JP7091118B2 - 捩り振動低減装置およびその捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータ - Google Patents

Description

本発明は、トルクコンバータ等に用いられ、相対的回転から直接的回転への移行に際し生じる過大な回転トルク等により生じる捩り振動を低減する捩り振動低減装置およびその捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータに関する。

車両用自動変速機に組み込まれるトルクコンバータは、コンバータハウジングの前面部を構成するフロントカバーがクランクシャフトで回転駆動され、さらにコンバータハウジングのポンプインペラ側の羽（ブレード）と、タービンランナ側の羽（ブレード）との間でトルクが伝達されて、タービンランナに接続された出力軸から、変速機の入力軸へとトルクが伝達されるようになっている。さらにトルクコンバータは、燃費向上を図るためにエンジンのクランクシャフトのトルクを変速機に直接伝達するためのロックアップ装置を有している。

ロックアップ装置では、コンバータハウジングのフロントカバーと出力軸とが、流体圧力（油圧）で駆動されるクラッチで接続されることによって、エンジンのクランクシャフトのトルクが変速機の入力軸に直接伝達される。

このクラッチの構成は、多板式のクラッチ板の摺動押圧力によるもの、フロントカバーの摺動部材に摺接させるもの等がある。こうしたロックアップ装置は、クラッチと出力軸との間に介在する捩り振動低減装置（ダンパーともいう）とを備えて、捩り振動を吸収し減衰させている。

この種の捩り振動低減装置として、例えば、特許文献１に開示されたトルクコンバータに用いられるダンパ装置としては、捩り振動を吸収するダンパスプリングを収容保持する、押圧部材、ハブギア及びトルク伝達部材が装置の軸方向に対して組み付けられても当該軸方向の寸法を小さくして小型化を図ることができるとするトルクダンパ装置を提案している。

また、特許文献２に開示されたダンパ装置によれば、トルクコンバータ等の流体継手内に収容され、タービンランナとクラッチとを弾性的に連結し、クラッチが係合したロックアップ状態において、エンジンのトルク変動を吸収するダンパ装置として、異なる半径上に配列した複数の内外ダンパスプリングを中間部材を介して直列状態で安定して連結したダンパ装置を提供するものであるとしている。

また、特許文献３には、捩り緩衝ディスクとして、トーション部材（スプリング）を収容保持するディスク周方向側の端面縁部の強度アツプを図ることを提案している。

特開２０１４－２０２２２８号公報 特開２０１１－２０８７９１号公報 特開平８－４２５８９号公報

何れの特許文献にても見られるように、従来のダンパ装置、緩衝ディスクに用いられるダンパスプリングやトーション部材を収容保持する部分の半径方向縁部は直線状の平坦加工か矩形状の切り起こしの形状とし、特別な配慮はされていない。例えば、特許文献１のダンパスプリングＳ２を軸方向の両側から保持するトルク伝達部材（公報の図８）とサブプレート（公報の図１０）の内側円周部は直線状に切り欠いているだけである。また、特許文献２のダンパスプリングを保持する出力部材（公報の図３参照）の内側円周部は矩形状の切り起こしの形状としている。特許文献３においてもトーション部分の飛び出し防止部分として捩じれ緩衝ディスク（公報の図３参照）の内側第３縁部は矩形状の切り起こしの形状としている。

このように、捩り振動を低減、吸収するスプリング（またはバネ材）を保持する構造としては、そのスプリングの飛び出し防止のため円周長手方向に矩形の窓枠状としているもので、スプリングと窓枠との摺動抵抗等、相互の干渉は考慮されていなかった。

上記の問題を解決するために、本発明は、捩り振動を低減する低減部材とこの低減部材を保持する保持部分との摺動抵抗等による相互干渉により、捩り振動を低減、吸収する作用の妨げとなることを極力避ける構造とした捩り振動低減装置およびその捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータを提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため本発明は、捩り振動低減部材の振動方向に対して側面方向から保持する保持部材において、前記捩り振動低減部材と接触する保持部分を、前記戻り振動低減部材の一部分にて接触する形状としたことを特徴とする捩り振動低減装置を提供するものである。

また、本発明は、前記保持部分の形状を所定の曲率形状としたことを特徴とする。

また、本発明は、前記保持部分の形状を保持中央部分を頂点とした三角形状としたことを特徴とする。

また、本発明は、前記保持部分の形状を台形あるいは蒲鉾形状としたことを特徴とする。

また、本発明は、前記捩り振動低減部材と接触する窓枠形状の前記保持部分であって、内周側の前記保持部分を前記戻り振動低減部材と一部分にて接触する形状としたことを特徴とする。

また、本発明は、前記捩り振動低減部材は回転方向に対し半径方向の外周側と内周側に配置され、前記内周側に配置される前記捩り振動低減部材と接触する前記保持部分を、内周側に配置される前記戻り振動低減部材の一部分にて接触する形状としたことを特徴とする。

また、本発明は、前記捩り振動部材は複数個所に設けられることを特徴とする。

また、本発明は、トルクコンバータにおいて、トルク変動を吸収する捩り振動低減部材の振動方向に対して側面方向から保持する保持部材の保持部形状を、前記戻り振動低減部材の一部分にて接触する形状とした捩り振動低減装置を備えたことを特徴とするトルクコンバータを提供するものである。

本発明によれば、捩り振動低減装置における振動を低減する低減部材とその低減部材を保持する保持部分の回転半径方向における接触面および／または接触点をできるだけ少なくできるので、保持部分での接触や摺動による相互干渉を防ぐことができ、捩り振動を低減、吸収する作用をより効率的にできる。また、部品間の摩耗を少なくできる。

従って、部材間の相互干渉を極力低減した捩り振動低減装置を提供でき、また、より効率のよい捩り振動低減機能をもつトルクコンバータを提供できる。

本発明の一実施形態に係る捩り振動低減装置の要部構成を説明する平面図である。 本発明の一実施形態に係る捩り振動低減装置の振動低減部材を保持するサイドプレートの一構成例を示す平面図である。 図２に示したサイドプレートの斜視図である。 図３に示したサイドプレートの斜視図中、振動低減部材を保持する部分を一部切り出し拡大した説明図である。 本発明の捩り振動低減部材を保持する部分の一実施形態に係る保持構造を説明する平面図である。 本発明の捩り振動低減部材を保持する部分の第２実施形態に係る保持構造を説明する平面図である。 本発明の捩り振動低減部材を保持する部分のその他の実施形態に係る保持構造を説明する平面図である。 本発明の捩り振動低減装置を用いるトルクコンバータの一構成例を説明する断面図である。 図８におけるトルクコンバータの捩り振動低減装置部分を取出して示すもので、図１に示した平面図におけるＡ―Ａ断面に対応する図である。

本発明は、捩り振動低減装置における振動を低減する低減部材とその低減部材を保持する保持部分の回転半径方向における接触面および／または接触点をできるだけ少なくした構成に特徴をおくものである。従来の矩形の形状による保持構造であれば低減部材との接触部分が多く、また、その摺動接触が発生する部位もまちまちとなるが、本発明では、一部分の接触とでき、接触部分も略同じ部分での摺動とできる。従って、所定の摺動抵抗の範囲に収めることも可能となりより安定した振動低減に寄与できることになる。以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

まず、図８により、本発明に係る捩り振動低減装置を用いる一例としてのトルクコンバータについて説明するが、適用形態を限定するものではない。

図８は、本発明の捩り振動低減装置を用いるトルクコンバータの一構成例を説明する要部断面図である。なお、図８は、回転軸となる軸ａに対し、上半分の断面図を示し、右側がエンジン側に接続され、左側がトランスミション側に接続される例を示している。また、トルクコンバータのクラッチ部は、ピストンガイド（ピストンハウジングともいう。以下同じ。）を備えピストンをフロントカバーに対向させて設けたもので説明するが、図示例に限定されず、フロントカバー側にピストンガイドが配置されたものであってもよい。

図８において、トルクコンバータは、フロントカバー１とポンプインペラのインペラシェル２に囲まれたハウジング内に、インペラシェル２に対向してタービンシェル３、ステータ４、ワンウェイクラッチ５、ロックアップ機能の一例として多板式クラッチ部６および捩り振動低減装置（ダンパーともいう。以下同じ。）７、また、付加機能として慣性質量体（例えば、振り子部品）８等を備えたものを例示している。

フロントカバー１には、エンジン側に接続されるカバーボス１１が設けられ、一方、タービンシェル３は出力ハブ３２に接続され、出力ハブ３２を介してトランスミッション側にその回転力を伝達するようになっている。

ポンプインペラのインペラシェル２に配設されたインペラブレード２１、タービンシェル３に配設されたービンブレード３１、ステータ４に配設されたステータブレード４１で形成される空間内に流体としてのオイル（図示せず）が導入されている。トルクコンバータ機能としては、エンジン側の回転をトランスミッション側へ伝達することにあり、エンジン駆動によるフロントカバー１及びインペラシェル２の回転に応じて誘導されたオイルの移動によりタービンシェル３を回転させている。ステータ４に連結されたワンウェイクラッチ５はその回転方向を規制している。ここで生じたタービンシェル３の回転は出力軸に接続されたトランスミッション側へ伝達される。

また、多板式クラッチ部６は、軸ａから半径方向に遠近のクラッチ保持部６２、６３とその間に設けられた多板から成るクラッチ６１およびクラッチ６１を一方向へ押圧するロックアップピストン６４、ピストンガイド６５からなる。多板式クラッチ部６は、軸ａに対し半径方向に近い方のクラッチ保持部６３がフロントカバー１側に固定されている。フロントカバー１が所定回転数以上になるとピストン６４がピストンガイド６５と共にオイル移動作用に伴いクラッチ６１をフロントカバー１側へ押圧することで、後述するようにクラッチ保持部６２に連結保持された捩り振動低減装置（ダンパー）７、タービンシェル３に同じ回転力を与えエンジンの回転速度をトランスミッション側へ伝達することになる。

フロントカバー１及びタービンシェル３の回転に伴う振動を低減するように働く捩り振動低減装置７は、２段のトーションスプリング７３、７４を備えた例を示し、トーションスプリング７３、７４は、それぞれ複数のサイドプレート（リテーナープレートあるいはドライブプレートなどともいう。以下同じ。）により保持固定されている。これらサイドプレートは図示されるように折り曲げ加工され、各トーションスプリングを挟んで規制している。

また、捩り振動低減装置７および２段のトーションスプリング７３、７４を保持するサイドプレート等が、それぞれリベット７１１，７１２にて固定されている。また、トーションスプリング７４を保持するサイドプレート７１およびハブプレート７２はリベット７１３にて固定されると共に、タービンシェル３側のハブプレート３２とともに出力ハブ７２１にリベットにて締結固定される。

この多板式クラッチ部６の、軸ａに対し半径方向に遠い方のクラッチ保持部６２は、捩り振動低減装置７の２段のトーションスプリング７１、７２のうち、半径方向で軸ａから遠い方のトーションスプリング７１の保持も兼備えている。また、捩り振動低減装置７とタービンシェル３との間の空間に慣性質量体８としての振り子部品が配置されている。なお、捩り振動低減装置全体としては、捩り振動を多段にて低減、減衰させる例として後述する2段のトーションスプリング構成に加え付加機能として慣性質量体８を備えたものを例示しているが、これに限られるものではなく、慣性質量体８を備えていないトルクコンバータにおいても、本発明は適用できるものである。

図９は、図８におけるトルクコンバータの捩り振動低減装置部分を取出して示すものである。図において、図８と同じ符号は同じ対象物を示し、回転軸となる軸ａに対し、上半分の断面図を示している。

図９において、捩り振動低減装置の基本構成としては、捩り振動低減装置７として示すように、２段のトーションスプリング７３、７４と、これらトーションスプリングを保持するサイドプレート等から構成される。２段のトーションスプリング７３、７４は、回転軸ａに対し外周側にトーションスプリング７３を、内周側にトーションスプリング７４を配置している。エンジン駆動による所定の回転速度になりピストンガイドの作動とともに捩り振動が生じると、まず、外周側のトーションスプリング７３が作用し、さらなる振動に対して内周側のトーションスプリング７４が作用する構成例を示している。

かかる構成の下、トーションスプリング７４は、第１のサブプレート７１ａと第２のサブプレート７１ｂにて保持され、回転軸ａに平行する側への飛び出しを防いでいる。即ち、トーションスプリングはその保持部材とともの回転するが、図面の左右方向への揺動は避けられない。従って、トーションスプリング７４とその保持部材となるサイドプレート７１ａ、７１ｂとの間で接触する部分で摺動し摩擦抵抗となり保持部材間での劣化や破損等をひき起こすこともあり得る。

本発明は、このトーションスプリングとサイドプレートの保持部分の回転半径方向における接触面および／または接触点をできるだけ少なくしたもので、以下、図１から図７を用いて順に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る捩り振動低減装置の要部構成を説明する平面図である。図中で図８に図示した符号と同じものは同じ対象物を示している。

図１において、捩り振動低減装置７は、回転軸ａを中心に、外周側にトーションスプリング７３を、内周側にトーションスプリング７４を配置し、トーションスプリング７３をサイドプレート７５にて、トーションスプリング７４をサイドプレート７１にて保持する構成とし、リベット取付穴７６等、省略された部分もあるが適宜配置されている。また、外周側にあるトーションスプリング７３は、一対単位で４か所に配置し、内周側にあるトーションスプリング７４は４か所に配置した例を示し、図８、図９にて示される質量慣性体８は省略されている。また、図１は、外周側と内周側のトーションスプリングの半径方向の配置関係を示すもので、前後の立体的な締結関係を示すものではない。従って、外周側と内周側のトーションスプリングが図面上での上下関係で配置されたもので、また、外周側と内周側に直列に配置されたものであってもよい。また、トーションスプリングは、外周と内周の２段構成に限られるものではなく、トルクコンバータ等の使用形態によっては、１段構成のものや、また、外周と内周に配置されるトーションスプリングの形態が逆の形状であってもよい。

図２は、図１に図示した振動低減装置の振動低減部材を保持するサイドプレートを取出したもので、そのサイドプレートの一構成例を示す平面図であり、図３は、そのサイドプレートの斜視図である。

図２および図３において、サイドプレート７１は、リベット等により本体に取り付ける取付穴７８を有し、内周側に配置されるトーションスプリング７４を保持するもので、片側のプレートを示している。トーションスプリング７４を収容保持する保持部（窓枠ともいう。）７７は、外周側の切起こし部（切出し部分、窓上枠部分等ともいう。）７７２と内周側の切起こし部（切出し部分、窓下枠部分等ともいう。）７７１を有している。各切起こし部７７１、７７２は図面手前側に突き出るように配置され、保持部７７内に各トーションスプリング７４が収容保持される。なお、図３に示す斜視図は、フロントカバー方向から見たものである。

ここで特徴的には、振動低減部材としてのトーションスプリングとそのトーションスプリングの保持部材としてのサイドプレートの保持部７７との関係において、トーションスプリング７４と接触する内周側の保持部分（切起こし部分、切出し部分、窓下枠部分等ともいう。）７７１の接触面を少なくした点にある。

図４および図５は、本発明の捩り振動低減部材を保持する部分の一実施形態に係る保持構造を説明するもので、図３に示したサイドプレートの斜視図中、振動低減部材を保持する部分を一部切り出し拡大して示している。図４はその斜視図、図５は平面図である。図中のサイドプレート７１に設けられたトーションスプリング保持部７７の内周側の保持部分（切起こし部）７７１を所定の曲率を持つ形状（Ｒ形状）としている。

図５において、保持部７７のトーションスプリング保持部分として、従来の矩形状に切起こした保持部分７７１´に対し、本発明の切起こし部分７７１はＲ形状としたことによりトーションスプリングとの接触面を大幅に少なくできる。即ち、Ｒ形状の中央部分でトーションスプリングの飛び出し（外れや脱落等ともいう。以下同じ。）を防ぐようにしたので、接触摩擦を低減できることになる。

図６は、本発明の捩り振動低減部材を保持する部分の第２実施形態に係る保持構造を説明する平面図である。

図６において、図中のサイドプレート７１に設けられたトーションスプリング保持部７７の内周側の保持部分（切起こし部分、切出し部分ともいう。以下同じ）７７１１を両側から中央に向けて三角形状となるようにしている。保持部７７のトーションスプリング保持部分として、従来の矩形状に対し、本発明の切起こし部分７７１１は三角形状としたことによりトーションスプリングとの接触面を大幅に少なくできる。即ち、三角形状の中央部分の頂点以下でトーションスプリングの飛び出しを防ぐようにしたので、接触摩擦を低減でき、摺動抵抗を安定化できることになる。

図７は、本発明の捩り振動低減部材を保持する部分のその他の実施形態に係る保持構造を説明する平面図である。

図７において、図中のサイドプレート７１に設けられたトーションスプリング保持部７７の内周側の保持部分７７１２を両側から中央に向けて台形もしくは蒲鉾形状となるようにしている。保持部７７のトーションスプリング保持部分として、従来の矩形状に対し、本発明の切起こし部分７７１２は台形もしくは蒲鉾形状としたことによりトーションスプリングとの接触面を少なくできる。即ち、台形もしくは蒲鉾形状の中央部分でトーションスプリングの飛び出しを防ぐようにしたので、従来の矩形の形状に比べ接触摩擦を低減でき、摺動抵抗を安定化できることになる。

なお、図１から図７までに図示した実施例では、トーションスプリングの窓枠形状の保持部分であって、外周側の保持部分と内周側の保持部分のうち、本発明を内周側の保持部分に適用した例で説明したが、これに限られるものではない。即ち、内周側と外周側の両方に適用してもよく、少なくとも、何れか一方に適用されることでもよい。

また、上記で説明した図１から図９までに図示した実施例は、概略構成を含め本発明の一例を示すものであり、これらに限定解釈されず、適用対象も種々あり得る。

また、図８に図示したトルクコンバータは、本発明の適用対象としての一例を示すもので、図示例に限定されるものではなく、例えば、慣性質量体の有無に関係なく適用できるものである。また、トーションスプリング等の振動低減部材も２段構成に限られるものではなく、１段構成の振動低減部材から構成されるものであってもよい。また、トーションスプリングを例に実施例として、軸心に対し対象に各４カ所配置した例を示しているが、これらに限定されるものではなく、３カ所あるいは6カ所に設けられるものであってもよい。

以上説明したように、本発明の捩り振動低減装置の適用例として、トルクコンバータについて説明したが、その他の回転駆動するものにおいて、捩り振動を低減する際にも適宜、用いることができる。

以上説明した各実施形態は、本発明の理解のために例示されたものであり、本発明は、これら実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって定義される。また、本発明の技術思想から離れるものでない限り、特許請求の範囲に記載の構成と均等であるものも本発明の保護の範囲に含まれるものである。

本発明によれば、捩り振動低減装置における振動を低減する低減部材と保持部材との回転半径方向における接触面および／または接触点をできるだけ少なくできるので、部品間の摩耗を少なくでき、捩り振動を低減、吸収する作用をより効率的にでき、工業的にも有利であり、産業上の利用可能性が高い。

１…フロントカバー
２…インペラシェル
２１…インペラブレード
３…タービンシェル
３１…タービンブレード
３２、７２１…出力ハブ
４…ステータ
４１…ステータブレード
５…ワンウェイクラッチ
６…多板式クラッチ
６１…クラッチ
６２、６３…クラッチ保持部
６４…ピストン
６５…ピストンガイド
７…捩り振動低減装置
７１、７１ａ、７１ｂ、７５…保持部材（サイドプレート）
７２…ハブプレート
７３、７４…振動低減部材（トーションスプリング）
７１１，７１２，７１３…リベット
７６、７８…取付穴
７７…保持部（窓枠）
７７２…保持部分（切起こし部、切出し部、窓上枠等）
７７１、７７１１、７７１２…保持部分（切起こし部、切出し部、窓下枠等）
８…慣性質量体

Claims (12)

1. 捩り振動低減部材を、前記捩り振動低減部材の振動方向に対して側面方向から保持する保持部材を備え、
   前記保持部材は、前記捩り振動低減部材の一部分に接触する保持部分を有し、
   前記保持部分は、前記側面方向から見て所定の曲率形状を有することを特徴とする、捩り振動低減装置。
2. 捩り振動低減部材を、前記捩り振動低減部材の振動方向に対して側面方向から保持する保持部材を備え、
   前記保持部材は、前記捩り振動低減部材の一部分に接触する保持部分を有し、
   前記保持部分は、前記側面方向から見て保持中央部分を頂点とした三角形状を有することを特徴とする、捩り振動低減装置。
3. 捩り振動低減部材を、前記捩り振動低減部材の振動方向に対して側面方向から保持する保持部材を備え、
   前記保持部材は、前記捩り振動低減部材の一部分に接触する保持部分を有し、
   前記保持部分は、前記側面方向から見て台形あるいは蒲鉾形状を有することを特徴とする、捩り振動低減装置。
4. 回転方向に対し半径方向の外周側と内周側とに配置された捩り振動低減部材のうち、前記内周側に配置された前記捩り振動低減部材を、当該捩り振動低減部材の振動方向に対して側面方向から保持する保持部材を備え、
   前記保持部材は、前記内周側に配置された前記捩り振動低減部材の一部分に接触する形状を有する保持部分を有することを特徴とする、捩り振動低減装置。
5. 前記保持部分は、前記側面方向から見て窓枠形状を有し、
   前記保持部分の内周側の部分が、前記捩り振動低減部材の一部分に接触する形状を有することを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか１記載の捩り振動低減装置。
6. 前記捩り振動低減部材は複数個所に設けられることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１記載の捩り振動低減装置。
7. 捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータであって、
   前記捩り振動低減装置は、トルク変動を吸収する捩り振動低減部材を、前記捩り振動低減部材の振動方向に対して側面方向から保持する保持部材を備え、
   前記保持部材は、前記捩り振動低減部材の一部分に接触する保持部分を有し、
   前記保持部分は、前記側面方向から見て所定の曲率形状を有することを特徴とするトルクコンバータ。
8. 捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータであって、
   前記捩り振動低減装置は、トルク変動を吸収する捩り振動低減部材を、前記捩り振動低減部材の振動方向に対して側面方向から保持する保持部材を備え、
   前記保持部材は、前記捩り振動低減部材の一部分に接触する保持部分を有し、
   前記保持部分は、前記側面方向から見て保持中央部分を頂点とした三角形状を有することを特徴とするトルクコンバータ。
9. 捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータであって、
   前記捩り振動低減装置は、トルク変動を吸収する捩り振動低減部材を、前記捩り振動低減部材の振動方向に対して側面方向から保持する保持部材を備え、
   前記保持部材は、前記捩り振動低減部材の一部分に接触する保持部分を有し、
   前記保持部分は、前記側面方向から見て台形あるいは蒲鉾形状を有することを特徴とするトルクコンバータ。
10. 捩り振動低減装置を備えたトルクコンバータであって、
    前記捩り振動低減装置は、回転方向に対し半径方向の外周側と内周側とに配置された捩り振動低減部材のうち、前記内周側に配置された前記捩り振動低減部材を、当該捩り振動低減部材の振動方向に対して側面方向から保持する保持部材を備え、
    前記保持部材は、前記内周側に配置された前記捩り振動低減部材の一部分に接触する形状を有する保持部分を有することを特徴とするトルクコンバータ。
11. 前記保持部分は、前記側面方向から見て窓枠形状を有し、
    前記保持部分の内周側の部分が、前記捩り振動低減部材の一部分に接触する形状を有することを特徴とする、請求項７から請求項１０までのいずれか１記載のトルクコンバータ。
12. 前記捩り振動低減部材は複数個所に設けられることを特徴とする請求項７から請求項１１までのいずれか１記載のトルクコンバータ。

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