JP4530750B2 - ロックアップクラッチ付き流体伝動装置 - Google Patents

Description

本発明は，ロックアップクラッチのクラッチピストンに形成された環状のスプリング収容溝に複数のダンパスプリングを環状に配列して収容すると共に，隣接するダンパスプリング間に挿入される複数の第１伝動爪をクラッチピストンに固設し，また第１伝動爪と対向しながら隣接するダンパスプリング間に挿入される複数の第２伝動爪の支持部をタービン羽根車のシェルの外周面にレーザビームにより形成される溶接部を介して接合した，ロックアップクラッチ付き流体伝動装置の改良に関する。

かゝるロックアップクラッチ付き流体伝動装置は，例えば下記特許文献１に開示されているように，既に知られている。
特許第３００１８５３号公報

第２伝動爪の支持部がタービン羽根車のシェルの外周面にレーザビームにより溶接されるものでは，ＴＩＧ溶接時に発生するようなスパッタの付着がなく，また溶接ビードのような肉の盛り上がりが形成されないから，溶接後の仕上げ加工を不要にしながら，外観を良好にすると共にコストの低減を図ることができる。

ところで，特許文献１に開示されるものでは，第２伝動爪の支持部とタービン羽根車のシェルとの重なり部の内隅にレーザビームを出射して，両者を溶接するようにしているが，こうしたものでは，溶接状態の良否の確認が困難である。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，第２伝動爪の支持部とタービン羽根車のシェルとのレーザビームによる溶接を容易に行うことができると共に，その溶接状態の良否を簡単に目視確認し得るようにした，前記ロックアップクラッチ付き流体伝動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，ロックアップクラッチのクラッチピストンに形成された環状のスプリング収容溝に複数のダンパスプリングを環状に配列して収容すると共に，隣接するダンパスプリング間に挿入される複数の第１伝動爪をクラッチピストンに固設し，また第１伝動爪と対向しながら隣接するダンパスプリング間に挿入される複数の第２伝動爪の支持部をタービン羽根車の椀状のシェルの外周面にレーザビームにより形成される溶接部を介して接合した，ロックアップクラッチ付き流体伝動装置において，前記シェルの外周面に対する前記支持部の当接部を，この支持部の，前記シェルの外周面の母線に沿う両側端の２点とすると共に，その２点間では前記シェル及び支持部間に間隔が生じるように，前記２点間を結ぶ前記支持部の内周面の曲面の曲率半径を，前記シェルの外周面の母線の曲率半径より小さく設定し，前記溶接部を，該溶接部のレーザビームによる溶け込みが前記支持部外周面から前記シェルの内周面に達するようにして，前記２点間で前記シェルの周方向に沿って線状に延び，互いに離間した少なくとも２条形成し，それら溶接部の両側に前記間隙を残存させたことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，各第２伝動爪を，隣接するダンパスプリング間に挿入される爪部と，この爪部の根元に一体に連なり，且つタービン羽根車の周方向に沿う幅が爪部の幅より大きく設定される支持部とで構成し，この支持部及び前記シェル間を，前記周方向に沿って前記爪部の前記幅よりも長く形成される前記溶接部を介して接合したことを第２の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１又は第２の特徴に加えて，線状の前記溶接部を，その両端が前記支持部の端縁に達しないように形成したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，溶接時には，レーザ溶接機からのレーザビームを第２伝動爪の支持部外面に出射しながら，レーザ溶接機及びシェルを，シェルの軸線周りに相対回転することにより，所望長さの線状の溶接部を容易，確実に形成することができ，支持部及びシェルに所望の接合強度を与えることができる。しかも線状の正常な溶接部の溶け込みは，シェルの内周面にまで達して，その内面に線状の変色部を形成することになるから，その変色部の有無を目視検査するだけで，溶接部の良否を簡単，確実に判定することができ，品質の向上に寄与し得る。さらにレーザビームによる溶接部への入熱は比較的少ないので，シェルの熱歪みを防ぎ，タービン羽根車の品質の安定化を図ることができる。

また，シェルの外周面に対する支持部の当接部を，この支持部の，シェルの外周面の母線に沿う両側端の２点とすると共に，その２点間ではシェル及び支持部間に間隔が生じるように，前記２点間を結ぶ支持部の内周面の曲面の曲率半径を，シェルの外周面の母線の曲率半径より小さく設定し，溶接部の両側に前記間隙を残存させたことで，支持部及びシェルの対向面間には，各溶接部を囲む間隙が設けられるので，レーザ溶接により線状の溶接部を形成するとき，その溶融状態の溶接部で発生するガスを周囲の間隙へ速やかに流出させ，ガスによるブローホールの発生を防いで，良質の溶接部を形成することができ，支持部及びシェルの所望所定通りの接合強度を確保し得る。しかも溶接部を，シェルの外周面に対する支持部の当接部の前記２点間でシェルの周方向に沿って線状に延び，互いに離間した少なくとも２条形成したことで，支持部及びシェルの接合強度を効果的に増強し得ると共に，伝動中，各溶接部に応力を分散させて，各溶接部の耐久性を高めることができる。

さらに本発明の第２の特徴によれば，線状の溶接部を爪部の幅よりも長く形成することを可能にして，支持部及びシェルの接合強度を効果的に増強することができる。

さらにまた本発明の第３の特徴によれば，線状の溶接部の両端を支持部の端縁の手前で終わらせることにより，支持部の端縁のレーザビームによる溶け欠けを防ぎ，その端縁の溶け欠けによる強度低下を防ぐことができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の第１実施例に係るロックアップクラッチ付きトルクコンバータの上半部縦断側面図，図２は図１の２−２線断面図，図３は図１の３部拡大図，図４は図３の４矢視図，図５は本発明の第２実施例を示す，図４との対応図である。

先ず，図１において，流体伝動装置としてのトルクコンバータＴは，ポンプ羽根車２と，それと対置されるタービン羽根車３と，それらの内周部間に配置されるステータ羽根車４とを備え，これら三羽根車２，３，４間に作動オイルによる動力伝達のための循環回路６が画成される。

ポンプ羽根車２には，タービン羽根車３の外側面を覆う伝動カバー５が溶接により一体的に連設される。伝動カバー５の外周面には，始動用のリングギヤ７が溶接されており，クランク軸１に結合した駆動板８がこのリングギヤ７にボルト９で固着される。タービン羽根車３のハブ３ｈと伝動カバー５との間にスラストニードルベアリング３６が介裝される。

トルクコンバータＴの中心部にクランク軸１と同軸上に並ぶ出力軸１０が配置され，この出力軸１０は，タービン羽根車３のハブ３ｈにスプライン嵌合されると共に，伝動カバー５のハブ５ｈの内周面に軸受ブッシュ１８を介して回転自在に支承される。出力軸１０は図示しない多段変速機の主軸となる。

出力軸１０の外周には，ステータ羽根車４のハブ４ｈをフリーホイール１１を介して支承する円筒状のステータ軸１２が配置され，これら出力軸１０及びステータ軸１２間には，それらの相対回転を許容する軸受ブッシュ１３が介裝される。ステータ軸１２の外端部はミッションケース１４に回転不能に支持される。

ステータ羽根車４のハブ４ｈと，これに対向するポンプ羽根車２及びタービン羽根車３の各ハブ２ｈ，３ｈとの間にはスラストニードルベアリング３７，３７′が介裝される。

またステータ軸１２の外周には，ポンプ羽根車２のハブ２ｈに連設した補機駆動軸２０が相対回転可能に配置され，この補機駆動軸２０によって，トルクコンバータＴに作動オイルを供給するオイルポンプ２１が駆動される。

タービン羽根車３及び伝動カバー５は，それらの間にクラッチ室２２を画成して，タービン羽根車３及び伝動カバー５間を直結し得るロックアップクラッチＬｃを収容する。ロックアップクラッチＬｃの主体をなすクラッチピストン２５は，クラッチ室２２をタービン羽根車３側の内側室２２ａと伝動カバー５側の外側室２２ｂとに区画するようにクラッチ室２２に配置される。このクラッチピストン２５は，伝動カバー５側に膨出する環状のウェブ２５ａと，このウェブ２５ａの外周縁からタービン羽根車３側に屈曲するリム２５ｂとを備えており，ウェブ２５ａには，伝動カバー５の内側面に対向する摩擦ライニング２８が付設される。クラッチピストン２５は，この摩擦ライニング２８を伝動カバー５の内側面に圧接させる接続位置と，その内壁から離間する非接続位置との間を軸方向に移動し得るように，タービン羽根車３のハブ３ｈの外周面に摺動可能に支承される。

図１及び図２に示すように，クラッチ室２２には，また，クラッチピストン２５及びタービン羽根車３間を緩衝的に連結するトルクダンパＤｐが配設される。このトルクダンパＤｐは，クラッチピストン２５のリム２５ｂと協働して環状のスプリング収容溝３１を画成すべくクラッチピストン２５にリベット３５で固着される環状のスプリング保持部材３０と，スプリング収容溝３１に収容されて環状に配列される複数（図示例では３個）のコイル状ダンパスプリング３２，３２…と，スプリング保持部材３０に形成されて各隣接するダンパスプリング３２，３２間に挿入される複数（ダンパスプリング３２と同数）の第１伝動爪３３と，タービン羽根車３の椀状のシェル３ｓ外周面に溶接され，第１伝動爪３３と対向しながら各隣接するダンパスプリング３２，３２間に挿入される複数（ダンパスプリング３２と同数）の第２伝動爪３４，３４…とで構成される。環状のスプリング保持部材３０は，図示例では，各第１伝動爪３３の中央部で周方向に分割された複数の扇形部片３０ａ，３０ａ…で構成される。

出力軸１０の中心部には，横孔３９及びスラストニードルベアリング３６を介してクラッチ室２２の外側室２２ｂに連通する第１油路４０が設けられる。また補機駆動軸２０とステータ軸１２との間には，スラストニードルベアリング３７，３７′及びフリーホイール１１を介して循環回路６の内周部に連通する第２油路４１が画成され，これら第１油路４０及び第２油路４１は，ロックアップ制御弁４２により，オイルポンプ２１の吐出側とオイル溜め４３とに交互に接続されるようになっている。

而して，エンジンのアイドリングないし極低速運転域では，ロックアップ制御弁４２は，図１に示すように，第１油路４０をオイルポンプ２１の吐出側に接続する一方，第２油路４１をオイル溜め４３に接続するように，図示しない電子制御ユニットにより制御される。したがって，エンジンのクランク軸１の出力トルクが駆動板８，伝動カバー５，ポンプ羽根車２へと伝達して，それを回転駆動し，更にオイルポンプ２１をも駆動すると，オイルポンプ２１の吐出作動オイルがロックアップ制御弁４２から第１油路４０，横孔３９及びスラストニードルベアリング３６，クラッチ室２２の外側室２２ｂ，内側室２２ａを順次経て循環回路６に流入し，該回路６を満たした後，スラストニードルベアリング３７，３７′及びフリーホイール１１を順次経て第２油路４１に移り，ロックアップ制御弁４２からオイル溜め４３に還流する。

而して，クラッチ室２２では，上記のような作動オイルの流れにより外側室２２ｂの方が内側室２２ａよりも高圧となり，その圧力差によりクラッチピストン２５が伝動カバー５の内壁から引き離される方向へ押圧されるので，ロックアップクラッチＬｃは非接続状態となっており，ポンプ羽根車２及びタービン羽根車３の相対回転を許容している。したがって，クランク軸１からポンプ羽根車２が回転駆動されると，循環回路６を満たしている作動オイルが矢印のように循環回路６を循環することにより，ポンプ羽根車３の回転トルクをタービン羽根車３に伝達し，出力軸１０を駆動する。

このとき，ポンプ羽根車２及びタービン羽根車３間でトルクの増幅作用が生じていれば，それに伴う反力がステータ羽根車４に負担され，ステータ羽根車４は，フリーホイール１１のロック作用により固定される。

トルク増幅作用を終えると，ステータ羽根車４は，これが受けるトルク方向の反転により，フリーホイール１１を空転させながらポンプ羽根車２及びタービン羽根車３と共に同一方向へ回転するようになる。

トルクコンバータＴがこのようなカップリング状態となったところで，電子制御ユニットによりロックアップ制御弁４２を切換える。その結果，オイルポンプ２１の吐出作動オイルは，先刻とは反対に，ロックアップ制御弁４２から第２油路４１を経て循環回路６に流入して，該回路６を満たした後，クラッチ室２２の内側室２２ａに移って，該内側室２２ａをも満たす。一方，クラッチ室２２の外側室２２ｂは，第１油路４０及びロックアップ制御弁４２を介してオイル溜め４３に開放されるので，クラッチ室２２では，内側室２２ａの方が外側室２２ｂよりも高圧となり，クラッチピストン２５は，その圧力差により伝動カバー５側に押圧され，摩擦ライニング２８を伝動カバー５の内側壁に圧接させ，ロックアップクラッチＬｃは接続状態となる。すると，クランク軸１からポンプ羽根車２に伝達した回転トルクは，伝動カバー５からクラッチピストン２５，複数の第１伝動爪３３，３３…，ダンパスプリング３２，３２…及び複数の第２伝動爪３４，３４…を介してタービン羽根車３に機械的に伝達することになるから，ポンプ羽根車２及びタービン羽根車３は直結の状態となり，クランク軸１の出力トルクを出力軸１０に効率良く伝達することができ，燃費の低減を図ることができる。このとき，ポンプ羽根車２及びタービン羽根車３間で急激なトルク変動が生ずると，ダンパスプリング３２が第１及び第２伝動爪３３，３４間で圧縮され，これに伴いポンプ羽根車２及びタービン羽根車３が相対回転することでトルクショックを吸収することができる。

さて，図３及び図４により，第２伝動爪３４のタービン羽根車３のシェル３ｓ外周面への，レーザ溶接による接合構造について説明する。

シェル３ｓの周方向に沿って配列する複数の第２伝動爪３４，３４…はそれぞれ分離独立している。各第２伝動爪３４は，第１伝動爪３３と対向して相隣るダンパスプリング３２，３２間に挿入される爪部３４ａと，この爪部３４ａの根元に一体に連なる矩形の支持部３４ｂとから構成され，全体としてＴ字形をなしており，鋼板の打ち抜き加工により製作される。その際，支持部３４ｂの，タービン羽根車３の周方向Ｄに沿う幅Ａは爪部３４ａの幅Ｂより大きく設定される。この支持部３４ｂがタービン羽根車３のシェル３ｓの外周面に，レーザ溶接機Ｗから出射されるレーザビームＬにより形成される溶接部４０を介して接合される。この溶接部４０は，レーザビームＬによる溶け込みが支持部３４ｂの外面から前記シェル３ｓの内周面に達するように，且つシェル３ｓの周方向に沿う線状に形成される。

而して，溶接時には，レーザ溶接機ＷからのレーザビームＬを第２伝動爪３４の支持部３４ｂ外面に出射しながら，レーザ溶接機Ｗ及びシェル３ｓを，シェル３ｓの軸線周りに相対回転することにより，所望長さの線状の溶接部４０を容易，確実に形成することができ，支持部３４ｂ及びシェル３ｓに所望の接合強度を与えることができる。しかも線状の正常な溶接部４０の溶け込みは，シェル３ｓの内周面にまで達して，その内面に線状の変色部を形成することになるから，その変色部の有無を目視検査するだけで，溶接部４０の良否を簡単，確実に判定することができ，品質の向上に寄与し得る。さらにレーザビームＬにより形成される溶接部４０への入熱は比較的少ないので，シェル３ｓの熱歪みを防ぎ，タービン羽根車３の品質の安定化を図ることができる。

またシェル３ｓの周方向Ｄに延びる線状の溶接部４０は，互いに離間する複数条，図示例では２条となっており，これら溶接部４０の長さＣは爪部３４ａの幅Ｂより長く設定される。そして各溶接部４０の両端は，支持部３４ｂの端縁の手前で終わっている。

而して，シェル３ｓの周方向Ｄに沿って爪部３４ａの幅Ｂより長く延びる線状の溶接部４０を，互いに離間した少なくとも２条とすることにより，支持部３４ｂ及びシェル３ｓの接合強度を効果的に増強し得ると共に，伝動中，各溶接部４０に応力を分散させて，各溶接部４０の耐久性を高めることができる。また各溶接部４０の両端を支持部３４ｂの端縁の手前で終わらせることで，支持部３４ｂの端縁のレーザビームＬによる溶け欠けを防ぎ，その端縁の溶け欠けによる強度低下を防ぐことができ，高トルクの伝達に耐えることができる。

さらに支持部３４ｂ及びシェル３ｓの対向面間には，各溶接部４０を囲む間隙ｇが設けられる。具体的には，支持部３４ｂの，シェル３ｓに対向する内周面の，シェル３ｓの外周面の母線に沿う曲面の曲率半径ｒが，対応するシェル３ｓの外周面の母線の曲率半径Ｒよりも小さく設定される。その結果，レーザ溶接に当たり，支持部３４ｂをシェル３ｓの外周面に重ねたとき，支持部３４ｂは，シェル３ｓの外周面の母線に沿う両側端の２点でシェル３ｓの外周面に当接し，その他の部分ではシェル３ｓの外周面との間に間隙ｇが生じる。そこで上記２条の溶接部４０，４０を形成すべく，上記間隙ｇの存在する部分，即ち前記２点間において前記２点に近接した個所でレーザビームＬを支持部３４ｂの外面に出射して，支持部３４ｂの外面からシェル３ｓの内周面に達する溶け込みを生じさせるとき，その溶融部で発生するガスを周囲の間隙ｇへ速やかに流出させることができる。特に，第２伝動爪３４に耐摩耗性確保のための窒化処理を予め施した場合には，窒化層から発生する窒素ガスを溶接部４０周囲の間隙ｇへスムーズに排出させることができ，したがってガスによるブローホールの発生を防いで，良質の溶接部４０を形成することが可能となり，支持部３４ｂ及びシェル３ｓの所望所定通りの接合強度を確保することができる。

複数の第２伝動爪３４，３４…はそれぞれ分離独立しているので，鋼板から多数の第２伝動爪３４を歩留まり良く打ち抜くことができ，しかもトルコンバータＴの仕様に応じて，第２伝動爪３４の使用個数と，取り付けピッチを自由に設定することにより，各種トルコンバータＴに適用可能となり，これらにより製作コストの大幅な低減をもたらすことができる。また複数の第２伝動爪３４，３４…はタービン羽根車３の外周面に分散配置されることで，それらの間には作動流体の流れを阻害するものを存在させず，したがってロックアップクラッチＬｃへの作動流体の流れがスムーズとなり，その応答性向上にも寄与し得る。

次に，図５に示す本発明の第２実施例について説明する。

この第２実施例は，環状配列の複数の第２伝動爪３４，３４…の支持部３４ｂを，その支持部３４ｂより横幅の狭い連結帯部４１を介して相互に一体に連結したもので，その他の構成は，前実施例と同様である。したがって，各第２伝動爪３４の支持部３４ｂは，前実施例と同様に，レーザビームＬにより形成される線状の複数条の溶接部４０，４０を介してタービン羽根車３のシェル３ｓの外面に接合される。尚，図４中，前実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して，その説明を省略する。

この第２実施例によれば，複数の第２伝動爪３４，３４…の支持部３４ｂは，連結帯部４１を介して環状に連結されることになるから，これらのシェル３ｓへのレーザ溶接に際しては，複数の第２伝動爪３４，３４…相互の位置決めを行う位置決め治具を使用する必要がなく，溶接作業の能率向上を図ることができる。また連結帯部４１の横幅を支持部３４ｂのそれより狭めたので，連結帯部４１による重量増を極力抑えることができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明は，ステータ羽根車を持たない流体継手にも適用することができる。

本発明の第１実施例に係るロックアップクラッチ付きトルクコンバータの上半部縦断側面図。 図１の２−２線断面図。 図１の３部拡大図。 図３の４矢視図。 本発明の第２実施例を示す，図４との対応図。

Ｄ・・・・・・タービン羽根車の周方向
Ｄｐ・・・・・トルクダンパ
Ｌ・・・・・・レーザビーム
Ｌｃ・・・・・ロックアップクラッチ
Ｒ・・・・・・シェルの，外周面の母線に沿う曲面の曲率半径
Ｔ・・・・・・流体伝動装置（トルクコンバータ）
ｇ・・・・・・間隙
ｒ・・・・・・支持部の，シェルの外周面の母線に沿う曲面の曲率半径
３・・・・・・タービン羽根車
３ｓ・・・・・タービン羽根車のシェル
２５・・・・・クラッチピストン
３１・・・・・スプリング収容溝
３２・・・・・ダンパスプリング
３３・・・・・第１伝動爪
３４・・・・・第２伝動爪
３４ａ・・・・爪部
３４ｂ・・・・支持部
４０・・・・・溶接部

Claims (3)

1. ロックアップクラッチ（Ｌｃ）のクラッチピストン（２５）に形成された環状のスプリング収容溝（３１）に複数のダンパスプリング（３２）を環状に配列して収容すると共に，隣接するダンパスプリング（３２）間に挿入される複数の第１伝動爪（３３）をクラッチピストン（２５）に固設し，また第１伝動爪（３３）と対向しながら隣接するダンパスプリング（３２）間に挿入される複数の第２伝動爪（３４）の支持部（３４ｂ）をタービン羽根車（３）の椀状のシェル（３ｓ）の外周面にレーザビーム（Ｌ）により形成される溶接部（４０）を介して接合した，ロックアップクラッチ付き流体伝動装置において，
   前記シェル（３ｓ）の外周面に対する前記支持部（３４ｂ）の当接部を，この支持部（３４ｂ）の，前記シェル（３ｓ）の外周面の母線に沿う両側端の２点とすると共に，その２点間では前記シェル（３ｓ）及び支持部（３４ｂ）間に間隔（ｇ）が生じるように，前記２点間を結ぶ前記支持部（３４ｂ）の内周面の曲面の曲率半径を，前記シェル（３ｓ）の外周面の母線の曲率半径より小さく設定し，
   前記溶接部（４０）を，該溶接部（４０）のレーザビームによる溶け込みが前記支持部（３４ｂ）外周面から前記シェル（３ｓ）の内周面に達するようにして，前記２点間で前記シェル（３ｓ）の周方向に沿って線状に延び，互いに離間した少なくとも２条形成し，それら溶接部（４０）の両側に前記間隙（ｇ）を残存させたことを特徴とする，ロックアップクラッチ付き流体伝動装置。
2. 請求項１記載のロックアップクラッチ付き流体伝動装置において，
   各第２伝動爪（３４）を，隣接するダンパスプリング（３２）間に挿入される爪部（３４ａ）と，この爪部（３４ａ）の根元に一体に連なり，且つタービン羽根車（３）の周方向（Ｄ）に沿う幅（Ａ）が爪部（３４ａ）の幅（Ｂ）より大きく設定される支持部（３４ｂ）とで構成し，この支持部（３４ｂ）及び前記シェル（３ｓ）間を，前記周方向（Ｄ）に沿って前記爪部（３４ａ）の前記幅（Ｂ）よりも長く形成される前記溶接部（４０）を介して接合したことを特徴とする，ロックアップクラッチ付き流体伝動装置。
3. 請求項１又は２記載のロックアップクラッチ付き流体伝動装置において，
   線状の前記溶接部（４０）を，その両端が前記支持部（３４ｂ）の端縁に達しないように形成したことを特徴とする，ロックアップクラッチ付き流体伝動装置。

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