JP7326479B2 - トルクコンバータのクラッチアセンブリ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年５月１９日に出願された米国特許出願第１６／８７７，６３８号および２０１９年５月２３日に出願された米国特許出願第６２／８５２，２１０号に対する優先権を主張するものであり、それらの開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、概して、トルクコンバータに関し、より具体的には、ロックアップクラッチのためのチャンバの少なくとも一部分、およびチャンバとの間で流体を伝達するためのチャネルの少なくとも一部分を形成している積層プレートを有する、４パストルクコンバータに関する。

概して、トルクコンバータのロックアップクラッチのためのチャンバとの間で流体を伝達するために、穿設された通路を有し、あるときには軸方向に重なる、大型のハブを使用することが知られている。加えて、この種類のトルクコンバータは、典型的に、適切に機能させるために、複雑な構成要素とともに、多数の処理ステップおよび組み立てステップを必要とする。これとともに、典型的に打ち抜き加工、機械加工、リベット留め、および溶接するために必要とされる、部品を処理する際に相当なコストがかかる。したがって、これらのトルクコンバータの設計の複雑さおよび組み立てを簡素化することに対する必要性が存在する。

実施形態によれば、トルクコンバータは、トルクを受容するように配設されたカバーと、カバーに固定されたインペラシェルを含むインペラと、インペラに流体結合されたタービンと、を備える。カバーに回転不可能に接続されたダムプレートと、カバーとダムプレートとの間に少なくとも部分的に配置されたピストンプレートと、を含む、ロックアップクラッチが提供される。流体分流プレートは、ダムプレートとタービンとの間に配置され、ダムプレートは、単一のコネクタを介して、軸方向の第１の側でピストンプレートに接続され、かつ軸方向の第１の側とは反対側の、軸方向の第２の側で流体分流プレートに接続されている。

トルクコンバータは、カバーおよびピストンプレートによって少なくとも部分的に境界され、かつ第１の流体を受容して、ピストンプレートを軸方向に変位させて、ロックアップクラッチを閉じるように配設されている、アプライチャンバを含み得る。バランスチャンバは、ピストンおよびダムプレートによって少なくとも部分的に境界され、かつ第２の流体を受容して、アプライチャンバ内の第１の流体のバランスをとるように配設されている。ロックアップクラッチは、アプライチャンバに接続され、カバーおよびダムプレートによって少なくとも部分的に境界され、かつ第１の流体回路からアプライチャンバへと第１の流体をルーティングするように配設された、第１のチャネルをさらに含み得る。第２のチャネルは、バランスチャンバに接続され、ダムプレートおよび流体分流プレートによって少なくとも部分的に境界され、かつ第２の流体回路からバランスチャンバへと第２の流体をルーティングするように配設され得る。

実施形態では、ダムプレートは、そこに画定され、かつ開口部を通して第２のチャネルからバランスチャンバへと第２の流体をルーティングすることを可能にするように配設された開口部を含む。流体分流プレートは、シールを介してダムプレートに封止され、シールは、ダムプレートの開口部に半径方向外向きに配置されており、かつコネクタの半径方向内向きに配置されている。ピストンプレートは、第１のシールを介してカバーに封止され、かつ第２のシールを介してダムプレートの外径に封止されており、第１のシールおよび第２のシールは、回転軸から同じ半径方向距離で配置されている。さらに、ピストンプレートは、その内径でダムプレートに封止され得、単一のコネクタは、リベットであり得る。

他の実施形態では、トルクコンバータは、トルクを受容するように配設されたカバーと、カバーに固定されたインペラシェルを含むインペラと、インペラに流体結合されるタービンと、ロックアップクラッチと、を備える。ロックアップクラッチは、カバーに回転不可能に接続されたダムプレートと、カバーとダムプレートとの間に少なくとも部分的に配置され、かつコネクタを介してダムプレートに接続されたピストンプレートと、ダムプレートとタービンとの間に配置された流体分流プレートと、を含み得る。流体分流プレートは、コネクタを介してダムプレートに接続されており、第１のチャンバは、カバーおよびピストンプレートによって少なくとも部分的に形成され、かつ第１の流体を受容して、ピストンプレートを軸方向に変位させて、ロックアップクラッチを閉じるように配設されており、第２のチャンバは、ピストンおよびダムプレートによって少なくとも部分的に形成され、かつ第２の流体を受容して、アプライチャンバ内の第１の流体のバランスをとるように配設されている。

実施形態では、ロックアップクラッチは、第１のチャンバに接続され、カバーおよびダムプレートによって少なくとも部分的に境界され、かつ第１の流体回路から第１のチャンバへと第１の流体をルーティングするように配設された第１のチャネルと、第２のチャンバに接続され、ダムプレートおよび流体分流プレートによって少なくとも部分的に境界され、かつ第２の流体回路から第２のチャンバへと第２の流体をルーティングするように配設された第２のチャネルと、をさらに含む。板ばねは、ピストンプレートとダムプレートとの間に配置され、かつコネクタを介してそれらの間に接続され得る。ロックアップクラッチは、カバーに固定されたるリアクションプレートと、ピストンプレートとリアクションプレートとの間に軸方向に配置されたクラッチプレートと、ピストンプレートとリアクションプレートとの間に配置された戻しばねであって、ロックアップクラッチを開位置に付勢するように構成されている、戻しばねと、をさらに含み得る。戻しばねは、クラッチプレートの半径方向外側に配置されている。トルクコンバータは、入力プレートを含むダンパアセンブリをさらに含み得、クラッチプレートは、入力プレートに接続されている。

本開示による実施形態は、クラッチトルク伝達のための既存のコネクタ、例えばリベットに負荷を割り当てて、プレートも保持して、この時点でセンタリングフランジに一体化されているバランスチャンバへの流れを誘導することによって、溶接動作の排除を通して、設計の複雑さおよびコストを低減させるなどの、いくつかの利点を提供する。

単一の図は、本開示の実施形態によるトルクコンバータの部分断面図を示す。

本開示の実施形態が、本明細書に記載されている。異なる図面に現れる同様の図面番号は、同一または機能的に類似した構造要素を特定することを理解されたい。また、開示された実施形態は単なる例であり、他の実施形態は様々な代替形態を取ることができることを理解されたい。図は必ずしも縮尺どおりではなく、いくつかの特徴は、特定の構成要素の詳細を示すために誇張または最小化されている場合がある。したがって、本明細書に開示される特定の構造的詳細および機能的詳細は、限定として解釈されるべきではなく、単に、当業者に実施形態を様々に使用することを教示するための代表的な基礎として解釈されるべきである。当業者が理解するように、図のいずれか１つを参照して図示および説明される様々な特徴は、１つ以上の他の図に示される特徴と組み合わせて、明示的に図示または説明されない実施形態を生成することができる。図示された特徴の組み合わせは、典型的な用途のための代表的な実施形態を提供する。しかしながら、特定の用途または実装のために、本開示の教示と一致する特徴の様々な組み合わせおよび修正が望まれる可能性がある。

「回転不可能に接続された」構成要素とは、構成要素の１つが回転するときには常に全ての構成要素が回転するように構成要素が接続されること、および構成要素間の相対回転が除外されることを意味する。互いに対して回転不可能に接続された構成要素の半径方向および／または軸方向の移動が可能である。タブ、歯車、歯、またはスプラインによって接続された構成要素は、接続に固有のラッシュが起こり得るとしても、回転不可能に接続されているものとみなされる。閉じたクラッチの入力要素および出力要素は、クラッチに固有のスリップが起こり得るとしても、回転不可能に接続されているものとみなされる。振動ダンパのばねと係合した、振動ダンパの入力および出力部品は、ばねの圧縮および巻き戻しのため、回転不可能に接続されているとみなされない。

単一の図は、トルクコンバータ１００の部分断面図を示す。トルクコンバータ１００は、ロックアップクラッチ１０２と、トルクを受容するように配設されたカバー１０４と、インペラ１０６と、タービン１０８と、ステータ１１０と、ねじり振動ダンパ１１２と、遠心振り子アブソーバ１１４と、を含む。ロックアップクラッチ１０２は、ピストンプレート１１６と、カバー１０４に回転不可能に接続されたダムプレート１１８と、ダムプレート１１８とタービン１０８との間に軸方向に配置された流体分流プレート１２０と、カバー１０４およびピストンプレート１１６によって少なくとも部分的に境界されたアプライチャンバ１２２と、ピストンプレート１１６およびダムプレート１２６によって少なくとも部分的に境界されたバランスチャンバ１２４と、アプライチャンバ１２２に接続され、かつカバー１０４およびダムプレート１１８によって少なくとも部分的に境界されたチャネル１２８と、バランスチャンバ１２４に接続され、かつダムプレート１１８および流体分流プレート１２０によって少なくとも部分的に境界されたチャネル１３０と、を含む。

一実施形態では、ダンパ１１２は、トランスミッション（図示せず）の入力軸（図示せず）に回転不可能に接続されるように配設されている。ダンパ１２は、入力プレート１３２と、入力軸に回転不可能に接続するように配設された出力フランジ１３４と、入力プレート１３２および出力フランジ１３４と係合された少なくとも１つのばね１３６と、ばね１３６と係合され、かつ例えばリベット１４０によって入力プレート１３２に回転不可能に接続されたカバープレート１３８と、を含む。カバープレート１３８は、リベット１４０を介して遠心振り子アブソーバ１１４に接続され得る。ダンパ１１２は、タービン１０８に接続されている。すなわち、ダンパ１１２のカバープレート１３８は、リベットＲを介してタービン１０８に接続され得る。

クラッチ１０２は、入力プレート１３２に回転不可能に接続されたクラッチプレート１４２と、カバー１０４に固定されたリアクションプレート１４４と、クラッチ戻しばね１４６と、をさらに含む。クラッチ戻しばね１４６は、クラッチプレート１４２の半径方向外側に配置され、かつトルクコンバータ動作モードのための開位置にクラッチ１０２を付勢するように配設されている。チャネル１２８は、トルクコンバータ１００のロックモードのために、アプライチャンバ１２２に加圧流体ＰＦ１を伝達して、ピストンプレート１１６を軸方向に変位させて、ピストンプレート１１６、クラッチプレート１４２、およびリアクションプレート１４４に回転不可能に接続するように配設されている。すなわち、ロックアップモードの場合、流体ＰＦ１は、クラッチ戻しばね１４６の力に打ち勝って、ピストンプレート１１６を、軸方向ＡＤ１とは反対の、方向ＡＤ２に変位させる。トルクコンバータ１００のトルクコンバータモードの場合、流体ＰＦ１は、アプライチャンバ１２２から排出されるか、またはアプライチャンバ１２２で減圧され、それにより、クラッチ戻しばね１４６の力は、ピストンプレート１１６を方向ＡＤ１に変位させて、クラッチプレート１４２からピストンプレート１１６を係合解除することが可能である。トルクコンバータ１００は、リベットであり得るコネクタ１６６を介してピストンプレート１１６をダムプレート１１８に接続している板ばね１４８をさらに含む。

図の実施例では、加圧流体ＰＦ２は、バランスチャンバ１２４に伝達されて、トルクコンバータ１００のバランスを動的にとり、具体的には、アプライチャンバ１２２内の流体ＰＦ１のバランスを動的にとる。流体ＰＦ２は、典型的に入力軸の側部穿設孔を介してバランスチャンバ１２４に到達し、流体は、ダムプレート１１８と流体分流プレート１２０との間のチャネル１３０を通り、ピストン内径（ＩＤ）シール１５４を通過して上へ向かい、そして、ダムプレート１１８の孔または開口部１５８を通ってバランスチャンバ１２４へと流れる。チャネル１２８および１３０は、トルクコンバータ１００の別々の流体回路を形成する。加圧流体ＰＦ１およびＰＦ２は、入力シャフト内のそれぞれの別々のチャネルを通して、チャネル１２８および１３０に伝達される。図の実施例では、トルクコンバータ１００は、４パスまたは４流体回路のトルクコンバータである。

ピストンプレート１１６は、シール１５０によってカバー１０４に封止され、かつシール１５２によってダムプレートに１１８の外径に封止されている。シール１５０およびシール１５２は、回転軸ＡＲから同じまたは等しい半径方向距離で配置され得る。ピストン１１６内径は、シール１５４によってダムプレート１１８に封止される。ピストン１１６は、板ばね１４８を介してダムプレート１１８にトルクを伝達するように構成されており、ダムプレート１１８は、溶接部１５６を介してカバー１０４に堅固に接続されている。溶接部１５６は、断続レーザ溶接した接続部であり得る。ダムプレート１１８は、バランスチャンバ開口部１６２をさらに含む。

流体分流プレート１２０は、Ｏリングを介して、例えばこの具体的な事例ではフェースシール１６０によって、ダムプレート１１８に封止される。しかしながら、シーリングの任意の他の方法（すなわち、ガスケット）が使用され得ることを理解されたい。流体分流プレート１２０は、板ばね接続部１４８で利用されるコネクタ、例えばリベット１６６によって、ダムプレート１１８に固定される。すなわち、ピストン１１６、ダムプレート１１８、および流体分流プレート１２０は、コネクタまたはリベット１６６を介して一緒に接続される。他の４パス設計では、このプレートは、典型的に、レーザ溶接されるが、これは、追加的な作業である。したがって、本開示の実施形態は、溶接ではなくリベット接続を使用して流体分流プレート１２０の接続を提供しており、追加的な処理コストを節約している。さらに、流体分流プレート１２０は、適切な４パス機能のために、入力シャフトからバランスチャンバへと流体を方向付けて、この場合では、コンバータを押し付けるためのスペーサプレートとしての役割を果たす。このプレートをクラッチ板ばねと組み合わせてリベット留めすることは、どちらも典型的に耐久性のためにより厚い材料であり、かつ流体を方向付けるためにより細いプレートである、ダムプレートの外側部分を（典型的に使用される）センタリングフランジと組み合わせることによって、設計内のレーザラップ溶接の必要性を排除し、かつ全体的な質量の低減／材料コストの節約を潜在的に可能にする。

例示的な実施形態が上記に説明されているが、これらの実施形態が、特許請求の範囲に含まれる全ての可能な形態を説明することは意図されていない。本明細書で使用される用語は、限定ではなく説明の用語であり、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができることが理解される。前述のように、様々な実施形態の特徴を組み合わせて、明示的に説明または図示されていない可能性がある本開示のさらなる実施形態を形成することができる。様々な実施形態は、１つまたは複数の所望の特性に関して、利点を提供するか、または他の実施形態または従来技術の実装よりも好ましいと説明できたが、当業者は、１つまたは複数の特徴または特性を妥協して特定の用途と実装に依存する所望の全体的なシステム属性を達成できることを認識する。これらの属性は、コスト、強度、耐久性、ライフサイクルコスト、市場性、外観、包装、サイズ、保守性、重量、製造性、組み立ての容易さなどを含み得るが、これらに限定されない。したがって、任意の実施形態が、１つ以上の特性に関して他の実施形態または先行技術の実装よりも望ましくないと記載される限りにおいて、これらの実施形態が本開示の範囲外ではなく、特定の用途に望ましい場合があり得る。

１００ トルクコンバータ
１０２ ロックアップクラッチ
１０４ カバー
１０６ インペラ
１０８ タービン
１１０ ステータ
１１２ ねじり振動ダンパ
１１４ 遠心振り子アブソーバ
１１６ ピストンプレート
１１８ ダムプレート
１２０ 流体分流プレート
１２２ チャンバ
１２４ バランスチャンバ
１２６ ダムプレート
１２８ チャネル
１３０ チャネル
１３２ 入力プレート
１３４ 出力フランジ
１３６ ばね
１３８ プレート
１４０ リベット
１４２ クラッチプレート
１４４ リアクションプレート
１４６ クラッチ戻しばね
１４８ 板ばね
１５０ シール
１５２ シール
１５４ シール
１５６ 溶接部
１５８ 開口部
１６０ シール
１６２ バランスチャンバ開口部
１６６ コネクタ

Claims (17)

1. トルクコンバータであって、
   トルクを受容するように配設されたカバーと、
   前記カバーに固定されたインペラシェルを含むインペラと、
   前記インペラに流体結合されたタービンと、
   ロックアップクラッチと、を備え、
   前記ロックアップクラッチが、
   前記カバーに回転不可能に接続されたダムプレートと、
   前記カバーと前記ダムプレートとの間に少なくとも部分的に配置されたピストンプレートと、
   前記ダムプレートと前記タービンとの間に配置された流体分流プレートと、を含み、
   前記ダムプレートが、コネクタを介して軸方向の第１の側で前記ピストンプレートに接続され、かつ前記コネクタを介して前記軸方向の第１の側とは反対側の、軸方向の第２の側で前記流体分流プレートに接続されており、前記コネクタは単一のコネクタである、トルクコンバータ。
2. 前記カバーおよび前記ピストンプレートによって少なくとも部分的に境界され、かつ第１の流体を受容して、前記ピストンプレートを軸方向に変位させて、前記ロックアップクラッチを閉じるように配設されている、アプライチャンバと、
   前記ピストンプレートおよび前記ダムプレートによって少なくとも部分的に境界され、かつ第２の流体を受容して、前記アプライチャンバ内の前記第１の流体のバランスをとるように配設された、バランスチャンバと、をさらに備える、請求項１に記載のトルクコンバータ。
3. 前記ロックアップクラッチが、
   前記アプライチャンバに接続され、前記カバーおよび前記ダムプレートによって少なくとも部分的に境界され、かつ第１の流体回路から前記アプライチャンバへと前記第１の流体をルーティングするように配設された、第１のチャネルと、
   前記バランスチャンバに接続され、前記ダムプレートおよび前記流体分流プレートによって少なくとも部分的に境界され、かつ第２の流体回路から前記バランスチャンバへと前記第２の流体をルーティングするように配設された、第２のチャネルと、をさらに含む、請求項２に記載のトルクコンバータ。
4. 前記ダムプレートが、そこに画定され、かつ開口部を通して前記第２のチャネルから前記バランスチャンバへと前記第２の流体をルーティングすることを可能にするように配設され、前記開口部を含む、請求項３に記載のトルクコンバータ。
5. 前記流体分流プレートが、シールを介して前記ダムプレートに封止されている、請求項４に記載のトルクコンバータ。
6. 前記シールが、前記ダムプレートの前記開口部に半径方向外向きに配置されている、請求項５に記載のトルクコンバータ。
7. 前記シールが、前記コネクタの半径方向内向き配置されている、請求項５に記載のトルクコンバータ。
8. 前記ピストンプレートが、第１のシールを介して前記カバーに封止され、かつ第２のシールを介して前記ダムプレートの外径に封止されている、請求項１に記載のトルクコンバータ。
9. 前記第１のシールおよび前記第２のシールが、回転軸から同じ半径方向距離で配置されている、請求項８に記載のトルクコンバータ。
10. 前記ピストンプレートが、その内径で前記ダムプレートに封止されている、請求項１に記載のトルクコンバータ。
11. 前記単一のコネクタが、リベットである、請求項１に記載のトルクコンバータ。
12. トルクコンバータであって、
    トルクを受容するように配設されたカバーと、
    前記カバーに固定されたインペラシェルを含むインペラと、
    前記インペラに流体結合されたタービンと、
    ロックアップクラッチと、を備え、
    前記ロックアップクラッチが、
    前記カバーに回転不可能に接続されたダムプレートと、
    前記カバーと前記ダムプレートとの間に少なくとも部分的に配置され、かつコネクタを介して前記ダムプレートに接続されたピストンプレートと、
    前記ダムプレートと前記タービンとの間に配置され、かつ前記コネクタを介して前記ダムプレートに接続され、第１のチャンバと第２のチャンバとを形成する、流体分流プレートと、を有し、
    前記第１のチャンバが、前記カバーおよび前記ピストンプレートによって少なくとも部分的に形成され、かつ第１の流体を受容して、前記ピストンプレートを軸方向に変位させて、前記ロックアップクラッチを閉じるように配設され、
    前記第２のチャンバが、前記ピストンプレートおよび前記ダムプレートによって少なくとも部分的に形成され、かつ第２の流体を受容して、前記第１のチャンバ内の前記第１の流体のバランスをとるように配設されている、トルクコンバータ。
13. 前記ロックアップクラッチが、
    前記第１のチャンバに接続され、前記カバーおよび前記ダムプレートによって少なくとも部分的に境界され、かつ第１の流体回路から前記第１のチャンバへと前記第１の流体をルーティングするように配設された第１のチャネルと、
    前記第２のチャンバに接続され、かつ前記ダムプレートおよび前記流体分流プレートによって少なくとも部分的に境界され、第２の流体回路から前記第２のチャンバへと前記第２の流体をルーティングするように配設された第２のチャネルと、をさらに含む、請求項１２に記載のトルクコンバータ。
14. 前記ピストンプレートと前記ダムプレートの間に配置され、かつ前記コネクタを介してそれらの間に接続された板ばねをさらに含む、請求項１２に記載のトルクコンバータ。
15. 前記ロックアップクラッチが、
    前記カバーに固定されたリアクションプレートと、
    前記ピストンプレートと前記リアクションプレートとの間に軸方向に配置されたクラッチプレートと、
    前記ピストンプレートと前記リアクションプレートとの間に配置された戻しばねであって、前記ロックアップクラッチを開位置に付勢するように構成されている、戻しばねと、をさらに含む、請求項１２に記載のトルクコンバータ。
16. 前記戻しばねが、前記クラッチプレートの半径方向外側に配置されている、請求項１５に記載のトルクコンバータ。
17. 入力プレートを含むダンパアセンブリをさらに備え、前記クラッチプレートが、前記入力プレートに接続されている、請求項１５に記載のトルクコンバータ。

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