JP2019163813A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力伝達装置に関するものである。 The present invention relates to a power transmission device.
動力伝達装置は、駆動源からのトルクで回転する筐体と、筐体内において筐体と相対回転可能なロックアップクラッチとを備えている。例えば、トルクコンバータは、フロントカバー、インペラ、タービン、及びロックアップ装置を有している。このフロントカバーとインペラシェルとで筐体を構成している。 The power transmission device includes a casing that rotates with torque from a drive source, and a lockup clutch that can rotate relative to the casing in the casing. For example, the torque converter has a front cover, an impeller, a turbine, and a lockup device. The front cover and the impeller shell constitute a casing.
ロックアップ装置は、フロントカバーと摩擦係合するクラッチ部を有している。このクラッチ部がフロントカバーと摩擦係合することによって、フロントカバーからのトルクを作動油を介さずに出力することができる。 The lockup device has a clutch portion that frictionally engages with the front cover. When the clutch portion frictionally engages with the front cover, torque from the front cover can be output without using hydraulic oil.
上述したようなロックアップ装置のクラッチ部において、摩擦材が摩耗すると、摩耗によって発生する摩耗粉がドレンに詰まったり、異常振動が発生したりするなどの問題が生じるおそれがある。そこで、本発明の課題は、クラッチ部の過剰な摩耗を検出することができる動力伝達装置を提供することにある。 When the friction material is worn in the clutch portion of the lock-up device as described above, there is a possibility that problems such as wear powder generated by the wear being clogged in the drain or abnormal vibrations may occur. Then, the subject of this invention is providing the power transmission device which can detect the excessive wear of a clutch part.
本発明のある側面に係る動力伝達装置は、駆動源からのトルクを駆動輪へと伝達するように構成されている。この動力伝達装置は、筐体と、クラッチ部と、位置センサとを備えている。筐体は、駆動源からのトルクが伝達され、回転可能に配置される。クラッチ部は、第1方向を向く摩擦面を有する。クラッチ部は、筐体内において第1方向に移動可能に配置され、筐体に対して係合可能である。位置センサは、第1方向におけるクラッチ部の位置を検出する。 A power transmission device according to an aspect of the present invention is configured to transmit torque from a driving source to driving wheels. The power transmission device includes a housing, a clutch unit, and a position sensor. The casing is arranged to be able to rotate by receiving torque from the drive source. The clutch portion has a friction surface facing the first direction. The clutch portion is disposed so as to be movable in the first direction within the housing, and can be engaged with the housing. The position sensor detects the position of the clutch portion in the first direction.
この構成によれば、位置センサによって検出されたクラッチ部の位置に基づき、クラッチ部の摩擦面の過剰な摩耗を検出することができる。したがって、クラッチ部が過剰に摩耗する前に摩耗面を交換するなどしてクラッチ部の過剰な摩耗を抑制することができる。 According to this configuration, excessive wear of the friction surface of the clutch portion can be detected based on the position of the clutch portion detected by the position sensor. Therefore, excessive wear of the clutch portion can be suppressed by replacing the wear surface before the clutch portion is excessively worn.
好ましくは、第1方向は筐体の回転軸に沿う。 Preferably, the first direction is along the rotation axis of the housing.
好ましくは、位置センサは、摩擦面と対向する筐体の側壁部に取り付けられ、クラッチ部との距離を検出する。 Preferably, the position sensor is attached to a side wall portion of the housing facing the friction surface, and detects a distance from the clutch portion.
好ましくは、位置センサは、摩擦面よりも径方向外側にある筐体の外周壁部に取り付けられ、クラッチ部の有無を検出する。 Preferably, the position sensor is attached to the outer peripheral wall portion of the housing that is radially outward from the friction surface, and detects the presence or absence of the clutch portion.
好ましくは、位置センサによって検出されたクラッチ部の位置情報を取得する制御部をさらに備える。 Preferably, a control unit that acquires position information of the clutch unit detected by the position sensor is further provided.
好ましくは、制御部は、位置情報に基づき、クラッチ部の位置が閾値よりも筐体の側壁部に近いと判断すると、警告表示を行う。 Preferably, when the control unit determines that the position of the clutch unit is closer to the side wall portion of the housing than the threshold value based on the position information, the control unit displays a warning.
好ましくは、制御部は、位置情報に基づき、クラッチ部の位置が閾値よりも筐体の側壁部に近いと判断すると、摩擦面と筐体の側壁部との摩擦係合を解除するようクラッチ部を移動させる。 Preferably, when the control unit determines that the position of the clutch unit is closer to the side wall portion of the housing than the threshold based on the position information, the clutch portion is configured to release the frictional engagement between the friction surface and the side wall portion of the housing. Move.
本発明によれば、クラッチ部の過剰な摩耗を検出することができる。 According to the present invention, excessive wear of the clutch portion can be detected.
以下、本発明に係る動力伝達装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
[全体構成]
図1は、本発明の一実施形態による動力伝達装置99の断面図である。動力伝達装置99は、トルクコンバータ100を備えている。以下の説明において、「軸方向」とは、トルクコンバータ100の回転軸Oが延びる方向を意味する。また、「周方向」とは、回転軸Oを中心とした円の周方向を意味し、「径方向」とは、回転軸Oを中心とした円の径方向を意味する。径方向の内側とは、径方向において回転軸Oに近付く側を意味し、径方向の外側とは径方向において回転軸Oから離れる側を意味する。なお、図示していないが、図1の左側にはエンジンが配置されており、図1の右側にはトランスミッションが配置されている。なお、本実施形態における軸方向が本発明の第1方向に相当する。
Hereinafter, embodiments of a power transmission device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[overall structure]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
トルクコンバータ100は、駆動源であるエンジンからのトルクを駆動輪へと伝達するように構成されている。トルクコンバータ100は、回転軸Oを中心に回転可能である。トルクコンバータ100は、フロントカバー2、インペラ3、タービン4、ステータ5、ロックアップ装置10、及び動吸振器15を備えている。また、動力伝達装置99は、トルクコンバータ100、位置センサ8、受電部11、送電部12、及び制御部13を備えている。
Torque
[フロントカバー2]
フロントカバー2は、エンジン(駆動源の一例)からのトルクが入力される。フロントカバー2は、円板部21及び第1筒状部22を有している。第1筒状部22は、円板部21の外周端部からインペラ3側へ軸方向に延びている。
[Front cover 2]
Torque from the engine (an example of a drive source) is input to the
[インペラ3]
インペラ3は、インペラシェル31、複数のインペラブレード32、及びインペラハブ33を有する。インペラシェル31の外周端部は、フロントカバー2の第1筒状部22の先端部に固定されている。例えば、インペラシェル31は、溶接によって、フロントカバー2に固定されている。
[Impeller 3]
The impeller 3 includes an
インペラブレード32はインペラシェル31の内側面に固定されている。インペラハブ33はインペラシェル31の内周部に溶接などによって固定されている。
The
このインペラシェル31とフロントカバー2とによって、トルクコンバータ100の筐体20を構成している。筐体20内は流体が充填されている。詳細には、筐体20内は作動油が充填されている。筐体20は、エンジンからのトルクが伝達され、回転可能に配置されている。
The
[タービン4]
タービン4は、インペラ3に対向して配置されている。タービン4は、タービンシェル41、複数のタービンブレード42、及びタービンハブ43を有している。タービンブレード42は、タービンシェル41の内側面に、ろう付けなどによって固定されている。
[Turbine 4]
The turbine 4 is disposed to face the impeller 3. The turbine 4 includes a
タービンシェル41は、リベット101によってタービンハブ43に固定されている。タービンハブ43の内周面にはスプライン孔433が形成されている。このスプライン孔433に対してトランスミッションの入力軸がスプライン嵌合する。
The
[ステータ5]
ステータ5は、タービン4からインペラ3へと戻る作動油を整流するように構成されている。ステータ5は、回転軸O周りに回転可能である。ステータ5は、ステータキャリア51と、複数のステータブレード52と、を有している。
[Stator 5]
The
[ロックアップ装置10]
ロックアップ装置10は、フロントカバー2からタービンハブ43にトルクを機械的に伝達するように構成されている。ロックアップ装置10は、軸方向において、フロントカバー2とタービン4との間に配置されている。また、ロックアップ装置10は、筐体20内に配置されている。ロックアップ装置10は、クラッチ部6と、ダンパ機構7とを有している。
[Lock-up device 10]
The
クラッチ部6は、ピストン61と摩擦材62とを有している。ピストン61は円板状である。ピストン61は、中央部に貫通孔を有している。そして、タービンハブ43がピストン61の貫通孔内を延びている。タービンハブ43の外周面とピストン61の内周面との間はシールされている。
The
ピストン61は、筐体20と相対回転可能に配置されている。また、ピストン61は、タービンハブ43と相対回転可能に配置されている。ピストン61は、軸方向に移動可能に配置されている。詳細には、ピストン61は、タービンハブ43上を軸方向に摺動可能である。
The
ピストン61は、ピストン本体部611と、第2筒状部612とを有している。ピストン本体部611は、円板状であり、フロントカバー2の円板部21と対向している。第2筒状部612は、ピストン本体部611の外周端部から軸方向に延びている。詳細には、第2筒状部612は、ピストン本体部611の外周端部からフロントカバー2から離れる方向に延びている。第2筒状部612の外周面は、フロントカバー2の第1筒状部22の内周面と対向している。
The
摩擦材62は、環状である。摩擦材62は、ピストン61に固定されている。詳細には、摩擦材62は、ピストン61の外周端部に固定されている。摩擦材62は、フロントカバー2の円板部21と対向するように配置されている。摩擦材62とフロントカバー2の円板部21とは、軸方向において対向している。なお、この摩擦材62の円板部21を向く面が本発明の摩擦面に相当する。
The
クラッチ部6は、摩擦係合位置と解除位置との間で軸方向に移動可能である。クラッチ部6は、摩擦係合位置にあるとき、筐体20と摩擦係合する。詳細には、クラッチ部6が軸方向において、フロントカバー2側(図1の左側)に移動することで、クラッチ部6の摩擦材62がフロントカバー2の円板部21に対して接触して摩擦係合する。この結果、クラッチ部6は、摩擦係合状態となり、フロントカバー2と一体的に回転する。この摩擦係合状態では、フロントカバー2に入力されたトルクは、ロックアップ装置10を介してタービンハブ43から出力される。
The
クラッチ部6は、解除位置にあるとき、摩擦材62と筐体20との摩擦係合を解除する。詳細には、クラッチ部6が軸方向においてフロントカバー2から離れる側(図1の右側)に移動することで、クラッチ部6の摩擦材62がフロントカバー2の円板部21から離間し、摩擦材62は円板部21と非接触となる。この結果、クラッチ部6は、摩擦材62と円板部21との摩擦係合が解除された解除状態となり、フロントカバー2と相対回転可能となる。なお、この解除状態では、フロントカバー2に入力されたトルクは、インペラ3及びタービン4を介してタービンハブ43から出力される。
The
また、クラッチ部6は、スリップ状態をとることができる。このスリップ状態では、クラッチ部6は、摩擦材62と円板部21とは互いに接触している一方、摩擦係合状態よりも弱い力で摩擦係合している。このため、摩擦材62と円板部21とはスリップしながら摩擦係合する。このスリップ状態では、フロントカバー2に入力されたトルクは、一部がインペラ3及びタービン4を介してタービンハブ43から出力され、その他がロックアップ装置10を介してタービンハブ43から出力される。
Moreover, the
ダンパ機構7は、軸方向においてピストン61とタービン4との間に配置されている。ダンパ機構7は、ドライブプレート71と、ドリブンプレート72と、複数のトーションスプリング73とを有している。
The
ドライブプレート71は円板状に形成されており、外周端部がピストン61と係合している。このため、ドライブプレート71は、ピストン61と一体的に回転する。また、ドライブプレート71とピストン61とは、軸方向において相対移動する。ドライブプレート71は、周方向に間隔をあけて配置される複数の収容部711を有している。
The
ドリブンプレート72は円板状に形成されている。ドリブンプレート72は、タービンハブ43に固定されている。詳細には、ドリブンプレート72の内周端部がタービンハブ43に溶接などによって固定されている。ドリブンプレート72は、周方向に間隔をあけて配置される複数の収容部721を有している。ドリブンプレート72の収容部721は、軸方向視において、ドライブプレート71の収容部711と重複するように配置されている。
The driven
トーションスプリング73は、ドライブプレート71の収容部711及びドリブンプレート72の収容部721内に収容されている。トーションスプリング73は、ドライブプレート71とドリブンプレート72とを弾性的に連結している。
The
以上のような構成によって、クラッチ部6に入力されたトルクは、ドライブプレート71、トーションスプリング73、及びドリブンプレート72を介してタービンハブ43から出力される。
With the above configuration, the torque input to the
[動吸振器]
動吸振器15は、ロックアップ装置10とタービン4との間に配置されている。動吸振器15は、タービン4に取り付けられている。詳細には、動吸振器15は、タービンハブ43に取り付けられている。
[Dynamic vibration absorber]
The dynamic vibration absorber 15 is disposed between the
[位置センサ]
位置センサ8は、筐体20に取り付けられている。詳細には、位置センサ8は、筐体20の側壁部に取り付けられる。すなわち、位置センサ8は、フロントカバー2の円板部21に取り付けられる。
[Position sensor]
The
位置センサ8は、軸方向におけるクラッチ部6の位置を検出する。詳細には、位置センサ8は、位置センサ8とクラッチ部6のピストン61との距離を検出する。すなわち、位置センサ8は、距離センサである。
The
[受電部]
図1に示すように、受電部11は、位置センサ8と電気的に接続されている。詳細には、受電部11と位置センサ8とは電線などによって有線接続されている。受電部11は、筐体20の外周面に取り付けられている。詳細には、受電部11は、筐体20の外周壁を構成する第1筒状部22の外周面に取り付けられている。受電部11は、例えば、受電コイルによって構成される。
[Power receiving unit]
As shown in FIG. 1, the
[送電部]
送電部12は、径方向において受電部11の外側において受電部11と間隔をあけて配置されている。例えば、送電部12は、トルクコンバータ100を収容するハウジングの内壁面に取り付けることができる。送電部12は、受電部11に非接触で電力を送電するように構成されている。すなわち、送電部12は、ワイヤレス給電によって受電部11に電力を送電している。なお、送電部12と受電部11との間のワイヤレス給電の方式は、磁界結合方式、電界結合方式、又は電磁界結合方式とすることができる。送電部12は、例えば、送電コイルによって構成される。
[Power transmission section]
The
[制御部]
制御部13は、位置センサ8によって検出されたクラッチ部6の位置情報を取得する。詳細には、制御部13は、位置センサ8とピストン61との距離をクラッチ部6の位置情報として取得する。そして、制御部13は、この位置センサ8によって取得された位置センサ8とピストン61との距離に基づき、摩擦材が摩耗していることを警告するための警告表示を行う。
[Control unit]
The
次に、制御部13の動作について説明する。まず、図2に示すように、制御部13は、位置センサ8によって検出されたクラッチ部6の位置情報を、無線通信により取得する(ステップS1)。詳細には、制御部13は、位置センサ8によって検出された位置センサ8とピストン61との距離に関する情報を、無線通信により取得する。この無線通信のために、トルクコンバータ100に図示していない無線チップおよびアンテナを設けるとともに、制御部13に図示していないアンテナを設け、デジタル変調方式またはアナログ変調方式の無線通信を行うテレメトリーシステムを構築することができる。なお、この無線通信は、受電部11及び送電部12を介した負荷変調通信方式とすることもできる。
Next, the operation of the
制御部13は、位置センサ8によって検出された位置センサ8とピストン61との距離が予め設定された閾値以下か否か判断する(ステップS2)。
The
制御部13は、位置センサ8によって検出された位置センサ8とピストン61との距離が閾値以下でないと判断すると(ステップS2のNo)、再度、ステップS1の処理を実行する。
When the
制御部13は、位置センサ8によって検出された位置センサ8とピストン61との距離が閾値以下であると判断すると(ステップS2のYes)、警告表示を実行する。例えば、制御部13は、表示装置に、摩擦材82が摩耗している旨の警告表示を実行し、運転者やメンテナンス作業者に摩擦材82やトルクコンバータ100の交換を促す。
When the
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
[Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.
変形例1
上記実施形態では、位置センサ8は、筐体20の側壁部に取り付けられているが、取り付け位置はこれに限定されない。例えば、位置センサ8は、図3に示すように、筐体20の外周壁部に取り付けてもよい。詳細には、位置センサ8は、フロントカバー2の第1筒状部22に取り付けられる。位置センサ8は、ピストン61の第2筒状部612と対向している。
In the above embodiment, the
そして、位置センサ8は、位置センサ8とピストン61との距離を検出するのではなく、クラッチ部6の有無を検出する。このため、位置センサ8は、摩擦材82の摩耗が一定量以下の場合はピストン61の第2筒状部612の外周面と対向し、摩擦材82の摩耗が一定量を超えた場合は第2筒状部612の外周面と対向しなくなる位置に設けられている。位置センサ8によって第2筒状部612が検出されなくなると、制御部13は、ピストン61が所定の閾値よりもフロントカバー2の円板部21に近付いたと判断し、警告表示を実行する。
The
変形例2
制御部13は、位置センサ8によって検出されたクラッチ部6の位置情報に基づき、クラッチ部6の位置が閾値よりもフロントカバー2の円板部21に近付いたと判断すると、摩擦材82と円板部21との摩擦係合を解除するようにクラッチ部6を移動させてもよい。
When the
変形例3
上記実施形態では、トルクコンバータ100は、1つの位置センサ8を有しているが、位置センサ8の数はこれに限定されない。例えば、図4に示すように、トルクコンバータ100は、2つの位置センサ8a、8bを有していてもよい。第1位置センサ8aは、筐体20の側壁部21に取り付けられ、上記実施形態の位置センサ8と同様の構成を有している。第2位置センサ8bは、筐体20の外周壁部22に取り付けられ、上記変形例1の位置センサ8と同様の構成を有している。
Modification 3
In the above embodiment, the
この構成によれば、次のような制御を行うことができる。第1位置センサ8aによって検出された位置センサ8とピストン61との距離が閾値以下である一方で、第2位置センサ8bによって第2筒状部612が検出されている場合、制御部13は、摩擦材82が摩耗しているのではなく、ピストン61に掛かる油圧でピストン61が変形していると判断する。すなわち、制御部13は、ピストン61に掛かる油圧が異常値であると判断する。そして、制御部13は、ピストン61に掛かる油圧を低減するために、コントロールバルブ14を制御する。
According to this configuration, the following control can be performed. When the distance between the
変形例4
筐体20の外周壁部は、主にフロントカバー2の第1筒状部22によって構成されているが、特にこれに限定されない。例えば、インペラシェル31がフロントカバー2のように、円板部と筒状部とを有していてもよい。そして、このインペラシェル31の筒状部によって筐体20の外周壁部を構成してもよいし、フロントカバー2の第1筒状部22とインペラシェル31の筒状部との双方によって筐体20の外周壁部を構成してもよい。
Modification 4
Although the outer peripheral wall part of the housing | casing 20 is mainly comprised by the 1st
6 :クラッチ部
8 :位置センサ
13 :制御部
20 :筐体
21 :側壁部
22 :外周壁部
6: Clutch part 8: Position sensor 13: Control part 20: Housing 21: Side wall part 22: Outer peripheral wall part
Claims (7)
前記駆動源からのトルクが伝達され、回転可能に配置された筐体と、
第1方向を向く摩擦面を有し、前記筐体内において前記第1方向に移動可能に配置され、前記筐体に対して係合可能なクラッチ部と、
前記第1方向における前記クラッチ部の位置を検出するための位置センサと、
を備える、動力伝達装置。
A power transmission device that transmits torque from a driving source to driving wheels,
Torque from the drive source is transmitted, and a housing that is rotatably arranged;
A clutch portion having a friction surface facing a first direction, arranged to be movable in the first direction in the housing, and engageable with the housing;
A position sensor for detecting the position of the clutch portion in the first direction;
A power transmission device comprising:
請求項1に記載の動力伝達装置。
The first direction is along the rotation axis of the housing,
The power transmission device according to claim 1.
請求項2に記載の動力伝達装置。
The position sensor is attached to a side wall portion of the casing facing the friction surface, and detects a distance from the clutch portion.
The power transmission device according to claim 2.
請求項2に記載の動力伝達装置。
The position sensor is attached to an outer peripheral wall portion of the housing that is radially outward from the friction surface, and detects the presence or absence of the clutch portion.
The power transmission device according to claim 2.
請求項1から4のいずれかに記載の動力伝達装置。
A control unit that acquires position information of the clutch unit detected by the position sensor;
The power transmission device according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載の動力伝達装置。
When the control unit determines that the position of the clutch unit is closer to the side wall portion of the housing than the threshold value based on the position information, a warning is displayed.
The power transmission device according to claim 5.
請求項5又は6に記載の動力伝達装置。 When the control unit determines that the position of the clutch unit is closer to the side wall portion of the housing than the threshold based on the position information, the control portion releases the frictional engagement between the friction surface and the side wall portion of the housing. Move the clutch section so that
The power transmission device according to claim 5 or 6.
Priority Applications (1)
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JP2018051994A JP2019163813A (en) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | Power transmission device |
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