JP5241889B2 - トルクコンバータのセットプレート - Google Patents

Description

本発明はトルクコンバータにおいて、エンジンのクランクシャフト端面に取着したドライブプレートに連結するセットプレートに関するものである。

トルクコンバータとは周知の通りエンジンの動力を、作動流体を媒体としてトランスミッションへ伝えることが出来る一種の継手であり、エンジンによって回されるポンプインペラ、そして該ポンプインペラの回転により送り出される作動流体の動きを受けて回るタービンランナ、さらにタービンランナから出た作動流体の向きを変えてポンプインペラへ導くステータから構成されている。

図８は一般的なトルクコンバータの断面であって、同図の(イ)はポンプインペラ、(ロ)はタービンランナ、(ハ)はステータを示している。そしてコンバータ外殻(ニ)内には作動流体が封入されており、エンジンのクランクシャフト(ホ)の回転がコンバータ外殻(ニ)のフロントカバー(ヘ)に伝えられてポンプインペラ(イ)が回転する。そして、ポンプインペラ(イ)の回転に伴い作動流体を媒介としてタービンランナ(ロ)が回り始め、ポンプインペラ(イ)とタービンランナ(ロ)の回転数差が大きい間は、ステータ(ハ)があることによるトルク増幅作用によってタービンランナ(ロ)は大きなトルク比で回転させられ、回転数差が小さくなるとトルク増幅作用はなくなり、流体継手としてポンプインペラ(イ)からタービンランナ(ロ)へ動力が伝えられる。

ところで、トルクコンバータのフロントカバー(ヘ)には複数個のセットブロック(ト)、(ト)…が溶接で固定され、エンジンのクランクシャフト(ホ)の端面にネジ止めしたドライブプレート(チ)の外周が上記セットブロック(ト)、(ト)…とネジ止めにて連結している。又、フロントカバー(ヘ)の中心に固定しているセンターピース(リ)はクランクシャフト(ホ)の端面中心に設けている穴(ヌ)に嵌って、トルクコンバータはクランクシャフト(ホ)と同心を成している。

ところで、トルクコンバータの内部構造は共通するが、搭載する車両やエンジンによっては、上記センターピース(リ)の大きさ、及びセットブロック(ト)の個数や位置を異にしている。従来のトルクコンバータの組立て方法は、フロントカバー(ヘ)の外周にセットブロック(ト)、(ト)…を溶接し、さらにセンターピース(リ)を中心に溶接している。そして、搭載する車両やエンジンが違ってくると、溶接されるセットブロック(ト)、(ト)…の位置及び個数は異なってくる。

この場合、フロントカバー(ヘ)を所定の位置に固定した状態でセットブロック(ト)、(ト)…及びセンターピース(リ)は専用治具で保持して溶接される。従ってセットブロック(ト)の形状や取付け位置が違ってくると専用治具は異なり、同じくセンターピース(リ)を保持する為の治具も違ってくる。

そしてセットブロック(ト)、(ト)…、及びセンターピース(リ)が溶接されたフロントカバー(ヘ)は、ポンプインペラ(イ)のシェル(ル)と外周が溶接される。この場合も、所定の位置に位置決めしたシェル(ル)にフロントカバー(ヘ)を合わせて溶接しなくてはならない。フロントカバー(ヘ)の中心にはセンターピース(リ)が既に溶接されている為に、このセンターピース(リ)がポンプインペラ(イ)及びタービンランナ(ロ)を取付けているシェル(ル)の中心と一致するようにフロントカバー(ヘ)を溶接しなくてはならない。

このように、フロントカバー(ヘ)にセットブロック(ト)、(ト)…及びセンターピース(リ)を溶接する場合だけでなく、シェル(ル)とフロントカバー(ヘ)を溶接する際にも正しく位置決めすることが要求され、トルクコンバータの組立て作業は面倒であると共に、しかもセンターピース(リ)の芯がズレることがある。

一方、車種によってはトルクコンバータ、又はエンジンを他の車種と兼用することもあり、図８に示すようにフロントカバー(ヘ)とドライブプレート(チ)との距離が大きくなる場合がある。このように、ドライブプレート(チ)がフロントカバー(ヘ)から大きく離れた構造の場合、上記セットブロック(ト)の高さは高くなり、センターピース(リ)の高さも大きくなる。

その為に、コンバータ外殻(ニ)に油圧が作用した際のバルーニングや捩れによってセットブロック(ト)及びセンターピース(ロ)の溶接箇所に大きな応力が発生し、該溶接箇所から破損し易くなる。すなわち、エンジンの回転トルクはドライブプレート(チ)から各セットブロック(ト)、(ト)・・を介してフロントカバー(ヘ)へ伝達される。概略円柱状のセットブロック(ト)の溶接面積は比較的小さくて、しかも連結ネジ(カ)から溶接箇所までの距離が小さくて、該溶接箇所には大きな応力が作用して破損する。

このように従来のトルクコンバータのフロントカバーに固定しているセットブロックには上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、セットブロックではなく、板材を曲げ成形したセットプレートを使用して溶接箇所が破損することのない、又は少なくとも破損を抑制できるセットプレートを提供する。

本発明に係るセットプレートは金属製板材を曲げ成形した部材であり、連結部と両アームを備えている。連結部は概略コ形をしてアームから突出し、クランクシャフト端面に取着されるドライブプレートに当接して互いにネジ止めされる。一方のアームは上記連結部から湾曲して外方向又は内方向へ延び、トルクコンバータのフロントカバーに溶接され、その為に連結部を正面側(ドライブプレート側)へ突出することで、ドライブプレートに当接して互いにネジ止めされる。

ここで、上記両アームの形状は限定されず、適度に湾曲させることでフロントカバーに溶接され、ドライブプレートとネジ止めされる連結部の連結ネジ中心軸から両アームは離れた位置に形成される。連結部には連結ネジを設ける場合、又は連結ナットを設ける場合があり、何れにしてもドライブプレートとネジを介して固定される。
一方、本発明では複数個のセットプレートをフロントカバーに溶接する場合に限らず、円盤状のセットプレートとして成形し、外周部に複数の連結部を設けることもある。すなわち、円盤状セットブロックは中心にセンターピースを設けてフロントカバーと同心を成して溶接される。

本発明のセットプレートは板材を曲げ成形して連結部とアームを備えた部材であり、該アームはフロントカバーに溶接され、連結部はドライブプレートとネジ止め・固定される。そして、アームはドライブプレートと連結されるネジ位置から離れていることと溶接面積が大きくなることで、エンジンからの回転トルクに基づく応力が小さくなって溶接部が破損することはない。又、ブロック形状でなく、金属製板材で成形されたセットプレートであるために、衝撃やトルク変動の一部は変形にて吸収される為に、フロントカバーの溶接部に作用する応力は緩和される。

また、セットプレートはフロントカバーとドライブプレートとの距離が大きく離れても、連結部を大きく突出することで、該連結部がドライブプレートに当接して連結することが出来る。一方、曲げ成形されたセットプレートがフロントカバーに溶接されることで、フロントカバーの強度が向上し、ひいてはトルクコンバータのシェルのバルーニングや捩れを抑制する効果もある。逆に、フロントカバーの強度が向上することで、従来のようなセットブロックを直接溶接する場合に比較して該フロントカバーの薄肉化及び軽量化を図ることが出来る。特に、円盤状のセットプレートを溶接するならば、上記効果はより向上する。

本発明のセットプレートを備えたトルクコンバータ。 セットプレートの具体例。 本発明のセットプレートを備えたトルクコンバータ。 本発明のセットプレートを備えたトルクコンバータ。 本発明のセットプレートを備えたトルクコンバータ。 本発明のセットプレートを備えたトルクコンバータ。 本発明のセットプレートを備えたトルクコンバータ。 セットブロックを備えた従来のトルクコンバータ。

本発明を実施するための形態

図１は本発明に係るセットプレート１を取付けたトルクコンバータを示している。基本構造は前記図８に示している従来のトルクコンバータと同じであり、ロックアップダンパ２はタービンランナ３のフランジ４と共にタービンハブ５の外周に取り付けられている。ロックアップダンパ２にはピストン６が組合わされて該ピストン６と共に回転することが出来、ピストン６がフロントカバー７と係合する際に発生する衝撃的トルクをロックアップダンパ２が緩和し、又定常運転時でのエンジンのトルク変動を吸収することが出来る。

ポンプインペラ８のシェル９にフロントカバー７が溶接されてトルクコンバータ本体が構成されているが、本発明では上記ポンプインペラ８、タービンランナ３、ステータ１０、及びロックアップダンパ２等の具体的な構造は限定しない。ところで、本発明のトルクコンバータは、同図に示してようにフロントカバー７にセットプレート１，１・・が取着され、該セットプレート１，１・・に連結ネジ１１，１１・・固定され、この連結ネジ１１，１１・・を介してクランクシャフト１３に固定されるドライブプレート１４と連結している。

図２は上記セットプレート１を単独で表している具体例であるが、コ形をした連結部１５と両アーム１６，１６を有し、金属製板材にて曲げ成形された成形部材である。連結部１５には穴１７が貫通し、この穴１７に連結ネジ１１が挿通すると共に頭部１２は連結部１５に溶接又は圧入などで固定される。ところで、図１に示すようにセットプレート１の両アーム１６，１６はフロントカバー７の正面に溶接され、連結部１５に固定される連結ネジ１１は連結部１５の正面１８から突出し、ドライブプレート１４の外周部に貫通した穴に挿通すると共に、ナット１９が螺合して締め付けされている。従って、フロントカバー７はセットプレート１を介してドライブプレート１４と連結し、クランクシャフト１３の回転はトルクコンバータへ伝達される。そこで、セットプレート１に溶接又は圧入などで固定される連結ネジ１１やナットの接合強度を小さくすることが出来る。

ドライブプレート１４がトルクコンバータのフロントカバー７から大きく離れている場合には、該セットプレート１の連結部１５を両アーム１６，１６から大きく突出させることでフロントカバー７とドライブプレート１４を連結することが可能と成る。そして、セットプレート１は連結ネジ１１を固定している連結部１５の両側へ延びるアーム１６，１６を有し、該アーム１６，１６がフロントカバー７に溶接されることで、該セットプレート１がフロントカバー７から離脱することはない。

すなわち、シェル９に油圧が作用してバルーニングや捩れ現象が発生しても、アーム１６，１６の溶接部が破損することを防止できる。アーム１６，１６は連結部１５に固定した連結ネジ１１の中心軸からある程度の距離があり、該アーム１６，１６がフロントカバー７に溶接されることでアーム溶接部に作用する応力は抑えられる。そして、金属製板材を成形したセットプレート１は作用する負荷に応じて変形することが出来、このこともアーム溶接部への作用応力の緩和をもたらしめる。

ところで、上記ロックアップダンパ２のピストン６はタービンランナ３が所定の速度まで上昇したところで、フロントカバー７のライニング係合面２０に係合する。ピストン６には摩擦板２１が取着され、この摩擦板２１が係合面２０に係合することでロックアップダンパ２はフロントカバー７と共に回転することが出来る。

図３は別形態のセットプレート１を取付けたトルクコンバータである。連結部１５に連結ネジ１１を溶接又は圧入して固定し、該連結ネジ１１を介してドライブプレート１４とセットプレート１とが連結している構造は前記図１に示した実施例と同じである。しかし、図３のトルクコンバータでは、一方のアーム１６ａがフロントカバー７の外周に溶接され、他方のアーム１６ｂはフロントカバー７の正面に溶接されている。従って、この場合も連結部１５を中心として上下方向へ延びるアーム１６ａ，１６ｂがフロントカバー７に溶接されることで、セットプレート１は安定して取着される。しかも、ピストン６の摩擦板２１が係合するライニング係合面２０を避けて溶接されることで、該係合面２０の溶接歪が発生しない効果も得られる。

図４はさらに別のセットプレート１を取付けたトルクコンバータである。連結部１５に連結ネジ１１を溶接又は圧入して固定し、該連結ネジ１１を介してドライブプレート１４とセットプレート１とが連結している構造は前記図１、図３に示した実施例と同じである。しかし、図４のトルクコンバータでは、一方のアーム１６ａは二股に分離すると共に内側へ湾曲してフロントカバー７の正面外周部に溶接され、他方のアーム１６ｂはフロントカバー７の正面内周部に溶接されている。従って、この場合も同じように連結部１５を中心として上下方向へ延びるアーム１６ａ，１６ｂがフロントカバー７に溶接されることで、セットプレート１は安定して取着される。図１、図３、図４に取付けられているセットプレート１はその形状は各々違っているが、連結部１５と両アーム１６，１６を備えている。

このように、セットプレート１の形状は限定せず、連結ネジ１１を固定する連結部１１と両アーム１６，１６を備えた形状であって、連結部１５はアーム１６，１６の位置から突出した形状となっている。そして、図１、図３、図４に示すトルクコンバータでは、セットプレート１に連結ネジ１１を固定しているが、連結ナットを固定することも可能である。すなわち、連結部１５に連結ナットを溶接固定し、ドライブプレート１４を該連結ナットを介してネジ止めすることも出来る。

図５に示すトルクコンバータは、円盤状のセットプレート２２を取着している実施例である。該セットプレート２２は概略円盤状を成し、外周の４箇所には連結部１５，１５・・を設けている。この円盤状セットプレート２２も金属板を曲げ成形して製作されている。そして、連結部１５，１５・・は外方向へ延びると共に正面側(クランクシャフト側)へ突出し、この連結部１５，１５・・には図１の場合と同じように連結ネジ１１，１１・・が溶接や圧入などにて固定されている。

そして、連結部１５，１５・・にはドライブプレート１４の外周が当接すると共に、この連結ネジ１１，１１・・とナット１９，１９・・にてドライブプレート１４とフロントカバー７がセットプレート２２を介して連結される。ここで、円盤状のセットプレート２２の外周に溶接部２５，２５・・を突出して設け、該溶接部２５，２５・・がフロントカバー７に溶接・固定されている。同時に、セットプレート２２の内周部もフロントカバー７に溶接されている。

一方、円盤状のセットプレート２２の中心にはセンターピース２６が溶接などにて固定している。このセンターピース２６はクランクシャフト１３の中心穴２４に嵌合して位置決めされ、トルクコンバータの中心軸はクランクシャフト１３の中心軸と同心をなして取付けられる。ところで、このようにセットプレート２２を円盤状としたことで、ドライブプレート１４からの負荷が作用する連結部１５，１５・・とフロントカバー７との溶接部とは大きく離れることが出来、油圧によるバルーニングや捩れによって該溶接部は破損することはない。又、センターピース２６をセットプレート２２の中心に固定することで、フロントカバー７の中心に固定する場合に比較して短くなり、その為にセンターピース２６を固定する溶接部に作用する応力は軽減される。特に、該実施例ではセットプレート２２の中心部を膨らませて凸部２７を形成したことで、センターピース２６は一段と短くなっている。

図６も円盤状のセットプレート２２を備えたトルクコンバータの具体例である。このセットプレート２２も連結部１５，１５・・を４箇所に設け、各連結部１５，１５・・の間には溶接部２５，２５・・を有している。溶接部２５，２５・・が外周にあることでドライブプレート１４の回転トルクにて該溶接部２５，２５・・に作用する負荷が軽減される。そして、円盤状セットプレート２２の中心にはセンターピース部２３が設けられ、クランクシャフト１３の中心穴２４に嵌っている。

該センターピース部２３は円盤状のセットプレート２２の中心に一体成形されて、クランクシャフト１３の中心穴２４に嵌合して位置決めされる。すなわち、セットプレート２２を円盤状とすることで、別部品として製作したセンターピースを固定することなく一体成形が可能と成り、その為にセンターピース部２３が破損する虞はなくなる。

図７はさらに別形態のセットプレート２２を備えたトルクコンバータである。前記図５、図６のセットプレート２２のような外周に溶接部２５，２５・・を有していない為に、内周部にてフロントカバー７に溶接されている。その為に、溶接領域を拡大して強度を確保している。そして、この円盤状セットプレート２２の中心には図６のセットプレート２２と同じくセンターピース部２３が一体成形され、該センターピース部２３はクランクシャフト１３の中心穴２４に嵌っている。

１ セットプレート
２ ロックアップダンパ
３ タービンランナ
４ フランジ
５ タービンハブ
６ ピストン
７ フロントカバー
８ ポンプインペラ
９ シェル
10 ステータ
11 連結ネジ
12 頭部
13 クランクシャフト
14 ドライブプレート
15 連結部
16 アーム
17 穴
18 正面
19 ナット
20 係合面
21 摩擦板
22 セットプレート
23 センターピース部
24 中心穴
25 溶接部
26 センターピース
27 凸部

Claims (2)

1. エンジンのクランクシャフト端面に取付けたドライブプレートに連結して動力をトルクコンバータヘ伝えるセットプレートにおいて、該セットプレートは概略円盤状を成し、外周部にはドライブプレートに接してネジ止めする為にドライブプレート側へ突出する連結部を複数箇所に設け、そして、上記円盤の中心にはクランクシャフトの中心穴に嵌るセンターピースを設けたことを特徴とするセットプレート。
2. 上記外周にフロントカバーに溶接する溶接部を設けた請求項１記載のセットプレート。
   

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