JPH0637649U

JPH0637649U - トルクコンバータ

Info

Publication number: JPH0637649U
Application number: JP7421592U
Authority: JP
Inventors: 佳宏松岡
Original assignee: 株式会社大金製作所
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】【目的】低速域で作動可能なロックアップ装置を採用
したトルクコンバータのロックアップ装置作動時共振周
波数を低くする。【構成】トルクコンバータ１は、トルクコンバータ本
体２と、ロックアップ装置３と、イナーシャリング４１
とを備えている。トルクコンバータ本体２は、エンジン
側回転体に連結された入力部（フロントカバー４，イン
ペラー５）と、タービンハブ８に連結され入力部からの
流体の流れにより駆動される出力部（タービン６）とを
含んでいる。ロックアップ装置３は、入力部に連結可能
な入力側機構と、タービンハブ８に連結可能な出力側機
構と、入力側機構と出力側機構とを連結する粘性減衰装
置とを含んでいる。前記重り部材は、トルクコンバータ
本体の出力部またはロックアップ装置の出力側機構の少
なくとも一方に固定されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジン側回転体と出力側部材とを流体により連結するトルクコンバータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

トルクコンバータは、３種の羽車（インペラ，タービン，ステータ）を内部に有し、内部の作動油により動力を伝達する装置である。インペラは、エンジン側部材に連結されたフロントカバーに固定されており、インペラから流れ込む作動油により駆動されるタービンは出力側部材に連結されている。

【０００３】トルクコンバータの内部において、タービンとフロントカバーとの間にロックアップ装置が配置されたものがある。ロックアップ装置は、フロントカバーから出力側部材に回転力を直接伝達するためのものである。このようなロックアップ装置には、トーションスプリング等の弾性部材が用いられ、これによりロックアップ時のショックを吸収するようになっている。

【０００４】しかし、ロックアップ装置に用いられる従来のトーションスプリングは剛性が高いために、低速域で進入する微小振動を吸収することができない。そのために、ロックアップ装置を低速域で作動させることができず、充分に燃費を低減できない。また、単に弾性部材の剛性を下げるだけでは、低速域での微小振動は吸収できても、高速域での低周波振動には対処できない。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前記のような問題を解決するために、弾性連結機構と並列に粘性減衰機構を設けたロックアップ装置を本件出願人は既に提案している。この装置では、弾性連結機構の弾性部材の剛性を下げることにより、低速域での微小振動を効果的に吸収する。また、高速域での低周波振動を、高速域で大きなヒステリシストルクを発生させる粘性減衰装置によって吸収している。このため、ロックアップ作動域を、より低回転域に移行させることが可能である。

【０００６】ところで、通常、回転装置は共振回転数を有しており、この共振回転数が実用回転数域よりも低くなるように各部が設計される。ロックアップ装置付トルクコンバータでは、ロックアップ作動時における入力／出力部材の慣性量の比によって共振回転数が決定されるが、従来のロックアップ装置付トルクコンバータでは、ロックアップ作動域が比較的高回転域であるため、共振回転数も比較的高い回転数域に設定されている。このため、従来のトルクコンバータを基本にして前記のような粘性減衰機構を付加した場合、ロックアップ作動域をあまり低く設定することができず、低速域における粘性減衰機構の効果を十分に発揮させることができない。このため、共振周波数をより低い回転域に設定することが望まれている。

【０００７】また、粘性減衰機構を有していないロックアップ付トルクコンバータにおいても、共振周波数を低回転域に移行することにより、低速域での微小振動の吸収が容易になる。本考案の目的は、特に低回転域でのロックアップ動作を可能にしたトルクコンバータにおいて、ロックアップ作動時の共振周波数を低くすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るトルクコンバータは、エンジン側回転体と出力側部材とを流体により連結するものであり、トルクコンバータ本体と、ロックアップ装置と、重り部材とを備えている。トルクコンバータ本体は、エンジン側回転体に連結される入力部と、入力部に流体を介して連結され、出力側部材に連結される出力部とを含んでいる。前記ロックアップ装置は、入力部に連結可能な入力側機構と、出力部に連結可能な出力側機構と、入力部と出力部とを弾性的に連結する弾性連結機構とを含んでいる。前記重り部材は、トルクコンバータ本体の出力部またはロックアップ装置の出力側機構の少なくとも一方に固定されている。

【０００９】

【作用】

本考案に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、トルクコンバータ本体の出力部またはロックアップ装置の出力側機構の少なくとも一方に重り部材が固定されているために、ロックアップ作動時において入力側機構の慣性量に対する出力側機構の慣性量の比が小さくなっている。このため、共振周波数が低くなっている。したがって、ロックアップ装置の作動領域を低速側に移行させることができ、弾性連結機構に並列に粘性減衰機構を設けた場合にも、粘性減衰機構の効果を十分に発揮させることができる。

【００１０】

【実施例】

図１は、本考案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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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１６ａ，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。

【００１６】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。

【００１７】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２９（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２５ａ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２５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２５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。

【００１８】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。

【００１９】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１９ａ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。

【００２０】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１９ｂ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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】

【数１】

【００３１】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ｋ１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。

【００３２】

【数２】

【００３３】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１１及び捩じり振動減衰装置１２の各プレート１６〜１８のトータル慣性モーメント、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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】

【考案の効果】

本考案に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、トルクコンバータ本体の出力側機構またはロックアップ装置の出力部の少なくとも一方に重り部材が固定されているために、ロックアップ装置の作動領域をより低速側に移行させることができる。

【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】

１トルクコンバータ２トルクコンバータ本体３ロックアップ装置４フロントカバー５インペラー６タービン８タービンハブ１３粘性ダンパー機構１４弾性連結装置２２ａ第１トーションスプリング２２ｂ第２トーションスプリング４１イナーシャリング

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】エンジン側回転体と出力側部材とを流体に
より連結するトルクコンバータであって、前記エンジン側回転体に連結される入力部と、前記入力
部と流体を介して連結され前記出力側部材に連結される
出力部とを含むトルクコンバータ本体と、前記入力部に連結可能な入力側機構と、前記出力側部材
に連結可能な出力側機構と、前記入力側機構と前記出力
側機構とを弾性的に連結する弾性連結機構とを含むロッ
クアップ装置と、前記トルクコンバータ本体の出力部または前記ロックア
ップ装置の出力側機構の少なくとも一方に固定された重
り部材と、を備えたトルクコンバータ。