JP3915566B2 - トルクコンバータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体動力的カップリング式および直接式によりトルク伝達を行うトルクコンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のトルクコンバータとしては、特開２０００−２０５３７０号公報に示されるものが公知となっている。この装置は、トルク入力部材と、トルク入力部材から流体動力的にトルク入力されかつトルク出力部材に対してトルク出力可能な第１トルク伝達部材と、トルク入力部材と係脱可能なクラッチ部材と、クラッチ部材に固定される対のプレートと、トルク出力部材に固定される第２トルク伝達部材とを備え、対のプレート間に支持されプレートから第２トルク伝達部材へ緩衝可能にトルク伝達する弾性部材とを備えるものである。即ち、この装置は、トルク入力部材からトルク出力部材へのトルク伝達として、流体動力的カップリングによる伝達と、クラッチ部材による直結的な伝達がある。
【０００３】
しかしながら、この装置は、流体動力的カップリングによる伝達を行う構成部品として第１トルク伝達部材を備え、直結的な伝達を行う構成部品としてクラッチ部材、弾性部材を支持する対のプレート、第２トルク伝達部材、弾性部材を備えるものである。即ち、それぞれの機能別に独立した構成部品を備えており、構成部品点数が多いという不具合があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、トルクコンバータに関して、トルク伝達機能を確保しつつ、部品点数を減らすことを技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明において講じられた技術的手段は、トルクが入力されるフロントカバーと、前記トルクをオイルに流体動力的に伝達するポンプシェルを有し前記フロントカバーに固定されたポンプシェルと、前記オイルから流体動力的に前記トルクを受けるタービンインペラを有するタービンシェルと、前記タービンシェルに固定され出力部材であるシャフトと、前記フロントカバーと係脱可能なロックアップクラッチピストンと、前記ロックアップピストンと係合されたディスクと、前記ディスクから前記シャフトに対し緩衝可能に前記トルクを伝達する弾性部材とを備えるトルクコンバータにおいて、前記タービンシェルは前記フロントカバーから前記オイルを介して流体動力的にトルク入力される外周部と、形成された凹部に前記弾性部材が前記外周部に対し軸長方向にラップして配置される内周部とを備え、前記内周部の前記凹部には軸長方向に前記タービンシェルの一部が屈曲された屈曲部が形成され、前記屈曲部は前記弾性部材の前記ディスクに形成された切欠部と係合する端部の反対側の端部と係合することを特徴とするトルクコンバータを構成したことである。
【０００６】
この構成では、トルク入力部材（フロントカバー）からトルク出力部材（シャフト）へのトルク伝達に関して、流体動力的カップリングによる伝達を行う構成部品として第１トルク伝達部材（タービンシェル）を備えている。一方、直結的な伝達を行う構成部品としては、クラッチ部材（ロックアップクラッチピストン）、第２トルク伝達部材（ディスク）、弾性部材（ダンパスプリング）とを備えている。そして、弾性部材は、第１トルク伝達部材に係合支持されている。即ち、第１トルク伝達部材は、トルク入力部材からの流体動力的にトルクを受ける機能と、弾性部材を支持すると共に弾性部材からのトルクを受ける機能を併せ持っている。以上より、トルク伝達の機能を確保しつつ、部品点数が少ないものとなっている。
【０００７】
好ましくは、前記トルク出力部材が軸（シャフト）であり、前記第１トルク伝達部材が、前記軸に対して軸周方向に一体回転可能に配設されるシェル（タービンシェル）であると共に、前記弾性部材の一端と係合可能な内周部および該内周部より前記軸の径方向外側に延在し前記トルク入力部材から流体動力的にトルク入力される外周部を備え、前記第２トルク伝達部材が、前記シェルと前記軸の軸長方向に並設され軸周方向に回転するディスクであると共に、前記弾性部材の他端と係合可能な内径部および前記クラッチ部材と係合可能な外径部を備える構成とすると良い。
【０００８】
この構成では、弾性部材が、シェル（タービンシェル）の内周部およびディスクの内径部（切欠部）と係合可能となっている。即ち、シェルおよびディスクの弾性部材との係合は、シェルおよびディスク全体で見て、それぞれ、より軸に近い位置にてなされる。つまり、シェルおよびディスクの弾性部材との係合は、シェルおよびディスク全体で見て、シェルおよびディスクが軸周方向に回転している場合における遠心力が、より小さい位置にてなされる。よって、弾性部材とシェルおよびディスク間の摩擦力が小さくなり、弾性部材による減衰特性の悪化が抑えられる。
【０００９】
好ましくは、前記内周部が前記軸の軸長方向に凹む凹部を備え、前記弾性部材が前記凹部に配設されると良い。
【００１０】
この構成では、弾性部材が、軸長方向に凹む凹部に配設されているため、弾性部材とシェルとの組立構成物の軸長方向の大きさを小さく設定することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本実施の形態のトルクコンバータ１０（トルクコンバータ）の断面図を示している。図２は本実施の形態のトルクコンバータ１０のポンプシェル１６（第１トルク伝達部材）（後述）部分を示した平面図である。トルクコンバータは、フロントカバー１１（トルク入力部材）およびポンプシェル１２（トルク入力部材）によってその外装が形成されており、その内部にはオイルが満たされている。トルクコンバータ１０は、例えば車両エンジン（図示無し）からフロントカバー１１に入力されたトルクを、ポンプシェル１２側に延在するシャフト１３（トルク出力部材・軸）に伝達するものであり、シャフト１３には、例えば車両のギアユニット等が接続される。車両エンジンのトルクは、主にフロントカバーに固定された接続具１４を介して、フロントカバー１１に入力される。そして、フロントカバー１１は、車両エンジンのクランク軸（図示無し）周りに、クランク軸と一体回転可能となっている。ポンプシェル１２は、その外周において、フロントカバー１１と溶接で固定されている。よって、ポンプシェル１２と、フロントカバー１１が一体的に回転可能となっている。ポンプシェル１２の内側には、その周方向に並んで複数のポンプインペラ１５が配設されており、ポンプインペラ１５がポンプシェル１２と一体的に駆動することにより、トルクコンバータ１０内のオイルを循環させる。
【００１２】
トルクコンバータ１０の内部には、タービンシェル１６（第１トルク伝達部材・シェル）が配設されている。タービンシェル１６は、外形が略円形状である。そして、その中心にてタービンハブ１７を介してシャフト１３に対して固定されている。即ち、シャフト１３の図１示右側端にはタービンハブ１７が固定配設されており、更に、タービンシェル１６は、タービンハブ１７に対して、リベット１８にて固定されている。これにより、タービンシェル１６とシャフト１３は、シャフト１３の軸周方向（以下、軸周方向）に一体的に回転可能となっている。
【００１３】
タービンシェル１６は大綱的に見て、シャフト１３側に近接する内周部１６ａ（内周部）および、内周部１６ａからシャフト１３の断面円における径方向（以下、径方向）に延在する外周部１６ｂからなる。図１に示す様に、内周部１６ａは、シャフト１３の軸長方向（以下、軸長方向）であって図１示右方向に膨らんで湾曲した形状となっている。つまり、図１示右方向に凹む凹部１６ｃが形成されている。また、外周部１６ｂは、凹部１６ｃとは反対方向（図１示左方向）に緩やかに膨らんで湾曲した形状となっている。そして、その外周部１６ｂの湾曲内には、ポンプインペラ１５と対向して、複数のタービンインペラ１９がタービンシェル１６の周方向に並んで配設されている。タービンタービンインペラ１９は、ポンプインペラ１５によって循環されたオイルによってトルクを受ける。即ち、タービンシェル１６は、タービンインペラ１９およびポンプインペラ１５を介して、ポンプシェル１２から流体動力的にトルクが入力される。
【００１４】
ポンプシェル１２と、タービンシェル１６の間には、ステータ２０が配設されている。ステータ２０も複数のステータインペラ２１を備えており、このステータインペラ２１によって、タービンシェル１６側からポンプシェル１２側へのオイルの流れを制御して、ポンプシェル１２からタービンシェル１６への伝達トルクを増幅している。尚、ステータ２０も、軸周方向に回転可能となっているが、ステータ２０とシャフト１３との間に配設されているワンウェイクラッチ２２によって、その回転方向が一方向に規制されている。
【００１５】
図１に示す様に、トルクコンバータ１０の内側であってフロントカバー１１の図１示右側には、外形が略円形状のロックアップクラッチピストン２３（以下、ＬＵクラッチピストン２３）（クラッチ部材）が配設されている。ＬＵクラッチピストン２３は、外形が略円形上であって、その内径部は軸長方向に屈曲しており、タービンハブ１７に摺動可能に支持されている。また、ＬＵクラッチピストン２３は、その外周付近に沿って、摩擦材であるロックアップクラッチ２４（以下、ＬＵクラッチ２４）が配設されている。ＬＵクラッチ２４は、フロントカバー１１に対向している。そして、トルクコンバータ１０内のオイル圧の制御に基づいてＬＵクラッチピストン２３が撓むことによって、ＬＵクラッチ２１はフロントカバー１１と係脱可能となっている。即ち、ＬＵクラッチピストン２３がフロントカバー１１に対してロックすることで、ＬＵクラッチピストン２３は、フロントカバー１１と直結してトルクを受ける。尚、ＬＵクラッチピストン２３の外縁部には、軸長方向に屈曲延在し、軸周方向に並ぶ複数のフランジ２３ａが形成されている。
【００１６】
ＬＵクラッチピストン２３とタービンシェル１６の間には、ディスク２５（第２トルク伝達部材・ディスク）が配設されている。ディスク２５は外形が略円形状であって、その外径に沿って、フランジ２３ａを許容する複数の切欠部２５ａ（外径部）が形成されている。つまり、切欠部２５ａ内にフランジ２３ａが軸長方向に延在する構成となっている。そして、切欠部２５ａには、その内部にてフランジ２３ａが軸周方向に所定量移動可能となる様にクリアランスが設定されているが、所定量以上の移動によっては、フランジ２３ａが切欠部２５ａと係合可能となっている。以上の様に、フランジ２３ａと切欠部２５ａの構成によって、ディスク２５はＬＵクラッチピストン２３に係合可能となっており、かつ支持されている。そして、ＬＵクラッチピストン２３とディスク２５は連動して回転する構成となっている。
【００１７】
ディスク２５のシャフト１３側も、その内径に沿って径方向内側に開口し、軸周方向に並んだ複数の切欠部２５ｂ（内径部）が形成されている。この切欠部２５ｂには、それぞれダンパスプリング２６（弾性部材）が配設されている。切欠部２５ｂの径方向に延在する面は、ディスク２５の回転によりダンパスプリング２６の端部（他端）を軸周方向に係合し押圧する構成となっている。また、このダンパスプリング２６は、タービンシェル１６と、リベット１８にてタービンシェル１６と一体的に固定されているダンパプレート２７によって係合支持されている。つまり、タービンシェル１６は、ポンプシェル１２からオイルを介して流体動力的にトルクを受ける機能と、ダンパスプリング２６を係合支持するという機能を併せ持っている。よって、ダンパスプリング２６を支持するための別個独立な構成部品を配設する場合と比較して、部品点数が少なく簡易な構成となっている。
【００１８】
次に、ダンパスプリング２６のタービンシェル１６に対する配設位置に関して言及する。ダンパスプリング２６は、タービンシェル１６の内周部１６ａ側に配設されている。つまり、ダンパスプリング２６は、タービンシェル１６およびディスク２５全体の中で、よりシャフト１３に近い位置に配設されている。換言すると、この位置は、タービンシェル１６およびディスク２５全体の中で、両部材が軸周方向に回転した場合の遠心力が、より小さい位置である。従って、ダンパスプリング２６とタービンシェル１６およびダンパプレート２７間の摩擦力による、ダンピング特性の悪化が抑えられている。また、ダンパスプリング２６は前述の凹部１６ｃに配設されている。つまり、ダンパスプリング２６は、タービンシェル１６に対して、軸長方向にラップして配設されている。従って、トルクコンバータ１０全体での、軸方向の大きさを小さく設定でき、省スペース化が実現されている。
【００１９】
内周部１６ａの凹部１６ｃ部分およびダンパプレート２７は、その一部が軸長方向に屈曲された屈曲部１６ｄおよび屈曲部２７ａがそれぞれ形成されている。屈曲部１６ｄおよび屈曲部２７ａは、ダンパスプリング２６の、切欠部２５ｂと係合する端部の反対の端部（一端）と係合可能となっている。つまり、ディスク２５の回転によってダンパスプリング２６が押圧された場合、変動トルクを吸収しつつ、ダンパスプリング２６は、屈曲部１６ｄおよび屈曲部２７ａを押圧してトルクを伝達する。換言すれば、ダンパスプリング２６は、ディスク２５からタービンシェル１６およびダンパプレート２７に緩衝可能にトルクを伝達する。尚、本実施の形態では、タービンシェル１６とダンパプレート２７が別体構成となっているが、一体で構成したものであっても良い。
【００２０】
次に、既述した部分もあるが、トルクコンバータ１０の作動を簡単に説明する。ＬＵクラッチ２４がフロントカバー１１と係合していない場合は、車両エンジンの駆動力によってフロントカバー１１、ポンプシェル１２が一体的に回転駆動する。そのトルクは、ポンプインペラ１５、オイル、タービンインペラ１９を介して、流体動力的にタービンシェル１６に伝達される。よってタービンシェル１６が回転駆動する。更に、タービンシェル１６は、その回転駆動によってシャフト１３を回転駆動させ、ギアユニット等にトルクが伝達される。
【００２１】
また、車両の速度等に基づいて、トルクコンバータ１０内のオイル圧が制御されると、ＬＵクラッチ２４がフロントカバー１１と係合する。この場合は、フロントカバー１１からシャフト１３へのトルク伝達が直結された構成となる。即ち、フロントカバー１１が、ＬＵクラッチ２４を介してＬＵクラッチピストン１９を一体的に回転駆動させる。そして、ＬＵクラッチピストン１９は、フランジ２３ａと切欠部２５ａを介してディスク２５を回転駆動させる。更に、ディスク２５は、ダンパスプリング２６を介してタービンシェル１６およびダンパプレート２７を回転駆動させる。よってシャフト１３が回転駆動する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明では、第１トルク伝達部材は、トルク入力部材からの流体動力的にトルクを受ける機能と、弾性部材を支持すると共に弾性部材からのトルクを受ける機能を併せ持っている。以上より、トルク伝達の機能を確保しつつ、部品点数が少ないものとなく、コストが低廉化したものとなっている。
【００２３】
本発明では、弾性部材が、シェルの内周部およびディスクの内径部と係合可能となっている。即ち、シェルおよびディスクの弾性部材との係合は、シェルおよびディスク全体で見て、それぞれ、より軸に近い位置にてなされる。つまり、シェルおよびディスクの弾性部材との係合は、シェルおよびディスク全体で見て、シェルおよびディスクが軸周方向に回転している場合において、遠心力がより小さい位置にてなされる。よって、弾性部材とシェルおよびディスク間の摩擦力による減衰特性の悪化が抑えられる。
【００２４】
本発明では、弾性部材が、軸長方向に凹む凹部に配設されているため、弾性部材とシェルとの組立構成物の軸長方向の大きさを小さく設定することができ、省スペース化が可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトルクコンバータの縦断面図である。
【図２】本発明に係るトルクコンバータのタービンシェル部分を示した図である。
【符号の説明】
１０ トルクコンバータ
１１ フロントカバー（トルク入力部材）
１２ ポンプシェル（トルク入力部材）
１３ シャフト（トルク出力部材・軸）
１６ タービンシェル（第１トルク伝達部材・シェル）
１６ａ 内周部
１６ｂ 外周部
１６ｃ 凹部
２３ ロックアップクラッチピストン（クラッチ部材）
２５ ディスク（第２トルク伝達部材・ディスク）
２５ａ 切欠部（外径部）
２５ｂ 切欠部（内径部）
２６ ダンパスプリング（弾性部材）

Claims (1)

1. トルクが入力されるフロントカバーと、
   前記トルクをオイルに流体動力的に伝達するポンプシェルを有し前記フロントカバーに固定されたポンプシェルと、
   前記オイルから流体動力的に前記トルクを受けるタービンインペラを有するタービンシェルと、
   前記タービンシェルに固定され出力部材であるシャフトと、
   前記フロントカバーと係脱可能なロックアップクラッチピストンと、
   前記ロックアップピストンと係合されたディスクと、
   前記ディスクから前記シャフトに対し緩衝可能に前記トルクを伝達する弾性部材とを備えるトルクコンバータにおいて、
   前記タービンシェルは前記フロントカバーから前記オイルを介して流体動力的にトルク入力される外周部と、形成された凹部に前記弾性部材が前記外周部に対し軸長方向にラップして配置される内周部とを備え、
   前記内周部の前記凹部には軸長方向に前記タービンシェルの一部が屈曲された屈曲部が形成され、前記屈曲部は前記弾性部材の前記ディスクに形成された切欠部と係合する端部の反対側の端部と係合することを特徴とするトルクコンバータ。

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