ軸方向に移動自在に嵌合されるロックアップピストン１４０を有する。図１に示すように、ロックアップピストン１４０の外周側かつフロントカバー２０側の面には、摩擦材１４１が貼着されている。更に、ロックアップピストン１４０とフロントカバー２０との間には、作動油供給路や入力軸ＩＳに形成された油路を介して図示しない油圧制御装置に接続されるロックアップ室１４５が画成される。本実施形態において、ロックアップピストン１４０は、当該油圧制御装置によりタービンランナ１２等が配置される流体伝動室内の油圧がロックアップ室１４５内の油圧よりも高く設定された際に、圧力差によりフロントカバー２０に向けて移動してフロントカバー２０と摩擦係合する。なお、ロックアップクラッチ１４は、少なくとも１枚の摩擦板を有する多板摩擦式油圧クラッチであってもよい。

ダンパ装置１５は、ロックアップピストン１４０に一体回転するように連結（固定）されたドライブ部材（入力要素）１５１と、中間部材（中間要素）１５２と、ダンパハブ１７に一体回転するように連結（固定）されたドリブン部材１５３（出力要素）と、ドライブ部材１５１と中間部材１５２との間でトルクを伝達する複数の第１スプリングＳＰ１と、中間部材１５２とドリブン部材１５３との間でトルクを伝達する複数の第２スプリングＳＰ２と、ドライブ部材１５１とドリブン部材１５３との間でトルクを伝達する複数の第３スプリングＳＰ３とを含む。

本実施形態では、ダンパ装置１５の第１、第２および第３スプリングＳＰ１，ＳＰ２．ＳＰ３として、荷重が加えられてないときに真っ直ぐに延びる軸心を有するように螺旋状に巻かれた金属材からなる直線型コイルスプリングが採用されている。また、第１および第２スプリングＳＰ１，ＳＰ２は、本実施形態において同一の諸元（ばね定数）を有し、ダンパ装置１５の外周に近接するように配列される。更に、第３スプリングＳＰ３は、ダンパ装置１５の内周に近接するように配列され、ドライブ部材１５１に伝達されるトルクがダンパ装置１５の最大捩れ角θｍａｘに対応したトルクＴ２（第２の閾値）よりも小さい予め定められたトルク（第１の閾値）Ｔ１に達してドライブ部材１５１のドリブン部材１５３に対する捩れ角が所定角度θｒｅｆ以上になってから、第１および第２スプリングＳＰ１，ＳＰ２と並列に作用する。これにより、ダンパ装置１５は、２段階（２ステージ）の減衰特性を有することになる。

図２は、本開示のフロントカバー２０を示す断面図である。同図に示すように、フロントカバー２０は、略円盤状のプレート部材２１と、環状のカバー本体２２とを含む。プレート部材２１は、例えば冷間圧延鋼板といった可撓性を有する板材（金属板）をプレス加工することにより形成されたものであり、図２に示すように、有底筒状の調心部２１１と、円筒状の拡径部２１２と、何れも環状の内側平坦部２１３、内側傾斜部２１４、中間平坦部２１５、外側傾斜部２１６および外側平坦部２１７と、円筒状の外筒部２１８とを有する。

プレート部材２１の調心部２１１は、軸方向に延在すると共にクランクシャフト２の端部に形成された孔部２ｈ（図１参照）内に嵌まり込むように形成されている。また、拡径部２１２は、調心部２１１の端部から当該調心部２１１の閉鎖端とは反対側に軸方向に延出されており、調心部２１１の内径および外径よりも大きい内径および外径を有する。これらの調心部２１１および拡径部２１２は、一般的なフロントカバーのセンターピースに相当するものである。内側平坦部２１３は、拡径部２１２の端部（開放端）から径方向外側に延出されている。

内側傾斜部２１４は、内側平坦部２１３の外周部から径方向外側に向かうにつれて調心部２１１の閉鎖端側（エンジン側）に位置するように傾斜しており、拡径部２１２や調心部２１１の周囲で環状に延在する。中間平坦部２１５は、内側傾斜部２１４の外周部から径方向外側に延出されている。外側傾斜部２１６は、中間平坦部２１５の外周部から径方向外側に向かうにつれて調心部２１１の閉鎖端側（エンジン側）に位置するように傾斜しており、当該中間平坦部２１５の周囲で環状に延在する。

外側平坦部２１７は、外側傾斜部２１６の外周部から径方向外側に延出されている。外側平坦部２１７には、複数のスタッドボルト５が溶接により固定されている。スタッドボルト５のピッチ円半径や配設ピッチは、ドライブプレート３における締結孔のピッチ円半径や配設ピッチと同一である。これにより、外側平坦部２１７は、調心部２１１よりも径方向外側でドライブプレート３に連結されるフロントカバー２０の連結部となる。なお、外側平坦部２１７に固定される締結具は、スタッドボルト５に限られるものではなく、セットブロックやナットであってもよい。

外筒部２１８は、外側平坦部２１７の外周部から屈曲部を介して調心部２１１の閉鎖端とは反対側に軸方向に延出されている。本実施形態において、外筒部２１８の外周面には、エンジンをクランキングする図示しないセルモータのピニオンギヤＰＧ（図１における二点鎖線参照）に噛合可能な複数の外歯を有するリングギヤ２５が固定されている。図１の例において、ピニオンギヤＰＧは、図示しない変速機側（図中左側）からリングギヤ２５に対して噛み合う（飛び込む）ものであるが、図示しないエンジン側（図中右側）からリングギヤ２５に対して噛み合う（飛び込む）ものであってもよい。なお、プレート部材２１の中間平坦部２１５よりも径方向外側の部分には、フロントカバー２０を軽量化するための軽め穴が形成されてもよい。

また、フロントカバー２０のカバー本体２２は、例えば冷間圧延鋼板（金属板）をプレス加工することにより形成されたものである。本実施形態において、カバー本体２２の厚みは、プレート部材２１の厚みよりも大きく定められている。図２に示すように、カバー本体２２は、環状壁部２２１と、環状壁部２２１の外周から軸方向に延出された筒状部２２２とを含む。環状壁部２２１は、何れも環状の内側平坦部２２１ａと、傾斜部２２１ｂと、外側平坦部２２１ｃとを有する。環状壁部２２１の内側平坦部２２１ａは、上記調心部２１１よりも径方向外側に形成されたプレート部材２１の中間平坦部２１５に溶接（接合）される。傾斜部２２１ｂは、内側平坦部２２１ａと外側平坦部２２１ｃとの間で径方向外側に向かうにつれてプレート部材２１から離間するように傾斜する。カバー本体２２の筒状部２２２は、環状壁部２２１の外側平坦部２２１ｃの外周部から屈曲部を介してプレート部材２１から離間するように軸方向に延出されている。

カバー本体２２の筒状部２２２の先端（遊端）は、図１に示すように、ポンプインペラ１１のポンプシェル１１ｃに溶接（接合）される。発進装置１０の組立が完了した際、プレート部材２１とカバー本体２２との接合部、すなわち互いに溶接された中間平坦部２１５および内側平坦部２２１ａは、調心部２１１の中心軸（入力軸ＩＳの軸心、図１および図２における一点鎖線参照）からロックアップクラッチ１４の摩擦材１４１の内周までの間で当該中心軸よりも摩擦材１４１の内周に近接する。また、完成した発進装置１０に図示しない変速機が連結された際、当該変速機の入力軸ＩＳは、プレート部材２１の拡径部２１２内に嵌合され、当該入力軸ＩＳと拡径部２１２との間には、スラストワッシャ１８が配置される。更に、発進装置１０や変速機を含む動力伝達装置の完成後、フロントカバー２０すなわちプレート部材２１の調心部２１１は、クランクシャフト２の孔部２ｈに嵌合され、プレート部材２１に溶接された各スタッドボルト５は、ドライブプレート３の対応する締結孔に挿入される。そして、各スタッドボルト５にナット６が螺合されることにより、発進装置１０を含む動力伝達装置とエンジンとが連結されることになる。

上述のように構成されるフロントカバー２０では、プレート部材２１のカバー本体２２との接合部よりも径方向内側の部分、つまり調心部２１１、拡径部２１２，内側平坦部２１３および内側傾斜部２１４が当該フロントカバー２０の中央部を形成し、環状のカバー本体２２が当該フロントカバー２０の外周部を形成する。すなわち、プレート部材２１の中間平坦部２１５（カバー本体２２の内側平坦部２２１ａとの接合部）よりも径方向内側の部分は、一般的なフロントカバー２０の中央部と、従来のセットプレートの一部との双方として機能する。これにより、一般的なフロントカバーに円盤状のセットプレートが溶接される場合のように、バルーニングに伴って当該フロントカバーとセットプレートとが当たってしまうことがなくなる。この結果、バルーニングに伴う異音や摩耗の発生を無くすことが可能となり、更に、発進装置１０の重量増を抑制すると共に材料費を削減することもできる。

そして、フロントカバー２０では、プレート部材２１の連結部周辺を設計変更することで、カバー本体２２や、プレート部材２１の中間平坦部２１５（カバー本体２２との接合部）よりも径方向内側の部分すなわち調心部２１１、拡径部２１２，内側平坦部２１３および内側傾斜部２１４を設計変更することなく、ドライブプレート３側の締結孔の位置や個数、フロントカバー２０とドライブプレート３との軸方向距離等の変化に対応することができる。具体的には、外側平坦部２１７の径方向長さを調整したり、スタッドボルト５の数や固定位置を調整したりすることで、ドライブプレート３側の締結孔の位置（ピッチ円半径）や個数の変化に容易に対応することができる。また、外側傾斜部２１６の軸方向長さを調整することで、フロントカバー２０とドライブプレート３との軸方向距離等の変化に容易に対応することができる。この結果、フロントカバー２０によれば、発進装置１０におけるコストアップを抑制することが可能となる。

更に、フロントカバー２０において、プレート部材２１の連結部としての外側平坦部２１７は環状に形成され、プレート部材２１は、外側平坦部２１７の外周から軸方向に延出された外筒部２１８を有する。これにより、当該外筒部２１８をエンジンのクランキングに用いられるリングギヤ２５の取付部として利用することが可能となる。なお、リングギヤ２５がドライブプレート３側に取り付けられる場合、当該外筒部２１８は省略されてもよく、外筒部２１８を慣性モーメントを増加させるためのイナーシャリングの取付部として利用してもよい。

また、フロントカバー２０において、カバー本体２２の厚みは、プレート部材２１の厚みよりも大きく定められる。これにより、バルーニングに起因して、特にロックアップクラッチ１４の摩擦材１４１付近で比較的大きな応力が作用するカバー本体２２の強度を良好に確保すると共に、当該カバー本体２２の熱容量を増加させて放熱性を向上させることが可能となる。更に、フロントカバー２０において、プレート部材２１とカバー本体２２との接合部、すなわち互いに溶接された中間平坦部２１５および内側平坦部２２１ａは、調心部２１１の中心軸からロックアップクラッチ１４の摩擦材１４１の内周までの間で中心軸よりも摩擦材１４１の内周に近接する。これにより、プレート部材２１とカバー本体２２との接合部をできるだけ径方向外側に寄せて溶接長さを充分に確保することができるので、両者の接合強度を向上させることが可能となる。

以上説明したように、本開示の発進装置のフロントカバーは、ドライブプレート（３）を介してエンジンのクランクシャフト（２）に連結される発進装置（１）のフロントカバー（２０）であって、前記クランクシャフト（２）に嵌合される調心部（２１１）と、該調心部（２１１）の径方向外側に設けられると共に前記ドライブプレート（３）に連結される連結部（２１７）とを有するプレート部材（２１）と、前記調心部（２１１）よりも径方向外側で前記プレート部材（２１）に接合される内周部（２２１ａ）を有する環状のカバー本体（２２）とを備えるものである。

本開示の発進装置のフロントカバーでは、プレート部材のカバー本体との接合部よりも径方向内側の部分が当該フロントカバーの中央部を形成し、環状のカバー本体が当該フロントカバーの外周部を形成する。すなわち、プレート部材の上記接合部よりも径方向内側の部分は、一般的なフロントカバーの中央部と、従来のセットプレートの一部との双方として機能する。これにより、一般的なフロントカバーに円盤状のセットプレートが溶接される場合のように、バルーニングに伴って当該フロントカバーとセットプレートとが当たってしまうことがなくなる。この結果、バルーニングに伴う異音や摩耗の発生を無くすことが可能となり、更に、発進装置の重量増を抑制すると共に材料費を削減することもできる。そして、本開示のフロントカバーでは、プレート部材の連結部等を設計変更することで、カバー本体や、プレート部材のカバー本体との接合部よりも径方向内側の部分を設計変更することなく、ドライブプレート側の締結孔あるいは締結具の位置や個数、フロントカバーとドライブプレートとの軸方向距離等の変化に対応することができる。この結果、発進装置におけるコストアップを抑制することが可能となる。

また、前記プレート部材（２１）は、前記連結部（２１７）の外周から軸方向に延出された外筒部（２１８）を有してもよい。これにより、当該外筒部をエンジンのクランキングに用いられるリングギヤや慣性モーメントを増加させるためのイナーシャリングの取付部として利用することが可能となる。

更に、前記カバー本体（２２）の厚みは、前記プレート部材（２１）の厚みよりも大きくてもよい。これにより、バルーニングに起因して比較的大きな応力が作用するカバー本体の強度を良好に確保すると共に、当該カバー本体の熱容量を増加させて放熱性を向上させることが可能となる。

また、前記発進装置（１）は、前記フロントカバー（２）内に配置される単板油圧式のロックアップクラッチ（１４）を含んでもよく、前記プレート部材（２１）と前記カバー本体（２２）との接合部は、前記調心部（２１１）の中心軸から前記ロックアップクラッチ（１４）の摩擦材（１４１）の内周までの間で前記中心軸よりも前記摩擦材（１４１）の内周に近接してもよい。これにより、プレート部材とカバー本体との接合部をできるだけ径方向外側に寄せて両者の接合強度を向上させることが可能となる。

更に、前記カバー本体（２２）は、前記内周部（２２１ａ）を含む環状部（２２１）と、前記環状部（２２１）の外周から軸方向に延出された筒状部（２２２）とを有してもよく、前記筒状部（２２２）の先端は、ポンプインペラ（１１）のポンプシェル（１１ｃ）に接合されてもよい。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記発明を実施するための形態は、あくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、発進装置の製造産業等において利用可能である。

２ クランクシャフト、２ｈ 孔部、３ ドライブプレート、４ ボルト、５ スタッドボルト、６ ナット、１０ 発進装置、１１ ポンプインペラ、１１ｃ ポンプシェル、１２ タービンランナ、１３ ステータ、１３ｃ ワンウェイクラッチ、１４ ロックアップクラッチ、１４０ ロックアップピストン、１４１ 摩擦材、１４５ ロックアップ室、１５ ダンパ装置、１５１ ドライブ部材、１５２ 中間部材、１５３ ドリブン部材、１７ ダンパハブ、１８ スラストワッシャ、２０ フロントカバー、２１ プレート部材、２１１ 調心部、２１２ 拡径部、２１３ 内側平坦部、２１４ 内側傾斜部、２１５ 中間平坦部、２１６ 外側傾斜部、２１７ 外側平坦部、２１８ 外筒部、
２２ カバー本体、２２１ 環状壁部、２２１ａ 内側平坦部、２２１ｂ 傾斜部、２２１ｃ 外側平坦部、２２２ 筒状部、ＰＧ ピニオンギヤ、２５ リングギヤ、ＩＳ 入力軸、ＳＰ１ 第１スプリング、ＳＰ２ 第２スプリング、ＳＰ３ 第３スプリング。

Claims (5)

1. ドライブプレートを介してエンジンのクランクシャフトに連結される発進装置のフロントカバーであって、
   前記クランクシャフトに嵌合される調心部と、該調心部の径方向外側に設けられると共に前記ドライブプレートに連結される連結部とを有するプレート部材と、
   前記調心部よりも径方向外側で前記プレート部材に接合される内周部を有する環状のカバー本体と、
   を備える発進装置のフロントカバー。
2. 請求項１に記載の発進装置のフロントカバーにおいて、
   前記プレート部材は、前記連結部の外周から軸方向に延出された外筒部を有する発進装置のフロントカバー。
3. 請求項１または２に記載の発進装置のフロントカバーにおいて、
   前記カバー本体の厚みは、前記プレート部材の厚みよりも大きい発進装置のフロントカバー。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の発進装置のフロントカバーにおいて、
   前記発進装置は、前記フロントカバー内に配置される単板油圧式のロックアップクラッチを含み、
   前記プレート部材と前記カバー本体との接合部は、前記調心部の中心軸から前記ロックアップクラッチの摩擦材の内周までの間で前記中心軸よりも前記摩擦材の内周に近接する発進装置のフロントカバー。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載の発進装置のフロントカバーにおいて、
   前記カバー本体は、前記内周部を含む環状部と、前記環状部の外周から軸方向に延出された筒状部とを有し、前記筒状部の先端は、ポンプインペラのポンプシェルに接合される発進装置のフロントカバー。

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