JP2008038951A - 流体式トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダンパを構成するドリブン爪を溶接によりタービンシェルに結合するとタービンシェルが熱変形したり孔が生じたり、部品点数も多くなる一方、タービンシェルを切り欠いて切欠部で囲まれた部分を曲げることによりドリブン爪を一体成形すると流体が切欠部から流出し、トルク伝達部の性能が低下する。
【解決手段】インペラシェル３ａとタービンシェル６ａとにより形成されるトルク伝達部８の部分よりも半径方向内側であってトルク伝達部８に影響を与えない位置で、タービンシェル６ａにコの字形状の切欠部１１ａを形成し、該切欠部１１ａで囲まれた部分を半径方向外側へ向かって曲げることによりドリブン爪１１を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は流体式トルク伝達装置に関し、流体式トルク伝達装置に内蔵されたダンパを改良したものである。

自動車には、エンジンのクランクシャフトとトランスミッションとの間に、衝撃を伴うことなくトルク伝達を行う流体式トルク伝達装置が設けられている。該流体式トルク伝達装置には、ステータを有しない流体継手（フルードカップリング）と、ステータを有するトルクコンバータとがある。

そして、流体式トルク伝達装置には、運転状態が所定の状況下になると流体を介することなくエンジンとトランスミッションの入力軸とを直結させるロックアップクラッチが設けられ、直結されるために生じるトルク変動を吸収するためロックアップクラッチにダンパが連結されている。

従来の流体式トルク伝達装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この流体式トルク伝達装置は、ロックアップクラッチを構成するロックアップピストンと、トランスミッションに連結されているタービンランナとの間にダンパが設けられ、該ダンパの構成部品であってコイルスプリングを円周方向へ圧縮するための係止部を有するドリブンプレートが、タービンランナの構成部品であるタービンシェルの外周面に溶接結合されている。

ところが、溶接熱によりタービンシェルやドリブンプレートが熱変形し易く、薄いタービンシェルは溶接の際に孔が生じ易く、部品点数も多くなってしまう。

一方、熱変形が生じないようにした流体式トルク伝達装置として、特許文献２に記載のものがある。この流体式トルク伝達装置は、タービンシェルにおけるばねと対応する部分に切り欠き部を形成し、該切り欠き部の位置を曲げてばね押圧部としてのダンパ当接突起を形成したものである。
特開２００１−２９５９１２号公報 特開２００５−１５５８２１号公報

ところが、タービンシェルの円周方向であってばねと対応する部分に大きな切欠部が複数形成されるため、流体を介して回転力を伝達するトルク伝達部の構成部分から切欠部を介して流体が流出してしまい、トルク伝達部の性能が低下してしまう。

そこで本発明は、上記の課題を解決した流体式トルク伝達装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、エンジンのクランクシャフトに連結されたフロントカバーと、該フロントカバーと同軸配置され該フロントカバーとの間に流体室を形成するポンプインペラと、前記流体室の内部に同軸配置され前記ポンプインペラと対向する部分の外周部にトルク伝達部を構成するタービンランナと、該タービンランナの軸心位置に結合されトランスミッションの入力軸とスプライン結合するタービンハブと、前記タービンランナと前記フロントカバーとの間に同軸配置され前記フロントカバーの内部壁面に押圧されて回転するロックアップピストンと、圧縮荷重を受けるばねと、前記ロックアップピストンに結合され前記ばねを円周方向に沿って収容し前記ばねを半径方向，軸方向および円周方向に規制する収容部が形成されたホールドプレートと、前記タービンランナに一体形成されて前記ホールドプレートへ向かって突出し前記ばね収容部に収容された前記ばねを円周方向へ圧縮するばね押圧部とを有する流体式トルク伝達装置において、前記ばね押圧部は、前記タービンランナにおける前記トルク伝達部を構成する部分よりも半径方向内側に、前記タービンランナの一部を切り欠いて曲げることにより形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、タービンランナと一体に形成されるばね押圧部は、タービンランナにおけるトルク伝達部を構成する部分よりも半径方向内側を切り欠いて曲げることにより形成されているので、タービンランナの切り欠いた部分はトルク伝達部を構成する部分から外れている。従って、トルク伝達部の性能が低下するという問題は生じない。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の流体式トルク伝達装置において、 前記タービンランナの内部に前記タービンハブが圧入され、前記タービンハブをカシメることにより前記タービンランナに前記タービンハブが結合されていることを特徴とする。

この発明によれば、タービンランナとタービンハブとが圧入およびカシメにより結合されているので、両者を結合するために別個に新たな部品を必要としない。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の流体式トルク伝達装置において、 前記タービンハブにフランジ部が一体形成され、該フランジ部が前記タービンランナにリベットを介して結合されていることを特徴とする。

この発明によれば、タービンハブに形成したフランジ部とタービンランナとがリベットを介して結合されているので、結合強度が大きい。従って、伝達トルクが高くても対応できる。また、リベットにより結合されているためタービンランナとタービンハブとの間に滑りが生じず、圧入した場合のように板厚を大きくすることにより両者間の摩擦抵抗を大きくして滑りを阻止する必要がないので、タービンランナの厚さを小さくすることが可能になる。

本発明に係る流体式トルク伝達装置によれば、ばね押圧部はタービンランナの一部を切り欠いて曲げることにより形成されているので、ばね押圧部をタービンランナに溶接する必要がなく、溶接によるタービンランナやばね押圧部の熱変形や、溶接時にタービンランナに生じる孔の発生を回避できる。

また、ばね押圧部を別個に設けてタービンランナに結合する構成ではないので、部品点数が削減され、流体式トルク伝達装置の重量が小さくなり、軸方向の寸法が抑制される。

更に、タービンランナの一部を切り欠いて曲げることによりばね押圧部を形成するが、トルク伝達部を構成する部分よりも半径方向内側を切り欠くので、流体の漏れによるトルク伝達部の効率の低下が回避される。

以下、本発明による流体式トルク伝達装置の実施の形態を実施の形態１〜３として説明する。実施の形態１〜３は流体式トルク伝達装置が、ステータを有するトルクコンバータである場合を示すものである。
（ａ）実施の形態１
まず、流体式トルク伝達装置の実施の形態１の構成を図１に示す。トルクコンバータ１の左方には図示しないエンジンのクランクシャフトが設けられている。このクランクシャフトには、トルクコンバータ１の左側のフロントカバー２が該フロントカバー２に結合された複数のボルト５および図示しないドライブプレートを介して結合されている。フロントカバー２に対してポンプインペラ３が同軸配置され、フロントカバー２とポンプインペラ３との外周部どうしを溶接結合することにより、流体室を有するコンバータハウジング４が構成されている。前記ポンプインペラ３はインペラシェル３ａとコア３ｂと複数のブレード３ｃとにより構成されており、インペラシェル３ａの軸心位置には、トルクコンバータ１の右方に位置する図示しないトランスミッションのオイルポンプへ回転力を伝達するためのスリーブ７のフランジ部が溶接結合されている。前記コンバータハウジング４の内部にはタービンランナ６が同軸配置され、該タービンランナ６と前記ポンプインペラ３とが対向する部分の外周部にトルク伝達部８が形成されている。タービンランナ６はタービンシェル６ａとコア６ｂと複数のブレード６ｃとにより構成されている。該タービンランナ６の軸心位置にはタービンハブ９が設けられ、該タービンハブ９はタービンランナ６に結合されている。タービンランナ６とタービンハブ９との結合は、以下のようになっている。前記タービンランナ６を構成する前記タービンシェル６ａが前記タービンハブ９の外周部に圧入され、前記タービンハブ９をかしめてカシメ部９ａを形成することにより、前記タービンシェル６ａに前記タービンハブ９が結合されている。このタービンハブ９は、前記トランスミッションの図示しない入力軸とスプライン結合されている。

トルクコンバータ１の運転状態が所定の状況下になると、フロントカバー２とタービンランナ６とを直結させるため、ロックアップピストン１９が設けられている。該ロックアップピストン１９の内周側の円筒部は、タービンハブ９の円筒部の外周面にシールリング２３を介して軸方向へ移動自在に設けられており、ロックアップピストン１９におけるフロントカバー２の内部壁面と当接する位置には摩擦材１４が接着されている。そして、ロックアップピストン１９とタービンランナ６とは、ダンパ２０を介して連結されている。

該ダンパ２０は、ロックアップピストン１９にリベット１０を介して結合さればね２４を保持するホールドプレート２１と、圧縮荷重を受けるばね２４と、ホールドプレート２１へ向かって突出しばね２４を押圧して圧縮するばね押圧部としてのドリブン爪１１とにより構成されている。前記ホールドプレート２１にはばね２４を円周方向に沿って収容する収容部１２が形成され、該収容部１２に収容されたばね２４は、前記ホールドプレート２１との間でドリブン爪１１により圧縮される。

前記収容部１２は、ばね２４を半径方向，軸方向および円周方向に規制するものであり、１枚のリング状のプレートの円周方向に沿って複数の切欠部を形成し、該切欠部の半径方向内側は図１のように円周方向での中央部を左側へ円弧状に屈曲させて内周側規制部１２ａを形成する一方、該切欠部の半径方向外側は円周方向での一方側を右側へ他方側を左側へ円弧状に屈曲させて外周側規制部１２ｂ，１２ｃを形成することにより構成したものである。内周側規制部１２ａと外周側規制部１２ｂ，１２ｃとによりばね２４は半径方向および軸方向に規制される。

前記ドリブン爪１１の構成を以下に説明する。図２に示すように、前記タービンランナ６を構成するタービンシェル６ａであって、前記トルク伝達部８を構成する部分よりも半径方向内側に、前記タービンシェル６ａの一部を切り欠いて曲げることによりドリブン爪１１が複数形成されている。即ち、タービンシェル６ａの円周方向に沿って略等間隔に略コの字状の６つの切欠部１１ａが形成され、該切欠部１１ａに囲まれた部分を外側へ起こすことにより軸方向へ突出するドリブン爪１１が形成されている。ドリブン爪１１は切欠部１１ａに対してタービンシェル６ａの半径方向外側に設けられており、換言すればドリブン爪１１よりも半径方向内側には切欠部１１ａの形成によってできる開口部が存在する。タービンシェル６ａのうちの前記トルク伝達部８を形成するリング状の部分には、半径方向内側および半径方向外側に円弧に沿って複数のスリット６ｄが形成されている。これは、ブレード６ｂの両端近傍に形成された凸部を嵌合して曲げたりあるいはろう付けするためのものである。タービンシェル６ａの中心部には３つの連通孔６ｅが円周方向へ略等間隔に形成されている。これは、タービンシェル６ａとロックアップピストン１９との間への圧油の移動を円滑にしてロックアップピストン１９の移動を円滑にするためのものである。

軸方向でのポンプインペラ３とタービンランナ６との間にはステータ１５が設けられ、該ステータ１５は一方向へのみ回転自在に設定されている。ステータ１５の近傍の構成について説明する。ステータ１５の内側に、アウタレース１８が圧入嵌合され、該アウタレース１８の内側にワンウエイクラッチ１７を介してインナレース１６が設けられている。該インナレース１６は回転が拘束された図示しない中空の固定軸にスプライン結合されている。ステータ１５の両側には、ステータ１５，タービンシェル６ａ間およびステータ１５，スリーブ７間に、軸方向へのスラスト力を受けるスラスト軸受としてのスラストベアリング１３が夫々設けられている。

前記構成のトルクコンバータ１の作用を説明する。図示しないクランクシャフトからコンバータハウジング４にトルクが入力されると、該トルクはトルク伝達部８を介してタービンランナ６へと伝わり、タービンハブ９から図示しない入力軸を介してトランスミッションへ伝達される。そして、ポンプインペラ３とタービンランナ６との回転数の差が大きい作動状態においては、ステータ１５によるトルク増幅作用が働き、タービンランナ６は大きなトルクで回転させられる。ポンプインペラ３とタービンランナ６との回転数の差が小さくなると、トルク増幅作用はなくなり、ポンプインペラ３から単にトルク伝達部８を介してタービンランナ６へ動力が伝えられるのみとなる。

トルクコンバータ１の運転状態が所定の状況下になると、ロックアップピストン１９が左方へ移動して摩擦材１４がフロントカバー２の内部壁面に圧接され、ロックアップピストン１９がフロントカバー２と直結される。このため、フロントカバー２の回転トルクが、トルク伝達部８を介することなく、ロックアップピストン１９およびダンパ２０を介して直接にタービンハブ９に伝達される。そして、トルク変動が生じ、ダンパ２０を構成するホールドプレート２１に対してタービンシェル６ａが相対回転すると、ホールドプレート２１の収容部１２に収容されたばね２４がタービンシェル６ａと一体のドリブン爪１１により時計方向あるいは反時計方向から圧縮され、トルク変動が吸収される。

この発明によれば、タービンシェル６ａと一体に形成されるドリブン爪１１は、タービンシェル６ａにおけるトルク伝達部８を構成する部分よりも半径方向内側を切り欠いて曲げることにより形成されているので、タービンシェル６ａの切り欠いた部分はトルク伝達部８を構成する部分から外れている。従って、トルク伝達部８の性能が低下するという問題は生じない。

この発明によれば、タービンシェル６ａとタービンハブ９とが圧入およびカシメにより結合されているので、両者を結合するために別個に新たな部品を必要としない。
（ｂ）実施の形態２
次に、実施の形態２を図３に示す。この実施の形態は実施の形態１の一部を変更したものなので、同一部分の説明は省略し、異なる部分のみを説明する。

図１と図３とを比較するとわかるように、タービンシェル６ａに形成したドリブン爪１１の構成が異なる。図１ではコの字形の切欠部１１ａを形成し、該切欠部１１ａで囲まれた部分を半径方向外側へ向かって曲げることによりドリブン爪１１を形成したが、図３ではコの字形の切欠部１１ａの方向を逆にし、切欠部１１ａで囲まれた部分を半径方向内側へ向かって曲げることによりドリブン爪１１を形成したものである。

その他の構成，作用は実施の形態１と同じなので説明を省略する。
（ｃ）実施の形態３
最後に、実施の形態３を図４に示す。この実施の形態は実施の形態１の一部を変更したものなので、同一部分の説明は省略し、異なる部分のみを説明する。

図１と図４とを比較するとわかるように、この実施の形態はタービンシェル６ａとタービンハブ９との結合部の構成が異なる。即ち、図１ではタービンシェル６ａにタービンハブ９を圧入とカシメとを介して結合したが、図４ではタービンハブ９にフランジ部９ｂを形成し、該フランジ部９ｂにリベット２２を介してタービンシェル６ａを結合したものである。そして、タービンシェル６ａの内周部に半径方向に沿った切断線を形成し、該切断線どうしで挟まれた部分を半径方向外側へ向かって曲げることによりドリブン爪１１を形成したものである。

実施の形態１，２ではタービンシェル６ａに形成されていた連通孔６ｅが、この実施の形態ではフランジ部９ｂに連通孔９ｃとして形成されている。また、該連通孔９ｃよりも半径方向内側には、フランジ部９ｂとステータ１５との間に配置したスラストベアリング１３の一部を嵌合して位置決めするための嵌合孔９ｄが形成されている。なお、フランジ部９ｂの剛性が不足するとスラストベアリング１３の偏摩耗が生じることから、フランジ部９ｂの厚さは十分な剛性が得られるような数値に設定するのが望ましい。

この発明によれば、タービンハブ９に形成したフランジ部９ｂとタービンシェル６ａとがリベット２２を介して結合されているので、結合強度が大きい。従って、伝達トルクが高くても対応できる。また、リベット２２により結合されているためタービンシェル６ａとタービンハブ９との間に滑りが生じず、圧入して結合した場合のように板厚を大きくすることにより両者間の摩擦抵抗を大きくして両者間の滑りを阻止する必要がないので、タービンシェル６ａの厚さを小さくすることが可能になる。

その他の構成，作用は実施の形態１と同じなので説明を省略する。

なお、本実施の形態１〜３は、流体式トルク伝達装置がステータを有するトルクコンバータである場合について説明したが、ステータを有しない流体継手であってもよい。

トルクコンバータの断面図（実施の形態１）。 タービンシェルの正面図（実施の形態１）。 トルクコンバータの断面図（実施の形態２）。 トルクコンバータの断面図（実施の形態３）。

符号の説明

１…トルクコンバータ（流体式トルク伝達装置）
２…フロントカバー
３…ポンプインペラ
３ａ…インペラシェル
６…タービンランナ
６ａ…タービンシェル
８…トルク伝達部
９…タービンハブ
９ａ…カシメ部
９ｂ…フランジ部
１１…ドリブン爪
１２…収容部
１９…ロックアップピストン
２１…ホールドプレート
２２…リベット
２４…ばね

Claims (3)

1. エンジンのクランクシャフトに連結されたフロントカバーと、該フロントカバーと同軸配置され該フロントカバーとの間に流体室を形成するポンプインペラと、前記流体室の内部に同軸配置され前記ポンプインペラと対向する部分の外周部にトルク伝達部を構成するタービンランナと、該タービンランナの軸心位置に結合されトランスミッションの入力軸とスプライン結合するタービンハブと、
   前記タービンランナと前記フロントカバーとの間に同軸配置され前記フロントカバーの内部壁面に押圧されて回転するロックアップピストンと、圧縮荷重を受けるばねと、前記ロックアップピストンに結合され前記ばねを円周方向に沿って収容し前記ばねを半径方向，軸方向および円周方向に規制する収容部が形成されたホールドプレートと、前記タービンランナに一体形成されて前記ホールドプレートへ向かって突出し前記ばね収容部に収容された前記ばねを円周方向へ圧縮するばね押圧部とを有する流体式トルク伝達装置において、
   前記ばね押圧部は、前記タービンランナにおける前記トルク伝達部を構成する部分よりも半径方向内側に、前記タービンランナの一部を切り欠いて曲げることにより形成されていることを特徴とする流体式トルク伝達装置。
2. 請求項１に記載の流体式トルク伝達装置において、
   前記タービンランナの内部に前記タービンハブが圧入され、前記タービンハブをカシメることにより前記タービンランナに前記タービンハブが結合されていることを特徴とする流体式トルク伝達装置。
3. 請求項１に記載の流体式トルク伝達装置において、
   前記タービンハブにフランジ部が一体形成され、該フランジ部が前記タービンランナにリベットを介して結合されていることを特徴とする流体式トルク伝達装置。
   

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