JP5684846B2 - トルクコンバータのロックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロックアップ装置、特に、エンジンからのトルクをトランスミッション側の部材に伝達するとともに捩り振動を吸収・減衰するためのトルクコンバータのロックアップ装置に関する。

トルクコンバータには、トルクをフロントカバーからタービンに直接伝達するためのロックアップ装置が設けられている場合が多い。特許文献１に示されるように、この種の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ドライブプレートと、ドリブンプレートと、複数のトーションスプリングと、中間部材と、を有している。ドリブンプレートは、トルクコンバータのタービンに固定され、複数のトーションスプリングを介してドライブプレートに回転方向に弾性的に連結されている。

この装置では、ピストンは、フロントカバーとタービンとの間に設けられており、ピストンの外周部に固定された環状の摩擦部材がフロントカバーの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。すると、トルクがロックアップ装置からタービンへと伝達される。このとき、ロックアップ装置の複数のトーションスプリングによって、エンジンから入力されるトルク変動が吸収、減衰される。

特開２００２-０８９６５７号公報

トルクコンバータのロックアップ装置では、ダンパー機構を低剛性で捩じり角度を広角度化するために、複数のトーションスプリングが直列的に作用するように構成される場合が多い。そして、１つのトーションスプリングも円周方向に長く形成されている。このような構成では、トーションスプリングに荷重が作用してトーションスプリングが圧縮されると、トーションスプリングの長手方向の中央部が内周側に落ち込んでくる。このような状況では、適切な捩じり特性を得ることができず、トルク変動を有効に吸収、減衰することができなくなってしまう。

本発明の課題は、トルクコンバータのロックアップ装置において、特に円周方向に長いトーションスプリングを使用した場合でも、トーションスプリングを適切に圧縮変形できるようにすることにある。

また、本発明の別の課題は、トーションスプリングの内周側への落ち込みを防止するようにした構成において、強度の低下を抑えることにある。

本発明の第１側面に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、エンジンからのトルクをトランスミッション側の部材に伝達するとともに捩り振動を吸収・減衰するための装置であって、入力回転部材と、出力回転部材と、複数の弾性部材と、を備えている。出力回転部材は、入力回転部材に対して相対回転自在であり、トランスミッション側の部材に連結されている。複数の弾性部材は入力回転部材と出力回転部材とを回転方向に弾性的に連結する。また、入力回転部材は、固定部と、複数のトルク伝達部と、複数の受け部と、を有している。固定部はエンジンからトルクが入力される部材に取り付けられる。複数のトルク伝達部は、固定部から外周側に延びて形成され、弾性部材の回転方向の端部に当接する。複数の受け部は、固定部の外周部に形成され、弾性部材の軸方向中心よりエンジン側において弾性部材の内周側を支持するとともに、トランスミッション側に延びる。

この装置では、入力回転部材に入力されたトルクは、複数の弾性部材を介して出力回転部材に伝達される。ここで、複数の弾性部材の内周側は、入力回転部材の受け部によって支持されている。

ここでは、入力側回転部材の受け部が、弾性部材の軸方向中心よりエンジン側において弾性部材の内周側を支持し、トランスミッション側に延びているので、弾性部材が圧縮されて変形した際に、弾性部材の軸方向中心の内周側が受け部によって支持され、弾性部材が内周側に落ち込むのが防止される。したがって、所望の捩じり特性を得ることができる。

本発明の第２側面に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、第１側面の装置において、固定部は円板状に形成されている。また、複数の受け部は、固定部の外周部をトランスミッション側に折り曲げて形成されており、各受け部における折り曲げ部の円周方向両端部以外は決め押し加工されている。

受け部は、固定部の外周部を折り曲げ加工し、かつ円周方向の両端部以外は決め押し加工されているので、弾性部材の軸方向中心部よりエンジン側の部分を確実に受けることができる。したがって、弾性部材が圧縮して変形した際に、弾性部材の円周方向の中央部が内周側に落ち込むのを確実に防止できる。

ここで、受け部の円周方向の全部にわたって決め押し加工すると、受け部の円周方向両端部における決め押し加工部に応力が集中し、強度が著しく低下する。

しかし、ここでは、受け部の円周方向の両端部には決め押し加工がなされていないので、応力集中を避けることができ、受け部の強度低下を抑えることができる。

本発明の第３側面に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、第２側面の装置において、複数の受け部のそれぞれの折り曲げ部の円周方向の両端部は、決め押し加工された部分より隅部半径が大きい。

ここでは、受け部の折り曲げ部の円周方向両端部は、他の部分に比較して隅部半径が大きいので、この部分における応力集中を避けることができ、受け部の強度低下を抑えることができる。

本発明の第４側面に係るトルクコンバータのロックアップ装置は、第１から第３側面のいずれかの装置において、入力回転部材及び出力回転部材に対して相対回転自在であり、複数の弾性部材のうちの少なくとも２つの弾性部材を直列的に作用させるための中間部材をさらに備えている。

ここでは、すくなくとも２つの弾性部材が直列的に作用するように中間部材が設けられている。このため、１つの受け部の円周方向長さが長くなる。本発明は、このような構成の装置に用いてより有効である。

以上のような本発明では、トルクコンバータのロックアップ装置において、特に円周方向に長いトーションスプリングを使用した場合でも、トーションスプリングを適切に圧縮変形させることができる。また、入力回転部材の受け部の円周方向両端部を、決め押し加工しない場合は、受け部の強度低下を抑えることができる。

本発明の一実施形態によるロックアップ装置を備えたトルクコンバータの断面部分図。 図１の拡大部分図。 前記ロックアップ装置の正面図。 図２の拡大図。

［トルクコンバータの全体構成］
図１は、本発明の一実施形態としてのロックアップ装置が採用されたトルクコンバータ１の断面部分図である。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１に示すＯ−Ｏは、トルクコンバータ及びロックアップ装置の回転軸線である。図２は図１の拡大部分図であり、図３はロックアップ装置の正面図である。

トルクコンバータ１はトルクコンバータ本体５を有している。トルクコンバータ本体５は、３種の羽根車（インペラ２１、タービン２２、ステータ２３）からなるトーラス形状の流体作動室６と、ロックアップ装置７と、フロントカバー１１と、を有している。

フロントカバー１１は、円板状の部材であり、内周端にはセンターボス１６が設けられている。センターボス１６は、軸方向に延びる円筒形状の部材であり、クランクシャフトの中心孔内に挿入されている。フロントカバー１１の外周側には、円周方向に等間隔で複数のナット１２が固定されている。このナット１２内に螺合するボルトがフレキシブルプレート（図示せず）の外周部を、フロントカバー１１に固定している。

インペラ２１は、インペラシェル２６と、その内側に固定された複数のインペラブレード２７と、インペラシェル２６の内周部に固定されたインペラハブ２８と、を有している。インペラシェル２６の外周縁は、フロントカバー１１の外周部に形成された外周側筒状部１１ａの先端に溶接されている。この結果、フロントカバー１１とインペラ２１とによって、内部に作動油が充填された流体室が形成されている。

タービン２２は流体室内でインペラ２１に対して軸方向に対向して配置されている。タービン２２は、タービンシェル３０と、その内側に固定された複数のタービンブレード３１と、タービンシェル３０の内周縁に固定されたタービンハブ３２と、を有している。タービンシェル３０の内周端部が、複数のリベット３３によってタービンハブ３２に固定されている。また、タービンハブ３２の内周面には、入力シャフトに係合するスプラインが形成されている。これによりタービンハブ３２は入力シャフトと一体回転するようになっている。

ステータ２３は、インペラ２１の内周部とタービン２２の内周部と間に配置されており、タービン２２からインペラ２１に戻る作動油の流れを整流するための機構である。ステータ２３は、環状のステータシェル３５と、シェル３５の外周面に設けられた複数のステータブレード３６と、を有している。ステータシェル３５はワンウェイクラッチ３７を介して筒状の固定シャフト（図示せず）に支持されている。固定シャフトは入力シャフトの外周面とインペラハブ２８の内周面との間を延びている。

以上の各羽根車２１，２２，２３の各シェル２６，３０，３５によって、流体室内にトーラス形状の流体作動室６が形成されている。なお、流体室内においてフロントカバー１１と流体作動室６との間には環状の空間９が確保されている。

フロントカバー１１の内周部とタービンハブ３２との軸方向間には第１スラストベアリング４１が配置されている。この第１スラストベアリング４１が設けられた部分において、半径方向に作動油が連通可能な第１ポート１７が形成されている。また、タービンハブ３２とステータ２３の内周部（具体的にはワンウェイクラッチ３７）との間にはスラストブッシュ４２が配置されている。このスラストブッシュ４２が配置された部分において、半径方向両側に作動油が連通可能な第２ポート１８が形成されている。さらに、ステータ２３とインペラ２１との軸方向間には第２スラストベアリング４３が配置されている。この第２スラストベアリング４３が配置された部分において、半径方向両側に作動油が連通可能な第３ポート１９が形成されている。なお、各油路は、図示しない油圧回路に接続されており、独立して第１〜第３ポート１７〜１９に作動油の供給・排出が可能となっている。

［ロックアップ装置の構造］
図１〜図３に示すように、ロックアップ装置７は、タービン２２とフロントカバー１１との間の空間９に配置されており、必要に応じて両者を機械的に連結するための機構である。ロックアップ装置７は、空間９を、フロントカバー１１とロックアップ装置７との間の第１油圧室Ａと、ロックアップ装置７とタービン２２との間の第２油圧室Ｂと、に分割している。

ロックアップ装置７は、ピストン７１と、ドライブプレート（入力回転部材）７２と、ドリブンプレート（出力回転部材）７３と、複数のトーションスプリング７４と、中間部材７５と、を有している。

ピストン７１は、クラッチの連結及び遮断を行うための部材であり、中心孔が形成された円板形状である。ピストン７１の内周縁には、軸方向エンジン側に延びる内周側筒状部７１ｂが形成されている。内周側筒状部７１ｂはタービンハブ３２のエンジン側の外周面によって回転方向及び軸方向に移動可能に支持されている。なお、ピストン７１は、トランスミッション側のタービンハブ３２に当接することで、軸方向トランスミッション側への移動が、制限されている。

また、タービンハブ３２のエンジン側の外周面には内周側筒状部７１ｂの内周面に当接する環状のシールリング３２ｂが設けられている。これにより、ピストン７１の内周縁はシールされている。さらに、ピストン７１の外周側には環状の摩擦連結部７１ｃが形成されている。摩擦連結部７１ｃの軸方向エンジン側には環状の摩擦フェーシング７６が張られている。

ドライブプレート７２は、ピストン７１の外周部の軸方向トランスミッション側に配置されており、板金製の環状の部材である。ドライブプレート７２は、固定部７２ａと、複数のトルク伝達部７２ｂと、複数の受け部７２ｃと、複数のばね収容部７２ｄ（図３参照）と、複数の係合部７２ｅと、を有している。

固定部７２ａは、ピストン７１の軸方向トランスミッション側面に当接し、複数のリベット７８によってピストン７１に固定されている。複数のトルク伝達部７２ｂは、固定部７２ａから外周側に延び、トーションスプリング７４の円周方向の端部に当接している。

複数の受け部７２ｃは固定部７２ａの外周部に形成されている。受け部７２ｃは固定部７２ａの外周部をトランスミッション側に折り曲げて形成されたものである。そして、受け部７２ｃは、図４に拡大して示すように、折り曲げ部７２ｆを決め押し加工することによって、トーションスプリング７４の軸方向中心Ｃよりもエンジン側においてトーションスプリング７４の内周側を支持するように形成されている。ただし、図３に示すように、各受け部７２ｃの円周方向の両端部（図３のＰ部分）は、決め押し加工はされていない。換言すれば、各受け部７２ｃにおける折り曲げ部７２ｆの円周方向両端部以外が決め押し加工されている。

このため、受け部７２ｃにおいては、折り曲げ部７２ｆの円周方向の両端部は、決め押し加工された部分より隅部半径が大きくなっている。

図３に示すように、ばね収容部７２ｄは複数のトルク伝達部７２ｂの回転方向間に設けられている。各ばね収容部７２ｄ内には１対のトーションスプリング７４が収容されている。トーションスプリング７４は、ピストン７１に固定されたドライブプレート７２とドリブンプレート７３とを回転方向に弾性的に連結している。１対のトーションスプリング７４は回転方向に直列に作用するように配置されている。

複数の係合部７２ｅは、受け部７２ｃからさらに外周側でかつトランスミッション側に延びて形成されている。

ドリブンプレート７３は、トーションスプリング７４からのトルクをタービン２２に伝達するための部材であり、タービンシェル３０の外周側に設けられている。ドリブンプレート７３は、装着部７３ａと、複数の爪７３ｂと、を有している。装着部７３ａは、例えば溶接によってタービンシェル３０に固定されている。複数の爪７３ｂは、装着部７３ａの外周縁から軸方向エンジン側に折り曲げられて形成されている。爪７３ｂは、ドリブンプレート７２のトルク伝達部７２ｂに回転方向において対向している。また、爪７３ｂは、各ばね収容部７２ｄに配置されたトーションスプリング７４の円周方向両端に当接している。

中間部材７５は、トーションスプリング７４を半径方向に支持するための部材であり、ピストン７１及びドリブンプレート７３に対して相対回転可能に配置されている。また、中間部材７５はドライブプレート７２及びドリブンプレート７３に対して相対回転可能に配置されている。

［トルクコンバータの動作］
エンジン始動直後には、第１ポート１７及び第３ポート１９からトルクコンバータ本体５内に作動油が供給され、第２ポート１８から作動油が排出される。第１ポート１７から供給された作動油は第１油圧室Ａを外周側に流れ、第２油圧室Ｂを通過して流体作動室６内に流れ込む。このため、第１油圧室Ａと第２油圧室Ｂとの油圧差によってピストン７１はトランスミッション側に移動している。すなわち摩擦フェーシング７６はフロントカバー１１から離れ、ロックアップが解除されている。このロックアップ解除時には、フロントカバー１１からのトルクは作動油を介してタービン２２に伝達される。

［ロックアップ装置の動作］
トルクコンバータ１の速度比が上がり、入力シャフトが一定の回転数に達すると、第１ポート１７から第１油圧室Ａの作動油が排出される。この結果、第１油圧室Ａと第２油圧室Ｂとの油圧差によって、ピストン７１がフロントカバー１１側に移動させられ、摩擦フェーシング７６がフロントカバー１１の摩擦面に押し付けられる。この結果、フロントカバー１１のトルクは、ピストン７１から、ドライブプレート７２及びトーションスプリング７４を介してドリブンプレート７３に伝達される。さらに、トルクは、ドリブンプレート７３からタービン２２に伝達される。すなわち、フロントカバー１１が機械的にタービン２２に連結され、フロントカバー１１のトルクがタービン２２を介して直接入力シャフトに出力される。

［特徴］
この装置では、ドライブプレート７２の受け部７２ｃが、トーションスプリング７４の中心よりエンジン側においてトーションスプリング７４の内周側を支持している。このため、トーションスプリング７４が圧縮されて変形した際に、受け部７２ｃによってトーションスプリングの中心部内周側が確実に支持され、トーションスプリング７４が内周側に落ち込むのが防止される。

また、受け部７２ｃは固定部７２ａの外周部を決め押し加工によって折り曲げて形成されているが、折り曲げ部７２ｆの円周方向両端部は決め押し加工されていない。このため、受け部７２ｃの円周方向両端部に応力が集中するのを避けることができ、受け部７２ｃの強度低下を抑えることができる。

［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。

７ ロックアップ装置
７２ ドライブプレート（入力回転部材）
７２ａ 固定部
７２ｂ トルク伝達部
７２ｃ 受け部
７２ｆ 折り曲げ部
７３ ドリブンプレート（出力回転部材）
７４ トーションスプリング
７５ 中間部材

Claims (3)

1. エンジンからのトルクをトランスミッション側の部材に伝達するとともに捩り振動を吸収・減衰するためのトルクコンバータのロックアップ装置であって、
   入力回転部材と、
   前記入力回転部材に対して相対回転自在であり、前記トランスミッション側の部材に連結された出力回転部材と、
   前記入力回転部材と前記出力回転部材とを回転方向に弾性的に連結する複数の弾性部材と、
   を備え、
   前記入力回転部材は、
   エンジンからトルクが入力される部材に固定される固定部と、
   前記固定部から外周側に延びて形成され、前記弾性部材の端部に当接する複数のトルク伝達部と、
   前記固定部の外周部に形成され、前記弾性部材の軸方向中心よりエンジン側において前記弾性部材の内周側を支持するとともに、トランスミッション側に延びる複数の受け部と、を有し、
   前記固定部は円板状に形成され、
   前記複数の受け部は、前記固定部の外周部をトランスミッション側に折り曲げて形成されており、各受け部における折り曲げ部の円周方向両端部以外は決め押し加工されている、
   トルクコンバータのロックアップ装置。
2. 前記複数の受け部のそれぞれの折り曲げ部の円周方向の両端部は、前記決め押し加工された部分より隅部半径が大きい、請求項１に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
3. 前記入力回転部材及び前記出力回転部材に対して相対回転自在であり、前記複数の弾性部材のうちの少なくとも２つの弾性部材を直列的に作用させるための中間部材をさらに備えた、請求項１又は２に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。

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