WO2016031258A1 - 流体式動力伝達装置 - Google Patents

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悠祐 岡本
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    • F16H2045/0294Single disk type lock-up clutch, i.e. using a single disc engaged between friction members

Definitions

  • the present invention relates to a fluid power transmission device, and more particularly to a fluid power transmission device for transmitting power from an engine to a transmission via a fluid.
  • a torque converter having a lock-up device is known as a fluid power transmission device.
  • the lockup device is a mechanism for mechanically connecting the front cover and the turbine, and is disposed in a space between the turbine and the front cover.
  • the lock-up device has a clutch part and a damper mechanism.
  • the clutch part has a piston having a friction member, for example. When the piston moves and the friction member is pressed against the front cover, power is transmitted from the front cover to the damper mechanism via the piston.
  • the damper mechanism has a plurality of elastic members and an output side member to which power is transmitted via the elastic members. The output side member is fixed to the turbine.
  • a dynamic damper is conventionally provided. By providing the dynamic damper, it is possible to reduce the peak of torque fluctuation that occurs near the resonance frequency of the damper mechanism.
  • a friction generating mechanism is provided in a dynamic damper. Then, by adjusting the frictional resistance in the friction generating mechanism, the damping rate of torque fluctuation (rotational speed fluctuation) is increased. Further, the device of Patent Document 2 is provided with a lock mechanism that restricts the operation of the dynamic damper in a desired rotational speed region.
  • the damping performance is enhanced by the operation of the dynamic damper until the desired rotational speed is reached.
  • the dynamic damper functions as a mere inertia by limiting the operation of the dynamic damper. As a result, the damping performance in this rotational speed region is enhanced.
  • An object of the present invention is to obtain a stable high damping performance over the entire range of the normal rotation speed with a simple configuration in a fluid power transmission device having a dynamic damper.
  • the fluid type power transmission device is a device for transmitting power from an engine to a transmission via a fluid.
  • This device includes a front cover, a fluid coupling body, a lockup device, and a dynamic damper.
  • the fluid coupling main body includes a turbine provided so as to be integrally rotatable with an input shaft of the transmission, and transmits power from the engine to the transmission via the fluid.
  • the lockup device is provided between the front cover and the turbine.
  • the lockup device includes a clutch portion that transmits or blocks power from the front cover, and an output-side member that receives power from the clutch portion and is coupled to the turbine.
  • the dynamic damper is fixed to the output side member of the lockup device and attenuates fluctuations in the rotational speed from the engine.
  • the dynamic damper has a base plate, an inertial body, and an elastic unit.
  • the base plate is fixed to the output side member of the lockup device.
  • the inertial body can move relative to the base plate in the rotational direction.
  • the elastic unit can generate a variable hysteresis torque according to a relative speed difference between the base plate and the inertial body, and elastically couples the baseplate and the inertial body in the rotation direction.
  • the dynamic damper fixed to the output side member of the lockup device is activated, and the rotational speed fluctuation can be attenuated.
  • the elastic unit of the dynamic damper generates a variable hysteresis torque according to the relative speed difference between the base plate and the inertial body. For this reason, the peak of the rotational speed fluctuation which appears in the normal rotational speed range can be suppressed with a simple configuration.
  • the dynamic damper is fixed to the output side member of the lockup device.
  • the elastic unit includes a variable hysteresis torque generating unit that generates a variable hysteresis torque and an elastic coupling unit having a plurality of elastic members.
  • the elastic unit includes a variable hysteresis torque generating unit that generates a variable hysteresis torque and an elastic coupling unit having a plurality of elastic members.
  • the elastic unit generates a larger hysteresis torque when the relative speed difference between the base plate and the inertial body is large than when the relative speed difference is small.
  • the elastic unit has a viscous damping part that generates a hysteresis torque by viscous resistance.
  • the viscous damping portion has an oil chamber filled with hydraulic oil and a piston.
  • the piston is arranged in the oil chamber and can move in the rotation direction in the oil chamber together with the base plate.
  • the elastic portion has a plurality of coil springs that elastically connect the base plate and the inertial body in the rotation direction.
  • the base plate is formed in an annular shape and has a plurality of openings at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion.
  • the inertial body has a first inertia ring and a second inertia ring, and a first lid member and a second lid member.
  • the first inertia ring and the second inertia ring are arranged so as to sandwich the outer peripheral portion of the base plate in the axial direction, are formed in an annular shape, and have an opening at a position corresponding to the opening of the base plate.
  • the first lid member and the second lid member are arranged on the opposite sides of the base plates of the first inertia ring and the second inertia ring, respectively, and are arranged so as to close the openings of the first and second inertia rings.
  • the plurality of coil springs of the elastic unit are accommodated in the base plate and the openings of the first and second inertia rings.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a torque converter according to an embodiment of the present invention.
  • the figure which extracts and shows the lockup apparatus of FIG. The figure which extracts and shows the dynamic damper of FIG.
  • the front fragmentary view of a dynamic damper Frontal partial view of inertia ring. Sectional drawing of a dynamic damper.
  • the front view of an oil chamber formation member The enlarged view of a viscous damping mechanism.
  • a torque converter 1 as a fluid type power transmission device is shown in FIG.
  • An engine (not shown) is arranged on the left side of FIG. 1, and a transmission (not shown) is arranged on the right side of FIG.
  • a line OO shown in FIG. 1 is a rotation axis of the torque converter 1.
  • the torque converter 1 is a device for transmitting power from an engine crankshaft (not shown) to an input shaft of a transmission.
  • the torque converter 1 mainly includes a front cover 2 to which power is input, an impeller 3, a turbine 4, a stator 5, a lockup device 6, and a dynamic damper 7.
  • the impeller 3, the turbine 4, and the stator 5 constitute a torque converter main body (fluid coupling main body) 8.
  • FIG. 1 Front cover 2
  • An impeller 3 is fixed to the front cover 2, and a fluid chamber is formed by the front cover 2 and the impeller 3.
  • the turbine 4 is disposed so as to face the impeller 3 in the fluid chamber.
  • the turbine 4 includes a turbine shell 10, a plurality of turbine blades 11 provided inside the turbine shell 10, and a turbine hub 13 fixed to the turbine shell 10 by rivets 12.
  • the stator 5 is a mechanism for adjusting the flow of hydraulic oil from the turbine 4 to the impeller 3, and is disposed between the inner peripheral portion of the impeller 3 and the inner peripheral portion of the turbine 4.
  • the turbine hub 13 has a spline hole 13a at the center, and an input shaft 15 of the transmission can be engaged with the spline hole 13a. Further, the turbine hub 13 includes a flange portion 13b extending to the outer peripheral side and a cylindrical portion 13c extending from the outer peripheral portion of the flange portion 13b to the front cover 2 side. As described above, the inner peripheral portion of the turbine shell 10 is fixed to the flange portion 13b by the rivets 12. The cylindrical portion 13c is formed with a protrusion 13d that protrudes further from the outer peripheral surface to the outer peripheral side.
  • FIG. 2 shows the lock-up device 6 extracted.
  • the lockup device 6 is a device for mechanically connecting the front cover 2 and the turbine 4 as necessary, and is disposed between the front cover 2 and the turbine 4.
  • the lockup device 6 includes a piston 18, a drive plate 19, an output plate 20 (output side member), and a plurality of coil springs 21.
  • the piston 18 is disposed between the front cover 2 and the turbine 4 so as to be axially movable.
  • the piston 18 includes a disk-shaped main body 18a, an inner peripheral cylindrical portion 18b extending from the inner peripheral end of the main body 18a toward the turbine 4, and an outer peripheral cylindrical portion extending from the outer peripheral end of the main body 18a toward the turbine 4 18c.
  • the main body 18a is disposed to face the front cover 2.
  • An annular friction member 23 is fixed to the side surface on the front cover 2 side in the outer peripheral portion of the main body portion 18a.
  • the inner peripheral cylindrical portion 18b is supported on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 13c of the turbine hub 13 so as to be movable in the axial direction and the rotational direction.
  • a seal member 24 is disposed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 13 c of the turbine hub 13. Thereby, the space between the inner peripheral cylindrical portion 18b of the piston 18 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 13c of the turbine hub 13 is sealed. Note that the tip of the inner peripheral cylindrical portion 18b can abut on the protrusion 13d of the turbine hub 13, and the movement of the piston 18 toward the turbine 4 is restricted by the protrusion 13d.
  • the drive plate 19 is disposed on the outer peripheral portion of the piston 18 on the turbine 4 side of the piston 18.
  • the drive plate 19 is disposed on the inner peripheral side of the outer peripheral cylindrical portion 18 c of the piston 18.
  • the drive plate 19 is formed in an annular shape, and includes a fixed portion 19a, a plurality of spring accommodating portions 19b, and a plurality of engaging portions 19c.
  • the fixing portion 19 a is formed at the inner peripheral end of the drive plate 19 and is fixed to the piston 18 by a rivet 26.
  • the spring accommodating portions 19b and the engaging portions 19c are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the spring accommodating portion 19b has a C-shaped cross section, and the coil spring 21 is accommodated therein.
  • the engaging portion 19 c has a C-shaped cross section, and a part on the inner peripheral side and a part on the outer peripheral side are engaged with both ends of the coil spring 21.
  • the power transmitted to the piston 18 by the engaging portion 19 c is transmitted to the coil spring 21 via the drive plate 19.
  • the output plate 20 is formed in a disk shape and is disposed between the piston 18 and the turbine 4. An inner peripheral end portion of the output plate 20 is fixed to a flange portion 13 b of the turbine hub 13 together with the turbine shell 10 by a rivet 12. A plurality of engaging portions 20 a formed by bending toward the front cover 2 are provided at the outer peripheral end of the output plate 20. The plurality of engaging portions 20 a are engaged with both ends of the coil spring 21.
  • the coil spring 21 elastically connects the piston 18 and the drive plate 19 and the output plate 20 in the rotational direction. As described above, the coil spring 21 is accommodated and supported in the spring accommodating portion 19b of the drive plate 19.
  • the dynamic damper 7 is a device for attenuating rotational speed fluctuations from the engine, and is disposed between the output plate 20 and the impeller 3 as shown in FIGS. 1, 3, and 4.
  • the dynamic damper 7 includes a base plate 28, first and second inertia rings 29 and 30, first and second lid members 31 and 32, a viscous damping part (variable hysteresis torque generating part) 33, and an elastic coupling part 34. And have.
  • the viscous damping part 33 and the elastic connecting part 34 constitute an elastic unit.
  • FIG. 4 is an external view of the dynamic damper 7 as viewed from the transmission side and a diagram with some members removed. Specifically, in FIG. 4, the portions shown on both sides in the circumferential direction of the external view are views in which the second inertia ring 30 and the second lid member 32 are removed.
  • the base plate 28 is formed in a disc shape, and an inner peripheral end portion is fixed to a radially intermediate portion of the output plate 20 by a rivet 36.
  • the outer peripheral portion of the base plate 28 is formed to be biased toward the transmission side in the axial direction from the inner peripheral end portion.
  • the base plate 28 has four spring accommodating portions 28a and four notches 28b at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the spring accommodating portions 28a and the notches 28b are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the spring accommodating portion 28a is an opening extending in the circumferential direction with the outer peripheral side closed.
  • the four notches 28b have a predetermined length in the circumferential direction and are formed open to the outer peripheral side.
  • the protrusion 28c which protrudes in the outer peripheral side is formed in the two notches 28b which oppose among the four notches 28b.
  • the protrusion 28c is formed at the center in the circumferential direction of the notch 28b, and has a height that is approximately 1 ⁇ 2 of the depth (length in the radial direction) of the notch 28b.
  • the first and second inertia rings 29 and 30 are formed by pressing a sheet metal member.
  • the first inertia ring 29 is disposed between the outer periphery of the output plate 20 and the outer periphery of the base plate 28.
  • the second inertia ring 30 is disposed on the transmission side of the base plate 28.
  • the outer diameter of the first inertia ring 29 is the same as that of the second inertia ring 30, but the inner diameter is smaller than that of the second inertia ring 30.
  • FIG. 5 shows the first inertia ring 29. Since the first inertia ring 29 and the second inertia ring 30 differ only in the inner diameter dimension, the reference numerals of the second inertia ring 30 are shown together with the first inertia ring 29 in FIG.
  • the first and second inertia rings 29, 30 have four spring accommodating portions 29a, 30a at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the spring accommodating portions 29 a and 30 a are formed at positions corresponding to the spring accommodating portion 28 a of the base plate 28.
  • the spring accommodating portions 29 a and 30 a are openings formed by closing the outer peripheral side, and the length in the circumferential direction is the same as that of the spring accommodating portion 28 a of the base plate 28.
  • the first and second inertia rings 29 and 30 have openings 29 b and 30 b at positions corresponding to the four notches 28 b of the base plate 28.
  • the openings 29b and 30b are formed with the outer peripheral side closed.
  • the circumferential lengths of the openings 29 b and 30 b are shorter than the circumferential length of the notch 28 b of the base plate 28.
  • first lid member 31 is disposed further to the engine side of the first inertia ring 29.
  • the first lid member 31 is an annular member and has an inner diameter that is smaller than the inner diameter of the first inertia ring 29.
  • the second lid member 32 is disposed further on the transmission side of the second inertia ring 30.
  • the second lid member 32 is an annular member and has the same inner diameter as that of the second inertia ring 30.
  • the viscous damping part 33 is provided at two opposing positions.
  • FIG. 4 shows one viscous damping part 33.
  • the viscous damping part 33 includes an oil chamber forming member 40 and a piston 41.
  • the oil chamber forming member 40 is formed by an arc-shaped plate, and is disposed in two opposed notches 28 b of the four notches 28 b of the base plate 28. Yes.
  • the oil chamber forming member 40 includes a pair of leg portions 40a and a connecting portion 40b that connects the pair of leg portions 40a.
  • the pair of leg portions 40 a is formed at both ends in the circumferential direction of the oil chamber forming member 40.
  • the height (the length in the radial direction) of the leg portion 40a is the same as the depth (the length in the radial direction) of the notch 28b of the base plate 28.
  • the connection part 40b has connected the outer peripheral part of a pair of leg part 40a.
  • a space a is formed on the inner peripheral side of the connecting portion 40b.
  • An oil chamber space is formed by the space a and the openings 29b and 30b of the first and second inertia rings 29 and 30. This space is closed in the axial direction by the first and second lid members 31 and 32, and an oil chamber A (see FIG. 4) is formed.
  • the oil chamber forming member 40 includes through holes 40c formed in the pair of leg portions 40a, through holes 29c and 30c formed in the first and second inertia rings 29 and 30, and first and second holes. It is fixed by a rivet 42 (see FIG. 4) that penetrates through holes (not shown) formed in the lid members 31 and 32. Further, the first and second inertia rings 29 and 30 and the first and second lid members 31 and 32 are fixed by the rivet 42 so as not to rotate relative to each other and to move in the axial direction.
  • Piston 41 is a block-shaped member as shown in FIGS. 4 and 8, and is formed of resin.
  • the piston 41 is arranged in the oil chamber A so as to be movable in the circumferential direction.
  • a groove 41 a having a predetermined depth is formed on the inner peripheral surface of the piston 41 toward the outer peripheral side.
  • a protrusion 28c of the base plate 28 is inserted into the groove 41a. For this reason, the piston 41 and the base plate 28 rotate in synchronization.
  • the outer peripheral surface of the piston 41 and the inner peripheral wall surface of the oil chamber A (the wall surface formed by the inner peripheral surface of the connecting portion 40b and the inner peripheral surfaces of the openings 29b and 30b of the first and second inertia rings 29 and 30).
  • a slight gap is formed between the two and the hydraulic oil on both sides of the piston 41 can flow through this gap. That is, the gap functions as a diaphragm.
  • the elastic connecting portion 34 includes a plurality of springs accommodated in the spring accommodating portions 28 a of the base plate 28 and the spring accommodating portions 29 a and 30 a of the first and second inertia rings 29 and 30.
  • a coil spring 44 is provided. By this coil spring 44, the base plate 28, both inertia rings 29, 30 and both lid members 31, 32 are elastically connected in the rotational direction.
  • the dynamic damper 7 fixed to the output plate 20 is actuated by the rotation of the output plate 20, and the operation of the dynamic damper 7 suppresses fluctuations in the rotational speed of the engine. That is, the rotation of the base plate 28 and the rotation of the inertia rings 29 and 30 and the lid members 31 and 32 cause a phase shift due to the action of the coil spring 44. Specifically, at a predetermined engine speed, the inertia rings 29 and 30 and the lid members 31 and 32 fluctuate at a phase that cancels out the rotational speed fluctuation of the base plate 28. Due to this phase shift, the rotational speed fluctuation of the transmission can be absorbed.
  • the elastic unit is composed of a viscous damping part and an elastic connecting part, these may be formed integrally.
  • variable hysteresis torque generating part is not limited to the viscous damping part. You may comprise without using a fluid.
  • the configuration of the viscous damping portion is not limited to the above embodiment.
  • a member fixed to the base plate may be disposed in the oil chamber, a hole penetrating in the circumferential direction may be formed in the fixing member, and the through hole may function as a throttle.
  • the torsional characteristics of the dynamic damper 7 are not particularly limited. .
  • the clutch portion is constituted by the piston and the friction member, but it may be a multi-plate type clutch portion having a plurality of clutch plates.
  • the dynamic damper is attached to the output member, but may be attached to another member.

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Abstract

 ダイナミックダンパを有する流体式動力伝達装置において、簡単な構成で、常用回転数域の全域にわたって安定して高い減衰性能を得る。この装置は、フロントカバー(2)と、トルクコンバータ本体(8)と、ロックアップ装置(6)と、ダイナミックダンパ(7)と、を備えている。ダイナミックダンパ(7)は、ベースプレート(28)と、慣性体を構成するイナーシャリング(29,30)及び蓋部材(31,32)と、粘性減衰部(33)及び弾性連結部(34)と、を有している。ベースプレート(28)は出力プレート(20)に固定されている。慣性体はベースプレート(28)と回転方向に相対移動が可能である。粘性減衰部(33)は、ベースプレート(28)と慣性体との相対速度差に応じて可変のヒステリシストルクを発生可能である。

Description

流体式動力伝達装置
 本発明は、流体式動力伝達装置、特に、エンジンからトランスミッションへ流体を介して動力を伝達するための流体式動力伝達装置に関する。
 流体式動力伝達装置として、例えば、ロックアップ装置を備えたトルクコンバータが知られている。ロックアップ装置は、フロントカバーとタービンとを機械的に連結するための機構であり、タービンとフロントカバーとの間の空間に配置されている。
 ロックアップ装置は、クラッチ部と、ダンパ機構と、を有している。クラッチ部は、例えば摩擦部材を有するピストンを有している。そしてピストンが移動して摩擦部材がフロントカバーに押し付けられると、動力がフロントカバーからピストンを介してダンパ機構に伝達される。ダンパ機構は、複数の弾性部材と、弾性部材を介して動力が伝達される出力側部材と、を有している。出力側部材はタービンに固定されている。
 このようなロックアップ装置において、ダイナミックダンパを設けることが従来から行われている。ダイナミックダンパを設けることによって、ダンパ機構の持つ共振周波数付近で発生するトルク変動のピークを低減することができる。
 以上のように、ダイナミックダンパによって1つの大きなトルク変動のピークを抑えることができるが、1つの大きなピークが現れる回転数より低い回転数と高い回転数の2個所においてトルク変動のピークが現れることになる。2つのピークのうち、低回転数側のピークは常用回転数より低い回転数域に現れるので、使用に際して問題になることはない。一方、高回転数側のピークは、通常は常用回転数域に現れるので、この高回転数側のピークを減衰するための装置が、特許文献1及び2に示されている。
特許第4648428号公報 特開2011-58557号公報
 特許文献1の装置では、ダイナミックダンパに摩擦発生機構を設けている。そして、摩擦発生機構における摩擦抵抗を調節することによって、トルク変動(回転速度変動)の減衰率を高めるようにしている。また、特許文献2の装置では、所望の回転数領域でダイナミックダンパの作動を制限するロック機構を設けている。ここでは、所望の回転数に達するまではダイナミックダンパの作動によって減衰性能を高めている。そして、所望の回転数に達すると、ダイナミックダンパの作動を制限することによって、ダイナミックダンパを単なるイナーシャとして機能させている。これにより、この回転数域での減衰性能が高まる。
 しかし、特許文献1の装置では、経時変化によって摩擦抵抗が変わり、性能が安定しない。また、特許文献2の装置では、ロック機構の作動を制限する回転数がバラツキ、減衰性能を安定させることが困難である。
 ここで、高回転数側のトルク変動のピークを、実用上問題のないより高い回転数側へ移動させる方法として、ダイナミックダンパの出力側にダンパ機構を設ける方法がある。本件発明者らは、このような方法を実現する装置をすでに開発し、出願している。しかし、このような装置は、装置構成が複雑になる場合がある。
 本発明の課題は、ダイナミックダンパを有する流体式動力伝達装置において、簡単な構成で、常用回転数域の全域にわたって安定して高い減衰性能を得ることにある。
 本発明に係る流体式動力伝達装置は、エンジンからトランスミッションへ流体を介して動力を伝達するための装置である。この装置は、フロントカバーと、流体継手本体と、ロックアップ装置と、ダイナミックダンパと、を備えている。流体継手本体は、トランスミッションの入力シャフトと一体回転可能に設けられたタービンを含み、エンジンからの動力をトランスミッションに流体を介して伝達する。ロックアップ装置はフロントカバーとタービンとの間に設けられている。ロックアップ装置は、フロントカバーからの動力を伝達又は遮断するクラッチ部と、クラッチ部から動力が伝達されタービンに連結された出力側部材と、を有している。ダイナミックダンパは、ロックアップ装置の出力側部材に固定され、エンジンからの回転速度変動を減衰する。また、ダイナミックダンパは、ベースプレートと、慣性体と、弾性ユニットと、を有している。ベースプレートはロックアップ装置の出力側部材に固定されている。慣性体はベースプレートと回転方向に相対移動が可能である。弾性ユニットは、ベースプレートと慣性体との相対速度差に応じて可変のヒステリシストルクを発生可能であり、ベースプレートと慣性体とを回転方向に弾性的に連結する。
 ここでは、ロックアップ装置の出力側部材に固定されたダイナミックダンパが作動し、回転速度変動を減衰させることができる。このとき、ダイナミックダンパの弾性ユニットは、ベースプレートと慣性体との相対速度差に応じて可変のヒステリシストルクを発生する。このため、常用回転数域に現れる回転速度変動のピークを簡単な構成で抑えることができる。
 本発明の別の側面に係る流体式動力伝達装置では、ダイナミックダンパはロックアップ装置の出力側部材に固定されている。
 本発明のさらに別の側面に係る流体式動力伝達装置では、弾性ユニットは、可変のヒステリシストルクを発生する可変ヒステリシストルク発生部と、複数の弾性部材を有する弾性連結部と、を有する。
 本発明のさらに別の側面に係る流体式動力伝達装置では、弾性ユニットは、可変のヒステリシストルクを発生する可変ヒステリシストルク発生部と、複数の弾性部材を有する弾性連結部と、を有する。
 本発明のさらに別の側面に係る流体式動力伝達装置では、弾性ユニットは、ベースプレートと慣性体との相対速度差が大きいときは、相対速度差が小さいときに比較して大きいヒステリシストルクを発生する。
 本発明のさらに別の側面に係る流体式動力伝達装置では、弾性ユニットは、粘性抵抗によってヒステリシストルクを発生する粘性減衰部を有する。
 本発明のさらに別の側面に係る流体式動力伝達装置では、粘性減衰部は、内部に作動油が充填された油室と、ピストンと、を有している。ピストンは、油室内に配置され、ベースプレートとともに油室内において回転方向に移動可能である。
 本発明のさらに別の側面に係る流体式動力伝達装置では、弾性部は、ベースプレートと慣性体とを回転方向に弾性的に連結する複数のコイルスプリングを有する。
 本発明のさらに別の側面に係る流体式動力伝達装置では、ベースプレートは、環状に形成されるとともに、外周部に円周方向に所定の間隔で複数の開口を有している。慣性体は、第1イナーシャリング及び第2イナーシャリングと、第1蓋部材及び第2蓋部材と、を有している。第1イナーシャリング及び第2イナーシャリングは、ベースプレートの外周部を軸方向に挟むように配置され、それぞれ環状に形成されるとともにベースプレートの開口に対応する位置に開口を有する。第1蓋部材及び第2蓋部材は、それぞれ第1イナーシャリング及び第2イナーシャリングのベースプレートと逆側に配置され、第1及び第2イナーシャリングの開口を塞ぐように配置されている。そして、弾性ユニットの複数のコイルスプリングは、ベースプレートと第1及び第2イナーシャリングの開口に収容されている。
 以上のような本発明では、ダイナミックダンパを有する流体式動力伝達装置において、簡単な構成で、常用回転数域の全域にわたって安定して高い減衰性能が得られる。
本発明の一実施形態によるトルクコンバータの断面図。 図1のロックアップ装置を抽出して示す図。 図1のダイナミックダンパを抽出して示す図。 ダイナミックダンパの正面部分図。 イナーシャリングの正面部分図。 ダイナミックダンパの断面図。 油室形成部材の正面図。 粘性減衰機構の拡大図。 エンジン回転数と出力側トルク変動の関係を示す図。
 [全体構成]
 流体式動力伝達装置としてのトルクコンバータ1を図1に示す。図1の左側にエンジン(図示せず)が配置され、図1の右側にトランスミッション(図示せず)が配置されている。図1に示す線O-Oは、トルクコンバータ1の回転軸線である。
 トルクコンバータ1は、エンジンのクランクシャフト(図示せず)からトランスミッションの入力シャフトに動力を伝達するための装置である。トルクコンバータ1は、主に、動力が入力されるフロントカバー2と、インペラ3と、タービン4と、ステータ5と、ロックアップ装置6と、ダイナミックダンパ7と、を備えている。インペラ3、タービン4、及びステータ5によってトルクコンバータ本体(流体継手本体)8が構成されている。
 [フロントカバー2]
 フロントカバー2にはインペラ3が固定されており、フロントカバー2とインペラ3とにより流体室が形成されている。タービン4は流体室内でインペラ3に対向するように配置されている。タービン4は、タービンシェル10と、タービンシェル10の内部に設けられた複数のタービンブレード11と、リベット12によりタービンシェル10に固定されたタービンハブ13と、を有している。ステータ5は、タービン4からインペラ3への作動油の流れを調節するための機構であり、インペラ3の内周部とタービン4の内周部との間に配置されている。
 タービンハブ13は、中心部にスプライン孔13aを有しており、このスプライン孔13aにトランスミッションの入力シャフト15が係合可能である。また、タービンハブ13は、外周側に延びるフランジ部13bと、フランジ部13bの外周部からフロントカバー2側に延びる筒状部13cと、を有している。フランジ部13bには、前述のようにリベット12によってタービンシェル10の内周部が固定されている。また、筒状部13cには、外周面からさらに外周側に突出する突起13dが形成されている。
 [ロックアップ装置6]
 図2にロックアップ装置6を抽出して示している。ロックアップ装置6は、必要に応じてフロントカバー2とタービン4とを機械的に連結するための装置であり、フロントカバー2とタービン4との間に配置されている。ロックアップ装置6は、ピストン18と、ドライブプレート19と、出力プレート20(出力側部材)と、複数のコイルスプリング21と、を有している。
  <ピストン18>
 ピストン18はフロントカバー2とタービン4との間に軸方向移動自在に配置されている。ピストン18は、円板状の本体部18aと、本体部18aの内周端からタービン4側に延びる内周筒状部18bと、本体部18aの外周端からタービン4側に延びる外周筒状部18cと、を有している。
 本体部18aはフロントカバー2に対向して配置されている。本体部18aの外周部において、フロントカバー2側の側面には、環状の摩擦部材23が固定されている。内周筒状部18bはタービンハブ13の筒状部13cの外周面に軸方向及び回転方向に移動自在に支持されている。タービンハブ13の筒状部13cの外周面にはシール部材24が配置されている。これにより、ピストン18の内周筒状部18bとタービンハブ13の筒状部13cの外周面との間はシールされている。なお、内周筒状部18bの先端は、タービンハブ13の突起13dに当接可能であり、この突起13dによってピストン18のタービン4側への移動が規制されている。
  <ドライブプレート19>
 ドライブプレート19は、ピストン18のタービン4側において、ピストン18の外周部に配置されている。また、ドライブプレート19はピストン18の外周筒状部18cの内周側に配置されている。ドライブプレート19は、環状に形成されており、固定部19aと、複数のスプリング収容部19bと、複数の係合部19cと、を有している。
 固定部19aは、ドライブプレート19の内周端部に形成され、リベット26によってピストン18に固定されている。スプリング収容部19bと係合部19cとは円周方向に交互に配置されている。スプリング収容部19bは、断面C形状であり、内部にコイルスプリング21が収容されている。係合部19cは、断面C形状であり、内周側の一部と外周側の一部とがコイルスプリング21の両端に係合している。この係合部19cによって、ピストン18に伝達された動力は、ドライブプレート19を介してコイルスプリング21に伝達される。
  <出力プレート20>
 出力プレート20は、円板状に形成されており、ピストン18とタービン4との間に配置されている。出力プレート20の内周端部はリベット12によってタービンシェル10とともにタービンハブ13のフランジ部13bに固定されている。出力プレート20の外周端部には、フロントカバー2側に折り曲げて形成された複数の係合部20aが設けられている。複数の係合部20aはコイルスプリング21の両端に係合している。
  <コイルスプリング21>
 コイルスプリング21は、ピストン18及びドライブプレート19と出力プレート20とを回転方向に弾性的に連結する。コイルスプリング21は、前述のように、ドライブプレート19のスプリング収容部19bに収容されて支持されている。
 [ダイナミックダンパ7]
 ダイナミックダンパ7は、エンジンからの回転速度変動を減衰するための装置であり、図1、図3、及び図4に示すように、出力プレート20とインペラ3との間に配置されている。ダイナミックダンパ7は、ベースプレート28と、第1及び第2イナーシャリング29,30と、第1及び第2蓋部材31,32と、粘性減衰部(可変ヒステリシストルク発生部)33と、弾性連結部34と、を有している。粘性減衰部33及び弾性連結部34により、弾性ユニットが構成されている。
 なお、図4はダイナミックダンパ7をトランスミッション側から視た外観図と一部の部材を取り外した図である。具体的には、図4において、外観図の周方向両側に示した部分は、第2イナーシャリング30及び第2蓋部材32を取り外した図である。
  <ベースプレート28>
 図3に示すように、ベースプレート28は、円板状に形成されており、内周端部がリベット36によって出力プレート20の径方向中間部に固定されている。ベースプレート28の外周部は、内周端部から軸方向においてトランスミッション側に偏倚して形成されている。
 図4に示すように、ベースプレート28は、円周方向に所定の間隔で、4つのスプリング収容部28aと、4つの切欠き28bと、を有している。スプリング収容部28aと切欠き28bとは円周方向に交互に配置されている。スプリング収容部28aは、外周側が閉じた円周方向に延びる開口である。4つの切欠き28bは、円周方向に所定の長さを有し、外周側に開放して形成されている。また、4つの切欠き28bのうちの対向する2つの切欠き28bには、外周側に突出する突起28cが形成されている。突起28cは切欠き28bの円周方向の中央に形成され、切欠き28bの深さ(径方向長さ)のほぼ1/2の高さを有している。
  <第1及び第2イナーシャリング29,30>
 第1及び第2イナーシャリング29,30は、板金部材をプレス加工して形成されたものである。第1イナーシャリング29は出力プレート20の外周部とベースプレート28の外周部との間に配置されている。第2イナーシャリング30は、ベースプレート28のトランスミッション側に配置されている。第1イナーシャリング29の外径は第2イナーシャリング30と同じであるが、内径は第2イナーシャリング30よりも小径である。
 図5に第1イナーシャリング29を示す。第1イナーシャリング29と第2イナーシャリング30とは、内径寸法が異なるのみであるので、図5に第1イナーシャリング29と併せて第2イナーシャリング30の符号を示している。
 第1及び第2イナーシャリング29,30は、円周方向に所定の間隔で4つのスプリング収容部29a,30aを有している。スプリング収容部29a,30aはベースプレート28のスプリング収容部28aに対応する位置に形成されている。スプリング収容部29a,30aは、外周側が閉じて形成された開口であり、円周方向の長さは、ベースプレート28のスプリング収容部28aのそれと同じである。また、第1及び第2イナーシャリング29,30は、ベースプレート28の4つの切欠き28bに対応する位置に開口29b,30bを有している。開口29b,30bは、外周側が閉じて形成されている。開口29b,30bの円周方向長さは、ベースプレート28の切欠き28bの円周方向長さより短い。
  <第1及び第2蓋部材31,32>
 図3から明らかなように、第1蓋部材31は第1イナーシャリング29のさらにエンジン側に配置されている。第1蓋部材31は、環状の部材であり、内径は第1イナーシャリング29の内径よりさらに小さい。第2蓋部材32は第2イナーシャリング30のさらにトランスミッション側に配置されている。第2蓋部材32は、環状の部材であり、内径は第2イナーシャリング30と同じである。
  <粘性減衰部33>
 粘性減衰部33は、対向する2ヶ所に設けられている。図4では、1ヶ所の粘性減衰部33を示している。粘性減衰部33は、図4及び図6に示すように、油室形成部材40と、ピストン41と、を有している。
 油室形成部材40は、図4及び図7に示すように、円弧状のプレートによって形成されており、ベースプレート28の4つの切欠き28bのうちの対向する2つの切欠き28b内に配置されている。油室形成部材40は、1対の脚部40aと、1対の脚部40aを連結する連結部40bと、を有している。1対の脚部40aは、油室形成部材40の円周方向両端部に形成されている。脚部40aの高さ(径方向の長さ)は、ベースプレート28の切欠き28bの深さ(径方向の長さ)と同じである。連結部40bは1対の脚部40aの外周部を連結している。すなわち、連結部40bの内周側には、空間aが形成されている。この空間aと、第1及び第2イナーシャリング29,30の開口29b,30bと、により、油室用の空間が形成されている。そして、この空間が、第1及び第2蓋部材31,32によって軸方向において塞がれ、油室A(図4参照)が形成されている。
 なお、油室形成部材40は、1対の脚部40aに形成された貫通孔40cと、第1及び第2イナーシャリング29,30に形成された貫通孔29c,30cと、第1及び第2蓋部材31,32に形成された貫通孔(図示せず)と、を貫通するリベット42(図4参照)によって固定されている。また、このリベット42によって、第1及び第2イナーシャリング29,30と、第1及び第2蓋部材31,32と、が相対回転不能に、かつ軸方向に移動不能に固定されている。
 ピストン41は、図4及び図8に示すように、ブロック状の部材であり、樹脂により形成されている。ピストン41は、油室A内において、円周方向に移動自在に配置されている。ピストン41の内周面には、外周側に向かって所定の深さを有する溝41aが形成されている。この溝41aに、ベースプレート28の突起28cが差し込まれている。このため、ピストン41とベースプレート28とは同期して回転する。
 また、ピストン41の外周面と油室Aの内周壁面(連結部40bの内周面と、第1及び第2イナーシャリング29,30の開口29b,30bの内周面によって形成される壁面)との間には、わずかな隙間が形成され、この隙間をピストン41の両側にある作動油が流通可能である。すなわち、隙間は絞りとして機能している。
  <弾性連結部34>
 弾性連結部34は、図1~3及び図4に示すように、ベースプレート28のスプリング収容部28aと第1及び第2イナーシャリング29,30のスプリング収容部29a,30aとに収納された複数のコイルスプリング44を有している。このコイルスプリング44によって、ベースプレート28と、両イナーシャリング29,30及び両蓋部材31,32と、が回転方向に弾性的に連結されている。
 [動作]
 まず、トルクコンバータ本体の動作について簡単に説明する。フロントカバー2及びインペラ3が回転している状態では、インペラ3からタービン4へ作動油が流れ、作動油を介してインペラ3からタービン4へ動力が伝達される。タービン4に伝達された動力はタービンハブ13を介してトランスミッションの入力シャフト15に伝達される。
 トルクコンバータ1の速度比があがり、入力シャフト15が一定の回転速度になると、フロントカバー2とピストン18との間の作動油がドレンされ、ピストン18のタービン4側に作動油が供給される。すると、ピストン18がフロントカバー2側に移動させられる。この結果、ピストン18に固定された摩擦部材23がフロントカバー2に押圧され、ロックアップクラッチがオンになる。
 以上のようなクラッチオン状態では、エンジンからの動力は、フロントカバー2→ピストン18→ドライブプレート19→コイルスプリング21→出力プレート20→タービンハブ13の経路を介してトランスミッションの入力シャフト15に伝達される。
 ロックアップ装置6では、前述の経路で動力が伝達されるとともに、エンジンから入力される回転速度変動が複数のコイルスプリング21の作動によって吸収、減衰される。
 [ダイナミックダンパ7の動作]
 出力プレート20の回転によって、出力プレート20に固定されたダイナミックダンパ7が作動し、このダイナミックダンパ7の作用によってエンジンの回転速度変動が抑制される。すなわち、ベースプレート28の回転と、イナーシャリング29,30及び蓋部材31,32の回転とは、コイルスプリング44の作用によって位相にズレが生じる。具体的には、所定のエンジン回転数において、イナーシャリング29,30及び蓋部材31,32は、ベースプレート28の回転速度変動を打ち消す位相で変動する。この位相のズレによって、トランスミッションの回転速度変動を吸収することができる。
 そして、ベースプレート28とイナーシャリング29,30及び蓋部材31,32の相対回転速度差が大きい場合は、粘性減衰部33において、比較的大きい回転抵抗、すなわちヒステリシストルクが発生する。また、両者の相対回転速度差が小さい場合は、比較的小さいヒステリシストルクが発生する。このため、図9に示すように、ダイナミックダンパによる共振ピークを抑制することができ、常用回転数域の全体にわたって、トルク変動を抑えることができる。図9において、C1は粘性減衰部33を設けない場合の特性であり、C2は粘性減衰部33を設けた場合の特性である。
 [他の実施形態]
 本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
 (a)弾性ユニットを粘性減衰部と弾性連結部とで構成したが、これらを一体に形成してもよい。
 (b)可変ヒステリシストルク発生部は粘性減衰部に限定されない。流体を用いずに構成してもよい。
 (c)粘性減衰部の構成は前記実施形態に限定されない。例えば、ベースプレートに固定された部材を油室内に配置し、その固定部材に円周方向に貫通する孔を形成して、この貫通孔を絞りとして機能させてもよい。
 (d)前記実施形態では、ダイナミックダンパ7の捩じり特性について特に限定していないが、ダイナミックダンパ7の捩じり特性は、1段特性や2段以上の捩じり特性にしてもよい。
 (e)前記実施形態では、クラッチ部をピストン及び摩擦部材で構成したが、複数のクラッチプレートを有する多板型のクラッチ部にしてもよい。
 (f)前記実施形態では、ダイナミックダンパを出力側の部材に装着したが、他の部材に装着してもよい。
1 トルクコンバータ
2 フロントカバー
4 タービン
6 ロックアップ装置
7 ダイナミックダンパ
8 トルクコンバータ本体
20 出力プレート(出力側部材)
21 コイルスプリング
28 ベースプレート
28a スプリング収容部(開口)
29,30 イナーシャリング
29a,30a スプリング収容部(開口)
31,32 蓋部材
33 粘性減衰部
34 弾性連結部
40 油室形成部材
41 ピストン
44 コイルスプリング
A 油室

Claims (8)

  1.  エンジンからトランスミッションへ流体を介して動力を伝達するための流体式動力伝達装置であって、
     フロントカバーと、
     前記トランスミッションの入力シャフトと一体回転可能に設けられたタービンを含み、前記エンジンからの動力を前記トランスミッションに流体を介して伝達する流体継手本体と、
     前記フロントカバーと前記タービンとの間に設けられ、前記フロントカバーからの動力を伝達又は遮断するクラッチ部と、前記クラッチ部から動力が伝達され前記タービンに連結された出力側部材と、を有するロックアップ装置と、
     前記エンジンからの回転速度変動を減衰するためのダイナミックダンパと、
    を備え、
     前記ダイナミックダンパは、
     前記ロックアップ装置の出力側部材に固定されたベースプレートと、
     前記ベースプレートと回転方向に相対移動が可能な慣性体と、
     前記ベースプレートと前記慣性体との相対速度差に応じて可変のヒステリシストルクを発生可能であり、前記ベースプレートと前記慣性体とを回転方向に弾性的に連結する弾性ユニットと、
    を有する、
    流体式動力伝達装置。
  2.  前記ダイナミックダンパは前記ロックアップ装置の出力側部材に固定されている、請求項1に記載の流体式動力伝達装置。
  3.  前記弾性ユニットは、可変のヒステリシストルクを発生する可変ヒステリシストルク発生部と、複数の弾性部材を有する弾性連結部と、を有する、請求項1又は2に記載の流体式動力伝達装置。
  4.  前記弾性ユニットは、前記ベースプレートと前記慣性体との相対速度差が大きいときは、前記相対速度差が小さいときに比較して大きいヒステリシストルクを発生する、請求項1から3のいずれかに記載の流体式動力伝達装置。
  5.  前記弾性ユニットは、粘性抵抗によって前記ヒステリシストルクを発生する粘性減衰部を有する、請求項1から4のいずれかに記載の流体式動力伝達装置。
  6.  前記粘性減衰部は、
     内部に作動油が充填された油室と、
     前記油室内に配置され、前記ベースプレートとともに前記油室内において回転方向に移動可能なピストンと、
    を有する、
    請求項5に記載の流体式動力伝達装置。
  7.  前記弾性部は、前記ベースプレートと前記慣性体とを回転方向に弾性的に連結する複数のコイルスプリングを有する、請求項1から6のいずれかに記載の流体式動力伝達装置。
  8.  前記ベースプレートは、環状に形成されるとともに、外周部に円周方向に所定の間隔で複数の開口を有し、
     前記慣性体は、
     前記ベースプレートの外周部を軸方向に挟むように配置され、それぞれ環状に形成されるとともに前記ベースプレートの開口に対応する位置に開口を有する第1イナーシャリング及び第2イナーシャリングと、
     それぞれ前記第1イナーシャリング及び前記第2イナーシャリングの前記ベースプレートと逆側に配置され、前記第1及び第2イナーシャリングの開口を塞ぐように配置された第1蓋部材及び第2蓋部材と、
    を有し、
     前記弾性ユニットの複数のコイルスプリングは、前記ベースプレートと前記第1及び第2イナーシャリングの開口に収容されている、
    請求項7に記載の流体式動力伝達装置。
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