JP5805704B2 - トルクコンバータのロックアップ装置 - Google Patents
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Description
[トルクコンバータの構成]
図1は、本発明の一実施形態としてのトルクコンバータ1の縦断面概略図を示している。 図1の左側にエンジン(図示せず)が配置され、図1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のR1方向は、正回転方向を示す。また、図1に記載のO−Oがトルクコンバータ1の回転軸線であり、図2に記載の矢印R1がエンジンの回転方向、矢印R2がその反対側回転方向である。
ここでは、図1及び図2を用いて、ロックアップ装置6について説明する。ロックアップ装置6は、フロントカバー3からトルクを機械的にタービン5に伝達しつつ、入力された捩じり振動を吸収・減衰するための装置である。すなわち、ロックアップ装置6は、クラッチ機能とダンパー機能とを有している。ロックアップ装置6は、図1に示すように、フロントカバー3とタービン5との間の空間に、配置されている。ロックアップ装置6は、主に、ピストン8と、ドライブプレート9と、ドリブンプレート10と、複数のトーションスプリング12とから、構成されている。これら部材は、全体でダンパー機構13を構成している。ダンパー機構13において、ドライブプレート9は、入力回転部材として機能し、ドリブンプレート10は出力回転部材として機能し、トーションスプリング12は、両部材間の弾性部材として機能する。なお、ピストン8及びドライブプレート9が、入力回転部材として機能すると考えてもよい。
図2に示すように、トーションスプリング12は、大コイルスプリング20と、小コイルスプリング21と、スプリングシート29とを、有している。
ここでは、トルクコンバータ1の動作について説明する。図示しない油圧作動機構によってフロントカバー3とピストン8の内周部に作動油が供給されると、フロントカバー3とピストン8との間の空間を作動油が外周側に流れていく。作動油は、フロントカバー3と摩擦フェーシング16との間を通ってさらに外周側に流れ、トルクコンバータ1の本体内に流れ込む。この状態では、ピストン機構全体が、軸方向トランスミッション側に移動しており、摩擦連結部15におけるクラッチ連結は、解除されている。
ここでは、ロックアップ装置6の動作について、説明する。ドライブプレート9とドリブンプレート10とが相対回転を開始すると(ドライブプレート9がR1方向に回転すると)、まず、8個の大トーションスプリングが、ドライブプレート9(第1ばね当接部40及び第2ばね当接部41)とドリブンプレート10(ばね支持爪51)との間で、圧縮される。これにより、図3に示すように、1段目の捩り剛性K1が形成される。次に、捩り角度が所定の第1角度θ1以上になると、8個の大コイルスプリング20及び4個の第1小コイルスプリング22が、圧縮される。これにより、2段目の捩り剛性K2が形成される。続いて、捩り角度が所定の第2角度θ2以上になると、8個の大コイルスプリング20、4個の第1小コイルスプリング22、及び4個の第2小コイルスプリング23が、が、圧縮される。これにより、3段目の捩り剛性K3が形成される。なお、ドライブプレート9が、R1方向とは反対の方向に回転した場合も、同様の捩り特性が形成される。
(A1)本ロックアップ装置6では、ドライブプレート9とドリブンプレート10とが相対回転し、例えば、ドライブプレート9とドリブンプレート10との間に捩り角度が生じると、複数の大コイルスプリング20が圧縮される。これにより、捩り特性において、1段目の捩り剛性K1が形成される。次に、捩り角度が所定の第1角度θ1以上になると、複数の大コイルスプリング20及び複数の小コイルスプリング21のいずれか1つが、圧縮される。これにより、捩り特性において、2段目の捩り剛性K2が形成される。続いて、捩り角度が所定の第2角度θ2以上になると、複数の大コイルスプリング20及び複数の(全ての)小コイルスプリング21が、圧縮される。これにより、捩り特性において、3段目の捩り剛性K3が形成される。このように、本ロックアップ装置6では、捩り特性を多段に設定することができる。
図4に、第2実施形態によるロックアップ装置を示す。第2実施形態のロックアップ装置の構成は、小コイルスプリング21の構成を除いて、第1実施形態と同様である。このため、ここでは、第1実施形態と同様の構成については、説明を省略する。また、図4では、第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を付している。なお、第2実施形態のトルクコンバータ本体についても、第1実施形態と同様の構成であるため、ここでは、トルクコンバータ本体についても、説明を省略する。
図4に示すように、トーションスプリング12は、ドライブプレート9の窓部32に、配置されている。トーションスプリング12は、例えば大コイルスプリング20、小コイルスプリング21、及びスプリングシート29等から、構成される。
ここでは、ロックアップ装置6の動作について、説明する。ドライブプレート9とドリブンプレート10とが相対回転を開始すると(ドライブプレート9がR1方向に回転すると)、まず、8個の大トーションスプリングが、ドライブプレート9(第1ばね当接部40及び第2ばね当接部41)とドリブンプレート10(ばね支持爪51)との間で、圧縮される。これにより、図5に示すように、1段目の捩り剛性K1が形成される。次に、捩り角度が所定の第1角度θ1以上になると、8個の大コイルスプリング20及び2個の第1小コイルスプリング22が、圧縮される。これにより、2段目の捩り剛性K2が形成される。続いて、捩り角度が所定の第2角度θ2以上になると、8個の大コイルスプリング20、2個の第1小コイルスプリング22、及び4個の第2小コイルスプリング23が、圧縮される。これにより、3段目の捩り剛性K3が形成される。続いて、捩り角度が所定の第3角度θ3以上になると、8個の大コイルスプリング20、2個の第1小コイルスプリング22、4個の第2小コイルスプリング23、及び2個の第3小コイルスプリング24が、圧縮される。これにより、4段目の捩り剛性K4が形成される。なお、ドライブプレート9が、R1方向とは反対の方向に回転した場合も、同様の捩り特性が形成される。
(B1)本ロックアップ装置6では、捩り角度が所定の第1角度θ1以上になると、複数の大コイルスプリング20及び自由長が1番長い小コイルスプリング21(第1小コイルスプリング22)が、圧縮される。これにより、捩り特性において、2段目の捩り剛性K2が形成される。次に、捩り角度が所定の第2角度θ2以上になると、複数の大コイルスプリング20、第1小コイルスプリング22、及び自由長が2番目に長い小コイルスプリング21(第2小コイルスプリング23)が、圧縮される。これにより、捩り特性において、3段目の捩り剛性K3が形成される。続いて、捩り角度が所定の第3角度θ3以上になると、複数の大コイルスプリング20及び複数の(全ての)小コイルスプリング21(第1から第3小コイルスプリング22,23,24)が、圧縮される。これにより、捩り特性において、4段目の捩り剛性K4が形成される。
図6及び図7に、第3実施形態によるロックアップ装置を示す。第3実施形態のロックアップ装置の構成は、ドライブプレート9、ドリブンプレート10、小コイルスプリング21、及び並列コイルスプリング27の構成を除いて、第1実施形態と同様である。このため、ここでは、第1実施形態と同様の構成については、説明を省略する。また、図6及び図7では、第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を付している。なお、第3実施形態のトルクコンバータ本体についても、第1実施形態と同様の構成であるため、ここでは、トルクコンバータ本体についても、説明を省略する。
図6及び図7に示すように、ドライブプレート9は、ピストン8に固定され、トーションスプリング12を保持するとともに、トーションスプリング12にトルクを入力する入力部材として、機能する。ドライブプレート9は、環状プレート部材であり、ピストン8の外周部の軸方向トランスミッション側(タービン5側)に配置されている。ドライブプレート9は、全面に浸炭窒化処理が施されている。ドライブプレート9は、内周側の環状部25と、外周側のばね支持部26と、第1ばね当接部40及び第2ばね当接部41とから、構成されている。環状部25は、円周方向に並んだ複数のリベット28によって、ピストン8の外周部に固定されている。
ここでは、ロックアップ装置6の動作について、説明する。ドライブプレート9とドリブンプレート10とが相対回転を開始すると(ドライブプレート9がR1方向に回転すると)、まず、8個の大トーションスプリングが、ドライブプレート9(第1ばね当接部40及び第2ばね当接部41)とドリブンプレート10(ばね支持爪51)との間で、圧縮される。これにより、図3に示すように、1段目の捩り剛性K1が形成される。次に、捩り角度が所定の第1角度θ1以上になると、8個の大コイルスプリング20及び8個の小コイルスプリング21が、圧縮される。これにより、2段目の捩り剛性K2が形成される。続いて、捩り角度が所定の第2角度θ2以上になると、8個の大コイルスプリング20、8個の小コイルスプリング21、及び6個の並列コイルスプリング27が、が、圧縮される。これにより、3段目の捩り剛性K3が形成される。なお、ドライブプレート9が、R1方向とは反対の方向に回転した場合も、同様の捩り特性が形成される。
(C1)本ロックアップ装置6では、大コイルスプリング20の内周側に、複数の並列コイルスプリング27を、さらに備えているので、捩り特性の段数をさらに増やすことができる。このように、捩り特性の段数を増やすことによって、最大トルクに至るまでの捩り特性のカーブを滑らかに形成することができる。
(a)前記第1から第3実施形態では、各大コイルスプリング20の剛性は、同じである場合を想定しているが、この剛性はどのように設定してもよい。また、各小コイルスプリング21(第1から第3小コイルスプリング22,23,24)の剛性は、同じである場合を想定しているが、この剛性はどのように設定してもよい。さらに、各並列コイルスプリング27の剛性は、同じである場合を想定しているが、この剛性はどのように設定してもよい。この場合であっても、前記第1から第3実施形態と同様の効果を得ることができる。
3 フロントカバー
6 ロックアップ装置
9 ドライブプレート(入力回転部材)
10 ドリブンプレート(出力回転部材)
12 トーションスプリング
20 大コイルスプリング
21 小コイルスプリング
22 第1小コイルスプリング
23 第2小コイルスプリング
24 第3小コイルスプリング
27 並列コイルスプリング
S 空間
Claims (12)
- トルクを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回転可能に配置される出力回転部材と、
径方向外方において円周方向に並べて配置され、前記入力回転部材と前記出力回転部材との相対回転によって回転方向に並列に圧縮される複数の大コイルスプリングと、
前記大コイルスプリングより自由長が短く設定され、前記大コイルスプリングの内周部において移動可能に各別に配置される複数の小コイルスプリングと、
を備え、
円周方向に隣り合う前記小コイルスプリングの自由長は、異なっており、
前記入力回転部材と前記出力回転部材との相対回転によって、複数の前記大コイルスプリング、複数の前記小コイルスプリングの少なくともいずれか1つの順に、各コイルスプリングは圧縮される、
トルクコンバータのロックアップ装置。 - 径方向に対向して配置される前記大コイルスプリングの自由長は、同じであり、
径方向に対向して配置される前記小コイルスプリングの自由長は、同じである、
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。 - 複数の前記小コイルスプリングには、第1小コイルスプリング及び第2小コイルスプリングが、含まれており、
前記第1小コイルスプリング及び第2小コイルスプリングは、円周方向に隣り合うように、前記大コイルスプリングの内周部に配置され、
前記第1小コイルスプリングの自由長と、前記第2小コイルスプリングの自由長とは、異なっている、
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。 - 複数の前記小コイルスプリングには、第3小コイルスプリングが、さらに含まれており、
前記第1から第3小コイルスプリングは、円周方向において、前記第1小コイルスプリング、前記第2小コイルスプリング、前記第3小コイルスプリングの順に、前記大コイルスプリングの内周部に各別に配置され、
前記第1小コイルスプリングの自由長は、前記第2小コイルスプリング及び前記第3小コイルスプリングのいずれか一方の自由長より長く、
前記第2小コイルスプリング及び前記第3小コイルスプリングのいずれか一方の自由長は、前記第2小コイルスプリング及び前記第3小コイルスプリングのいずれか他方の自由長より、長い、
請求項3に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。 - 前記入力回転部材と前記出力回転部材との相対回転に対応する捩り角度に応じて、前記大コイルスプリング及び前記小コイルスプリングの少なくともいずれか一方を圧縮することによって形成される、前記捩り角度と前記トルクとの関係を示す複数段の捩り特性の少なくとも1つの屈曲点において、第N捩り剛性と第N+1捩り剛性との剛性比が、1.5以上4.0以下に設定される(Nは自然数)、
請求項1から4のいずれかに記載のトルクコンバータのロックアップ装置。 - トルクを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回転可能に配置される出力回転部材と、
径方向外方において円周方向に並べて配置され、前記入力回転部材と前記出力回転部材との相対回転によって回転方向に並列に圧縮される複数の大コイルスプリングと、
前記大コイルスプリングより自由長が短く設定され、前記大コイルスプリングの内周部において移動可能に各別に配置される複数の小コイルスプリングと、
前記大コイルスプリングより径方向内方において円周方向に並べて配置され、前記大コイルスプリングと並列に各別に作動する複数の並列コイルスプリングと、
を備え、
前記入力回転部材と前記出力回転部材との相対回転によって、複数の前記大コイルスプリング、複数の前記小コイルスプリングの少なくともいずれか1つ、複数の並列コイルスプリングの少なくとも1つの順に、各コイルスプリングが圧縮される、
トルクコンバータのロックアップ装置。 - 径方向に対向して配置される前記大コイルスプリングの自由長は、同じであり、
径方向に対向して配置される前記小コイルスプリングの自由長は、同じである、
請求項6に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。 - 円周方向に隣り合う前記小コイルスプリングの自由長は、異なっている、
請求項6又は7に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。 - 複数の前記小コイルスプリングには、第1小コイルスプリング及び第2小コイルスプリングが、含まれており、
前記第1小コイルスプリング及び第2小コイルスプリングは、円周方向に隣り合うように、前記大コイルスプリングの内周部に配置され、
前記第1小コイルスプリングの自由長と、前記第2小コイルスプリングの自由長とは、異なっている、
請求項8に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。 - 複数の前記小コイルスプリングには、第3小コイルスプリングが、さらに含まれており、
前記第1から第3小コイルスプリングは、円周方向において、前記第1小コイルスプリング、前記第2小コイルスプリング、前記第3小コイルスプリングの順に、前記大コイルスプリングの内周部に各別に配置され、
前記第1小コイルスプリングの自由長は、前記第2小コイルスプリング及び前記第3小コイルスプリングのいずれか一方の自由長より長く、
前記第2小コイルスプリング及び前記第3小コイルスプリングのいずれか一方の自由長は、前記第2小コイルスプリング及び前記第3小コイルスプリングのいずれか他方の自由長より、長い、
請求項9に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。 - 前記並列コイルスプリングと、前記入力回転部材及び前記出力回転部材のいずれか一方との間には、円周方向に空間が形成されており、
前記入力回転部材と前記出力回転部材との相対回転に対応する捩り角度が所定の角度になった場合に、複数の並列コイルスプリングの少なくとも1つが、圧縮される、
請求項6から10のいずれかに記載のトルクコンバータのロックアップ装置。 - 前記入力回転部材と前記出力回転部材との相対回転に対応する捩り角度に応じて、前記大コイルスプリング、前記小コイルスプリング、及び前記並列コイルスプリングの少なくともいずれか1つを圧縮することによって形成される、前記捩り角度と前記トルクとの関係を示す複数段の捩り特性の少なくとも1つの屈曲点において、第N捩り剛性と第N+1捩り剛性との剛性比が、1.5以上4.0以下に設定される(Nは自然数)、
請求項6から11のいずれか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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