JP3752404B2 - トルクコンバータ用ロックアップ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバータ用ロックアップ装置、特に、フロントカバーに直接連結されるピストンを有するトルクコンバータ用ロックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トルクコンバータは、３種の羽根車（インペラー、タービン、ステータ）を内部に有し、内部の作動油の循環によってトルクを伝達する装置である。インペラーは入力側回転体に連結されたフロントカバーに固定されている。タービンはトランスミッション入力シャフトに連結されている。インペラーが回転すると、インペラーからタービンに向かって作動油が流れ、タービンが回転させられる。この結果、タービンから入力シャフトにトルクが出力される。
【０００３】
ロックアップ装置は、タービンとフロントカバーとの間に配置されており、フロントカバーとタービンを機械的に連結することで直接トルクを伝達するための装置である。通常、ロックアップ装置は、フロントカバーに摩擦連結可能なピストンと、ピストンに固定されるリティーニングプレートと、リティーニングプレートに支持されるトーションスプリングと、トーションスプリングによってピストンに回転方向に弾性的に連結されるドリブンプレートとを有している。ドリブンプレートはタービンに固定されている。
【０００４】
ピストンは、フロントカバーとタービンとの間の空間を軸方向に分割しており、軸方向両側の油圧差によって軸方向に移動可能である。そして、ピストンの外周部に環状に張られた摩擦フェーシングがフロントカバーの平坦な摩擦面に押し付けられると、フロントカバーのトルクがロックアップ装置に伝達される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のロックアップ装置では、トーションスプリングとしては円周方向に複数並べられたコイルスプリングが用いられている。これらコイルスプリングは、フロントカバーの最外周部分においてリティーニングプレートによって支持されており、その結果フロントカバーとタービンとの最外周部分間のスペースを有効に利用することができる。
【０００６】
ロックアップ連結時にエンジンから入力されるトルク変動を吸収・減衰するためには、トーションスプリングの低剛性化・広捩じり角化が必要である。しかし、従来のロックアップ装置では、コイルスプリングがピストンの最外周部分に対応して配置されているため、捩り角度を広くするためにはコイルスプリングを円周方向に長くする必要がある。その一方でコイルスプリングを円周方向に長くすると、圧縮時にコイルスプリングがリティーニングプレートに摺動しやすくなり、高ヒステリシストルクが発生してしまう。このような問題があるため、従来のロックアップ装置において捩り特性の広角化を実現できない。
【０００７】
本発明の目的は、トルクコンバータ用ロックアップ装置において特別な不具合を生じさせることなく、捩り特性を広角化することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のトルクコンバータ用ロックアップ装置は、トルクコンバータのフロントカバーとタービンとの間の空間に配置され、両者を機械的に接続するためのものであり、第１アッセンブリーと第２アッセンブリーとを備えている。第１アッセンブリーは、軸方向に移動可能で前記フロントカバーに連結可能な摩擦面を有するピストンと、ピストンの摩擦面と反対側に固定されたリティーニングプレートと、リティーニングプレートに保持され円周方向に配置された複数の第１弾性部材とを有する。第２アッセンブリーは第１アッセンブリーとタービンとの間の空間に配置されている。第２アッセンブリーは、タービンに固定されたドリブン部材と、第１弾性部材の円周方向両端間に軸方向から挿入されて当接可能な係合部を有する中間部材と、ドリブン部材と中間部材とを回転方向に弾性的に連結するための第２弾性部材とを有する。
【００１１】
請求項１に記載のトルクコンバータ用ロックアップ装置では、第１アッセンブリーと第２アッセンブリーとは互いに軸方向に移動させることで、組み付け及び分解が可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の一実施形態としてのロックアップ装置５が採用されたトルクコンバータ１の部分縦断面概略図を示す。図１の左側にはエンジン（図示せず）が配置され、図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２にロックアップ装置５の平面図を示し、図３にその断面図を示す。図２における矢印Ｒ１側がトルクコンバータ１やロックアップ装置５の回転方向駆動側であり、矢印Ｒ２側がその反対側である。また、図１に示すＯ−Ｏがトルクコンバータ１及びロックアップ装置５の回転軸線である。
【００１３】
トルクコンバータ１は、エンジン側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トルクを伝達するための装置であり、入力側の部材に固定されるフロントカバー２と、３種の羽根車（インペラー９、タービン１０、ステータ１１）からなるトルクコンバータ本体３と、ロックアップ装置５とから構成されている。
【００１４】
フロントカバー２は、円板状の部材であり、その外周部には軸方向トランスミッション側に突出する外周筒状部８が形成されている。外周筒状部８はインペラー９のインペラーシェル１２に溶接によって固定されている。インペラー９は、インペラーシェル１２と、その内側に固定された複数のインペラーブレード１３と、インペラーシェル１２の内周側に設けられた筒状のインペラーハブ２１とから構成されている。タービン１０は流体室内でインペラー９に対向して配置されている。タービン１０は、タービンシェル１４と、タービンシェル１４に固定された複数のタービンブレード１５と、タービンシェル１４の内周側に固定されたタービンハブ１６とから構成されている。タービンハブ１６は外周側に延びるフランジ１６ａを有しており、このフランジ１６ａにタービンシェル１４の内周部が複数のリベット１７によって固定されている。また、タービンハブ１６の内周部には、図示しないトランスミッションの入力シャフトがスプライン係合している。
【００１５】
ステータ１１は、インペラー９とタービン１０の内周部間に配置され、タービン１０からインペラー９へと戻る作動油を整流するための機構である。ステータ１１は環状のステータキャリア１８と、その外周面に設けられた複数のステータブレード１９とから主に構成されている。ステータキャリア１８は、ワンウエイクラッチ２０を介して図示しない固定シャフトに支持されている。なお、フロントカバー２とタービンハブ１６との軸方向間には第１スラストベアリング３１が設けられ、タービンハブ１６とステータ１１との間には第２スラストベアリング３２が設けられ、ステータ１１とインペラーハブ２１との間には第３スラストベアリング３３が設けられている。各スラストベアリング３１〜３３においては、半径方向に作動油が流通可能なポートが形成されている。
【００１６】
ロックアップ装置５は、フロントカバー２とタービン１０との間の環状の空間に配置されている。ロックアップ装置５は、主に、入力部材４１と、ドリブンプレート４２と、中間部材４３と、第１弾性部材４４と、第２弾性部材４５とから構成されている。
入力部材４１はピストン４８とリティーニングプレート４９とから構成されている。ピストン４８は主に円板形状のピストン本体５０から構成されている。ピストン本体５０はフロントカバー２とタービン１０との間の空間を軸方向に２分割するように半径方向に延びる円板状かつ環状の部材である。ピストン本体５０の外周部は環状平坦な摩擦連結部５１となっている。摩擦連結部５１の軸方向エンジン側には摩擦フェーシング５２が設けられている。この摩擦フェーシング５２に対向して、フロントカバー２には平坦な摩擦面が形成されている。さらに、摩擦連結部５１の外周側すなわちピストン本体５０の外周縁には、軸方向トランスミッション側に延びる筒状部５３が設けられている。また、ピストン本体５０の内周縁には軸方向トランスミッション側に延びる内周筒状部５４が設けられている。内周筒状部５４の内周面はタービンハブ１６の外周面に対して軸方向及び回転方向に移動可能に支持されている。なお、内周筒状部５４の先端がタービンハブ１６の一部に当接した状態でピストン４８がそれ以上軸方向トランスミッション側に移動するのは規制される。内周筒状部５４とタービンハブ１６の外周面との間にはシールリングが設けられている。
【００１７】
このようにして、フロントカバー２とピストン４８との間には、空間Ａが形成されている。空間Ａの外周部は摩擦フェーシング５２がフロントカバー２に当接した状態で遮断され、空間Ａの内周部は第１スラストベアリング３１において形成されたポートを介して図示しない入力シャフトに形成された油路に連通している。
【００１８】
リティーニングプレート４９は、摩擦連結部５１の軸方向トランスミッション側すなわち筒状部５３の内周側に配置されている。リティーニングプレート４９は板金製の環状の部材である。リティーニングプレート４９の役割は第１弾性部材４４の保持を行うことにある。リティーニングプレート４９の環状本体部５６は、内周部が複数のリベット６１によってピストン本体５０に固定されている。本体部５６の外周縁には、軸方向トランスミッション側に延びる筒部５７が形成されている。筒部５７は筒状部５３に沿って延び筒状部５３の内周面に近接又は当接している。また、筒部５７は先端部分が半径方向内側に僅かに曲げられ、後述の第１弾性部材４４の軸方向トランスミッション側を支持するようになっている。筒部５７においては円周方向に等間隔で外周側切り曲げ部５９が形成されている。外周側切り曲げ部５９は、筒部５７の先端を切って半径方向内側に曲げた部分である。さらに、外周側切り曲げ部５９に対応して、本体部５６には第１内周側切り起こし部６０が形成されている。第１内周側切り起こし部６０は、本体部５６から切り起こされた部分であり、軸方向トランスミッション側へ延びている。さらに、本体部５６には、各第１内周側切り起こし部６０の円周方向方向間に対応する位置に第２内周側切り起こし部５８が形成されている。第２内周側切り起こし部５８は本体部５６から切り起こされ軸方向トランスミッション側に延びている。
【００１９】
各第１弾性部材４４は大コイルスプリングと小コイルスプリングとの組合せからなる。各第１弾性部材４４は、リティーニングプレート４９の第１内周側切り起こし部６０と外周側切り曲げ部５９からなる各対の円周方向間に配置されている。この結果、第１弾性部材４４の円周方向両端は外周側切り曲げ部５９と第１内周側切り起こし部６０とに当接し支持されている。また、第１弾性部材４４の半径方向外側は筒部５７によって支持され、半径方向内側は第２内周側切り起こし部５８によって支持されている。このようにして、第１弾性部材４４は、半径方向両側及び軸方向エンジン側、さらには円周方向両端がリティーニングプレート４９によって支持されている。
【００２０】
中間部材４３について説明する。中間部材４３は、ピストン本体５０とタービンシェル１４との間に配置された環状かつ円板状のプレート部材である。中間部材４３は主に第１プレート６４と第２プレート６５とから構成されている。
第１プレート６４と第２プレート６５は軸方向に間隔を開けて配置されている。第１プレート６４が軸方向エンジン側であり、第２プレート６５が軸方向トランスミッション側である。第１プレート６４は外周部がその内周側部分に比べて軸方向トランスミッション側に配置されており、第２プレート６５の外周部８５に当接している。外周部８４，８５は円周方向に配置された複数のリベット６６によって互いに固定されている。第１プレート６４の外周部には軸方向エンジン側に延びる複数の係合部６９が設けられている。係合部６９は、筒状部５３と第１内周側切り起こし部６０の半径方向間に延び、その円周方向両端は各第１弾性部材４４の円周方向両端に当接している。
【００２１】
第１及び第２プレート６４，６５の半径方向中間部にはそれぞれ角窓６７，６８が形成されている。角窓６７，６８は、図２から明らかなように、比較的円周方向に長く弧状に延びる窓孔であり、その半径方向両側には軸方向に起こされた起こし部が形成されている。
ドリブンプレート４２は、環状かつ円板状の部材であり、円板状本体７５とその内周側の取り付け部７６とから構成されている。取り付け部７６は本体７５に比較して軸方向トランスミッション側に位置している。取り付け部７６は前述の複数のリベット１７によってタービンハブ１６のフランジ１６ａに固定されている。本体７５は第１プレート６４と第２プレート６５との間に配置されている。本体７５には、角窓６７，６８に対応して窓孔７７が形成されている。窓孔７７は軸方向に貫通する孔であり、この実施形態においては比較的円周方向に長い弧状となっている。
【００２２】
第２弾性部材４５は窓孔７７及び角窓６７，６８にそれぞれ配置されている。第２弾性部材４５は、１対のコイルスプリング７０，７１と、その間に配置された中間フロート体７２とから構成されている。このように１対のコイルスプリング７０，７１が直列に作用することで捩り角度が広くなっている。各第２弾性部材４５は、窓孔７７及び角窓６７，６８によって円周方向両端及び半径方向両側を支持されている。さらに、第２弾性部材４５は角窓６７，６８の起こし部によって軸方向への飛び出しを制限されている。
【００２３】
第１プレート６４とドリブンプレート４２との間には第１スペーサ８１が配置され、第２プレート６５とドリブンプレート４２との間には第２スペーサ８２が配置されている。第１及び第２スペーサ８１，８２は、それぞれ環状かつ円板状の部材であり、窓孔７７に対応した孔が形成されている。これらスペーサ８１，８２によって第１プレート６４、第２プレート６５、ドリブンプレート４２の軸方向位置が定められている。なお、第２プレート６５の内周面はドリブンプレート４２の取り付け部７６の外周面によって半径方向に支持されている。これにより、中間部材４３はドリブンプレート４２に対してセンタリングされている。
【００２４】
以上の述べたロックアップ装置５についてさらに別の観点から説明する。ロックアップ装置５は主に第１アッセンブリー６１と第２アッセンブリー６２とから構成されている。各アッセンブリー６１，６２はそれぞれ別の組立体であり、トルクコンバータに組み込まれた状態では全体として１つのロックアップ装置５を構成するが、製造及び搬送の段階ではそれぞれ別個独立の組立体として取り扱うことが可能である。第１アッセンブリー６１は前述のピストン４８とリティーニングプレート４９と第１弾性部材４４とから構成されている。第２アッセンブリー６２はドリブンプレート４２と中間部材４３と第２弾性部材４５とから構成されている。第１アッセンブリー６１と第２アッセンブリー６２との連結は、第１弾性部材４４の円周方向間に第１プレート６４の係合部６９を軸方向から挿入することで行われる。このように第１及び第２アッセンブリー６１，６２の連結は両部材の軸方向移動のみで行われ、その離脱も軸方向の移動で行われる。このようにして両アッセンブリー６１，６２の組み付け性及び分解性が良い。
【００２５】
以上の構造により、第１アッセンブリー６１は、この実施形態に示すように従来のドリブンプレートの代わりに第２アッセンブリー６２用いた本機構に用いることもできるし、従来の構造に使用することができる。すなわち、２種類のトルクコンバータに対して第１アッセンブリーは同一のものを使用することができ、全体のコストが低下する。
【００２６】
次に、第２アッセンブリー６２の第１アッセンブリー６１に対する位置関係を詳細に説明する。
第２弾性部材４５は第１弾性部材４４に比べて内周側に配置されている。すなわち、第２弾性部材４５はピストン４８の半径方向中間部の軸方向トランスミッション側に配置されており、リティーニングプレート４９より内周側に配置されているため、第２弾性部材４５はピストン本体５０が露出した部分に近接している。このようにして、第２弾性部材４５の半径方向寸法を十分に大きくできる。
【００２７】
第１及び第２プレート６４，６５の外周部８４，８５は、第１内周側切り起こし部６０及び第２内周側切り起こし部５８の軸方向トランスミッション側まで延びて配置されている。また、外周部８４，８５の外周縁は第１弾性部材４４の半径方向中心付近に位置している。以上に述べた構造によって、第１アッセンブリー６１と第２アッセンブリー６２とが互いに干渉しないようにコンパクトに配置され、半径方向及び軸方向の寸法を従来に比べて大幅に増加させることはない。
【００２８】
また、第２アッセンブリー６２の中間部材４３は２枚のプレート６４，６５からなるが、両者は外周部が複数のリベット６６によって固定されその外周側から複数の係合部６９が延びている。この結果、図３に示すようにリベット６６は第１弾性部材４４に対して軸方向に離れて配置されている。すなわち、複数のリベット６６は第１弾性部材４４に干渉する位置になく、第１弾性部材４４のためのスペースを制限することはない。このようにして、第１弾性部材４５の捩じり角度を十分に広く維持できる。
【００２９】
次に、動作について説明する。
エンジン側のクランクシャフトからのトルクは、図示しないフレキシブルプレートを介してフロントカバー２に入力される。これにより、インペラー９が回転し、作動油がインペラー９からタービン１０へと流れる。この作動油の流れによりタービン１０は回転し、タービン１０のトルクは図示しない入力シャフトに出力される。
【００３０】
トルクコンバータ１の速度比があがり、入力シャフトが一定の回転速度になると、空間Ａの作動油が入力シャフト内部の油路を通ってドレンされる。この結果、ピストン４８すなわち第１アッセンブリー６１がフロントカバー２側に移動させられる。この結果、摩擦フェーシング５２がフロントカバー２の摩擦面に押し付けられ、フロントカバー２のトルクはロックアップ装置５に出力される。ロックアップ装置５において、トルクは、ピストン４８、リティーニングプレート４９、第１弾性部材４４、中間部材４３、第２弾性部材４５、ドリブンプレート４２の順番で伝達され、タービンハブ１６に出力される。
【００３１】
ロックアップ装置５は、トルクを伝達すると共にフロントカバー２から入力されるトルク変動を吸収・減衰する。具体的には、ロックアップ装置５において捩り振動が発生すると、第１弾性部材４４と第２弾性部材４５とが入力部材４１とドリブンプレート４２との間で直列に圧縮される。ここでは、第１弾性部材４４と第２弾性部材４５とが直列に作用するため、従来より捩り角度を広くできる。このことは、全体を低剛性化することが可能であり、振動吸収・減衰性能を向上させていることを意味する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係るトルクコンバータ用ロックアップ装置では、第１弾性部材と第２弾性部材は間に中間部材を介して直列に機能するようになっている。このため、ロックアップ装置のダンパー捩り角度は従来に比べて広くなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータの部分縦断面概略図。
【図２】ロックアップ装置の平面図。
【図３】図２のII−II断面図。
【符号の説明】
１ トルクコンバータ
２ フロントカバー
３ トルクコンバータ本体
５ ロックアップ装置
４１ 入力部材
４２ ドリブンプレート
４３ 中間部材
４４ 第１弾性部材
４５ 第２弾性部材
６１ 第１アッセンブリー
６２ 第２アッセンブリー

Claims (1)

1. トルクコンバータのフロントカバーとタービンとの間の空間に配置され、両者を機械的に接続するためのロックアップ装置であって、
   軸方向に移動可能で前記フロントカバーに連結可能な摩擦面を有するピストンと、前記ピストンの摩擦面と反対側に固定されたリティーニングプレートと、前記リティーニングプレートに保持され円周方向に配置された複数の第１弾性部材とを有する第１アッセンブリーと、
   前記第１アッセンブリーと前記タービンとの間の空間に配置され、前記タービンに固定されたドリブン部材と、前記第１弾性部材の円周方向両端間に軸方向から挿入されて当接可能な係合部を有する中間部材と、前記ドリブン部材と中間部材とを回転方向に弾性的に連結するための第２弾性部材とを有する第２アッセンブリーと、
   を備えたトルクコンバータ用ロックアップ装置。

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