JP7199824B2 - トルクコンバータ振動吸収装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両のエンジンのクランクシャフトと変速機の入力軸との間に介在する流体伝動装置（いわゆるトルクコンバータ）の振動吸収装置に関するものである。

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イラ側の羽と、タービンランナ側の羽との間でトルクが伝達されて、タービンランナで駆動される出力軸から、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。

また、トルクコンバータは、燃費向上を図るために、クラッチを作動させ、エンジンのクランクシャフトのトルクを、衝撃（捩り振動）吸収用のトーションスプリング（弾性体）を介して、変速機に伝達するロックアップクラッチを有している。

更に、トルクコンバータは、動作中の振動を吸収するための遠心振子式吸振器を含む場合もある。

たとえば、特許文献１では、ロックアップクラッチとダンパーを有するトルクコンバータであって、ダンパー組立２２の内側バネ４０を支える、リベット結合された２枚のカバープレート３６、３８を有しており、このうち、タービン側カバープレート３６の外側先端部に遠心振子式吸振器４４を設けた構造になっている。

なお、タービン側カバープレート３６は、タービン２０の内側延伸部３４ともリベット結合されている。

更に、トランスミッション入力軸５４とスプライン５２で結合しているドライブハブ５０と結合しているドライブフランジ４８が、カバープレート３６、３８の間に設けられ、ロックアップクラッチ作動時にはクラッチ側カバープレート３８から、非作動時にはタービン側カバープレート３６から、ドライブハブ５０へと動力が伝達されるようになっている。

ここで、遠心振子式吸振器４４を支持しているタービン側カバープレート３６、及びそれと結合しているクラッチ側カバープレート３８及びタービン２０については、センタリング（中心合わせ）は、タービン側カバープレート３６の内径とドライブハブ５０の突起部の外径とが嵌合することのみによってなされている。

そのため、振動発生の大きな遠心振子式吸振器４４が作動している際に、遠心振子式吸振器４４の重心とセンタリング部の軸方向位置がずれている場合、遠心振子式吸振器４４の振子が重いため、少しの軸方向のずれであっても、作動時に遠心力で倒れるモーメント力が働き、遠心振子式吸振器４４を支持しているタービン側カバープレート３６の、クラッチ側あるいはタービン側への倒れ（傾き）や嵌合部でのかじりの恐れが大きく、所望の吸振効果が十分に得られず、安定した動作ができないという問題点がある。

国際公開第２０１７／０７８７０６号公報

本発明はこうした従来技術上の問題点を解決することを企図したものであり、遠心振子式吸振器を含むトルクコンバータの振動吸収装置において、遠心振子式吸振器が安定して作動できる構造を有する振動吸収装置を提供することをその課題とする。

かかる課題を解決するため、本発明に係るトルクコンバータの振動吸収装置は、トルクコンバータの振動を吸収する遠心振子と、トルクコンバータの回転軸を中心に回転でき前記遠心振子を保持する遠心振子サポートプレートと、前記遠心振子サポートプレートを挟み込んで固定結合する一対のリテーナプレートと、前記一対のリテーナプレートに保持される弾性体と、前記弾性体を介して前記一対のリテーナプレートからの動力の伝達を受けるドリブンプレートと、前記一対のリテーナプレートの内側穴部の端面が前記ドリブンプレートまたは該ドリブンプレートに固定結合される部材との間の２箇所でセンタリングされる間隙とを具備することを特徴とする。

なお、ここで、遠心振子と遠心振子サポートプレートとを併せて、遠心振子式吸振器と呼ぶこともある。

このようにすると、回転軸の延伸方向の２個所で、遠心振子サポートプレートをセンタリングすることができるため、遠心振子に働くモーメント力による倒れなどが防止でき、振動吸収装置として安定した動作が期待できる。

また、前記２箇所のセンタリングされる部位の間隙の、一方が他方より小であることを特徴としてもよい。すなわち、間隙の小な方がセンタリングそのものの精度を決めるセンタリング、間隙の大なる方が遠心振子サポートプレートの倒れの許容量を決めるセンタリングとなる。

このようにすると、センタリング精度と倒れ許容量のそれぞれにつき、所望の量に設定することができ、最適な振動吸収装置が実現できる。

更に、前記センタリングされる部位の間隙の狭い方が、より回転軸の内側の方であることを特徴としてもよい。すなわち、径の小さい方を、センタリング精度を決める小さな間隙、径の大きい方を、倒れ許容量を決める大きな間隙としてもよい。

このようにすると、小さい間隙を設ける場合、小さい径で行う方が、製造が容易であるという利点があり、一方、倒れについては大きい径で受け持たせる方が、受ける力が小さくて済むという利点がある。

更に、前記ドリブンプレートに固定結合される部材がタービンハブであり、前記一対のリテーナプレートの一方の内側穴部の側面と、前記ドリブンプレートにある円柱状突起部の外径側面との間で嵌合及び摺動によりセンタリングされ、前記一対のダンパーリテーナプレートの他方の内側穴部の側面と前記タービンハブの外径側面との間で嵌合及び摺動によりセンタリングされることを特徴としてもよい。

このようにすると、回転軸延伸方向のやや離れた２個所で、遠心振子式吸振器をセンタリングすることができるため、振動吸収装置として、より安定した安定した動作が期待できる。

更にまた、前記一対のリテーナプレートの一方のリテーナプレートの内側穴部の側面と前記ドリブンプレートにある円柱状突起部の外径側面との間隙と、前記一対のリテーナプレートの他方のリテーナプレートの内側穴部の側面と前記タービンハブの外径側面との間隙とのうち、より回転軸の内側の方の間隙を小さくしたことを特徴としてもよい。

例えば、前記タービンハブの外径側面の方が回転軸心に近く、前記ドリブンプレートにある円柱状突起部の外径側面の方が回転軸心から遠い場合には、前者の方の間隙を小さくする。

このようにすると、遠心振子式吸振器に倒れが生じた場合であっても、回転軸心に遠い方の間隙が大きいため、かじりなどの現象が発生する可能性を低減することができる。

本発明によれば、遠心振子式吸振器を含むトルクコンバータの振動吸収装置において、遠心振子式吸振器が安定して作動できる構造を有する振動吸収装置を提供することが実現できる。

本発明の一実施形態に係る振動吸収装置を含むトルクコンバータの縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る振動吸収装置の平面図である。 本発明の一実施形態に係る振動吸収装置のＡ－Ａ部分断面図である。 本発明の一実施形態に係る振動吸収装置のＢ－Ｂ部分断面図である。 本発明の一実施形態に係る振動吸収装置の一対のリテーナの一方の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る振動吸収装置の一対のリテーナの他方の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る振動吸収装置の遠心振子サポートプレートの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る振動吸収装置のドリブンプレートの斜視図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。

図１は本発明の一実施形態に係るロックアップ装置を含むトルクコンバータの全体イメージを示した縦断面図である。この図に示すように、トルクコンバータ１は、エンジンのクランクシャフトからトランスミッションの入力シャフトにトルクを伝達するための装置である。図１の右側に図示しないエンジンが配置され、図１の左側に図示しないトランスミッションが配置されている。図１に示すＡ－Ａ’がトルクコンバータ１の回転軸である。

図１に示すように、トルクコンバータ１は、主に、フロントカバー１１と、３種の羽根車（ポンプインペイラ１２、タービンランナ１３、ステータブレード１４）と、ロックアップクラッチ２と、リテーナプレート３１などの中間部材を含む振動吸収装置３と、フロントカバー１１からの動力の伝達を受けるタービンハブ５１などを備えている。

ロックアップクラッチ２は、フロントカバー１１とタービンハブ５１との間に配置され、フロントカバー１１から、タービンハブ５１に、動力を機械的に伝達するものである。このロックアップクラッチ２は、多板クラッチ１７、多板クラッチ１７を保持する入力側クラッチ保持部２０と出力側クラッチ保持部２１、ロックアップピストン１５、ピストンガイド１６、出力側クラッチ保持部２１と固定結合されるドライブプレート１８などを備えている。

図２は本発明の一実施形態に係る振動吸収装置の平面図であり、図３は本発明の一実施形態に係る振動吸収装置の図２のＡ－Ａ断面図（タービンハブ側を含む）であり、図４は本発明の一実施形態に係る振動吸収装置の図２のＢ－Ｂ断面図である。

まず、振動吸収装置３の概要を説明する。リテーナプレート３１は、最終的に固定結合される、第１リテーナプレート３１ａ、第２リテーナプレート３１ｂ、第３リテーナプレート３１ｃからなる。

第1リテーナプレート３１ａ及び同プレート３１ａと固定結合される第２リテーナプレート３１ｂは、共同して外側弾性体３２を保持し、それらと同軸で回転可能に組み合わされたドライブプレート１８から、外側弾性体３２を介して、弾性的な動力伝達を受ける。

第２リテーナプレート３１ｂ及び同プレート３１ｂと固定結合される第３リテーナプレート３１ｃは、共同して内側弾性体３３を保持し、これらと同軸で内側弾性体３３を介して弾性的に回転可能なドリブンプレート３４に動力を伝達する。

更に、遠心振子式吸振器４０の一部である遠心振子サポートプレート４１が、第２リテーナプレート３１ｂと第３リテーナプレート３１ｃとの間に挟持されて固定結合され、遠心振子サポートプレート４１の外周部には、遠心振子４２が設けられている。

次に、振動吸収装置３の詳細を説明する。図５は本発明の一実施形態に係る振動吸収装置の第２リテーナプレート３１ｂの斜視図である。第２リテーナプレート３１ｂは、第１リテーナプレート３１ａよりも大な外径の、クラッチ側に立ち上がる円筒部３１１を有しており、その円筒部３１１から内側に突出する４個所の外側弾性体保持部３１２を有し、第１リテーナプレート３１ａの図示しない外側弾性体保持部と連動して、４個の外側弾性体３２の端部を保持する。

なお、第２リテーナプレート３１ｂは第１リテーナプレート３１ａと、複数のリベット３５で固定結合される。

また、第２リテーナプレート３１ｂは、第３リテーナプレート３１ｃと共同して内側弾性体３３を保持するための窓部３１３と、第３リテーナプレート３１ｃとリベット固定するための複数（本実施形態では８個）の穴部３１４とを有する。

更に、第２リテーナプレート３１ｂは、その内側穴部に円筒外側面の一部であるような側面３１５を４個所設けており、この側面３１５が後述するドリブンプレート３４と嵌合・摺動するようになっている。

なお、これまで及びこの後の説明で、内側、外側との表現は、トルクコンバータ１の回転軸中心から放射状に、中心に近い方を内側、中心から遠い方を外側としたものである。

図６は本発明の一実施形態に係る振動吸収装置の第３リテーナプレート３１ｃの斜視図であり、内側弾性体３３を保持する窓部３１６と、第２リテーナプレート３１ｂとリベット固定するための複数（本実施形態では８個）の穴部３１７を有し、第２リテーナプレート３１ｂと複数（本実施形態では８個）のリベット３６で固定結合され、第２リテーナプレート３１ｂと連動して内側弾性体３３を保持する。

また、第３のリテーナプレート３１ｃの内側穴部の周辺には、円筒部３１８があり、その内周部側面が、後述のタービンタブ５１と嵌合・摺動するようになっている。

なお、ここで、好適には、本発明の「課題を解決するための手段」における「一対のリテーナプレート」は、第２リテーナプレート３１ｂと第３リテーナプレート３１ｃとで例示され、「弾性体」は、内側弾性体３３で例示されるものとする。

図７は本発明の一実施形態に係る振動吸収装置の遠心振子サポートプレート４１の斜視図である。遠心振子サポートプレート４１は、遠心振子４２を揺動可能に取り付けるための複数の穴部４１１とリベット用の複数の穴部４１２を有しており、図４に示すように、第２リテーナプレート３１ｂと第３リテーナプレート３１ｃとに挟まれた状態でリベット３６によって固定される。

遠心振子式吸振器４０は、遠心振子サポートプレート４１と遠心振子４２とからなり、遠心振子４２は、図２及び図３に示すように遠心振子サポートプレート４１の放射方向外周近傍に複数個（本実施形態では４個）設けられている。

図８は本発明の一実施形態に係る振動吸収装置のドリブンプレートの斜視図である。

ドリブンプレート３４は、概ね円環薄板状であり、外周部に４カ所の切り欠き部３４２を有し、各々の切り欠き部３４２の外周端部３４３が、内側弾性体３３を保持できるようになっている。

また、ドリブンプレート３４の内側には、タービンハブ５１とリベット固定されるための複数（本実施形態では１２個）の丸穴部３４４を有する。

更に、ドリブンプレート３４のクラッチ側には、円柱状突起部３４１が同心円上に均等に分配されて４個所形成されている。なお、この数は、４個所が動作上及び製作上好適ではあるが、それに限定されず、全体の構成において、３または５以上であっても効果が大な場合もあり得る。

ドリブンプレート３４と、タービンランナ１３を保持するタービンサポートプレート５２と、タービンハブ５１とは、各部材に設けた穴部を貫通するリベット５３で共締めの状態で固定結合される。ここで、各部材の穴部及びリベット５３は、回転軸から等距離の円周上に、等間隔で複数（本実施形態では１２個）設けられる。

ここで、相互に回転可能な、第２リテーナプレート３１ｂの内側穴部の側面３１５と、ドリブンプレート３４の円柱状突起部３４１の外径側面との間は、図３のＡで示される個所であり、小さなクリアランスとなっており、嵌合及び摺動によりセンタリングがなされる。

また、第３のリテーナプレート３１ｃの内側穴部周辺の円筒部３１８の内側面と、タービンタブ５１の外周側面との間は、図３のＢで示される個所であり、同様に小さなクリアランスとなっており、嵌合・摺動するようになっている。

これらにより、回転軸延伸方向のやや離れた２個所（Ａ、Ｂ）で、第２リテーナプレート３１ｂと第３リテーナプレート３１ｃとに挟持された遠心振子サポートプレート４１をセンタリングしている。

更にまた、第２リテーナプレート３１ｂの内側穴部の側面３１５とドリブンプレート３４にある円柱状突起部３４１の外径側面との間隙と、第３リテーナプレート３１ｃの円筒部３１８の内側側面とタービンハブ５１の外側側面との間隙とを比較して、より回転軸の内側の方、すなわち、本実施形態では、第３リテーナプレート３１ｃの円筒部３１８の内側側面とタービンハブ５１の外側側面との間隙の方を小さくしてある。

ここで、間隙の量を変えることにより、間隙の小さい方がセンタリングそのものの精度を決めるセンタリング、間隙の大きい方が倒れの許容量を決めるセンタリングとなる。そのため、センタリング精度と倒れ許容量をそれぞれに所望の量に設定することができる。

更に、２個所のセンタリングの径が違う場合、径の小さい方の間隙、すなわち第３リテーナプレート３１ｃの内側側面とタービンハブ５１の外側側面との間隙をセンタリング精度を決める小さな間隙、径の大きい方の間隙、すなわち第２リテーナプレート３１ｂの内側穴部の側面３１５とドリブンプレート３４にある円柱状突起部３４１の外径側面との間隙を倒れ許容量を決める大きな間隙としてある。

このようにすると、小さい間隙を設ける場合、小さい径で行う方が製造が容易であるという利点がある。例えば、同じ0.01mmの間隙を設けるのに直径50ｍｍの部位でやるのと直径200ｍｍの部位でやるのでは、直径50mmの方が製造が容易である。更に、常に摺動する部位として径が小さい方が発生する摩擦抵抗が少ないので好都合である。

一方、倒れについては大きい径で受け持たせる方が受ける力が小さくて済むという利点がある。例えば、直径50ｍｍで支えるのと直径200ｍｍで支えるのではテコの原理で直径200ｍｍの方が受ける力が小さくて済むことは明らかである。

次に、本発明の一実施形態に係るトルクコンバータの振動吸収装置の動作を説明する。

エンジン側からの動力は、フロントカバー１１を経由して、ロックアップクラッチ２が作動中は、ロックアップクラッチ２の内側クラッチ取付部２０、多板クラッチ１７、外側クラッチ取付部２１、ドライブプレート１８の順に伝達される。

その後、動力は、ドライブプレート１８から、外側弾性体３２によって捩り振動を吸収され、弾性的に第１リテーナプレート３１ａ及び第２リテーナプレート３１ｂへと伝達され、更に内側弾性体３３を介して、第２リテーナプレート３１ｂ及び第３リテーナプレート３１ｃから、ドリブンプレート３４へと伝達され、ドリブンプレート３４からは、固定結合しているタービンハブ５１へと伝達される。

ここで、動力伝達の過程で発生する様々な振動を、第２リテーナプレート３１ｂ及び第３リテーナプレート３１ｃに挟まれて固定結合されている遠心振子サポートプレート４１の先端に設けられた遠心振子４２が吸収する。

なお、遠心振子式吸振器４０は、略円環状の構造を有する遠心振子サポートプレート４１の回転軸の放射状で且つ略外周側近傍に振子のように半径方向に任意移動の可能な遠心振子４２を配置させた構造である。遠心振子４２は、遠心振子サポートプレート４１の円周に沿って一定間隔で複数個（本実施例では４個）配置されており、個々の重量も遠心振子機能に応じて設定されている。

遠心振子式吸振器４０は反共振点となる固有振動数を回転数に応じて変化させるようにした動吸振器（ダイナミックダンパ）であり、決まった定点での吸振ではなく、全回転領域で減衰効果があるところが普通の動吸振器（環状の錘をゴムなどを介して固定したもの）と違うところであって、遠心振子の運動が回転に追従する吸振を可能にしている。

このように、弾性体による弾性式振動低減機構による捩り振動吸収機能と遠心振子式吸振器４０による振子式振動減衰機構は、同じ振動緩衝機能ではあるがその働きは異なるため、両機能を併合する振動吸収機構が用いられている。

更に、遠心振子サポートプレート４１を固定保持する、第２リテーナプレート３１ｂ及び第３リテーナプレート３１ｃの内側端面が、それぞれドリブンプレート３４及びタービンハブ５１の外側部分と嵌合及び摺動によりセンタリングされているため、回転軸上でやや離れた位置で、センタリングがなされていることから、遠心振子サポートプレート４１が倒れる、すなわち、トルクコンバータ１の回転軸に対して傾くなどの現象が起こりにくく、内側の回転体とかじるなどの発生が少なく、円滑な回転が可能となる。

また、回転軸の内側に近い、第３リテーナプレート３１ｃの内側側面とタービンハブ５１の外側側面との間隙の方が小さくなっているため、先に述べたように、センタリングの精度を高め、かつ、倒れの許容量を小さくした振動吸収装置となる。

なお、ロックアップクラッチ２が作動していない場合は、エンジンからの動力は、ポンプインペイラ１２、タービンランナ１３を経由して、タービンサポートプレート５２に伝達され、引き続き固定結合されたタービンハブ５１へと伝達される。

これによって、ロックアップクラッチ２を経由して機械的に伝達される動力と、ホンプインペイラ１２からの流体を介して伝達される動力とが、択一的にタービンハブ５１に伝達され、更に、タービンハブ５１からは、スプライン結合されたトランスミッションのインプットシャフト６１へと動力が伝達される。

なお、これまでの説明で、第２リテーナプレート３１ｂ及び第３リテーナプレート３１ｃの内側側面が、それぞれドリブンプレート３４及びタービンハブ５１の外側側面と嵌合及び摺動によりセンタリングされているとしたが、嵌合する先は、ドリブンプレート３４やタービンハブ５１に限定せず、それらと固定結合している部材の部分であればどこであってもよい。

また、これまでの説明で、ドリブンプレート３４側の嵌合個所を、複数の円柱状突起部３４１の外側としたが、それに限定せず、複数の円柱状突起部３４１に代えて円周全体を筒状とした外周面で嵌合・摺動するようにしてもよい。

また、これまでの説明で、嵌合・摺動の個所数を、第２リテーナプレート３１ｂとドリブンプレート３４との間、及び、第３リテーナプレート３１ｃとタービンハブ５１との間の２個所としたが、２個所に限定せず、リテーナプレートなどの構造によっては３個所以上であってもよい。そのうちの２個所において、これまでに説明した構成を有することで、効果を発揮することができる。

また、これまでの説明で、第２リテーナプレート３１ｂの内側穴部の側面とドリブンプレート３４にある円柱状突起部３４１の外径側面との嵌合の方が、第３リテーナプレート３１ｃの内側穴部の側面とタービンハブ５１の外側側面との嵌合より外側であるとしたが、それとは逆であってもよい。その場合でも、より内側の方の嵌合の間隙の方が少ないことが望ましい。

また、これまでの説明で、一対のリテーナプレートと遠心振子サポートプレートとは、３体が別部材で、リベット結合により一体化されるとしたが、例えば片側のリテーナプレートが遠心振子サポートプレートを兼ねるなど、それらの全てまたは一部が単一部材であってもよい。全体構成から有利なこともあり得る。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。これらはすべて、本技術思想の一部である。

上述したように、本発明は、自動車などの車両のトルクコンバータの性能を向上させるため、広く産業に用いられ、高い利用可能性を有する。

１ トルクコンバータ
２ ロックアップクラッチ
３ 振動吸収装置
３１ リテーナプレート
３１ａ 第１リテーナプレート
３１ｂ 第２リテーナプレート
３１ｃ 第３リテーナプレート
３１５ 側面
３１８ 円筒部
３３ 内側弾性体
３４ ドリブンプレート
３４１ 円柱状突起部
４０ 遠心振子式吸振器
４１ 遠心振子サポートプレート
４２ 遠心振子
５１ タービンハブ
５２ タービンサポートプレート

Claims (4)

1. トルクコンバータの振動を吸収する遠心振子と、
   トルクコンバータの回転軸を中心に回転でき前記遠心振子を保持する遠心振子サポートプレートと、
   前記遠心振子サポートプレートを挟み込んで固定結合する一対のリテーナプレートと、
   前記一対のリテーナプレートに保持される弾性体と、
   前記弾性体を介して前記一対のリテーナプレートからの動力の伝達を受けるドリブンプレートと、
   前記一対のリテーナプレートの内側穴部の端面が前記ドリブンプレートまたは該ドリブンプレートに固定結合される部材との間の２箇所でセンタリングされる間隙と
   を具備し、
   前記２箇所の間隙の一方が他方より小であることを特徴とするトルクコンバータ振動吸収装置。
2. 前記センタリングされる部位の間隙の狭い方がより回転軸の内側の方であることを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータ振動吸収装置。
3. 前記ドリブンプレートに固定結合される部材がタービンハブであり、前記一対のリテーナプレートの一方の内側穴部の側面と前記ドリブンプレートにある円柱状突起部の外径側面との間で嵌合及び摺動によりセンタリングされ、前記一対のリテーナプレートの他方の内側穴部の側面と前記タービンハブの外径側面との間で嵌合及び摺動によりセンタリングされることを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータ振動吸収装置。
4. 前記一対のリテーナプレートの一方のリテーナプレートの内側穴部の側面と前記ドリブンプレートにある円柱状突起部の外径側面との間隙と、前記一対のリテーナプレートの他方のリテーナプレートの内側穴部の側面と前記タービンハブの外径側面との間隙とのうち、より回転軸の内側の方の間隙を小さくしたことを特徴とする請求項３に記載のトルクコンバータ振動吸収装置。

Images