JP2019190521A - Torque converter for electrically-driven vehicle - Google Patents

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智哉 尾梶
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Abstract

To provide a torque converter for an electrically-driven vehicle capable of reducing power loss caused by a sliding of an electrically-driven vehicle at the time of its starting and securing a requisite driving power at the time of high load.SOLUTION: In a torque converter 1 for an electrically-driven vehicle constituted such that a pump impeller 2 connected to an input shaft 32 and a turbine runner 3 connected to an output shaft 33 are oppositely arranged, a stator 4 is arranged among these pump impeller 2 and the turbine runner 3 and a lock-up clutch 9 directly connecting the input shaft 32 and the output shaft 33 under a predetermined condition by being turned ON/OFF by hydraulic fluid pressure and a damper mechanism 8 arranged between the turbine runner 3 and the output shaft 33 are provided, there are provided a spring (a pressure applying mechanism) 27 for turning ON the lock-up clutch 9 at a low torque state where an electric vehicle starts to move, and a releasing mechanism for turning OFF the lock-up clutch 9 kept in ON state in response to a transmittance torque.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電動車両(EV車両)に搭載される電動駆動ユニットに設けられる電動車両用トルクコンバータに関する。   The present invention relates to an electric vehicle torque converter provided in an electric drive unit mounted on an electric vehicle (EV vehicle).

近年、低炭素社会を目的として、排出ガス規制によるハイブリッド車両(HEV車両)(例えば、特許文献1参照)や電動車両(EV車両)の普及が進んでいるが、電動車両に対しても発進時や牽引時の大きな駆動力へのニーズは依然として高い。   In recent years, for the purpose of a low-carbon society, hybrid vehicles (HEV vehicles) (for example, see Patent Document 1) and electric vehicles (EV vehicles) based on exhaust gas regulations have been widely used. There is still a great need for a large driving force during towing.

ところが、電動機のみでの高駆動力化を実現するには、電動機のトルクアップが必要となり、電動機の大型化や高重量化が避けられないという問題がある。   However, in order to realize a high driving force only with the electric motor, it is necessary to increase the torque of the electric motor, and there is a problem that an increase in the size and weight of the electric motor cannot be avoided.

上記問題を解決する手段として、電動機を複数設けたり、変速機やトルクコンバータを追加する案が検討されているが、電動機を複数設けることによって高駆動力化を実現することができる反面、コストアップを免れないという問題がある。また、変速機を追加することによって小型モータで高駆動力を確保することができるが、コストアップの問題が発生する。   As means for solving the above problems, proposals have been made to provide a plurality of electric motors or to add a transmission or a torque converter. However, by providing a plurality of electric motors, a higher driving force can be realized, but the cost increases. There is a problem that you cannot escape. In addition, by adding a transmission, a high driving force can be secured with a small motor, but a problem of an increase in cost occurs.

トルクコンバータを追加すれば、コストアップを抑えつつ必要な駆動力を確保することができる。なお、電動車両に設けられるトルクコンバータは、電動機の出力軸に接続されたポンプインペラと減速機の入力軸に接続されたタービンランナを対向させて配置し、これらのポンプインペラとタービンランナとの間にステータを配置するとともに、作動油圧によってON/OFFして所定の条件下において前記出力軸と前記入力軸とを直結するロックアップクラッチを設け、内部にトルク伝達媒体であるオイルを充填して構成されている。   If a torque converter is added, a necessary driving force can be secured while suppressing an increase in cost. The torque converter provided in the electric vehicle is arranged such that a pump impeller connected to the output shaft of the electric motor and a turbine runner connected to the input shaft of the reduction gear are opposed to each other, and between the pump impeller and the turbine runner. And a lockup clutch that directly connects the output shaft and the input shaft under a predetermined condition by being turned on and off by operating hydraulic pressure, and filled with oil that is a torque transmission medium. Has been.

特開2017−019394号公報JP 2017-019394 A

ところが、一般的なトルクコンバータでは、電動車両の発進時にロックアップクラッチがON(接続)していないと滑りによる動力損失が生じてしまう。ここで、電動車両に設けられる従来のトルクコンバータの特性を図9に示すが、従来のトルクコンバータにおいては、モータ回転数(ポンプインペラ回転数)とタービン回転数(タービンランナ回転数)との間に差がある間はロックアップクラッチをOFF(図9には「LC OFF」と表示)してトルク増幅によってタービントルク(タービンランナへと伝達されるトルク)がモータトルク(電動機の出力トルク)よりも大きくなるようにしている。この場合、モータ回転数とタービン回転数の差分の滑りによる動力損失が不可避的に発生する。   However, in a general torque converter, if the lockup clutch is not ON (connected) when the electric vehicle starts, a power loss due to slip occurs. Here, the characteristics of the conventional torque converter provided in the electric vehicle are shown in FIG. 9. In the conventional torque converter, the motor rotation speed (pump impeller rotation speed) and the turbine rotation speed (turbine runner rotation speed) are between. While there is a difference, the lock-up clutch is turned off (indicated as “LC OFF” in FIG. 9), and the turbine torque (torque transmitted to the turbine runner) by torque amplification is greater than the motor torque (motor output torque). Also try to get bigger. In this case, power loss due to slippage between the motor rotation speed and the turbine rotation speed inevitably occurs.

ところで、電動車両においては、駆動源である電動機のトルク変動が小さいために滑らかな発進が可能であり、したがって、発進時にはロックアップクラッチをON(接続)して滑りによる動力損失を低く抑えることが望ましい。   By the way, in an electric vehicle, since the torque fluctuation of the electric motor which is a drive source is small, a smooth start is possible. Therefore, at the time of start, the lockup clutch is turned on (connected) to reduce power loss due to slipping. desirable.

しかしながら、図9に示すように、発進時にはロックアップクラッチをONさせる作動油圧(ロックアップON油圧)が0若しくは非常に低いため、ロックアップクラッチをONさせることができない。発進時にロックアップクラッチをONさせるためには、電動オイルポンプ(EOP)等の高価なデバイスが必要となり、コストアップを免れない。   However, as shown in FIG. 9, when the vehicle is started, the lockup clutch cannot be turned on because the hydraulic pressure for turning on the lockup clutch (lockup ON hydraulic pressure) is 0 or very low. In order to turn on the lock-up clutch at the time of starting, an expensive device such as an electric oil pump (EOP) is required, and an increase in cost is inevitable.

そして、従来のトルクコンバータにおいては、図9に示すように、モータ回転数とタービン回転数がほぼ等しくなる時点でロックアップクラッチをON(図9には「LC ON」と表示)し、電動機の入力軸と減速機への出力軸とを直結し、動力伝達効率を高めるようにしている。   In the conventional torque converter, as shown in FIG. 9, the lock-up clutch is turned on (indicated as “LC ON” in FIG. 9) when the motor rotation speed and the turbine rotation speed are substantially equal, and the motor The input shaft and the output shaft to the speed reducer are directly connected to increase power transmission efficiency.

ところが、高負荷域においてロックアップクラッチをONした状態であっても、必要な駆動力を得るためにトルクコンバータのトルク増幅機能を利用したい場合があり、従来のトルクコンバータにおいては、このような要求に応えることができない。   However, there are cases where it is desired to use the torque amplification function of the torque converter to obtain the required driving force even when the lockup clutch is in the high load range. Can not respond to.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動車両の発進時の滑りによる動力損失の低減と高負荷時における必要な駆動力の確保との両立を実現することができる電動車両用トルクコンバータを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to realize both reduction of power loss due to slippage at the start of an electric vehicle and securing of necessary driving force at high load. An object of the present invention is to provide a torque converter for an electric vehicle.

上記目的を達成するため、本発明は、電動車両に搭載される電動機駆動ユニット(30)の電動機(31)と減速機(40)との間に配置され、前記電動機(31)の入力軸(32)に接続されたポンプインペラ(2)と前記減速機(40)への出力軸(33)に接続されたタービンランナ(3)を対向させて配置し、これらのポンプインペラ(2)とタービンランナ(3)との間にステータ(4)を配置するとともに、作動油圧によってON/OFFして所定の条件下において前記入力軸(32)と前記出力軸(33)とを直結するロックアップクラッチ(9)と、前記タービンランナ(3)と前記出力軸(33)との間に設けられたダンパー機構(8)を設け、内部にトルク伝達媒体であるオイルを充填して構成される電動車両用トルクコンバータ(1)において、前記電動車両が発進する低トルク時において前記ロックアップクラッチ(9)をONさせる与圧機構(27)と、ON状態にある前記ロックアップクラッチ(9)を伝達トルクに応じてOFFさせる解除機構と、を設けたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention is arranged between an electric motor (31) and a speed reducer (40) of an electric motor drive unit (30) mounted on an electric vehicle, and an input shaft of the electric motor (31) ( The pump impeller (2) connected to 32) and the turbine runner (3) connected to the output shaft (33) to the speed reducer (40) are arranged to face each other, and these pump impeller (2) and turbine A lockup clutch that disposes the stator (4) between the runner (3) and that is turned ON / OFF by operating hydraulic pressure to directly connect the input shaft (32) and the output shaft (33) under a predetermined condition. (9) and an electric vehicle configured by providing a damper mechanism (8) provided between the turbine runner (3) and the output shaft (33) and filling oil as a torque transmission medium therein. Torque for In the inverter (1), the pressurizing mechanism (27) for turning on the lock-up clutch (9) at low torque when the electric vehicle starts, and the lock-up clutch (9) in the ON state according to the transmission torque And a release mechanism for turning it off.

本発明にかかるトルクコンバータによれば、電動車両が発進する低トルク時においては、与圧機構によってロックアップクラッチをONさせるようにしたため、発進時の滑りに伴う動力損失を低く抑えることができる。また、ON状態にあるロックアップクラッチを伝達トルクに応じてOFFさせる解除機構を設けたため、高負荷域において大きな駆動力が必要である場合には、解除機構によってロックアップクラッチをOFFしてトルクコンバータのトルク増幅作用によってトルクを増幅して大きな駆動力を得ることができる。この結果、電動車両の発進時の滑りによる動力損失の低減と高負荷時における必要な駆動力の確保との両立を実現することができる。   According to the torque converter according to the present invention, the power loss caused by the slip at the time of starting can be kept low because the lockup clutch is turned on by the pressurizing mechanism at the time of low torque when the electric vehicle starts. In addition, a release mechanism that turns off the lock-up clutch in the ON state according to the transmission torque is provided, so if a large driving force is required in a high load range, the lock-up clutch is turned off by the release mechanism and the torque converter A large driving force can be obtained by amplifying the torque by the torque amplifying action. As a result, it is possible to realize both reduction of power loss due to slippage at the start of the electric vehicle and securing of necessary driving force at high load.

また、本発明では、前記ロックアップクラッチ(9)は、作動油圧によって摺動して該ロックアップクラッチ(9)をON/OFFするピストン(18)を備え、前記与圧機構(27)は、前記ピストン(18)を前記ロックアップクラッチ(9)がONする方向に付勢するスプリングによって構成されるものとしてもよい。   In the present invention, the lock-up clutch (9) includes a piston (18) that slides by operating hydraulic pressure to turn the lock-up clutch (9) on and off, and the pressurizing mechanism (27) includes: It is good also as what is comprised by the spring which urges | biases the said piston (18) in the direction which the said lockup clutch (9) turns on.

また、本発明では、前記ダンパー機構(8)は、前記出力軸(33)に結着された出力部材(10)と、該出力部材(10)に対して所定角度範囲で相対回転可能な入力部材(11,12)と、これらの入力部材(11,12)と出力部材(10)の相対回転によって弾性変形してトルク変動を吸収する動力伝達用弾性部材(13)を含んで構成され、前記解除機構は、前記ダンパー機構(8)の前記入力部材(11,12)と前記出力部材(10)の相対回転を前記ピストン(18)の摺動に変換するカム機構を備えるものとしてもよい。   In the present invention, the damper mechanism (8) includes an output member (10) coupled to the output shaft (33), and an input that can rotate relative to the output member (10) within a predetermined angle range. A member (11, 12), and an elastic member (13) for power transmission that absorbs torque fluctuation by elastic deformation by the relative rotation of the input member (11, 12) and the output member (10). The release mechanism may include a cam mechanism that converts relative rotation of the input member (11, 12) and the output member (10) of the damper mechanism (8) into sliding of the piston (18). .

また、本発明では、前記カム機構は、前記入力部材(11)に係合して該入力部材(11)と共に一体に回転するとともに軸方向に移動可能なピストン部材(28)に形成されたカム(28C)と、前記出力部材(10)に形成されたカム(10B)とを係合させることによって構成されるものとしてもよい。   In the present invention, the cam mechanism is a cam formed on a piston member (28) that engages with the input member (11), rotates integrally with the input member (11), and is movable in the axial direction. (28C) and the cam (10B) formed on the output member (10) may be engaged with each other.

また、本発明では、前記解除機構は、高負荷域において伝達トルクを増幅させる必要があるときに、ON状態にある前記ロックアップクラッチ(9)をOFFするようにしてもよい。   In the present invention, the release mechanism may turn off the lock-up clutch (9) in the ON state when it is necessary to amplify the transmission torque in a high load range.

本発明によれば、電動車両の発進時の滑りによる動力損失の低減と高負荷時における必要な駆動力の確保との両立を実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, coexistence with reduction of the power loss by the slip at the time of start of an electric vehicle and ensuring of the required driving force at the time of a heavy load is realizable.

本発明にかかる電動車両用トルクコンバータを備える電動駆動ユニットの構成を示すスケルトン図である。It is a skeleton figure which shows the structure of the electric drive unit provided with the torque converter for electric vehicles concerning this invention. 本発明にかかる電動車両用トルクコンバータの半裁断面図である。1 is a half sectional view of a torque converter for an electric vehicle according to the present invention. 本発明にかかる電動車両用トルクコンバータのダンパー機構を構成する入力部材と出力部材およびピストン部材の斜視図である。It is a perspective view of an input member, an output member, and a piston member which constitute a damper mechanism of a torque converter for electric vehicles concerning the present invention. 本発明にかかる電動車両用トルクコンバータのピストン部材と出力部材要部の斜視図である。It is a perspective view of the piston member and output member principal part of the torque converter for electric vehicles concerning the present invention. 図2のA部拡大詳細図である。FIG. 3 is an enlarged detail view of a part A in FIG. 2. (a)〜(c)は解除機構の作用を示す図5のB−B線断面図である。(A)-(c) is the BB sectional drawing of FIG. 5 which shows the effect | action of a cancellation | release mechanism. 本発明にかかる電動車両用トルクコンバータの解除機構における入出力部材の相対角度と入力トルクとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the relative angle of an input / output member and the input torque in the cancellation | release mechanism of the torque converter for electric vehicles concerning this invention. 本発明にかかる電動車両用トルクコンバータの特性図である。It is a characteristic view of the torque converter for electric vehicles concerning this invention. 従来の電動車両用トルクコンバータの特性図である。It is a characteristic view of the conventional torque converter for electric vehicles.

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

[電動駆動ユニットの構成]
まず、本発明にかかる電動車両用トルクコンバータ(以下、単に「トルクコンバータ」と称する)を備える電動駆動ユニットの構成を図1に基づいて以下に説明する。
[Configuration of electric drive unit]
First, the configuration of an electric drive unit including an electric vehicle torque converter (hereinafter simply referred to as “torque converter”) according to the present invention will be described with reference to FIG.

図1は電動駆動ユニットの構成を示すスケルトン図であり、図示の電動機駆動ユニット30は、電動車両(EV車両)に搭載されるものであって、駆動源である電動機31を備えている。ここで、電動機31は、本実施の形態では3相のブラシレスモータで構成されており、そのハウジング(不図示)内に回転可能に収容された中空のロータ31aと、このロータ31aの周囲に固設されたリング状のステータ31bを備えている。そして、図示しないが、ロータ31aには永久磁石が内蔵されており、ステータ31bには、3相分のコイルが巻装されている。   FIG. 1 is a skeleton diagram showing the configuration of an electric drive unit. The illustrated electric motor drive unit 30 is mounted on an electric vehicle (EV vehicle) and includes an electric motor 31 as a drive source. Here, the electric motor 31 is constituted by a three-phase brushless motor in the present embodiment, and has a hollow rotor 31a rotatably accommodated in a housing (not shown), and a solid around the rotor 31a. A ring-shaped stator 31b is provided. Although not shown, a permanent magnet is built in the rotor 31a, and coils for three phases are wound around the stator 31b.

上記電動機31のロータ31aの軸中心には、車幅方向(図1の左右方向)に沿って配置された円筒状の入力軸32が挿通固着されており、この入力軸32は、本発明にかかるトルクコンバータ1のポンプインペラ2に連結されている。ここで、本発明にかかるトルクコンバータ1の構成の詳細は後述するが、このトルクコンバータ1は、前記ポンプインペラ2に対向して配置されたタービンランナ3と、該タービンランナ3に取り付けられたダンパー機構8と、ロックアップクラッチ9を備えている。   A cylindrical input shaft 32 arranged along the vehicle width direction (left-right direction in FIG. 1) is inserted and fixed at the shaft center of the rotor 31a of the electric motor 31, and the input shaft 32 is attached to the present invention. The torque converter 1 is connected to the pump impeller 2. Here, although details of the configuration of the torque converter 1 according to the present invention will be described later, the torque converter 1 includes a turbine runner 3 disposed opposite to the pump impeller 2 and a damper attached to the turbine runner 3. A mechanism 8 and a lock-up clutch 9 are provided.

上記トルクコンバータ1のタービンランナ3の中心からは出力軸33が前記入力軸32の軸中心を貫通して車幅方向に沿って水平に延びており、この出力軸33の端部(図1の右端部)には、減速機40の小径のギヤ41が固定されている。そして、このギヤ41は、出力軸33に対して平行に配置されたカウンタ軸42に固定された大径のギヤ43に噛合している。また、カウンタ軸42には、小径のギヤ44が固定されており、このギヤ44は、ディファレンシャル装置(差動装置)50に固定された大径のリングギヤ45に噛合している。ここで、互いに噛合する大小異径のギヤ41とギヤ43およびギヤ44とリングギヤ45は、減速機40において減速ギヤ列をそれぞれ構成している。   From the center of the turbine runner 3 of the torque converter 1, an output shaft 33 passes through the shaft center of the input shaft 32 and extends horizontally along the vehicle width direction. A small-diameter gear 41 of the speed reducer 40 is fixed to the right end portion. The gear 41 meshes with a large-diameter gear 43 that is fixed to a counter shaft 42 that is arranged in parallel to the output shaft 33. A small-diameter gear 44 is fixed to the counter shaft 42, and the gear 44 meshes with a large-diameter ring gear 45 fixed to a differential device (differential device) 50. Here, the gear 41 and the gear 43 and the gear 44 and the ring gear 45 having different diameters that mesh with each other constitute a reduction gear train in the reduction gear 40.

上記ディファレンシャル装置50は、これに入力されるトルクを二分して左右の車軸51に伝達するものであって、左右の車軸51の端部には左右の駆動輪60がそれぞれ取り付けられている。   The differential device 50 bisects the torque input thereto and transmits it to the left and right axles 51, and left and right drive wheels 60 are attached to the ends of the left and right axles 51, respectively.

以上のように構成された電動機駆動ユニット30において、駆動源である電動機31が起動されて該電動機31のロータ31aと共に入力軸32が回転すると、その回転は、トルクコンバータ1を経て出力軸33に伝達されて該出力軸33が回転する。なお、トルクコンバータ1とこれに設けられたダンパー機構8およびロックアップクラッチ9の詳細については後述する。   In the electric motor drive unit 30 configured as described above, when the electric motor 31 as a drive source is started and the input shaft 32 rotates together with the rotor 31a of the electric motor 31, the rotation is transferred to the output shaft 33 via the torque converter 1. The output shaft 33 is rotated by being transmitted. Details of the torque converter 1 and the damper mechanism 8 and the lockup clutch 9 provided on the torque converter 1 will be described later.

そして、出力軸33の回転は、減速ギヤ列を構成するギヤ41,ギヤ43を経て減速されてカウンタ軸42へと伝達され、このカウンタ軸42の回転は、減速ギヤ列を構成するギヤ44とリングギヤ45を経てディファレンシャル装置50へと伝達される。ディファレンシャル装置50においては、これに伝達されるトルクが二分されて左右の車軸51へと伝達されるため、左右の車軸51に取り付けられた左右の駆動輪60がそれぞれ回転駆動されて電動車両が走行する。   The rotation of the output shaft 33 is decelerated through the gears 41 and 43 constituting the reduction gear train and transmitted to the counter shaft 42. The rotation of the counter shaft 42 is coupled with the gear 44 constituting the reduction gear train. It is transmitted to the differential device 50 through the ring gear 45. In the differential device 50, the torque transmitted to the differential device 50 is divided into two and transmitted to the left and right axles 51. Therefore, the left and right drive wheels 60 attached to the left and right axles 51 are driven to rotate, and the electric vehicle travels. To do.

[トルクコンバータの構成]
次に、本発明にかかるトルクコンバータ1の構成の詳細を図2〜図6に基づいて以下に説明する。
[Configuration of torque converter]
Next, the detail of the structure of the torque converter 1 concerning this invention is demonstrated below based on FIGS.

図2は本発明にかかる車両用トルクコンバータの半裁断面図、図3はダンパー機構の入力部材と出力部材およびピストン部材の斜視図、図4は同ダンパー機構のピストン部材と出力部材要部の斜視図、図5は図2のA部拡大詳細図、図6(a)〜(c)は図5のB−B線断面図であり、図示のトルクコンバータは、図1に示す電動機から入力軸へと出力される動力をトルク伝達媒体であるオイルを介して出力軸へと伝達するものであって、滑らかなクラッチ機能とトルク増幅機能を備えるものである。   2 is a half sectional view of a vehicle torque converter according to the present invention, FIG. 3 is a perspective view of an input member, an output member and a piston member of the damper mechanism, and FIG. 4 is a perspective view of a piston member and an output member main part of the damper mechanism. FIG. 5 is an enlarged detail view of part A of FIG. 2, FIGS. 6A to 6C are cross-sectional views taken along the line BB of FIG. 5, and the torque converter shown in FIG. Is transmitted to the output shaft through oil as a torque transmission medium, and has a smooth clutch function and a torque amplification function.

図2に示すトルクコンバータ1は、図1に示す入力軸32によって回転駆動されるポンプインペラ2と、このポンプインペラ2に対向して配置されたタービンランナ3を備えており、これらのポンプインペラ2とタービンランナ3との間には、ステータ4が配置されている。   A torque converter 1 shown in FIG. 2 includes a pump impeller 2 that is rotationally driven by an input shaft 32 shown in FIG. 1 and a turbine runner 3 that is disposed to face the pump impeller 2. A stator 4 is disposed between the turbine runner 3 and the turbine runner 3.

上記ポンプインペラ2は、椀状のポンプシェル2Aの外周部に近い内面に複数のインペラブレード2aを周方向に等角度ピッチで配列して構成されており、ポンプシェル2Aは、同じく椀状のコンバータカバー5に結着されている。そして、これらのポンプシェル2Aとコンバータカバー5によって密閉空間Sが形成されており、この密閉空間Sには、トルク伝達媒体として粘度の低いオイルが充填されている。   The pump impeller 2 is configured by arranging a plurality of impeller blades 2a on the inner surface close to the outer periphery of a bowl-shaped pump shell 2A at an equiangular pitch in the circumferential direction. The pump shell 2A is also a bowl-shaped converter. It is bound to the cover 5. A sealed space S is formed by the pump shell 2A and the converter cover 5, and the sealed space S is filled with oil having a low viscosity as a torque transmission medium.

前記タービンランナ3もポンプインペラ2と同様に、椀状のタービンシェル3Aの外周部に近いポンプインペラ2に対向する内面に複数のタービンブレード3aを周方向に等角度ピッチで配列して構成されている。そして、ポンプインペラ2とタービンランナ3との間には、羽根車である前記ステータ4が配置されており、このステータ4の外周には、オイルの流れを整流してトルク増幅を行うための複数のステータブレード4aが周方向に等角度ピッチで配列されている。なお、このステータ4にはワンウェイクラッチ6が設けられており、ステータ4は、ワンウェイクラッチ6の作用によって静止または空転することができる。ここで、ポンプインペラ2とステータ4とは、両者間に介設された軸受(スラストベアリング)7によって相対回転可能に支持されている。   Similarly to the pump impeller 2, the turbine runner 3 is configured by arranging a plurality of turbine blades 3a on the inner surface facing the pump impeller 2 near the outer peripheral portion of the bowl-shaped turbine shell 3A at an equiangular pitch in the circumferential direction. Yes. The stator 4 that is an impeller is disposed between the pump impeller 2 and the turbine runner 3, and a plurality of components for rectifying the oil flow and amplifying the torque are provided on the outer periphery of the stator 4. Stator blades 4a are arranged at an equiangular pitch in the circumferential direction. The stator 4 is provided with a one-way clutch 6, and the stator 4 can be stationary or idling by the action of the one-way clutch 6. Here, the pump impeller 2 and the stator 4 are supported by a bearing (thrust bearing) 7 interposed therebetween so as to be relatively rotatable.

ところで、本実施の形態にかかるトルクコンバータ1においては、前記密閉空間Sのタービンランナ3とコンバータカバー5との間には、ダンパー機構8とロックアップクラッチ(LC)9が収容されている。   Incidentally, in the torque converter 1 according to the present embodiment, a damper mechanism 8 and a lockup clutch (LC) 9 are accommodated between the turbine runner 3 and the converter cover 5 in the sealed space S.

上記ダンパー機構8は、図1に示す電動機31のトルク変動を吸収するためのものであって、図1に示す出力軸33にスプライン嵌合によって結着された円板状の出力部材10と、この出力部材10の外周から径方向外方に向って延びるフランジ部10Aの両側に相対回転可能に配置されたリング状の入力部材11,12と、出力部材10と両入力部材11,12の間に縮装された4つの圧縮コイルスプリング13(図3参照)を含んで構成されている。なお、ダンパー機構8とステータ4とは、両者間に介設された軸受(スラストベアリング)14によって相対回転可能に支持されている。また、4つの圧縮コイルスプリング13は、周方向に等角度ピッチで配置されている(図3参照)。   The damper mechanism 8 is for absorbing torque fluctuations of the electric motor 31 shown in FIG. 1, and is a disc-shaped output member 10 bonded to the output shaft 33 shown in FIG. 1 by spline fitting, Between the output member 10 and both input members 11, 12, ring-shaped input members 11, 12 are arranged so as to be relatively rotatable on both sides of a flange portion 10 A extending radially outward from the outer periphery of the output member 10. 4 and includes four compression coil springs 13 (see FIG. 3). The damper mechanism 8 and the stator 4 are supported so as to be relatively rotatable by a bearing (thrust bearing) 14 interposed therebetween. Further, the four compression coil springs 13 are arranged at an equiangular pitch in the circumferential direction (see FIG. 3).

ここで、両入力部材11,12は複数(6つ)の連結ピン15によって連結されており、各連結ピン15は、出力部材10のフランジ部10Aに形成された周方向に長い6つの長孔10a(図3参照)を貫通している。なお、図3に示すように、6つの長孔10aは、周方向に等角度ピッチ(60°ピッチ)で形成されている。   Here, both the input members 11 and 12 are connected by a plurality (six) of connecting pins 15, and each connecting pin 15 has six long holes formed in the flange portion 10 </ b> A of the output member 10 in the circumferential direction. 10a (see FIG. 3). As shown in FIG. 3, the six long holes 10a are formed at an equal angular pitch (60 ° pitch) in the circumferential direction.

したがって、各連結ピン15が出力部材10のフランジ部10Aに形成された各長孔10a内を周方向に移動し得る角度範囲において両入力部材11,12は出力部材10に対して相対回転可能である。また、同様に両入力部材11,12とタービンランナ3(タービンシェル3A)とは、連結ピン16によって連結されており、連結ピン16が出力部材10のフランジ部10Aに形成された長孔10bを貫通することによって、両入力部材11,12とタービンランナ3とは所定の角度範囲(連結ピン16が長孔10b内で周方向に移動し得る角度範囲)で出力部材10に対して相対回転可能であって、後述のようにタービンランナ3を経て伝達される電動機31のトルク変動は、ダンパー機構8の両入力部材11,12と出力部材10との相対回転に伴う4つの圧縮コイルスプリング13の弾性変形によって吸収される。   Therefore, the input members 11 and 12 can rotate relative to the output member 10 in an angular range in which the connecting pins 15 can move in the circumferential direction in the long holes 10 a formed in the flange portion 10 </ b> A of the output member 10. is there. Similarly, the input members 11, 12 and the turbine runner 3 (turbine shell 3 </ b> A) are connected by a connecting pin 16, and the connecting pin 16 has a long hole 10 b formed in the flange portion 10 </ b> A of the output member 10. By penetrating, the input members 11 and 12 and the turbine runner 3 can rotate relative to the output member 10 within a predetermined angular range (an angular range in which the connecting pin 16 can move in the circumferential direction within the long hole 10b). As described later, the torque fluctuation of the electric motor 31 transmitted through the turbine runner 3 is caused by the four compression coil springs 13 accompanying the relative rotation between the input members 11 and 12 of the damper mechanism 8 and the output member 10. Absorbed by elastic deformation.

前記ロックアップクラッチ(LC)9は、ハブ17の外周に軸方向(図2の左右方向)に摺動可能にスプライン嵌合したリングプレート状のピストン18と、このピストン18の外周部に設けられた摩擦クラッチ19によって構成されている。ここで、コンバータカバー5の内面にはリテーナ20が結着されており、両入力部材11,12の外周部には、リテーナ21がピン22によって取り付けられている。そして、摩擦クラッチ19は、その外周部がリテーナ20の内周に軸方向に移動可能に係合する2枚の摩擦プレート23と、その内周部がリテーナ21の外周に軸方向に移動可能に係合する2枚のディスクプレート24を備えており、これらの摩擦プレート23とディスクプレート24とは軸方向に交互に配置されている。   The lock-up clutch (LC) 9 is provided on a ring plate-like piston 18 that is spline-fitted to the outer periphery of the hub 17 so as to be slidable in the axial direction (left-right direction in FIG. 2). The friction clutch 19 is used. Here, a retainer 20 is bound to the inner surface of the converter cover 5, and a retainer 21 is attached to the outer peripheral portions of both the input members 11 and 12 by pins 22. The friction clutch 19 has two friction plates 23 whose outer periphery engages with the inner periphery of the retainer 20 so as to be axially movable, and the inner periphery of the friction clutch 19 can move axially with the outer periphery of the retainer 21. Two disk plates 24 to be engaged are provided, and the friction plates 23 and the disk plates 24 are alternately arranged in the axial direction.

上述のように軸方向に交互に配置された各2枚の摩擦プレート23とディスクプレート24は、リテーナ20の内周に固定されたストッパ25とピストン18の外周部によって挟持されており、これらは皿バネ26によってストッパ25側に付勢されている。   As described above, each of the two friction plates 23 and the disk plates 24 arranged alternately in the axial direction is sandwiched between the stopper 25 fixed to the inner periphery of the retainer 20 and the outer peripheral portion of the piston 18. The disc spring 26 is biased toward the stopper 25 side.

ここで、密閉空間S内には、ピストン18によって区画された締結室S1と開放室S2が形成されており、不図示のオイルポンプから作動油(圧油)が締結室S1に供給されると、この作動油の圧力を受けるピストン18が図2の右方へと移動して摩擦クラッチ19の摩擦プレート23とディスクプレート24をストッパ25に押圧するため、これらの摩擦プレート23とディスクプレート24が係合状態となって両者間に発生する摩擦抵抗力によって動力を伝達することができ、ロックアップクラッチ9がON(接続)状態となる。これに対して、不図示のオイルポンプから作動油が開放室S2へと供給されると、この作動油の圧力を受けるピストン18が図2の左方へと移動して摩擦クラッチ19の摩擦プレート23とディスクプレート24との係合状態を解除するため、ロックアップクラッチ9がOFF(切断)状態となる。   Here, a fastening chamber S1 and an open chamber S2 defined by the piston 18 are formed in the sealed space S. When hydraulic oil (pressure oil) is supplied from an oil pump (not shown) to the fastening chamber S1. The piston 18 that receives the pressure of the hydraulic oil moves to the right in FIG. 2 and presses the friction plate 23 and the disk plate 24 of the friction clutch 19 against the stopper 25, so that the friction plate 23 and the disk plate 24 are Power can be transmitted by the frictional resistance generated between the two in the engaged state, and the lockup clutch 9 is turned on (connected). In contrast, when hydraulic oil is supplied from an oil pump (not shown) to the open chamber S2, the piston 18 that receives the pressure of the hydraulic oil moves to the left in FIG. In order to release the engaged state between the disc plate 24 and the disc plate 24, the lock-up clutch 9 is turned off (disconnected).

ところで、本実施の形態では、電動車両が発進する低トルク時(ロックアップクラッチ9をONさせるために必要な圧力の作動油を締結室S1へと供給することができない状態のとき)においてロックアップクラッチ9をONさせる与圧機構が設けられており、この与圧機構は、ロックアップクラッチ9のピストン18とコンバータカバー5との間に縮装されたスプリング(コイルスプリング)27によって構成されている。   By the way, in the present embodiment, the lockup is performed at the time of low torque when the electric vehicle starts (when hydraulic oil having a pressure required to turn on the lockup clutch 9 cannot be supplied to the fastening chamber S1). A pressurizing mechanism for turning on the clutch 9 is provided, and this pressurizing mechanism is configured by a spring (coil spring) 27 that is compressed between the piston 18 of the lockup clutch 9 and the converter cover 5. .

また、本実施の形態では、ON状態にあるロックアップクラッチ9を伝達トルクに応じてOFFさせる解除機構が設けられている。この解除機構は、ON状態にあるロックアップクラッチ9を経てダンパー機構8へと伝達される電動機31のトルク(入力トルク)によってダンパー機構8の入力部材11,12と出力部材10とが相対回転すると、この相対回転をピストン部材28の軸方向の変位に変換するカム機構を備えている。   In the present embodiment, a release mechanism is provided for turning off the lock-up clutch 9 in the ON state according to the transmission torque. When the input members 11 and 12 and the output member 10 of the damper mechanism 8 are rotated relative to each other by the torque (input torque) of the electric motor 31 transmitted to the damper mechanism 8 via the lock-up clutch 9 in the ON state, the release mechanism. A cam mechanism for converting the relative rotation into an axial displacement of the piston member 28 is provided.

ここで、上記ピストン部材28は、図4に詳細を示すように、リングプレート状の本体部28Aの一方の面(ピストン18に対向する側の面)に6つの押圧突起28Bを周方向に等角度ピッチ(60°ピッチ)で一体に突設し、他方の面(出力部材10に対向する側の面)に4つのカム28Cを周方向に等角度ピッチ(90°ピッチ)で一体に突設して構成されている。そして、このピストン部材28は、これに突設された押圧突起28Bの隣接するもの同士の間に形成された切欠き状の係合溝28aに、一方の入力部材11の内周部に形成された6つの爪状の係合片11aが係合することによって該入力部材11と一体に回転するよう組み付けられている。なお、入力部材11に形成された6つの係合片11aは、周方向に等角度ピッチ(60°ピッチ)で配置されている。   Here, as shown in detail in FIG. 4, the piston member 28 has six pressing protrusions 28 </ b> B in the circumferential direction, etc. on one surface (the surface on the side facing the piston 18) of the ring plate-shaped main body 28 </ b> A. Projected integrally at an angular pitch (60 ° pitch), and four cams 28C projected integrally on the other surface (the surface facing the output member 10) at an equiangular pitch (90 ° pitch) in the circumferential direction. Configured. And this piston member 28 is formed in the inner peripheral part of one input member 11 in the notch-like engagement groove 28a formed between the adjacent thing of the press protrusion 28B protrudingly provided by this. The six claw-like engaging pieces 11a are engaged so as to rotate together with the input member 11. The six engaging pieces 11a formed on the input member 11 are arranged at an equiangular pitch (60 ° pitch) in the circumferential direction.

他方、図4に示すように、ダンパー機構8の出力部材10のピストン部材28に対向する面の中心部周りには、周方向に4つのカム10Bが等角度ピッチ(90°ピッチ)で一体に突設されており、これらのカム10Bとピストン部材28に突設された前記カム28Cとは係合可能であって、これらのカム10B,28Cによって前記カム機構が構成されている。なお、ピストン部材28に突設された各カム28Cと出力部材10に突設された各カム10Bには、テーパ面(斜面)状のカム面10cがそれぞれ形成されている。なお、図2に示すように、ピストン部材28とピストン18とは、両者の間に介設された軸受(スラストベアリング)29によって相対回転可能に支持されている。   On the other hand, as shown in FIG. 4, four cams 10 </ b> B are integrally formed at an equal angular pitch (90 ° pitch) around the center of the surface of the output member 10 of the damper mechanism 8 that faces the piston member 28. These cams 10B and the cams 28C projecting from the piston member 28 can be engaged with each other, and the cam mechanisms are constituted by these cams 10B and 28C. Each cam 28 </ b> C protruding from the piston member 28 and each cam 10 </ b> B protruding from the output member 10 are respectively formed with tapered cam surfaces 10 c. As shown in FIG. 2, the piston member 28 and the piston 18 are supported by a bearing (thrust bearing) 29 interposed therebetween so as to be relatively rotatable.

[トルクコンバータの作用]
次に、以上のように構成されたトルクコンバータ1の作用について説明する。
[Operation of torque converter]
Next, the operation of the torque converter 1 configured as described above will be described.

電動車両においては、駆動源である電動機31(図1参照)のトルク変動が小さいために滑らかな発進が可能であり、したがって、発進時にはロックアップクラッチ9をON(接続)して滑りによる動力損失を低く抑えることが望ましいことは前述の通りである。   In an electric vehicle, since the torque fluctuation of the electric motor 31 (see FIG. 1), which is a drive source, is small, a smooth start is possible. Therefore, at the time of start, the lockup clutch 9 is turned on (connected) and power loss due to slipping As described above, it is desirable to keep the value low.

しかしながら、電動車両の発進時にはロックアップクラッチ9をONさせる作動油圧(ロックアップON油圧)が0若しくは非常に低いため、従来はロックアップクラッチ9をONさせることができなかった。   However, since the operating hydraulic pressure (lock-up ON hydraulic pressure) for turning on the lock-up clutch 9 is 0 or very low when the electric vehicle starts, the lock-up clutch 9 cannot be turned on conventionally.

しかるに、本実施の形態では、予圧機構としてのスプリング27をロックアップクラッチ9のピストン18とコンバータカバー5との間に縮装し、十分な作動油圧が得られない発進時においても、スプリング27によってピストン18を図1の右方に押圧して摩擦クラッチ19を接続するようにしたため、ロックアップクラッチ9がONとなり、図1に示す電動機31の入力軸32と減速機40に連なる出力軸33とが直結される。すなわち、トルクコンバータ1においては、電動機31の入力軸32と共に回転するコンバータカバー5の回転がON状態にあるロックアップクラッチ9とダンパー機構8を経て出力軸33に直接(オイルを介することなく)伝達されるため、ポンプインペラ2とタービンランナ3との滑り(回転速度差)に伴う動力損失が低く抑えられ、高い動力伝達効率が確保される。ここで、本実施の形態にかかるトルクコンバータ1の特性を図8に示すが、電動車両の発進時においてロックアップクラッチ9がON状態(図8には「LC ON」と表示)されると、モータ回転数(ポンプインペラ2の回転数)とタービン回転数(タービンランナ3の回転数)が略同一となるために、ポンプインペラ2とタービンランナ3との滑りに伴う動力損失が低く抑えられて高い動力伝達効率が確保される。なお、ロックアップクラッチ9がONされた状態においては、ダンパー機構8へと伝達される電動機31のトルク変動は、ダンパー機構8における入力部材11,12と出力部材10との相対回転による圧縮コイルスプリング13の弾性変形によって吸収される。   However, in the present embodiment, the spring 27 as a preload mechanism is mounted between the piston 18 of the lock-up clutch 9 and the converter cover 5 so that the spring 27 can be used even at the time of starting when sufficient operating oil pressure cannot be obtained. Since the piston 18 is pressed to the right in FIG. 1 and the friction clutch 19 is connected, the lockup clutch 9 is turned on, and the input shaft 32 of the electric motor 31 and the output shaft 33 connected to the speed reducer 40 shown in FIG. Is directly connected. That is, in the torque converter 1, the converter cover 5 that rotates together with the input shaft 32 of the electric motor 31 is transmitted directly to the output shaft 33 (without oil) through the lockup clutch 9 and the damper mechanism 8 in the ON state. Therefore, the power loss accompanying the slip (rotational speed difference) between the pump impeller 2 and the turbine runner 3 is kept low, and high power transmission efficiency is ensured. Here, the characteristics of the torque converter 1 according to the present embodiment are shown in FIG. 8. When the lockup clutch 9 is turned on (displayed as “LC ON” in FIG. 8) when the electric vehicle starts, Since the motor rotational speed (the rotational speed of the pump impeller 2) and the turbine rotational speed (the rotational speed of the turbine runner 3) are substantially the same, the power loss caused by the slippage between the pump impeller 2 and the turbine runner 3 is kept low. High power transmission efficiency is ensured. In the state where the lock-up clutch 9 is ON, the torque fluctuation of the electric motor 31 transmitted to the damper mechanism 8 is a compression coil spring due to the relative rotation between the input members 11 and 12 and the output member 10 in the damper mechanism 8. 13 is absorbed by elastic deformation.

そして、上述のようにロックアップクラッチ9がONされた状態で電動車両が走行しているときにおいて、電動機31のトルク(モータトルク)が図8に示すように一定値を超えて高くなると、解除機構によってロックアップクラッチ9がOFFされ、トルクコンバータ1によるトルク増幅作用によってタービントルク(出力軸33に伝達されるトルク)が高められる。   Then, when the electric vehicle is running with the lock-up clutch 9 turned on as described above, when the torque of the electric motor 31 (motor torque) exceeds a certain value as shown in FIG. The lock-up clutch 9 is turned off by the mechanism, and the turbine torque (torque transmitted to the output shaft 33) is increased by the torque amplification action by the torque converter 1.

ここで、解除機構に設けられたカム機構の作用によるロックアップクラッチ9のOFF動作を図6および図7に基づいて説明する。   Here, the OFF operation of the lock-up clutch 9 due to the action of the cam mechanism provided in the release mechanism will be described with reference to FIGS.

図7はダンパー機構8への入力トルクTに対する入力部材11,12と出力部材10との相対角度(ダンパー捩じれ角度)θとの関係を示す図であり、入力トルクTが0であるときには、図6(a)に示すように、入力部材11(ピストン部材28)と出力部材10との間に相対回転(捩れ)は発生せず、このときの入力部材11と出力部材10の相対角度θは0となる。そして、入力トルクTが図7に示すTbまで上昇すると、図6(b)に示すように、入力部材11(ピストン部材28)と出力部材10との間に相対回転が発生し、このときの入力部材11と出力部材10との相対角度θは図6(b)および図8に示すようにθbとなる。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the relative angle (damper twist angle) θ between the input members 11 and 12 and the output member 10 with respect to the input torque T to the damper mechanism 8, and when the input torque T is 0, FIG. As shown in FIG. 6 (a), no relative rotation (twist) occurs between the input member 11 (piston member 28) and the output member 10, and the relative angle θ between the input member 11 and the output member 10 at this time is 0. Then, when the input torque T rises to Tb shown in FIG. 7, relative rotation occurs between the input member 11 (piston member 28) and the output member 10, as shown in FIG. 6B. The relative angle θ between the input member 11 and the output member 10 is θb as shown in FIGS. 6B and 8.

図6(b)に示す状態においても,ピストン部材28に突設されたカム28Cと出力部材10に突設されたカム10Bとは係合しないため、ピストン部材28は、軸方向に移動せず、ロックアップクラッチ9はON状態を維持している。   Even in the state shown in FIG. 6B, the cam 28C protruding from the piston member 28 and the cam 10B protruding from the output member 10 do not engage with each other, so the piston member 28 does not move in the axial direction. The lock-up clutch 9 is maintained in the ON state.

そして、入力トルクがさらに増大して図8に示すTcまで高められると、ダンパー機構8における入力部材11(ピストン部材28)と出力部材10との相対回転(捩れ)がさらに大きくなって、両者の相対角度θは、図6(c)および図7に示すθcの値を示す。このとき、図6(c)に示すように、ピストン部材28に突設されたカム28Cと出力部材10に突設されたカム10Bとが互いに係合するため、ピストン部材28が図示矢印方向(図6(c)の左方)へと移動し、該ピストン部材28の押圧突起28Bが軸受(スラストベアリング)29を介してピストン18を同方向に押圧する。この結果、ピストン18がロックアップクラッチ9をOFFする方向に移動するため、ON状態にあったロックアップクラッチ9がOFFされ、以下に説明するトルクコンバータ1の作用によって、図8に示すように、タービントルクがモータトルクに対して増幅され、図1に示す出力軸33に大きな駆動力が伝達される。なお、図8に示すように、ロックアップクラッチ9がOFFの状態(図8には「LC OFF」と表示)においては、モータ回転数とタービン回転数との間に差が生じるため、ポンプインペラ2とタービンランナ3との滑りに伴う動力損失が発生する。ここで、図6(b),(c)においては、ピストン部材28の相対回転前の位置(図6(a)に示す位置)を破線にて示している。   When the input torque is further increased to Tc shown in FIG. 8, the relative rotation (twist) between the input member 11 (piston member 28) and the output member 10 in the damper mechanism 8 is further increased. The relative angle θ represents the value of θc shown in FIG. 6C and FIG. At this time, as shown in FIG. 6C, the cam 28C protruding from the piston member 28 and the cam 10B protruding from the output member 10 are engaged with each other. 6C, and the pressing protrusion 28B of the piston member 28 presses the piston 18 in the same direction via a bearing (thrust bearing) 29. As a result, since the piston 18 moves in the direction to turn off the lockup clutch 9, the lockup clutch 9 that was in the ON state is turned off, and the action of the torque converter 1 described below, as shown in FIG. The turbine torque is amplified with respect to the motor torque, and a large driving force is transmitted to the output shaft 33 shown in FIG. As shown in FIG. 8, when the lockup clutch 9 is in the OFF state (indicated as “LC OFF” in FIG. 8), there is a difference between the motor speed and the turbine speed. The power loss accompanying the slip of 2 and the turbine runner 3 generate | occur | produces. Here, in FIGS. 6B and 6C, the position before the relative rotation of the piston member 28 (the position shown in FIG. 6A) is indicated by a broken line.

ここで、ロックアップクラッチ9がOFF状態にあるときのトルクコンバータ1の作用を以下に説明する。   Here, the operation of the torque converter 1 when the lockup clutch 9 is in the OFF state will be described below.

すなわち、ロックアップクラッチ9がOFF状態にあるとき、図1に示す電動機31の入力軸32に接続されたポンプインペラ2が入力軸32と一体に回転する。すると、粘性によってポンプインペラ2と共に回転するオイルが遠心力によってポンプインペラ2の外周からタービンランナ3に向かって送り出され、このオイルは、ポンプシェル2Aの内面に沿ってタービンランナ3へと流れ込む。そして、このタービンランナ3へと流れ込んだオイルが複数のタービンブレード3aに当たるため、慣性力によってタービンランナ3が回転し、タービンランナ3を回したオイルは、外周から中心に向かい、このタービンランナ3から流れ出る際にも反動力によって当該タービンランナ3を回転させる。   That is, when the lockup clutch 9 is in the OFF state, the pump impeller 2 connected to the input shaft 32 of the electric motor 31 shown in FIG. Then, the oil that rotates together with the pump impeller 2 due to viscosity is sent from the outer periphery of the pump impeller 2 toward the turbine runner 3 by centrifugal force, and this oil flows into the turbine runner 3 along the inner surface of the pump shell 2A. Since the oil flowing into the turbine runner 3 hits the plurality of turbine blades 3a, the turbine runner 3 is rotated by the inertial force, and the oil that has turned the turbine runner 3 is directed from the outer periphery toward the center. Even when it flows out, the turbine runner 3 is rotated by reaction force.

その後、タービンランナ3から流れ出たオイルは、ステータ4によって方向が変えられて中心寄りからポンプインペラ2へと流れ込んで該ポンプインペラ2を回した後、このポンプインペラ2の背面へと回り込んで最初の流れに加わる。このような一連のオイルの流れが繰り返されることによってポンプインペラ2からタービンランナ3へと伝達されるトルクが増幅され、増幅されたトルクは、タービンランナ3からダンパー機構8へと伝達され、該ダンパー機構8によって電動機31のトルク変動が吸収される。なお、ポンプインペラ2とタービンインペラ3との間に回転差がある間はステータ4は静止してトルク増幅機能を果たすが、ポンプインペラ2とタービンインペラ3の回転速度が近づくとステータ4によるトルク増幅効果が薄れ、ステータ4が却ってオイルの流れを妨げるためにワンウェイクラッチ6の作用によってステータ4がタービンランナ3と共に回転(空転)する。   Thereafter, the oil flowing out of the turbine runner 3 is changed in direction by the stator 4, flows from the center toward the pump impeller 2, rotates the pump impeller 2, and then wraps around the back surface of the pump impeller 2. Join the flow. By repeating such a series of oil flows, the torque transmitted from the pump impeller 2 to the turbine runner 3 is amplified, and the amplified torque is transmitted from the turbine runner 3 to the damper mechanism 8. The torque fluctuation of the electric motor 31 is absorbed by the mechanism 8. Note that while the rotational difference between the pump impeller 2 and the turbine impeller 3 is present, the stator 4 is stationary and performs a torque amplifying function. However, when the rotational speed of the pump impeller 2 and the turbine impeller 3 approaches, the torque amplification by the stator 4 The effect is reduced and the stator 4 rotates (idling) together with the turbine runner 3 by the action of the one-way clutch 6 in order to prevent the flow of oil.

前述のように、ダンパー機構8へとトルクが伝達されると、該ダンパー機構8の出力部材10から図1に示す出力軸33へとトルクが伝達されて該出力軸33が回転駆動され、この出力軸33の回転は、図1に示す電動機ユニット30の減速機40とディファレンシャル装置50を経て左右の車軸51へと伝達され、左右の車軸51に取り付けられた左右の駆動輪60がそれぞれ回転駆動される。   As described above, when torque is transmitted to the damper mechanism 8, the torque is transmitted from the output member 10 of the damper mechanism 8 to the output shaft 33 shown in FIG. The rotation of the output shaft 33 is transmitted to the left and right axles 51 through the speed reducer 40 and the differential device 50 of the electric motor unit 30 shown in FIG. 1, and the left and right drive wheels 60 attached to the left and right axles 51 are rotationally driven. Is done.

以上のように、本実施の形態にかかるトルクコンバータ1によれば、電動車両が発進する低トルク時においては、スプリング27によって構成された与圧機構によってロックアップクラッチ9をONさせるようにしたため、発進時の滑りに伴う動力損失を低く抑えることができる。また、ON状態にあるロックアップクラッチ9を伝達トルクに応じてOFFさせる解除機構を設けたため、高負荷域において大きな駆動力が必要である場合には、解除機構によってロックアップクラッチ9をOFFしてトルクコンバータ1のトルク増幅作用によってトルクを増幅して大きな駆動力を得ることができる。この結果、電動車両の発進時の滑りによる動力損失の低減と高負荷時における必要な駆動力の確保との両立を実現することができるという効果が得られる。   As described above, according to the torque converter 1 according to the present embodiment, the lockup clutch 9 is turned on by the pressurizing mechanism configured by the spring 27 at the time of low torque when the electric vehicle starts, The power loss accompanying the slip at the start can be kept low. In addition, since a release mechanism that turns off the lock-up clutch 9 in the ON state according to the transmission torque is provided, the lock-up clutch 9 is turned off by the release mechanism when a large driving force is required in a high load range. A large driving force can be obtained by amplifying the torque by the torque amplifying action of the torque converter 1. As a result, it is possible to achieve both the reduction of power loss due to slippage at the start of the electric vehicle and the securing of the necessary driving force at the time of high load.

なお、以上の実施の形態では、与圧機構をスプリング(コイルスプリング)27によって構成したが、与圧機構は、スプリング27以外の任意の手段を用いることができる。   In the above embodiment, the pressurizing mechanism is configured by the spring (coil spring) 27, but any means other than the spring 27 can be used for the pressurizing mechanism.

また、以上の実施の形態では、高負荷域においてロックアップクラッチ9をOFFする解除機構として、ダンパー機構8における入力部材11と出力部材10との入力トルクによる相対回転をピストン部材28の軸方向変位に変換するカム機構を利用したものを採用したが、高負荷域においてロックアップクラッチ9をOFFするものであれば、他の任意の機構を用いることができる。   Further, in the above embodiment, as the release mechanism for turning off the lockup clutch 9 in the high load range, the relative rotation due to the input torque between the input member 11 and the output member 10 in the damper mechanism 8 is changed in the axial direction of the piston member 28. Although a mechanism using a cam mechanism that converts to the above is employed, any other mechanism can be used as long as the lock-up clutch 9 is turned off in a high load range.

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。   In addition, the application of the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the description and the drawings.

1 トルクコンバータ
2 ポンプインペラ
3 タービンランナ
4 ステータ
5 コンバータカバー
6 ワンウェイクラッチ
8 ダンパー機構
9 ロックアップクラッチ
10 出力部材
10A 出力部材のフランジ部
10B 出力部材のカム
11,12 入力部材
13 圧縮コイルスプリング(動力伝達用弾性部材)
15,16 連結ピン
18 ピストン
19 摩擦クラッチ
27 スプリング(与圧機構)
28 ピストン部材
28A ピストン部材の本体部
28B ピストン部材の押圧突起
28C ピストン部材のカム
30 電動機駆動ユニット
31 電動機
32 入力軸
33 出力軸
40 減速機
50 ディファレンシャル装置
60 駆動輪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Torque converter 2 Pump impeller 3 Turbine runner 4 Stator 5 Converter cover 6 One-way clutch 8 Damper mechanism 9 Lock-up clutch 10 Output member 10A Output member flange part 10B Output member cam 11, 12 Input member 13 Compression coil spring (power transmission) Elastic member)
15, 16 Connecting pin 18 Piston 19 Friction clutch 27 Spring (Pressurizing mechanism)
28 Piston member 28A Piston member main body 28B Piston member pressing projection 28C Piston member cam 30 Electric motor drive unit 31 Electric motor 32 Input shaft 33 Output shaft 40 Reduction gear 50 Differential device 60 Drive wheel

Claims (5)

電動車両に搭載される電動機駆動ユニットの電動機と減速機との間に配置され、
前記電動機の入力軸に接続されたポンプインペラと前記減速機への出力軸に接続されたタービンランナを対向させて配置し、これらのポンプインペラとタービンランナとの間にステータを配置するとともに、作動油圧によってON/OFFして所定の条件下において前記入力軸と前記出力軸とを直結するロックアップクラッチと、前記タービンランナと前記出力軸との間に設けられたダンパー機構を設け、内部にトルク伝達媒体であるオイルを充填して構成される電動車両用トルクコンバータにおいて、
前記電動車両が発進する低トルク時において前記ロックアップクラッチをONさせる与圧機構と、
ON状態にある前記ロックアップクラッチを伝達トルクに応じてOFFさせる解除機構と、
を設けたことを特徴とする電動車両用トルクコンバータ。
It is arranged between the electric motor and the speed reducer of the electric motor drive unit mounted on the electric vehicle,
The pump impeller connected to the input shaft of the electric motor and the turbine runner connected to the output shaft to the speed reducer are arranged to face each other, and a stator is arranged between the pump impeller and the turbine runner and operated. A lock-up clutch that directly connects the input shaft and the output shaft under a predetermined condition by being turned ON / OFF by hydraulic pressure, and a damper mechanism provided between the turbine runner and the output shaft are provided, and torque is internally provided. In an electric vehicle torque converter configured by filling oil as a transmission medium,
A pressurizing mechanism for turning on the lockup clutch at a low torque when the electric vehicle starts,
A release mechanism that turns off the lock-up clutch in an ON state according to a transmission torque;
The torque converter for electric vehicles characterized by providing.
前記ロックアップクラッチは、作動油圧によって摺動して該ロックアップクラッチをON/OFFするピストンを備え、
前記与圧機構は、前記ピストンを前記ロックアップクラッチがONする方向に付勢するスプリングによって構成されることを特徴とする請求項1に記載の電動車両用トルクコンバータ。
The lock-up clutch includes a piston that is slid by operating hydraulic pressure to turn the lock-up clutch on / off,
The torque converter for an electric vehicle according to claim 1, wherein the pressurizing mechanism is configured by a spring that biases the piston in a direction in which the lockup clutch is turned on.
前記ダンパー機構は、前記出力軸に結着された出力部材と、該出力部材に対して所定角度範囲で相対回転可能な入力部材と、これらの入力部材と出力部材の相対回転によって弾性変形してトルク変動を吸収する動力伝達用弾性部材を含んで構成され、
前記解除機構は、前記ダンパー機構の前記入力部材と前記出力部材の相対回転を前記ピストンの摺動に変換するカム機構を備えることを特徴とする請求項2に記載の電動車両用トルクコンバータ。
The damper mechanism is elastically deformed by an output member coupled to the output shaft, an input member relatively rotatable with respect to the output member within a predetermined angle range, and relative rotation of the input member and the output member. Comprising an elastic member for power transmission that absorbs torque fluctuations,
The torque converter for an electric vehicle according to claim 2, wherein the release mechanism includes a cam mechanism that converts relative rotation of the input member and the output member of the damper mechanism into sliding of the piston.
前記カム機構は、前記入力部材に係合して該入力部材と共に一体に回転するとともに軸方向に移動可能なピストン部材に形成されたカムと、前記出力部材に形成されたカムとを係合させることによって構成されることを特徴とする請求項3に記載の電動車両用トルクコンバータ。   The cam mechanism engages with the input member, rotates together with the input member, and engages a cam formed on a piston member movable in the axial direction and a cam formed on the output member. The torque converter for an electric vehicle according to claim 3, wherein the torque converter is configured as described above. 前記解除機構は、高負荷域において伝達トルクを増幅させる必要があるときに、ON状態にある前記ロックアップクラッチをOFFすることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の電動車両用トルクコンバータ。   5. The electric vehicle according to claim 1, wherein the release mechanism turns off the lock-up clutch in an ON state when it is necessary to amplify a transmission torque in a high load range. Torque converter.
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