JP4381183B2 - 捩り振動低減装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンとトランスミッションとの間の動力伝達系等に介装されてその系の捩り振動を低減する捩り振動低減装置に関する。

捩り振動低減装置は、トルクコンバータ内のロックアップピストンとタービンハブとの間に介装され、入力側と出力側とが直結された状態であるロックアップ時における捩り振動を低減するものであり、ロックアップピストンに結合された入力側回転部材である保持プレートと、出力側回転部材である出力プレートとが円周方向においてばね部材を介して連結された構成となっている。

従来の捩り振動低減装置を特許文献１に示す。この捩り振動低減装置はオートマチック・トランスミッション用のものであり、ダンパとして使用されるスプリングを収容する空間を大きくするため、ホールドプレートには切り欠きが形成され、当該切り欠きの部分にスプリングを収容している。
特開２００２−１２２２１１号公報（（００２１）、図２〜５）

ところが、スプリングがロックアップピストンと直接に当接して摺動するため、ロックアップピストンにスプリングの摩耗痕が付いてヒステリシスが増加し、制振性能が低下する。

ホールドプレートには浸炭窒化処理等の高硬度の熱処理が施されているが、ロックアップピストンは摩擦ライニングを介してコンバータカバーと摩擦結合することになるために高い形状精度が要求され、そのためロックアップピストンにはガス軟膣化処理等の比較的硬度の低い熱処理が施され、耐摩耗性はホールドプレートよりも小さい。一方、ロックアップピストンにＳＫ材のシートなどの薄い高硬度シートを介在させることも考えられるが、部品点数が多くなり、コスト高になる。

そこで本発明は、上記の課題を解決した捩り振動低減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、相互に対向する入力側回転部材と出力側回転部材とのうちの前記入力側回転部材をロックアップピストンに結合すると共に、前記入力側回転部材の外周部にばね部材を収容する円弧状の切欠部を形成し、該切欠部の両端縁に円周方向から前記ばね部材を挟んで対向する一対のばね受部を設け、前記入力側回転部材には、前記切欠部の内周縁に、前記ばね部材の内周側を規制する内周規制部を設け、前記出力側回転部材には、円周方向で前記ばね受部と対応する位置に、前記入力側回転部材へ向かって突出するばね押圧部を形成し、前記ばね押圧部と前記ばね受部との間で前記ばね部材を圧縮しながら前記入力側回転部材と前記出力側回転部材との間でトルクの伝達を行なう捩り振動低減装置において、前記内周規制部は前記切欠部の内周縁から半径方向の外側へ突出させて形成し、前記内周規制部の先端部から半径方向の外側へ向かって、前記ばね部材が前記ロックアップピストン側へ移動するのを規制する側面規制部を折曲形成したことを特徴とする。

このような捩り振動低減装置では、入力側回転部材の切欠部に収容されたばね部材の内周側は、入力側回転部材の内周規制部によって規制され、ばね部材が圧縮される際に、ばね部材は内周規制部の先端部である側面規制部に対して擦れることになり、ばね部材と耐摩耗性の小さいロックアップピストンとの擦れは生じない。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の捩り振動低減装置において、前記出力側回転部材に、前記ばね部材の前記ロックアップピストンとは反対側への移動を規制する第２側面規制部を設けたことを特徴とする。

このような捩り振動低減装置では、ばね部材の内周側は、入力側回転部材の内周規制部によって規制され、ばね部材の両側は、入力側回転部材の側面規制部と出力側回転部材の第２側面規制部とによって規制される。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の捩り振動低減装置において、前記ばね受部には絞り加工を施し、該絞り加工した部分の近傍に、前記入力側回転部材を前記ロックアップピストンに結合するためのリベットを配置したことを特徴とする。

このような捩り振動低減装置では、ばね受け部を絞り加工したので、ばね部材が圧縮される際にばね受け部に大きな力が加わっても十分に耐えることができる。また、絞り加工するときには内部応力が生じるが、この内部応力はリベット用の孔を加工することで逃がすことができる。このため、入力側回転部材を熱処理すると変形するが、リベット用の孔の加工により、この変形が抑制される。

本発明に係る捩り振動低減装置によれば、入力側回転部材の切欠部に収容されたばね部材の内周側は、入力側回転部材の内周規制部によって規制され、ばね部材が圧縮される際に、ばね部材は内周規制部の先端部である側面規制部に対して擦れることになり、ばね部材がロックアップピストンに対して擦れることはない。従って、ロックアップピストンにばね部材の摩耗痕が付いたり、ヒステリシスが増加して制振性能が低下するようなことはない。

以下、本発明による捩り振動低減装置の実施の形態を説明する。

（ａ）実施の形態１
まず、実施の形態１について説明する。図１は自動変速機の前端部側に配置されるトルクコンバータのロックアップクラッチ部分の断面図である。エンジンのクランクシャフトは図示しないコンバータハウジングに結合されており、コンバータハウジングは、図示しないトルクコンバータを介して図示しないタービンハブに接続される一方、高速運転時等にコンバータハウジングをタービンハブと直結するためのロックアップピストン（ロックアップクラッチ４を構成する）１０および捩り振動低減装置５を介してタービンハブに接続されている。このタービンハブは、自動変速機の図示しない入力軸にスプライン結合されている。トルクコンバータ自体は周知のものであり、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に入力されたトルクをポンプ，タービン間の流体の作用により、タービンハブに伝達する基本構成となっている。

捩り振動低減装置５は、ロックアップピストン１０に結合された略円板状の保持プレート（入力側回転部材）１３と、この保持プレート１３の外周縁部に保持された複数のばね部材１４と、外周縁部がばね部材１４を介して保持プレート１３に回転方向で連結された中間プレート（出力側回転部材）１６と、中間プレート１６に保持されると共にばね部材１４よりも内周側に配置された複数のばね部材１５と、外周縁部がばね部材１５を介して中間プレート１６に回転方向で連結された出力プレート８と、で構成されている。この出力プレート８の内周部が、タービンハブに結合される。

ロックアップピストン１０の外周面の近傍には、軸方向へ移動して摩擦結合することにより前記コンバータハウジングと一体に回転するための摩擦ライニング６が貼着されている。ロックアップピストン１０は、熱処理による変形を抑制するために、ガス軟窒化等の硬度の低い熱処理が施されている。

前記保持プレート１３の構成を図２に示す。保持プレート１３は、中心部を繰り抜いた形状であり、ロックアップクラッチ４を構成するロックアップピストン１０に一体に結合されている。保持プレート１３の外周縁部には、径方向に沿って略等間隔に円弧状の切欠部１７が形成され、隣り合う切欠部１７どうしの間の部分が主ばね受部１８を構成している。主ばね受部１８の部分は、強度を上げるために図２（ｂ）に示すように、円弧状に絞り加工が施されている。そして、この切欠部１７にばね部材１４を収容することで、一対の主ばね受部１８の間にばね部材１４を配置した状態になっている。

ばね部材１４の（保持プレート１３に対しての）内周側を規制するために、前記切欠部１７における保持プレート１３の内側から外周へ向かって絞り加工により内周規制部１９が立ち上げられ、内周規制部１９の先端部を、ばね部材１４のロックアップピストン１０側の側面へ向かって折曲させることで、側面規制部１９ａが構成されている。また、ばね部材１４の外周側を規制するために、保持プレート１３の外周面近傍を軸方向に沿わせて絞り加工することで、ばね部材１４の外側を覆うようにして外周規制部２０が形成されている。切欠部１７の外側には、ばね部材１４が切欠部１７から飛び出ないようにするための主側面規制部２０ｂが形成され、更に、外周規制部２０の先端を内周側へ向かって絞り加工することで、ロックアップピストン１０とは反対側へばね部材１４が飛び出ないようにするための主側面ディストリクト部２０ａが形成されている。なお、便宜上、バネ部材１４を規制する規制部のうちの、図１（ｂ）におけるバネ部材１４の左側のものを規制部と称し、右側に形成されるものをディストリクト部と称することにする。このほか、円周方向での主ばね受部１８と対応する位置には、主側面ディストリクト部２０ａの部分を内周側へ向かって突出させて補助ばね受部２１が形成されている。

前記のように、主ばね受部１８の部分は、ばね部材１４の端面との接触面積を増やしかつ強度を上げるために円弧状に絞り加工が施されている。そして、円周方向での主ばね受部１８と対応する位置の中心側に、保持プレート１３をロックアップピストン１０に結合するための第１リベット２２の孔２３が配置されている。これは、主ばね受部１８を絞り加工したときに内部応力が生じるが、この内部応力は第１リベット２２用の孔２３を加工することで逃がすことができ、保持プレート１３を熱処理した後に生じる変形が抑制されるように考慮したものである。

保持プレート１３はばね部材１４を圧縮したり、ばね部材１４と擦れたりすることから、保持プレート１３には高い硬度や高い強度が求められ、保持プレート１３には浸炭窒化処理等が施される。

中間プレート１６は、図３に示すリテーニングプレート２４と、図４に示すリテーニングプレート２５とを結合して構成される。リテーニングプレート２４には、外周部に円周方向へ等間隔に複数のばね押圧部２６が形成されている。このばね押圧部２６は、円周方向で前記主ばね受部１８と対応する位置を占めるものであり、ばね部材１４の双方の端面の近傍から、保持プレート１３へ向かって軸方向へ突出している。ばね押圧部２６の付け根の部分にはアール部２６ａが形成されている。これは、ばね押圧部２６がばね部材１４から大きな曲げモーメントを受けるので、これに耐えられるように強度を高めるためである。

ばね押圧部２６どうしの間にはばね押え２７が形成されている。ばね押え２７はばね部材１４の内周方向と反ロックアップピストン１０方向を規制するもので、図に示すようにばね部材１４の内周部分に斜めに当接して内周部分を規制することにより、両方向の規制を可能にしている。以下、このばね押え２７を内周方向の規制を行う機能部位として呼ぶときは内周ディストリクト部２７ａ、反ロックアップピストン１０方向の規制を行う機能部位として呼ぶときは側面ディストリクト部（第２側面規制部）２７ｂ、総称して呼ぶときはばね押え２７という。なお、このばね押え２７はばね部材１４の内周側から反ロックアップピストン１０側へ沿うようにして設け、規制時の接触面積を増やすことによって、耐摩耗性を向上させてもよい。

リテーニングプレート２４の内周側には、内周側のばね部材１５を支持するための収容窓２８が、円周方向に沿って略等間隔に形成されている。収容窓２８は略円弧状に形成されており、ばね部材１５の収容空間を形成するために、収容窓２８の内周側および外周側の縁部は外側へ斜めに起こしてばね押え２８ａ，２８ｂが形成されている。これにより、隣り合う収容窓２８どうしの間の部分がばね部材１５の両端を受けるばね受部２９として機能する。

他方のリテーニングプレート２５は図４に示すように構成されており、リテーニングプレート２４と異なる点は、ばね押圧部２６とばね押え２７とが形成されていないことである。

出力プレート８の構成を図５に示す。半径方向および円周方向で前記収容窓２８と対応する位置に、ばね部材１５を収容するための収容窓３２が形成されている。これにより、隣り合う収容窓３２どうしの間の部分が、ばね部材１５の両端を押圧するばね押圧部３４として機能する。そして、先に述べた図示しないタービンハブと結合するための孔３３が内周面の近傍に複数形成されている。

この出力プレート８をリテーニングプレート２４とリテーニングプレート２５との間に挟んだ状態で、リテーニングプレート２４，リテーニングプレート２５における収容窓２８の外側に形成された孔３０に第２リベット３１を挿通して両者が結合されている。これにより、図１に示すようにばね部材１５は収容窓２８，３２，２８に跨って収容されており、中間プレート１６と出力プレート８とが相対的に回転すると、ばね受部２９とばね押圧部３４との間に挟まれてばね部材１５が圧縮される。

図３において、ばね押え２７と孔３０と収容窓２８とが円周方向で同じ位置に配置されており、図１（ａ）に示すように、第１リベット２２と第２リベット３１とが円周方向に交互に配置されていることになる。また、リテーニングプレート２４の剛性を高くするために、図３に示すように半径方向における収容窓２８と孔３０との間には、絞り部１２が形成されている。これにより、リテーニングプレート２４がばね部材１５からトルク反力を受ける際に、ばね押圧部２６の変形が抑えられて性能劣化が防止される。

ばね部材１４は、図１（ｂ）に示すように親ばね１４ａと親ばね１４ａの内部に収容した子ばね１４ｂとからなる入れ子ばねで構成されている。子ばね１４ｂは親ばね１４ａよりも短く構成されており、親ばね１４ａと子ばね１４ｂとの双方を確実に圧縮できるように、親ばね１４ａの両端にはリテーナが装着されている。リテーナの形状は、円板の片面に、親ばね１４ａの内部に嵌合するための円柱状の凸部を形成したものである。一方、ばね部材１５は、親ばね１５ａと親ばね１５ａの内部に収容した子ばね１５ｂとからなる入れ子ばねで構成されている。その他の構成についてはばね部材１４と同じなので、説明を省略する。

次に、捩り振動低減装置の作用を説明する。クランクシャフトの回転によってコンバータハウジングが回転すると、トルクコンバータが回転し、その動力がタービンハブからトランスミッションへと伝達する。この状態からクランクシャフトの回転速度等が設定した制御条件に達すると、支持壁に設けられた油孔から図１（ｂ）のロックアップピストン１０の右側に圧油が導入され、その油圧によってロックアップピストン１０が左側へ押圧される。すると、このロックアップピストン１０がコンバータハウジングに押し付けられ、コンバータハウジングの動力がロックアップピストン１０を介して捩り振動低減装置５に伝達される。

捩り振動低減装置５では、ロックアップピストン１０と一体の保持プレート１３の回転力は、ばね部材１４を介して中間プレート１６に伝達され、更に中間プレート１６からばね部材１５を介して出力プレート８へ伝わる。

このとき、ばね部材１４の両端部が保持プレート１３の一対の主ばね受部１８（および補助ばね受部２１）に挟まれ、かつ中間プレート１６の一対のばね押圧部２６に挟まれている。このため、保持プレート１３と中間プレート１６とが相対的に回転すると、ばね部材１４のいずれか一方側の端面が保持プレート１３の主ばね受部１８に当接すると共に他方側の端部が中間プレート１６のばね押圧部２６に当接し、保持プレート１３と中間プレート１６との間でばね部材１４が圧縮される。

同様にして、ばね部材１５の両端部が中間プレート１６の一対のばね受部２９に挟まれ、かつ出力プレート８の一対のばね押圧部３４に挟まれている。このため、中間プレート１６と出力プレート８とが相対的に回転すると、ばね部材１５のいずれか一方側の端面が中間プレート１６のばね受部２９に当接すると共に他方側の端部が出力プレート８のばね押圧部３４に当接し、中間プレート１６と出力プレート８との間でばね部材１５が圧縮される。

保持プレート１３と中間プレート１６との相対的な捩れに応じてばね部材１４が圧縮変形し、かつ中間プレート１６と出力プレート８との相対的な捩れに応じてばね部材１５が圧縮変形することにより、伝達系の捩り振動を吸収する。つまり、保持プレート１３と出力プレート８との間に、ばね部材１４とばね部材１５とを直列に介在させたのと等価になる。

ここで、ばね部材１４の内周側は、図２の内周規制部１９と図３のばね押え２７の中間部の内周ディストリクト部２７ａとの双方によって規制される。ばね部材１４の外周側は、図２の外周規制部２０によって規制されている。側面の一方側は図２の主側面規制部２０ｂと側面規制部１９ａとの双方によって規制され、他方側は図２の主側面ディストリクト部２０ａと図３のばね押え２７の先端の側面ディストリクト部２７ｂとの双方によって規制されている。ばね部材１４が圧縮される際にばね部材１４は側面規制部１９ａと擦れることになり、ロックアップピストン１０と擦れることはない。

第１リベット２２で結合されたロックアップピストン１０と保持プレート１３とばね部材１４とを外周サブアッセンブリーとし、第２リベット３１で結合された中間プレート１６と出力プレート８とばね部材１５とを内周サブアッセンブリーとしたときに、外周サブアッセンブリーと内周サブアッセンブリーとの組み付けは、ばね押圧部２６をばね部材１４どうしの間に軸方向から挿入させて、軸方向に結合させることになるので、外周サブアッセンブリーと内周サブアッセンブリーとは軸方向に着脱可能となる。

ばね部材１４の内周側を規制する内周ディストリクト部２７ａを形成したので、保持プレート１３のみに内周規制部を形成してばね部材１５のロックアップピストン１０とは反対側の側面を規制する部分を設けた場合に比べ、内周規制部への干渉防止のために行うバネ押圧部２６の反ロックアップピストン１０方向への逃がしの量を少なくすることができる。

また、中間プレート１６のばね押え２７にロックアップピストン１０とは反対側のばね部材１４の側面を押える側面ディストリクト部２７ｂを形成したので、ばね部材１４の保持が安定する。

中間プレート１６を構成する一対のリテーニングプレート２４，２５のうちの保持プレート１３とは反対側のリテーニングプレート２４にばね押圧部２６，ばね押え２７を形成したので、図１（ｂ）に示すように、保持プレート１３の絞りを形成した主ばね受部１８との干渉を回避するための大きな曲げ部分を円周方向での第２リベット３１の近傍に設けずに済む。また、円周方向での第２リベット３１の近傍に大きな曲げ部分を設けずに済むことから、リベッティングによる第２リベット３１用の孔３０の亀裂発生を防止できる。

（ｂ）実施の形態２
次に、実施の形態２を図６に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、重複する部分については説明を省略する。

実施の形態１の捩り振動低減装置は、ばね部材１４の内周側を、保持プレート１３の内周規制部１９と中間プレート１６のばね押え２７の内周ディストリクト部２７ａとの双方で規制するものであるが、実施の形態２は、図６に示すように内周規制部１９を反ロックアップピストン１０側へ張り出させることにより、ばね押え２７を省略したものである。

なお、ばね押え２７の省略のためには、必ず内周規制部１９を反ロックアップピストン１０側へ張り出さなければならないというわけではなく、例えば主側面ディストリクト部２０ａの内周へ向かう量が十分であってばね部材１４の飛び出しが抑えられる場合は、内周規制部１９の張り出しを設けることなくばね押え２７を省略することができる。

（ｃ）実施の形態３
最後に、実施の形態３を図７に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、重複する部分については説明を省略する。

この実施の形態は、ばね部材１５と中間プレート１６とを廃止してばね部材を外側のみとし、保持プレート１３からばね部材１４を介して直接に出力プレート３５に回転力が伝わるようにしたものである。このため、出力プレート３５の外周面の近傍には図３（ｂ）と同様にばね押圧部３６，ばね押え３７が形成され、内周面の近傍にはタービンハブと結合するための孔３８が形成されている。

なお、本発明は実施の形態で説明した構成に限るものではなく、捩り振動低減装置を適用する場所はトルクコンバータ内に限らず、トルクコンバータの外部やトルクコンバータを採用しない車両の他の動力伝達部に適用しても良い。更に、実施の形態では単板式のクラッチを用いたものについて示したが、多板式のクラッチや、その他の構成のクラッチを用いたものでもよい。

捩り振動低減装置に係り、（ａ）は一部破断して示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図（実施の形態１）。 捩り振動低減装置の保持プレートに係り、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図（実施の形態１）。 捩り振動低減装置の一方のリテーニングプレートに係り、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図（実施の形態１）。 捩り振動低減装置の他方のリテーニングプレートに係り、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視図（実施の形態１）。 捩り振動低減装置の出力プレートに係り、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ矢視図（実施の形態１）。 捩り振動低減装置の要部を示す断面図（実施の形態２）。 捩り振動低減装置に係り、（ａ）は一部破断して示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ矢視図（実施の形態３）。

符号の説明

１０…ロックアップピストン
１２…絞り部
１３…保持プレート（入力側回転部材）
１４，１５…ばね部材
１６…中間プレート（出力側回転部材）
１７…切欠部
１８…主ばね受部
１９…内周規制部
１９ａ…側面規制部
２２…第１リベット
２７…ばね押え
２７ａ…内周ディストリクト部
２７ｂ…側面ディストリクト部（第２側面規制部）

Claims (3)

1. 相互に対向する入力側回転部材と出力側回転部材とのうちの前記入力側回転部材をロックアップピストンに結合すると共に、前記入力側回転部材の外周部にばね部材を収容する円弧状の切欠部を形成し、該切欠部の両端縁に円周方向から前記ばね部材を挟んで対向する一対のばね受部を設け、前記入力側回転部材には、前記切欠部の内周縁に、前記ばね部材の内周側を規制する内周規制部を設け、
   前記出力側回転部材には、円周方向で前記ばね受部と対応する位置に、前記入力側回転部材へ向かって突出するばね押圧部を形成し、前記ばね押圧部と前記ばね受部との間で前記ばね部材を圧縮しながら前記入力側回転部材と前記出力側回転部材との間でトルクの伝達を行なう捩り振動低減装置において、
   前記内周規制部は前記切欠部の内周縁から半径方向の外側へ突出させて形成し、前記内周規制部の先端部から半径方向の外側へ向かって、前記ばね部材が前記ロックアップピストン側へ移動するのを規制する側面規制部を折曲形成したことを特徴とする捩り振動低減装置。
2. 請求項１に記載の捩り振動低減装置において、前記出力側回転部材に、前記ばね部材の前記ロックアップピストンとは反対側への移動を規制する第２側面規制部を設けたことを特徴とする捩り振動低減装置。
3. 請求項１または２に記載の捩り振動低減装置において、前記ばね受部には絞り加工を施し、該絞り加工した部分の近傍に、前記入力側回転部材を前記ロックアップピストンに結合するためのリベットを配置したことを特徴とする捩り振動低減装置。

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