JP5896907B2 - 動吸振器とねじり振動ダンパとを備えたハイドロダイナミック式のトルクコンバータ - Google Patents

Description

本発明は、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータであって、該トルクコンバータが、ハウジング内に収納されたポンプホイールと、該ポンプホイールによって駆動可能なタービンホイールと、ねじり振動ダンパとを備えており、該ねじり振動ダンパが、ダンパ入力部材と、それぞれ少なくとも１つのエネルギ蓄えエレメントを備えた有効に直列に接続された少なくとも２つのダンパ段の作用に抗してダンパ入力部材に対して制限されて回動可能なダンパ出力部材とを有していて、前記ダンパ段の間に有効に配置された、動吸振器を間接的にまたは直接的に取り付けるダンパ中間部材を有しており、前記ダンパ段のエネルギ蓄えエレメントが、主として、共通の半径において配置されているハイドロダイナミック式のトルクコンバータに関する。

このようなハイドロダイナミック式のトルクコンバータは一般的に公知である。この公知のトルクコンバータは自動車のパワートレーンにおいて、有利には入力側と出力側との間に配置することができる。トルクコンバータのハウジングの内部には、入力側に結合されたポンプホイールが配置されている。このポンプホイールはタービンホイールを駆動することができる。このタービンホイールはねじり振動ダンパの作用を介して出力側に結合されている。ねじり振動ダンパは、入力側と出力側との間のねじり振動を減少させるための優先的な役割を有している。

このためには、ねじり振動ダンパが、入力部材、たとえばロックアップクラッチに結合されたダンパ入力部材と、出力部材、たとえばダンパハブに結合された、それぞれ複数のエネルギ蓄えエレメントを備えた有効に直列に接続された２つのダンパ段の作用に抗してダンパ入力部材に対して制限されて回動可能なダンパ出力部材とを有している。両ダンパ段のエネルギ蓄えエレメントは共通の半径において配置されている。これによって、ねじり振動ダンパおよびハイドロダイナミック式のトルクコンバータの良好なねじり振動減衰を達成することができる。さらに、両ダンパ段のエネルギ蓄えエレメントは、有効にダンパ中間部材を介して互いに接続されている。このダンパ中間部材の半径方向の延長部には、たとえば遠心振り子の形の動吸振器が取り付けられている。この動吸振器はねじり振動ダンパのねじり振動減衰を改善する。

本発明の課題は、可能な限り良好なねじり振動減衰でハイドロダイナミック式のトルクコンバータの構成スペースを減少させることである。

この課題を解決するために本発明に係るハイドロダイナミック式のトルクコンバータによれば、動吸振器が、ねじり振動ダンパに軸方向で隣り合って配置されている。

本発明に係るハイドロダイナミック式のトルクコンバータの有利な態様によれば、動吸振器が、回転数に適応するように有効であり、特に遠心振り子として形成されている。

本発明に係るハイドロダイナミック式のトルクコンバータの有利な態様によれば、タービンホイールが、少なくとも１つのダンパ段の作用に抗してダンパ出力部材に対して回動可能である。

本発明に係るハイドロダイナミック式のトルクコンバータの有利な態様によれば、タービンホイールが、ダンパ中間部材に相対回動不能に結合されている。

本発明に係るハイドロダイナミック式のトルクコンバータの有利な態様によれば、タービンホイールが、ダンパ入力部材に相対回動不能に結合されている。

本発明に係るハイドロダイナミック式のトルクコンバータの有利な態様によれば、エネルギ蓄えエレメントが、周方向に延びる位置決め部材の半径方向内側に収容されている。

本発明に係るハイドロダイナミック式のトルクコンバータの有利な態様によれば、１つのダンパ段が、少なくとも２つのエネルギ蓄えエレメントを有している。

本発明に係るハイドロダイナミック式のトルクコンバータの有利な態様によれば、１つのダンパ段の１つのエネルギ蓄えエレメントが、別のエネルギ蓄えエレメントを収容している。

本発明に係るハイドロダイナミック式のトルクコンバータの有利な態様によれば、１つのダンパ段のエネルギ蓄えエレメントが、並列に有効に接続可能である。

本発明に係るハイドロダイナミック式のトルクコンバータの有利な態様によれば、エネルギ蓄えエレメントが、それぞれ１つのダンパ段に対して総剛性として作用する剛性を有しており、１つのダンパ段の総剛性が、別のダンパ段の総剛性と異なっている。

本発明によれば、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータは、ハウジング内に収納されたポンプホイールと、このポンプホイールによって駆動可能なタービンホイールと、ねじり振動ダンパとを備えている。このねじり振動ダンパは、ダンパ入力部材と、それぞれ少なくとも１つのエネルギ蓄えエレメントを備えた有効に直列に接続された少なくとも２つのダンパ段の作用に抗してダンパ入力部材に対して制限されて回動可能なダンパ出力部材とを有している。エネルギ蓄えエレメントは、任意に形成されたばね弾性的なエレメント、特にコイルばね、たとえば円弧状ばねまたは圧縮ばねとして形成することができる。さらに、ねじり振動ダンパは、ダンパ段の間に有効に配置された、動吸振器を間接的にまたは直接的に取り付けるダンパ中間部材を有している。ダンパ段のエネルギ蓄えエレメントは、主として、共通の半径において配置されている。動吸振器は、軸方向でねじり振動ダンパに隣り合って配置されている。これによって、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータの構成スペースを、特に半径方向の延在長さに関して減少させることができ、一方、良好なねじり振動減衰を達成することができる。ダンパ入力部材は、入力部材、たとえばロックアップクラッチに結合されていてよく、ダンパ出力部材は、出力部材、たとえば、伝動装置に結合可能なダンパハブに取り付けられていてよく、かつ／またはダンパハブに相対回動不能に結合されていてよい。

「半径方向」という表現は、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータの共通の回転軸線を基準としている。「半径方向」は、回転軸線に対して垂直な平面内での位置関係を表しており、「軸方向」は、回転軸線または回転軸線に対して平行な線に沿った位置関係を表している。

有利には、動吸振器が、回転数に適応するように有効であり、特に遠心振り子として形成されている。回転数適応型の動吸振器は、たとえば多種の周波数の振動を吸振することができることによって、ねじり振動絶縁の改善された特性を有している。

本発明の有利な態様では、タービンホイールが、少なくとも１つのダンパ段の作用に抗してダンパ出力部材に対して回動可能である。これによって、ねじり振動ダンパが、いわゆる「タービンダンパ」として作用する。タービンホイールは、有利にはダンパ中間部材に間接的にまたは直接的に、しかし、いずれにせよ、相対回動不能に結合されていてもよいし、ある程度の回動角の範囲内で回動可能であるものの、この回動角の範囲外では相対回動不能に結合されていてもよい。ねじり振動ダンパへのタービンホイールのこの結合によって、このタービンホイールがその振動技術的に有効な質量体で少なくとも２つのダンパ段の間に有効に挿入されている。これによって、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータのねじり振動減衰に関する利点が得られる。

別の態様では、タービンホイールが、ダンパ入力部材に相対回動不能に結合されている。これによって、タービンホイールの質量体が入力側で、すなわち、ダンパ段の前方で作用する。このことは、特定の状況下で振動技術的な利点を提供する。

本発明における態様では、エネルギ蓄えエレメントが、周方向に延びる位置決め部材の半径方向内側に収容されている。この位置決め部材は、たとえばリテーナとして形成することができる。このリテーナはエネルギ蓄えエレメントを部分的に取り囲んでいて、これによって、エネルギ蓄えエレメントの軸方向のかつ／または半径方向の変位に対して位置決めすることができる。

本発明における別の態様では、１つのダンパ段が、少なくとも２つのエネルギ蓄えエレメントを有している。これらのエネルギ蓄えエレメントは、周方向に互いに間隔を置いて配置されていてよい。有利には、１つのダンパ段のエネルギ蓄えエレメントが、並列に有効に接続可能である。また、１つのダンパ段の１つのエネルギ蓄えエレメントが、別のエネルギ蓄えエレメントを収容しており、これら両エネルギ蓄えエレメントが、並列に有効に接続可能であることも可能である。たとえば、１つのエネルギ蓄えエレメントが、適切に寸法設定された内周を備えていてよく、相応により小さな外周を備えた別のエネルギ蓄えエレメントをより大きなエネルギ蓄えエレメント内に導入することができる。これら両エネルギ蓄えエレメントの周方向の長さは等しくてもよいし、異なっていてもよい。両エネルギ蓄えエレメントの長さが等しい場合には、これら両エネルギ蓄えエレメントが並列に作用するのに対して、たとえば、それぞれ異なる長さの場合の並列の有効性は、規定の回動角以降に初めて始まるようになっている。

本発明における別の態様では、エネルギ蓄えエレメントが、それぞれ１つのダンパ段に対してダンパ段の総剛性として作用する剛性を有しており、１つのダンパ段の総剛性が、別のダンパ段の総剛性と異なっている。有利には、第１のダンパ段の総剛性、すなわち、ダンパ入力部材とダンパ中間部材との間の総剛性は、別のダンパ段の総剛性よりも低く設定されている。

本発明の更なる利点および有利な態様は、以下の図面ならびに図面の説明部分の対象である。なお、図面では、理解しやすくするために、縮尺通りの再現が省略してある。

本発明の１つの実施の形態に係るハイドロダイナミック式のトルクコンバータの部分横断面図である。 本発明の別の実施の形態に係るハイドロダイナミック式のトルクコンバータの部分横断面図である。

図１には、回転軸線１００に対して垂直な平面における、本発明の１つの実施の形態に係るハイドロダイナミック（流体力学）式のトルクコンバータ１０の部分横断面図が示してある。このハイドロダイナミック式のトルクコンバータ１０はタービンホイール１２を有している。このタービンホイール１２はポンプホイール（図示せず）によって駆動可能である。このポンプホイールは、たとえば内燃機関によって形成された入力側に結合されている。この入力側と、たとえば伝動装置によって形成された出力側との間での、ポンプホイールとタービンホイール１２とを介したハイドロダイナミック的なトルク伝達の直結は、ロックアップクラッチの締結によって行うことができる。このためには、このロックアップクラッチの摩擦板支持体１６が、結合エレメント３４、たとえばリベットまたはスペーサピンを介してねじり振動ダンパ１８のダンパ入力部材２０に相対回動不能に結合されている。また、この結合は、択一的な形状接続的な固定方法、摩擦接続的な固定方法または材料接続的な固定方法、たとえば溶接、ねじ締結またはかしめ加工によって行われてもよい。

摩擦板支持体１６の半径方向外側には、ねじり振動ダンパ１８が、周方向に（円周上に）配置されたエネルギ蓄えエレメント２６を有している。これによって、ダンパ入力部材２０が、第１のダンパ段とエネルギ蓄えエレメント２６とを介して、このエネルギ蓄えエレメント２６の作用に抗してダンパ中間部材２４、たとえば中間フランジに対して回動可能となる。このダンパ中間部材２４は、回転軸線１００に対して等しい半径で周方向に第１のダンパ段のエネルギ蓄えエレメント２６に隣り合って配置された別の第２のダンパ段の別のエネルギ蓄えエレメント２６の作用を介して、ねじり振動ダンパ１８のダンパ出力部材２２に対して回動可能となる。第１のダンパ段と第２のダンパ段とは、有効に直列に接続されている。これによって、ダンパ入力部材２０から到来したねじり振動が、まず、第１のダンパ段によって吸収され、次いで、第２のダンパ段によって吸収される。

エネルギ蓄えエレメント２６に均等に荷重を加えるためには、ダンパ入力部材２０が、主として、曲げ加工されたＳ字形の構成を有する区分３０を有している。ダンパ出力部材２２もダンパ中間部材２４も、各ダンパ段のエネルギ蓄えエレメント２６に荷重を加えかつ／または各ダンパ段のエネルギ蓄えエレメント２６に有効に結合するための適切な区分３１，３２を有している。エネルギ蓄えエレメント２６は円弧状ばねまたは圧縮ばねとして形成することができ、周方向に延びる位置決め部材２８、たとえば、いわゆる「リテーナ」を介して軸方向のかつ半径方向の変位に対して位置決めされている。位置決め部材２８は周方向でダンパ入力部材２０の区分３０の箇所で部分的に中断されている。

ダンパ出力部材２２は半径方向内側で出力部材、たとえばダンパハブ３６に適切な固定方法、たとえば溶接によって相対回動不能に結合されている。したがって、ロックアップクラッチから摩擦板支持体１６を介してねじり振動ダンパ１８に導入されたねじり振動が、ダンパ入力部材２０と、直列に接続された２つのダンパ段とを介してダンパ出力部材２２に伝達され、そして、導入されたねじり振動にねじり振動ダンパ１８の振動特性によって影響が与えられる。

タービンホイール１２はそのタービンシェル１４で半径方向内側の周範囲４０において、ダンパハブ３６に対して回動可能なかつダンパハブ３６によってセンタリング可能なタービンハブ３８に相対回動不能に結合されている。軸方向でこのタービンハブ３８とタービンシェル１４との間には、これら両エレメントに相対回動不能にディスク部材４２が取り付けられている。このディスク部材４２は半径方向外側の区分に回転数適応型の動吸振器の形の動吸振器５０、たとえば遠心振り子を有している。この動吸振器５０の半径方向内側では、ディスク部材４２がダンパ中間部材２４に結合エレメント４４、たとえばスペーサピンまたはリベットを介して相対回動不能に結合されていて、ひいては、第２のダンパ段の作用に抗してダンパ出力部材２２に対して回動可能である。タービンホイール１２から到来した過大トルクが第２のダンパ段のエネルギ蓄えエレメント２６に、規定された最大のトルクを上回る荷重を加えないようにするためには、ダンパ出力部材２２に対するダンパ中間部材２４のねじり運動の制限部材が、たとえばストッパの形で設けられていてよい。

動吸振器５０とディスク部材４２とは、軸方向でねじり振動ダンパ１８に隣り合ってダンパ中間部材２４とタービンシェル１４との間に配置されている。動吸振器５０は、軸方向に間隔を置いて配置された、ディスク部材４２によって分離された２つの動吸振器質量体４６を有している。両動吸振器質量体４６は結合エレメント、たとえばスペーサピンによって互いに取り付けられていて、振り子質量体４６の切抜き部５２とディスク部材４２の切抜き部５４とに設けられた支承エレメント４８、たとえば転動体、ローラ支承部材、滑り支承部材または類似のエレメントを介して、両切抜き部５２，５４によって規定された運動クリアランスの範囲内でディスク部材４２に対して運動可能である。動吸振器５０を軸方向でねじり振動ダンパ１８に隣り合わせて、特にタービンシェル１４とねじり振動ダンパ１８との間に配置することによって、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータ１０の構成スペースを減少させることができる。

図２には、別の実施の形態に係るハイドロダイナミック式のトルクコンバータ１０の部分横断面図が示してある。ロックアップクラッチの摩擦板支持体１６には、ねじり振動ダンパ１８がダンパ入力部材２０を介して相対回動不能に結合されている。このダンパ入力部材２０は区分３０によって適切に第１のダンパ段のエネルギ蓄えエレメント２６に荷重を加えることができる。このエネルギ蓄えエレメント２６は有効にダンパ入力部材２０とダンパ中間部材２４との間で、特に半径方向外側に配置されている。このダンパ中間部材２４は区分３１によって、有効にダンパ中間部材２４とダンパ出力部材２２との間に配置された、第１のダンパ段に直列に有効に接続された第２のダンパ段の別のエネルギ蓄えエレメント２６に荷重を加えることができる。

エネルギ蓄えエレメント２６は円弧状ばねまたは圧縮ばねとして形成することができ、周方向に延びる位置決め部材２８、たとえば、いわゆる「リテーナ」を介して軸方向のかつ半径方向の変位に対して位置決めされている。位置決め部材２８は周方向でダンパ入力部材２０の軸方向に延びる区分３０の箇所、更には、結合エレメント３４の箇所で部分的に中断されている。位置決め部材２８は、半径方向内向きに延びる延長部５６を有している。これによって、位置決め部材２８は、ダンパ出力部材２２の切抜き部７０を通って延びる結合エレメント５８、たとえばピン、スペーサまたはリベットを介してディスク部材６６に相対回動不能に結合されている。このディスク部材６６は軸方向においてタービンホイール１２のタービンシェル１４とタービンハブ３８との間でこれら両エレメントに相対回動不能に、特に形状接続的な結合または材料接続的な結合によって取り付けられている。

これによって、タービンホイール１２がダンパ入力部材２０に結合されている。タービンホイール１２から到来した過大トルクが一方または両方のダンパ段のエネルギ蓄えエレメント２６に、規定された最大のトルクを上回る荷重を加えないようにするためには、ダンパ中間部材２４および／またはダンパ出力部材２２に対するダンパ入力部材２０のねじり運動の制限部材が、たとえばストッパの形で設けられていてよい。また、ねじり運動の制限部材は結合エレメント５８によって形成されてもよい。このためには、この結合エレメント５８が、ダンパ出力部材２２の切抜き部７０内に所定の自由角にわたって規定された運動クリアランスを有していて、自由角の超過時にダンパ出力部材２２を回動させ、ひいては、ダンパ入力部材２０とダンパ出力部材２２との間のエネルギ蓄えエレメント２６を迂回する。

ディスク部材６６の、半径方向で取付けエレメント５８と同じ高さに位置する区分６０では、ディスク部材６６に周方向に結合エレメント６２が装着されている。この結合エレメント６２は、ディスク部材６６に対して軸方向の間隔を置いて位置決めディスク６４を取り付けている。位置決めディスク６４とディスク部材６６との間には、これら両エレメントに対して回動可能にならびに結合エレメント６２を介して半径方向でかつ軸方向でセンタリングされて、別のディスク部材６８が取り付けられている。このディスク部材６８には、回転数適応型の動吸振器５０の形の動吸振器５０、たとえば遠心振り子が配置されている。この動吸振器５０は軸方向でねじり振動ダンパ１８に隣り合って位置している。ディスク部材６８はダンパ中間部材２４に結合エレメント４４を介して相対回動不能に結合されている。これによって、動吸振器５０がダンパ中間部材２４に間接的に結合されていて、ねじり振動ダンパ１８の第１のダンパ段と第２のダンパ段との間に有効に配置されている。

１０ トルクコンバータ
１２ タービンホイール
１４ タービンシェル
１６ 摩擦板支持体
１８ ねじり振動ダンパ
２０ ダンパ入力部材
２２ ダンパ出力部材
２４ ダンパ中間部材
２６ エネルギ蓄えエレメント
２８ 位置決め部材
３０ 区分
３１ 区分
３２ 区分
３４ 結合エレメント
３６ ダンパハブ
３８ タービンハブ
４０ 周範囲
４２ ディスク部材
４４ 結合エレメント
４６ 動吸振器質量体
４８ 支承エレメント
５０ 動吸振器
５２ 切抜き部
５４ 切抜き部
５６ 延長部
５８ 結合エレメント
６０ 区分
６２ 結合エレメント
６４ 位置決め部材
６６ ディスク部材
６８ ディスク部材
７０ 切抜き部
１００ 回転軸線

Claims (11)

1. ハイドロダイナミック式のトルクコンバータ（１０）であって、該トルクコンバータ（１０）が、ハウジング内に収納されたポンプホイールと、該ポンプホイールによって駆動可能なタービンホイール（１２）と、ねじり振動ダンパ（１８）とを備えており、
   該ねじり振動ダンパ（１８）が、ダンパ入力部材（２０）と、それぞれ少なくとも１つのエネルギ蓄えエレメント（２６）を備えた直列に接続された少なくとも２つのダンパ段の作用に抗してダンパ入力部材（２０）に対して制限されて回動可能なダンパ出力部材（２２）とを有していて、前記ダンパ段の間に配置された、動吸振器（５０）を間接的にまたは直接的に取り付けるダンパ中間部材（２４）を有しており、
   前記ダンパ段のエネルギ蓄えエレメント（２６）が、トルクコンバータ（１０）の回転軸線（１００）に対して等しい半径方向の間隔を置いて且つ周方向に隣り合って配置されているハイドロダイナミック式のトルクコンバータにおいて、
   動吸振器（５０）が、ねじり振動ダンパ（１８）に軸方向で隣り合って配置されていることを特徴とする、ハイドロダイナミック式のトルクコンバータ。
2. 動吸振器（５０）が、回転数適応型である、請求項１記載のハイドロダイナミック式のトルクコンバータ。
3. 動吸振器（５０）が、遠心振り子として形成されている、請求項２記載のハイドロダイナミック式のトルクコンバータ。
4. タービンホイール（１２）が、少なくとも１つのダンパ段の作用に抗してダンパ出力部材（２２）に対して回動可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載のハイドロダイナミック式のトルクコンバータ。
5. タービンホイール（１２）が、ダンパ中間部材（２４）に相対回動不能に結合されている、請求項４記載のハイドロダイナミック式のトルクコンバータ。
6. タービンホイール（１２）が、ダンパ入力部材（２０）に相対回動不能に結合されている、請求項４記載のハイドロダイナミック式のトルクコンバータ。
7. エネルギ蓄えエレメント（２６）が、周方向に延びる位置決め部材（２８）の半径方向内側に収容されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のハイドロダイナミック式のトルクコンバータ。
8. １つのダンパ段が、少なくとも２つのエネルギ蓄えエレメント（２６）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のハイドロダイナミック式のトルクコンバータ。
9. １つのダンパ段の１つのエネルギ蓄えエレメントが、別のエネルギ蓄えエレメントを収容している、請求項８記載のハイドロダイナミック式のトルクコンバータ。
10. １つのダンパ段のエネルギ蓄えエレメント（２６）が、並列に接続されている、請求項８または９記載のハイドロダイナミック式のトルクコンバータ。
11. ねじり振動ダンパ（１８）が、２つの前記ダンパ段を有しており、エネルギ蓄えエレメント（２６）が、それぞれ１つのダンパ段における総剛性に作用する剛性を有しており、前記２つのダンパ段の一方のダンパ段の総剛性が、他方のダンパ段の総剛性と異なっている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のハイドロダイナミック式のトルクコンバータ。

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