JP4975369B2 - トルクコンバータ - Google Patents
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Description
本発明はトルクコンバータに関し、リベット結合するのが困難な部分のリベット結合を可能にしてサブアッセンブリーを構成したものである。
オートマチックトランスミッションを有する車両には、エンジンのクランク軸とトランスミッションとの間にトルクコンバータが設けられる。トルクコンバータには、ロックアップクラッチと流体継ぎ手との間にダンパを設け、エンジンのクランク軸からロックアップクラッチを介してトランスミッションに接続される場合も、エンジンのクランク軸から流体継ぎ手を介してトランスミッションに接続される場合も、いずれの場合もダンパが機能するように構成されたものがある。この構成のダンパは、ダンパの出力側部材にタービンを結合していた従来のダンパに対し、ダンパの両側に入力側部材を設け、タービン側の入力側部材にタービンを結合しているので、ロックアップクラッチから回転力が入力されている時に重量の大きいタービンがダンパのばねよりも動力伝達経路の上流側に位置することになり、下流側の重量がより軽くなる。このため、共振点が振動数の高いほうへシフトして常用域から外れ、制振効果が生じる。このようにタービンをダンパの入力側部材に結合した構成のダンパは、所謂タービンダンパと呼ばれている。
タービンダンパを有するトルクコンバータは、エンジンのクランク軸に連結されるフロントカバーと、該フロントカバーと略並行に配置されて外周部が該フロントカバーに結合されたポンプインペラと、該ポンプインペラと前記フロントカバーとの間に配置され該ポンプインペラとで流体継手を構成するタービンと、前記フロントカバーの内側に配置されたロックアップクラッチと、該ロックアップクラッチと前記タービンとの間に配置されて該ロックアップクラッチまたは前記流体継手から選択的に入力されトランスミッションの入力軸に出力するダンパとを備えている。
そして、前記ダンパは、前記ロックアップクラッチを構成するクラッチ出力部材に結合されたクラッチ側入力部材と、前記タービンに結合されたタービン側入力部材と、前記クラッチ側入力部材と前記タービン側入力部材との間に配置されたダンパ出力部材と、前記クラッチ側入力部材，前記タービン側入力部材と前記ダンパ出力部材との間に円周方向に沿って配置された弾性部材とを備えている。
タービンダンパを備えた従来のトルクコンバータとしては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。これは、流体継ぎ手を構成するタービンと、ダンパを構成するタービン側入力部材と、タービンハブとの３つの部材を溶接結合しており、ダンパの出力側部材にスプライン結合部を介して設けられている出力側ハブに対し、タービンハブは相対回転自在にセンタリングされている。３つの部材を同時に溶接することはできないため、タービンハブとタービンとが溶接され、タービンとタービン側入力部材とが溶接され、２部品ずつの溶接が２箇所で行なわれている。
米国特許：ＵＳ２００４／０１１２６９８Ａ１
ところが、溶接により結合することからタービンハブが熱変形し、タービンハブからスラスト軸受に偏荷重が加わるため、スラスト軸受が偏磨耗する。また、溶接を行う場合には各部品を固定するための工程が必要となって煩雑であり、各部品を固定するための部品が占める径方向寸法が大きいために、大きなスペースを占有するという問題がある。
そこで本発明は、上記の課題を解決したトルクコンバータを提供することを目的とする。
請求項１に係る発明は、エンジンのクランク軸に連結されるフロントカバーと、該フロントカバーと略並行に配置されて外周部が該フロントカバーに結合されたポンプインペラと、前記フロントカバーと前記ポンプインペラとの間に配置され前記ポンプインペラとで流体継手を構成するタービンと、前記フロントカバーの内側で前記フロントカバーとの接続・切離を行うロックアップクラッチと、該ロックアップクラッチと前記タービンとの間に配置されて該ロックアップクラッチまたは前記流体継手から選択的に入力されトランスミッションの入力軸に出力するダンパとを備え、前記ダンパは、前記ロックアップクラッチを構成するクラッチ出力部材に結合されたクラッチ側入力部材と、前記タービンに結合されたタービン側入力部材と、前記クラッチ側入力部材と前記タービン側入力部材との間に配置されたダンパ出力部材と、前記クラッチ側入力部材，前記タービン側入力部材と前記ダンパ出力部材との間に円周方向に沿って配置された弾性部材とを備え、前記ダンパ出力部材は第１スプライン嵌合部を介して出力ハブに係合され、該出力ハブは第２スプライン嵌合部を介して前記トランスミッションの入力軸に係合され、前記出力ハブに対して前記タービン側入力部材が相対回転自在にセンタリングされ、前記タービン側入力部材および前記タービンを軸方向で支持するスラスト軸受が設けられているトルクコンバータにおいて、前記第１スプライン嵌合部を構成する前記出力ハブの外歯の外径寸法を前記クラッチ出力部材，前記クラッチ側入力部材の内径寸法よりも小さくし、前記タービン側入力部材と前記タービンとをリベットを介して結合し、該リベットを、前記出力ハブの外歯と噛み合うダンパ出力部材の内歯であって、隣り合う内歯と内歯との間に配置したことを特徴とする。
この発明によれば、トルクコンバータを組み立てるには、まずフロントカバーの内部に収容されるサブアッセンブリーを組み立てる。サブアッセンブリーの組み立て手順を以下に説明する。クラッチ出力部材にダンパのクラッチ側入力部材をリベットまたは溶接により結合し、クラッチ側入力部材にダンパ出力部材を介してタービン側入力部材を設け、該タービン側入力部材とクラッチ側入力部材とをリベットまたは溶接により結合する。次に、タービン側入力部材にタービンを重ね、リベットをタービン側からタービンとタービン側入力部材とに貫通させ、リベットの頭部を固定治具の上にセットし、タービン側入力部材から突出するリベットの脚の部分を加圧ロッドで加圧してかしめる。このとき、加圧ロッドをダンパ出力部材の内歯と内歯との間の谷の位置に配置してリベットの脚の部分をかしめる。次に、前記クラッチ出力部材，前記クラッチ側入力部材の内部に前記第１スプライン嵌合部を構成する前記出力ハブの外歯を挿通させ、該出力ハブの外歯をダンパ出力部材の内歯に噛み合わせると共に該出力ハブに対してタービン側入力部材を相対回転自在にセンタリングする。このようにしてサブアッセンブリーができたら、フロントカバーの内部に結合されているクラッチ入力部材にクラッチ出力部材を係合させることにより、フロントカバーの内部にサブアッセンブリーを収容してポンプインペラをかぶせ、フロントカバーとポンプインペラとを溶接結合する。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のトルクコンバータにおいて、前記出力ハブに対してタービンハブを相対回転自在にセンタリングして設けると共に該タービンハブを前記スラスト軸受により支持し、該タービンハブに前記タービン側入力部材および前記タービンを前記リベットにより結合したことを特徴とする。
この発明によれば、タービンとタービン側入力部材とを貫通したリベットを、更にタービンハブの外周部に貫通させ、タービン，タービン側入力部材，タービンハブの３者をリベット結合する。また、タービン側入力部材に代えて、タービンハブを出力ハブに対して相対回転自在にセンタリングする。
請求項１に係るトルクコンバータによれば、ダンパ出力部材の内歯の近傍が干渉してリベットのかしめが困難とされているタービン側入力部材とタービンとを貫通するリベットについて、該リベットを、ダンパ出力部材の内歯であって隣り合う内歯と内歯との間に配置したので、隣り合う内歯どうしの間の谷の部分にかしめ用の加圧ロッドを配置してリベットのかしめを行うことができ、かつダンパ出力部材とスプライン嵌合する出力ハブの外歯の外径寸法をクラッチ出力部材，クラッチ側入力部材の内径寸法よりも小さくしたので、リベット結合の後に出力ハブを組み込んで出力ハブの外歯をダンパ出力部材の内歯とスプライン嵌合させることが可能である。
そして、このようにタービン側入力部材とタービンとをリベット結合するため、溶接結合を用いた場合のような熱変形が生じず、スラスト軸受に偏荷重が加わることによるスラスト軸受の偏磨耗が生じない。
請求項２に係るトルクコンバータによれば、より剛性の高いタービンハブにスラスト軸受を当接させることができるので、スラスト軸受の作用が安定しスラスト軸受の偏磨耗を一段と抑制することができる。
以下、本発明によるトルクコンバータの実施の形態を説明する。
（ａ）実施の形態１
まず、実施の形態１を図１に示す。
（ａ）実施の形態１
まず、実施の形態１を図１に示す。
図示しないエンジンのクランク軸に、フロントカバー１が連結されている。該フロントカバー１と略並行にポンプインペラ２が配置され、該ポンプインペラ２の外周部がフロントカバー１の軸方向にのびる筒状の部分の内側に挿入されて溶接されている。フロントカバー１とポンプインペラ２との間にタービン３が配置され、該タービン３とポンプインペラ２とで流体継手４が構成されている。また、タービン３とポンプインペラ２との間にはトルク増幅機能を有するステータ５が設けられている。フロントカバー１の内側には、フロントカバー１からの動力の接続・切離を行う多板式のロックアップクラッチ６が設けられ、該ロックアップクラッチ６とタービン３との間には、ロックアップクラッチ６または流体継手４から選択的に入力されて図示しないトランスミッションの入力軸に出力されるダンパ７が設けられている。
ロックアップクラッチ６は、クラッチ入力部材６ａと、クラッチ出力部材６ｂと、クラッチ入力部材６ａおよびクラッチ出力部材６ｂとスプライン嵌合する複数のクラッチ板６ｃと、フロントカバー１の軸心位置に固定された筒部２４に摺動自在に挿通され、外周部がクラッチ板６ｃを軸方向へ押圧あるいは開放してロックアップクラッチ６を接続あるいは切り離しするロックアップピストン６ｄとによって構成されている。
ダンパ７は、前記クラッチ出力部材６ｂにリベット２０を介して結合されたクラッチ側入力部材９と、タービン３にリベット２１を介して結合されたタービン側入力部材１０と、クラッチ側入力部材９とタービン側入力部材１０との間に配置されたダンパ出力部材１１と、クラッチ側入力部材９，タービン側入力部材１０と前記ダンパ出力部材１１との間に円周方向に沿って配置された弾性部材としてのばね１２とを備えている。タービン３の外周部に形成されている開口部１０ｄは、リベット２１の脚部をかしめる加圧ロッドを挿入するために形成したものである。ばね１２を収容する部分の構成について説明する。クラッチ側入力部材９，タービン側入力部材１０には円周方向の同じ位置に、略等間隔に８つの窓９ａ，１０ａが形成され、ダンパ出力部材１１の同じ位置にも窓１１ｂが形成されている。そして、窓９ａ，１０ａ，１１ｂにわたって、ばね１２が収容され、クラッチ側入力部材９，タービン側入力部材１０と前記ダンパ出力部材１１との相対回転により、窓９ａ，１０ａと窓１１ｂとが相対的に移動してばね１２が圧縮される。ばね１２は本実施の形態では、半径寸法の大きなばねの内部に小さなばねを収容した親子ばねが用いられている。
ダンパ出力部材１１を図示しないトランスミッションの入力軸に連結するため、出力ハブ１３が設けられている。出力ハブ１３は、前記筒部２４の内部に軸受２２を介して回転自在に支持される。出力ハブ１３の外歯１３ａが、ダンパ出力部材１１の内歯１１ａと係合して第１スプライン嵌合部１４を構成している。また、出力ハブ１３の内歯１３ｂが図示しないトランスミッションの入力軸に形成された外歯と係合して第２スプライン嵌合部１５を構成している。
この出力ハブ１３にはタービンハブ１６が相対回転自在にセンタリングされている。即ち、出力ハブ１３の筒部１３ｃの外周面に対してタービンハブ１６の内周面が摺動するようになっている。そして、タービンハブ１６の軸方向への移動を規制するため、スナップリンク１７が設けられている。このように回転自在に支持されたタービンハブ１６の外周部にはタービン側入力部材１０およびタービン３をセンタリングするセンタリング筒部１６ｂが形成され、センタリング筒部１６ｂにタービン側入力部材１０およびタービン３を挿通させた状態で、タービン側入力部材１０およびタービン３の内周部がタービンハブ１６にリベット１９を介して結合されている。そして、ステータ５とタービンハブ１６との間とステータ５とポンプインペラ２との間にはスラスト軸受１８が設けられ、センタリング筒部１６は一方のスラスト軸受１８のセンタリングも行っている。
前記ロックアップピストン６ｂの右側へ圧油を送ってロックアップクラッチ６を切り離すため、出力ハブ１３，タービンハブ１６には、油路１３ｄ，１６ａが形成されている。また、前記ロックアップピストン６ｂの左側へ圧油を送ってロックアップクラッチ６を接続するため、筒状部材２４には内外を貫通する油路２４ａが形成されている。
リベット１９をかしめるための作業を可能にするため、リベット１９の軸心の位置に、第１スプライン嵌合部１４を構成するダンパ出力部材１１の内歯１１ａが配置され、円周方向で隣り合う内歯１１ａと内歯１１ａとの間にリベット１９が配置されている。このため、図３（ａ）に示すように、リベット１９のピッチ円Ｐの位置が内歯１１ａの位置と対応している。そして、リベット１９による結合を完了した後に、クラッチ出力部材６ｂおよびクラッチ側入力部材９の内部に出力ハブ１３を通過させて出力ハブ１３を組み付けることができるようにするため、図１に示すように第１スプライン嵌合部１４を構成する出力ハブ１３の外歯１３ａの外径寸法Ｄがクラッチ出力部材６ｂ，クラッチ側入力部材９の内径寸法ｄよりも小さく設定されている。
次に、トルクコンバータを組み立てる手順について説明する。
トルクコンバータを組み立てるには、まずフロントカバー１の内部に収容されるサブアッセンブリー２３（図３に示す）を組み立てる。サブアッセンブリー２３の組み立て手順を以下に説明する。クラッチ出力部材６ｂにダンパ７のクラッチ側入力部材９をリベット２０により結合する。このリベット２０を潰してかしめる際には、リベット２０を加圧する加圧ロッドと干渉する部材は存在しない。次に、クラッチ側入力部材９にダンパ出力部材１１を挟んでタービン側入力部材１０を設け、該タービン側入力部材１０とクラッチ側入力部材９とをリベット２１により結合する。このリベット２１の脚部を潰してかしめる際には、加圧ロッドを開口部１０ｄに挿入して行う。
次に、タービン側入力部材１０にタービン３と更にはタービンハブ１６を重ね合わせ、リベット１９をタービンハブ１６，タービン３，タービン側入力部材１０に貫通させ、リベット１９の頭部を固定治具の上にセットし、タービン側入力部材１０から突出するリベット１９の脚の部分を加圧ロッドで加圧してかしめる。このとき、加圧ロッドをダンパ出力部材１１の内歯と内歯との間の谷の位置に配置してリベット１９の脚の部分をかしめる。
次に、図１においてクラッチ出力部材６ｂおよびクラッチ側入力部材９の内部に前記第１スプライン嵌合部１４を構成する出力ハブ１３の外歯１３ａの部分を挿通させ、出力ハブ１３の外歯１３ａをダンパ出力部材１１の内歯１１ａに噛み合わせると共に該出力ハブ１３に対してタービンハブ１６を相対回転自在にセンタリングする。センタリングは、出力ハブ１３の筒部１３ｃにタービンハブ１６を挿通させ、出力ハブ１３にスナップリング１７を装着してタービンハブ１６を軸方向に規制する。これによりサブアッセンブリー２３が完成する。
次に、フロントカバー１の内部に筒部２４，ロックアップピストン６ｄ，クラッチ入力部材６ａ等を取り付けておき、クラッチ入力部材６ａにクラッチ出力部材６ｂを係合させることにより、フロントカバー１の内部にサブアッセンブリー２３を収容する。そして、更にステータ５等を重ね合わせてポンプインペラ２をかぶせ、フロントカバー１とポンプインペラ２とを溶接結合する。
サブアッセンブリー２３を組み立てる際には、（１）リベット２０による結合，（２）リベット２１による結合，（３）リベット１９による結合，（４）出力ハブ１３の装着の順に結合および装着を行うことにより、組み立てることができるが、この順番以外の順番に組み立てようとしても、リベットの両側に配置する加圧ロッドが他の部材に干渉するため、組み立てることができない。
（ｂ）実施の形態２
次に、実施の形態２を図２に示す。この実施の形態は、実施の形態１の一部を変更したものなので、同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
（ｂ）実施の形態２
次に、実施の形態２を図２に示す。この実施の形態は、実施の形態１の一部を変更したものなので、同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
この実施の形態では、タービンハブは設けられておらず、タービン側入力部材１０とタービン３とがリベット９により結合されている。タービン側入力部材１０の内周部には円筒部１０ｂが形成され、該円筒部１０ｂが出力ハブ１３の筒部１３ｃに直接に挿通され、出力ハブ１３に対してタービン側入力部材１０が相対回転自在にセンタリングされている。そして、スナップリング１７により円筒部１０ｂが軸方向に規制されている。タービン３の内周部にはセンタリング筒部３ａが形成され、該センタリング筒部３ａによりスラスト軸受１８がセンタリングされている。タービン側入力部材１０には油路１３ｄと連通する油路１０ｃが形成されている。
その他の構成，作用は実施の形態１と同じなので、説明を省略する。
図３（ａ）に示すように、隣り合う内歯１１ａの間には全てリベット１９を設けているが、リベット１９の強度が十分であれば、リベット１９を間欠的に設けるようにしてもよい。また、リベット１９の頭部の方向は図１，図２に示す方向でもよく、その反対の方向であってもよい。
なお、リベット２０，２１によって結合した部分は、溶接によって結合してもよい。これらの結合部分は、熱変形しても、他の部分に大きな影響を与えることはないからである。
１…フロントカバー
２…ポンプインペラ
３…タービン
４…流体継手
６…ロックアップクラッチ
６ｂ…クラッチ出力部材
７…ダンパ
９…クラッチ側入力部材
１０…タービン側入力部材
１１…ダンパ出力部材
１１ａ…内歯
１２…ばね（弾性部材）
１３…出力ハブ
１３ａ…外歯
１４…第１スプライン嵌合部
１５…第２スプライン嵌合部
１６…タービンハブ
１８…スラスト軸受
１９…リベット
Ｄ…外径寸法
ｄ…内径寸法
２…ポンプインペラ
３…タービン
４…流体継手
６…ロックアップクラッチ
６ｂ…クラッチ出力部材
７…ダンパ
９…クラッチ側入力部材
１０…タービン側入力部材
１１…ダンパ出力部材
１１ａ…内歯
１２…ばね（弾性部材）
１３…出力ハブ
１３ａ…外歯
１４…第１スプライン嵌合部
１５…第２スプライン嵌合部
１６…タービンハブ
１８…スラスト軸受
１９…リベット
Ｄ…外径寸法
ｄ…内径寸法
Claims (2)
- エンジンのクランク軸に連結されるフロントカバーと、該フロントカバーと略並行に配置されて外周部が該フロントカバーに結合されたポンプインペラと、前記フロントカバーと前記ポンプインペラとの間に配置され前記ポンプインペラとで流体継手を構成するタービンと、前記フロントカバーの内側で前記フロントカバーとの接続・切離を行うロックアップクラッチと、該ロックアップクラッチと前記タービンとの間に配置されて該ロックアップクラッチまたは前記流体継手から選択的に入力されトランスミッションの入力軸に出力するダンパとを備え、
前記ダンパは、前記ロックアップクラッチを構成するクラッチ出力部材に結合されたクラッチ側入力部材と、前記タービンに結合されたタービン側入力部材と、前記クラッチ側入力部材と前記タービン側入力部材との間に配置されたダンパ出力部材と、前記クラッチ側入力部材，前記タービン側入力部材と前記ダンパ出力部材との間に円周方向に沿って配置された弾性部材とを備え、
前記ダンパ出力部材は第１スプライン嵌合部を介して出力ハブに係合され、該出力ハブは第２スプライン嵌合部を介して前記トランスミッションの入力軸に係合され、
前記出力ハブに対して前記タービン側入力部材が相対回転自在にセンタリングされ、前記タービン側入力部材および前記タービンを軸方向で支持するスラスト軸受が設けられているトルクコンバータにおいて、
前記第１スプライン嵌合部を構成する前記出力ハブの外歯の外径寸法を前記クラッチ出力部材，前記クラッチ側入力部材の内径寸法よりも小さくし、
前記タービン側入力部材と前記タービンとをリベットを介して結合し、該リベットを、前記出力ハブの外歯と噛み合うダンパ出力部材の内歯であって、隣り合う内歯と内歯との間に配置したことを特徴とするトルクコンバータ。 - 請求項１に記載のトルクコンバータにおいて、
前記出力ハブに対してタービンハブを相対回転自在にセンタリングして設けると共に該タービンハブを前記スラスト軸受により支持し、該タービンハブに前記タービン側入力部材および前記タービンを前記リベットにより結合したことを特徴とするトルクコンバータ。
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