JP4573055B2 - 流体トルクコンバータ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段による流体トルクコンバータに関する。

先行技術による流体トルクコンバータが、たとえば、特許文献１及び特許文献２に開示されている。

このような流体トルクコンバータは、作動領域内に、油圧作動媒体、特に作動油と、被駆動ポンプ羽根車と、ステータと、出力軸に連結されたタービンホイールと、ポンプ羽根車とタービンホイールとを連結し、かつ少なくとも１つの連動された締付フランジを備えたロックアップクラッチと、タービンホイールと出力軸との間に連結され、かつ２つの対応する締付フランジを備えたねじり振動ダンパとを備えており、ねじり振動ダンパの１つの締付フランジは、コンバータロックアップクラッチの１つの締付フランジに駆動連結するように固定連結され、他の締付フランジは、駆動連結するようにハブに固定連結される。

しかし、これらの流体トルクコンバータの欠点は、作動媒体の流れを案内するために、複数のシール要素を用いた作動領域のシールが必要となることである。これらのシール要素（この場合、リング形又は円板形である）により、流体トルクコンバータの部品数、また同様に組立ステップ数が増加し、この結果、製造に必要な時間が増加し、同様に製造原価も増加する。

独国特許出願公開第１９７２２１５１Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１９７５８６７７Ａ１号明細書

本発明の目的は、その効率が増加し、かつ製造に必要な部品数がより少ない流体トルクコンバータを設計することである。

上記目的は、請求項１に記載の特徴を有する機器によって達成される。

油圧作動媒体を有する流体トルクコンバータについて記述するが、これは、被駆動ポンプ羽根車と、ステータと、ハブ状の支持材を介して及び出力ハブを介して出力軸に連結されたタービンホイールと、ポンプ羽根車とタービンホイールとを連結し、対応する締付け要素を備えたコンバータロックアップクラッチと、タービンホイールと出力軸との間に連結され、複数の対応する締付け要素を備えたねじり振動ダンパとを有し、タービンホイールのハブ状の支持材は、駆動連結するように出力ハブに固定連結され、ねじり振動ダンパの第１の締付け要素は、駆動連結するようにコンバータロックアップクラッチの締付け要素に固定連結され、ねじり振動ダンパの第２の締付け要素は、駆動連結するように出力ハブに固定連結され、ねじり振動ダンパの第１の締付け要素及び第２の締付け要素は、互いに対して回転可能となるよう取り付けられる。

本発明に従って、コンバータロックアップクラッチを通る作動媒体の流れを案内するために、軸方向に走る隙間シール部及び半径方向に走る隙間シール部が、ねじり振動ダンパの第１の締付け要素と第２の締付け要素との間に形成されることが提案される。

請求項１の主題の場合には、締付け要素又はフランジの幾何学的設計及び形状だけで、締付け要素又はフランジの間に、最小の中間域、したがって準密閉隙間シール部が得られる。この結果、作動領域をシールするための、さらなる対策や、ディスク、シールリング、又は皿バネ座金などの追加シール要素が必要でなくなり、作動媒体の望ましくない二次流れに対する流れ抵抗が、追加シール要素なしで増加し、二次流れが絞られ、したがって、作動媒体は、特にコンバータロックアップクラッチを通るよう方向付けられる。

流体トルクコンバータの組立てが非常に簡単なものとなる。何故なら、必要な部品数がより少なくなり、組立ステップが不要となるためであり、したがって、製造原価が低くなる。その上、追加シール要素がなくなったため、心出しが簡単になる、又は流体トルクコンバータの回転部品の心出しが改良される。

二重の隙間シール部にもかかわらず、他のシール要素と比べて、摩擦損失は低いままである。したがって、流体トルクコンバータの効率が増加する。

本装置の好ましい形態においては、請求項２に記載されているように、隙間シール部は、第２の締付け要素にＴ形の部分を有する領域と、第２の締付け要素に当接し、第１の締付け要素に略Ｓ形の湾曲部を有する領域により作られることが提案される。

ねじり振動ダンパ用の第２の締付け要素のＴ形の部分及び第１の締付け要素の略Ｓ形の湾曲部の両方が、容易にかつわずかに余分の費用で作られ得る。この特別な成形により、第１の締付け要素及び第２の締付け要素の関連する領域の間に、二重の当接領域が生じる。これにより、第一に、１つの当接領域と比べて、眼に見えて向上したシール効果が生じ、第二に、たとえばより大きい当接領域に対して、この結果生じる摩擦減少効果を有する要因である線接触により、摩擦が減少し、低いままとなり、したがって効率が向上する。

請求項３に記載の本発明のさらに好ましい提案によれば、ねじり振動ダンパの締付け要素の少なくとも１つが、円板形の締付フランジとして設計され得る。このような円板形の締付フランジは、プレートからの簡単な打抜きにより、費用対効果の高い方法で製造され形成され、数多くの形態及び設計が、問題なく可能となる。

請求項４に記載されているように、本発明の好ましい実施形態は、ねじり振動ダンパの（駆動連結するようにタービンホイールのハブ状の支持材に固定連結された）第２の締付け要素及び出力ハブが、一体設計されることを特徴とする。

このような対策により、ねじり振動ダンパの、駆動連結するようにタービンホイールのハブ状の支持材に固定連結された第２の締付け要素と出力ハブとの間の、機械連結、たとえば、リベット連結、ネジ連結、又は溶接連結が不要となり、これにより、流体トルクコンバータの構築がさらに簡単になり、したがって、様々な異なる材料及び組立費用を減らすことができる。したがって、とりわけ、ねじり振動ダンパの第２の締付け要素及び出力ハブの釣り合いを別々にとることが回避され得る。互いに機械連結された部品の釣り合いをまとめてとれば良いこととなる。同様に、このことはまた、流体トルクコンバータ内のこれらの部品の心出しにも適用される。

請求項７及び８に記載の本発明の好ましい実施形態においては、ねじり振動ダンパは第３の締付け要素を備え、この第３の締付け要素は、タービンホイールのハブ状の支持材にシールするように当接することが提案される。簡単かつ費用対効果の高い方法で作られ、かつ嵌合が容易な、この第３の締付け要素は、作動媒体の二次流れを絞るのを助け、したがって、コンバータロックアップクラッチを通る流量を改良するのを助け、ディスク、シールリング、又は皿バネ座金などの、工程中の追加シール要素を省くことができる。

請求項９〜１１に記載の本発明のさらなる発展形態においては、タービンホイールのハブ状の支持材が、略Ｌ形の領域を有し、シール部が、タービンホイールのハブ状の支持材のこのＬ形の領域とねじり振動ダンパの第２の締付け要素のＴ形の部分の領域との間に形成され、したがって、このシール部は、タービンホイールのハブ状の支持材のＬ形の領域とねじり振動ダンパの第２の締付け要素のＴ形の部分の領域との間のラビリンス形の二重嵌合によって作られるようになっている。

最小の当接領域を有する、この特別な成形により、軸方向及び半径方向の両方に、準密閉シール部又は絞りが作られ、したがって、潤滑するために及び特に冷却するために、コンバータロックアップクラッチを通る作動媒体の特有の流れが作られる。

本発明のさらなる利点が、さらなる特許請求の範囲、以下の記述、及び／又は図に記載されている。

例示的実施形態を参照しながら、及び図面を用いて、本発明についてより詳細に説明する。

本発明は、特に、自動車の駆動伝達系内に設置する場合の流体トルクコンバータに適している。

図１は、流体トルクコンバータ１を示す概略横断面図である。油圧作動媒体、一般には作動油で、作動領域内の油圧回路を形成するために、トルクコンバータ１は、ポンプ羽根車２と、タービンホイール３と、ステータ４と、ケーシング５とを備える。ポンプ羽根車２は、駆動機関（図示せず）に連結された駆動軸６によって駆動され、ケーシング５は、駆動連結するように駆動軸６及びポンプ羽根車２の両方に固定連結される。ステータ４は、ステータキャリア３１を介して、出力軸１８上に載っているフリーホイールクラッチ３２に連結される。ステータキャリア３１は、シール要素３４により、ケーシング５に対してシールされ、心出しされ、作動媒体に対するシールのためのカバーディスク３９を備える。フリーホイールクラッチ３２は、シール要素３５により、タービンホイール３用のハブ状の支持材２８に対してシールされ、心出しされる。

油圧回路は、圧力室１０を作動油で充填することにより、ポンプ羽根車２とタービンホイール３とを連結し、かつ連動された締付け要素８、９（連動された締付フランジを備えた内部プレートキャリア８及び連動された締付フランジを備えた外部プレートキャリア９）を備えた、コンバータロックアップクラッチ７によって橋絡され得る。この結果、ハブ３６に載っているラジアルピストン１１に圧力が働き、したがって、コンバータロックアップクラッチ７の内部プレート１２及び外部プレート１３が共に押圧される。公知の方法で、内部プレートキャリア８、外部プレートキャリア９、内部プレート１２、及び外部プレートが開口部（ここには図示せず）を有するので、潤滑するために及び特に冷却するために、作動媒体がコンバータロックアップクラッチ７を通って流れ得る。

負荷変動、発進動作、及びギアシフト動作中の駆動伝達系内の衝撃を抑えるために、対応する（外部の）第１の締付け要素１５と、対応する（中心の）第２の締付け要素１６と、対応する（外部の）第３の締付け要素１７とを備えたバネ／マスシステムとして公知のねじり振動ダンパ１４が、タービンホイール３と出力軸１８との間に連結される。締付け要素１５、１６、及び１７は、円板形の締付フランジであり、ねじり振動ダンパ１４の（外部の）第１の締付け要素１５及び（外部の）第３の締付け要素１７は、予荷重がかけられたバネ２７の力に対向して（中心の）第２の締付け要素１６に対して回転可能に取り付けられる。

（中心の）第２の締付け要素１６は、駆動連結するように固定されて出力軸１８上に載り、出力ハブ１９と一体形成されることが好ましく、出力ハブ１９の近傍に、作動媒体が流れる開口部２０を有する。第１の締付け要素１５は、コンバータロックアップクラッチ７の締付け要素８（内部プレートキャリア）に駆動連結するように固定連結される。ねじり振動ダンパ１４の（外部の）第３の締付け要素１７は、タービン羽根車３用のハブ状の支持材２８に駆動連結するように固定連結され、シールするようにこれに当接する。ハブ状の支持材２８は、たとえば歯車装置を用いて、駆動連結するように出力ハブ１９に固定連結される。タービンホイール３は、同様にこのハブ状の支持材２８を介して、駆動連結するように出力ハブ１９に固定連結される。出力ハブ１９は、シール要素３７によりハブ３６に対してシールされる。

領域２１においては、ねじり振動ダンパ１４の第２の締付け要素１６は、Ｔ形の部分２２を有する。Ｓ形の湾曲部２４を有する第１の締付け要素１５の領域２３が、第２の締付け要素１６のこのＴ形の部分２２の一方の側に当接し、作動媒体の流れを案内するために、２つの隙間シール部２５、２６が、これらの２つの領域２１と２３との間に作られ、この隙間シール部２５、２６の、１つの隙間シール部２５が半径方向に走り、第２の隙間シール部２６が軸方向に走る。

タービンホイール３用のハブ状の支持材２８は、段付き領域２９を有する。コンバータロックアップクラッチ７を通る作動媒体の流れをさらに良く案内するための及び邪魔な二次流れを絞るためのさらなる対策として、この段付き領域２９とねじり振動ダンパ１４の第２の締付け要素１６のＴ形の部分２２の領域２１との間に、シール部３０が配置される。このシール部３０は、タービンホイール３用のハブ状の支持材２８の段付き領域２９とねじり振動ダンパ１４の第２の締付け要素１６のＴ形の部分２２の領域２１との間に、ラビリンス形の二重嵌合によって形成される。

さらに、ハブ状の支持材２８の段付き領域２９は、断面積がほぼ矩形の延在部４０を有する。さらなるシール要素として、半径方向に走る隙間シール部４１が、この延在部４０とステータキャリア３１のカバーディスク３９との間に形成され、この隙間シール部４１は、既に記述した他の対策と共に、作動媒体の邪魔な二次流れを絞るよう役立つ。さらに、作動媒体の流れを案内するために、タービンホイール３用のハブ状の支持材２８は、作動媒体がここを通って流れる開口部３３を有する。

タービンホイール３のハブ状の支持材２８の及び出力ハブ１９の、図１の領域の詳細が、図２に拡大されて再び示されている。破線３８は、コンバータロックアップクラッチ７、開口部２０、及び開口部３３を通る作動媒体の、上述の対策により生じた、計画した流れを示すためのものであり、作動媒体の流れは、１方向及び／又は他の方向で可能である。

コンバータロックアップクラッチ７（図１）を通る作動媒体の流れを案内するためのこれらの対策は、特に、ねじり振動ダンパ１４の第２の締付け要素１６の領域２１内のＴ形の部分２２と、第１の締付け要素１５の領域２３内の、一方の側でねじり振動ダンパ１４に当接するＳ形の湾曲部２４と、ステータキャリア３１のハブ状の支持材２８の又はねじり振動ダンパ１４の第３の締付け要素１７の、他方の側で前記ねじり振動ダンパ１４に当接する段付き領域２９とから構成される。

ねじり振動ダンパとコンバータロックアップクラッチとを有する流体トルクコンバータを示す概略横断面図である。 タービンホイールのハブ状の支持材の及び駆動ハブの領域内の、図１の流体トルクコンバータを示す概略横断面図の拡大詳細図である。

Claims (11)

1. 被駆動ポンプ羽根車（２）と、ステータ（４）と、ハブ状の支持材（２８）を介し、また出力ハブ（１９）を介して出力軸（１８）に連結されたタービンホイール（３）と、前記ポンプ羽根車（２）と前記タービンホイール（３）とを連結し、対応する締付け要素（８、９）を備えたコンバータロックアップクラッチ（７）と、前記タービンホイール（３）と前記出力軸（１８）との間に連結され、複数の対応する締付け要素（１５、１６、１７）を備えたねじり振動ダンパ（１４）とを有する、油圧作動媒体を有する流体トルクコンバータ（１）であって、
   前記タービンホイール（３）用の前記ハブ状の支持材（２８）が、駆動連結するように前記出力ハブ（１９）に固定連結され、前記ねじり振動ダンパ（１５）の第１の締付け要素（８）が、駆動連結するように前記コンバータロックアップクラッチ（７）の締付け要素（１５）に固定連結され、前記ねじり振動ダンパ（１５）の第２の締付け要素（１６）が、駆動連結するように前記出力ハブ（１９）に固定連結され、前記ねじり振動ダンパ（１５）の該第１の締付け要素（１５）及び該第２の締付け要素（１６）が、互いに対して回転可能となるよう取り付けられる流体トルクコンバータ（１）において、
   前記コンバータロックアップクラッチ（７）を通る前記作動媒体の流れを案内するために、軸方向に走る隙間シール部（２６）及び半径方向に走る隙間シール部（２５）が、前記ねじり振動ダンパ（１４）の前記第１の締付け要素（１５）と前記第２の締付け要素（１６）との間に形成されることを特徴とする流体トルクコンバータ（１）。
2. 前記隙間シール部（２５、２６）が、前記第２の締付け要素（１６）のＴ形の部分（２２）を有する領域（２１）と、前記第２の締付け要素（１６）に当接し、前記第１の締付け要素（１５）に略Ｓ形の湾曲部（２４）を有する領域（２３）により作られることを特徴とする請求項１に記載の流体トルクコンバータ。
3. 前記ねじり振動ダンパ（１４）の前記締付け要素（１５、１６、１７）の少なくとも１つが、円板形の締付フランジとして設計されることを特徴とする請求項１或いは２に記載の流体トルクコンバータ。
4. 前記ねじり振動ダンパ（１４）の前記第２の締付け要素（１６）と前記出力ハブ（１９）とが、一体に設計されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体トルクコンバータ。
5. 前記ねじり振動ダンパ（１４）の前記第２の締付け要素（１６）又は前記出力ハブ（１９）が、前記作動媒体の流れを案内するための開口部（２０）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の流体トルクコンバータ。
6. 前記タービンホイール（３）用の前記ハブ状の支持材（２８）が、前記作動媒体の流れを案内するための開口部（３３）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体トルクコンバータ。
7. 前記ねじり振動ダンパ（１４）が、第３の締付け要素（１７）を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の流体トルクコンバータ。
8. 前記ねじり振動ダンパ（１４）の前記第３の締付け要素（１７）が、前記タービンホイール（３）用の前記ハブ状の支持材（２８）にシールするように当接することを特徴とする請求項７に記載の流体トルクコンバータ。
9. 前記タービンホイール（３）用の前記ハブ状の支持材（２８）が、ほぼ段付きの領域（２９）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の流体トルクコンバータ。
10. シール部（３０）が、前記タービンホイール（３）用の前記ハブ状の支持材（２８）の前記ほぼ段付きの領域（２９）と前記ねじり振動ダンパ（１４）の前記第２の締付け要素（１６）の前記Ｔ形の部分（２２）の領域（２１）との間に形成されることを特徴とする請求項９に記載の流体トルクコンバータ。
11. 前記シール部（３０）が、前記タービンホイール（３）用の前記ハブ状の支持材（２８）の前記ほぼ段付きの領域（２９）と前記ねじり振動ダンパ（１４）の前記第２の締付け要素（１６）の前記Ｔ形の部分（２２）の領域（２１）との間のラビリンス形の二重嵌合によって作られることを特徴とする請求項１０に記載の流体トルクコンバータ。

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