JP6682701B2 - フィンガ−タブ付きのろう付けされた慣性リングを備えるトルクコンバータ - Google Patents

Description

本開示は、慣性リング、特に、タービンシェルの半径方向外側部分にあるスロット内のタブと、スロットの半径方向内側のタービンシェルにある開口内のフィンガとによってタービンシェルに固定された慣性リングを備える、トルクコンバータに関する。

効率と、騒音・振動・ハーシュネス（ＮＶＨ）特性とを改善するためにトルクコンバータのタービン上に慣性リングが求められる。耐久性のある取付け方法が必要であり、ろう付けは、現在のタービンブレード組立て方法に関して好ましい。タービンブレードを内面に固定しかつコアリングをタービンブレードに固定するろう付け作業の間、タービンの内面、タービンブレードおよびコアリングは上向きにされる。内面が上向きのまま、（下向きの）タービンシェルの外面に対して慣性リングを所定の位置に保持することが、耐久性のある取付けのために必須である。ろう付け炉ベルト上の複数の固定具を、慣性リングを所定の位置に保持するために使用することができる。しかしながら、複数の固定具の使用には、多くの問題およびかなりのコストが関連する。

米国特許第４８４４２１６号明細書では、タービンではなく、ダンパに質量が接続される。したがって、質量は、直接慣性ではなく、ダンパ慣性を提供する。米国特許第５１９５６２１号明細書では、慣性質量はタービンシェルに溶接される。しかしながら、溶接は、ろう付けされたタービンブレード接合部を弱め、タービンブレード耐久性を低下させる。さらに、質量は比較的大きく、質量の大きなサイズの結果、より低速のテークオフが生じる。米国特許第６６４８１１２号明細書は、慣性質量をトルクコンバータ用のタービンシェルに取り付けてタービンの慣性を増大させるために溶接を使用する。しかしながら、溶接は、ろう付けされたタービンブレード接合部を弱め、タービンブレード耐久性を低下させる。さらに、質量は比較的大きく、その結果、より低速のテークオフが生じる。米国特許第６７８９４４６号明細書は、リングギアをトルクコンバータ用のカバーに取り付けてカバーの慣性を増大させるために溶接を使用する。その結果、リングギアからの慣性は、タービンのみにおけるリングとは異なるモードで作用する。米国特許第８７６３７７５号明細書は、タービンではなく、ダンパ内の中間質量に質量を加える（これは、トランスミッション入力軸に質量を加える）。これにより、質量は、ＮＶＨおよび効率のための異なるモードを提供する。米国特許出願公開第２００４／０２２６７９４号明細書は、タービンではなく、ダンパ内の中間質量に質量（慣性）を加える（これは、トランスミッション入力軸に直接に質量を加える）。これにより、質量は、ＮＶＨおよび効率のための異なるモードを提供する。

本明細書に例示される態様によれば、トルクコンバータであって、トルクを受け取るように配置され、かつインペラシェルとインペラシェルに固定された少なくとも１つのインペラブレードとを有する、インペラと、タービンであって、周方向でタービンシェルの第１および第２の半径方向最外部の間に配置された開放端部を備えるスロットを有する、タービンシェルと、タービンシェルに固定された少なくとも１つのタービンブレードと、を有するタービンと、タービンシェルに固定され、かつスロットに配置されたセグメントを備えるタブを有する、慣性リングと、を備えるトルクコンバータが提供される。

本明細書に例示される態様によれば、トルクを受け取るように配置されたカバーと、カバーに回転不能に接続されたインペラシェルおよびインペラシェルに固定された少なくとも１つのインペラブレードを有するインペラと、タービンシェルおよび慣性リングを有するタービンと、を備えるトルクコンバータが提供される。タービンシェルは、外面と、内面と、タービンシェルの内面と外面とを接続する開口と、タービンシェルの内面に固定された少なくとも１つのタービンブレードとを有する。慣性リングは、タービンシェルの外面に固定されており、慣性リングの半径方向で最も内側の面を有するフィンガと、開口に配置されたセグメントとを有する。

本明細書に例示される態様によれば、トルクを受け取るように配置されたカバーと、カバーに回転不能に接続されたインペラシェルおよびインペラシェルに固定された少なくとも１つのインペラブレードを有するインペラと、タービンと、慣性リングと、を備えるトルクコンバータが提供される。タービンは、内面および外面を有するタービンシェルと、内面に接続された少なくとも１つのタービンブレードと、スロットと、内面と外面とを接続しかつスロットの半径方向内側に配置された開口とを有する。慣性リングは、スロットに配置されたセグメントを備えるタブと、慣性リングの半径方向で最も内側の面を有しかつ開口に配置されたセグメントを備えるフィンガとを有する。

様々な実施の形態が、添付の概略的な図面に関連して例示のみを目的として開示されている。図面では、対応する参照符号は対応する部材を示す。

本願において使用される空間に関する用語を説明する円柱座標系の斜視図である。 フィンガ−タブ付きのろう付けされた慣性リングを備えるトルクコンバータの一例示実施形態の部分断面図である。 図２の一部の詳細であり、図２のインペラおよびタービンを示している。 図２の慣性リングおよびタービンシェルの部分正面図である。 図２の慣性リングおよびタービンシェルの詳細の部分平面図である。 フィンガ−タブ付きのろう付けされた慣性リングを備えるトルクコンバータの一例示実施形態の部分断面図である。 図６の一部の詳細であり、図６のインペラおよびタービンを示している。 図６の慣性リングおよびタービンシェルの部分正面図である。 図６の慣性リングおよびタービンシェルの詳細の部分平面図である。

最初に、異なる図面中の同じ参照符号は、本開示の同一のまたは機能的に類似の構造要素を識別していることが認識されるべきである。請求の範囲に記載される開示は、開示された態様に限定されないことが理解されるべきである。

さらに、この開示は、記載された特定の方法、材料および変更に限定されるのではなく、したがって、もちろん変更されてよいことが理解される。本明細書で使用される用語は、特定の態様を説明するためだけのものであり、本開示の範囲を限定することを意図したものではないことも理解される。

別段の定めがない限り、本明細書で使用される全ての技術的および科学的用語は、この開示が属する技術分野における当業者に一般的に理解される意味と同じ意味を有する。本明細書で説明されたものと類似または均等のあらゆる方法、装置または材料を、本開示の実施または試験で使用できることを理解すべきである。

図１は、本願において使用される空間に関する用語を説明する円柱座標系１０の斜視図である。本願は、少なくとも部分的に円柱座標系に関して説明される。系１０は、以下の方向および空間に関する用語の基準として使用される長手方向軸１１を有する。軸方向ＡＤは、軸１１に対して平行である。半径方向ＲＤは、軸１１に対して直交方向である。周方向ＣＤは、軸１１を中心に回転した、（軸１１に対して直交方向の）半径Ｒの終点によって規定される。

空間的な用語を明らかにするために、物体１２，１３および１４が使用される。物体１２の面１５のような軸方向面は、軸１１と同一平面の平面によって形成されている。軸１１は、平面１５を通過している。しかしながら、軸１１と同一平面のあらゆる平面が、軸方向の面である。物体１３の面１６のような半径方向の面は、軸１１に対して直交方向でかつ半径、例えば半径１７と同一平面の平面によって形成されている。半径１７は、平面１６を通過している。しかしながら、半径１７と同一平面のあらゆる平面が、半径方向の面である。物体１４の面１８は、周方向、または円筒状の面を形成している。例えば、周１９は、面１８を通過している。別の例として、軸方向移動は、軸１１に対して平行であり、半径方向移動は、軸１１に対して直交方向であり、周方向移動は、周１９に対して平行である。回転移動は、軸１１に関する。「軸方向に」、「半径方向に」および「周方向に」という副詞は、軸１１、半径１７および周１９のそれぞれに対して平行な向きをいう。例えば、軸方向に配置された面または縁は、方向ＡＤに延びており、半径方向に配置された面または縁は、方向Ｒに延びており、周方向に配置された面または縁は、方向ＣＤに延びている。

図２は、フィンガータブ付きのろう付けされた慣性リング１０２を備えるトルクコンバータ１００の一例示実施形態の部分断面図である。

図３は、図２の一部の詳細であり、図２のインペラおよびタービンを示している。

図４は、図２の慣性リング１０２およびタービンシェルの部分正面図である。

図５は、図２の慣性リング１０２およびタービンシェルの詳細の部分平面図である。以下の説明は、図２〜図５に照らして考察されるべきである。トルクコンバータ１００は、回転軸線ＡＲ、リング１０２、インペラ１０４およびタービン１０６を有する。インペラ１０４は、トルクを受け取るように配置されており、インペラシェル１０８と、例えばろう付けによってインペラシェル１０８に固定された少なくとも１つのインペラブレード１１０とを有する。タービン１０６は、タービンシェル１１２を有する。タービンシェル１１２は、開放端部１１６を備えるスロット１１４を有し、スロット１１４は、周方向で、タービンシェル１１２の半径方向最外部１１８および１２０の間に配置されている。タービン１０６は、ろう付けによってタービンシェル１１２に固定された少なくとも１つのタービンブレード１２２を有する。慣性リング１０２は、タービンシェル１１２に固定されており、スロット１１４に配置されたセグメント１２６を備えるタブ１２４を有する。

タービンシェル１１２は、内面１２８および外面１３０を有する。一例示実施形態では、タービンブレード１２２は内面１２８と接触しており、慣性リング１０２は外面１３０と接触している。一例示実施形態では、部分１１８および１２０は、それぞれシェル１１２の半径方向最外縁部１３２および１３４を有し、開放端部１１６は、周方向で縁部１３２および１３４の間に配置されている。

慣性リング１０２は本体１３６を有する。一例示実施形態では、本体１３６は、半径方向断面で見るとＬ字形である。例えば、本体１３６は、図２および図３においてＬ字形である。タブ１２４は、本体１３６から方向ＡＤへ延び、次いで、方向ＡＤに沿って半径方向内方へ曲がっている。周方向ＣＤの線ＣＬが、順に、部分１１８、セグメント１２６および部分１２０を通過している。

トルクコンバータ１００は、トルクを受け取るように配置されかつインペラシェル１０８に回転不能に接続されたカバー１３８と、部分的にカバー１３８、シェル１０８およびシェル１１２によって形成された空間１４０とを有する。慣性リング１０２は、空間１４０に配置されている。

１つの例として実施の形態において、タブ１２４は、本体１３６をタブ１２４のセグメント１２６に接続した切欠１４２を有する。切欠１４２は、タービンシェル１１２と接触している。セグメント１２６は、切欠１４２を越えてインペラシェルへ向かって、例えば、方向ＡＤへかつ切欠１４２から半径方向内方へ延びている。

トルクコンバータ１００は、インペラシェル１０８およびタービンシェル１１２によって部分的に境界を定められた空間１４４を有する。空間１４４は、タービンシェル１１２の半径方向外側へは延びていない。ブレード１１０および１２２は、空間１４４に配置されている。タブ１２４、例えばセグメント１２６は、空間１４４の境界の一部を形成している。すなわち、タブ１２４は空間１４４と通じている。

タービンシェル１１２は、タービンシェル１１２の面１２８および１３０を接続する開口１４６を有し、開口１４６は、シェル１１２を形成する材料によって完全に包囲されている。慣性リング１０２は、開口１４６に配置されたセグメント１５０を備えるフィンガ１４８を有する。フィンガ１４８は、本体１３６から半径方向内方へ延びている。セグメント１５０は面１５２を有する。一例示実施形態では、面１５２は、慣性リング１０２の半径方向で最も内側の面である。

一例示実施形態では、トルクコンバータ１００は、フィンガ１４８およびシェル１１２と接触しかつフィンガ１４８（およびリング１０２）をシェル１１２に固定するろう付け材料１５４を有する。一例示実施形態では、フィンガ１４８は、空間１４４の境界の一部を形成している。すなわち、フィンガ１４８、例えば、セグメント１５０は、空間１４４と通じている。図２〜図５の例示実施形態では、セグメント１２６の端部１５５は、空間１４４内へ延びている。

一例示実施形態では、空間１５６が、リング１０２とタービンシェル１１２との間、例えば、本体１３６と面１３０との間に形成されている。

一例示実施形態では、トルクコンバータ１００は、ロックアップクラッチ１５８、ねじり振動ダンパ１６０および振り子振動アブソーバ１６２を有する。クラッチ１５８は、軸方向に可動なピストン１６４を有する。ダンパ１６０は、少なくとも１つのばね１６６と、ばね１６６の半径方向内側に配置された少なくとも１つのばね１６８とを有する。クラッチ１５８は、閉じられたとき、トルクコンバータ１００のロックアップモードにおいてカバー１３８からダンパ１６０、特にばね１６６にトルクを伝達するように配置される。カバープレート１７０は、ばね１６６からばね１６８へトルクを伝達するように配置されており、ばね１６８は、フランジ１７４を介して出力ハブ１７２へトルクを伝達するように配置されている。ハブ１７２は、トランスミッション（図示せず）の入力軸（図示せず）に接続されるように配置されている。タービンシェル１１２は、ハブ１７２に回転不能に接続されている。「回転不能に接続された」構成部材とは、構成部材のうちの１つが回転すると、全ての構成部材が回転する、すなわち、いずれの構成部材も他の構成部材のいずれに対しても回転可能でないことを意味する。アブソーバ１６２は、フランジ１７４に回転不能に接続されたフランジ１７６を有し、フランジ１７６に接続された振り子質量１７８を有する。

トルクコンバータ１００は、インペラ１０４とタービン１０６との間に配置されたブレード１８２を備えるステータ１８０を有する。

図２〜図５の例示実施形態では、タービンシェル１１２は複数の開口１４６を有し、リング１０２は複数のフィンガ１４８を有する。トルクコンバータ１００は、いかなる特定の数の開口１４６またはフィンガ１４８にも限定されない。一例示実施形態（図示せず）では、シェル１１２は複数のスロット１１４を有し、リング１０２は複数のタブ１２４を有する。

図６は、フィンガ−タブ付きのろう付けされた慣性リング１０２を備えるトルクコンバータ１００の一例示実施形態の部分断面図である。

図７は、図６の一部の詳細であり、図６のインペラおよびタービンを示している。

図８は、図６の慣性リング１０２およびタービンシェルの部分正面図である。

図９は、図６の慣性リング１０２およびタービンシェルの詳細の部分平面図である。以下の説明は、図２から図９に照らして考察されるべきである。図２〜図５におけるトルクコンバータ１００の考察および説明は、以下の考察および説明に述べられるものを除き、図５〜図７におけるトルクコンバータ１００に適用可能である。セグメント１２６は、空間１４４内へ延びておらず、本体１３６の部分１８５は、タービン１０６の半径方向外側にある。図６〜図９の例示実施形態では、フィンガ１４８の長さ１８６は、図２〜図５の例示実施形態よりも大きく、これにより、図６〜図９のフィンガ１４８は、図２〜図５のフィンガ１４８よりも大きな慣性を生じる。

以下の考察は、図２〜図９に適用可能である。慣性リングをタービンに取り付けるために、耐久性のある取付け方法が必要であり、ろう付けは、現在のタービンブレード組立て方法に関して好ましい。有利には、リング１０２およびシェル１１２の構成は、複数の固定具の使用や、タービンブレードをタービンシェルにろう付けする既存の方法へのコストのかかる他の変更なしに、リング１０２をタービンシェル１１２にろう付けすることを可能にする。例えば、タブ１２４がスロット１１４へ挿入され、セグメント１２６が半径方向内方へ曲げられる。図２〜図５の例示実施形態では、切欠１４２がシェル１１２の縁部１８８に接触し、タブ１２４が、シェル１１２の面１３０および１９０の周囲を部分的に包囲する。フィンガ１４８は開口１４６に挿入される。図６〜図９の例示実施形態では、タブ１２４の面１９２は面１９０に接触する。フィンガ１４８は開口１４６に挿入される。

上述のように、タービンブレード１２２を内面１２８に固定しかつコアリング１９２をタービンブレード１２２に固定するためのろう付け作業のために内面１２８、タービンブレード１２２およびコアリング１９２が上向きになるように、タービン１０６は次いで倒される。倒された位置で、内面１２８が上を向いたまま、タブ１２４は、（下向きの）外面１３０に対して慣性リング１０２を所定の位置に保持する。図２〜図５の例示実施形態では、切欠１４２と、縁部１８８と、面１９０との境界面は、ろう付け作業の間にリング１０２を所定の位置に保持する力の大部分を提供する。図６〜図９の例示実施形態では、面１９０および１９２の境界面は、ろう付け作業の間にリング１０２を所定の位置に保持する力の大部分を提供する。リング１０２を所定の位置に保持することは、シェル１１２へのリング１０２の耐久性のある取付けを保証する。ろう付け材料１５４は、リング１０２をタービン１０６に固定するように開口１４６へ流入する。

様々な上に開示された特徴および機能ならびにその他の特徴および機能、またはそれらの代替手段は、望ましくは多くのその他の異なるシステムまたは用途に組み合わされてよいことが認められるであろう。現時点では予想または予期されない様々な代替、修正、変更または改良が、後に当業者によってなされてもよく、それらも、以下の請求の範囲によって包含されることが意図されている。

１００ トルクコンバータ
１０２ フィンガ−タブ付きのろう付けされた慣性リング
ＡＲ 回転軸線
１０２ リング
１０４ インペラ
１０６ タービン
１０８ インペラシェル
１１０ インペラブレード
１１２ タービンシェル
１１４ スロット
１１６ 開放端部
１１８ タービンシェルの半径方向最外部
１２０ タービンシェルの半径方向最外部
１２２ タービンブレード
１２４ タブ
１２６ セグメント
１２８ タービンシェルの内面
１３０ タービンシェルの外面
１３２ 面１２８の半径方向最外縁部
１３４ 面１３０の半径方向最外縁部
１３６ 本体
ＡＤ 軸方向
ＣＬ 線
ＣＤ 周方向
１３８ カバー
１４０ 空間
４２ 切欠
１４４ 空間
１４６ 開口
１４８ フィンガ
１５０ フィンガのセグメント
１５２ フィンガセグメントの面
１５４ ろう付け材料
１５５ セグメント１２６の端部
１５６ 空間
１５８ ロックアップクラッチ
１６０ ねじり振動ダンパ
１６２ 振り子振動アブソーバ
１６４ 振り子振動アブソーバ
１６６ ばね
１６８ ばね
１７０ カバープレート
１７２ 出力ハブ
１７４ フランジ
１７６ フランジ
１７８ 振り子質量
１８０ ステータ
１８２ ステータブレード
１８４ 本体１３６の一部
１８６ フィンガ１４８の長さ
１８８ シェル１２２の縁部
１９０ シェル１２２の面
１９２ タブ１２４の面

Claims (10)

1. トルクコンバータであって、
   回転軸線と、
   トルクを受け取るように配置され、かつインペラシェルおよび該インペラシェルに固定された少なくとも１つのインペラブレードを有する、インペラと、
   タービンであって、
   周方向で当該タービンシェルの第１および第２の半径方向最外部の間に配置された開放端部を備えるスロットを有する、タービンシェルと、
   前記タービンシェルに固定された少なくとも１つのタービンブレードと、
   を有するタービンと、
   前記タービンシェルに固定され、かつ前記スロットに配置されたセグメントを備えるタブを有する、慣性リングと、
   を備えるトルクコンバータ。
2. 前記慣性リングは、半径方向断面で見てＬ字形の本体を有し、
   前記タブは、前記Ｌ字形本体から、軸方向に前記インペラシェルに向かってかつ半径方向内方へ延びている、請求項１記載のトルクコンバータ。
3. 周方向の線が、順に、
   前記タービンシェルの前記第１の半径方向最外部と、
   前記タブと、
   前記タービンシェルの前記第２の半径方向最外部と、を通過している、請求項１記載のトルクコンバータ。
4. トルクを受け取るように配置されかつ前記インペラシェルに回転不能に接続されたカバーと、
   前記カバー、前記インペラシェルおよび前記タービンシェルによって部分的に境界を定められた空間と、をさらに備え、
   前記慣性リングは、前記空間に配置されている、請求項１記載のトルクコンバータ。
5. 前記慣性リングは、半径方向断面で見てＬ字形の本体を有し、
   前記タブは、前記Ｌ字形本体から、軸方向に前記インペラシェルに向かってかつ半径方向内方へ延びており、
   前記タブは、前記Ｌ字形本体と前記タブの前記セグメントとを接続しかつ前記タービンシェルと接触した切欠を有する、請求項１記載のトルクコンバータ。
6. 前記タブの前記セグメントは、前記切欠を越えて前記インペラシェルに向かってかつ前記切欠から半径方向内方へ延びている、請求項５記載のトルクコンバータ。
7. 前記インペラシェルおよび前記タービンシェルによって部分的に境界を定められた空間をさらに有し、
   前記空間は、前記タービンシェルの半径方向外側に延びておらず、
   前記少なくとも１つのインペラブレードおよび前記少なくとも１つのタービンブレードは、前記空間に配置されており、
   前記タブは、前記空間の境界の一部を形成している、請求項１記載のトルクコンバータ。
8. 前記タービンシェルは、内面および外面を有し、
   前記少なくとも１つのタービンブレードは、前記タービンシェルの前記内面に固定されており、
   前記タービンシェルは、該タービンシェルの前記内面および前記外面を接続する開口を有し、
   前記慣性リングは、前記開口に配置されたセグメントを備えるフィンガを有する、請求項１記載のトルクコンバータ。
9. 前記フィンガは、前記慣性リングの半径方向で最も内側の面を有し、
   前記慣性リングは、前記回転軸線に対して平行な平面によって形成されかつ前記回転軸線を通過する断面で見てＬ字形の本体を有し、
   前記フィンガは、前記Ｌ字形の本体から半径方向内方へ延びている、請求項８記載のトルクコンバータ。
10. 前記慣性リングは、半径方向断面で見てＬ字形の本体を有し、
    該Ｌ字形の本体の一部は、前記タービンシェルの半径方向外側に配置されている、請求項１記載のトルクコンバータ。

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