JP5815470B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの出力を伝達するための動力伝達装置に関し、特にその構造に関する。

エンジンの出力を車両の駆動輪へと伝達する動力伝達系において、エンジンと、自動変速機のトルクコンバータとの間にねじりダンパを使用する構成が知られている（下記特許文献１）。この特許文献に記載されたねじりダンパは、エンジンの出力軸に接続される外側ダンパ支持部材と、トルクコンバータに接続される内側ダンパ支持部材と、これらのダンパ支持部材の間に介在し、両者の回転変位を許容するダンパ部材とを有している。外側ダンパ支持部材は、内側ダンパ支持部材とダンパを外側から覆うようにして、これらを収容している。

特開２０１０−２５５７５３号公報

エンジンとトルクコンバータを、ねじりダンパを介して接続して構成された動力伝達系において、トルクコンバータとねじりダンパにより構成されるねじり振動系が、エンジンのアイドル回転数付近に共振回転数を有すると、アイドル運転時に振動が発生する。また、共振回転数がアイドル回転数よりやや低い速度である場合、エンジン始動時にこの共振点にエンジンの回転数が引き込まれ、アイドル回転数まで増速できないという現象が発生する。ねじりダンパのばね定数は、変速時のショックの吸収等、他の要件に対応して決定されており、ばね定数の変更により共振回転数を移動することは難しい。

本発明は、ねじりダンパを含む動力伝達系の共振回転数をアイドル回転数から離すのに好適な構造を提供することを目的とする。

本発明に係る動力伝達装置は、エンジンの出力軸に接続され、この出力軸と共に回転する第１部材と、トルクコンバータに回転に関して固定的に接続され、トルクコンバータと共に回転する第２部材と、第１部材と第２部材の間に介在し、これらの部材間で、相対的な回転変位を許容しつつトルク伝達を行うための弾性部材とを有し、第２部材は第１部材および弾性部材を半径方向外側から覆うようにしてこれらを収容している。第２部材は、第１部材の少なくとも一部および弾性部材を収容しており、従来より外径が大きく、大きな慣性モーメントを有する。この大きな慣性モーメントがトルクコンバータの慣性モーメントに加算されることにより、第２部材と弾性部材とを含む振動系の共振回転数を大きく変更することができる。

第２部材とトルクコンバータは、弾性部材が配置された位置より半径方向外側において接続するようにできる。半径の大きい位置で接続することにより、接続構造の強度を効率よく高めることができる。例えば、ボルトにより接続する場合であれば、ボルト本数を減らしつつ、接続の強度を高める、または維持することが可能となる。

また、第２部材は、トルクコンバータに対し相対移動しないように接続されるようにでき、第２部材とトルクコンバータの間に、第１部材および弾性部材を収容する収容空間を封止するためのシール部材を配置するようにできる。

さらにまた、第１部材は、弾性板を介してエンジンの出力軸に接続されるようにでき、これによれば、弾性板の弾性により軸線方向の相対変位が許容され、回転方向には固定される。

第２部材をトルクコンバータに接続することにより、共振点を変更することが可能となる。

動力伝達装置の要部を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１には、本実施形態のエンジンの出力を車両の駆動輪へと伝達する動力伝達装置の要部が示されている。動力伝達装置の図示されている部分は、車両のエンジンと、自動変速機の変速機構の間に位置する部分である。エンジンの出力軸、すなわちクランクシャフト１０から、ドライブプレート１２、ねじりダンパ機構１４、トルクコンバータ１６が順に接続されている。トルクコンバータの構造は、よく知られたものであり、ここではその詳細な説明は省略する。ドライブプレート１２、ねじりダンパ機構１４およびトルクコンバータ１６は、クランクシャフト１０と共通の回転軸線を有する回転部材である。以降、この共通の回転軸線を単に回転軸線と記し、この回転軸線に直交する方向を半径方向、この回転軸線を周回する方向を周方向と記す。

クランクシャフト１０の端に、ドライブプレート１２の端がボルト１８により結合されている。ドライブプレート１２の一端は、ねじりダンパ機構１４の入力側の部材であるダンパ駆動プレート２０に溶接等の手段により結合されている。ダンパ駆動プレート２０は、弾性部材、例えばコイルばね等のばね２２を介して、ねじりダンパ機構１４の出力側の部材であるダンパシェル２４に接続されている。ダンパシェル２４は、トルクコンバータ１６のフロントカバー２６に溶接等の手段により結合されたセットブロック２８にボルト３０により結合されている。

ねじりダンパ機構１４は、クランクシャフト１０に接続されるダンパ駆動プレート２０と、トルクコンバータ１６に接続されるダンパシェル２４の間にばね２２を介在させることにより、クランクシャフト１０とトルクコンバータ１６の相対的な回転変位を許容して、両者間の振動、または急激な回転変位の伝達を減衰するものである。ダンパ駆動プレート２０は、概略円板形状を有し、中心部３２と、中心部３２から半径方向外側に延びるアーム部３４を有する。アーム部３４は、周方向においてばね２２に当接される。中心部３２の最内周には、回転軸線と同軸の円筒部３６が設けられ、この円筒部３６の外周面にダンパシェル２４を回転可能に支持するダンパ支持ベアリング３８が配置される。

ダンパシェル２４は、概略円環形状を有しており、さらに詳しくは、回転軸線方向に間をあけて並べられた二つの円板状の部分と、この二つの円板状部分の外周側に、これらの部分の間の空間を囲む円筒状の部分とを有する。言い換えれば、略コの字断面の円環形状を有する。コの字は半径方向内側に開放しており、コの字の開放部分から、その内部に、ダンパ駆動プレート２０の外周部分、特にアーム部３４が延びている。ダンパシェル２４のコの字断面形状は、部分によってその幅（回転軸線方向の寸法）が異なる。ばね２２を収容する部分は、図１中実線で示すように幅が広い部分４０なっている。幅が広い部分４０の半径方向内側では、やや幅が狭くなっており、これによりばね２２の半径方向内側への移動が阻止されている。一方、幅の広い部分４０と同一の円周上に、図１中破線で示される幅の狭い部分４２が設けられている。この幅の狭い部分４２の周方向端面がばね２２の一端に対向、好ましくは当接し、ばね２２の位置を定めている。ばね２２から見ると、一方の端がダンパ駆動プレートのアーム部３４に、他方の端がダンパシェル２４の断面幅が狭い部分４２の端面に周方向に対向して、位置決めされている。

ダンパシェル２４は、ダンパ駆動プレート２０およびばね２２を半径方向外側から覆うようにして、これらをコの字形で囲まれた空間に収容している。また、ダンパシェル２４は、トルクコンバータ１６のフロントカバー２６とドライブプレート１２と共に閉じた空間であるダンパ室４４を形成しており、このダンパ室４４内にダンパ駆動プレート２０とばね２２が位置している。ダンパシェル２４のコの字形の、トルクコンバータに対向する辺に相当する部分には、ダンパシェル２４とフロントカバー２６の間を封止するシール部材４６が設けられている。好適には、シール部材４６は、断面において、コの字形の一方の端部に配置される。シール部材４６は、弾性材料からなる環状部材、例えばＯリングを採用することができるが、液体ガスケットのように粘着性の液体材料を塗布する形式のものであってもよい。ダンパシェル２４の、コの字形のもう一方の端部に配置されるダンパ支持ベアリング３８は、インナレースとアウタレースの間の空間を封止するシールベアリングの構成を採用することができる。これにより、ダンパシェル２４とドライブプレート１２の間が封止される。このようにして、ダンパ室４４は、外部から閉鎖され、その中には、グリス等の潤滑または防錆剤が入れられている。シール部材４６およびダンパ支持ベアリング３８をシールベアリングとすることで、ダンパ室４４内のグリス等が流出、飛散することが防止され、また、外部から水や塵埃等の異物が進入することが防止される。

ダンパシェル２４の外周には、ボルト３０と係合するための係合部が形成されている。係合部は、好適にはダンパシェル２４外周の全周に沿って延びるフランジ４８である。また、ダンパシェルの外周の複数箇所から半径方向外側に向けて延びる耳部とすることもできる。フランジ４８等の係合部には、セットブロック２８の位置に合わせて、ボルト３０が貫通するための孔が設けられている。

ダンパシェル２４は、略円環を有する２枚の板材を組み合わせて構成することができる。具体的には、ダンパシェル２４は、トルクコンバータ１６側に位置する第１シェル部材２４ａと、エンジン側に位置する第２シェル部材２４ｂとを、それぞれの部材の外周部分を溶接することにより形成される。第１シェル部材２４ａの内周に沿って断面Ｌ字形の部分を形成し、図示されるように、Ｌ字形の角部によりＯリング等のシール部材４６を保持する。第２シェル部材２４ｂの内周に沿って断面Ｌ字形の部分を形成し、このＬ字形により形成された第２シェル部材２４ｂの内周面においてダンパ支持ベアリング３８が保持される。ダンパ支持ベアリング３８を確実に保持するために、保持片５０が第２シェル部材２４ｂに結合されている。保持片５０は、第２シェル部材２４ｂの内側端と共に、ダンパ支持ベアリング３８を回転軸線方向において挟んで、これを保持する。保持片５０は、円環形状とすることができ全周にわたってダンパ支持ベアリング３８に当接するようにできる。また、周方向に間隔をあけて複数個を配置する構成としてもよい。

ドライブプレート１２は、ねじりダンパ機構１４とクランクシャフト１０を接続している。特に、この実施形態においては、２枚の円板状の部材（第１プレート部材１２ａ，第２プレート部材１２ｂ）を含む。第１および第２プレート部材１２ａ，１２ｂは、それぞれが回転軸線上に中心を有し、互いに回転軸線方向に近接して配置されている。エンジン側に位置する第１プレート部材１２ａは、その内周部が、ボルト１８によりクランクシャフト１０の端に結合されている。また、トルクコンバータ側に位置する第２プレート部材１２ｂは、その内周部がねじりダンパ機構のダンパ駆動プレート２０の内周側に溶接等の手法により結合されている。第２プレート部材の外周には、環形状の慣性リング５２が溶接等の着脱できない手法により結合されている。この慣性リング５２と第１プレート部材１２ａがボルト５４等の締結部材により着脱可能に結合されて、第１プレート部材１２ａと第２プレート部材１２ｂが結合されている。慣性リング５２は、エンジンのフライホイールの一部として機能するが、不要であれば、例えば他の回転体により十分な慣性モーメントを得られれば、これを省略してもよい。第１および第２プレート部材１２ａ，１２ｂが弾性変形することにより、クランクシャフト１０に対するねじりダンパ機構１４の、回転軸線方向の変位が許容される。２枚の円板状部材（１２ａ，１２ｂ）の双方が弾性変形することで、変位量を大きく取ることができる。一方、必要な変位量を得られるのであれば、一方の円盤状部材、例えばエンジン側の円板状部材を厚くし、トルクコンバータ側の円板状部材が変位を担うようにしてもよい。回転軸線方向の変位が不要であれば、ドライブプレートを実質的に剛体として構成してもよい。

以上述べた動力伝達装置は、ばね要素と慣性要素からなるねじり振動系を構成する。ばね要素は、ばね２２によるねじりばね定数を有する。出力側の慣性要素の慣性モーメントは、ダンパシェル２４とトルクコンバータ１６を回転に関して固定的に接続することにより、ダンパシェル２４とトルクコンバータ１６回転部分の慣性モーメントの和となる。ダンパシェル２４とトルクコンバータ１６の接続態様は、回転に関して固定的であるが、回転軸線方向の相対変位を許容する態様を採用してもよい。ダンパシェル２４は、ダンパ駆動プレート２０を半径方向外側から覆い、また内部にダンパ室４４を規定するために、ダンパ駆動プレート２０より、大きな慣性モーメントを有する。したがって、ダンパ駆動プレート２０をトルクコンバータ１６に、ダンパシェル２４をドライブプレート１２に接続する場合に比べ、上記ねじり振動系における慣性モーメントを従来より大きくすることができ、よって、当該ねじり振動系の固有振動数を低くすることができる。これにより、ねじり振動系の共振点を、エンジンのアイドル回転数より十分に低い回転数に設定することが可能となる。

ダンパシェル２４はダンパ駆動プレート２０を半径方向外側から覆うように構成されている。このため、ねじりダンパ機構１４をトルクコンバータ１６に接続するにあたって、ダンパ駆動プレート２０をトルクコンバータ１６に接続するよりも、ダンパシェル２４を接続した方がより半径方向外側で接続することができる。このため、同じトルクを伝達するのであれば、ねじりダンパ機構１４とトルクコンバータ１６の接続部への入力荷重を小さくすることができる。つまり、従来より少ないボルト本数や、細いボルトで、効率よく、高い結合強度を得ることができる。

ダンパシェル２４は、トルクコンバータ１６と一体に回転するように接続され得る。上記の実施形態においては、ダンパシェル２４は、トルクコンバータ１６に、溶接等により結合されたセットブロックにねじ結合するボルト３０により着脱可能に固定されて、トルクコンバータ１６に対し相対移動しないように結合されている。シール部材４６は、相対移動しない部材同士、すなわち、フロントカバー２６と第１シェル部材２４ａの間を封止しており、シール部材４６の摩耗、損傷の発生を抑制することができる。

ダンパ駆動プレート２０は、前述のようにダンパシェル２４の半径方向内側に位置する。この内側に位置するダンパ駆動プレート２０とクランクシャフト１０を接続するようにしたことにより、２枚構成のドライブプレート１２を採用することができる。つまり、半径方向内側において、クランクシャフト１０とダンパ駆動プレート２０に各々結合される第１および第２プレート部材１２ａ，１２ｂ同士を、半径方向外側において結合した構成を採ることができる。２枚の円板状の部材（１２ａ，１２ｂ）の弾性変形を利用することにより、ねじりダンパ機構１４のクランクシャフト１０に対する回転軸線方向の動きを許容することができ、この方向の振動を吸収することができる。

本発明の一態様として、エンジンとトルクコンバータの間に介在するねじりダンパが提供される。このねじりダンパは、エンジンの出力軸に接続され、この出力軸と共に回転する第１部材と、トルクコンバータに回転に関して固定的に接続され、トルクコンバータと共に回転する第２部材と、第１部材と第２部材の間に介在し、第１部材と第２部材の相対的な回転変位を許容し、かつこれらを接続するための弾性部材と、を有する。第２部材は、第１部材および弾性部材を半径方向外側から覆うようにしてこれらを収容する、

１０ クランクシャフト、１２ ドライブプレート、１４ ねじりダンパ機構、１６ トルクコンバータ、２０ ダンパ駆動プレート（第１部材）、２２ ばね（弾性部材）、２４ ダンパシェル（第２部材）、２６ フロントカバー、３８ ダンパ支持ベアリング、４４ ダンパ室、４６ シール部材。

Claims (3)

1. エンジンの出力を伝達する動力伝達装置であって、
   前記エンジンの出力軸に接続され、この出力軸と共に回転する第１部材と、
   トルクコンバータに回転に関して固定的に接続され、前記トルクコンバータと共に回転する第２部材と、
   前記第１部材と前記第２部材の間に介在し、前記第１部材と前記第２部材の相対的な回転変位を許容しつつ、これらの部材間でトルク伝達を行うための弾性部材と、
   を有し、
   前記第２部材は、前記第１部材の少なくとも一部および前記弾性部材を半径方向外側から覆うようにしてこれらを収容し、
   前記第２部材は前記トルクコンバータに対し回転軸線方向に相対移動しないように接続され、
   前記第２部材と前記トルクコンバータの間に、前記第１部材および前記弾性部材を収容する収容空間を封止するためのシール部材が配置される、
   動力伝達装置。
2. エンジンの出力を伝達する動力伝達装置であって、
   前記エンジンの出力軸に接続され、この出力軸と共に回転する第１部材と、
   トルクコンバータに回転に関して固定的に接続され、前記トルクコンバータと共に回転する第２部材と、
   前記第１部材と前記第２部材の間に介在し、前記第１部材と前記第２部材の相対的な回転変位を許容しつつ、これらの部材間でトルク伝達を行うための弾性部材と、
   を有し、
   前記第２部材は、前記第１部材の少なくとも一部および前記弾性部材を半径方向外側から覆うようにしてこれらを収容し、
   前記第１部材は、弾性板を介して前記出力軸に接続され、当該弾性板の弾性により回転軸線方向の相対変位が許容され、回転方向には固定される、
   動力伝達装置。
3. 請求項１または２に記載の動力伝達装置であって、前記第２部材は、前記弾性部材の配置された位置よりも半径方向外側において前記トルクコンバータに接続される、動力伝達装置。
   
   
   

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