JP6176997B2 - トルクコンバータのロックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロックアップ装置、特に、フロントカバーからのトルクをトルクコンバータのタービンに伝達するためのロックアップ装置に関する。

トルクコンバータには、トルクをフロントカバーからタービンに直接伝達するためのロックアップ装置が設けられている場合が多い。特許文献１に示されるように、この種のロックアップ装置は、フロントカバーに摩擦連結可能なピストンと、ピストンに固定されるドライブプレートと、ドリブンプレートと、複数のトーションスプリングと、中間部材と、を有している。ドリブンプレートは、トルクコンバータのタービンに固定され、複数のトーションスプリングを介してドライブプレートに回転方向に弾性的に連結されている。

この装置では、ピストンは、フロントカバーとタービンとの間に設けられており、ピストンの外周部に固定された環状の摩擦部材がフロントカバーの摩擦面に押し付けられると、フロントカバーのトルクがロックアップ装置に伝達される。すると、トルクがロックアップ装置からタービンへと伝達される。このとき、ロックアップ装置の複数のトーションスプリングによって、エンジンから入力されるトルク変動が吸収、減衰される。

特開２０１１−１７９５１５号公報

トルクコンバータのロックアップ装置では、ダンパー機構を低剛性で捩じり角度を広角度化するために、１対のトーションスプリングが直列的に作用するように構成される場合が多い。そして、１対のトーションスプリングを直列に作用させるために中間部材が設けられている。この中間部材は、ドライブプレート及びドリブンプレートに対して相対回転自在に設けられ、複数のトーションスプリングを支持している。

以上のように、低剛性で捩じり角度を広角度化したロックアップ装置では、ピストンに固定されるドライブプレート、トーションスプリングを支持する中間部材、タービンに固定されるドリブンプレートが必要であり、部品点数が多く、コスト削減の妨げになっている。

本発明の課題は、特に中間部材が設けられたロックアップ装置において、部材点数を削減して低コスト化及び軽量化を実現することにある。

本発明の第１側面に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、フロントカバーからのトルクをトルクコンバータのタービンに伝達するための装置であって、ピストンと、出力部材と、複数の弾性部材と、中間部材と、を備えている。ピストンは、軸方向に移動自在であり、フロンカバーに圧接される摩擦部材を有するとともに、外周部にタービン側に突出する複数の係合部を有する。出力部材はタービンに設けられている。複数の弾性部材は、ピストンの係合部及び出力部材が係合可能であり、ピストンの係合部と出力部材とを回転方向に弾性的に連結する。中間部材は、ピストンと弾性部材との軸方向間においてピストン及び出力部材に対して相対回転自在に配置され、複数の弾性部材のうちの少なくとも２つを直列的に作用させるため部材である。そして、中間部材は、ピストンの複数の係合部のそれぞれが挿通する円弧状の複数のスリットを有している。

この装置では、複数の弾性部材のうちの少なくとも２つの弾性部材が中間部材によって直列的に作用し、捩じり角度の広角度化が図られている。そして、ピストンに設けられた係合部は、中間部材の円弧状のスリットを貫通して弾性部材に係合している。このような構成において、フロントカバーに摩擦部材が圧接されることによって、トルクはフロントカバーからピストンに伝達される。そして、ピストンに伝達されたトルクは、係合部から複数の弾性部材を介して出力部材に伝達される。

ここでは、ピストンの係合部が中間部材のスリットを貫通して弾性部材に係合している。このため、従来装置におけるドライブプレートが不要になり、コストの低減及び軽量化を実現できる。

本発明の第２側面に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、第１側面の装置において、ピストンはタービン側の面において軸方向タービン側に突出する突起部を有している。そして、中間部材は、内周端が突起部に当接することにより径方向の位置決めがなされている。

ここでは、中間部材がピストンの突起部に当接することにより、中間部材の径方向の位置決めが行われている。このため、位置決めのための特別な構成が不要となる。

本発明の第３側面に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、第１側面の装置において、ピストンの係合部は中間部材のスリットの一部に当接しており、中間部材の径方向の位置決めがなされている。

ここでは、ピストンの係合部と中間部材のスリットを利用して、中間部材の径方向の位置決めが行われている。このため、位置決めのための特別な構成が不要となる。

本発明の第４側面に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、第１から第３側面のいずれかの装置において、出力部材は、タービンのシェルを軸方向フロントカバー側に折り曲げて形成されている。

ここでは、タービンシェルの一部によって出力部材が構成されているので、従来装置におけるドリブンプレートが不要になる。また、ドリブンプレートをタービンシェルに溶接したり、リベットによってタービンハブに固定したりする必要がなく、部品点数の削減及び構成の簡略化を実現できる。

以上のようは本発明では、中間部材が設けられたロックアップ装置において、従来装置におけるドライブプレートが不要になり、低コスト化及び軽量化を実現できる。

本発明の一実施形態によるロックアップ装置を備えたトルクコンバータの断面図。 図１の拡大部分図。 図１の一部正面図。

［トルクコンバータの全体構成］
図１は、本発明の一実施形態としてのロックアップ装置が採用されたトルクコンバータ１の断面部分図である。図１の左側にはエンジン（図示せず）が配置され、図の右側にトランスミッション（図示せず）が配置されている。図１に示すＯ−Ｏは、トルクコンバータ及びロックアップ装置の回転軸線である。

トルクコンバータ１は、フロントカバー２と、トルクコンバータ本体３と、ロックアップ装置４と、を有している。トルクコンバータ本体３は、トーラス形状の流体作動室を有しており、流体作動室は、インペラ５と、タービン６と、ステータ７と、から構成されている。

フロントカバー２は、円板状の部材であり、内周端にはセンターボス１０が設けられている。センターボス１０は、軸方向に延びる円筒形状の部材であり、クランクシャフトの中心孔内に挿入されている。フロントカバー２の外周側には、円周方向に等間隔で複数のボルト１１が固定されている。このボルト１１に螺合するナット（図示せず）がフレキシブルプレート（図示せず）の外周部を、フロントカバー２に固定している。

インペラ５は、インペラシェル１３と、その内側に固定された複数のインペラブレード１４と、インペラシェル１４の内周部に固定されたインペラハブ１５と、を有している。インペラシェル１３の外周縁は、フロントカバー２の外周部に形成された外周側筒状部２ａの先端に溶接されている。

タービン６はインペラ５に対して軸方向に対向して配置されている。タービン６は、タービンシェル１７と、その内側に固定された複数のタービンブレード１８と、タービンシェル１８の内周縁に固定されたタービンハブ１９と、を有している。タービンシェル１７の内周端部が、複数のリベット２０によってタービンハブ１９に固定されている。また、タービンハブ１９の内周面には、トランスミッションの入力シャフト（図示せず）に係合するスプライン１９ａが形成されている。これによりタービンハブ１９は入力シャフトと一体回転するようになっている。

ステータ７は、インペラ５の内周部とタービン６の内周部と間に配置されており、タービン６からインペラ５に戻る作動油の流れを整流するための機構である。ステータ７は、環状のステータシェル２２と、シェル２２の外周面に設けられた複数のステータブレード２３と、を有している。ステータシェル２２はワンウェイクラッチ２４を介して筒状の固定シャフト（図示せず）に支持されている。固定シャフトは入力シャフトの外周面とインペラハブ１５の内周面との間を延びている。

フロントカバー２の内周部とタービンハブ１９との軸方向間にはスラストブッシュ２６が配置されている。また、タービンハブ１９とワンウェイクラッチ２４との間、及びステータ７とインペラ５との軸方向間には、それぞれスラストベアリング２７，２８が配置されている。

［ロックアップ装置４の構造］
ロックアップ装置４は、タービン６とフロントカバー２との間に配置されており、両者を機械的に連結するための機構である。ロックアップ装置４は、ピストン３０と、タービン６に一体で形成された出力部材３１と、複数のトーションスプリング３２と、中間部材３３と、を有している。

＜ピストン３０＞
ピストン３０は、クラッチの連結及び遮断を行うための部材であり、中心孔が形成された円板形状である。ピストン３０の内周縁には、軸方向トランスミッション側に延びる内周側筒状部３０ａが形成されている。内周側筒状部３０ａはタービンハブ１９のエンジン側の外周面によって回転方向及び軸方向に移動可能に支持されている。なお、ピストン３０は、タービンハブ１９のトランスミッション側の面に当接することで、軸方向トランスミッション側への移動が規制されている。

また、タービンハブ１９のエンジン側の外周面には内周側筒状部３０ａの内周面に当接するシールリング３５が設けられている。これにより、ピストン３０の内周縁はシールされている。さらに、ピストン３０の外周側には環状の摩擦連結部３０ｂが形成されている。摩擦連結部３０ｂの軸方向エンジン側には環状の摩擦フェーシング３６が固定されている。

図２に拡大して示すように、ピストン３０の外周部には複数の入力側係合部３０ｃが形成されている。複数の入力側係合部３０ｃは、円周方向に等角度間隔で配置され、ピストン３０の外周部をトランスミッション側に折り曲げて形成されたものである。そして、各入力側係合部３０ｃはトーションスプリング３２の円周方向の端面に当接可能である。

＜出力部材３１＞
図１及び図２に示すように、出力部材３１は、タービンシェル１７の外周部をエンジン側に折り曲げて形成されたものである。そして、この出力部材３１には、複数の出力側係合部３１ａが形成されている。複数の出力側係合部３１ａは、円周方向に等角度間隔で、かつ入力側係合部３０ｃの内周側に配置されており、トーションスプリング３２の円周方向の端面に当接可能である。

＜トーションスプリング３２＞
トーションスプリング３２は、図１〜図３に示すように、中間部材３３によって支持され、ピストン３０と出力部材３１とを回転方向に弾性的に連結している。具体的には、トーションスプリング３２は、ピストン３０の入力側係合部３０ｃ及び出力部材３１の出力側係合部３１ａと当接可能な位置に配置され、入力側係合部３０ｃからトルクが伝達されて、これを出力側係合部３１ａに伝達する。なお、複数のトーションスプリング３２のうちの２つ１組のトーションスプリング３２が、中間部材３３によって直列に作用するように配置されている。

＜中間部材３３＞
中間部材３３は、前述のように、１対のトーションスプリング３２を直列に作用させるための部材であり、またトーションスプリング３２を半径方向及び軸方向に支持するための部材である。中間部材３３はピストン３０及び出力部材３１に対して相対回転可能に配置されている。

中間部材３３は、環状に形成されており、図２に示すように、内周端部に形成された位置決め部３３ａと、軸方向規制部３３ｂと、径方向規制部３３ｃと、複数の中間係合部３３ｄと、を有している。

位置決め部３３ａは、ピストン３０に形成された位置決め用凸部３０ｄの外周面に支持されて、中間部材３３径方向の位置決めがなされている。なお、位置決め用凸部３０ｄは、ピストン３０の一部をタービン側に押し出して形成された部分である。

軸方向規制部３３ｂは、位置決め部３３ａの外周側に形成された円板状部分である。この軸方向規制部３３ｂは、トーションスプリング３２とピストン３０との間に配置されており、トーションスプリング３２の軸方向エンジン側への移動を規制している。また、軸方向規制部３３ｂには、図３に示すように、円周方向に長く延びる円弧状の複数のスリット３３ｅが形成されている。そして、ピストン３０の入力側係合部３０ｃがこのスリット３３ｅを軸方向に貫通している。入力側係合部３０ｃはこのスリット３３ｅ内を回転方向に移動自在である。したがって、ピストン３０と中間部材３３とは、スリット３３ｅが形成された角度範囲内で相対回転が可能である。

径方向規制部３３ｃは、軸方向規制部３３ｂの外周部からトランスミッション側に延びて形成されている。この径方向規制部３３は軸方向規制部３３ｂの外周部をトランスミッション側に折り曲げて形成されたものである。径方向規制部３３ｃはトーションスプリング３２が径方向外方に飛び出すのを規制している。

複数の中間係合部３３ｄは外周側係合部３３ｄｏと内周側係合部３３ｄｉとを有している。外周側係合部３３ｄｏは、径方向規制部３３ｃの一部を内周側に折り曲げ、さらにその先端をエンジン側に折り曲げて形成されている。内周側係合部３３ｄｉは軸方向規制部３３ｂの一部をトランスミッション側に切り起こして形成されている。これらの中間係合部３３ｄは、直列に作用する１対のトーションスプリング３２の回転方向間に配置されている。

［トルクコンバータの動作］
エンジン回転数が低回転数領域では、ピストン３０の軸方向両側の作動油の圧力差によって、ピストン３０はトランスミッション側に移動している。すなわち摩擦フェーシング３６はフロントカバー２から離れ、ロックアップが解除されている。このロックアップ解除時には、フロントカバー２からのトルクはインペラ５から作動油を介してタービン６に伝達される。

［ロックアップ装置の動作］
トルクコンバータ１の速度比が上がり、エンジン回転数が一定の回転数に達すると、ピストン３０のエンジン側の作動油が排出されるとともに、ピストン３０のタービン側の作動油圧が上昇させられる。この結果、ピストン３０がフロントカバー２側に移動させられ、摩擦フェーシング３６がフロントカバー２の摩擦面に押し付けられる。この結果、フロントカバー２のトルクは、ピストン３０の入力側係合部３０ｃを介してトーションスプリング３２に伝達され、さらに出力部材３１の出力側係合部３１ａを介してタービン６に伝達される。すなわち、フロントカバー２が機械的にタービン６に連結され、フロントカバー２のトルクがタービン６を介して直接トランスミッションの入力シャフトに出力される。

ここで、複数のトーションスプリング３２のうちの１組（２個）のトーションスプリング３２は中間部材３３によって直接的に作用する。したがって、ロックアップ装置４の捩じり特性を低剛性化でき、かつ広角度化することができる。

［特徴］
（１）ピストン３０に形成された入力側係合部３０ｃが中間部材３３のスリット３３ｅを貫通してトーションスプリング３２に係合している。このため、従来装置におけるドライブプレートが不要になり、コストの低減及び軽量化を実現できる。

（２）ピストン３０に形成された位置決め用凸部３０ｄによって中間部材３３の位置決めを行なっているので、位置決めのための特別な構成が不要となる。

（３）出力部材３１が、タービンシェル１７を軸方向フロントカバー側に折り曲げて形成されているので、従来装置におけるドリブンプレートが不要になる。また、ドリブンプレートをタービンシェルに溶接したり、リベットによってタービンハブに固定したりする必要がなく、部品点数の削減及び構成の簡略化を実現できる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（１）前記実施形態では、出力部材をタービンシェルの一部を折り曲げて形成したが、出力部材をタービンシェルとは別の部材によって構成してもよい。

（２）中間部材３３の径方向の位置決めのための構成は前記実施形態に限定されない。例えば、ピストン３０の位置決め用凸部３０ｄに代えて、ピストン３０の入力側係合部３０ｃを中間部材３３のスリット３３ｅの外周側壁面に当接させて位置決めを行なってもよい。

１ トルクコンバータ
２ フロントカバー
４ ロックアップ装置
６ タービン
１７ タービンシェル
３０ ピストン
３０ｃ 入力側係合部
３０ｄ 位置決め用凸部
３１ 出力部材
３１ａ 出力側係合部
３２ トーションスプリング
３３ 中間部材
３３ｅ スリット

Claims (4)

1. フロントカバーからのトルクをトルクコンバータのタービンに伝達するためのロックアップ装置であって、
   軸方向に移動自在であり、前記フロンカバーに圧接される摩擦部材を有するとともに、外周部に前記タービン側に軸方向に延びて突出する複数の係合部を有するピストンと、
   前記タービンに設けられた出力部材と、
   前記ピストンの係合部及び前記出力部材が係合可能であり、前記ピストンの係合部と前記出力部材とを回転方向に弾性的に連結する複数の弾性部材と、
   前記ピストンと前記弾性部材との軸方向間において前記ピストン及び前記出力部材に対して相対回転自在に配置され、前記複数の弾性部材のうちの少なくとも２つを直列的に作用させるための部材であり、前記ピストンと前記弾性部材との間に配置された円板状部分を有し、前記円板状部分に前記ピストンの複数の係合部のそれぞれが挿通する円弧状の複数のスリットを有する中間部材と、
   を備えたトルクコンバータのロックアップ装置。
2. 前記ピストンは、前記ピストンの一部を前記タービン側に押し出して形成され軸方向タービン側に突出する突起部を有し、
   前記中間部材は、内周端が前記突起部に当接することにより径方向の位置決めがなされている、
   請求項１に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
3. 前記ピストンの係合部は前記中間部材のスリットの一部に当接しており、前記中間部材の径方向の位置決めがなされている、請求項１に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
4. 前記出力部材は、前記タービンのシェルを軸方向フロントカバー側に折り曲げて形成されている、請求項１から３のいずれかに記載のトルクコンバータのロックアップ装置。

Images