JP5201320B2 - パワートレインユニット - Google Patents

Description

本発明はパワートレインユニットに関し、より詳しくはロックアップクラッチを備えた流体伝動装置を原動機に連結したユニットに関する。

ロックアップクラッチを備えた流体伝動装置の典型例としてトルクコンバータが知られている。トルクコンバータは自動変速機付きの自動車で普及している。トルクコンバータは、一般的に、ロックアップクラッチを備えており、トルク増大機能を必要とする運転領域以外ではロックアップクラッチが締結されてエンジン出力軸と自動変速機の入力軸とが直に連結される。

ロックアップクラッチ付きトルクコンバータは、ロックアップクラッチを締結する機構の差異によって減圧タイプと加圧タイプとに分類される。減圧タイプのトルクコンバータは、ロックアップクラッチを締結するのに、トルクコンバータの作動油室の油圧を減圧することにより行われる。加圧タイプのトルクコンバータは、フロントカバーとピストンとの間にクラッチ油圧室を有し、ロックアップクラッチを締結するのに、クラッチ油圧室の油圧を高めることにより行われる。

特許文献１は、加圧タイプのトルクコンバータを詳細に開示している。特許文献１に開示のトルクコンバータの概要を説明すると、トルクコンバータのフロントカバーは、その内周部がエンジン出力軸に関連したセンターボスに溶接により固定され、外周部にナットが溶接されている。そして、このフロントカバーの外周部はインペラーシェルに溶接され、このインペラーシェルにポンプインペラが固定されている。トルクコンバータの作動油室には、ポンプインペラに対向してエンジン出力軸側に位置するタービンと、ポンプインペラとタービンとの間に位置するステータとが設けられており、タービンの回転がトルクコンバータの出力として取り出される。

フロントカバー内には、フロントカバーとタービンとを係脱させるロックアップクラッチが配設されている。また、フロントカバー内には、フロントカバーとクラッチピストンプレートとで画成されたクラッチ油圧室が形成されている。クラッチピストンプレートは、フロントカバーの内周端から外周端まで延びており、内周端は、環状シール部材を介して上記センターボス部に擦動可能に支持されている。

加圧タイプのトルクコンバータは、ロックアップクラッチを締結する際に、上述したクラッチ油圧室に油圧が供給される。このように、加圧タイプのトルクコンバータにあっては、トルクコンバータの作動油から独立したクラッチ油圧室に油圧を供給することでロックアップクラッチの締結を行うことから、ロックアップ制御を確実に行うことができるという利点を有している。

特開平９−３１７８４８号公報

周知の環境問題の高まりにより自動車の燃費対策の重要性が極めて大きくなっていることから、自動車の一層の軽量化及び小型化の他に、トルクコンバータの流体滑りによる動力伝達ロスを低減する意図で、ロックアップクラッチを締結する運転領域を拡大する傾向にある。

このことから、トルクコンバータ単体の小型化だけでなく、エンジンを含むパワートレインユニットの小型化が特に横置きエンジンでは求められている。また、上述したようにロックアップクラッチを締結する運転領域が拡大することに伴って、ダンパを内蔵したトルクコンバータが重要視されている。ちなみに、特許文献１はダンパを含まないトルクコンバータを開示している。

本発明は、原動機と、これに連結された流体伝動装置とを含むパワートレインユニットの軸方向長さを短縮することを目的とする。

上記の技術的課題は、本発明によれば、
原動機の出力軸に締結されたドライビングプレートを介して連結される流体伝動装置を含むパワートレインユニットであって、
前記流体伝動装置が、
前記ドライビングプレートの外周部に締結されたフロントカバーと、
該フロントカバーに連結されて一体化されたポンプインペラと、
該ポンプインペラに対向して配置され、前記流体伝動装置の出力軸に連結されたタービンと、
前記フロントカバー内に配置され、該フロントカバーを前記タービンに係脱させるロックアップクラッチと、
前記原動機の出力軸側に突出したピストン部を備え、前記ロックアップクラッチを締結させるためのクラッチピストンプレートと、
該クラッチピストンプレートのピストン部と前記フロントカバーとの間に形成され且つ制御された油圧の供給を受けて前記ロックアップクラッチの係合圧を制御するクラッチ油圧室とを含み、
前記フロントカバーが、その前記ドライビングプレートの外周部に締結される外周側締結部と、該ドライビングプレートの内周部を原動機の出力軸に締結する内周側締結部との間の径方向中間部分に、前記原動機の出力軸の側に突出した膨出部を備えて、前記クラッチ油圧室が、該フロントカバーの膨出部と前記クラッチピストンプレートのピストン部との間に形成され、
前記クラッチピストンプレートのピストン部における前記クラッチ油圧室に臨む受圧面が、前記膨出部が位置する径方向の範囲内に形成されると共に、前記フロントカバーの膨出部内に侵入して位置しており、
前記流体伝動装置は、
前記フロントカバーに固設され、前記クラッチピストンプレートのピストン部の内周部を擦動可能に支持する内周側スリーブ部材を更に含み、
該内周側スリーブ部材が、前記径方向中間部分に位置する膨出部の径方向内周側に位置して該膨出部の内周側の側面に沿って該膨出部の中に侵入し且つ前記ピストン部の受圧面が位置する前記径方向の範囲の内周側を規定するピストン支持部よりも半径方向内方側に延びる延長プレート部を備え、
該延長プレート部に前記クラッチ油圧室に連通する油路が形成されていることを特徴とするパワートレインユニットを提供することにより達成される。

すなわち、本発明によれば、フロントカバーにおけるドライビングプレートの外周部に締結される外周側締結部と、ドライビングプレートの内周部を原動機の出力軸に締結する内周側締結部との間の径方向中間部分に、原動機の出力軸側に突出した膨出部を設け、この膨出部に侵入してクラッチピストンプレートのピストン部を配設してあるため、流体伝動装置を原動機に接近した状態で原動機に連結することができ、これによりパワートレインユニットの軸線方向長さを短縮することができる。

換言すれば、ドライビングプレートの内周部を原動機の出力軸に締結する内周側締結部との干渉を避ける位置にオフセットして、上述したフロントカバーの膨出部が配置されているため、原動機の出力軸の後端面に対してフロントカバーの内周部をボルト止めし、そして、このボルトのボルトヘッドが上記ピストン部と軸方向にオーバーラップするまで原動機と流体伝動装置とを接近した状態で連結することができる。また、本発明によれば、延長プレート部に前記クラッチ油圧室に連通する油路を形成することにより、径方向中間部分に位置する前記クラッチ油圧室に油圧を供給する油路の構成を簡素化することができ、この油路の構成を簡素化することによって、流体伝動装置の軸方向長さを短縮することができる。

本発明の好ましい実施の形態では、
前記流体伝動装置が、前記クラッチピストンプレートを挟んで前記クラッチ油圧室とは反対側に配設されたダンパを含み、該ダンパが、前記クラッチピストンプレートのピストン部とほぼ同じ、前記流体伝動装置の出力軸からの径方向位置に配設され且つ該ダンパの一部が前記ピストン部の中に侵入している。すなわち、原動機の出力軸側に突出するピストン部とタービンとの間の空間にダンパを配設し、ダンパの一部をピストン部に侵入させることによりダンパを内蔵した流体伝動装置の軸方向長さを短縮できると共に、ダンパが大型化したとしても、流体伝動装置の軸方向長さの拡大を抑えることができる。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

図１は、本発明のパワートレインユニットの基本構成の概念図を示し、図２は実施例における要部の詳細図である。

図１、図２を参照して、参照符号１はパワートレインユニットを示す。このパワートレインユニット1は、図２の実施例に関連して説明すれば自動車の横置きエンジン及びこれに連結されたロックアップ機構付きトルクコンバータ２と、図示を省略した自動変速機とで構成されている。この実施例に含まれる自動変速機は、遊星歯車機構の多段変速機で構成されているが、多段変速機に代えて無段変速機構であってもよい。

トルクコンバータ２は、フロントカバー４とこれに溶接により固設されたインペラーシェル５とを有し、フロントカバー４は、ドライビングプレート６を介してエンジン出力軸７に連結されている。具体的には、ドライビングプレート６は、その内周部がボルト８によってエンジン出力軸７の後端面に締結されている。また、フロントカバー４の外周部には、エンジン出力軸７側に突出したスタッドボルト９が固設されており、このスタッドボルト９に対してドライビングプレート６の外周部がナット１０を使って締結されている。

フロントカバー４には、従来と同様にポンプインペラ１２が一体的に固設されている。このポンプインペラ１２が位置する作動油室１３には、ポンプインペラ１２に対向し且つエンジン出力軸７側に位置するタービン１４と、ステータ１５とが設けられている。ステータ１５は、ワンウエークラッチ１６を介して、固定部材としてのトランスミッションケース１７（図１）に連結されている。

トルクコンバータ２は、上述したポンプインペラ１２、タービン１４、ステータ１５が位置する作動油室１３の前方つまりエンジン出力軸７側に、ロックアップクラッチ機構２０と、このロックアップクラッチ機構２０とタービン１４との間に位置するダンパ２１とを内蔵している。

ロックアップクラッチ機構２０は、外周端部に摩擦プレート２５をスプライン連結したダンパプレート２６を有し、このダンパプレート２６の内周端はタービンハブ２７に連結され、そして、このタービンハブ２７には上述したタービン１４が連結されている。

タービンハブ２７は、その内周端がトルクコンバータ２の出力軸２８に対してスプライン連結されている。なお、上述したダンパプレート２６には、従来と同様にダンパ２１が配設されており、ダンパ２１はコイルスプリングで構成されている。

ロックアップクラッチ機構２０について、図２を主に参照して説明する。ロックアップクラッチ機構２０は、フロントカバー４に固設されたスプライン部材２９に対してスプライン結合されたリテーニングプレート３０と、これを受け止めるためにフロントカバー４に定置されたスナップリング３１とを有し、また、摩擦プレート２５を挟んでエンジン出力軸７側に位置するクラッチピストンプレート３２を有し、このクラッチピストンプレート３２の外周端が上述したスプライン部材２９にスプライン結合されている。これにより、クラッチピストンプレート３２は、図２中、左右方向に変位可能である。

摩擦プレート２５は、その両面に摩擦要素としてフェーシング３３を有し、クラッチピストンプレート３２が図中左方動することにより、クラッチピストンプレート３２の外周部とリテーニングプレート３０とで摩擦プレート２５を挟んで摩擦係合し、典型的にはロックアップ状態となる。図示の例では１段式のクラッチが採用されているが、多段クラッチを採用してもよいことは言うまでもない。ロックアップ状態では、フロントカバー４（エンジン出力軸７）とトルクコンバータの出力軸２８が直に連結された状態となる。

クラッチピストンプレート３２は、摩擦プレート２５と当接する部位の下方に、エンジン出力軸７の側に向けて突出したピストン部３２ａを有する。また、フロントカバー４は、クラッチピストンプレート３２のピストン部３２ａに対応した位置にエンジン出力軸７の側に向けて突出した膨出部４ａを有し、この膨出部４ａは、前述したドライビングプレート６の内周部をエンジン出力軸７に締結するボルト８と干渉しない位置つまりボルト８の配置位置よりも径方向外方にオフセットされている。

フロントカバー４の径方向中間部分に位置する膨出部４ａは、この膨出部４ａに侵入して位置するクラッチピストンプレート３２のピストン部３２ａと協働してクラッチ油圧室Ａを形成している。また、前述したドライビングプレート６は、フロントカバー４の断面形状に対応して、その径方向の中間部分がエンジン側に突出した膨出部４ａを有している。

クラッチピストンプレート３２のピストン部３２ａは、その外周部がフロントカバー４に固設された外周側スリーブ部材４０によって支持され、内周部が内周側スリーブ部材４１によって支持されており、外周側及び内周側の環状シール部材４２、４３によって液密状態を維持しながら擦動可能である。

内周側スリーブ部材４１は径方向内方側に延びる延長プレート部４１ａを有し、この延長プレート部４１ａの内周端は、トルクコンバータ出力軸２８に環状シール部材４４を介して擦動可能に支持されている。また、内周側スリーブ部材４１の延長プレート部４１ａには、径方向に延びる溝４５が形成されている（図２）。

トルクコンバータ出力軸２８は、その軸線方向に延びる中心孔２８ａを有し、この中心孔２８ａと、内周側スリーブ部材４１の径方向に延びる溝４５とによってクラッチ油圧室Ａに通じる油路５０が形成され、この油路５０を通じてクラッチ油圧室Ａに、制御された油圧が供給され、これによりロックアップクラッチの係合圧が制御される。

図２を参照して、クラッチピストンプレート３２のピストン部３２ａと、タービン１４との間には、つまりとダンパ２１は、エンジン出力軸７に向けて膨出したピストン部３２ａと同じ径方向位置にダンパ２１が配設され、このダンパ２１の一部がピストン部３２ａに侵入している。

如上のように、ドライビングプレート５及びフロントカバー４における、クラッチピストンプレート３２のピストン部３２ａと対応する部位が、ピストン部３２ａの突出する方向、つまりエンジン出力軸７の側に突出した膨出部５ａ、４ａを備えているため、これらドライビングプレート５、フロントカバー４を接近した状態で位置決めすることができると共に、エンジン出力軸７の後端面に対してドライビングプレート５の内周部を締結するボルト８のボルトヘッド８ａを受け入れる空間を形成することができ、このボルトヘッド８ａがピストン部３２ａと軸方向にオーバーラップするまでエンジンとトルクコンバータ２とを接近した状態で連結することができる。

また、ピストン部３２ａに対応した径方向位置にダンパ２１を配設することにより、エンジン出力軸７側に突出したピストン部３２ａとタービン１４との間のスペースを有効活用してダンパ２１をトルクコンバータ２に収容することができ、ダンパ付きトルクコンバータの軸方向長さを短縮することができる。このことは、ダンパ２１の大型化に対して実用上効果的なメリットである。すなわち、自動車の燃費を改善するためにロックアップクラッチ機構２０を使用する運転領域を拡大する制御を行うには、ロックアップクラッチ機構２０を締結又は解除する際のショックを和らげるためにダンパ２１がどうしても大型化する傾向になる。

また、クラッチピストンプレート３２のピストン部３２ａが径方向中間部分に位置し、そして、これに対応して径方向中間部分にクラッチ油圧室Ａが形成されているが、このクラッチ油圧室Ａに対する油路５０の一部を内周側スリーブ部材４１の延長プレート部４１ａの溝４５によって構成してあるため、この油路５０の構成を簡素化できるだけでなく、内周側スリーブ部材４１の延長プレート部４１ａとフロントカバー４の内周部とを接近した状態で設計することができる。そして、これによりフロントカバー４の内周部をエンジン出力軸７から遠ざけることができるため、ドライビングプレート６の内周部をエンジン出力軸７の後端面に締結するボルト８のボルトヘッド８ａを受け入れる空間を確保しつつ、エンジンとトルクコンバータ２とを接近した状態で連結することができる。

本発明のパワートレインユニットの基本構成の概念図である。 実施例のパワートレインユニットの要部の詳細図である。

符号の説明

１ パワートレインユニット
２ トルクコンバータ
４ フロントカバー
４ａ フロントカバーの膨出部
５ インペラーシェル
６ ドライビングプレート
７ エンジン出力軸
８ ドライビングプレートの内端部をエンジン出力軸の後端部に締結するためのボルト
９ フロントカバーの外周部にドライビングプレートの外周部を締結するためのスタッドボルト
１２ ポンプインペラ
１３ トルクコンバータの作動油室
１４ タービン
１５ ステータ
２０ ロックアップクラッチ機構
２１ トルクコンバータのダンパ
２５ 摩擦プレート
２７ タービンハブ
２８ トルクコンバータの出力軸
３０ リテーニングプレート
３２ クラッチピストンプレート
３２ａ クラッチピストンプレートのピストン部
４０ 外周側スリーブ部材
４１ 内周側スリーブ部材
４１ａ 内周側スリーブ部材の延長プレート部
４５ 内周側スリーブ部材の溝
５０ 油路
Ａ クラッチ油圧室

Claims (4)

1. 原動機の出力軸に締結されたドライビングプレートを介して連結される流体伝動装置を含むパワートレインユニットであって、
   前記流体伝動装置が、
   前記ドライビングプレートの外周部に締結されたフロントカバーと、
   該フロントカバーに連結されて一体化されたポンプインペラと、
   該ポンプインペラに対向して配置され、前記流体伝動装置の出力軸に連結されたタービンと、
   前記フロントカバー内に配置され、該フロントカバーを前記タービンに係脱させるロックアップクラッチと、
   前記原動機の出力軸側に突出したピストン部を備え、前記ロックアップクラッチを締結させるためのクラッチピストンプレートと、
   該クラッチピストンプレートのピストン部と前記フロントカバーとの間に形成され且つ制御された油圧の供給を受けて前記ロックアップクラッチの係合圧を制御するクラッチ油圧室とを含み、
   前記フロントカバーが、その前記ドライビングプレートの外周部に締結される外周側締結部と、該ドライビングプレートの内周部を原動機の出力軸に締結する内周側締結部との間の径方向中間部分に、前記原動機の出力軸の側に突出した膨出部を備えて、前記クラッチ油圧室が、該フロントカバーの膨出部と前記クラッチピストンプレートのピストン部との間に形成され、
   前記クラッチピストンプレートのピストン部における前記クラッチ油圧室に臨む受圧面が、前記膨出部が位置する径方向の範囲内に形成されると共に、前記フロントカバーの膨出部内に侵入して位置しており、
   前記流体伝動装置は、
   前記フロントカバーに固設され、前記クラッチピストンプレートのピストン部の内周部を擦動可能に支持する内周側スリーブ部材を更に含み、
   該内周側スリーブ部材が、前記径方向中間部分に位置する膨出部の径方向内周側に位置して該膨出部の内周側の側面に沿って該膨出部の中に侵入し且つ前記ピストン部の受圧面が位置する前記径方向の範囲の内周側を規定するピストン支持部よりも半径方向内方側に延びる延長プレート部を備え、
   該延長プレート部に前記クラッチ油圧室に連通する油路が形成されていることを特徴とするパワートレインユニット。
2. 前記ドライビングプレートの内周部が前記原動機の出力軸の後端面にボルトによって締結され、該ボルトのヘッドが、前記フロントカバーのピストン部と軸方向にオーバーラップしている、請求項１に記載のパワートレインユニット。
3. 前記流体伝動装置が、
   前記クラッチピストンプレートを挟んで前記クラッチ油圧室とは反対側に配設されたダンパを含み、
   該ダンパが、前記クラッチピストンプレートのピストン部とほぼ同じ、前記流体伝動装置の出力軸からの径方向位置に配設され且つ該ダンパの一部が前記ピストン部の中に侵入している、請求項１又は２に記載のパワートレインユニット。
4. 前記ピストン部の内周部がシール部材を介して前記内周側スリーブ部材に支持されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のパワートレインユニット。

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