JP5250822B2 - トルク伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動ユニットと、回転軸特にトランスミッション入力軸との間でトルクを伝達するための、特に自動車のパワートレイン内のトルク伝達装置であって、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータを有しており、該トルクコンバータが、駆動ユニットに結合可能若しくは結合されたコンバータカバーを有していて、このコンバータカバーが、トルクを伝達するためにポンプインペラを介してタービンホイールに連結可能であって、該タービンホイールがトルクを伝達するためにコンバータロックアップクラッチによってロックアップされ得るようになっており、該コンバータロックアップクラッチが、軸方向で限定的にシフト可能なピストンを有していて、ディスクセットを備えたディスククラッチとして構成されており、該ディスクセットが、アウターディスクキャリヤに相対回動不能に結合されたアウターディスクと、インナーディスクキャリヤに相対回動不能に結合されたインナーディスクとを有している形式のものに関する。

本発明の課題は、以上のような形式の請求項１の上位概念部に記載したトルク伝達装置を改良して、簡単な構造で、安価に製造できるものを提供することである。

この課題を解決した本発明のトルク伝達装置によれば、駆動ユニットと、回転軸特にトランスミッション入力軸との間でトルクを伝達するための、特に自動車のパワートレイン内のトルク伝達装置であって、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータを有しており、該トルクコンバータが、駆動ユニットに結合可能若しくは結合されたコンバータカバーを有していて、このコンバータカバーが、トルクを伝達するためにポンプインペラを介してタービンホイールに連結可能であって、該タービンホイールがトルクを伝達するためにコンバータロックアップクラッチによってロックアップされ得るようになっており、該コンバータロックアップクラッチが、軸方向で限定的にシフト可能なピストンを有していて、ディスクセットを備えたディスククラッチとして構成されており、該ディスクセットが、アウターディスクキャリヤに相対回動不能に結合されたアウターディスクと、インナーディスクキャリヤに相対回動不能に結合されたインナーディスクとを有している形式のものおいて、前記ディスクセットが、ピストンとは反対側に、前記アウターディスクキャリヤに対して相対的に固定された終端ディスクを有しており、該終端ディスクがトルク伝達のために用いられ、かつ前記アウターディスクキャリヤに密に結合されている。堅固な終端ディスクによって、簡単な形式で、組み付け可能なトルク伝達装置が得られる。しかもこのトルク伝達装置はクラッチディスクを冷却するための冷却媒体例えばオイルを所望に貫流させることができる。

トルク伝達装置の有利な実施例によれば、終端ディスクが、ねじり振動ダンパ装置の出力部に取り付けられており、該ねじり振動ダンパ装置がコンバータロックアップクラッチに前置接続されている。ねじり振動ダンパ装置は入力部を有しており、この入力部は有利な形式で壁部カバーに固定されている。

トルク伝達装置の別の有利な実施例によれば、終端ディスクが軸方向で、ねじり振動ダンパ装置の出力部に支えられている。これによって、軸方向力の受容及び／又は伝達が可能である。

トルク伝達装置の別の有利な実施例によれば、終端ディスクが、アウターディスクキャリヤ及び／又は出力部に相対回動不能に（つまり一緒に回転するように）結合されている。終端ディスクはアウターディスクキャリヤに直接又は間接的に結合されている。

トルク伝達装置の別の有利な実施例によれば、前記終端ディスクが、アウターディスクキャリヤ及び／又は出力部に素材結合式（stofffluessige Verbindung）に結合されている。素材結合は、有利には溶接結合により実施される。

トルク伝達装置の別の有利な実施例によれば、終端ディスクが、少なくとも１つの摩擦溶接結合部又はレーザ溶接結合部によって、アウターディスクキャリヤ及び／又は出力部に結合されている。レーザ溶接結合は、部分的に又は環状に構成されていてよい。

トルク伝達装置の別の有利な実施例によれば、終端ディスクがかしめ加工（verstimm-en）によって、アウターディスクキャリヤ及び／又は出力部に結合されている。かしめ加工による結合部は、例えばスタンプ（型押し機）によって部分的に又は環状に形成される。

トルク伝達装置の別の有利な実施例によれば、終端ディスクがローラバニッシング（Rollieren）によって、アウターディスクキャリヤ及び／又は出力部に固定されている。ローラバニッシングは、部分的に又は環状に形成される。

トルク伝達装置の別の有利な実施例によれば、終端ディスクが異形成形された外径を有している。終端ディスクの外径は例えば、歯列、波形プロフィール又は溝プロフィールを備えている。有利な形式で、出力部は、相補的に形成された歯列、波形プロフィール又は溝プロフィールを備えている。

トルク伝達装置の別の有利な実施例によれば、終端ディスクは、アウターディスクキャリヤに摩擦結合（kraftschluessig；摩擦による束縛）又は形状結合（formschluessig；形状による束縛）によって結合されている。摩擦結合又は形状結合は有利にはプレス嵌めとして構成されている。また摩擦結合又は形状結合は、ビーディング（押し込み変形部）及びスタンピング（圧刻成形部）によって形成されてもよい。

トルク伝達装置の別の有利な実施例によれば、終端ディスクとアウターディスクキャリヤとの間にシール特にプラスチックシール、ペーパーシール、メタルシール又は軽金属シールが配置されている。これによって、冷却媒体が漏れ出すことは確実に避けられる。

トルク伝達装置の別の有利な実施例によれば、終端ディスクが半径方向内側又は外側に、剛性を高めるエンボス加工部及び／又は深鍋状変形部（Topfung）を有している。

トルク伝達装置の別の有利な実施例によれば、アウターディスクキャリヤが軸方向で、出力部と終端ディスクとの間に配置されている。それによって終端ディスクは、軸方向でアウターディスクキャリヤによって支えられる。

トルク伝達装置の別の有利な実施例によれば、ねじり振動ダンパ装置が、コンバータカバーと出力部との間に作用する第１のねじり振動ダンパと、タービンホイールと軸との間に作用する第２のねじり振動ダンパとを有している。ねじり振動ダンパは、有利にはダブルダンパとして構成されている。

トルク伝達装置の別の有利な実施例によれば、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータが３チャンネルシステムを有しており、該３チャンネルシステムを介して、トルクコンバータクラッチの操作が制御される。各チャンネル（通路）は、１つの方向で、又はそれぞれ２つの方向で貫流される。

本発明のその他の利点、特徴及び詳細は、図面を用いて以下に説明されている。

図１及び図２には、自動車のパワートレイン１のそれぞれ一部が示されている。内燃機関の駆動ユニット３（符号だけで示されていて、この駆動ユニット３からクランクシャフトが突き出している）と、トランスミッション５（同様に符号だけで示されている）との間にハイドロダイナミック式（haydorodynamisch；流体力学式）のトルクコンバータ６が配置されている。内燃機関３のクランクシャフトは例えばシートメタルドライブプレート（Antriebsblech）（このドライブプレートは、Flex Plate；フレックスプレートとも称呼されている）を介してトルクコンバータ６のハウジング１０に相対回動不能に結合されている。トルクコンバータ６のハウジング１０は、回転軸線１２を中心にして回転可能であっって、駆動部近くのハウジング壁部１４（コンバータカバーとも称呼されている）を備えている。

コンバータカバー（ハウジング壁部）１４にはパイロットベアリングピン１５が固定されており、このパイロットベアリングピン１５は、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータ６を組み付ける際にクランクシャフトの中央の切欠内に前もってセンタリングする。半径方向外側でコンバータカバー１４には接続金属薄板１６が溶接されており、この接続金属薄板１６からねじ山付きピン１７が突き出しており、このねじ山付きピン１７によって、コンバータカバー１４がシートメタルドライブプレートに固定される。

ハイドロダイナミック式のトルクコンバータ６は、ガイドホイール１９とポンプインペラ２０とタービンホイール２１とを有している。タービンホイール２１は、リベット結合部２２によってサイドプレート２４に堅固に結合されている。サイドプレート２４は、ねじり振動ダンパ２５の入力部を形成している。ねじり振動ダンパ２５はダンパハブ２６を有しており、このダンパハブ２６の半径方向外側にサイドプレート２４と、このサイドプレート２４に固定されたタービンホイール２１とが回転可能に取り付けられている。

ダンパハブ２６は半径方向内側で、トランスミッション入力軸２８に相対回動不能に結合されている。ねじり振動ダンパ２５の出力部は、ダンパフランジ２９によって形成されており、このダンパフランジ２９は、溶接継ぎ目３０によってダンパハブ２６に堅固に結合されている。ダンパフランジ２９は、ばねエレメント３１を介在させて一方のサイドプレート２４及び他方のサイドプレート３２に連結されている。ねじり振動ダンパ２５の別の入力部を成すサイドプレート３２は、リベット結合エレメント３３によって、トルクコンバータロックアップクラッチ３５の多板構造形式のインナーディスクキャリヤ３４に堅固に結合されている。

トルクコンバータロックアップクラッチ３５は、さらにアウターディスクキャリヤ３６を有しており、このアウターディスクキャリヤ４０は、別のねじり振動ダンパ４０の出力部３８に固定されている。このねじり振動ダンパ４０は入力部４１を有しており、このねじり振動ダンパ４０は、リベット固定部材４２によってハウジング壁１４に固定されている。リベット固定部材４２は、ハウジング壁１４から突き出すリベット突起によって形成されている。ねじり振動ダンパ４０の入力部４１は、ばねエレメント４３を介して出力部３８に連結されている。ねじり振動ダンパ４０の出力部３８とコンバータカバー１４との間にローラベアリング４４特に玉軸受が配置されている。ローラベアリング４４によって、ねじり振動ダンパ４０の出力部３８はコンバータカバー１４に回転可能に支承されている。ねじり振動ダンパ４０とねじり振動ダンパ２５とは１つのダブルダンパを形成している。

ローラベアリング４４とねじり振動ダンパ４０の出力部３８とは、ハブ部５０に支えられている。ハブ部５０内には、トランスミッション入力軸２８の段付き端部がシール作用下で回転可能に配置されている。シール作用を改善するために、シールリング６１が、トランスミッション入力軸２８の段付き端部内に形成された環状溝内に部分的に受容されている。シールリング６１にはハブ部５０が当接している。また、別のシールリング６２が、コンバータロックアップクラッチ３５のピストン６４に形成された環状溝内に部分的に受容されている。ピストン６４は、シール作用下で軸方向に摺動可能であって、場合によっては、回転可能にハブ部５０に支承されている。

ハブ部５０とダンパハブ２６との間で軸方向に、軸受装置６６が配置されている。この軸受装置６６は、有利な形式で、軸方向力を支えるためのアキシャル軸受である。選択的に又は付加的に、ラジアル軸受を用いてもよい。この軸受装置６６は、例えば滑り軸受又はローラベアリングとして構成されている。

トランスミッション入力軸２８は、液圧媒体を供給及び／又は導出するために内部に中央の中空室６７を備えている。中空室６７は、半径方向でハブ部５０を通って延在する流路６８を介して圧力室６９に接続されている。圧力室６９は、ねじり振動ダンパ４０の出力部３８とコンバータロックアップクラッチ３５のピストン６４とによって制限される。

ねじり振動ダンパ４０の出力部３８は、半径方向外方で、ベース７５を備えたほぼＵ字形の横断面を有している。脚７６及び７７は軸方向に延在している。ベース７５は半径方向に延在している。Ｕ字形横断面は、内部でエネルギ蓄積エレメント４３（ばねエレメント）のための少なくとも１つの受容室を仕切っている。エネルギ蓄積エレメント４３と脚７７との間にスライディングシェル７０が配置されている。

図１及び図２に示されたコンバータロックアップクラッチ３５は、ディスクセット８０を備えた多板クラッチとして構成されており、このディスクセット８０は、アウターディスク８１，８２及びインナーディスク８３，８４を有している。アウターディスク８１は、外歯列を介してアウターディスクキャリヤ３６に相対回動不能に（つまり一緒に回転するように）結合されている。インナーディスク８３，８４は、内歯列を介して前記インナーディスクキャリヤ３４に相対回動不能に結合されている。

図１に示した実施例では、終端ディスク９０が溶接結合９１を用いてねじり振動ダンパ４０の出力部３８に固定されている。終端ディスク９０は、クラッチディスク８１乃至８４がコンバータロックアップクラッチ３５のピストン６４によって負荷される時に、これらのクラッチディスク８１乃至８４のための軸方向のストッパを形成している。それと同時に、終端ディスク９０は、アウターディスクキャリヤ３６に気密に当接している。シール作用は、シール９４によって改善される。このシール９４は、アウターディスクキャリヤ３６の環状溝内に受容されていて、このシール９４に終端ディスク９０が当接している。終端ディスク９０は、ほぼ円環状ディスクの形状を有している。

図２に示した実施例では、終端ディスク１００が、ねじり振動ダンパ４０の出力部３８から半径方向内方に突き出す位置決め突起１０１によって、トランスミッション５に向かって軸方向に固定されている。終端ディスク１００は、その駆動ユニット３に向いた側が、シール作用下でアウターディスク３６に当接している。終端ディスク１００と出力部３８との間の相対回動不能な結合を得るために、終端ディスク１００は外歯列を備えていて、この外歯列は出力部３８の相補的な歯列と協働するようになっている。終端ディスク１００は、半径方向内方で、折り曲げられた縁部領域を有するほぼ円環状ディスクの形状を有している。

図１及び図２に示したハイドロダイナミック式のトルクコンバータ６は、３チャンネルシステムを有している。つまり、トルクコンバータロックアップクラッチ３５のオイル循環及び制御を実現するために、全部で３つの通路が設けられている。循環のためのオイルの流れは、２つの方向を有している。第１の通路１０７から冷却媒体特にオイルが、まずポンプインペラ２０内に流入する。このポンプインペラ２０はポンプとして示されている。次いでオイルの一部が、タービン２１内及びガイドホイール１９内で円環状の流れを継続する。オイルのその他の部分は、ポンプホイール２０とタービンホイール２１との間のギャップにおいて流出して、ハウジング１０内の第１の室１０８の残りの領域内に流れ込む。

中空のトランスミッション入力軸２８から流路６８を通って延在する第２の通路１１２は、圧力室６９にオイルを供給する。圧力室６９が油圧によって負荷されると、ピストン６４が右に移動して、この際にディスク８１乃至８４が終端ディスク９０；１００に押し付けられることによって、コンバータロックアップクラッチ３５が閉鎖する。しかしながら圧力室６９（第２の室とも称呼される）が無圧で又は僅かな圧力で負荷されると、第１の室１０８からの油圧がコンバータロックアップクラッチ３５を再び開放方向に押しやる。

本発明の別の重要な観点によれば、終端ディスク９０，１００が、アウターディスクキャリヤ３６（外側のディスクキャリヤとも称呼される）の歯列とアウターディスク８１，８２の歯列との間のオイルの流れをほぼ不可能にするようになっている。何故ならば、終端ディスク９０；１００はアウターディスクキャリヤ３６に気密に接続されているからである。

第３の通路１１７は室１１６に接続されている。室１１６は、間隔維持部材としてのスペーサリベット１２４によってピストン６４に固定されている付加的な壁部１１９とピストン６４との間に延在している。ピストン６４と付加的な壁部１１９との間の環状ギャプによって、アウターディスク８１，８２の外歯列の、タービン２１とは反対側に、循環するオイルのための貫流開口が形成される。付加的な壁部１１９はハブ２６に対してシールしているので、第１の室１０８からオイルが第３の通路１１７（リターン通路とも称呼される）内に流入することはない。これによって、オイルはほぼディスク１乃至８４若しくはロックアップクラッチ３５だけを介して確実に循環する。またこれによって、ディスク８１乃至８４の摩擦ライニングの冷却が改善される。

第１実施例によるトルク伝達装置を半分にした断面図である。 第２実施例によるトルク伝達装置を半分にした断面図である。

符号の説明

１ パワートレイン（動力伝達機構）、 ３ 駆動ユニット、 ５ トランスミッション（伝動装置）、 ６ ハイドロダイナミック式のトルクコンバータ、 １０ ハウジング、 １２ 回転軸線、 １４ ハウジング壁（コンバータカバー）、 １５ パイロットベアリングピン、 １６ 接続金属薄板、 １７ ねじ山付きピン、 １９ ガイドホイール、 ２０ ポンプインペラ、 ２１ タービンホイール、 ２２ リベット結合部材、 ２４ サイドプレート、 ２５ ねじり振動ダンパ、 ２６ ダンパハブ、 ２８ トランスミッション入力軸、 ２９ ダンパフランジ、 ３０ 溶接継ぎ目、 ３１ ばねエレメント、 ３２ サイドプレート、 ３３ リベット結合エレメント、 ３４ インナーディスクキャリヤ、 ３５ トルクコンバータロックアップクラッチ、 ３６ アウターディスクキャリヤ、 ３８ 出力部、 ４０ ねじり振動ダンパ、 ４１ 入力部、 ４２ リベット固定部材、 ４３ ばねエレメント、 ４４ ローラベアリング、 ５０ ハブ部、 ６１ シールリング、 ６２ シールリング、 ６４ ピストン、 ６６ 軸受装置、 ６７ 中空室、 ６８ 流路、 ６９ 圧力室、 ７０ スライディングシェル、 ７５ ベース、 ７６，７７ 脚、 ８０ ディスクセット、 ８１，８２ アウターディスク、 ８３，８４ インナーディスク、 ９０ 終端ディスク、 ９１ 溶接結合部、 ９４ シール、 １００ 終端ディスク、 １０１ 位置決め突起、 １０７ 第１の通路、 １０８ 第１の室、 １１２ 第２の通路、 １１７ 第３の通路、 １１９ 付加的な壁部、 １２４ スペーサリベット（間隔保持リベット）

Claims (14)

1. 駆動ユニット（３）と、回転軸（２８）との間でトルクを伝達するためのパワートレイン内のトルク伝達装置であって、
   ハイドロダイナミック式のトルクコンバータ（６）を有しており、
   該トルクコンバータ（６）が、駆動ユニット（３）に結合可能若しくは結合されたコンバータカバー（１４）を有していて、
   該コンバータカバー（１４）が、トルクを伝達するためにポンプインペラ（２０）を介してタービンホイール（２１）に連結可能であって、
   該タービンホイール（２１）がトルクを伝達するためにコンバータロックアップクラッチ（３５）によってロックアップされ得るようになっており、
   該コンバータロックアップクラッチ（３５）が、軸方向で限定的にシフト可能なピストン（６４）を有していて、ディスクセット（８０）を備えたディスククラッチとして構成されており、
   該ディスクセット（８０）が、アウターディスクキャリヤ（３６）に相対回動不能に結合されたアウターディスク（８１，８２）と、インナーディスクキャリヤ（３４）に相対回動不能に結合されたインナーディスク（８３，８４）とを有している形式のものにおいて、
   前記ディスクセット（８０）が、ピストン（６４）とは反対側に、前記アウターディスクキャリヤ（３６）に対して相対的に固定された終端ディスク（９０；１００）を有しており、
   該終端ディスク（９０；１００）がトルク伝達のために用いられ、かつ前記アウターディスクキャリヤ（３６）に密に結合されおり、
   前記ピストン（６４）との間に、アウターディスクキャリヤ（３６）とアウターディスク（８１，８２）との結合部を通って循環するオイルのための環状ギャップを形成する付加的な壁部（１１９）が設けられていることを特徴とする、トルク伝達装置。
2. 前記終端ディスク（９０；１００）が、ねじり振動ダンパ装置の出力部（３８）に取り付けられており、該ねじり振動ダンパ装置がコンバータロックアップクラッチ（３５）に前置接続されている、請求項１記載のトルク伝達装置。
3. 前記終端ディスク（９０；１００）が軸方向で、ねじり振動ダンパ装置の出力部（３８）に支えられている、請求項２記載のトルク伝達装置。
4. 前記終端ディスク（９０；１００）が、アウターディスクキャリヤ（３６）及び／又は出力部（３８）に相対回動不能に結合されている、請求項２又は３記載のトルク伝達装置。
5. 前記終端ディスク（９０）が、アウターディスクキャリヤ及び／又は出力部（３８）に素材結合式に結合されている、請求項４記載のトルク伝達装置。
6. 前記終端ディスク（９０）が、少なくとも１つの摩擦溶接結合部又はレーザ溶接結合部によって、アウターディスクキャリヤ及び／又は出力部（３８）に結合されている、請求項５記載のトルク伝達装置。
7. 終端ディスク（１００）がかしめ加工によって、アウターディスクキャリヤ及び／又は出力部（３８）に固定されている、請求項４記載のトルク伝達装置。
8. 終端ディスク（９０；１００）が異形成形された外径を有している、請求項２から７までのいずれか１項記載のトルク伝達装置。
9. 終端ディスク（９０；１００）が、アウターディスクキャリヤに摩擦結合又は形状結合によって結合されている、請求項２から８までのいずれか１項記載のトルク伝達装置。
10. 終端ディスク（９０）とアウターディスクキャリヤ（３６）との間にシール（９４）殊にプラスチックシール、ペーパーシール、メタルシール又は軽金属シールが配置されている、請求項２から９までのいずれか１項記載のトルク伝達装置。
11. 終端ディスク（１００）が半径方向内側又は外側にエンボス加工部及び／又は深鍋状変形部を有している、請求項２から１０までのいずれか１項記載のトルク伝達装置。
12. アウターディスクキャリヤ（３６）が軸方向で、出力部（３８）と終端ディスク（９０；１００）との間に配置されている、請求項２から１１までのいずれか１項記載のトルク伝達装置。
13. ねじり振動ダンパ装置が、コンバータカバー（１４）と出力部（３８）との間で働く第１のねじり振動ダンパ（４０）と、タービンホイール（２１）と軸（２８）との間で働く第２のねじり振動ダンパ（２５）とを有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載のトルク伝達装置。
14. ハイドロダイナミック式のトルクコンバータ（６）が３チャンネルシステムを有しており、該３チャンネルシステムを介して、コンバータロックアップクラッチ（３５）の操作が制御される、請求項１から１３までのいずれか１項記載のトルク伝達装置。

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