JP3978232B2 - 流体力学的結合装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体力学的結合装置、特に国際特許公開第WO94/07058号公報に記載されているような自動車用の流体力学的結合装置に関する。
上記明細書に記載のこの装置は、おおむね横方向を向く壁を有し、この壁は、駆動シャフトに回転不能に連結され、かつこの壁には、中心ガイドリングが固定されている。
このガイドリングに沿って、シールされた状態で軸方向に移動できるようにして、ピストンが取り付けられている。このピストンは、横方向壁およびガイドリングと共に容積可変チャンバを構成し、このチャンバの外側は、摩擦ライナーとディスクとによって境界が定められている。この摩擦ライナーは、ピストンとディスクとの間、およびディスクと横方向壁との間にグリップされるようになっている。
各摩擦ライナーは、ディスクと、ピストンと、横方向壁とのうちのいずれかに固定され、ピストンと横方向壁との間に、摩擦ライナーがグリップされるようになっている。
フランス国特許公開第2634849号公報には、容積可変チャンバ内に配置された駆動部材に固定された接線方向を向くタングにより、軸方向に移動でき、かつ前記軸方向に固定された横方向壁に、ピストンを回転不能に連結することが提案されている。
実際には、この駆動部材は、横方向壁に中心部が保持され、かつ固定されているガイドリングにスプライン結合することによって、固定されたディスク状となっている。
そのため、前記ガイドリングには、ピストンに結合された接線方向タングを保持するディスクが予め設けられるので、横方向壁にガイドリングを嵌合することは、期待されるほどには容易ではない。
またディスクは、ガイドリングにスプライン結合されているので、この解決方法は、簡単かつ安価に実施しうるものではない。
更に、前記リング内に公知の方法で形成されたチャンネルによって、容積可変チャンバへの流体の供給を行わなければならず、かつ前記チャンネルは、ディスクが存在することを考慮して配置しなければならず、このような配置のために、ピストンと横方向壁との間の軸方向距離が長くなる。
本発明の課題は、ピストンをガイドリングに沿って容易にスライドさせるようにし、かつ駆動部材と接線方向タングとピストンとから成るサブアセンブリを設けることにより、利点を失うことなく、上記の欠点を、簡単かつ安価に低減させることにある。
本発明によれば、上記タイプのロックアップクラッチを備える流体力学的結合装置は、タングに対する駆動部材が、レーザー透過溶接により前記横方向壁に固定され、かつ接線方向タングおよびピストンを備えるサブアセンブリに、予め駆動部材が含まれていることを特徴とする。
本発明によれば、駆動部材は、溶接により横方向壁に固定されるので、スプラインカップリングを設ける必要がなくなり、ガイドリングが簡単になる。
本発明の別の利点として、ガイドリングにディスクが固定されないので、容積可変チャンバに対するオイル供給チャンネルを、任意の方法で設けることが可能となることが挙げられる。
このことにより、横方向壁とピストンとの間の軸方向の寸法を小さくすることも可能となる。更に軸方向に固定された横方向壁の構造により利点を得ることができる。これに関連して述べると、この壁の中間部分は、前記壁の中心部分に対して、ピストンから軸方向に突出する部分が設けられている。駆動部材が取り付けられるのは、この中間壁部分であって、これにより軸方向の寸法を小さくできる。
例えば、横方向壁に対してピストンをセンタリングするための取り外し自在なジグにより、溶接作業前にタングとピストンも含むサブアセンブリとして予め組み立てられた駆動部材を、横方向壁に対して位置決めできる。このジグは、例えばピストンを外部にセンタリングする横方向壁の中心部分のボア内に嵌合される中心部品を有するものとする。
従って、上記サブアセンブリを有しながら、溶接作業により、駆動部材からピストンまでの運動列内の公差を小さくすることが可能となる。このサブアセンブリにより、単純な締結手段、例えばリベット、ネジまたはボルトを使用することが可能となる。このようなサブアセンブリは、横方向壁へピストンを短時間で取り付けることを可能にする。
ガイドリングの取り付けは、最終工程として行うことができる。
このような構造のすべてにより、ピストンは、ロッキングを生じることなく、ガイドリングに沿って満足にスライドすることができる。
次に、添付図面を参照して、本発明について説明する。
図１は、ロックアップクラッチの係合が外れた状態にある、本発明に係わる流体力学的結合装置の、図２におけるＡ−Ａラインに沿った軸方向部分断面図である。
図２は、装置のうちのタービンホイール、ハブ、ピストンおよびトーションダンパーのすべてを除いたタングを示す、図１の矢印方向から見た一部切り欠き図である。
図３は、図２におけるＢ−Ｂラインの方向に見た図である。
図４は、ロックアップクラッチが係合状態にある、図３と類似する図である。
図５および図６は、図１および図４のそれぞれに示したボックスＺおよびＹによって示された部分の拡大図である。
公知のように、例えば国際特許公開第WO94/07058号公報に記載されているように、流体力学的結合装置は、トルクコンバータとロックアップクラッチ１とを含み、これらは、オイルが充填され、かつ共通のケーシングを構成するシールされたハウジング内に配置されている。
本例では、金属製のこのケーシングは駆動機素を構成し、駆動シャフト、すなわち自動車に使用される場合には、内燃機関のクランクシャフトに、回転不能に結合されるようになっている。
環状をなすこのケーシングは、２つのハーフシェルから成り、両ハーフシェルは互いに対向し、その外周部同士は溶接により、シールされた状態で結合されている。
第１ハーフシェル２、３は、駆動シャフトに回転不能に結合されるようになっており、おおむね横方向を向く環状壁２を含み、この環状壁２の外周部は、おおむね軸方向を向く円筒形壁３となって延びている。
コンバータの反作用ホイールのような第２ハーフシェル（図を簡略にするために省略）は、ハーフシェルの内側面に対して、翼が固定されたインパルスホイールを構成している。この翼は、タービンホイール４の翼の方を向いており、タービンホイール４は、ハブ５と一体的なダンパープレートに、リベット締結または溶接により固定されている。
ハブ５の内側にはスプラインが設けられ、被動シャフト、すなわち自動車に用いられる場合には、ギアボックスの入力シャフトに回転不能に結合されている。このシャフトは、オイルをガイドリング６へ送るためのチャンネルを構成するよう中空となっており、ガイドリング６は、ハブ５と横方向壁２との間に軸方向に取り付けられるようになっている。
より詳細に述べると、前記ガイドリング６の中心には、軸方向に突出するセンタリングノーズ７があり、このセンタリングノーズ７の中心部は、図示するような一体的な溶接金属バンドにより、壁２に固定されている。この壁２は、この固定のために、外側方へ軸方向を向くスリーブ５０を中心に有し、このスリーブ５０内に、センタリングノーズ７が進入し、ノーズ７の外周部が、スリーブ５０の内周部に密に接触している。
ガイドリング６は、横方向を向くカラー部分８を有し、このリング６には、ショルダーが設けられ、溶接により固定した後に、カラー部分８を介して、ハブ５の方を向く壁２の内側面に接触している。
ハブ５とガイドリング６との間には、剛性材料製のワッシャー８０が挟持されており、ワッシャー８０は符号がつけられていないピンにより、ハブ５に固定されている。
カラー部分８の環状外周部に沿って軸方向にスライド運動できるように、ピストン９が取り付けられている。カラー部分８には、環状シールリング２９が嵌合される溝が形成されている。ピストン９の中心には、軸方向を向くスリーブを有し、このスリーブは、カラー部分８の外周部に沿ってスライド運動できるように、壁２の方を向いている。
このピストン９は、リング６、壁２およびディスク１０と共に容積可変チャンバ３０を構成し、ディスク１０の各面には、例えば接着剤により、摩擦ライナー１１が固定されている。容積可変チャンバ３０には、ガイドリング６を通してオイルが供給される。リング６には、この目的のために、上記被動シャフト内のチャンネルを通してオイルが供給される、符号の付いていない孔を設けてある。本例では、この孔は、カラー部分８に設けられており、ガイドリング６の中心に形成しめくら孔内に開口する傾斜した部分を有する。
ディスク１０は、ピストン９の外周部に嵌合され、ピストン９の径方向外側の外周部に軸方向に配列された部分を備えるラグを有し、各ラグは、ガイドリング１２の外周部に形成されたノッチ内に突入している。従って、ディスク１０は、ラグとノッチとからなる、ほぞとほぞ穴タイプのカップリング１３を介して、ガイドリング１２に対し軸方向に移動でき、かつ回転不能に結合されるようになっている。
ガイドリング１２の横方向部分１４にはノッチが形成されている。この横方向部分１４は、コイルスプリング１６を径方向外側に保持するように働く軸方向環状部分１５となって延び、コイルスプリング１６は、ダンパープレート１８の環状係止部分１７によって内側が係止され、ダンパープレート１８は、タービンホイール４と同時に、ハブ５のフランジにリベット締結して固定されたプレート部分１９となって内側に延びている。この目的のために、タービンホイール４の内周部には、符号のついていないラグが設けられている。
別の変形例として、溶接により、この締結を行うことができる。このプレート部分１９は、１組の孔（符号なし）を有し、この孔を通して、オイルがピストン９とホイール４の間に流入できる。
ダンパープレート１８は、スプリング１６の円周方向端部に対する当接部分２０を有し、この当接部分２０は、ダンパープレート１８の係止部分１７の内周部から外周部へ延びる波形の係止スロット内に形成されている。この係止部分１７は、ハーフシェル状をしており、ガイドリング１２の部分１４、１５に対して軸方向にずれている。ガイドリング１２もハーフシェルを構成している。
ガイドリング１２の軸方向部分１５の高さの所には、スプリング１６の端部と係合するよう、径方向内側を向く一体的な変形部２１が設けられている。これらの詳細については、国際特許公開第WO94/07058号、特にこの公報の図２４〜図２８を参照されたい。
シール２９およびライナー１１を除けば、この流体力学的結合装置の部品は、通常、板金をプレス加工したものであり、ダンパープレート１８が、その環状部分１５によってガイドリング１２を保持し、環状部分１５は、第１に、係止部分１７の外周部に形成された軸方向を向くフランジを囲み、第２に、前記フランジの自由端と協働するよう径方向内側に延びるラグを有している。
従って、ロックアップクラッチ１は、タービンホイール４と第１シェルの外周部の壁２との間に、ほとんどが嵌合されたトーションダンパー２３と、ピストン９およびライナー１１の径方向外側に配置され、ハーフシェル１４、１５状をしたガイドリング１２およびコイルスプリング１６から成る入力部分１２と、外周部がハーフシェル状をしたダンパープレート１８から成る出力部分とを含んでいる。
出力部分１８は、タービンホイール４、詳細にはタービンホイールのハブ５に回転不能に結合され、入力部分１２は、ピストン９に対して径方向に突出するディスク１０に回転不能に結合されている。従って、入力部分１２は、ディスク１０およびライナー１１を介して、駆動シャフトに係脱自在に結合され、ライナー１１を備えた前記ディスク１０は、ピストン９とカウンターピストンを構成する壁２との間に、係脱自在にグリップされるようになっている。従ってディスク１０は、弾性的にハブ５およびホイール４に結合されている。
より詳細に述べると、タービンホイール４は、シールされたハウジングすなわちケーシング内に含まれる流体が循環することにより、インパルスホイールにより、回転駆動され、車両が発進した後に、タービンホイールとインパルスホイールとの間のスライド効果を防止するために、ピストン９とカウンターピストン２との間に摩擦ライナー１０およびディスク１０をグリップし、被動シャフトが、直接シェル１によって駆動されるよう、ロックアップクラッチ（図４および図６）が、被動シャフトを直接駆動シャフトに固定（つまり結合）できるようになっている。
クラッチ１を切るために（このクラッチを切った状態は、図１および図５に示されている）、被動シャフト内のチャンネル、ガイドリング６内のめくら孔、およびガイドリングの孔を通して、チャンバ３０に圧力が伝えられる。このチャンバ３０は、カラー部分８に保持されたシール２９によってシールされている。
クラッチ１が（図４および図６に示されるようにグリップされたライナー１１と）係合すなわち結合された状態では、前記チャンバ３０には圧力が加えられない。従って、このチャンバ３０は、ディスク１０およびライナー１１によって外側の境界が定められ、ピストン９および壁２は、その外周部にライナー１１に対する平らな（横方向の）摩擦面を有する。
本例においては、ピストン９は、接線方向を向く弾性タング４０により、第１シェルの壁２に回転不能に結合される。このタング４０は、一定間隔で円周方向に隔置されており、本例（図２）では、４つの組のタングから成っている。これらのタング４０は、ピストン９が壁２に対して軸方向に移動できるようにするものであり、環状部材４４を介して、横方向壁２に取り付けられている。
環状部材４４は、本例では金属製であり、符号４５におけるレーザー透過溶接により、壁２に固定されている。環状部材４４は、内周部のところどころにラグ４８を有し、これらのラグは、その主要部分に対して軸方向にずれており、これらのラグにより、環状部材４４は壁２に締結されている。本例では、２つのタングを重ねてなるタング４０の一方の端が、リベット４３によりラグ４８に固定されている。このリベットを、ネジまたはボルトに置換してもよい。
従って、部材４４はタングを保持し、タングを後述するように駆動するための部材を構成している。
タング４０の他端をピストン９に取り付けるため、再度リベット４１が使用されるが、ネジまたはボルトを使用することもできる。本例では、本発明の特徴の１つにより、駆動部材４４とタング４０とピストン９とから成るサブアセンブリを予め形成する。これにより、壁２に部材４４を取り付けるための組み立て時間が短縮できる。
タング４０は、摩擦ライナー１１とアセンブリの軸線との間で径方向に延びる空間、例えばチャンバ３０内に位置している。
従ってタング４０は、壁２とピストン９との間で軸方向に延び、前記タング４０の長手方向は、本装置の円周部に対してほぼ接線方向となっている。
横方向壁２のこの構造により、その中間領域において、容積可変チャンバ３０に対する拡大された空間が開放されたままになるという利点が得られることが理解できよう。
図面から判るように、この点に関連して、壁２の中間部分と、この部分と対向するピストンの中間部分との間には、ピストン９の内周部と壁２の中心部分との間のギャップよりも大きなギャップが存在する。
組み立て作業は、次のようにして行われる。
まず、軸方向に固定された壁２にタング４０を取り付ける。
この取り付けのために、駆動部材４４と、該部材４４のラグ４８にリベット４３によって取り付けられたタング４０と、リベット４１によりタング４０に固定されたピストンとから成るサブアセンブリを予め組み立てる。このサブアセンブリを、４５で溶接することにより壁２に固定する。
本発明によれば、この溶接は、レーザーを用いた透過性タイプの方法で、すなわち材料を加えることなく行うことが好ましい。添付図面では、横方向壁のピストン９と反対側、すなわち外側から溶接を行っている。この溶接部は、壁２の厚さ部分を貫通し、駆動部材４４の厚さ部分を部分的に貫通している。
このような溶接により、図２の符号４５に示すような連続した溶接バンドが生じる。
溶接作業前に、壁２に対して駆動部材４４がタング４０を正しい位置に位置決めできるようにする、取り外し自在なセンタリング部品を備えるジグを使用する。例えば、壁２のセンタリングスリーブ５０を活用する。次にジグのセンタリング部品を、スリーブ５０に係合し、ピストン９をセンタリングするような外部構造となっている。センタリング部品は、例えば外周部にピストン９の中心スリーブと係合し、これをセンタリングするためのカラーを含み、従って、このスリーブの内側ボアは、カラー部分に密に接触する。
従って、センタリング部品の助けにより、部材４４は、壁２に対して正確に位置決めされ、その後、溶接作業を実行し、最終的に前記ジグを取り除く。
このようにして得られるセンタリング効果により、その後、前記ピストン９は、ガイドリング６６上に正しくスライド係合することになる。
最後に、センタリング部品を引き抜き、シール２９を備えるガイドリング６を、ピストン９内に（すなわちピストン９のスリーブの内側ボア内に）係合し、最終的にスリーブ５０の端部にリング６を溶接する。
この溶接は、例えばレーザー溶接によって行われる。溶接リングを生じさせる。
後に理解できるように、本発明は、駆動部材４４とピストンとの間に生じる公差を小さくし、ピストンがリング６上で正しくスライドし、従って、リング６を簡単な形状とし、例えば最終工程でこれを取り付けできる。
当然ながら本発明は上記実施例のみに限定されるものではない。特に、ピストン９と第１ハーフシェル２、３との回転結合を、例えばフランス国特許公開第2726620号公報の図面に記載されているように、駆動部材４４と一体的なタング４０によって行ってもよく、これによってリベット４３が不要となる。このような構造によっても、公差を小さくできる。
一般的にライナー１１は、ピストンと壁２との間に、間接的または直接的にグリップされる。
別の変形例では、ディスク１０を、接着剤による接着またはろう付けにより固定する代わりに、摩擦ライナー１１を、例えば接着剤による接着、またはろう付けにより、それぞれピストン９および壁２に固定することができる。これにより、各摩擦ライナーは、摩擦ライナーをグリップするピストンと横方向壁とから成る部品の一方に固定される。
当然ながら、ガイドリング１２のほぞが係合するほぞ穴をディスク１０が有するように、カップリング１３の構造を逆にすることも可能である。
変形例として、タービンホイール４に取り付けられたクラウンに、ほぞとほぞ孔タイプのカップリングによって、ディスク１０を結合してもよい。この場合、ディスク１０はタービンホイール４に強固に結合される。
シール２９をピストン９により、より詳細には、ピストン９のスリーブにより保持してもよい。トーションダンパー２３を、別の形状、例えば米国特許第5,209,330号に記載されているような形状としてもよい。
当然ながら、フランス国特許公開第2734047号公報に記載されているように、横方向壁２の方を向く当接手段を設けてもよい。この当接手段は、ピストン９の横方向壁２から離間する運動を制限するように、横方向壁２とガイドリング６とから成る部品の一方により保持される。
この当接手段は、容積可変チャンバの外側に取り付けてもよい。例えば、ガイドリングに固定された環状部材、より詳細には、横方向壁の反対の方を向くガイドリング６のドーサル面に固定された環状部材から構成してもよい。
別の変形例として、この当接手段は、容積可変チャンバ内に取り付けてもよい。内側駆動部材４４の主要部分に対して、軸方向にずれたラグ４８内にプレス成形によって形成してもよい。
当然ながら、部材４４の位置決めは、例えば壁３の内周部と部材４４の外周部との間で働く取り外し自在なセンタリング部品を用いることにより変えることができる。
別の変形例として、壁２に対して、部材４４の外周部をセンタリングできるようにする環状表面を形成するように、横方向壁２を機械加工してもよい。
更に別の変形例として、前記横方向壁２の厚さ部分に部分的に進入し、駆動リングの壁を完全に貫通するように、横方向壁２の反対側で透過溶接を行ってもよい。
溶接するべき部品を、レーザーに対して回転させることが好ましい。

Claims (5)

1. 駆動シャフトとともに回転するよう結合され、中心部に固定されたガイドリング（６）を保持する、横方向を向く壁（２）と、ガイドリング（６）に沿って軸方向に移動できるようシールされた状態で取り付けられ、前記リング（６）と前記横方向壁（２）と共に、ディスク（１０）によって外側の境界が定められた容積可変チャンバ（３０）を構成するピストン（９）と、ピストン（９）とディスク（１０）との間、およびディスク（１０）と横方向壁（２）との間にそれぞれ把持されるようになっている摩擦ライナー（１１）とを備え、各摩擦ライナー（１１）が、ディスク（１０）、摩擦ライナーを挟持するようになっているピストン（９）と横方向壁（２）とのうちのいずれか１つに固定されており、ピストン（９）が駆動部材（４４）に固定された、挟持された接線方向の弾性タング（４０）により軸方向に移動できるよう、横方向壁（２）に回転不能に結合された、自動車用の流体力学的結合装置において、
   タング（４０）に対する駆動部材（４４）が、レーザー透過溶接により前記横方向壁（２）に固定され、かつ駆動部材（４４）が、接線方向タング（４０）およびピストン（９）を備えるサブアセンブリに予め含まれていることを特徴とする、流体力学的結合装置。
2. 溶接がレーザーを用いて実行される透過タイプの溶接であり、この溶接により、連続した溶接部（４５）が形成されることを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. ピストン（９）をセンタリングする取り外し自在なセンタリング部品を有するジグにより、溶接前に予め駆動部材（４４）を位置決めしてあることを特徴とする、請求項１記載の装置。
4. ガイドリング（６）を取り付けるための横方向壁（２）の中心スリーブ（５０）内に、センタリング部品が係合されていることを特徴とする、請求項３記載の装置。
5. 横方向壁（２）のピストン（９）と反対側から、レーザー透過溶接作業を施してあることを特徴とする、請求項１記載の装置。

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