JP3671376B2 - ロッキングクラッチ、特に自動車用ロッキングクラッチ - Google Patents

Description

本発明は、ケーシングと流体力学的カップリング機構のタービンホイールとの間で作動する、特に自動車用ロッキングクラッチに関する。
かかるクラッチは、例えばフランス国特許公開第2,488,362号明細書に記載されている。この明細書では、クラッチはトーションダンパーと、軸方向に移動できるように取り付けられたピストン（ダイヤフラム式）と、このピストンと連動し、ケーシングの横方向壁によりピストンとケーシングに形成されたカウンタピストンとの間にクランプすることができる少なくとも１つの摩擦ライニングとを含む。
トーションダンパーは、入口部分と、出口部分と、これら入口部分と出口部分とを接続するよう、これらの間にて周方向に介在されたスプリングを有する。
このトーションダンパーは、ケーシングの外周部に配置されており、よって周方向に作用するスプリングに抗して互いに移動するよう取り付けられた２つの同軸状部分、すなわち連続ガイドワッシャーが設けられた入口部分と、ウェブが設けられた出口部分とを有する。ガイドワッシャーは、ピストンに固定され、ウェブはタービンホイールに接合されている。
ガイドワッシャーは、スプリングを径方向に内側かつ外側へガイドするようなＵ字形状となっている。更に、このガイドワッシャーは、スプリングの周方向端部と協働し、これらスプリングを周方向に動かないようにする径方向にずれたストッパー、すなわち支持部分を有する。ウェブは、スプリングを支持するようなラグ状をした支持部分を有する。
この結果、ガイドワッシャーは形状が複雑となり、プレス装置で製造することが困難である。米国特許64 875 562号明細書（図５）では、トーションダンパーの入口部分は、ロッキングクラッチのピストンに固定的に取り付けられた複数のガイドプレートからなり、各ガイドプレートは、２つの側方ウィングと、このウィングに対して径方向に突出し、２つの連続するスプリングの周方向端部の間に挿入された中心部分を有する。
この実施例では、各側方ウィングは、スプリングを径方向内側で保持する保持部分を有し、ピストンの外周部には、スプリングを径方向外側に係止するような形状にされた、軸方向に配置された環状ショルダーが設けられている。このピストンは、スプリングを支持するための突起を有する。
実際には、各側方ウィングは第２の中心部分を有するよう、周方向に延びている。この結果、多量の材料が使用され、プレートを嵌合することが困難となっている。更に、ピストンは形状が簡単ではない。
本発明の目的は、これらの欠点を少なくし、製造が容易で、簡略化されたロッキングクラッチを提供することにある。
本発明によれば、上記タイプのロッキングクラッチは、各側方ウィングが前記スプリングの対応する周方向端部に対する支持体となるよう、保持部分を延長する第２支持部分を有し、中心部分が連続するスプリングの対抗する周方向端部に対する支持体となるよう、第２支持部分に対して径方向外側にずれた第１支持部分を有することを特徴とする。
本発明によれば、ガイドプレートは、スプリングを外側で係止する必要はないので構造が簡単であり、スプリングに対する第１支持部分を有するのは支持プレートであるので、プレートは形状がより簡単となる。
これらプレートは、プレス装置においてカットし、曲げることによって容易に製造できる。ピストンも形状が簡単であり、そのショルダーによって強度が強化されている。このショルダーは、スプリングに対する支持体を設けなくてもスプリングを保持できる。従って、このピストンも製造が容易である。
更に、プレートは２つの連続するスプリングの２つの対抗する周方向端部の間で簡単なシムとして働くので、これらプレートによって材料を節約できる。
更に、本発明によれば、ピストンのショルダーとガイドプレートの第１支持部分の間に径方向にバランスプレートを介在させることができる。
有利なことに、これを行うため、第１支持部分は、バランスプレートを周方向に係止するための変形部、例えば突起を、その周方向端部に有する。
一実施例では、これらプレートは、スプリングを径方向に外側で係止するよう、ピストンショルダー内に設けられた中空部に進入できる突出領域を有する。
従って、バランスプレートの嵌合は、スナップ嵌合するだけで行うことができる。
次に、添付図面を参照して本発明について説明する。
図１は、本発明に係わるロッキングクラッチが設けられた流体力学的カップリング機構の軸方向断面図である。
図２は、本発明に係わるロッキングクラッチの側面図である。
図３は、図２における３−３線に沿った断面図である。
図４は、図２における４−４線に沿った断面図である。
図５は、図２における入口部分５の拡大図である。
図６は、図５における６−６線に沿った図である。
図７は、ガイドプレートを曲げる前のガイドプレートの側面図である。
図８は、別の実施例のための、図４に類似する図である。
図示した図では、流体力学的カップリング機構１内に、本発明に係わるロッキングクラッチが取り付けられる。
このクラッチ１（図１）は、オイルサンプを形成する単一のシールされたケーシング２内に配置されたトルクコンバータ３とロッキングクラッチ４とを有する。ケーシング２は駆動機素を形成し、自動車の内燃機関のクランクシャフトに回転自在に接続することができる。
形状が環状となっているこのケーシング２は、環状の横方向壁６を有する第１シェル５と、この第１シェル５に対抗し、ブレード９と共にインペラーホイールを構成するような形状にされた第２シェル７から成る。
ブレード９は、第２シェル７の内側面にクランプにより接合されている。
シェル５、７は、それらの外周部が本例では、溶接により互いにシールされるように接続されており、壁６はその中心部に中心を有し、その外周部にケーシング２をクランクシャフトに回転自在に接合するための、ネジ切りされた部分を有する。トルクコンバータの他の部分は、ブレード９に対抗し、ブレード１１がクランプされたタービンホイール１０と反作用ホイール１２を含む。
タービンホイール１０は、プレート１００（図１）によって中心ハブ１８に固定された被動シャフト１７（ギアボックスの入力シャフト）に回転自在に接続されている。
ハブ１８は、溝付きマウントにより被動シャフト１７に回転自在に結合され、他方、反作用ホイール１２は、フライホイール１５が介在することによりスリーブ１４に接続されている。
スリーブ１４は、反作用スリーブを形成する固定シャフト（図示せず）に溝付きマウントにより回転自在に固定されている。
固定シャフトは、中心部が中空となっており、よって本例ではオイルが通過できるよう、それ自体の中心が中空となっている内部被動シャフト１７が通過できるようになっている。
この被動シャフト１７は、上記のようにハブ１８に回転自在に固定されており、ハブ１８の内側ボアは、この固定のために溝が付けられている。
このハブ１８は、ロッキングクラッチ４と連動する被動機素を構成している。
第２シェル７は、固定シャフトに嵌合されたスリーブ１３を有し、クラッチ４は壁６とタービンホイール１０との間に軸方向に配置されており、前記ホイール１０およびケーシング２の外周部に設けられている。
通常ロックアップクラッチと称されるロッキングクラッチ４は、トーションダンパー２０と被動機素１８に対して軸方向に移動できるよう取り付けられたピストン２１（ダイヤフラム式）と、このピストン２１と連動し、前記ピストン２１と第１シェル５の横方向全体の壁６によって形成されたカウンターピストン５との間にグリップできるようになっている、少なくとも１つの摩擦ライニング２４を有する。
トーションダンパー２０は、入口部分４０と、出口部分６０（図１）、１６０（図２）、２６０（図８）と、前記入口部分４０と出口部分６０、１６０、２６０を弾性的に接合するようこれらの間に周方向に介在されたスプリング５０、５２、５３を有する。
従ってダンパー２０は、周方向に作用するスプリング５０、５２、５３に抗して互いに移動できるように取り付けられた２つの同軸状部分４０−６０、１６０、２６０を有する。
入口部分４０は、ピストン２１に固定されており、他方、出口部分は、タービンホイール１０に固定されたウェブから成る。
図１において、本例では溶接によりハブ１８に固定されたフランジ１００に対しウェブ６０が、タービンホイール１０と同時に経済的にリベット締結されている。
図４では、ウェブは、本例では溶接によりタービンホイール１０の外周部に直接固定されている。
これについては、図８でも同じであるが、図８ではアセンブリの軸線に向いた円形の連続部分によってウェブ２６０が、タービンホイール１０に固定されているが、図４ではウェブ１６０は、アセンブリの軸線に対し径方向に反対方向に向いた円形連続部分によりタービンホイールに固定されている。
いずれの場合でも、ウェブ６０、１６０、２６０は、スプリング５０、５２、５３の両端を周方向に支持するよう、軸方向に向いた支持ラグ状をした支持部分６５を有する。前記支持ラグ６５は、２つの連続するスプリング５０、５２、５３の周方向端部の間に介在され、ピストン２０および壁６に向いている。
ここで、トーションダンパー２０の入口部分４０は、ロッキングクラッチ４のピストン２１に固定的に取り付けられた複数のガイドプレート４０から成る。各ガイドプレートは、スプリング５０、５２、５３を径方向に内側で保持するための保持部分４１と、２つの連続するスプリング５０、５２、５３の対抗する周方向端部に対する直接の支持体となるための、本発明に係わる支持部分４５、１４５を有する。ウェブ６０、１６０、２６０の外周部には、スプリング５０、５２、５３を外部に係止するような形状とされた軸方向に向いた環状ショルダー２８が設けられている。
ここで、ガイドプレート４０、はピストンおよび流体力学的カップリング機構１の他の構成部品と同じように金属製である。
これらプレート４０は、連続するスプリング５０、５２、５３の対抗する端部の間に挿入されるシムを形成する。
支持部分４５、１４５および保持部分４１は、下記に記載したようなラグから成る。
１つの特徴によれば、ピストン２１の外周部は、例えばスプリング５０、５２、５３と接触できるよう、侵炭窒化処理され、前記ピストンの摩耗および前記スプリングへの付着物の形成を防止するようになっている。
図１〜図６および図８に良好に示されるように、ピストン２１の環状ショルダー２８の内部の６１は中空にされ、スプリング５０、５２、５３を外側で係止するようになっている。
従って、ショルダー２８は前記スプリングの外周部と整合する中空部６１を有する。この中空部６１は、連続して環状に延びるので、横断面が円の一部の弧の形状をしている。こうしてスプリングは、前記中空部６１に嵌合できるようになっている。
図２および５から良好に理解できるように、これらスプリングは、複数のコイルスプリングから成り、これらコイルスプリングは、２つの連続するガイドプレート４０の間に取り付けられ、周方向に一定の間隔に分散されている。これらスプリングの数は、用途に応じて決まる。これらスプリングは、本実施例では予め湾曲されているが、必ずしもこのようにする必要はない。
より詳細には、スプリング５０は振動を良好に除去できるように、同軸状に取り付けられた一対のスプリング５２および５３と周方向に交互に配置されており、内側スプリング５２は、スプリング５３よりも周方向の長さが短く、それ自体公知の態様で弾性の走行端部ストッパーを形成しており、このスプリング５２は、両端の一方が支持プレート５１に載り、他方、スプリング５２の他端とスプリング５３と連動する他方のプレート５１との間には、周方向の間隙が形成されている。
従って、コイルスプリング５０、５３は、これらスプリングをセンタリングする中心スタッドを有するプレート５１を介してガイドプレート４０上に載っている。
プレート５１は、プレート４０の支持部分１４５、４５上に載っている。
図５から理解できるように、各ガイドプレート４０は、本発明により中心部分４７と２つの側方ウィング４９を有し、前記中心部分は側方ウィングに対して径方向外側に突出している。この中心部分４７は、その外周部に、ラジアルショルダー２８と同じようにタービンホイール１０側を向き、軸方向に配置された第１支持ラグ１４５を有する。この軸方向ラグ１４５は、ショルダー２８とウェブ６０、１６０、２６０の支持ラグ６５との間で径方向に延びている。従って、ラグ１４５は、これらのラグに向いたラグ６５の上で延びており、各周方向端部にプレート５１を局部的に支持し、後述するバランスプレート７０を周方向に係止するための突起１４６を有する。
従って、ラグ１４５は、支持部分に属し、ショルダー２８およびラグ６５に対して平行に延び、一方、前記支持ラグ６５に対しては、軸方向に逆に向いている。
保持部分は、全体が軸方向に配置され、タービンホイール１０に向いた２つの保持ラグ４１も含む。これらラグ４１は、それら自由端がスプリング（図３）の内周部に一致する湾曲した形状となっている。これらラグ４１は、本発明の１つの特徴によれば、中心部分４７が第２支持ラグ４５によって延長されており、この第２支持ラグは、全体が横方向（または径方向）に配置され、ショルダー２８の方向に全体が径方向外側に向いている。
第１ラグ１４５は、ラグ４５の上にて径方向に延びている。
従って、プレート４０の各ウィング４９は、その外周部にその横方向支持ラグ４５により延長された保持ラグ４１を含む、アングルブラケット４１、４５の形状をした部分を有する。これらプレート４０は対称的であり、第１支持ラグ４５の両側に配置され、前記部分に覆いかぶさるアングルブラケット４１、４５の形状をした２つの部分を有することが理解できると思う。
第２ラグ４５は、プレート４１の内部エッジのための支持部分を形成するが、一方、第１軸方向ラグ１４５は、プレート５１の外部エッジのための支持部分１４６を形成する。切り欠き部４６は、ラグ１４５とラグ４５、４１とを分離し、よって全体が径方向に配置された第２支持ラグ４５がラグ４１に対して突出するように延びている。従って、これらラグは、ラグ４５を支持している。
従って、各プレート４０は形状が簡単であり、ほとんど材料を使用しない。その理由は、２つの連続するスプリング５０、５２、５３の対抗する周方向端部の間にプレートの中心部分４７が挿入されるからである。前記スプリングの各対抗する端部には、側方ウィング４９が割り当てられる。
より詳細に説明すれば、プレート４０は最初は（図６）平面状であり、部品４７のレベルに小孔４８および切り欠き部１４８を有している。
番号１４７には、カットすべきラインがあるが、その他にも符号の付いていない垂直および水平曲げラインを見ることができよう。このプレートを製造するには、まずプレート４７の両端をスタンプで抜き、製造するカット部１４７を備えた突起１４６を形成し、図６の底部に向けて曲げ、ラグ４５を予め形成し、スタンピングを行ってラグ４１の湾曲した端部を形成する。次に、中心部分４７およびウィング４９の周辺部分を、図６の上部に向けて折り曲げ、最後にラグ４５、４１および１４５ならびに切り欠き部４６を得る。
ここで、リベット締めによりピストン２１にはプレートが取り付けられる。このリベット締めのために、ピストン２１（図３）はリベットシャフト２５が通過できるよう、プレート４０の底部部分に製造された小孔１２５と一致する通路２２５を有する。
従って、ラグ１は、プロフィールが決められ、スプリング５０、５２、５３の内周部と一致するように変形された（図３）自由端を有する。
これは、プレート４０の側方ウィング４９の外周部が最初に傾斜した形状（図６）を有しているという結果生じるものである。
従って、軸方向ラグ１４５と中空部６１との間には、径方向にギャップが存在する。このギャップからバランスプレート７０を挿入することが可能となっている。
図６は、中空部６１に進入できる、全体が台形をした突出ゾーン７１を、その外周部に有するプレート７０を示している。
各プレートは、突起１４６によって境界が定められた空間に進入するようになっており、この理由から、ラグ１４５の主要部分は、突起１４６の頂部に対し径方向中心に向き、ラグ１４５の前記主要部分とショルダー２８との間の径方向の距離はプレート７１の厚さに応じて決まる。
従って、プレート７０は、ラグ１４５とショルダー２８との間の任意の位置にて径方向にスナップ嵌合できる。従って、ロッキングクラッチのバランスをとるのにドリル作業は不要であり、プレート７０をスナップ嵌合により固定する。これらプレート７０は、突起１４６によって移動しないように固定され、抜ける恐れはない。
他に、ピストン２１の両側には、流体チャンバ２２、２３が形成されており、ハブ１８と壁６との間にて軸方向に介在された支持リング１０１が、それ自体公知の態様でラジアル通路を有し、シャフト１７内を循環するオイルとチャンバ２３とを連通させるようになっている。
作動中、タービンホイール１０は、ケーシング２内に収容された流体が循環するので、インペラーホイール８によって駆動される。
自動車がスタートした後、ロッキングクラッチ４は、ホイール８と１０との間のスリップ現象を防止するため、被動シャフトと駆動シャフトとを結合する。換言すれば、駆動機素２は、摩擦により被動機素１８に回転自在に固定される。
これは、チャンバ２２内に広がる制御流体圧力の作用によりピストン２１が、このピストンと壁２６との間に摩擦ライニング２４をグリップし、これから生じたロッキング作用によりクランクシャフトに回転自在に結合されたケーシング２により、シャフト１７のウェブ６０、１６０、２６０を介し、直接駆動することになる。
これら図では、ピストンはこのような目的のためハブ１８の外周部上を軸方向にスライドするように取り付けられている。
クラッチを切るには、チャンバ２２、２３内の圧力を反転する。
当然ながら、摩擦ライニング２４は図１〜図８に示すように、ピストンに固定する代わりに、変形例として、例えば接着により壁６に固定することができる。
当然ながら、本発明は、上記実施例のみに限定されるものではない。特に、ガイドプレート４０は溶接によりピストン２１に固定できる。
ショルダー２８は、スプリング５０、５２、５３の外周部に一致し、これらスプリングを径方向に係止するよう、中心が折り曲げられた自由端を有することができる。
従って、ショルダー２８は、先の図面に示されているように、中空とする代わりに湾曲される。この場合、ラグ１４５の主要部分は、プレート７０を挿入できるよう、中心側により多くずらさなければならない。
いずれの場合にせよ、ロッキングクラッチ４の構造は極めて簡単となることが理解できると思う。

Claims (13)

1. ピストン（２１）と、該ピストン（２１）に固定された複数のガイドプレート（４０）から成る入口部分（４０）およびタービンホイール（１０）に固定できるウェブ状をした出口部分（６０、１６０、２６０）を有するトーションダンパー（２０）を含み、前記ウェブが、スプリング（５０、５２、５３）に抗して互いに移動できるように取り付けられた前記入口部分（４０）と出口部分（６０、１６０、２６０）との間で、周方向に作用するスプリング（５０、５２、５３）の周方向端部に対する支持体となるように、ラグ状をした支持部分（６５）を有し、ピストン（２１）の外周部にはスプリング（５０、５２、５３）を径方向外側で係止するような形状とされた、軸方向に配置された環状ショルダー（２８）が設けられており、各ガイドプレート（４０）が２つの側方ウィング（４９）および該ウィングに対して径方向に突出し、２つの連続するスプリング（５０、５２、５３）の周方向端部の間に挿入された中心部分（４７）を有し、各側方ウィング（４９）がスプリング（５０、５２、５３）を径方向内側で保持するための保持部分（４１）を有するタイプの、流体力学的カップリング機構（１）のタービンホイール（１０）とケーシング（２）との間で作用できる、特に自動車用ロッキングクラッチにおいて、
   各側方ウィング（４９）が、前記スプリングの対応する周方向端部に対する支持体となるよう、保持部分（４１）を延長する第２支持部分（４５）を有し、中心部分（４７）が、連続するスプリング（５０、５２、５３）の対抗する周方向端部に対する支持体となるよう、第２支持部分に対して径方向外側にずれた第１支持部分（１４５）を有することを特徴とするロッキングクラッチ。
2. ピストン（２１）の環状ショルダー（２８）が、前記スプリングの外周部に一致する中空部（６１）を有することを特徴とする、請求項１記載のクラッチ。
3. 中空部（６１）が環状に延び、横断面が円の一部の弧の形状をしていることを特徴とする、請求項２記載のクラッチ。
4. 第１支持部分（１４５）が、前記中心部分（４７）の外周部に形成された軸方向に配置された第１支持ラグから成り、ピストン（２１）のショルダー（２８）とウェブ（６０、１６０、２６０）の支持ラグ（６０）との間で径方向に延びることを特徴とする、請求項１記載のクラッチ。
5. 第２支持部分（４５）が、全体に径方向に延びるラグから成り、前記第２支持ラグ（４５）が、第１支持ラグ（１４５）の下方で延びていることを特徴とする、請求項４記載のクラッチ。
6. ガイドプレート（４０）の第１ラグ（１４５）が、ウェブ（６０、１６０、２６０）の支持ラグ（６５）の上方を径方向に延び、各ラグが、その周方向端部に前記突起（１４６）と前記スプリング（５０、５２、５３）との間に介在されたプレート（５１）を支持する突起（１４６）を有することを特徴とする、請求項５記載のクラッチ。
7. プレート（４０）の保持部分が、全体に軸方向に配置された保持ラグから成り、プレート（４０）の側方ウィング（４９）が、その外周部に支持ラグ（４５）によって延長された保持ラグ（４１）を有するアングルブラケット状をした部分を有することを特徴とする、請求項５記載のクラッチ。
8. 保持ラグ（４１）の自由端が、スプリング（５０、５２、５３）の形状に一致するように変形されていることを特徴とする、請求項７記載のクラッチ。
9. 保持ラグ（４１）が、第２支持ラグ（４５）によって延長されていることを特徴とする、請求項８記載のクラッチ。
10. 切り欠き部（４６）が、第１支持ラグ（１４５）を保持ラグ（４１）およびプレート（４０）のウィング（４９）の第２支持ラグ（４５）から分離することを特徴とする、請求項９記載のクラッチ。
11. 第１軸方向支持ラグ（１４５）と、前記スプリングの外周部を整合するようピストン（２１）のショルダー（２８）が有する中空部との間にバランスプレート（７０）が介在されていることを特徴とする、請求項６記載のクラッチ。
12. バランスプレート（７０）が、中空部（６１）に進入できる突出したゾーン（７１）を、その外周部に有することを特徴とする、請求項１１記載のクラッチ。
13. バランスプレート（７０）が、第１支持ラグ（１４５）上の突起によって移動しないように固定されていることを特徴とする、請求項１２記載のクラッチ。

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