JP6738496B2

JP6738496B2 - クラッチプレートアッセンブリの持ち上がりを制限するためのストッパを備える自動車のクラッチアッセンブリ

Info

Publication number: JP6738496B2
Application number: JP2019541077A
Authority: JP
Inventors: クラークジャスティン
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-02-18
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2020-08-12
Anticipated expiration: 2038-02-13
Also published as: CN110248836B; KR102524861B1; KR20190110099A; DE112018000897T5; US20180238397A1; JP2020506343A; WO2018152094A1; CN110248836A; US10197105B2

Description

本開示は、一般に自動車のクラッチアッセンブリに関し、より具体的には、トルクコンバータにおけるクラッチプレートアセンブリの持ち上がり（liftoff）を制限するためのストッパに関する。

板ばねの段の高さは、クラッチプレートアッセンブリの持ち上がりを制限するために使用することができるが、板ばねは、クラッチプレートのための真の完全停止は提供しない。板ばねの形状高さに関する大きな公差もあり、これは、クラッチクリアランスと持ち上がりの制御に対して好ましくない影響を与える。

自動車のクラッチアッセンブリが提供される。自動車のクラッチアッセンブリは、当接面を含む半径方向延在区分と、第１のクラッチプレートとセパレータプレートとを含むクラッチパックと、クラッチパックに係合するための軸方向可動なピストンと、セパレータプレートを半径方向延在区分に接続するための弾性的なコネクタと、を備える。弾性的なコネクタは、当接面から離れるようにセパレータプレートに予荷重をかける。自動車のクラッチアッセンブリはさらに、セパレータプレートに接触して、当接面から離れるセパレータプレートの軸方向の動きを制限するように配置されたストッパを有している。ストッパは、弾性的なコネクタによってセパレータプレートをストッパに対して押し付け可能であるように、当接面から離れて軸方向に間隔を空けて位置しており、第１のクラッチプレートが当接面から離れるように動くことができる隙間を提供している。

自動車の実施形態では、ストッパは、ストッパプレートの半径方向外側部分によって形成されてよい。ストッパプレートは、このストッパプレートを軸方向で貫通して延在する複数の穴を有していてよく、ストッパプレートのトランスミッション側の面から穴を通って半径方向外側に向かって第１のクラッチプレートへと流体を流すことができる。半径方向延在区分は、フロントカバーの部分であってよい。当接面は、フロントカバーの半径方向延在区分の内面によって形成されてよい。ストッパプレートは、フロントカバーの半径方向延在区分に固定されてよい。ハブ区分は、フロントカバーに固定されてよく、ピストンはハブ区分に沿ってシールされながら軸方向で摺動可能である。ハブ区分とストッパプレートとは、同じ溶接部によってフロントカバーに固定されてよい。溶接部はレーザー溶接部であってよい。溶接部は、フロントカバーの半径方向延在区分の内周面に設けられてよい。弾性的なコネクタは、周方向で間隔を置いて位置している複数の板ばねによって形成されてよい。クラッチパックはさらに、第２のクラッチプレートを有していてよい。セパレータプレートは、軸方向で第１のクラッチプレートと第２のクラッチプレートとの間に位置していてよい。セパレータプレートは、第１のクラッチプレートの半径方向内側部分と、第２のクラッチプレートの半径方向内側部分とに係合するための半径方向外側部分を有していてよい。

クラッチアッセンブリを備えたトルクコンバータも提供される。

自動車のクラッチアッセンブリを形成するための方法も提供される。この方法は、第１のクラッチプレートとセパレータプレートとを含むクラッチパックを設けるステップと、クラッチパックに係合するための軸方向可動なピストンを設けるステップと、セパレータプレートを半径方向延在区分に複数の弾性的なコネクタによって弾性的に接続するステップであって、弾性的なコネクタは、半径方向延在区分の当接面から離れるようにセパレータプレートに予荷重をかけるステップと、セパレータプレートに接触して、当接面から離れるセパレータプレートの軸方向の動きを制限するように配置されたストッパを設けるステップと、を含んでいる。ストッパは、弾性的なコネクタによってセパレータプレートをストッパに対して押し付け可能であるように、当接面から離れて軸方向に間隔を空けて位置しており、第１のクラッチプレートが当接面から離れるように動くことができる隙間を提供している。

方法の実施形態では、ストッパは、ストッパプレートの半径方向外側部分によって形成されてよい。ストッパプレートは、このストッパプレートを軸方向で貫通して延在する複数の穴を有していてよく、ストッパプレートのトランスミッション側の面から穴を通って半径方向外側に向かって第１のクラッチプレートへと流体を流すことができる。当接面は、フロントカバーの半径方向延在区分の内面によって形成されてよい。この方法は、ストッパプレートとハブ区分とを、フロントカバーの半径方向延在区分に、同じ溶接部によって固定するステップを含んでいてよく、ピストンは、ハブ区分に沿ってシールされながら軸方向で摺動可能である。ストッパプレートとハブ区分とを半径方向延在区分に固定するステップは、ストッパプレートとハブ区分とを半径方向延在区分にレーザー溶接するステップを含んでいてよい。

以下の図面を参照して、本発明を以下に説明する。

本発明の一実施形態に係るトルクコンバータの側方断面図である。

本開示は、４枚プレート式クラッチ設計におけるクラッチプレート間の持ち上がりを制御するための完全停止ストッパを提供する。完全停止ストッパは、クラッチプレート間の流れ分布さえも許容する穴を備えたプレートとして形成される。完全停止ストッパプレートは、レーザー溶接によってカバーに接続することができる。プレートの高さは、残りのクラッチプレートアッセンブリの十分な持ち上がりを可能にする。板ばねは、クラッチプレートをカバーに接続し、クラッチパックのセパレータプレートを完全停止ストッパに対して常に押し付けるのに十分な大きさである。

図１には、本発明の一実施形態に係るトルクコンバータ１０の側方断面図が示されている。トルクコンバータ１０は、中心軸１１の周りに回転可能であり、内燃機関のクランクシャフトに接続するためのフロントカバー１２と、インペラまたはポンプ１８のシェル１６を形成するリヤカバー１４とを備えている。本明細書で使用される、軸方向、半径方向、および周方向という用語は、中心軸１１に関して用いられている。フロントカバー１２は、実質的にカップ状であって、中心軸１１に交差し中心軸１１から離れるように半径方向に延在する半径方向延在区分１２ａと、この区分１２ａの外周で軸方向に突出する、環状の軸方向延在区分１２ｂと、を含む。トルクコンバータ１０は、既知の形式で、複数のタービンブレード２２を含むタービン２０と、複数のインペラブレード２４を含むインペラ１８と、軸方向でタービン２０とインペラ１８との間に位置する複数のステータブレード２８を含むステータ２６と、を備えている。作動中、インペラ１８は、内燃機関を介して回転され、インペラブレード２４に、タービンブレード２２を駆動する流体流を生成させる。流体は、タービン２０から、ステータブレード２８によってインペラ１８へと戻るように向け直される。

トルクコンバータ１０はさらに、タービン２０を、クラッチアッセンブリ１５のロックアップクラッチ３２に接続するためのダンパアッセンブリ３０を備えている。ダンパアッセンブリ３０は、半径方向内側のばねセット３８を支持する２つのカバープレート３４，３６を有しており、タービン側のカバープレート３４の半径方向外側端部は、遠心振り子アブソーバ４０の中間フランジを形成しており、フロントカバー側のカバープレート３６の半径方向外側端部は、半径方向外側のばねセット４４のためのばねリテーナ４２を形成している。ばね３８を介してカバープレート３４，３６によって駆動される駆動フランジ４６が、軸方向でカバープレート３４，３６の間に設けられており、トランスミッション入力軸５０に回転不能に接続されるように構成されたダンパハブ４８に接続されている。ダンパアッセンブリ３０は、ばね４４の端部に接触するように配置された、カバープレート３６に固定された駆動プレート５２をさらに有しており、これにより、ダンパアッセンブリは、ばね４４を介してロックアップクラッチ３２によって駆動可能になっている。

ダンパアッセンブリ３０は、ロックアップクラッチ３２のクラッチパック５８の第１クラッチプレート５６の半径方向外側の半径方向部分５６ｃに駆動接続されている。この実施形態におけるクラッチパック５８は、３つのプレート、すなわちクラッチプレート５６と、別のクラッチプレート６０と、クラッチプレート５６，６０を分離するセパレータプレート６２とを有している。しかしながら、別の実施形態では、クラッチパック内のプレート数は３つ以外であってもよい。クラッチプレート５６は、ばね４４との接触を介してダンパアッセンブリ３０に駆動接続されている半径方向外側部分５６ｃと、クラッチに係合するための半径方向内側部分５６ｄとを含む。半径方向外側部分５６ｃと半径方向内側部分５６ｄとの間で、クラッチプレート５６は、クラッチプレート６０の軸方向に延在するリム６０ｃを支持する中間部分５６ｅを含む。より具体的には、中間部分５６ｅは、この中間部分を軸方向に貫通して延びる、周方向で間隔を空けた複数のスロット５６ｆを有しており、スロット５６ｆのそれぞれが、リム６０ｃの周方向で間隔を空けて位置する、スロット５６ｆを貫通して軸方向に延びる複数のタブ６０ｄのうちの１つを受け入れている。リム６０ｃの半径方向内側に、クラッチプレート６０は、クラッチ係合のための半径方向内側部分６０ｅを有している。

ロックアップクラッチ３２は、フロントカバー１２の半径方向延在区分１２ａの内面６６によって形成された当接面と、クラッチパック５８を内面６６に対して押し付けることによりクラッチパック５８を係合させるためのピストン６４と、をさらに備えている。より具体的には、ピストン６４は、第１のクラッチプレート５６に接触し、クラッチプレート５６を押し付けて、プレート６０，６２をエンジンに向かって押し付け、これによりクラッチプレート６０は内面６６に接触する。クラッチプレート５６，６０はそれぞれ、金属製ベースプレート５６ａ，６０ａと、ベースプレート５６ａ，６０ａの、それぞれ半径方向に延在し、軸方向で向き合う両面上の摩擦材料５６ｂ，６０ｂと、を有している。別の配置では、プレート６２、ピストン６４および／または内面６６が、１つまたは複数の摩擦材料５６ｂ，６０ｂの代わりに摩擦材料を有していてもよい。係合中、ピストン６４は、プレート５６の摩擦材料５６ｂに接触し、プレート６０の摩擦材料６０ｂは、フロントカバー１２の内面６６に対して押し付けられる。

ピストン６４は、フロントカバー１２の半径方向延在区分１２ａに回転不能に固定されたハブ区分６８に沿って軸方向で摺動可能である。ハブ区分６８は、ピストン６４のトランスミッション側に流体を供給するための通路６９ａと、ピストン６４のエンジン側に流体を供給するための通路６９ｂとを有している。ハブ区分６８には、ハブ区分の外周面に設けられた溝内にシールリング７０が設けられている。ピストン６４の軸方向延在内側リング区分７２の内周面は、シールリング７０に接触しており、これにより、ピストン６４が、ピストン６４の最も内側の周面でハブ区分６８に対してシールされている。半径方向に延びる支持プレート７４は、例えば溶接によってハブ区分６８に固定されている。支持プレート７４は、ハブ区分６８から半径方向外側に向かって突出しており、ピストン６４の軸方向延在外側リング区分７８の内周面に接触するために、支持プレートの外周面にシールリング７６を備えている。ピストン６４は、内側のリング区分７２から外側リング区分７８へと半径方向外側に向かって延びる半径方向延在リング区分８０をさらに有している。ピストン６４は、この実施形態では板ばね８２の形態である、周方向で間隔を置いて位置する複数の弾性的なコネクタによって、支持プレート７４に弾性的に接続されており、これによりピストン６４は、ロックアップクラッチ３２に係合するために支持プレート７４から離れるように軸方向で可動であるが、クラッチパック５８から離れてコースト状態となるように予荷重をかけられる。各板ばね８２は、支持プレート７４を貫通する第１リベット８４の形態であるそれぞれ第１固定部材によって支持プレート７４に固定されており、ピストン６４のリング区分８０を貫通する第２リベット８５の形態であるそれぞれ第２固定部材によってピストン６４に固定される。

セパレータプレート６２も、この実施形態では板ばね８６の形態である、周方向で間隔を置いて配置された複数の弾性的なコネクタによってフロントカバー１２の半径方向延在区分１２ａに弾性的に接続されており、これによりピストン６４は、クラッチの係合および係合解除の間に、フロントカバー１２に対して軸方向に可動である。各板ばね８６は、フロントカバー１２から突出して形成されるリベット８８の形態であるそれぞれ第１の固定部材によってフロントカバー１２の半径方向延在区分１２ａに固定されており、セパレータプレート６２の半径方向内側部分９０を貫通するリベット８８の形態であるそれぞれ第２の固定部材によってセパレータプレート６２に固定される。セパレータプレート６２の半径方向外側部分９２は、軸方向でクラッチプレート５６，６０の間に位置している。板ばね８６は、半径方向内側部分９０のエンジン側に面した半径方向延在面９０ａに固定されている。

クラッチアッセンブリ１５は、半径方向延在区分１２ａからセパレータプレート６２が軸方向で離れる動きを制限するために、フロントカバー１２の半径方向延在区分１２ａに固定された剛体の完全停止ストッパプレート９４の端部に形成されたストッパ９５をさらに備える。好適な実施形態では、ストッパプレート９４は半径方向延在区分１２ａにレーザー溶接されている。ストッパプレート９４は、半径方向延在区分１２ａに固定された半径方向内側部分９４ａと、半径方向内側部分９４ａの半径方向外側に固定された中間部分９４ｂと、セパレータプレート６２の半径方向内側部分９０の半径方向内側端部のトランスミッション側の面９０ｂに接触するように構成されたストッパ９５を形成する半径方向外側部分９４ｃと、を含む。半径方向内側部分９４ａの半径方向内側端部は、フロントカバー１２の内面６６と、ハブ区分６８の、エンジン側に面した半径方向に延在する面６８ａとの間に挟まれている。

図１に示した実施形態では、ストッパプレート９４は、フロントカバー１２の半径方向延在区分１２ａに、フロントカバー１２の半径方向延在区分１２ａの内周面におけるレーザー溶接部９６によって固定されており、このレーザー溶接部は、ハブ区分６８も半径方向延在区分１２ａの内周面に固定する。ストッパプレート９４は、ハブ区分６８において通路６９ｂのエンジン側に設けられており、これにより通路６９ｂは、軸方向でストッパプレート９４とピストン６４との間の領域内に供給する。中間部分９４ｂには、エンジン側の半径方向延在面９４ｄからトランスミッション側の半径方向延在面９４ｅへとストッパプレート９４を軸方向で貫通して延びる周方向で間隔を置いて位置する複数の穴９８が設けられている。穴９８は、流体を、通路６９ｂから軸方向でストッパプレート９４を貫通させて、半径方向外側に向かって直接、クラッチプレート６０へと流通させることができるように設けられており、これにより２つのクラッチプレート５６，６０の間には流れの分布も提供される。

図１に示した実施形態では、半径方向内側部分９４ａは、フロントカバー１２の内面６６に沿って半径方向に、中心軸１１に対して垂直に延在し、次いで中間部分９４ｂは、半径方向外側に向かって延在しながら、軸方向ではフロントカバー１２の半径方向延在区分１２ａに向かって曲げられ、次いで、半径方向外側に向かって外側部分９４ｃへと直接延在しており、この外側部分は、ストッパプレート９４の外径が、セパレータプレート６２の内径の半径方向外側にあるように半径方向外側に向かって延在する。板ばね８６は、フロントカバー１２の内面６６から離れるようにセパレータプレート６２に予荷重をかけロックアップクラッチ３２が係合解除された際に、クラッチプレート６０が内面６６から持ち上がるように隙間を提供する。ストッパプレート９４の半径方向外側部分９４ｃは、内面６６から離れるように軸方向で間隔を置いて位置しており、これによりピストン６４が、フロントカバー１２内に向かってクラッチパック５８を押し付けていない間、板ばね８６は、内面６６から離れるようにセパレータプレート６２に予荷重をかけ、セパレータプレート６２の半径方向内側部分９０は、ストッパプレート９４の半径方向外側部分９４ｃに接触して、クラッチプレート６０が、内面６６から持ち上がることができる。

上記明細書では、特定の典型的な実施形態およびその実施例に関して本発明について説明してきた。しかしながら、以下の請求項に示す本発明のより広い思想および範囲から逸脱することなく、それらの実施形態に対して様々な修正および変更を成し得ることは明らかである。したがって、明細書および図面は、制限的な意味ではなく例示的な意味で見なされるべきである。

Claims

自動車のクラッチアッセンブリであって、
当接面を含む半径方向延在区分と、
第１のクラッチプレートとセパレータプレートとを含むクラッチパックと、
前記クラッチパックに係合するための軸方向可動なピストンと、
前記セパレータプレートを前記半径方向延在区分に接続する弾性的なコネクタであって、前記当接面から離れるように前記セパレータプレートに予荷重をかける弾性的なコネクタと、
前記セパレータプレートに接触して、前記当接面から離れる前記セパレータプレートの軸方向の動きを制限するように配置されたストッパと、
を備え、前記ストッパは、前記弾性的なコネクタによって前記セパレータプレートを前記ストッパに対して押し付け可能であるように、前記当接面から離れて軸方向に間隔を空けて位置しており、第１のクラッチプレートが前記当接面から離れるように動くことができる隙間を提供している、自動車のクラッチアッセンブリ。
前記ストッパは、ストッパプレートの半径方向外側部分によって形成されており、前記ストッパプレートは、該ストッパプレートを軸方向で貫通して延びる複数の穴を有しており、前記ストッパプレートのトランスミッション側の面から前記穴を通って半径方向外側に向かって前記第１のクラッチプレートへと流体を流すことができる、請求項１記載の自動車のクラッチアッセンブリ。
前記半径方向延在区分はフロントカバーの部分であり、前記当接面は、前記フロントカバーの前記半径方向延在区分の内面によって形成されており、前記ストッパプレートは、前記フロントカバーの前記半径方向延在区分に固定されている、請求項２記載の自動車のクラッチアッセンブリ。
前記フロントカバーに固定されたハブ区分をさらに備え、前記ピストンは、前記ハブ区分に沿ってシールされながら軸方向に摺動可能であり、前記ハブ区分と前記ストッパプレートとは、同じ溶接部によって前記フロントカバーに固定されている、請求項３記載の自動車のクラッチアッセンブリ。
前記溶接部は、前記フロントカバーの前記半径方向延在区分の内周面に設けられている、請求項４記載の自動車のクラッチアッセンブリ。
前記クラッチパックは、第２のクラッチプレートをさらに有し、前記セパレータプレートは、軸方向で、前記第１のクラッチプレートと前記第２のクラッチプレートとの間に位置している、請求項１記載の自動車のクラッチアッセンブリ。
前記セパレータプレートは、前記第１のクラッチプレートの半径方向内側部分と、前記第２のクラッチプレートの半径方向内側部分とに係合するための半径方向外側部分を有している、請求項６記載の自動車のクラッチアッセンブリ。
自動車のクラッチアッセンブリを形成する方法であって、
第１のクラッチプレートとセパレータプレートとを含むクラッチパックを設けるステップと、
前記クラッチパックに係合するための軸方向可動なピストンを設けるステップと、
前記セパレータプレートを半径方向延在区分に複数の弾性的なコネクタによって弾性的に接続するステップであって、前記弾性的なコネクタは、前記半径方向延在区分の当接面から離れるように前記セパレータプレートに予荷重をかける、ステップと、
前記セパレータプレートに接触して、前記当接面から離れる前記セパレータプレートの軸方向の動きを制限するように配置されたストッパを設けるステップと、
を含み、前記ストッパは、前記弾性的なコネクタによって前記セパレータプレートを前記ストッパに対して押し付け可能であるように、前記当接面から離れて軸方向に間隔を空けて位置しており、第１のクラッチプレートが前記当接面から離れるように動くことができる隙間を提供している、自動車のクラッチアッセンブリを形成する方法。
前記ストッパは、ストッパプレートの半径方向外側部分によって形成されており、前記ストッパプレートは、該ストッパプレートを軸方向で貫通して延びる複数の穴を有しており、前記ストッパプレートのトランスミッション側の面から前記穴を通って半径方向外側に向かって前記第１のクラッチプレートへと流体を流すことができる、請求項８記載の方法。
前記当接面を、フロントカバーの半径方向延在区分の内面によって形成し、当該方法は、前記ストッパプレートとハブ区分とを、前記フロントカバーの前記半径方向延在区分に、同じ溶接部によって固定するステップを含み、前記ピストンは、前記ハブ区分に沿ってシールされながら軸方向で摺動可能である、請求項９記載の方法。