JP4416324B2 - ロッキング係合するための液圧結合装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、ロックアップクラッチを備える液圧結合装置に関し、より詳細には、被動シャフトに固定可能でインパルスホイールの枠体の内部に搭載されたタービンホイールを含み、枠体と協働して、トルクを被動シャフトから駆動シャフトへ液圧によって伝達し、駆動シャフトが、インパルスホイールに固定された状態に結合でき、更に円周方向に作用する螺旋減衰ばねの組を介して、タービンホイールと枠体の径方向壁との間の弾性による接続をロックし又はロック解除するようになっている、いわゆるロックアップクラッチと称される、クラッチディスクを有するクラッチ装置を備える液圧結合装置に関する。この装置は、タービンホイールに対して固定され、前記径方向壁に向かって軸方向に開口する弓形の座部内の所定位置に保持された組の円周方向に作用する螺旋減衰ばねから成っている。
【０００２】
かかる装置は１９９２年１０月３０日のＰＣＴ国際出願公開第WO93/13339号に記載されており、また本願出願人による１９９４年１月４日のフランス国特許出願（特許公開第2726620号）第94 13205号は、特に燃費を節約するよう、始動段階を除いて、インパルスホイールとタービンホイールとの間のスライド運動を、公知のように防止するロックアップクラッチに関するものである。
【０００３】
ＰＣＴ国際出願公開第WO93/13339号では、タービンホイールにリベット止めされた金属板ディスクの、曲面周端により画成されたドーナツ状の各セクターで構成される各環状ハウジング内に、複数の螺旋減衰ばねが保持されており、そのため、製造が比較的複雑である（金属板の曲げ加工、貫通孔の形成等）。
【０００４】
本発明の課題は、この技術を簡略化することにある。
【０００５】
この目的のために、本発明は、冒頭に記載のタイプの液圧結合装置において、前記弓形座部が成形可能な材料（成形材料）から形成されたタービンホイールの肉厚周縁部内に直接形成されており、前記座部の径方向両端が、ばねの両端に対する当接部として働くようになっていることを特徴としている。
【０００６】
前記成形材料は、例えば合成材料またはアルミニウムとすることができる。
【０００７】
このようにして、部品の数を大幅に低減し、その製造プロセスも大幅に簡略化しつつも、タービンホイールを軽量化する。言うまでもなく、この新技術では、ＰＣＴ国際出願公開第WO93/13339号に記載されたと同様の装置を必要に応じて用いることにより、上述のクラッチディスクと螺旋ばねの間でのトルク伝達を、例えば、ディスクのラグや、ディスクにより回転駆動される中間ディスクの軸方向に曲げられたラグを介して、確実に実現できるようにすることができる。この場合、上記のラグは、何れの場合においても、螺旋ばねの両端部に係合できる。
【０００８】
前記被動シャフトに接続するためのハブを含む、前記タービンホイールの全体を、成形材料より作製することができる。換言すれば、ハブと一体に成形することによりタービンホイール全体を作製することができる。この場合、前記ハブがアルミニウムや合成材料内に埋め込まれるのを防止するために、前記ハブは、被動シャフトにより回転できるように結合するための溝が形成された金属製インサートを有することが望ましい。
【０００９】
別の変形例では、前記成形可能な材料を、前記被動シャフトに接続するための中心金属製ディスク上に成形してもよい。
【００１０】
上記ばねが成形材料の中に埋め込み状態となるのを防止するために、座部の前記径方向端部、またはそれらの外側壁を金属製の支持部材から構成し、この支持部材に、前記成形材料を成形することも可能である。
【００１１】
更に、同じ目的のために、前記各座部全体を金属製インサートから構成し、このインサートに、製造場所でタービンホイールの成形可能な材料を成形することも可能である。
【００１２】
次に、添付図面を参照し、限定的でない実施例により、本発明を実施するための態様について説明する。
【００１３】
図１の実施例では、ブレード付タービンホイールには符号１が、またインパルスホイールに固定されている枠体２の径方向壁には符号２ａが付けられている。この径方向壁２ａは、例えば周辺溶接シームによって、ブレード付きインパルスホイールを構成する相補的部分（図示せず）に接合されるように、２ｂにて軸方向に延長されている。このアンセブリは、駆動シャフト、例えば内燃エンジンのクランクシャフトに取り付けできる。
【００１４】
複数の螺子のうちの１つにより、インパルスホイール枠体と称される枠体２が、間挿する径方向プレート（図示せず）を介して、エンジンのフライホイールに固定されるが、この螺子は径方向壁２ａ上に符号３で示されている。
【００１５】
符号４は、同じ径方向壁２ａに溶接されたセンタリングシャフトを示す。タービンホイールがスピードアップされる間の、いわゆる「変化」の段階で作動する反作用ホイールは、本発明を理解するうえで関係がないので、図には示されていない。この反作用ホイールの作動原理は、例えば上記国際公開第 WO93/13339号明細書から公知である。結合装置を構成する、タービンホイールと、インパルスホイールと、反作用ホイールとから成るアンセブリの詳細については、この国際特許出願を参照されたい。別の変形例では、この装置は、タービンホイールとインパルスホイールのみから成っている。
【００１６】
このクラッチ装置は、公知の態様で、タービンホイール１と、インパルスホイールの枠体２の径方向壁との間で径方向に延び、タービンホイール１と共にインパルスホイールを共に回転するよう結合、すなわちロックアップし、よって被動シャフト、例えばトランスミッションの入力シャフトに結合されたタービンホイール１をスピードアップするプロセスが完了した時に、液圧結合をバイパスさせることにより、両者のホイールの間のスライド運動を防止するようになっている。
【００１７】
このクラッチ装置は、例えばこの目的のために、図１の実施例では、中心ブッシュ６を含むピストン５の形態をしたクラッチディスクを含み、この中心ブッシュ６によって、クラッチディスクはセンタリングシャフト４のスリーブ部分８の上を、（環状シール７により）軸方向にシールされた状態でスライドすることができる。
【００１８】
シャフト４内にはブラインドスペース９が設けられており、このブラインドスペースには、加圧流体を充填することができ、このブラインドスペースはシャフト４内の通路１０を通して、ディスク５と径方向壁２ａとの間に構成されたチャンバ１１と連通するようになっている。符号１２は、スペース９とチャンバ１１との間に加圧流体を流すことができるようにするとともに、ディスク５のブッシュ６をガイドするための円筒形外側表面を有する、スリーブ８のフィンガーを示す。
【００１９】
更に公知の態様で、ディスク５は、このディスク５と径方向壁２ａとの間の相対的軸方向運動が可能となるように、インパルスホイールの枠体２の径方向壁２ａと共に回転するように固定されている。このような結合は、例えば壁２ａ上に１４にてリベット止めされ、グリップシステム１６によって、ディスク５のボス１５にも固定された弾性タング１３のような適当な手段によって行うことができ、よって、径方向壁２ａの方向に前記軸方向の牽引力を加えることができる。このタイプの装置は、本願出願人による、１９９４年１１月４日のフランス国特許願第94 13205号に記載されている。
【００２０】
クラッチ装置は、中間ディスク１７も含み、この中間ディスクは、両面で摩擦ライナー１８（図２および図３も参照）を支持している。ディスク１７は、その外側エッジから延び、その周辺に円周方向に等距離に離間するフッキングラグ１８（直角に曲げられており、各々は円周方向に延びる２つの側方耳部２０を支持している）と、上記ラグと同一方向に、すなわちタービンホイールに向かって鋭角に曲げられている係止ラグ２１とを含んでいる。従って、この中間ディスク１７は、同時に螺旋減衰ばね２２に対する支持ディスクとして働く。
【００２１】
各ばねの両端部は、２つの隣接するラグ１９の互いに向き合う耳部２０と係合し、他方、当該ばね２２の中心部分は、ラグ１９から等距離に位置するラグ２１によって保持されている。従って、各ばね２２は一旦円周方向に保持され、次にこれをタービンホイール１から離間させようとする力に抗して、軸方向に保持される。
【００２２】
中間ディスク１７とタービンホイール１との間のトルクの伝達を保証するために、ばね２２の両端部は、タービンホイール内に形成された対応する形状の弓形の座部内に、径方向にも位置決めしなければならない。この目的のために、本発明においては、タービンホイール１はアルミニウムから製造してもよく、また強化ファイバー（ガラス、カーボン、ケブラーなど）で補強できる合成材料から製造することが好ましい。
【００２３】
被動シャフト（図示せず）に接続するための中心金属ディスク２３に、本例では製造場所で成形され、ばねのための弓形座部２４は、この成形作業中にホイール１の周辺の厚い部分２５内に形成される。
【００２４】
座部２４の径方向方向の両端部２６、２６ａは、ばね２２の両端部ホイール１の成形材料内に埋め込まれた状態となるのを防止する金属製支持部材から成ることが好ましい。合成材料または同等材料が、金属製支持部材内に成形されるよう、これら金属製支持部材はモールド内に位置決めされる。このことも製造を簡略化することに寄与する。
【００２５】
更にこの位置２８において、製造場所での成形により形成される別の金属製支持部材を設けることによって、ばね２２からの遠心力の作用により、弓形座部２４の外側壁内に埋め込み状態となるのを防止することもできる。（図１参照）
【００２６】
タービンホイール１のドーナツ状内側部分を構成する湾曲した壁２９は、ブレード３０に接着したり、製造場所で成形したり、これに溶接することができるアルミニウムまたは合成材料からも製造できることに留意すべきである。
上に述べた結合装置の作動は、従来の装置の作動と同じである。すなわち、始動段階では、チャンバ１１内の液圧流体の圧力はクラッチ５を径方向壁２ａから離間した状態に維持し、よって壁２ａから離間した中間ディスク１７のライナー１８が、ディスク５の（永続的な）回転にも拘わらず、共に回転駆動されないようになっている。従って、インパルスホイールからのトルクは、装置内の液圧効果（変換段階）だけでスライドしながら、タービンホイール１へ伝達される。ばね２２は作動せず、クラッチ装置は切られる。すなわち分離される。
【００２７】
タービンホイール１が加速されなくなると、チャンバ１１内の液圧流体内の圧力は放出され、ばねのタング１３によって、クラッチディスク５は径方向壁２ａに向かってスライドされ、これにより、中間ディスク１７のライナー１８は、ディスク５と径方向壁２ａの内側面との間に押圧され、これら２つの部品は、インパルスホイールによって共に永続的に回転するよう駆動され、従ってクラッチ装置は係合状態すなわちロックアップ状態となる。従って、ばね２２によるトルクのダンピングにより、タービンホイール１は全てのスライド効果がなくなった状態で、インパルスホイールと同じ速度で高速に駆動される。
【００２８】
各ばね２２は（壁２２がラグ１９を通過させるための中心ノッチ２６ａを有する、図１および図２に明らかに示されているように）、座部２４の径方向端部壁２６と、中間ディスクの対応する異形ラグ１９との間に圧縮できるので、これらのばねはねじりを防止できる。
【００２９】
図４に示された変形例は、クラッチ装置にしか関係しないので、簡単にしか説明しない。このケースでは、中間ディスク１７は省略されており、その機能は、インパルスホイールの枠体２’の径方向壁２’ａの内側面に接触するようになっている、摩擦ライナー１８’を支持するクラッチディスク５’によって直接保証される。
【００３０】
上記実施例と対照的に、ライナー１８’と径方向壁２’ａとの間の摩擦接触により、チャンバ１１’内の液圧流体の圧力が低下している間に限り、ディスク５’は共に回転するように駆動される。このディスク５’の周辺には、上記実施例における中間ディスク１７のラグ１９および２１と同様な異形ラグ１９’および２１’が設けられており、よって前記と同じように、ばね２２を介して共に回転するようにタービンホイール１を駆動することができる。弓形座部２４は、図１〜図３の実施例と全ての点において、同じようにすることができる。
【００３１】
しかし、図５の別の変形例では、金属製インサート３１により弓形座部を構成する可能性が示されている。このインサートには、製造場所での成形によりタービン１の成形材料が塗布され、これにより、作動中にばねに加わる周辺力または遠心力の作用により、この材料内に、ばね２２が埋め込まれることが更に低減される。
【００３２】
しかし、図１〜図３の実施例において、上記した座部２４の実施例を採用することも可能である。
【００３３】
内側ドーナツ部２９は必要不可欠のものではない。すなわち、本例では、タービンホイール１は、本発明に係る弓形座部を画成するように肉厚にされた外側ドーナツ部を有している。ブレード３０が、このドーナツ状外側部分と一体的に成形されることで、内側ドーナツ部を省略できる。
【００３４】
無論、歯付クラウンないし歯付ディスクを内側ドーナツ部２９に代えて設けることにより、ブレード３０を安定化することが可能である。この場合の歯は、ブレード間のスペーサとして働く。
【図面の簡単な説明】
【図１】 クラッチディスクと螺旋ばねの両端部の間の結合が中間ディスクによって得られている、本発明に係わる液圧結合装置のクラッチ装置とタービンホイールとを示す、軸方向の部分断面図である。
【図２】 結合ばねが設けられている、クラッチ装置のライナー支持ディスクと、座部が設けられているタービンホイールを示す分解斜視図である。
【図３】 前方から見た、図１と同じ組立体を示す。
【図４】 クラッチ装置の簡略された変形例を示す、図１と同様の図である。
【図５】 全体が金属インサートの形態となっている弓形の座部の形成を示す、軸方向部分断面図である。
【符号の説明】
１ タービンホイール
２ 枠体
２ａ インパルスホイール
４ センタリングシャフト
５ ピストン
６ ブッシュ
７ 環状シール
８ スリーブ部分
９ ブラインドスペース
１０ 通路
１１ チャンバ
１２ フィンガー
１３ 弾性タン
１５ ボス
１６ グリップシステム
１７ 中間ディスク
１８ 摩擦ライナー
１９ ラグ
２０ 側方耳部
２１ ラグ
２２ ばね
２３ ディスク
２４ 座部
２５ 肉厚部分
２９ 湾曲した壁
３０ ブレード

Claims (7)

1. タービンホイール（１）を備える液圧結合装置であって、
   前記タービンホイール（１）は、被動シャフトに固定可能で、かつ、インパルスホイールの枠体（２）内部に搭載され、
   前記枠体（２）と協働して、トルクが、前記被動シャフトから駆動シャフトへ液圧によって伝達され、
   前記駆動シャフトは、前記インパルスホイールに固定でき、
   前記液圧結合装置は更に、ロックアップクラッチと称される、クラッチディスク（５）を有するクラッチ装置を更に備え、
   前記クラッチ装置は、円周方向に作用する一連の螺旋減衰ばね（２２）を介して、前記タービンホイール（１）と前記枠体の径方向壁（２ａ）との間の弾性による接続をロックし又はロック解除し、
   前記螺旋減衰ばね（２２）は、弓形の座部（２４）内の所定位置に保持されており、
   前記座部（２４）が前記タービンホイール（１）に対して固定されるとともに、前記径方向壁（２ａ）に向かって軸方向に開口している
   液圧結合装置において、
   前記弓形座部（２４）が、成形材料から製造されたタービンホイール（１）の肉厚周縁部（２５）内に直接形成されており、前記座部（２４）の径方向の両端部（２６）が前記ばね（２２）の対応する端部に対する当接部として働くようになっていることを特徴とするロッキング係合するための液圧結合装置。
2. 前記成形材料が、合成材料であることを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. 前記成形材料が、アルミニウムであることを特徴とする、請求項１記載の装置。
4. 前記被動シャフトに接続するためのハブを含む、前記タービンホイール（１）の全体が、成形材料から製造されており、前記ハブが被動シャフトと共に回転するようハブに接続するための溝が形成されている金属製インサートを含むことを特徴とする、請求項１記載の装置。
5. 前記被動シャフトに接続するよう、中心金属ディスク（２３）に、前記成形材料が成形されることを特徴とする、請求項１記載の装置。
6. 前記弓形の座部（２４）の前記径方向端部（２６）または外側壁が、金属製支持部材（２８）から成り、この支持部材に対して、前記成形材料が成形されていることを特徴とする、請求項１記載の装置。
7. 前記座部（２４）のそれぞれが、金属製インサート（３１）から成り、タービンホイール（１）の成形材料がインサートに成形されることを特徴とする、請求項１記載の装置。

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