JP2008164013A - 車両用ダンパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小さい質量のイナーシャ部材によってクラッチ係合時のエンジンの爆発振動を効果的に吸収することができる車両用ダンパを提供する。
【解決手段】 シングルピニオンプラネタリギヤ４８のキャリアＣがエンジン１８の出力軸に連結された連結部材１９によって回転され、リングギヤＲが変速機１０の入力軸１４に連結されたプレート３０，７１に設けられ、サンギヤＳにイナーシャ部材５１が設けられているので、エンジン１８の出力軸の振幅を１とすると、イナーシャ部材５１の振幅は（１＋λ）／λと大きくなり、イナーシャ部材１８の質量が小さくても、効果的にエンジン１８の爆発振動を低減することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジンの回転を変速機に係脱可能に伝達するクラッチにおける車両用ダンパ装置に関する。

特許文献１に記載されたロックアップクラッチにおけるねじり振動ダンパにおいては、エンジンのクランクシャフトに連結された流体トルクコンバータのハウジングにインペラが設けられ、該インペラと対向するタービンが設けられたタービンホイールに駆動側ダンパエレメントが固定され、該駆動側ダンパエレメントがハウジングとロックアップクラッチによって係脱可能に連結されるようになっている。駆動側ダンパエレメントには従動側ダンパエレメントが相対回転可能に連結され、圧縮スプリングのばね力により駆動側ダンパエレメントに対して中立位置に保持されている。駆動側ダンパエレメントは遊星歯車を支承してシングルピニオンプラネタリギヤのキャリアとして機能し、従動側ダンパエレメントは変速機の入力軸に連結されるとともに、シングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤとして機能する。シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤはイナーシャ部材として作用する。
特許第３４７６７１９号公報（段落〔００２８〕乃至〔００３１、図１）

特許文献１に記載のねじり振動ダンパによれば、変速機の入力軸の固有振動数を調整し、ロックアップクラッチが結合するときのエンジン回転数に基づく振動数より高い領域に小さい振幅の少数の固有振動数しか生じないようにすることができる。

しかしながら、特許文献１に記載のねじり振動ダンパは、シングルピニオンプラネタリギヤをダンパと並列に配置し、リングギヤがイナーシャ部材として作用し、トルクの入出力部材をキャリアとサンギヤに接続し、イナーシャ部材のイナーシャによってクラッチ係合時のエンジンの爆発振動を吸収している。ところで、図７に示すシングルピニオンプラネタリギヤは、その速度線図から明らかなように、エンジン側振幅を１とすると、イナーシャ部材の振幅は（１＋λ）となる。λは、サンギヤの歯数をリングギヤの歯数で割り算して得られるシングルピニオンプラネタリギヤのギヤ比である。このλは、大きくすることが通常できないので、所望の振動数でエンジンの爆発振動に対するトルクの出力部材の振幅を小さくするためには、大きな質量のイナーシャ部材を設けなければならない。

本発明は、小さい質量のイナーシャ部材によってクラッチ係合時のエンジンの爆発振動を効果的に吸収することができる車両用ダンパを提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、エンジンの出力軸に連結される連結部材と、該連結部材にクラッチを介して係脱可能に連結されるディスクと、前記ディスクに対して相対回転可能に配置され、変速機の入力軸に連結されるプレートと、前記ディスクと前記プレートとの間に介在され、前記プレートと前記ディスクを弾性的に連結する圧縮スプリングと、を備えた車両用ダンパ装置において、サンギヤと、リングギヤと、リングギヤとサンギヤに噛合するピニオンギヤを回転自在に支承するピニオン軸が設けられたキャリアを有するシングルピニオンプラネタリギヤを備え、前記キャリアは、前記連結部材または前記ディスクの一方と一体回転されるように設けられ、前記リングギヤが前記プレートに設けられ、前記サンギヤにイナーシャ部材が設けられていることである。

請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記連結部材は、流体トルクコンバータのフロントカバーであり、前記クラッチは、前記フロントカバーと前記ディスクとを係脱可能に連結するロックアップクラッチであり、前記プレートは、前記流体トルクコンバータのタービンと直結され、前記キャリアが前記ディスクに設けられていることである。

請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記連結部材は、発進クラッチ装置のハウジングであり、前記クラッチは、前記ハウジングに設けられたクラッチドラムと前記ディスクに設けられたクラッチハブを係脱可能に連結する発進クラッチであり、前記クラッチドラムに前記キャリアが設けられていることである。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、シングルピニオンプラネタリギヤのキャリアがエンジンの出力軸に連結された連結部材によって回転され、リングギヤが変速機の入力軸に連結されたプレートに設けられ、サンギヤにイナーシャ部材が設けられているので、エンジンの出力軸の振幅を１とすると、イナーシャ部材の振幅は（１＋λ）／λと大きくなり、イナーシャ部材の質量が小さくても、エンジンの爆発振動を効果的に低減することができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、エンジンの出力軸に連結された流体トルクコンバータのハウジングにクラッチを介して連結されたディスクに、シングルピニオンプラネタリギヤのキャリアが設けられ、流体トルクコンバータのタービンと直結されたプレートに、リングギヤが設けられ、サンギヤにイナーシャ部材が設けられているので、エンジンの出力軸の振幅を１とすると、イナーシャ部材の振幅は（１＋λ）／λと大きくなり、自動変速機に連結された流体トルクコンバータのロックアップクラッチにおいてエンジンの爆発振動を効果的に低減することができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、エンジンの出力軸に連結された連結部材にクラッチドラムが設けられ、連結部材にクラッチを介して係脱可能に連結されるディスクにクラッチハブが設けられ、クラッチドラムとクラッチハブとを係脱可能に連結する発進クラッチが設けられ、シングルピニオンプラネタリギヤのキャリアがクラッチドラムに設けられ、リングギヤが変速機の入力軸に連結されたプレートに設けられ、サンギヤにイナーシャ部材が設けられているので、エンジンの出力軸の振幅を１とすると、イナーシャ部材の振幅は（１＋λ）／λと大きくなり、変速機に設けられた発進クラッチにおいてエンジンの爆発振動を効果的に低減することができる。

以下、図面に基づいて本発明の第１の実施形態について説明する。図１において、１０は自動変速機で、自動車のエンジン１８によって回転駆動される流体トルクコンバータ１１の出力回転を変速して駆動輪に伝達する。本実施の形態に係る車両用ダンパ装置は、流体トルクコンバータ１１の入力側と出力側とを直結するためのロックアップクラッチ１２に用いられる。自動変速機１０は、車体に取り付けられたトランスミッションケース１３内に共通軸線上に順次支承された入力軸１４、シングルピニオンプラネタリギヤ１５、ダブルピニオンプラネタリギヤ１６、出力軸１７、第１、第２、第３クラッチC-1，C-2，C-3及び第１、第２ブレーキB-1,B-2、及びワンウェイクラッチF-1等で構成されている。自動変速機１０は、第１乃至第３クラッチC-1〜C-3及び第１、第２ブレーキB-1，B-2を選択的に係脱することにより前進６速段、後進１速段の各変速段を成立させるようになっている。

図２において、流体トルクコンバータ１１のハウジング１９は、溶接で一体に接合されたフロントカバー２０、ポンプシェル２１、及びフランジ付き円筒部２２等で構成され、フランジ付き円筒部２２によってトランスミッションケース１３に回転可能に支承されている。ハウジング１９は、フロントカバー２０に設けられたセットドッグ２３にエンジン１８のドライブプレートがねじ止めされることにより、エンジン１８の出力軸に連結される連結部材として機能する。

ポンプシェル２１の内側にはポンプインペラ２４が設けられ、タービンホイール２５に設けられたタービン２６と対向している。タービンホイール２５は入力軸１４に一体的にスプライン嵌合された結合部材２９のフランジ部の一側面に当接され、他側面に当接された後述するプレート３０と共にリベットで結合部材２９に固定されている。ポンプインペラ２４とタービン２６との間の下方空間にステータ２７が配置され、ステータ２７は、ワンウェイクラッチ３１のアウタレースに固定され、フランジ付き円筒部２２のフランジ内側面と結合部材２９の側端面との間にスラストベアリングによって支承されている。トランスミッションケース１３に固定されたステータシャフト２８の内周には、主軸１４がニードルベアリングによって回転可能に支承され、外周にはワンウェイクラッチ３１のインナレースがスプライン結合されている。これにより、ポンプインペラ２４がエンジン１８により回転駆動されてオイルを送り出し、ステータ２７がオイルの反力を受け止めて回転トルクをタービン２６に伝達する。

３２はロックアップクラッチ１２のピストンで、結合部材２９の円筒部にシール部材３３によりシールされて摺動可能に嵌合されている。ピストン３２の拡張部３４はハウジング１９のフロントカバー２０の内側面と対向して半径方向に延在し、フロントカバー２０の内端面の外周近傍と対向する前端面部分に摩擦部材３５が貼付されている。

次に、ロックアップクラッチ１２における車両用ダンパ装置５２を図２、図３に基づいて説明する。３６は環状の円盤形状をなすディスクで、半径方向に延在し、外周に形成された凹部３７が、ピストン３２の外縁の軸線方向に屈曲された屈曲部３８の内面に形成された凸部３９と係合し、これによりディスク３６はピストン３２と円周方向の相対回転を規制して軸線方向に相対移動可能に係合されている。プレート３０は、ディスク３６の後面側に位置する第１プレート４０と前面側に位置する第２プレート４１とで構成され、両者間に円周方向に等間隔で形成された複数の第１ばね収納部４２には、第１圧縮スプリング４３が、第１ばね収納部４２の両端部で収納されている。ディスク３６の内周面には凹溝４４が円周方向に形成され、凹溝４４の両端が第１圧縮スプリング４３の両端と接している。このように、プレート３０はディスク３６に対して相対回転可能に配置されるとともに、プレート３０とディスク３６との間に介在された第１圧縮スプリング４３のばね力によってディスク３６に対して中立位置に保持されている。

第１、第２プレート４０，４１の第１ばね収納部４２の各間に、第２ばね収納部４５が形成され、第２ばね収納部４５には、ばね定数の大きい第２圧縮スプリング４６が、収納されている。ディスク３６には長穴４７が円周方向に形成され、長穴４７の両端と第２圧縮スプリング４６の両端との間に所定隙間が設けられている。これにより、ディスク３６が第１圧縮スプリング４３を圧縮してプレート３０に対して所定隙間だけ回転すると長穴４７の端が第２圧縮スプリング４３の端に当接しショックを緩和して相対回転を規制する。すなわち、プレート３０とディスク３６は、第１圧縮スプリング４３および第２圧縮スプリンング４６により弾性的に連結されている。

ディスク３６の外周近傍には、シングルピニオンプラネタリギヤ４８の複数のピニオン軸４９が軸線方向に嵌合され溶接等で固定されている。各ピニオン軸４９には、ピニオンギヤ５０が回転可能に支承されている。第１プレート４０はピニオンギヤ５０より半径方向外方に延在して軸線方向に屈曲した屈曲部にピニオンギヤ５０と噛合するリングギヤＲが形成されている。ピニオンギヤ５０には、イナーシャ部材５１が設けられた環状のサンギヤＳが噛合されている。このように、シングルピニオンプラネタリギヤ４８のキャリアＣがディスク３６に一体的に設けられ、リングギヤＲがプレート３０に一体的に設けられ、サンギヤＳにイナーシャ部材５１が一体的に設けられている。

以上のように構成されたロックアップクラッチ１２は、油圧ポンプ５３から油圧がピストン３２の後側に供給されると、ピストン３２が前進して摩擦部材３５がフロントカバー２０の内端面に押圧され、流体トルクコンバータ１１のハウジング１９と自動変速機１０の入力軸１４とが連結される。このとき、車両用ダンパ装置５２においては、図４に示すシングルピニオンプラネタリギヤ４８の速度線図から明らかなように、エンジン１８の出力軸１９の振幅を１とすると、イナーシャ部材５１の振幅は（１＋λ）／λと大きくなり、イナーシャ部材５１の質量が小さくても、エンジンの爆発振動を効果的に低減することができる。

上記実施の形態では、第１プレート４０をピニオンギヤ５０より半径方向外方に延在し、軸線方向に屈曲して屈曲部を形成し、この屈曲部にピニオンギヤ５０と噛合するリングギヤＲを形成しているが、図５に示すように、リングギヤＲをタービンホイール２５に直結部材７５によって直結するようにしてもよい。これにより、第１プレート４０を延在させる距離より短い直結部材７５によってリングギヤＲを自動変速機１０の入力軸１４に直結することができ、かつ第１プレート４０の形状を簡素にすることができる。

次に、第２の実施形態に係る発進クラッチ装置７６における車両用ダンパ装置５４を図６に基づいて説明する。発進クラッチ装置７６のハウジング５６は、溶接で一体に接合されたフロントカバー５７、シリンダ部材５８、リヤカバー５９、及びフランジ付き円筒部６０等で構成され、フランジ付き円筒部６０によってトランスミッションケース１３に回転可能に支承されている。ハウジング５６は、フロントカバー５７に設けられたセットドッグ６１にエンジン１８のドライブプレートがナットでねじ止めされることにより、エンジン１８の出力軸に連結される連結部材として機能する。

６２は環状のディスクで、半径方向に延在し、外周縁部は軸線方向に屈曲されてクラッチハブ６３が形成されている。フロントカバー５７の内側面の外縁近傍には、軸線方向に延在するクラッチドラム６４が固定されている。クラッチドラム６４とクラッチハブ６３とは発進クラッチ５５によって係脱可能に連結される。即ち、クラッチハブ６３に摩擦板６５が相対回転を規制して軸線方向に移動可能にスプライン係合され、クラッチドラム６４の内周面にセパレータプレート６６が相対回転を規制して軸線方向に移動可能にスプライン係合されている。シリンダ部材５８にはピストン６７がシール部材６８によりシールされて摺動可能に嵌合され、シリンダ室６９が形成されている。ピストン６７の半径方向外側に延在する作動部７０がセパレータプレート６６と摩擦板６５とを圧接させると、発進クラッチ５５が係合される。

プレート７１がディスク６２に対して相対回転可能に配置されるとともに、プレート７１とディスク６２との間に介在された第１圧縮スプリング４３のばね力によってディスク６２に対して中立位置に保持されていることは、第１の実施形態と同じであるので、詳細な説明は省略する。プレート７１を構成する第１、第２プレート７２，７３は、入力軸１４に一体的にスプライン嵌合された結合部材７４のフランジ部を挟んでリベットで固定されている。結合部材７４は、トランスミッションケース１３に回転可能に軸承された入力軸１４の外周にスプライン結合されている。

クラッチドラム６４の内周面には、シングルピニオンプラネタリギヤ４８のキャリアＣがスプライン嵌合して固定され、キャリアＣには、複数のピニオン軸４９が軸線方向に嵌合され溶接等で固定されている。各ピニオン軸４９には、ピニオンギヤ５０が回転可能に支承されている。第１プレート７２はピニオンギヤ５０より半径方向外方に延在して軸線方向に屈曲した屈曲部にピニオンギヤ５０と噛合するリングギヤＲが形成されている。ピニオンギヤ５０には、イナーシャ部材５１が設けられた環状のサンギヤＳが噛合されている。このように、シングルピニオンプラネタリギヤ４８のキャリアＣがクラッチドラム６４に一体的に設けられ、リングギヤＲがプレート３０に一体的に設けられ、サンギヤＳにイナーシャ部材５１が一体的に設けられている

以上のように構成された発進クラッチ５５は、油圧ポンプ５３から油圧がシリンダ室６９に供給されると、ピストン６７が後方移動してセパレータプレート６６と摩擦板６５とが圧接され、ハウジング５６とディスク６２とが連結される。このとき、車両用ダンパ装置５４においては、第１の実施形態と同様に、イナーシャ部材５１の質量が小さくても、効果的にエンジンの爆発振動を低減することができる。

流体トルクコンバータおよび自動変速機を示すスケルトン図。 ロックアップクラッチにおける車両用ダンパ装置を示す断面図。 車両用ダンパ装置を示す平面図。 本実施の形態に係るダンパ装置のエンジン側振幅に対するイナーシャ部材の振幅の割合を示す図。 リングギヤをタービンホイールに直結した場合を示すスケルトン図。 発進クラッチにおける車両用ダンパ装置を示す断面図。 従来のダンパ装置のエンジン側振幅に対するイナーシャ部材の振幅の割合を示す図。

符号の説明

１０…自動変速機、１１…流体トルクコンバータ、１２…ロックアップクラッチ、１３…トランスミッションケース、１４…入力軸、１５…シングルピニオンプラネタリギヤ、１６…ダブルピニオンプラネタリギヤ、１８…エンジン、１９…ハウジング（連結部材）、２０…フロントカバー、２９，７４…結合部材、３０，７１…プレート、３５…摩擦部材、３６，６２…ディスク、４０，７２…第１プレート、４１，７３…第２プレート、４２…第１ばね収納部、４３…第１圧縮スプリング、４８…シングルピニオンプラネタリギヤ、Ｒ…リングギヤ、Ｃ…キャリア、Ｓ…サンギヤ、４９…ピニオン軸、５０…ピニオンギヤ、５１…イナーシャ部材、５２，５４…車両用ダンパ装置、５３…油圧ポンプ、５５…発進クラッチ、５６…ハウジング、５７…フロントカバー、６３…クラッチハブ、６４…クラッチドラム、６５…摩擦板、６６…セパレータプレート、６７…ピストン、６９…シリンダ室、７０…作動部、７１…プレート、７４…結合部材、７５直結部材、７６…発進クラッチ装置。

Claims (3)

1. エンジンの出力軸に連結される連結部材と、該連結部材にクラッチを介して係脱可能に連結されるディスクと、前記ディスクに対して相対回転可能に配置され、変速機の入力軸に連結されるプレートと、前記ディスクと前記プレートとの間に介在され、前記プレートと前記ディスクを弾性的に連結する圧縮スプリングと、を備えた車両用ダンパ装置において、
   サンギヤと、リングギヤと、リングギヤとサンギヤに噛合するピニオンギヤを回転自在に支承するピニオン軸が設けられたキャリアを有するシングルピニオンプラネタリギヤを備え、
   前記キャリアは、前記連結部材または前記ディスクの一方と一体回転されるように設けられ、
   前記リングギヤが前記プレートに設けられ、
   前記サンギヤにイナーシャ部材が設けられていることを特徴とする車両用ダンパ装置。
2. 請求項１において、前記連結部材は、流体トルクコンバータのフロントカバーであり、
   前記クラッチは、前記フロントカバーと前記ディスクとを係脱可能に連結するロックアップクラッチであり、
   前記プレートは、前記流体トルクコンバータのタービンと直結され、
   前記キャリアが前記ディスクに設けられていることを特徴とする車両用ダンパ装置。
3. 請求項１において、前記連結部材は、発進クラッチ装置のハウジングであり、
   前記クラッチは、前記ハウジングに設けられたクラッチドラムと前記ディスクに設けられたクラッチハブを係脱可能に連結する発進クラッチであり、
   前記クラッチドラムに前記キャリアが設けられていることを特徴とする車両用ダンパ装置。

Images