JP2006037973A - Torque converter lockup damper device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はダンパスプリングを直列状態で連結するトルクコンバータのロックアップダンパ装置に関するものである。 The present invention relates to a lock-up damper device for a torque converter that connects damper springs in series.
トルクコンバータとは周知の通りエンジンの動力を、作動流体を媒体としてトランスミッションへ伝えることが出来る一種の継手であり、エンジンによって回されるポンプインペラ、そして該ポンプインペラの回転により送り出される作動流体の動きを受けて回るタービンランナ、さらにタービンランナから出た作動流体の向きを変えてポンプインペラへ導くステータから構成されている。 As is well known, a torque converter is a type of joint that can transmit engine power to a transmission using a working fluid as a medium. A pump impeller that is turned by the engine and a movement of the working fluid that is sent out by the rotation of the pump impeller. The turbine runner that rotates around the turbine runner, and the stator that changes the direction of the working fluid from the turbine runner and guides it to the pump impeller.
そこで、これらポンプインペラ、タービンランナ、及びステータには複数枚のブレードが所定の角度をもって一定間隔で配列されている。トルクコンバータ内に封入されている作動流体は、ポンプインペラからその各ブレードを介して外周方向へ送り出され、トルクコンバータのケース内壁を伝い、タービンランナのブレードに当って該タービンランナをポンプインペラと同方向に回す働きをする。又タービンランナに当たってから送り出される作動流体は、ステータのブレードに当たってポンプインペラの回転を助長する方向に流れ方向が変えられ、再び内周からポンプインペラに流入する。 Therefore, a plurality of blades are arranged at predetermined intervals at a predetermined angle on the pump impeller, turbine runner, and stator. The working fluid sealed in the torque converter is sent from the pump impeller through the blades in the outer circumferential direction, travels along the inner wall of the case of the torque converter, hits the blade of the turbine runner, and the turbine runner is the same as the pump impeller. It works to turn in the direction. Further, the working fluid sent out after hitting the turbine runner is changed in the flow direction so as to hit the blades of the stator and promote the rotation of the pump impeller, and flows into the pump impeller again from the inner periphery.
図5は従来のトルクコンバータの断面を示している。同図の(イ)はポンプインペラ、(ロ)はタービンランナ、(ハ)はステータ、そして(ニ)はピストンをそれぞれ示し、これらはトルクコンバータ外殻(ム)内に収容されている。そこでエンジンからの動力を得てフロントカバー(ホ)が回転し、該フロントカバー(ホ)と一体となっているポンプインペラ(イ)が回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナ(ロ)が回る。 FIG. 5 shows a cross section of a conventional torque converter. In the figure, (A) is a pump impeller, (B) is a turbine runner, (C) is a stator, and (D) is a piston, which are housed in a torque converter outer shell (M). Therefore, the front cover (e) rotates with the power from the engine, and the pump impeller (a) integrated with the front cover (e) rotates. ) Turns.
そしてタービンランナ(ロ)のタービンハブ(ヘ)には軸(図示なし)が嵌って、タービンランナ(ロ)の回転をトランスミッション(図示なし)へ伝達することが出来る。トルクコンバータは一種の流体クラッチである為、ポンプインペラ(イ)の回転速度が低い場合には、タービンランナ(ロ)の回転を停止することが出来(車を停止することが出来)、しかしポンプインペラ(イ)の回転速度が高くなるに従ってタービンランナ(ロ)は回り始め、さらに高速になるに従ってタービンランナ(ロ)の速度はポンプインペラ(イ)の回転速度に近づく。しかし作動流体を媒介としているトルクコンバータでは、タービンランナ(ロ)の回転速度はポンプインペラ(イ)と同一速度にはなり得ない。 A shaft (not shown) is fitted to the turbine hub (f) of the turbine runner (b), and the rotation of the turbine runner (b) can be transmitted to a transmission (not shown). Since the torque converter is a kind of fluid clutch, when the rotation speed of the pump impeller (a) is low, the rotation of the turbine runner (ro) can be stopped (the car can be stopped), but the pump As the rotational speed of the impeller (b) increases, the turbine runner (b) starts to rotate, and as the speed further increases, the speed of the turbine runner (b) approaches the rotational speed of the pump impeller (b). However, in the torque converter using the working fluid as a medium, the rotational speed of the turbine runner (b) cannot be the same as that of the pump impeller (b).
そこで、同図にも示しているようにトルクコンバータ外殻(ム)内にはピストン(ニ)が設けられていて、タービンランナ(ロ)の回転速度が所定の領域を越えた場合には、該ピストン(ニ)が軸方向に移動してフロントカバー(ホ)に係合するように作動することが出来る。ピストン外周には摩擦材(ト)が取り付けられている為に、該ピストン(ニ)は滑ることなくフロントカバー(ホ)と同一速度で回転することが出来る。そしてこのピストン(ニ)はタービンランナ(ロ)と連結していて、タービンランナ(ロ)はピストン(ニ)によって回されることになり、エンジンからの動力をトランスミッションへ、流体を介することによるロスを伴うことなくほぼ100%の高効率で伝達することが出来る。 Therefore, as shown in the figure, when the piston (d) is provided in the torque converter outer shell (mu), and the rotational speed of the turbine runner (b) exceeds a predetermined region, The piston (d) can be operated to move in the axial direction and engage with the front cover (e). Since a friction material (g) is attached to the outer periphery of the piston, the piston (d) can rotate at the same speed as the front cover (e) without slipping. This piston (d) is connected to the turbine runner (b), and the turbine runner (b) is rotated by the piston (d), and the power from the engine is lost to the transmission through the fluid. Can be transmitted with high efficiency of almost 100%.
このように、タービンランナ(ロ)の回転速度が高くなって、ある条件になった時に、ピストン(ニ)はフロントカバー(ホ)に係合して、作動流体を媒体としないでタービンランナ(ロ)を直接回転駆動させることが出来る。しかし係合前は、タービンランナ(ロ)とフロントカバー(ホ)の回転速度は完全に同一ではなく、ピストン(ニ)がフロントカバー(ホ)に係合することで、速度差に基づく衝撃が発生する。この係合時の衝撃を緩和し、一方では係合後にエンジンのトルク変動を伝えない為にピストン(ニ)とタービンランナ(ロ)との間にはダンパスプリング(チ)、(チ)…、を備えたロックアップダンパ(ヌ)が取り付けられている。 In this way, when the rotational speed of the turbine runner (b) increases and a certain condition is reached, the piston (d) engages with the front cover (e) and the turbine runner ( B) can be directly rotated. However, before the engagement, the rotational speed of the turbine runner (b) and the front cover (e) is not completely the same, and the piston (d) engages with the front cover (e), so that an impact based on the speed difference occurs. appear. Damper springs (H), (H) ... between the piston (D) and the turbine runner (B) in order to mitigate this impact at the time of engagement and, on the other hand, not transmit the torque fluctuation of the engine after the engagement. A lockup damper (N) equipped with is attached.
したがって、タービンランナ(ロ)と共に同一速度で回転しているピストン(ニ)が僅かに速いフロントカバー(ホ)に係合する際、ピストン(ニ)の速度は瞬間的に高くなってタービンランナ(ロ)をより速く回そうとするトルクが作用する。この衝撃的トルクをダンパスプリング(チ)、(チ)…が圧縮変形して吸収するように構成されている。ピストン(ニ)はタービンランナ(ロ)のタービンハブ(ヘ)に同軸を成して取り付けられているが、ダンパスプリング(チ)、(チ)…の圧縮変形によって上記タービンランナ(ロ)と位相差を生じることが出来る構造となっている。 Therefore, when the piston (d) rotating at the same speed as the turbine runner (b) is engaged with the slightly faster front cover (e), the speed of the piston (d) increases momentarily and the turbine runner ( (B) Torque to rotate faster is applied. The damper springs (H), (H), ... are configured to absorb and absorb this shocking torque. The piston (d) is coaxially attached to the turbine hub (f) of the turbine runner (b), but it is positioned with the turbine runner (b) by the compression deformation of the damper springs (h), (h). It has a structure capable of producing a phase difference.
従来において、ロックアップダンパの構造は色々知られているが、例えば特開平10−169714号に係る「ダンパー機構」は、広い捩れ角特性確保の為に中間部材を介して直列に連結された複数の弾性部材(コイルスプリング)を外周部に配置したダンパー機構で、中間部材を含む弾性部材の連結部分の移動を規制し、ダンパー特性を安定させることを目的としている。 Conventionally, various structures of lock-up dampers are known. For example, a “damper mechanism” according to Japanese Patent Laid-Open No. 10-169714 has a plurality of units connected in series via an intermediate member to ensure a wide torsion angle characteristic. This is a damper mechanism in which the elastic member (coil spring) is arranged on the outer periphery, and the movement of the connecting portion of the elastic member including the intermediate member is restricted to stabilize the damper characteristics.
そこで、該ロックアップダンパ機構は、リティニングプレートと、ドリブン部材と、外周部において直列に配置されるコイルスプリングと、中間部材と、中間部材の軸方向の移動を規制する押さえプレートとを備えている。コイルスプリングは、リティニングプレートとドリブン部材とを弾性的に連結する。この場合、中間部材は、リティニングプレート及びドリブン部材に対して相対回転可能で、コイルスプリング間に配置される中間支持部と、中間支持部の径方向外側への移動を規制する環状の連結部とを有している。 Therefore, the lockup damper mechanism includes a retaining plate, a driven member, a coil spring arranged in series in the outer peripheral portion, an intermediate member, and a pressing plate that restricts the axial movement of the intermediate member. Yes. The coil spring elastically connects the retaining plate and the driven member. In this case, the intermediate member is rotatable relative to the retaining plate and the driven member, and an intermediate support portion disposed between the coil springs and an annular coupling portion that restricts the movement of the intermediate support portion in the radial direction outside. And have.
複数のコイルスプリング(ダンパスプリング)が中間部材を介して直列に連結されることで捩れ角が大きく成って、ピストン(リティニングプレート)がフロントカバーに係合する際の衝撃を一段と緩和することが出来、トランスミッションへの伝達トルクの変動が小さくなる。 Multiple coil springs (damper springs) are connected in series via an intermediate member to increase the torsion angle and further reduce the impact when the piston (retaining plate) engages the front cover. The transmission torque fluctuation to the transmission is reduced.
ところが、ピストン(リティニングプレート)がフロイントカバーに係合する際にはダンパスプリングが圧縮変形するが、ピストン外周に沿って配置されているダンパスプリングは圧縮変形に際してピストン外周と擦れ合い、動力の損失を招く。又、隣り合うダンパスプリング間に介在する中間支持部を有す中間部材はダンパスプリングの伸縮変形と共に相対回転する。そして、該中間部材は押えプレートにて位置決めされているが、回転に伴う滑り摩擦によって伝達動力の損失が発生する。ダンパスプリング及び中間部材の摩擦に伴う動力損失のみならず、ダンパスプリングのバネ特性に影響して伸縮変形に影響を与える。 However, when the piston (retaining plate) engages with the front cover, the damper spring compresses and deforms, but the damper spring arranged along the outer periphery of the piston rubs against the outer periphery of the piston during the compressive deformation and loses power. Invite. An intermediate member having an intermediate support portion interposed between adjacent damper springs rotates relative to the expansion and contraction of the damper spring. The intermediate member is positioned by the presser plate, but transmission power loss occurs due to sliding friction accompanying rotation. It affects not only the power loss due to the friction between the damper spring and the intermediate member but also the spring characteristics of the damper spring and affects the expansion and contraction.
図6は中間部材(リ)に外方向へ突出して設けている中間支持部(ル)を間にして両ダンパスプリング(チ)、(チ)が連結されている場合を示している。中間支持部(ル)の両側端にはツメ(オ)、(オ)が突出してダンパスプリング(チ)、(チ)の穴に嵌っているが、該ダンパスプリング(チ)が圧縮される場合、ダンパスプリング端部はピストンに(ニ)押え付けられる。そしてダンパスプリング(チ)の中央部は外方向及び矢印方向へ飛び出す。この為に、ダンパスプリング(チ)はピストン外周と摩擦接触する。
このように従来のトルクコンバータのロックアップダンパ装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、ダンパスプリングの伸縮変形に伴うピストンとの摩擦による動力損失を無くして、伝達効率の高いトルクコンバータのロックアップダンパ装置を提供する。又、ダンパスプリングの伸縮変形が阻害されることなく、安定したダンパ機能を発揮することが出来るロックアップダンパ装置を提供する。 Thus, the conventional torque converter lock-up damper device has the above-described problems. The problems to be solved by the present invention are these problems, and provide a lockup damper device for a torque converter having high transmission efficiency by eliminating power loss due to friction with a piston accompanying expansion and contraction of a damper spring. Also provided is a lockup damper device that can exhibit a stable damper function without hindering expansion and contraction of the damper spring.
本発明に係るトルクコンバータのロックアップダンパ装置は、ダンパスプリングを直列状態に連結することで、ピストンがフロントカバーに係合する際の衝撃を一段と緩和するように捩れ角度を拡大することが出来る。そして隣り合うダンパスプリング間には中間支持部が介在し、中間支持部は中間部材の外周に突出して設けられている。従って、基本的な構造は前記特開平10−169714号に係る「ダンパー機構」と共通するが、ピストンがフロントカバーに係合する際に発生するダンパスプリングの伸縮変形に伴うピストンとの擦れ合いを防止するように構成している。 The lock-up damper device for a torque converter according to the present invention can expand the twist angle so as to further alleviate the impact when the piston is engaged with the front cover by connecting the damper springs in series. An intermediate support portion is interposed between adjacent damper springs, and the intermediate support portion is provided so as to protrude from the outer periphery of the intermediate member. Therefore, the basic structure is the same as that of the “damper mechanism” according to Japanese Patent Laid-Open No. 10-169714, but the friction with the piston accompanying the expansion and contraction of the damper spring that occurs when the piston engages with the front cover. It is configured to prevent.
直列状態のダンパスプリングの先端は中間支持部端に当接するが、ダンパスプリングの側端には平坦な当り面を形成したキャップが取付けられ、ダンパスプリングは該キャップを介して中間支持部端面に当接する構造としている。中間支持部の形状は概略コ形断面に曲げ成形され、ダンパスプリングの中心軸がコ形の中間支持部内に位置するように上記キャップに当接する。 The end of the damper spring in series abuts against the end of the intermediate support part, but a cap having a flat contact surface is attached to the side end of the damper spring, and the damper spring contacts the end face of the intermediate support part via the cap. The structure is in contact. The shape of the intermediate support portion is bent into a substantially U-shaped cross section, and abuts against the cap so that the center axis of the damper spring is positioned within the U-shaped intermediate support portion.
本発明に係るロックアップダンパ装置はダンパスプリングを直列状態で配列している為に、ピストンがフロントカバーに係合する際に大きく伸縮変形することができ、衝撃を抑制する効果が大きい。そして、直列に配列されているダンパスプリング間には中間部材に設けている中間支持部が介在し、ダンパスプリングの伸縮に伴って中間部材は回転する。 Since the lock-up damper device according to the present invention has damper springs arranged in series, it can be greatly expanded and contracted when the piston is engaged with the front cover, and the effect of suppressing impact is great. An intermediate support portion provided on the intermediate member is interposed between the damper springs arranged in series, and the intermediate member rotates as the damper spring expands and contracts.
そして、ダンパスプリング先端にはキャップが取付けられ、中間支持部には該キャップを介してダンパスプリングが当接した直列構造と成っている。しかも、中間支持部は概略コ形をしてダンパスプリングの中心軸がコ形中間支持部内に位置するように当接することで、ダンパスプリングの端部がピストンに接することなく、又中央部が湾曲して飛び出すことはない。そして該スプリングと中間支持部との位置に関係なく荷重の伝達をスムーズに行えることから、スプリングはスムーズに伸縮動作する。 A cap is attached to the tip of the damper spring, and the intermediate support portion has a series structure in which the damper spring abuts via the cap. In addition, the intermediate support portion is generally U-shaped and abuts so that the center axis of the damper spring is located within the U-shaped intermediate support portion, so that the end portion of the damper spring does not contact the piston and the center portion is curved. And never jump out. Since the load can be transmitted smoothly regardless of the position of the spring and the intermediate support portion, the spring can smoothly expand and contract.
従って、ダンパスプリングの伸縮変形に伴ってピストンと擦れ合うことはなく、ダンパスプリングのバネ特性は安定し、しかも滑り摩擦による伝達動力の損失は小さくなる。そして、ダンパスプリングは伸縮に伴ってピストン外周面に沿って移動するが、この際にピストン外周面、内表面及びプレート外周面に接しないことで伝達動力の損失は小さくなると共にバネの伸縮変形に与える影響は小さくなる。すなわち、ダンパスプリングのヒステリシス現象を抑制出来、バネの特性を安定させ得る。 Therefore, it does not rub against the piston as the damper spring expands and contracts, the spring characteristics of the damper spring are stabilized, and the loss of transmission power due to sliding friction is reduced. The damper spring moves along the outer peripheral surface of the piston as it expands and contracts.At this time, the loss of transmitted power is reduced and the spring is expanded and contracted by not contacting the outer peripheral surface of the piston, the inner surface and the outer peripheral surface of the plate. The effect is small. That is, the hysteresis phenomenon of the damper spring can be suppressed, and the spring characteristics can be stabilized.
図1は本発明のロックアップダンパ装置を備えたトルクコンバータを示している。基本構造は前記図5に示している従来のトルクコンバータと同じであり、ロックアップダンパ1はタービンランナ2のフランジ3と共にタービンハブ4の外周に取り付けられている。ロックアップダンパ1にはピストン5が組合わされて該ピストン5と共に回転することが出来、ピストン5がフロントカバー6と係合する際に発生する衝撃的トルクをロックアップダンパ1が緩和し、又定常運転時でのエンジンのトルク変動を吸収する事が出来る。
FIG. 1 shows a torque converter provided with a lockup damper device of the present invention. The basic structure is the same as that of the conventional torque converter shown in FIG. 5, and the
図2は本発明のロックアップダンパ装置を示す実施例であり、(a)は正面図、(b)は(a)におけるA−A断面図を示している。このロックアップダンパ1はプレート21がスペーサー7,7・・を介してリベット8,8・・によって固定され、概略リング状のプレート21の外周にはバネ押え9,9・・が形成されて、ダンパスプリング10,10・・の先端に当接する。そして、バネ押え9,9・・の間には収容空間が形成され、この収容空間にダンパスプリング10,10が収容されている。従って、ダンパスプリング10,10・・は上記プレート21を介してピストン5の外周に取付けられる。
FIG. 2 shows an embodiment of the lock-up damper device of the present invention, in which (a) is a front view and (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a). In this lock-up
同図に示しているロックアップダンパ1では、プレート外周にバネ押え9,9・・を4箇所に設け、各バネ押え9,9・・間に形成される各収容空間には2本のダンパスプリング10,10が収容されている。しかし、2本のダンパスプリング10,10が、そのまま収容されることなく、間には中間支持部11,11・・を介在し、各ダンパスプリング10,10は直列状態を成して連結されている。
In the lock-up
図2の表面側(ピストンの反対側)にディスク14が組み合わされ、該ディスク14のフランジ3はタービンランナ2のフランジと共にタービンハブ4に固定される。そして、ディスク14の外周にもバネ押え15,15・・が設けられ、直列状態に連結しているダンパスプリング10,10の先端に該バネ押え15,15・・が当接し、プレート21のバネ押え9,9・・とで挟み込む構造と成っている。従って、ピストン5と共に回転するプレート21とタービンランナ2に固定されるディスク14間に回転速度の変化が発生した際には、該ダンパスプリング10,10は伸縮変形する。
A
図3は中間支持部11,11・・を外方向へ突出して設けた中間部材12を示している。中間部材12は所定大きさのリング体を成し、該中間部材12の4ヶ所に上記中間支持部11,11・・を形成している。該中間部材12は図2(b)に示しているように、ピストン5とプレート21の間に挟まれ、スペーサー7,7・・をガイドとして位置決めされている。そして、該スペーサー7,7・・は中間部材12の厚さより僅かに厚くなっている為に、中間部材12はスペーサー7,7・・をガイドとして回転することが可能である。
FIG. 3 shows an
上記中間部材12の外方向へ突出して形成される中間支持部11,11・・は図2(a)に示すように直列状態で連結されるダンパスプリング10,10の間に位置すると共に、ダンパスプリング10,10の先端に当接する。しかも、本発明では中間支持部11とダンパスプリング10,10との間にはキャップ13,13を介在している。
The intermediate support portions 11, 11,... Formed so as to protrude outward from the
図4は中間支持部11を間にして両ダンパスプリング10,10が直列状態にある場合を示している。円盤上のキャップ13は平坦面16を有し、該平坦面16は中間支持部11の側端面と当接している。そして、キャップ13には嵌入部17を設け、該嵌入部17はダンパスプリング10の中心穴18に嵌って取付けられている。
FIG. 4 shows a case where the damper springs 10 and 10 are in series with the intermediate support portion 11 therebetween. The
そして、中間支持部11は図4(b)に示すように概略コ形を成し、側片部19はダンパスプリング10の中心Oから内側へ寸法bだけ位置ズレし、又上片部20もダンパスプリング10の中心Oから寸法aだけズレた位置に配置される。すなわち、概略コ形の内部にダンパスプリング10の中心Oが位置するようにキャップ13が中間支持部11と当接する。この為に、ダンパスプリング10が圧縮される場合、ダンパスプリング端部がピストン5に押え付けられることなく、又ダンパスプリング10の中央部は外方向へ飛び出すことを防止する。
As shown in FIG. 4B, the intermediate support portion 11 has a generally U shape, the
ところで、図4に示すように、ダンパスプリング10と中間支持部11との間にキャップ13を介在すると共に中間支持部11を概略コ形とすることで、ピストン5がフロントカバー6に係合する際に、タービンランナ2側に固定されているディスク14の外周に形成されているバネ押え15,15・・とプレート21に形成しているバネ押え9,9・・により挟まれてダンパスプリング10,10・・は伸縮変形する。この際、ダンパスプリング10,10・・はピストン5の外周面、内表面、及びプレート21の外周面に接触しにくいように、すなわち、該ピストン5と擦れ合うことが少ないように伸縮変形することが出来る。
Incidentally, as shown in FIG. 4, the
ここで、ダンパスプリング10の中心Oと中間支持部11の側片部間距離bは0〜4mm、該中心Oと中間支持部11の上片部間距離aは0〜4mmとする。すなわち、ダンパスプリング10の中心Oに対して距離a,bの位置で押圧力が作用することで、ダンパスプリング10の端部はピストン5に外周面、内表面及びプレート21の外周面と擦れ合うことがない。
Here, the distance b between the center O of the
1 ロックアップダンパ
2 タービンランナ
3 フランジ
4 タービンハブ
5 ピストン
6 フロントカバー
7 スペーサ
8 リベット
9 バネ押え
10 ダンパスプリング
11 中間支持部
12 中間部材
13 キャップ
14 ディスク
15 バネ押え
16 平坦面
17 嵌入部
18 中心穴
19 側片部
20 上片部
21 プレート
1 Lock-up
10 Damper spring
11 Intermediate support
12 Intermediate member
13 cap
14 discs
15 Spring presser
16 Flat surface
17 Insertion
18 Center hole
19 Side piece
20 Upper part
21 plates
Claims (2)
The upper piece of the substantially U-shaped intermediate support portion is displaced 0-4 mm outward from the center of the damper spring, and the side piece of the intermediate support portion is displaced 0-4 mm inward from the center of the damper spring. The lock-up damper device for the torque converter described.
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