JPH0637644U - 捩じり振動減衰装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サイドプレートの変形を防止し、所望の粘性
減衰力を維持する。 【構成】 この捩じり振動減衰装置は、ピストン１１と
タービンハブ８との間に配置されており、内部に液体室
２９が形成されたケース２４と、１対のサイドプレート
１６，１７と、サブプレート１８と、スライダ２７とを
備えている。１対のサイドプレート１６，１７は、ケー
ス２４の軸方向両側方及び半径方向外方を囲むように配
置され、外周部が互いに連結されている。サブプレート
１８は、ケース２４とサイドプレート１６，１７との間
にピストン１１と一体回転するように配置されており、
ケース２４の円周方向両端に係止する舌部１８ｄを有し
ている。スライダ２７は、タービンハブに連結可能であ
り、ケース２４の液体室内に円周方向に移動自在に配置
されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、捩じり振動減衰装置、特に、入力側部材と出力側部材との間に配置 された動力伝達系の捩じり振動を減衰するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

たとえばトルクコンバータのロックアップ装置では、ロックアップ時のトルク 変動を吸収するために、ダンパーディスクを備えたものがある。このダンパーデ ィスクには、入力側部材と出力側部材とを弾性的に連結するトーションスプリン グと、入出力側部材間で相対回転があったときにヒステリシストルクを発生させ るための捩じり振動減衰機構とを有している。このような捩じり振動減衰機構は 、通常、摩擦材を有するプレートと、このプレートを押圧する部材とを有してい る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本件出願人は、従来の捩じり振動減衰機構における摩擦材プレートに代わって 、流体の粘性抵抗を利用してヒステリシストルクを発生させるようにした装置を 提案している（実願平４−４６８６１号参照）。この捩じり振動減衰装置は、ト ルクコンバータのロックアップ装置に用いられるものであり、内部に液体室が形 成された環状ケースと、環状ケースの両側方を支持する１対のサイドプレートと 、環状ケースの液体室に円周方向に移動自在に配置されたスライダとを主に有し ている。１対のサイドプレートの外周部はロックアップ装置のピストンと一体回 転するようになっており、また環状ケースの円周方向両端に係止する係止部を有 している。またスライダは、ドリブンプレートを介してタービンハブに連結され ている。

【０００４】 この場合、ロックアップ装置の作動時には、フロントカバーからピストンに伝 わる捩じり振動により、環状ケースとスライダとが互いに捩じれ動作を繰り返す 。このとき、スライダと環状ケースの内壁との間に粘性抵抗が発生し、捩じり振 動を減衰する。 この捩じり振動減衰装置では、環状ケースはそれぞれ軸方向に移動可能な２つ の部材を含んでいる。このため、液体室内部の作動油圧力によって各部材が軸方 向に互いに離れる方向に移動するおそれがある。特に、環状ケースを側方から支 持する１対のサイドプレートは軸方向の強度が低いため、作動油圧力によってサ イドプレートが変形する場合がある。この場合には、環状ケースによって構成さ れる液体室とスライダとの間の隙間が大きくなり、所望の粘性減衰特性が得られ なくなる。

【０００５】 また、環状ケースを縦断面Ｕ字状に形成し、その半径方向外方の開口を蓋部材 によって封止する構造とることが考えられる。この構造では、作動油圧力は主に 環状ケースが負担し、サイドプレートに作用する軸方向の力が軽減するので、前 記隙間の変動を抑えることができる。しかし、この構造では、高速運転時に大き な遠心力が蓋部材に作用し、バーストするおそれがある。

【０００６】 本考案の目的は、サイドプレートの変形を抑制して所望の粘性減衰特性を維持 することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る捩じり振動減衰装置は、入力側部材と出力側部材との間に配置さ れた動力伝達系の捩じり振動を減衰するための装置である。この捩じり振動減衰 装置は、ケースと、１対のサイドプレートと、プレートと、スライダとを備えて いる。

【０００８】 前記ケースは、内部に液体室が形成され円周方向に延びている。前記１対のサ イドプレートは、ケースの軸方向両側方及び半径方向外方を囲むように配置され 、外周部が互いに連結されている。前記プレートは、ケースとサイドプレートと の間に入力側部材と一体回転するように配置されており、ケースの円周方向両端 に係止する係止部を有している。前記スライダは、出力側部材に連結可能であり 、ケースの液体室内に円周方向に移動自在に配置されている。

【０００９】

【作用】

本考案に係る捩じり振動減衰装置では、入力側部材から伝達された動力は、プ レートからケースに伝達され、さらにスライダから出力側部材に伝達される。入 力側部材から捩じり振動が伝達されると、ケースとスライダとが互いに対して回 転方向に捩じれる。すると、ケースとスライダとの間に流体が流れ、そのとき発 生する粘性抵抗により、捩じり振動が減衰される。

【００１０】 ここでは、プレートが捩じり振動をケースに伝えているために、１対のサイド プレートに従来の切り起こし部を設ける必要がなく、１対のサイドプレートの強 度が向上している。しかも、プレートがケースとサイドプレートとの間に配置さ れているために、たとえば半径方向においてケースとサイドプレートとの間にプ レートを配置した場合には、高速時に遠心力に対するバースト強度が向上する。 したがって、ケースの軸方向強度を高めることが容易になり、サイドプレートの 変形は抑えられる。また、軸方向においてケースとサイドプレートとの間にプレ ートを配置した場合には、ケースの液体室内に作動油圧力が発生しても、この圧 力の一部はプレートによって負担され、サイドプレートにかかる荷重が低減され る。これらの結果、サイドプレートの変形は抑制されて、所望の粘性減衰特性を 維持できる。

【００１１】

【実施例】

図１は、本発明の一実施例が採用されたトルクコンバータ１を示している。図 において、Ｏ−Ｏがトルクコンバータ１の回転中心線である。 トルクコンバータ１は、主にトルクコンバータ本体２とロックアップ装置３と から構成されている。図示しないエンジン側部材に連結されたフロントカバー４ （入力側回転体）は、外周部に軸方向に突出する円筒状突起４ａを有しており、 この突起４ａはインペラー５のインペラーシェル５ａに固定されている。フロン トカバー４は、インペラーシェル５ａとともに内部に作動油が充填された作動油 室を形成している。

【００１２】 トルクコンバータ本体２は、インペラー５と、インペラー５からの流体の流れ により駆動されるタービン６と、ステータ７とから主に構成されている。 インペラー５のインペラーシェル５ａは、その内周端部がインペラーハブ５ｃ に固定されている。インペラーシェル５ａの内部には、複数のインペラーブレー ド５ｂが固定されている。インペラー５と対向する位置には、タービン６が配置 されている。タービン６は、タービンシェル６ａとタービンシェル６ａに固定さ れた複数のタービンブレード６ａとにより構成されている。タービンシェル６ａ の内周端部は、タービンハブ８（出力側部材）のフランジ部８ａに複数のリベッ ト９により固定されている。タービンハブ８は、内周側にトランスミッションの 入力軸（図示せず）と係合するスプラインハブ８ｂを有している。タービンシェ ル６ａの外周部には、イナーシャリング４１が溶接により固定されている。

【００１３】 インペラー５の内周部とタービン６の内周部との間には、ステータ７が配置さ れている。ステータ７は、タービン６からインペラー５へ戻される作動油の方向 を調整してトルク比を増大するものであり、円環状のステータキャリア７ａと、 ステータキャリア７ａの外周面に設けられた複数のステータブレード７ｂとから 構成されている。ステータキャリア７ａはワンウエイクラッチ機構を介してイン ナーレース１０に連結されている。インナーレース１０は、ハウジング側（図右 側）から延びる固定軸（図示せず）に連結される。

【００１４】 ロックアップ装置３は、フロントカバー４とタービン６との間に配置されてい る。このロックアップ装置３は、円板状のピストン１１（入力側部材）と、ドリ ブンプレート１９（出力側部材）と、ピストン１１とドリブンプレート１９とを 弾性的に連結する弾性連結機構１４と、ピストン１１とドリブンプレート１９と の間の捩じり振動を減衰する捩じり振動減衰装置１２とから主に構成されている 。

【００１５】 ピストン１１は、半径方向内周端がタービンハブ８の外周面に軸方向及び円周 方向に摺動自在に支持されている。ピストン１１の外周部には、フロントカバー ４の摩擦面４ｂと対向する面に円環状の摩擦部材１１ａが接着されている。ピス トン１１は、外周側端部に軸方向後方（図１の右方）に延びる筒状の端壁１１ｂ を有している。この端壁１１ｂには、円周方向に延びる複数の切欠きが形成され ている。

【００１６】 捩じり振動減衰装置１２は、図３に示すように、１対の第１及び第２サイドプ レート１６，１７と、サブプレート１８と、粘性ダンパー機構１３とを備えてい る。 図２及び図３に示すように、第１サイドプレート１６及び第２サイドプレート １７は円板状に形成されており、外周部には、外方に突出する複数の突出部１６ ａ，１７ａが円周方向に所定の間隔で形成されている。第１サイドプレート１６ の外周部は第２サイドプレート１７側に屈曲しており、対応する両突出部はリベ ット２０により連結されている。また、突出部１６ａ，１７ａはピストン１１の 端壁１１ｂに形成された切欠きに係合しており（図１）、これによって、ピスト ン１１は両サイドプレート１６，１７に円周方向に係止したまま軸方向に移動し てフロントカバー４に圧接されることが可能である。

【００１７】 第１サイドプレート１６と第２サイドプレート１７とは円周方向に延びかつ軸 方向外側に張り出す収容部１６ｂ，１７ｂを有している。収容部１６ｂは、半径 方向外側の筒状壁１６ｃを有している。 サブプレート１８は、図４に示すようにリング状の部材であり、筒状の本体部 １８ａを有している。本体部１８ａは収容部１６ｂの筒状壁１６ｃの内側に配置 されている。本体部１８ａの一端には、外周に延びるフランジ部１８ｂが形成さ れている。フランジ部１８ｂは、第１及び第２サイドプレート１６，１７の突出 部１６ａ，１７ａと対応する位置に、外方に突出する複数の突出部１８ｃを有し ている。突出部１８ｃは、円周方向に所定の間隔で形成されている。この突出部 １８ｃは、第１及び第２サイドプレート１６，１７の突出部１６ａ，１７ａ間に 、これらの突出部１６ａ，１７ａとともにリベット２０により連結されている。 また、図４に示すように、サブプレート１８は、内周側に延びる複数（この実施 例では６個）の舌部１８ｄを有している。

【００１８】 粘性ダンパー機構１３は、複数の円弧状ケース２４（図５参照）と、各ケース ２４内で円周方向に移動自在に配置された箱型スライダ２７とから主に構成され ている。 ケース２４は、収容部１６ｂ，１７ｂにより形成された空間内で、サブプレー ト１８の隣合う舌部１８ｄ間のそれぞれに配置されている。ケース２４の両端は 、サブプレート１８の舌部１８ｄに係止している。ケース２４内の環状液体室２ ９（図２参照）には、トルクコンバータ本体２内で用いられる作動油が充填され 共用されている。またケース２４は、図５〜図８に詳細に示すように、断面Ｕ字 状で半径方向外方が開口するケース本体２５と、ケース本体２５の開口を封止す るように嵌合する蓋部材２６とから構成されている。ケース本体２５の一方の側 壁には、２個の円形の孔３３ａが所定の間隔で形成されている。そして、第２サ イドプレート１７において、ケース本体２５の孔３３ａと対応する部分には、孔 １７ｅ（図２参照）が形成されている。孔１７ｅは、孔３３ａから円周方向外方 に延びている。また、ケース本体２５の内周壁には円周方向に延びるスリット２ ５ａが形成されている。蓋部材２６は、円周方向の両端に形成されケース本体２ ５内に挿入される両端突起２６ａと、円周方向に延びて形成されてケース本体２ ５内に挿入される円周方向突起２６ｂとを有している。蓋部材２６と第１サイド プレート１６の筒状壁１６ｃとの間には、サブプレート１８の本体部１８ａが配 置されている。

【００１９】 箱型スライダ２７は、図２及び図３に示すように、各ケース２４よって構成さ れる液体室２９内に配置されている。箱型スライダ２７の外周壁及び内周壁は、 ケース２４の外周壁及び内周壁と同様な円弧形状であり、液体室２９内で円周方 向に移動可能となっている。このスライダ２７により、液体室２９は、分室３０ ，３１（図２，図９）に分割されている。

【００２０】 ドリブンプレート１９の外周縁は、ケース本体２５のスリット２５ａに挿入さ れ、このためスリット２５ａは封止されている。また、ドリブンプレート１９は 、図２及び図３に示すように、外周部にさらに外方に突出する複数の突出部１９ ａを有している。突出部１９ａは円周方向に所定の間隔で形成されており、その 先端はケース本体２５のスリット２５ａを通過して液体室２９内に延びている。 そして、箱型スライダ２７に嵌合している。さらに、ドリブンプレート１９の内 周端には複数の孔１９ｄが形成されており、図１に示すように、この孔１９ｄを 貫通する複数のリベット９によりタービンハブ８のフランジ部８ａに一体に連結 されている。

【００２１】 ドリブンプレート１９の半径方向中間部には、円周方向に延びる６つの窓孔１ ９ｂが形成されている。この窓孔１９ｂには、弾性連結機構１４を構成する４つ の長い第１トーションスプリング２２ａ及び２つの短い第２トーションスプリン グ２２ｂが配置されている。第１トーションスプリング２２ａは、比較的低い捩 じり剛性を有しており、また広い捩じり角範囲で作動するようになっている。第 ２トーションスプリング２２ｂは、窓孔１９ｂ内で円周方向に隙間をおいて配置 されている。

【００２２】 第１サイドプレート１６及び第２サイドプレート１７の半径方向中間部でかつ 窓孔１９ｂに対応する部分には、第１トーションスプリング２２ａ及び第２トー ションスプリング２２ｂを支持するために軸方向に切り起こされた切り起こし部 １６ｃ，１７ｃが形成されている。第１サイドプレート１６と第２サイドプレー ト１７とは、その半径方向内周端が複数のリベット２１により互いに固定されて いる。リベット２１は、図２に示すように、ドリブンプレート１９に形成された 円周方向の長孔１９ｃ内に挿通され、円周方向に所定の範囲で移動自在となって いる。

【００２３】 次に、上述の実施例の動作について説明する。 図示しないエンジンが回転すると、フロントカバー４にトルクが入力される。 インペラー５がフロントカバー４とともに回転し、インペラー５から流れる作動 油がタービン６を回転させる。タービン６からインペラー５へ戻る作動油の流れ はステータ７により調整される。そして、タービン６の回転はタービンハブ８を 介してトランスミッションの入力軸（図示せず）に伝達される。

【００２４】 トランスミッションの入力軸が一定の回転数になると、トルクコンバータ１内 の作動油室の油圧が高められるとともに、フロントカバー４とピストン１１との 間の油圧が解除され、その結果ピストン１１がフロントカバー４に対して押し付 けられる。ピストン１１の摩擦部材１１ａがフロントカバー４の摩擦面４ｂに圧 接すると、フロントカバー４の回転はトルクコンバータ本体２を介さずにロック アップ装置３を介して機械的にタービンハブ８に伝達される。すなわち、フロン トカバー４→サイドプレート１６，１７→弾性連結機構１４→ドリブンプレート １９の経路で動力が伝達される。また、サブプレート１８の舌部１８ｄがケース ２４の円周方向両端に係止しているので、エンジン側のトルクは、粘性ダンパー 機構１３にも伝達される。

【００２５】 以上のロックアップ動作時に、エンジン側のトルク変動がロックアップ装置３ に捩じり振動として伝達される。この捩じり振動伝達時には、第１及びサイドプ レート１６，１７とドリブンプレート１９との間で相対回転が発生し、粘性ダン パー機構１３が作動する。 粘性ダンパー機構１３において、ケース２４内をスライダ２７が相対移動する 際のヒステリシストルクについて説明する。

【００２６】 図９の中立位置から、ケース２４がスライダ２７に対してＲ₁ 側に捩じれたと する。すると、分室３０が小さくなり、分室３０内の作動油は、スライダ２７と ケース２４との間の隙間を通って分室３１に流れ、また孔３３ａ及び第２サブプ レート１７の孔１７ｅを通ってトルクコンバータ１内の作動油室に流出する。孔 ３３ａがスライダ２７に塞がれるまでの捩じり角度Ａ間は、粘性抵抗が小さいた めに図１０の捩じり特性線図に示すように、ヒステリシストルクは小さい。この 捩じり角度Ａ間の低剛性・小ヒステリシストルクの領域で、低速域の微小振動を 効果的に減衰できる。これにより、ロックアップ装置３を低速域で作動させるこ とができ、燃費の向上が可能となっている。

【００２７】 一方、ケース２４の孔３３ａがスライダ２７により塞がれた以降の捩じり角度 Ｂの領域では、分室３０の作動油は、スライダ２７とケース２４の円周壁との間 を通って分室３１側に流れる。このときの粘性抵抗は大きいために、領域Ｂ間で は大きなヒステリシストルクが発生する。すなわち、Ｂの領域では低剛性・大ヒ ステリシストルの特性が得られ、高速域におけるティプイン・ティプアウト時の 低周波振動を効果的に減衰できる。なお、Ｂの領域の途中で、第２トーションス プリング２２ｂの圧縮が開始され、高剛性の領域が得られる。

【００２８】 このように、ケース２４の側壁に孔３３ａを形成することにより、ヒステリシ ストルクを多段にすることができ、各種の車両に対する振動減衰に有効となる。 さらに、孔３３ａの大きさ、位置等を変更することによって、搭載する車両に最 適なヒステリシストルクを設定することができる。 以上に説明したヒステリシストルク発生時においては、液体室２９内で発生す る作動油の圧力は、ケース２４を構成するケース本体２５と蓋部材２６とに作用 する。このとき、ケース本体２５はＵ字状に形成されているので、軸方向への拡 張に対しては抵抗力が大きく、このためサイドプレート１６，１７側に対する押 圧力は軽減される。一方、半径方向については、ケース本体２５と蓋部材２６と が径方向に嵌合しているため、従来の構造に比較して作動油圧力による拡張が容 易であり、特にサイドプレート１６の筒状壁１６ｃに押圧力が作用しやすい。し かし、この実施例では、蓋部材２６と筒状壁１６ｃとの間にサブプレート１８の 本体部１８ａが挿入されており、しかも本体部１８ａはリング状に形成されてい るので、半径方向外方への圧力は本体部１８ａで作用し、サイドプレート１６の 筒状壁１６ｃに作用する圧力は軽減される。

【００２９】 さらに、この実施例では、サブプレート１８の舌部１８ｄによって回転トルク をケース２４に伝達するようにしており、第１サイドプレート１６及び第２サイ ドプレート１７は動力伝達のための切り起こし部を有していない。このため、サ イドプレート１７全体の強度が向上しており、変形しにくい。 このように、本実施例の構造では、ケース２４の容積が変化しにくいので、常 に所望の粘性減衰特性を維持できる。

【００３０】 次に本トルクコンバータのロックアップ装置作動時の共振周波数について説明 する。 共振周波数ｆｎは、一般に、次の式（１）で表される。

【００３１】

【数１】

【００３２】 ここで、本実施例では、弾性連結機構１４の捩じり剛性が式（１）におけるｋ １に相当し、粘性ダンパー機構１３及び弾性連結機構１４の等価慣性モーメント がＩに相当する。なお、ｋ２に相当する部分は非常に小さいので、ここでは無視 できる。 ここで、等価慣性モーメントＩは、次の式（２）で表される。

【００３３】

【数２】

【００３４】 但し、 Ｉｅ：フロントカバー４、インペラー５、ロックアップ装置３のピストン１ １及び捩じり振動減衰装置１２の各プレート１６〜１８、 Ｉｄ：タービン６及びロックアップ装置３のドリブンプレート１９のトータ ル慣性モーメント である。

【００３５】 一般には、ＩｅがＩｄに比べて大きいために、共振周波数ｆｎは高い。したが って、ロックアップ装置３に粘性ダンパー機構１３を用いてロックアップ装置３ を低速域で作動可能とすると、共振周波数がロックアップ実用域に入ってしまう 場合がある。このため、ロックアップ装置３の作動域を低速側に広げることが困 難な場合がある。

【００３６】 ここで、共振周波数ｆｎを低くするには、ｋ１を小さくするか、Ｉを大きくし なければならない。しかし、弾性連結機構１４の機能を維持するために、ｋ１を 小さくするにも限界がある。一方、Ｉを大きくするには、トータルイナーシャの 増加を極力抑える必要がある。トータルイナーシャが増加すると、加速時に応答 性が悪化する等の問題が生じるからである。そこで、トータルイナーシャの増加 を抑えた状態でＩが最大になる条件を求めると、ＩｅとＩｄが等しいときである 。現状においては、ＩｅがＩｄに比較してかなり大きいために、Ｉｄ側にイナー シャリング４１を設け、ＩｄをＩｅに近づけている。

【００３７】 このように本実施例では、イナーシャリング４１がタービン６に固定されてい るために、ロックアップ時における等価慣性モーメントが大きくなり、共振周波 数ｆｎがより低速域に移行する。これにより、ロックアップ装置３の作動領域を さらに低速域に広げることが可能となっている。 〔他の実施例〕 （ａ） ケース２４に設けられるヒステリシストルク制御用の孔は、前記実施例 に限定されない。たとえば、図１１に示すように、ケース２４の両端にそれぞれ 孔３３ｂを追加すると、図１２に示すように、捩じり角度Ｂの領域で発生するヒ ステリシストルクが小さくなる。

【００３８】 図１３に示すケース２４には、側壁全体にわたって細いスロット３３ｃが形成 されている。この実施例では、分室３０におけるスロット３３ｃが小さくなるに つれて、徐々にヒステリシストルクが大きくなる（図１４）。 また、ケース２４に設ける孔は、ケース２４の両側面及び外周壁及び内周壁の いずれに形成してもよく、同様な効果が得られる。 （ｂ） 前記実施例では、イナーシャリング４１はタービン６に固定されていた が、ロックアップ装置３の出力側機構であるドリブンプレート１９に設けてもよ い。また、その形状及び材質は限定されない。

【００３９】

【考案の効果】

本考案に係る捩じり振動減衰装置では、プレートが動力伝達とサイドプレート の補強とを行っているために、サイドプレートの変形は抑制されて、所望の粘性 減衰特性を維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例が採用されたトルクコンバー
タの縦断面部分図。

【図２】そのロックアップ装置の正面図。

【図３】図２のIII −III 断面図。

【図４】サブプレートの平面図。

【図５】ケースの平面図。

【図６】図５のVI−VI断面図。

【図７】ケースのケース本体の正面図。

【図８】ケースの蓋部材の正面図。

【図９】ケースとスライダとの位置関係を示す概略図。

【図１０】前記実施例の捩じり特性線図。

【図１１】別の実施例の図９に相当する図。

【図１２】さらに別の実施例の図１０に相当する図。

【図１３】さらに別の実施例の図９に相当する図。

【図１４】さらに別の実施例の図１０に相当する図。

【符号の説明】

１１ ピストン １３ 粘性ダンパー機構 １６ 第１サイドプレート １７ 第２サイドプレート １８ サブプレート １８ｄ 舌部 １９ ドリブンプレート ２４ ケース ２７ スライダ ２９ 液体室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力側部材と出力側部材との間に配置され
   た動力伝達系の捩じり振動を減衰するための捩じり振動
   減衰装置であって、 内部に液体室が形成された円周方向に延びるケースと、 前記ケースの軸方向両側方及び半径方向外方を囲むよう
   に配置され、外周部が互いに連結された１対のサイドプ
   レートと、 前記ケースと前記サイドプレートとの間に前記入力側部
   材と一体回転するように配置されており、前記ケースの
   円周方向両端に係止する係止部を有しているプレート
   と、 前記出力側部材に連結可能であり、前記ケースの前記液
   体室内に円周方向に移動自在に配置されたスライダと、 を備えた捩じり振動減衰装置。