JP6987440B2 - ドライブプレート - Google Patents

Description

本発明は、ドライブプレートに関する。

たとえば、自動変速機を搭載した車両では、エンジンからの動力がトルクコンバータを介して自動変速機に入力され、自動変速機で変速された動力がデファレンシャルギヤ（差動装置）などを介して駆動輪に伝達される。自動変速機としては、無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）や有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）が広く知られている。

エンジンのクランクシャフトは、自動変速機に向けて延び、その先端には、略円板状のドライブプレートの中央部が取り付けられている。ドライブプレートの外周部は、トルクコンバータに接続されている。これにより、クランクシャフトとトルクコンバータとがドライブプレートを介して連結されている。

たとえば、エンジンの始動時には、スタータの動力がドライブプレートに入力され、その動力によりドライブプレートと一体にクランクシャフトが回転することにより、エンジンがクランキングされる。エンジンの始動後には、ドライブプレートは、エンジンからの動力をトルクコンバータに伝達する。

特開２００１−１３２８１７号公報

また、ドライブプレートは、エンジンの振動などを吸収し、また、クランクシャフトの回転軸線とトルクコンバータの回転軸線とのずれ（軸ずれ）を吸収するよう、弾性変形により撓む必要がある。

図３は、従来のドライブプレート１０１の正面図である。

ドライブプレート１０１の中央部には、クランクシャフトにボルトで締結するための６個のクランクシャフト取付穴１０２が等角度間隔、つまり６０°間隔で形成されている。ドライブプレート１０１の外周部には、トルクコンバータにボルトで締結するための３個のトルクコンバータ取付穴１０３が等角度間隔、つまり１２０°間隔で形成されている。３個のトルクコンバータ取付穴１０３は、６個のクランクシャフト取付穴１０２のうちの３個と周方向の位置が一致している。つまり、各トルクコンバータ取付穴１０３を通る半径上には、クランクシャフト取付穴１０２が形成されている。

また、ドライブプレート１０１には、径方向においてクランクシャフト取付穴１０２とトルクコンバータ取付穴１０３との間に、６個の肉抜き穴１０４が等角度間隔、つまり１２０°間隔で形成されている。６個の肉抜き穴１０４のうちの３個は、各トルクコンバータ取付穴１０３とそのトルクコンバータ取付穴１０３と周方向の位置が一致するクランクシャフト取付穴１０２との間の位置に形成され、その３個の肉抜き穴１０４の各間に、残りの肉抜き穴１０４が形成されている。

肉抜き穴１０４は、径方向外側に凸湾曲して周方向に延びる内端縁１０５と、内端縁１０５の径方向外側に間隔を空けた位置で直線状または径方向外側に凸湾曲して延びる外端縁１０６と、内端縁１０５の一端と外端縁１０６の一端とに接続された略半円弧状の一端縁１０７と、内端縁１０５の他端と外端縁１０６の他端とに接続された略半円弧状の他端縁１０８とを有している。

クランクシャフトとトルクコンバータとに軸ずれが生じていると、クランクシャフト取付面（ドライブプレート１０１におけるクランクシャフトが面接触する部分）が動いて軸ずれを解消するように、ドライブプレート１０１に弾性変形による撓みが生じる。このとき、クランクシャフト取付面からトルクコンバータ取付面（ドライブプレート１０１におけるトルクコンバータが面接触する部分）に向かって応力波が伝播する。そのため、トルクコンバータ取付面とそのトルクコンバータ取付面と周方向の位置が一致するクランクシャフト取付面との間の位置に形成されていない肉抜き穴１０４Ａ、つまりクランクシャフト取付面とトルクコンバータ取付面との両方を通るドライブプレート１０１の半径上から外れた位置に形成されている肉抜き穴１０４Ａは、その半径上に形成されている肉抜き穴１０４Ｂと比較して、ドライブプレート１０１の撓みへの寄与が小さい。

そして、肉抜き穴１０４Ａが形成されていることにより、肉抜き穴１０４Ｂの長手方向のサイズが小さく制限されるので、クランクシャフト取付面から伝播する応力波に対して肉抜き穴１０４Ｂの一端縁１０７および他端縁１０８の位置が近く、一端縁１０７および他端縁１０８の付近に応力集中が生じる。そのため、ドライブプレート１０１に必要とされる強度が成立しない懸念がある。

本発明の目的は、肉抜き穴の周囲における応力集中を緩和できる、ドライブプレートを提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係るドライブプレートは、エンジンのクランクシャフトとトルクコンバータとを連結する円板状のドライブプレートであって、回転中心を取り囲む中央部に、クランクシャフトへの固定のための複数のクランクシャフト固定部が等角度間隔で形成され、クランクシャフト固定部よりも径方向外側の外周部に、トルクコンバータへの固定のためのトルクコンバータ固定部が形成され、クランクシャフト固定部とトルクコンバータ固定部との間に、周方向に延びる肉抜き穴が形成され、肉抜き穴の長手方向の長さは、複数のクランクシャフト固定部のうちの２個のクランクシャフト固定部間の最大距離よりも大きい。

この構成によれば、クランクシャフトとトルクコンバータとの軸ずれを解消するように、ドライブプレートに弾性変形による撓みが生じると、クランクシャフト固定部側からトルクコンバータ固定部側に向かって応力波が伝播する。クランクシャフト固定部とトルクコンバータ固定部との間に、周方向に延びる肉抜き穴が形成されており、その肉抜き穴の長手方向の長さは、複数のクランクシャフト固定部のうちの２個のクランクシャフト固定部間の最大距離よりも大きい。

これにより、クランクシャフト固定部側から伝播する応力波に対して、肉抜き穴の両端の位置が離れる。そのため、肉抜き穴の回転中心側の内端縁に到達する応力波は、内端縁に沿ってその両端に向かって伝播する間に分散する。その結果、肉抜き穴の両端付近に応力集中が生じることを抑制でき、肉抜き穴の周囲における応力集中を緩和することができる。

また、肉抜き穴のサイズを大きく確保できるので、ドライブプレートの重量の低減を図ることができる。

本発明の他の局面に係るドライブプレートは、エンジンのクランクシャフトとトルクコンバータとを連結する円板状のドライブプレートであって、回転中心を取り囲む中央部に、クランクシャフトへの固定のためのクランクシャフト固定部が形成され、クランクシャフト固定部よりも径方向外側の外周部に、トルクコンバータへの固定のためのトルクコンバータ固定部が形成され、クランクシャフト固定部とトルクコンバータ固定部との間に、周方向に延びる肉抜き穴が形成され、肉抜き穴は、回転中心側の内端縁と、内端縁の一端および他端のそれぞれに連続し、肉抜き穴の外側に第１曲率半径で凸湾曲する第１湾曲縁と、第１湾曲縁のそれぞれに連続し、肉抜き穴の外側に第１曲率半径よりも小さい第２曲率半径で凸湾曲する第２湾曲縁とを有している。

この構成によれば、クランクシャフトとトルクコンバータとの軸ずれを解消するように、ドライブプレートに弾性変形による撓みが生じると、クランクシャフト固定部側からトルクコンバータ固定部側に向かって応力波が伝播する。クランクシャフト固定部とトルクコンバータ固定部との間に、周方向に延びる肉抜き穴が形成されている。そして、肉抜き穴の両端部は、肉抜き穴の外側に第１曲率半径で凸湾曲する第１湾曲縁と、第１湾曲縁に連続して肉抜き穴の外側に第１曲率半径よりも小さい第２曲率半径で凸湾曲する第２湾曲縁とを有している。

そのため、肉抜き穴の内端縁に沿ってその両端まで伝播した応力波は、緩やかに湾曲する第１湾曲縁に沿って滞らずに第２湾曲縁に向けて伝播し、その後、第２湾曲縁からその周囲に分散して伝播する。その結果、肉抜き穴の両端付近に応力集中が生じることを抑制でき、肉抜き穴の周囲における応力集中を緩和することができる。

本発明によれば、肉抜き穴の両端付近に応力集中が生じることを抑制でき、肉抜き穴の周囲における応力集中を緩和することができる。その結果、ドライブプレートの強度を増すことができ、軸ずれの公差を緩和することができる。軸ずれの公差の緩和により、クランクシャフトおよびトルクコンバータの各部品の寸法公差を緩和することができ、また、クランクシャフトとトルクコンバータとの芯出しを容易にすることができる。

本発明の一実施形態に係るドライブプレートの断面図であり、クランクシャフトおよびトルクコンバータをともに示す。 ドライブプレートの正面図である。 従来のドライブプレートの正面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜ドライブプレートの構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るドライブプレート１の断面図であり、クランクシャフト２およびトルクコンバータ３をともに示す。図２は、ドライブプレート１の正面図（クランクシャフト２側から見た図）である。なお、図１では、断面を示すハッチングの付与が省略されている。

ドライブプレート１は、自動変速機を搭載した車両に用いられて、エンジンのクランクシャフト２とトルクコンバータ３とを連結する。ドライブプレート１は、金属円板から塑性加工により形成されている。ドライブプレート１は、円板状の本体部１１と、本体部１１の外周を取り囲むリングギヤ１２とを一体に備えている。本体部１１の外周端部１３は、トルクコンバータ３側に折り曲げられることにより扁平な円筒状をなしており、その外周端部１３の外周面に、リングギヤ１２が形成されている。

リングギヤ１２は、溶接により本体部１１の外周端部１３に固着されていてもよいし、外周端部１３の塑性加工（転造加工）により外周端部１３と一体成形されていてもよい。

本体部１１の中央部には、絞り加工により、クランクシャフト２側に一段凹んだ円形状のクランクシャフト取付部１４が形成されている。クランクシャフト取付部１４の中央には、円形のクランクシャフト挿通穴１５が形成されている。また、クランクシャフト取付部１４には、クランクシャフト挿通穴１５の周囲に、６個の円形のクランクシャフト取付穴１６がクランクシャフト挿通穴１５と同心の同一円周上に等角度間隔、つまり６０°間隔で、クランクシャフト取付部１４を貫通して形成されている。

本体部１１の外周端部１３に沿った円環状の外周部１７は、絞り加工により、クランクシャフト２側に一段凹んでいる。そして、外周部１７には、１２０°間隔で配置される３個のクランクシャフト取付穴１６のそれぞれと周方向に同じ位置に、クランクシャフト２側にさらに一段凹んだ凹状のトルクコンバータ取付部１８が形成されている。各トルクコンバータ取付部１８には、円形のトルクコンバータ取付穴１９がトルクコンバータ取付部１８を貫通して形成されている。

周方向に隣り合うトルクコンバータ取付部１８の中間の各位置には、ドライブプレート１の軽量化のための円形の第１肉抜き穴２１が外周部１７とその回転中心側の円環部２２とがなす段差を跨いで形成されている。

また、クランクシャフト取付部１４と外周部１７との間の円環部２２には、クランクシャフト取付穴１６とトルクコンバータ取付穴１９との間の各位置に、長穴からなる第２肉抜き穴２３が形成されている。第２肉抜き穴２３は、クランクシャフト取付部１４の周縁に沿って径方向外側に凸湾曲して延びる内端縁２４と、内端縁２４に対して径方向外側に間隔を空けた位置で直線状に延びる外端縁２５と、内端縁２４の一端および他端のそれぞれに連続し、第２肉抜き穴２３の外側に第１曲率半径Ｒ１で凸湾曲する第１湾曲縁２６と、外端縁２５の一端および他端のそれぞれと第１湾曲縁２６とに接続され、第２肉抜き穴２３の外側に第１曲率半径Ｒ１よりも小さい第２曲率半径Ｒ２で凸湾曲する第２湾曲縁２７とを有している。そして、第２肉抜き穴２３の長手方向の長さＬは、２個のクランクシャフト取付穴１６間の最大距離、つまり１８０°ずれた位置に配置される２個のクランクシャフト取付穴１６間の距離Ｄよりも大きい。

＜ドライブプレートの取付＞
クランクシャフト２は、略円筒状の先端部３１の基端側に、その全周から径方向外側に張り出すフランジ部３２を有している。フランジ部３２には、ドライブプレート１の６個のクランクシャフト取付穴１６とそれぞれ対応する位置に、ねじ穴３３が形成されている。

ドライブプレート１のクランクシャフト挿通穴１５にクランクシャフト２の先端部３１が挿通されて、ドライブプレート１のクランクシャフト取付部１４にクランクシャフト２のフランジ部３２が当接した状態で、ボルト３４がトルクコンバータ３側からクランクシャフト取付部１４を通してねじ穴３３にねじ込まれることにより、ドライブプレート１がクランクシャフト２に固定される。

トルクコンバータ３は、クランクシャフト２側の端部に、フロントカバー４１を備えている。フロントカバー４１のクランクシャフト２側の面には、ドライブプレート１の６個のトルクコンバータ取付穴１９とそれぞれ対応する位置に、ボス４２が設けられている。ボス４２は、円筒状の部材の内周面にねじが切られた構成であり、溶接により、フロントカバー４１に固着されている。

ドライブプレート１のトルクコンバータ取付部１８がボス４２の先端面に当接した状態で、ボルト４３がドライブプレート１側からトルクコンバータ取付穴１９を通してボス４２にねじ込まれることにより、ドライブプレート１がトルクコンバータ３に固定される。

ドライブプレート１がクランクシャフト２およびトルクコンバータ３にそれぞれ固定された状態において、エンジンの始動時には、スタータの動力がドライブプレート１のリングギヤ１２に入力されることにより、ドライブプレート１と一体にクランクシャフト２が回転して、エンジンがクランキングされる。エンジンの始動後には、ドライブプレート１は、エンジンからの動力をトルクコンバータ３に伝達する。また、ドライブプレート１は、弾性変形により撓んで、エンジンの振動などを吸収し、また、クランクシャフト２の回転軸線とトルクコンバータ３の回転軸線とのずれ（軸ずれ）を吸収する。

＜作用効果＞
クランクシャフト２とトルクコンバータ３との軸ずれを解消するように、ドライブプレート１に弾性変形による撓みが生じると、クランクシャフト２のフランジ部３２が接触するクランクシャフト取付穴１６の周囲の面（クランクシャフト取付面（クランクシャフト固定部の一例））側からトルクコンバータ３のボス４２が接触するトルクコンバータ取付穴１９の周囲の面（トルクコンバータ取付面（トルクコンバータ固定部の一例））側に向かって応力波が伝播する。クランクシャフト取付穴１６とトルクコンバータ取付穴１９との間に、径方向と直交する方向に延びる第２肉抜き穴２３が形成されており、その第２肉抜き穴２３の長手方向の長さＬは、１８０°ずれた位置に配置される２個のクランクシャフト取付穴１６間の距離Ｄよりも大きい。

これにより、クランクシャフト取付面側から伝播する応力波に対して、第２肉抜き穴２３の両端の位置が離れる。そのため、第２肉抜き穴２３の回転中心側の内端縁２４に到達する応力波は、内端縁２４に沿ってその両端に向かって伝播する間に分散する。その結果、第２肉抜き穴２３の長手方向の両端付近に応力集中が生じることを抑制でき、第２肉抜き穴２３の周囲における応力集中を緩和することができる。

また、ドライブプレート１では、第２肉抜き穴２３の長手方向の両端部は、第２肉抜き穴２３の外側に第１曲率半径Ｒ１で凸湾曲する第１湾曲縁２６と、第１湾曲縁２６に連続して第２肉抜き穴２３の外側に第１曲率半径Ｒ１よりも小さい第２曲率半径Ｒ２で凸湾曲する第２湾曲縁２７とを有している。そのため、第２肉抜き穴２３の内端縁２４に沿ってその両端まで伝播した応力波は、緩やかに湾曲する第１湾曲縁２６に沿って滞らずに第２湾曲縁２７に向けて伝播し、その後、第２湾曲縁２７からその周囲に分散して伝播する。その結果、第２肉抜き穴２３の両端付近に応力集中が生じることを一層抑制でき、第２肉抜き穴２３の周囲における応力集中をより緩和することができる。

なお、第２肉抜き穴２３の長手方向の長さＬが１８０°ずれた位置に配置される２個のクランクシャフト取付穴１６間の距離Ｄ以下であっても、第２肉抜き穴２３の長手方向の両端部が第１湾曲縁２６および第２湾曲縁２７を有する構成であれば、第２肉抜き穴２３の長手方向の両端付近に応力集中が生じることを抑制でき、第２肉抜き穴２３の周囲における応力集中を緩和することができる。

第２肉抜き穴２３の周囲における応力集中が緩和されることにより、ドライブプレート１の強度を増すことができ、クランクシャフト２とトルクコンバータ３との軸ずれの公差を緩和することができる。軸ずれの公差の緩和により、クランクシャフト２およびトルクコンバータ３の各部品の寸法公差を緩和することができ、また、クランクシャフト２とトルクコンバータ３との芯出しが容易になるので、エンジンの動力を伝達する機構のコストを低減することができる。

また、第２肉抜き穴２３のサイズを大きく確保できるので、ドライブプレート１の重量の低減を図ることができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、クランクシャフト挿通穴１５の個数は、６個に限らず、任意に設定されるとよく、２〜５個であってもよいし、７個以上であってもよい。ただし、クランクシャフト挿通穴１５は、その個数にかかわらず、同一円周上に等角度間隔で形成されることが好ましい。

また、トルクコンバータ取付穴１９の個数についても同様に、６個に限らず、任意に設定されるとよく、２〜５個であってもよいし、７個以上であってもよい。ただし、トルクコンバータ取付穴１９は、クランクシャフト挿通穴１５と同数で、クランクシャフト挿通穴１５と周方向に同じ位置に形成されることが好ましい。これにより、すべてのクランクシャフト取付穴１６と各クランクシャフト取付穴１６と周方向に同じ位置に形成されたトルクコンバータ取付穴１９との間に、回転中心側に凸湾曲する内端縁２４を有する第２肉抜き穴２３を形成することができる。

第１肉抜き穴２１は、省略されてもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：ドライブプレート
２：クランクシャフト
３：トルクコンバータ
１４：クランクシャフト取付部（中央部）
１６：クランクシャフト取付穴
１７：外周部
１９：トルクコンバータ取付穴
２３：第２肉抜き穴
２４：内端縁
２６：第１湾曲縁
２７：第２湾曲縁
Ｄ：最大距離
Ｌ：長さ
Ｒ１：第１曲率半径
Ｒ２：第２曲率半径

Claims (2)

1. エンジンのクランクシャフトとトルクコンバータとを連結する円板状のドライブプレートであって、
   回転中心を取り囲む中央部に、前記クランクシャフトへの固定のための複数のクランクシャフト固定部が等角度間隔で形成され、
   前記クランクシャフト固定部よりも径方向外側の外周部に、前記トルクコンバータへの固定のための複数のトルクコンバータ固定部が等角度間隔で形成され、
   前記複数のトルクコンバータ固定部の個々に対して、１個の前記クランクシャフト固定部が前記トルクコンバータ固定部と周方向に同じ位置に形成されており、
   前記周方向に隣り合う前記トルクコンバータ固定部の中間の位置には、第１肉抜き穴が形成され、
   前記周方向に同じ位置に形成された前記クランクシャフト固定部と前記トルクコンバータ固定部との間に、周方向に延びる第２肉抜き穴が形成され、
   前記第１肉抜き穴の前記周方向の中央は、前記トルクコンバータ固定部と前記周方向に異なる位置に形成されている前記クランクシャフト固定部と前記周方向に同じ位置に位置しており、
   前記第２肉抜き穴の前記周方向の中央は、前記トルクコンバータ固定部と前記周方向に同じ位置に形成されている前記クランクシャフト固定部と前記周方向に同じ位置に位置しており、
   前記第１肉抜き穴の前記径方向の中央は、前記第２肉抜き穴の前記径方向の中央よりも前記径方向外側に位置しており、
   前記第２肉抜き穴の長手方向の長さは、前記複数のクランクシャフト固定部のうちの２個の前記クランクシャフト固定部間の最大距離よりも大きい、ドライブプレート。
2. エンジンのクランクシャフトとトルクコンバータとを連結する円板状のドライブプレートであって、
   回転中心を取り囲む中央部に、前記クランクシャフトへの固定のための複数のクランクシャフト固定部が等角度間隔で形成され、
   前記クランクシャフト固定部よりも径方向外側の外周部に、前記トルクコンバータへの固定のための複数のトルクコンバータ固定部が等角度間隔で形成され、
   前記複数のトルクコンバータ固定部の個々に対して、１個の前記クランクシャフト固定部が前記トルクコンバータ固定部と周方向に同じ位置に形成されており、
   前記周方向に隣り合う前記トルクコンバータ固定部の中間の位置には、第１肉抜き穴が形成され、
   前記周方向に同じ位置に形成された前記クランクシャフト固定部と前記トルクコンバータ固定部との間に、周方向に延びる第２肉抜き穴が形成され、
   前記第１肉抜き穴の前記周方向の中央は、前記トルクコンバータ固定部と前記周方向に異なる位置に形成されている前記クランクシャフト固定部と前記周方向に同じ位置に位置しており、
   前記第２肉抜き穴の前記周方向の中央は、前記トルクコンバータ固定部と前記周方向に同じ位置に形成されている前記クランクシャフト固定部と前記周方向に同じ位置に位置しており、
   前記第１肉抜き穴の前記径方向の中央は、前記第２肉抜き穴の前記径方向の中央よりも前記径方向外側に位置しており、
   前記第２肉抜き穴は、前記回転中心側の内端縁と、前記内端縁の一端および他端のそれぞれに連続し、前記第２肉抜き穴の外側に第１曲率半径で凸湾曲する第１湾曲縁と、前記第１湾曲縁のそれぞれに連続し、前記第２肉抜き穴の外側に第１曲率半径よりも小さい第２曲率半径で凸湾曲する第２湾曲縁とを有している、ドライブプレート。

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