WO2011122130A1 - 流体伝動装置 - Google Patents

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WO2011122130A1
WO2011122130A1 PCT/JP2011/052991 JP2011052991W WO2011122130A1 WO 2011122130 A1 WO2011122130 A1 WO 2011122130A1 JP 2011052991 W JP2011052991 W JP 2011052991W WO 2011122130 A1 WO2011122130 A1 WO 2011122130A1
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input element
turbine runner
transmission device
damper mechanism
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由浩 滝川
大樹 長井
和広 伊藤
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アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
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    • F16H2045/0284Multiple disk type lock-up clutch

Definitions

  • the present invention includes a pump impeller connected to an input member coupled to a prime mover, a turbine runner that can rotate coaxially with the pump impeller, an input element, an elastic body that engages with the input element, and an output element.
  • the present invention relates to a fluid transmission device including a damper mechanism, and a lockup clutch that engages an input member and an input element of the damper mechanism and can disengage the both.
  • a torque converter having a direct coupling clutch having a damper mechanism including a drive plate, an outer damper spring, an intermediate plate, and a driven plate is known as this type of fluid transmission device (see, for example, Patent Document 1).
  • a torque converter turbine that does not contribute to torque transmission when the direct coupling clutch is in an operating state is connected to a driven plate that is a member that contributes to torque transmission via an inner damper spring that is an elastic body.
  • a dynamic damper is constituted by the turbine and the inner damper spring.
  • a lockup device having a piston, an output plate, a first coil spring, an inertia member, and a second coil spring is known (for example, see Patent Document 2).
  • the output plate is connected to the turbine so as to be integrally rotatable with the turbine, and the piston and the output plate are elastically connected in the rotational direction by the first coil spring.
  • the inertia member is provided so as to be rotatable relative to the output plate, and the inertia member and the output plate are elastically connected in the rotation direction by the second coil spring.
  • the inertia member and the second coil spring constitute a dynamic damper.
  • a dynamic damper composed of a mass and an elastic body is connected to a driven plate or output plate that is an output element of a damper mechanism (lockup damper mechanism).
  • a damper mechanism lockup damper mechanism
  • the main purpose of the fluid transmission device according to the present invention is to make it possible to effectively attenuate the vibration transmitted to the input member by the dynamic damper.
  • the fluid transmission device according to the present invention adopts the following means in order to achieve the main object.
  • the fluid transmission device comprises: A pump impeller connected to an input member coupled to the prime mover, a turbine runner rotatable coaxially with the pump impeller, a damper mechanism having an input element, an elastic body engaging the input element, and an output element;
  • the fluid transmission device including the lockup clutch capable of engaging the input member and the input element of the damper mechanism and releasing the engagement between the input member and the damper mechanism,
  • a dynamic damper configured to absorb vibration transmitted from the input member when the input member and the input element of the damper mechanism are engaged by the lock-up clutch; It is characterized by.
  • This fluid transmission device is configured to absorb the vibration transmitted to the input member from the input element of the damper mechanism when the input member and the input element of the damper mechanism are engaged by the lock-up clutch. It is equipped with a damper.
  • vibration is absorbed by the dynamic damper on the upstream side of the power transmission path from the input member to the power transmission target, and transmitted from the prime mover side to the fluid transmission device, that is, the input member.
  • Vibration is effectively absorbed (damped) by the dynamic damper before being damped by the element downstream of the input element of the damper mechanism, so that the vibration is transmitted to the downstream side of the input element. It becomes possible to suppress.
  • the dynamic damper may be configured so as to absorb vibration from any one of the plurality of members constituting the input element.
  • the turbine runner may be connected to a power transmission target from the prime mover, or the output element of the damper mechanism may be connected to the power transmission target.
  • the output element of the damper mechanism may be coupled to a power transmission target from the prime mover, and the dynamic damper includes at least the turbine runner and both the turbine runner and the input element of the damper mechanism. It may be constituted by a second elastic body to be engaged.
  • the turbine runner that does not contribute to power transmission between the input member and the power transmission target when the input member and the input element of the damper mechanism are engaged by the lockup clutch is used as a mass of the dynamic damper.
  • the vibration transmitted from the prime mover side to the input member can be effectively damped by the dynamic damper.
  • the fluid transmission device may include a mass body added to the turbine runner.
  • a mass body added to the turbine runner By adding a mass body to the turbine runner in this way, it becomes possible to easily and flexibly set the vibration damping characteristics of the dynamic damper including the turbine runner and the second elastic body.
  • the fluid transmission device is disposed between the input element of the damper mechanism and the turbine runner, and the input member and the input element of the damper mechanism are engaged by the lockup clutch.
  • a frictional force generating mechanism capable of applying to the input element a frictional force corresponding to vibration transmitted from the input element to the turbine runner when the rotational speed of the input member is included in a predetermined rotational speed range. You may prepare. That is, when the input member and the input element of the damper mechanism are engaged by the lock-up clutch and the vibration transmitted to the input member is attenuated by the dynamic damper when the rotational speed of the input member is included in a certain rotational speed range.
  • the rotational speed range of the input member where resonance occurs with the use of the dynamic damper is determined in advance, and the damper mechanism is used when the rotational speed of the input member is included in the rotational speed range.
  • the frictional force corresponding to the vibration transmitted from the input element to the turbine runner is applied to the input element from the frictional force generating mechanism.
  • the frictional force generating mechanism is disposed between the input element of the damper mechanism and the turbine runner so as to be swingable about an axis and is engaged with the turbine runner with play, and the input And a friction material fixed to the annular member so as to be in contact with the element.
  • the fluid transmission device may include a mass body added to the input element of the damper mechanism, and the mass of the mass body is engaged with the input element, the mass body, and the input element.
  • the resonance frequency of the system made of an elastic body may be determined so as to coincide with the resonance frequency of the dynamic damper.
  • the fluid transmission device may include a stator that rectifies the flow of the working fluid from the turbine runner to the pump impeller, and the pump impeller, the turbine runner, and the stator have a torque amplifying function.
  • a converter may be configured.
  • the pump impeller and the turbine runner may constitute a fluid coupling that does not have a torque amplification function.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the fluid transmission device 1.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a main part of the fluid transmission device 1.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the fluid transmission device 1.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the fluid transmission device 1.
  • It is explanatory drawing which shows the relationship between the rotation speed of the engine as a motor
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a fluid transmission device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a fluid transmission device 1 shown in the figure is a torque converter mounted as a starting device in a vehicle equipped with an engine as a prime mover, and an input side center piece (input member) 2 connected to a crankshaft of an engine (not shown)
  • the front cover 3 fixed to the input side center piece 2, the pump impeller (input side fluid transmission element) 4 fixed to the front cover 3, and the turbine runner (output side fluid transmission) rotatable coaxially with the pump impeller 4 Element) 5, a stator 6 that rectifies the flow of hydraulic oil (working fluid) from the turbine runner 5 to the pump impeller 4, and an automatic transmission (AT) or a continuously variable transmission (CVT) (not shown).
  • AT automatic transmission
  • CVT continuously variable transmission
  • the pump impeller 4 includes a pump shell 40 that is tightly fixed to the front cover 3 and a plurality of pump blades 41 that are disposed on the inner surface of the pump shell 40.
  • the turbine runner 5 has a turbine shell 50 fixed to the turbine hub and a plurality of turbine blades 51 disposed on the inner surface of the turbine shell 50, and the turbine shell 50 (turbine hub) is rotatable by the damper hub 7. Supported.
  • the pump impeller 4 and the turbine runner 5 face each other, and a stator 6 that can rotate coaxially with the pump impeller 4 and the turbine runner 5 is disposed between the pump impeller 4 and the turbine runner 5.
  • the stator 6 has a plurality of stator blades 60, and the rotation direction of the stator 6 is set in only one direction by the one-way clutch 61.
  • the pump impeller 4, the turbine runner 5, and the stator 6 form a torus (annular flow path) for circulating hydraulic oil.
  • the damper mechanism 8 can be disposed in the outer peripheral region in the oil chamber defined by the front cover 3 and the pump shell 40 of the pump impeller 4 and can be integrated with the input side center piece 2 in the rotational direction by the lockup clutch 9.
  • An annular intermediate element (intermediate plate) 85 that engages with the input element 81 via a coil spring (elastic body) 83 and engages with the output element 82 via a plurality of second coil springs 84 is included.
  • the input element 81 is disposed on the annular first input plate (drive plate) 811 disposed on the front cover 3 side (engine side) and on the pump shell 40 side (transmission device side). And an annular second input plate (drive plate) 812.
  • the first input plate 811 has a plurality of spring accommodating portions that extend in the circumferential direction and accommodate the first coil springs 83 on the outer peripheral side, and has a plurality of splines that extend in the axial direction on the inner peripheral portion.
  • an abutting portion (see a broken line in FIG. 1) that abuts against one end of the corresponding first coil spring 83 is formed at one end of each spring accommodating portion.
  • the second input plate 812 is connected (fixed) to the first input plate 811 via a plurality of rivets (see FIG. 1), and the intermediate element 85 is interposed between the first input plate 811 and the second input plate 812.
  • the outer peripheral part of is arranged so as to be rotatable around the axis.
  • the second input plate 812 supports the first coil spring 83 housed in each spring housing portion of the first input plate 811 from the inside.
  • the output element 82 includes an annular first output plate (driven plate) 821 disposed on the front cover 3 side (engine side) and an annular second output plate 822 disposed on the pump shell 40 side (transmission device side). Including.
  • the first output plate 821 has a plurality of spring support portions that extend in the circumferential direction
  • the second output plate 822 has a plurality of spring support portions that face the corresponding spring support portions of the first output plate 821, respectively.
  • Have Each second coil spring 84 is held by a spring support portion of the first output plate 821 and a corresponding spring support portion of the second output plate 822, and one end of each second coil spring 84 has first and second ends.
  • the intermediate element 85 has a plurality of outer peripheral engaging portions that respectively contact the other ends of the corresponding first coil springs 83 held by the first and second input plates 811 and 812, and the first and second outputs. It has a plurality of inner peripheral side engaging portions that respectively contact the other ends of the corresponding second coil springs 84 held by the plates 821 and 822.
  • the lock-up clutch 9 is disposed inside the input element 81 and between the front cover 3 and the output element 82 as shown in FIG.
  • the lock-up clutch 9 is supported by the input-side center piece 2 so as to be slidable in the axial direction.
  • the lock-up clutch 9 faces the lock-up piston 90 and cannot move in the axial direction.
  • a clutch hub 91 that is supported by the clutch, a return spring 92 that is disposed between the lock-up piston 90 and the clutch hub 91, and the input element 81 that is positioned between the lock-up piston 90 and the clutch hub 91.
  • a plurality of first clutch plates 93 that are slidably supported in the axial direction by a single input plate 811 via a plurality of splines, and adjacent to the first clutch plate 93 between the lock-up piston 90 and the clutch hub 91 In this way, the clutch hub 91 can freely slide in the axial direction via a plurality of splines. And a plurality of second clutch plates 94 to be supported.
  • the lock-up piston 90 is disposed close to the radially extending portion of the input side center piece 2 and the front cover 3, and between the back surface of the lock-up piston 90 and the input side center piece 2 and the front cover 3, A lock-up chamber 95 connected to a hydraulic control unit (not shown) is defined through a hydraulic oil supply hole formed in the input side center piece 2 and an oil passage formed in the input shaft. Accordingly, when hydraulic oil (lock-up pressure) is supplied into the lock-up chamber 95 from a hydraulic control unit (not shown) through the hydraulic oil supply hole or the like, the lock-up piston 90 moves toward the clutch hub 91 and is locked.
  • the first and second clutch plates 93 and 94 are sandwiched between the up piston 90 and the clutch hub 91, whereby the input side center piece 2 is connected to the damper hub 7 via the damper mechanism 8. It is transmitted to the input shaft of the transmission via the input side center piece 2, the damper mechanism 8 and the damper hub 7. If the introduction of the hydraulic oil to the lockup chamber 95 is stopped, the hydraulic oil in the lockup chamber 95 flows out from the hydraulic oil discharge hole formed in the input side center piece 2 to the oil passage of the input shaft, As a result, the lock-up is released.
  • the turbine runner 5 and the input element 81 (first element) among the plurality of elements constituting the damper mechanism 8 are respectively applied to both.
  • a plurality of third coil springs 86 elastic bodies are arranged so as to be in contact with each other, exceeding the range of torque (torque fluctuation) normally generated from the engine as the prime mover and exceeding the allowable input torque of the damper mechanism 8.
  • the (second element) is configured to rotate integrally.
  • the input element 81 is arranged on the pump shell 40 side (transmission side) with respect to the second input plate 812 in addition to the first input plate 811 and the second input plate 812 described above, and via the rivet described above.
  • the third input plate 813 includes a plurality of spring support portions that extend in the circumferential direction and support the third coil spring 86, and one end of the corresponding third coil spring 86 provided at one end of each spring support portion.
  • a plurality of third coil springs 86 are held together with the second input plate 812.
  • the turbine shell 50 of the turbine runner 5 has an annular shape having a plurality of outer peripheral engagement portions that respectively contact the other ends of the corresponding third coil springs 86 held by the second and third input plates 812 and 813.
  • the turbine connecting member 87 is fixed.
  • the turbine connecting member 87 is engageable with the second output plate 822 constituting the output element 82 via the engagement mechanism 88 on the inner peripheral side thereof.
  • the engagement mechanism 88 is disposed on the inner peripheral portion of the turbine connecting member 87 at equal intervals and has a plurality of radial protrusions 871 extending inward in the radial direction, and the second output plate 822. Are arranged at equal intervals on the outer peripheral portion of the turbine connecting member 87 and extend in the axial direction and on the pump shell 40 side (transmission side) so as to be engageable with the radial protruding piece 871 of the turbine connecting member 87. (The same number as the pieces 871)) axial protrusion pieces 822a.
  • Each axial protruding piece 822a of the second output plate 822 has a circumferential length shorter than the interval between adjacent radial protruding pieces 871 of the turbine connecting member 87, and as shown in FIG. Between the adjacent radial protrusions 871. Thereby, the turbine connecting member 87 (the turbine runner 5) and the second output plate 822 (the output element 82) are engaged with play.
  • the torque on the input side center piece 2 does not exceed the range of torque (torque fluctuation) normally generated from the engine as the prime mover in the input side center piece 2 and is not more than the allowable input torque of the damper mechanism 8. 2, as shown in FIG.
  • the radial protruding pieces 871 of the turbine connecting member 87 do not come into contact with any of the axial protruding pieces 822 a on both sides, and the axial protruding pieces 822 a on the upstream side in the rotational direction.
  • the number of radial protrusions 871 and axial protrusions 822a, the interval between adjacent radial protrusions 871, and the interval between adjacent axial protrusions 822a are determined. That is, when the excessive torque as described above is not input to the input side center piece 2 from the engine, the engagement mechanism 88 basically has the turbine connecting member 87 (turbine runner 5) and the second output plate 822 (output element 82). Is not engaged.
  • the engagement mechanism 88 causes the turbine connecting member 87 (the turbine runner 5) and the second output plate 822 (the output element 82) to move when the excessive torque as described above is input to the input side center piece 2 from the engine.
  • the angle ⁇ that defines the distance between the radial protrusion 871 and the axial protrusion 822a on the downstream side in the rotation direction is the rigidity (spring constant) of the third coil spring 86 and the input of torque to the input side center piece 2.
  • the angle ⁇ that defines the interval with the direction protrusion 822a is determined through experiments and analysis so that the radial protrusion 871 and the axial protrusion 822a on the upstream side in the rotational direction do not contact each other as much as possible due to normal explosion vibration of the engine. It is done.
  • the frictional force generation mechanism 89 is disposed between the input element 81 of the damper mechanism 8 and the turbine runner 5.
  • the input side center piece 2 and the input element 81 of the damper mechanism 8 are engaged by the lock-up clutch 9, and the rotational speed of the engine as the prime mover, that is, the input side center piece 2 is predetermined.
  • a frictional force corresponding to vibration transmitted from the input element 81 to the turbine runner 5 when included in the resonance rotational speed range can be applied to the input element 81.
  • the frictional force generating mechanism 89 includes the fluid transmission device 1 between the third input plate 813 of the input element 81 and the turbine connecting member 87 fixed to the turbine runner 5.
  • An annular member 890 is disposed so as to be swingable about the axis.
  • a friction material 891 is adhered to the surface of the annular member 890 facing the third input plate 813 (the left surface in FIG. 1) over the entire surface.
  • the annular member 890 is disposed between the third input plate 813 and the turbine connecting member 87 so that the friction material 891 is in contact with the third input plate 813, and is a snap fixed to the third input plate 813. Movement to the turbine connecting member 87 side (right side in FIG.
  • a biasing member 892 such as a disc spring or a wave washer is disposed between the back surface of the annular member 890 and the turbine connecting member 87, and the annular member 890 is configured such that the third input plate is moved by the biasing member 892. 813 is pressed against.
  • the annular member 890 is pressed against the third input plate 813 by the thrust from the hydraulic oil generated as the pump impeller 4 rotates to the front cover 3 side (the engine side, that is, the left side in the figure). Therefore, the urging member 892 may be omitted.
  • the annular member 890 has a plurality of radial protrusions 890a that are disposed at equal intervals on the inner peripheral portion thereof and extend radially inward.
  • the turbine connecting member 87 fixed to the turbine runner 5 has a plurality (diameters) extending in the axial direction and toward the input side center piece 2 (engine side) so as to be engageable with the radial protrusion 890a of the annular member 890.
  • Each axial projecting piece 872 of the turbine connecting member 87 has a circumferential length shorter than the interval between the adjacent radial projecting pieces 890a of the annular member 890, and as shown in FIG. 3, the annular member 890 is adjacent to each other. Located between the mating radial protrusions 890a. Thereby, the annular member 890 is engaged with the turbine connecting member 87 (the turbine runner 5) with backlash.
  • the axial projecting pieces 872 of the turbine connecting member 87 are radially projecting pieces on both sides. The number of the axial protrusion pieces 872 and the radial protrusion pieces 890a so that the annular member 890 and the input element (third input plate 813) rotate integrally with each other by the frictional force of the friction material 891 without contacting any of 890a.
  • the interval between the axial protrusions 872 adjacent to each other and the interval between the radial protrusions 890a adjacent to each other are determined.
  • the input side center piece 2 and the input element 81 of the damper mechanism 8 are engaged with each other by the lockup clutch 9 and the rotational speed of the engine as the prime mover, that is, the input side center piece 2 is the above-described resonance rotational speed.
  • the vibration of the turbine runner 5 causes the turbine connecting member 87 to The number of the axial protrusions 872 and the radial protrusions 890a and the shafts adjacent to each other so that the gap (backlash) between the axial protrusions 872 and the radial protrusions 890a of the annular member 890 is clogged.
  • the interval between the directional protrusions 872 and the interval between the radial protrusions 890a adjacent to each other are determined.
  • the input side center piece 2 and the input element 81 of the damper mechanism 8 are engaged by the lock-up clutch 9, and the rotational speed of the engine as the prime mover, that is, the input side center piece 2, is included in the above-described resonance rotational speed range.
  • the annular member 890 is moved (rotated) with respect to the third input plate 813 of the input element 81 by the turbine runner 5, and the friction that is fixed to the annular member 890 and is in contact with the third input plate 813.
  • a frictional force corresponding to the vibration of the turbine runner 5 from the material 891 can be applied to the input element 81.
  • the operation of the above-described fluid transmission device 1 will be described with reference to FIGS.
  • the power from the engine as the prime mover is as shown in FIG.
  • Input side center piece 2 pump impeller 4, turbine runner 5, turbine connecting member 87, multiple third coil springs 86, input element 81, multiple first coil springs 83, intermediate element 85, and multiple second coil springs 84.
  • the output element 82 and the damper hub 7 are transmitted to the input shaft of the transmission.
  • the fluctuation of the torque input to the input side center piece 2 is mainly absorbed by the first and second coil springs 83 and 84 of the damper mechanism 8.
  • the lockup clutch 9 engages the input side centerpiece 2 and the input element 81 of the damper mechanism 8, the power from the engine as the prime mover is supplied as shown in FIG.
  • the lock-up clutch 9, the input element 81, the plurality of first coil springs 83, the intermediate element 85, the plurality of second coil springs 84, the output element 82, and the damper hub 7, Communicated.
  • the fluctuation of the torque input to the input side center piece 2 is mainly absorbed by the first and second coil springs 83 and 84 of the damper mechanism 8.
  • the turbine runner 5 that is, the turbine connecting member 87 fixed to the turbine runner 5, includes the input element 81 and the plurality of third coil springs 86 among the plurality of elements constituting the damper mechanism 8. Since the plurality of third coil springs 86, which are elastic bodies, are engaged with each other through the shaft, the torque between the input side center piece (input member) 2 and the damper hub (output member) 7 when the lockup is on.
  • a dynamic damper is configured together with the turbine runner 5 and the turbine connecting member 87 which are masses that do not contribute to transmission.
  • the turbine connecting member 87 fixed to the turbine runner 5 is a lockup on among the plurality of elements constituting the damper mechanism 8 and the rotational speed of the input side center piece 2 is particularly high.
  • the input element 81 having a larger vibration energy than the intermediate element 85 and the output element 82 is engaged with the plurality of third coil springs 86 (elastic body),
  • the vibration is absorbed by.
  • the resonance frequency of the dynamic damper constituted by the plurality of third coil springs 86 and the turbine runner 5 and the turbine connecting member 87 as masses, that is, the rigidity of the third coil springs 86 ( The spring constant) and the weight (inertia) of the turbine runner 5 and the turbine connecting member 87 and the like are adjusted based on the number of cylinders of the engine as the prime mover and the engine speed at the time of lock-up execution.
  • a dynamic damper is connected to the output element 82 of the damper mechanism 8 (see the broken line in FIG.
  • the input side center piece 2 and the input element 81 of the damper mechanism 8 are engaged with each other by the lockup clutch 9 and the rotation speed (engine speed) of the input side centerpiece 2 includes the lockup speed Nlup.
  • the input-side center piece 2 is thereafter moved as shown by a two-dot chain line in FIG. Resonance may occur in the input side center piece 2 or the input element 81 when the rotation speed (engine speed) increases.
  • the rotation speed range of the input side center piece 2 (engine) in which resonance occurs with the use of the dynamic damper is determined in advance as the above-described resonance rotation speed range, and the input side center piece 2 (
  • a frictional force generating mechanism When the engine speed is within the resonance speed range, a frictional force generating mechanism generates a frictional force corresponding to vibration transmitted from the input element 81 to the turbine runner 5 via the third coil spring 86 and the turbine connecting member 87. 89 is applied to the input element 81.
  • the axial projecting piece 872 of the turbine connecting member 87 and the annular member 890 are vibrated by the vibration of the turbine runner 5 that engages with the input element 81 (third input plate 813) via the third coil spring 86 and the turbine connecting member 87.
  • the gap (backlash) with the radial projecting piece 890a is closed and the two come into contact with each other, the annular member 890 is moved (rotated) with respect to the input element 81 by the turbine runner 5, thereby causing the annular member 890 to move.
  • a frictional force corresponding to the vibration can be applied to the input element 81 from the friction material 891 that is fixed and in contact with the input element 81.
  • FIG. 6 it is possible to satisfactorily dampen the resonance that occurs with the use of the dynamic damper and satisfactorily suppress the vibration from being transmitted to the downstream side of the input element 81.
  • the turbine runner 5 that is, the turbine connecting member 87 fixed to the turbine runner 5 and the first element
  • the plurality of third coil springs 86 between the input elements 81 function as dampers that absorb torque based on the excessive torque (the excessive torque itself or a large torque resulting from the excessive torque). That is, when an excessive torque is input from the engine to the input side center piece 2 at the time of lock-up off, a large torque resulting from the excessive torque is transmitted to the turbine runner 5, whereby the turbine connecting member 87 outputs the second output.
  • the input side centerpiece can be used at the time of lock-up off.
  • the third coil spring 86 can function as a damper that absorbs large torque resulting from the excessive torque.
  • the plurality of third coils The turbine connecting member 87 engaged with the input element 81 via the spring 86 rotates with respect to the second output plate 822, so that the radial protruding piece 871 of the turbine connecting member 87 is the axial protruding piece 822a on the downstream side in the rotation direction. Then, the turbine connecting member 87 and the second output plate 822, that is, the output element 82 rotate integrally.
  • the input element 81 of the damper mechanism 8 is substantially connected to the output element 82 via the plurality of first coil springs 83, the intermediate elements 85, and the plurality of second coil springs 84, and in FIG.
  • the output element 82 is substantially connected through the plurality of third coil springs 86 and the turbine connecting member 87. Therefore, by setting the rigidity (spring constant) of the third coil spring 86 higher than the rigidity (spring constant) of the first coil spring 83 and the second coil spring 84, the input side centerpiece can be used when the lockup is on. Even when an excessive torque is input to the engine 2, the third coil spring 86 can function as a damper that absorbs the excessive torque.
  • the rigidity that is, the spring constant of the third coil spring 86 that functions as both the dynamic damper and the excessive torque absorbing damper is preferably determined by giving priority to the torque absorption characteristic based on the excessive torque.
  • the vibration damping characteristics of the dynamic damper constituted by the spring 86, the turbine runner 5, and the turbine connecting member 87 are adjusted by the mass of the turbine connecting member 87 and the mass of the weight Mt attached to the turbine runner 5 or the turbine connecting member 87. preferable.
  • the resonance frequency of the system including the input element 81, the weight Mi, and the first coil spring 83 engaging with the weight Mi and the input element 81 is the dynamic damper, that is, the turbine runner 5, the turbine connecting member. 87, the resonance frequency of the system including the weight Mt and the third coil spring 86 is determined to be the same.
  • the dynamic damper including the turbine runner 5 and the third coil spring 86 attenuates the vibration transmitted from the engine side as the prime mover to the input side center piece 2 and causes the lockup clutch 9 to slip. Sometimes it is possible to satisfactorily suppress the occurrence of shudder.
  • the vibration transmitted to the input side center piece 2 is transmitted to the damper mechanism 8.
  • a dynamic damper that absorbs from the input element 81 is configured.
  • vibration is absorbed by the dynamic damper on the upstream side of the power transmission path from the input side center piece 2 to the transmission device to which power is transmitted, and the engine as the prime mover
  • the vibration transmitted from the side to the fluid transmission device 1, that is, the input side center piece 2 is effectively absorbed (damped) by the dynamic damper before being damped by the element downstream of the input element 81 of the damper mechanism 8.
  • the output element 82 of the damper mechanism 8 when the output element 82 of the damper mechanism 8 is connected to the transmission that is the transmission target of power from the prime mover via the damper hub 7, at least the turbine runner 5 and the third coil spring 86.
  • the dynamic damper is configured as described above, when the input side center piece 2 and the input element 81 of the damper mechanism 8 are engaged by the lock-up clutch 9, power can be transmitted between the input side center piece 2 and the transmission.
  • the turbine runner 5 that does not contribute is utilized as a mass of the dynamic damper, and the vibration transmitted from the engine side as the prime mover to the input side center piece 2 can be effectively damped by the dynamic damper.
  • the vibration damping characteristics of the dynamic damper including the turbine runner 5 and the third coil spring 86 can be set easily and flexibly. It becomes possible.
  • the input side center piece 2 and the input element 81 of the damper mechanism 8 are engaged by the lockup clutch 9 between the input element 81 of the damper mechanism 8 and the turbine runner 5.
  • friction that can apply to the input element 81 a frictional force according to vibration transmitted from the input element 81 to the turbine runner 5 when the rotation speed of the input side center piece 2 is included in a predetermined resonance rotation speed range.
  • a force generation mechanism 89 is disposed.
  • a frictional force corresponding to vibration transmitted from the input element 81 to the turbine runner 5 when the rotational speed of the input side center piece 2 is included in the resonance rotational speed range is applied from the frictional force generating mechanism 89 to the input element 81.
  • the frictional force generating mechanism 89 of the embodiment is disposed between the input element 81 (third input plate 813) of the damper mechanism 8 and the turbine runner 5 (turbine connecting member 87) so as to be swingable around the axis.
  • it includes an annular member 890 that engages with the turbine runner 5 (turbine coupling member 87) with play, and a friction material 891 fixed to the annular member 890 so as to contact the input element 81.
  • the turbine connecting member 87 axial protruding piece 872
  • the annular member 890 are caused by the vibration of the turbine runner 5 that engages with the input element 81 via the third coil spring 86.
  • the turbine runner 5 moves (rotates) the annular member 890 with respect to the input element 81, thereby fixing the annular member 890 to the annular member 890.
  • a frictional force corresponding to the vibration can be applied to the input element 81 from the friction material 891 in contact with the input element 81.
  • a weight Mi as a mass body is added to the input element 81 of the damper mechanism 8, and the weight Mi is the weight of the input element 81, the weight Mi and the first coil spring 83.
  • the resonance frequency of the system consisting of the above-mentioned dynamic damper, that is, the turbine runner 5, the turbine connecting member 87, the weight Mt, and the third coil spring 86 is determined to coincide with the resonance frequency of the system.
  • the dynamic damper including the turbine runner 5, the turbine connecting member 87, the weight Mt, and the third coil spring 86 attenuates vibration transmitted from the engine side to the fluid transmission device 1, that is, the input side center piece 2, and
  • the fluid transmission device 1 that is, the input side center piece 2
  • shudder When slip is generated in the lock-up clutch 9 during slip control or the like, it is possible to satisfactorily suppress the occurrence of so-called shudder.
  • the input element 81 of the damper mechanism 8 is composed of a plurality of members as in the fluid transmission device 1 of the embodiment, the input element 81 is configured by the third coil spring 86 that constitutes the dynamic damper. What is necessary is just to engage with any one of several members.
  • the fluid transmission device 1 may be one in which the turbine runner 5 is connected to the input shaft of the transmission via a turbine hub or the like.
  • the fluid transmission device 1 described above is configured as a torque converter having a torque amplification function including a stator 6 that rectifies the flow of hydraulic oil from the turbine runner 5 to the pump impeller 4.
  • the device may be configured as a stator 6, i.e. a fluid coupling without a torque amplification function.
  • the pump impeller 4 connected to the input side centerpiece 2 as an input member connected with the engine as a motor
  • a damper mechanism 8 having a first coil spring 83 and an output element 82 as an elastic body that engages with the input element 81, and the input side center piece 2 and the input element 81 of the damper mechanism 8 are engaged with each other.
  • the fluid transmission device 1 including the lockup clutch 9 that can be disengaged corresponds to a “fluid transmission device”.
  • the lockup clutch 9 causes the input side center piece 2 and the input element 81 of the damper mechanism 8 to be engaged.
  • Dynamic damper comprising a third coil spring 86 as the body corresponds to a "dynamic damper".
  • the present invention can be used in the field of manufacturing fluid transmission devices.

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Abstract

流体伝動装置1では、ロックアップクラッチ9により入力部材としての入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とが係合されているときに、少なくともタービンランナ5と当該タービンランナ5およびダンパ機構8の入力要素81の双方と係合する第2の弾性体としての第3コイルスプリング86とにより、入力側センターピース2に伝達された振動をダンパ機構8の入力要素81から吸収するダイナミックダンパが構成される。

Description

流体伝動装置
 本発明は、原動機に連結される入力部材に接続されたポンプインペラと、当該ポンプインペラと同軸に回転可能なタービンランナと、入力要素と当該入力要素と係合する弾性体と出力要素とを有するダンパ機構と、入力部材とダンパ機構の入力要素とを係合させると共に両者の係合を解除することができるロックアップクラッチとを含む流体伝動装置に関する。
 従来、この種の流体伝動装置として、ドライブプレート、外側ダンパスプリング、中間プレート、およびドリブンプレートを含むダンパ機構を有する直結クラッチを備えたトルクコンバータが知られている(例えば、特許文献1参照)。このトルクコンバータでは、直結クラッチが作動状態にあるときにトルク伝達に寄与しないトルクコンバータのタービンを弾性体である内側ダンパスプリングを介してトルク伝達に寄与する部材であるドリブンプレートに連結し、トルクコンバータのタービンと内側ダンパスプリングとによりダイナミックダンパを構成している。
 また、従来、ピストンと、出力プレートと、第1コイルスプリングと、イナーシャ部材と、第2コイルスプリングとを有するロックアップ装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。このロックアップ装置では、出力プレートがタービンと一体回転可能となるように当該タービンに連結されており、第1コイルスプリングによりピストンと出力プレートとが回転方向に弾性的に連結される。また、イナーシャ部材は出力プレートに対して相対回転可能に設けられており、第2コイルスプリングによりイナーシャ部材と出力プレートとが回転方向に弾性的に連結される。これにより、このロックアップ装置では、イナーシャ部材と第2コイルスプリングとがダイナミックダンパを構成する。
特開平10-169756号公報 特開2009-293671号公報
 しかしながら、上記従来の流体伝動装置やロックアップ装置のように、ダンパ機構(ロックアップダンパ機構)の出力要素であるドリブンプレートや出力プレートに対してマスと弾性体とからなるダイナミックダンパを連結しても、充分な振動減衰効果を得られないことが多い。
 そこで、本発明による流体伝動装置は、入力部材に伝達された振動をダイナミックダンパにより効果的に減衰可能とすることを主目的とする。
 本発明による流体伝動装置は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。
 本発明による流体伝動装置は、
 原動機に連結される入力部材に接続されたポンプインペラと、該ポンプインペラと同軸に回転可能なタービンランナと、入力要素と該入力要素と係合する弾性体と出力要素とを有するダンパ機構と、前記入力部材と前記ダンパ機構の前記入力要素とを係合させると共に両者の係合を解除することができるロックアップクラッチとを含む流体伝動装置において、
 前記ロックアップクラッチにより前記入力部材と前記ダンパ機構の前記入力要素とが係合されているときに該入力部材に伝達された振動を該入力要素から吸収するように構成されたダイナミックダンパを備えることを特徴とする。
 この流体伝動装置は、ロックアップクラッチにより入力部材とダンパ機構の入力要素とが係合されているときに当該入力部材に伝達された振動をダンパ機構の入力要素から吸収するように構成されたダイナミックダンパを備えるものである。これにより、この流体伝動装置では、入力部材から動力の伝達対象までの動力伝達経路のより上流側でダイナミックダンパによって振動が吸収されることになり、原動機側から流体伝動装置すなわち入力部材へと伝達される振動をダンパ機構の入力要素よりも下流側の要素で減衰される前にダイナミックダンパにより効果的に吸収(減衰)して当該振動が入力要素よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。なお、ダンパ機構の入力要素が複数の部材からなるものである場合には、入力要素を構成する複数の部材の何れか一つから振動を吸収するようにダイナミックダンパを構成すればよい。そして、流体伝動装置は、タービンランナが原動機からの動力の伝達対象に連結されるものであってもよく、ダンパ機構の出力要素が動力の伝達対象に連結されるものであってもよい。
 また、前記ダンパ機構の前記出力要素は、前記原動機からの動力の伝達対象に連結されてもよく、前記ダイナミックダンパは、少なくとも前記タービンランナと該タービンランナおよび前記ダンパ機構の前記入力要素の双方と係合する第2の弾性体とにより構成されるものであってもよい。これにより、ロックアップクラッチにより入力部材とダンパ機構の入力要素とが係合されるときに入力部材から動力の伝達対象までの間で動力の伝達に寄与しないタービンランナをダイナミックダンパのマスとして活用し、原動機側から入力部材へと伝達される振動を当該ダイナミックダンパにより効果的に減衰することが可能となる。
 更に、前記流体伝動装置は、前記タービンランナに付加された質量体を備えてもよい。このようにタービンランナに質量体を付加することで、タービンランナと第2の弾性体とを含むダイナミックダンパの振動減衰特性を容易かつ柔軟に設定することが可能となる。
 また、前記流体伝動装置は、前記ダンパ機構の前記入力要素と前記タービンランナとの間に配置されており、前記ロックアップクラッチにより前記入力部材と前記ダンパ機構の前記入力要素とが係合されると共に該入力部材の回転数が予め定められた回転数域に含まれるときに前記入力要素から前記タービンランナに伝達される振動に応じた摩擦力を該入力要素に付与可能な摩擦力発生機構を備えてもよい。すなわち、ロックアップクラッチにより入力部材とダンパ機構の入力要素とが係合されると共に入力部材の回転数がある回転数域に含まれるときに当該入力部材に伝達される振動をダイナミックダンパにより減衰すると、入力部材の回転数が他の回転数域に含まれるときに入力部材やダンパ機構の入力要素で共振が発生することがある。このため、この流体伝動装置では、ダイナミックダンパの利用に伴って共振が発生する入力部材の回転数域を予め定めておくと共に、入力部材の回転数が当該回転数域に含まれるときにダンパ機構の入力要素からタービンランナに伝達される振動に応じた摩擦力が摩擦力発生機構から入力要素に付与されるようにしている。これにより、ダイナミックダンパの利用に伴って発生する共振を良好に減衰し、振動が入力要素よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。
 更に、前記摩擦力発生機構は、前記ダンパ機構の前記入力要素と前記タービンランナとの間に軸周りに揺動可能に配置されると共に前記タービンランナとガタをもって係合する環状部材と、前記入力要素と接触するように前記環状部材に固定された摩擦材とを含むものであってもよい。かかる構成のもとでは、第2の弾性体を介して入力要素と係合するタービンランナの振動により当該タービンランナと環状部材との間のガタが詰まって両者が当接したときに、タービンランナによって環状部材が入力要素に対して移動させられ、それにより環状部材に固定されると共に入力要素と接触する摩擦材から当該振動に応じた摩擦力を入力要素に付与することが可能となる。
 また、前記流体伝動装置は、前記ダンパ機構の前記入力要素に付加された質量体を備えてもよく、当該質量体の重量は、前記入力要素、前記質量体および該入力要素と係合する前記弾性体からなる系の共振周波数が前記ダイナミックダンパの共振周波数と一致するように定められてもよい。これにより、ダイナミックダンパにより、原動機側から流体伝動装置すなわち入力部材へと伝達される振動を減衰すると共に、ロックアップクラッチにスリップを生じているときに、いわゆるシャダーが発生するのを良好に抑制することが可能となる。
 そして、前記流体伝動装置は、前記タービンランナから前記ポンプインペラへの作動流体の流れを整流するステータを備えてもよく、前記ポンプインペラと前記タービンランナと前記ステータとは、トルク増幅機能を有するトルクコンバータを構成してもよい。また、前記ポンプインペラと前記タービンランナとは、トルク増幅機能を有さない流体継手を構成してもよい。
本発明の実施例に係る流体伝動装置1を示す断面図である。 流体伝動装置1の要部を模式的に示す断面図である。 流体伝動装置1の要部拡大図である。 流体伝動装置1の動作を説明するための説明図である。 流体伝動装置1の動作を説明するための説明図である。 原動機としてのエンジンの回転数と流体伝動装置1における振動レベルとの関係を示す説明図である。
 次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
 図1は、本発明の実施例に係る流体伝動装置1を示す断面図である。同図に示す流体伝動装置1は、原動機としてのエンジンを備えた車両に発進装置として搭載されるトルクコンバータであり、図示しないエンジンのクランクシャフトに連結される入力側センターピース(入力部材)2と、入力側センターピース2に固定されるフロントカバー3と、フロントカバー3に固定されたポンプインペラ(入力側流体伝動要素)4と、ポンプインペラ4と同軸に回転可能なタービンランナ(出力側流体伝動要素)5と、タービンランナ5からポンプインペラ4への作動油(作動流体)の流れを整流するステータ6と、図示しない自動変速機(AT)あるいは無段変速機(CVT)である変速装置のインプットシャフトに固定されるダンパハブ(出力部材)7と、ダンパハブ7に接続されたダンパ機構8と、入力側センターピース2とダンパ機構8とを係合させる(連結する)と共に両者の係合(連結)を解除することができる多板摩擦式のロックアップクラッチ9とを含む。
 ポンプインペラ4は、フロントカバー3に密に固定されるポンプシェル40と、ポンプシェル40の内面に配設された複数のポンプブレード41とを有する。タービンランナ5は、タービンハブに固定されるタービンシェル50と、タービンシェル50の内面に配設された複数のタービンブレード51とを有し、タービンシェル50(タービンハブ)はダンパハブ7により回転自在に支持される。ポンプインペラ4とタービンランナ5とは、互いに対向し合い、両者の間には、ポンプインペラ4やタービンランナ5と同軸に回転可能なステータ6が配置される。ステータ6は、複数のステータブレード60を有し、ステータ6の回転方向は、ワンウェイクラッチ61により一方向のみに設定される。これらのポンプインペラ4、タービンランナ5およびステータ6は、作動油を循環させるトーラス(環状流路)を形成する。
 ダンパ機構8は、フロントカバー3やポンプインペラ4のポンプシェル40により画成される油室内の外周側領域に配置されると共にロックアップクラッチ9により入力側センターピース2と回転方向に一体化され得る入力要素(ドライブ要素)81と、当該油室内の内周側領域に配置されてダンパハブ7に固定されると共に入力要素81を回転自在に支持する出力要素(ドリブン要素)82と、複数の第1コイルスプリング(弾性体)83を介して入力要素81と係合すると共に複数の第2コイルスプリング84を介して出力要素82と係合する環状の中間要素(中間プレート)85とを含む。
 入力要素81は、図1に示すように、フロントカバー3側(エンジン側)に配置される環状の第1入力プレート(ドライブプレート)811と、ポンプシェル40側(変速装置側)に配置される環状の第2入力プレート(ドライブプレート)812とを含む。第1入力プレート811は、それぞれ周方向に延在して第1コイルスプリング83を収容する複数のスプリング収容部を外周側に有すると共に、それぞれ軸方向に延びる複数のスプラインを内周部に有する。また、各スプリング収容部の一端には、対応する第1コイルスプリング83の一端と当接する当接部(図1の破線参照)が形成されている。第2入力プレート812は、複数のリベット(図1参照)を介して第1入力プレート811に連結(固定)され、第1入力プレート811と第2入力プレート812との間には、中間要素85の外周部が軸周りに回転可能に配置される。また、第2入力プレート812は、第1入力プレート811の各スプリング収容部に収容された第1コイルスプリング83を内側から支持する。
 出力要素82は、フロントカバー3側(エンジン側)に配置される環状の第1出力プレート(ドリブンプレート)821と、ポンプシェル40側(変速装置側)に配置される環状の第2出力プレート822とを含む。第1出力プレート821は、それぞれ周方向に延在する複数のスプリング支持部を有し、第2出力プレート822は、それぞれ第1出力プレート821の対応するスプリング支持部と対向する複数のスプリング支持部を有する。各第2コイルスプリング84は、第1出力プレート821のスプリング支持部とそれに対応する第2出力プレート822のスプリング支持部とにより保持され、各第2コイルスプリング84の一端は、第1および第2出力プレート821および822の少なくとも何れか一方に形成された当接部(図示せず)と当接する。そして、第1出力プレート821と第2出力プレート822との間には、中間要素85の内周部が軸周りに回転可能に配置され、第1および第2出力プレート821および822の内周部は、リベットを介してダンパハブ7に固定される。中間要素85は、第1および第2入力プレート811および812により保持された対応する第1コイルスプリング83の他端とそれぞれ当接する複数の外周側係合部を有すると共に、第1および第2出力プレート821および822により保持された対応する第2コイルスプリング84の他端とそれぞれ当接する複数の内周側係合部を有する。
 ロックアップクラッチ9は、図1に示すように、入力要素81の内側かつフロントカバー3と出力要素82との間に配置される。ロックアップクラッチ9は、入力側センターピース2により軸方向に摺動自在に支持されるロックアップピストン90と、ロックアップピストン90と対向すると共に軸方向に移動不能となるように入力側センターピース2により支持されるクラッチハブ91と、ロックアップピストン90とクラッチハブ91との間に配置されるリターンスプリング92と、ロックアップピストン90とクラッチハブ91との間に位置するように入力要素81の第1入力プレート811により複数のスプラインを介して軸方向に摺動自在に支持される複数の第1クラッチプレート93と、ロックアップピストン90とクラッチハブ91との間で第1クラッチプレート93と隣り合うようにクラッチハブ91により複数のスプラインを介して軸方向に摺動自在に支持される複数の第2クラッチプレート94とを含む。
 ロックアップピストン90は、入力側センターピース2の径方向に延びる部分やフロントカバー3に近接して配置され、ロックアップピストン90の背面と入力側センターピース2とフロントカバー3との間には、入力側センターピース2に形成された作動油供給孔やインプットシャフトに形成された油路を介して図示しない油圧制御ユニットに接続されるロックアップ室95が画成される。これにより、図示しない油圧制御ユニットから作動油供給孔等を介してロックアップ室95内に作動油(ロックアップ圧)を供給すれば、ロックアップピストン90がクラッチハブ91に向けて移動し、ロックアップピストン90とクラッチハブ91とにより第1および第2クラッチプレート93および94が挟み付けられることで入力側センターピース2がダンパ機構8を介してダンパハブ7に連結され、それによりエンジンからの動力が入力側センターピース2、ダンパ機構8およびダンパハブ7を介して変速装置のインプットシャフトに伝達されるようになる。なお、ロックアップ室95への作動油の導入を停止すれば、ロックアップ室95内の作動油は入力側センターピース2に形成された作動油排出孔からインプットシャフトの油路へと流出し、それによりロックアップが解除されることになる。
 ここで、実施例の流体伝動装置1は、図1に示すように、タービンランナ5とダンパ機構8を構成する複数要素の中の入力要素81(第1要素)との間にそれぞれ両者に当接するように複数の第3コイルスプリング86(弾性体)が配置されており、原動機としてのエンジンから当該エンジンが通常発生するトルク(トルク変動)の範囲を超えると共にダンパ機構8の許容入力トルクを超える所定値以上の過大トルクが入力部材としての入力側センターピース2に入力されたときにタービンランナ5とダンパ機構8を構成する複数要素の中の入力要素81(第1要素)以外の出力要素82(第2要素)とが一体に回転するように構成されている。すなわち、入力要素81は、上述の第1入力プレート811および第2入力プレート812に加えて、第2入力プレート812よりもポンプシェル40側(変速装置側)に配置されると共に上述のリベットを介して第1および第2入力プレート811および812に連結(固定)される第3入力プレート813を含む。第3入力プレート813は、それぞれ周方向に延在して第3コイルスプリング86を支持する複数のスプリング支持部と、各スプリング支持部の一端に設けられて対応する第3コイルスプリング86の一端と当接する当接部(図1の破線参照)とを有し、第2入力プレート812と共に複数の第3コイルスプリング86を保持する。また、タービンランナ5のタービンシェル50には、第2および第3入力プレート812および813により保持された対応する第3コイルスプリング86の他端とそれぞれ当接する複数の外周側係合部を有する環状のタービン連結部材87が固定されている。タービン連結部材87は、その内周側で係合機構88を介して出力要素82を構成する第2出力プレート822と係合可能である。
 係合機構88は、図2に示すように、タービン連結部材87の内周部に等間隔に配設されると共にそれぞれ径方向内側に延びる複数の径方向突片871と、第2出力プレート822の外周部に等間隔に配設されると共にそれぞれタービン連結部材87の径方向突片871と係合可能となるように軸方向かつポンプシェル40側(変速装置側)に延びる複数(径方向突片871と同数)の軸方向突片822aとにより構成される。第2出力プレート822の各軸方向突片822aは、タービン連結部材87の互いに隣り合う径方向突片871同士の間隔よりも短い周長を有し、図2に示すように、タービン連結部材87の互いに隣り合う径方向突片871の間に位置する。これにより、タービン連結部材87(タービンランナ5)と第2出力プレート822(出力要素82)とはガタをもって係合することになる。実施例では、車両の走行中に入力側センターピース2に原動機としてのエンジンから当該エンジンが通常発生するトルク(トルク変動)の範囲を超えておらず、かつダンパ機構8の許容入力トルク以下のトルクが入力されるときに、図2に示すように、タービン連結部材87の各径方向突片871が両側の軸方向突片822aの何れとも当接することなく回転方向上流側の軸方向突片822aに若干近接するように、径方向突片871および軸方向突片822aの数や、互いに隣り合う径方向突片871の間隔、互いに隣り合う軸方向突片822aの間隔が定められる。すなわち、入力側センターピース2にエンジンから上述のような過大トルクが入力されないときに、基本的に係合機構88がタービン連結部材87(タービンランナ5)と第2出力プレート822(出力要素82)とを係合させることはない。
 これに対して、原動機としてのエンジンから上述のような過大トルクが入力側センターピース2に入力されたのに伴い、入力要素81および複数の第3コイルスプリング86を介してあるいはポンプインペラ4およびタービンランナ5を介してタービン連結部材87に大きなトルクが入力されたことによりタービン連結部材87の回転速度が第2出力プレート822の回転速度よりも高まってタービン連結部材87が第2出力プレート822に対して回転すると、タービン連結部材87の径方向突片871が回転方向下流側の軸方向突片822aと当接し、それによりタービン連結部材87と第2出力プレート822すなわち出力要素82が一体に回転する。すなわち、係合機構88は、入力側センターピース2にエンジンから上述のような過大トルクが入力されるときにタービン連結部材87(タービンランナ5)と第2出力プレート822(出力要素82)とを係合させる。なお、径方向突片871と回転方向下流側の軸方向突片822aとの間隔を規定する角度αは、第3コイルスプリング86の剛性(バネ定数)や入力側センターピース2へのトルクの入力状態に基づいて適正なタイミングで径方向突片871と回転方向下流側の軸方向突片822aとが当接するように実験・解析を経て定められ、径方向突片871と回転方向上流側の軸方向突片822aとの間隔を規定する角度βは、エンジンの通常の爆発振動により径方向突片871と回転方向上流側の軸方向突片822aとができるだけ接触しないように実験・解析を経て定められる。
 また、実施例の流体伝動装置1では、ダンパ機構8の入力要素81とタービンランナ5との間に摩擦力発生機構89が配置されている。摩擦力発生機構89は、ロックアップクラッチ9により入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とが係合されると共に原動機としてのエンジンすなわち入力側センターピース2の回転数が予め定められた共振回転数域に含まれるときに入力要素81からタービンランナ5に伝達される振動に応じた摩擦力を入力要素81に付与可能なものである。
 図1および図3に示すように、実施例の摩擦力発生機構89は、入力要素81の第3入力プレート813とタービンランナ5に固定されたタービン連結部材87との間に流体伝動装置1の軸周りに揺動可能に配置される環状部材890を含む。環状部材890の第3入力プレート813と対向する面(図1中左側の面)には、図3に示すように、概ね全面に亘って摩擦材891が貼着されている。そして、環状部材890は、摩擦材891が第3入力プレート813と接触するように第3入力プレート813とタービン連結部材87との間に配置されると共に、第3入力プレート813に固定されるスナップリングによりタービン連結部材87側(図1中右側)への移動が規制される。また、実施例では、環状部材890の背面とタービン連結部材87との間に皿バネあるいはウェーブワッシャといった付勢部材892が配置されており、環状部材890は、付勢部材892により第3入力プレート813に対して押し付けられる。なお、車両の走行中、環状部材890は、ポンプインペラ4の回転に伴って発生される作動油からのフロントカバー3側(エンジン側すなわち図中左側)への推力により第3入力プレート813に押し付けられるので、付勢部材892を省略してもよい。
 更に、環状部材890は、その内周部に等間隔に配設されると共にそれぞれ径方向内側に延びる複数の径方向突片890aを有する。また、タービンランナ5に固定されたタービン連結部材87は、環状部材890の径方向突片890aと係合可能となるように軸方向かつ入力側センターピース2側(エンジン側)に延びる複数(径方向突片890aと同数)の軸方向突片872を有する。タービン連結部材87の各軸方向突片872は、環状部材890の互いに隣り合う径方向突片890a同士の間隔よりも短い周長を有し、図3に示すように、環状部材890の互いに隣り合う径方向突片890aの間に位置する。これにより、環状部材890は、タービン連結部材87(タービンランナ5)とガタをもって係合することになる。
 実施例では、車両の走行中、ロックアップクラッチ9により入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とが係合されないときや、ロックアップクラッチ9により入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とが係合されていても入力側センターピース2の回転数が上記共振回転数域に含まれないときに、タービン連結部材87の各軸方向突片872が両側の径方向突片890aの何れとも当接することなく摩擦材891の摩擦力により環状部材890と入力要素(第3入力プレート813)とが一体に回転するように、軸方向突片872および径方向突片890aの数や、互いに隣り合う軸方向突片872の間隔、互いに隣り合う径方向突片890aの間隔が定められる。また、実施例では、ロックアップクラッチ9により入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とが係合されると共に原動機としてのエンジンすなわち入力側センターピース2の回転数が上述の共振回転数域に含まれるときに、複数の第3コイルスプリング86を介して入力要素81と係合するタービンランナ5の振動の周波数が最小であっても、当該タービンランナ5の振動によりタービン連結部材87の軸方向突片872と環状部材890の径方向突片890aとの間の間隔(ガタ)が詰まって両者が当接するように軸方向突片872および径方向突片890aの数や互いに隣り合う軸方向突片872の間隔、互いに隣り合う径方向突片890aの間隔が定められる。これにより、ロックアップクラッチ9により入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とが係合されると共に原動機としてのエンジンすなわち入力側センターピース2の回転数が上述の共振回転数域に含まれるときには、タービンランナ5によって環状部材890が入力要素81の第3入力プレート813に対して移動(回転)させられることになり、環状部材890に固定されると共に第3入力プレート813と接触する摩擦材891からタービンランナ5の振動に応じた摩擦力を入力要素81に付与することが可能となる。
 次に、図4から図6等を参照しながら上述の流体伝動装置1の動作について説明する。流体伝動装置1において、ロックアップクラッチ9により入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とが係合されないロックアップオフ時には、原動機としてのエンジンからの動力が、図4に示すように、入力側センターピース2、ポンプインペラ4、タービンランナ5、タービン連結部材87、複数の第3コイルスプリング86、入力要素81、複数の第1コイルスプリング83、中間要素85、複数の第2コイルスプリング84、出力要素82、ダンパハブ7という経路を介して変速装置のインプットシャフトへと伝達される。この際、入力側センターピース2に入力されるトルクの変動は、主にダンパ機構8の第1および第2コイルスプリング83および84により吸収される。
 また、ロックアップクラッチ9により入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とが係合されるロックアップオン時には、図5に示すように、原動機としてのエンジンからの動力が、入力側センターピース2、ロックアップクラッチ9、入力要素81、複数の第1コイルスプリング83、中間要素85、複数の第2コイルスプリング84、出力要素82、ダンパハブ7という経路を介して変速装置のインプットシャフトへと伝達される。この際、入力側センターピース2に入力されるトルクの変動は、主にダンパ機構8の第1および第2コイルスプリング83および84により吸収される。また、実施例の流体伝動装置1では、タービンランナ5すなわち当該タービンランナ5に固定されたタービン連結部材87がダンパ機構8を構成する複数要素の中の入力要素81と複数の第3コイルスプリング86を介して係合していることから、弾性体である複数の第3コイルスプリング86は、ロックアップオン時に入力側センターピース(入力部材)2とダンパハブ(出力部材)7との間でのトルク伝達に寄与しないマスとなるタービンランナ5やタービン連結部材87と共にダイナミックダンパを構成する。
 すなわち、実施例の流体伝動装置1では、タービンランナ5に固定されたタービン連結部材87がダンパ機構8を構成する複数要素の中で特にロックアップオン時であって入力側センターピース2の回転速度(エンジン回転数)が比較的低いときに中間要素85や出力要素82に比べて大きい振動エネルギを有する入力要素81と複数の第3コイルスプリング86(弾性体)を介して係合しており、入力側センターピース2から動力の伝達対象である変速装置までの動力伝達経路のより上流側で複数の第3コイルスプリング86とマスとしてのタービンランナ5やタービン連結部材87とにより構成されるダイナミックダンパによって振動が吸収されることになる。これにより、ロックアップオン時には、エンジン側から流体伝動装置1すなわち入力側センターピース2へと伝達される振動をダンパ機構8の入力要素81よりも下流側の要素で減衰される前に上記ダイナミックダンパによって効果的に吸収(減衰)して当該振動が入力要素81よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。従って、実施例の流体伝動装置1では、複数の第3コイルスプリング86とマスとしてのタービンランナ5やタービン連結部材87とにより構成されるダイナミックダンパの共振周波数、すなわち第3コイルスプリング86の剛性(バネ定数)や、タービンランナ5およびタービン連結部材87等の重量(イナーシャ)を原動機としてのエンジンの気筒数やロックアップ実行時のエンジン回転数に基づいて調整することで、図6において実線で示すように、例えばダンパ機構8の出力要素82にダイナミックダンパを連結した場合に比べて(図6における破線参照)、エンジン回転数が比較的低いときに原動機としてのエンジンから流体伝動装置1すなわち入力側センターピース2へと伝達される振動をダイナミックダンパによって効果的に吸収(減衰)して当該振動が入力要素81よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。
 この結果、実施例の流体伝動装置1では、エンジン回転数が例えば1000rpm程度と比較的低いロックアップ回転数Nlupに達した段階でロックアップを実行して動力伝達効率を向上させると共に、ロックアップクラッチ9の係合時や係合後の入力側センターピース2の回転速度(エンジン回転数)が比較的低いときに入力側センターピース2から入力要素81までの間で生じがちな振動を良好に減衰することが可能となる。なお、タービンランナ5と第3コイルスプリング86とを含むダイナミックダンパの振動減衰特性を容易かつ柔軟に設定すると共に、ロックアップ回転数Nlup付近における振動レベルを図6に示すように低下させるためには、図1に示すように、タービンランナ5(あるいはタービン連結部材87)に質量体としての錘Mtを適宜付加するとよい。
 ところで、ロックアップクラッチ9により入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とが係合されると共に入力側センターピース2の回転数(エンジン回転数)がロックアップ回転数Nlupを含む低回転数域に含まれるときに当該入力側センターピース2に伝達される振動をダイナミックダンパにより減衰して振動レベルを低下させると、図6において二点鎖線で示すように、その後に入力側センターピース2の回転数(エンジン回転数)が高まったときに入力側センターピース2や入力要素81で共振が発生することがある。このため、実施例では、ダイナミックダンパの利用に伴って共振が発生する入力側センターピース2(エンジン)の回転数域を上述の共振回転数域として予め定めておくと共に、入力側センターピース2(エンジン)の回転数が共振回転数域に含まれるときに入力要素81から第3コイルスプリング86およびタービン連結部材87を介してタービンランナ5に伝達される振動に応じた摩擦力が摩擦力発生機構89から入力要素81に付与されるようにしているのである。すなわち、第3コイルスプリング86およびタービン連結部材87を介して入力要素81(第3入力プレート813)と係合するタービンランナ5の振動により、タービン連結部材87の軸方向突片872と環状部材890の径方向突片890aとの間の間隔(ガタ)が詰まって両者が当接すると、タービンランナ5によって環状部材890が入力要素81に対して移動(回転)させられ、それにより環状部材890に固定されると共に入力要素81と接触する摩擦材891から当該振動に応じた摩擦力を入力要素81に付与することができる。これにより、図6に示すように、ダイナミックダンパの利用に伴って発生する共振を良好に減衰し、振動が入力要素81よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。
 そして、流体伝動装置1では、エンジンから上述のような過大トルクが入力側センターピース2に入力されたときに、タービンランナ5すなわち当該タービンランナ5に固定されたタービン連結部材87と第1要素としての入力要素81との間の複数の第3コイルスプリング86が当該過大トルクに基づくトルク(過大トルク自体あるいは当該過大トルクに起因した大きなトルク)吸収するダンパとして機能する。すなわち、ロックアップオフ時に入力側センターピース2にエンジンから過大トルクが入力されたのに伴ってタービンランナ5に当該過大トルクに起因した大きなトルクが伝達され、それによりタービン連結部材87が第2出力プレート822に対して回転することでタービン連結部材87の径方向突片871が回転方向下流側の軸方向突片822aと当接すると、タービン連結部材87と第2出力プレート822すなわち出力要素82が一体に回転することになる。これにより、タービンランナ5に固定されたタービン連結部材87は、図3において点線で示すように係合機構88を介してダンパ機構8の出力要素82と実質的に連結されると共に、複数の第3コイルスプリング86、入力要素81、複数の第1コイルスプリング83、中間要素85および複数の第2コイルスプリング84を介してダンパ機構8の出力要素82と実質的に連結されることになる。従って、第3コイルスプリング86の剛性(バネ定数)を第1コイルスプリング83および第2コイルスプリング84の剛性(バネ定数)よりも高めておくことで、ロックアップオフ時であって入力側センターピース2にエンジンから過大トルクが入力されたときに、第3コイルスプリング86を上記過大トルクに起因した大きなトルクを吸収するダンパとして機能させることが可能となる。
 また、ロックアップオン時に入力側センターピース2にエンジンから上述のような過大トルクが入力されたのに伴ってダンパ機構8の入力要素81に当該過大トルクが入力されると、複数の第3コイルスプリング86を介して入力要素81と係合するタービン連結部材87が第2出力プレート822に対して回転することでタービン連結部材87の径方向突片871が回転方向下流側の軸方向突片822aと当接し、タービン連結部材87と第2出力プレート822すなわち出力要素82が一体に回転することになる。これにより、ダンパ機構8の入力要素81は、複数の第1コイルスプリング83、中間要素85および複数の第2コイルスプリング84を介して出力要素82と実質的に連結されると共に、図4において点線で示すように複数の第3コイルスプリング86およびタービン連結部材87を介して出力要素82と実質的に連結されることになる。従って、第3コイルスプリング86の剛性(バネ定数)を第1コイルスプリング83および第2コイルスプリング84の剛性(バネ定数)よりも高めておくことで、ロックアップオン時であって入力側センターピース2にエンジンから過大トルクが入力されたときにも、第3コイルスプリング86を当該過大トルクを吸収するダンパとして機能させることが可能となる。
 なお、上述のようにダイナミックダンパおよび過大トルク吸収用ダンパの双方として機能する第3コイルスプリング86の剛性すなわちバネ定数は、過大トルクに基づくトルクの吸収特性を優先して定めると好ましく、第3コイルスプリング86やタービンランナ5、タービン連結部材87により構成されるダイナミックダンパの振動減衰特性は、タービン連結部材87の質量やタービンランナ5やタービン連結部材87に取り付けられる錘Mtの質量により調整されると好ましい。
 更に、実施例の流体伝動装置1では、加速中や減速時等にロックアップクラッチ9にスリップを生じさせるスリップ制御を実行することで動力の伝達効率やエンジンの燃費を向上させることが可能であるが、このようなスリップ制御の実行中あるいはロックアップクラッチ9の係合処理中にロックアップクラッチ9にスリップを生じているときには、いわゆるシャダー(振動)が発生するおそれがある。このため、実施例の流体伝動装置1では、図1に示すように、ダンパ機構8の入力要素81(第1入力プレート811)に質量体としての錘Miが付加されている。そして、実施例では、当該錘Miの重量を入力要素81、当該錘Miおよび入力要素81と係合する第1コイルスプリング83からなる系の共振周波数が上記ダイナミックダンパすなわちタービンランナ5、タービン連結部材87、錘Mtおよび第3コイルスプリング86からなる系の共振周波数と一致するように定めている。これにより、タービンランナ5や第3コイルスプリング86を含むダイナミックダンパにより、原動機としてのエンジン側から入力側センターピース2へと伝達される振動を減衰すると共に、ロックアップクラッチ9にスリップを生じているときにシャダーが発生するのを良好に抑制することが可能となる。
 以上説明したように、実施例の流体伝動装置1では、ロックアップクラッチ9により入力部材としての入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とが係合されているときに、少なくともタービンランナ5と当該タービンランナ5およびダンパ機構8の入力要素81の双方と係合する第2の弾性体としての第3コイルスプリング86とにより、入力側センターピース2に伝達された振動をダンパ機構8の入力要素81から吸収するダイナミックダンパが構成される。これにより、流体伝動装置1では、入力側センターピース2から動力の伝達対象である変速装置までの動力伝達経路のより上流側で上記ダイナミックダンパによって振動が吸収されることになり、原動機としてのエンジン側から流体伝動装置1すなわち入力側センターピース2へと伝達される振動をダンパ機構8の入力要素81よりも下流側の要素で減衰される前に上記ダイナミックダンパにより効果的に吸収(減衰)して当該振動が入力要素81よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。
 また、上記実施例のように、ダンパ機構8の出力要素82がダンパハブ7を介して原動機からの動力の伝達対象である変速装置に連結される場合、少なくともタービンランナ5と第3コイルスプリング86とによりダイナミックダンパを構成すれば、ロックアップクラッチ9により入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とが係合されるときに入力側センターピース2から変速装置までの間で動力の伝達に寄与しないタービンランナ5をダイナミックダンパのマスとして活用し、原動機としてのエンジン側から入力側センターピース2へと伝達される振動を当該ダイナミックダンパにより効果的に減衰することが可能となる。そして、上記実施例のように、タービンランナ5に質量体としての錘Mtを付加することで、タービンランナ5と第3コイルスプリング86とを含むダイナミックダンパの振動減衰特性を容易かつ柔軟に設定することが可能となる。
 更に、実施例の流体伝動装置1では、ダンパ機構8の入力要素81とタービンランナ5との間に、ロックアップクラッチ9により入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とが係合されると共に入力側センターピース2の回転数が予め定められた共振回転数域に含まれるときに入力要素81からタービンランナ5に伝達される振動に応じた摩擦力を入力要素81に付与可能な摩擦力発生機構89が配置されている。これにより、入力側センターピース2の回転数が共振回転数域に含まれるときに入力要素81からタービンランナ5に伝達される振動に応じた摩擦力を摩擦力発生機構89から入力要素81に付与し、ダイナミックダンパの利用に伴って発生する共振を良好に減衰すると共に振動が入力要素81よりも下流側に伝達されるのを良好に抑制することが可能となる。
 また、実施例の摩擦力発生機構89は、ダンパ機構8の入力要素81(第3入力プレート813)とタービンランナ5(タービン連結部材87)との間に軸周りに揺動可能に配置されると共にタービンランナ5(タービン連結部材87)とガタをもって係合する環状部材890と、入力要素81と接触するように環状部材890に固定された摩擦材891とを含むものである。このような摩擦力発生機構89によれば、第3コイルスプリング86を介して入力要素81と係合するタービンランナ5の振動によりタービン連結部材87(軸方向突片872)と環状部材890(径方向突片890a)との間のガタが詰まって両者が当接したときに、タービンランナ5によって環状部材890が入力要素81に対して移動(回転)させられ、それにより環状部材890に固定されると共に入力要素81と接触する摩擦材891から当該振動に応じた摩擦力を入力要素81に付与することが可能となる。
 更に、実施例の流体伝動装置1では、ダンパ機構8の入力要素81に質量体としての錘Miが付加されており、錘Miの重量は、入力要素81、当該錘Miおよび第1コイルスプリング83からなる系の共振周波数が上記ダイナミックダンパすなわちタービンランナ5、タービン連結部材87、錘Mtおよび第3コイルスプリング86からなる系の共振周波数と一致するように定められている。これにより、タービンランナ5、タービン連結部材87、錘Mtおよび第3コイルスプリング86からなるダイナミックダンパにより、エンジン側から流体伝動装置1すなわち入力側センターピース2へと伝達される振動を減衰すると共に、スリップ制御時等にロックアップクラッチ9にスリップを生じているときに、いわゆるシャダーが発生するのを良好に抑制することが可能となる。
 なお、実施例の流体伝動装置1のように、ダンパ機構8の入力要素81が複数の部材からなるものである場合には、ダイナミックダンパを構成する第3コイルスプリング86を入力要素81を構成する複数の部材の何れか一つと係合させればよい。また、流体伝動装置1は、タービンランナ5がタービンハブ等を介して変速装置のインプットシャフトに連結されるものであってもよい。更に、上述の流体伝動装置1は、タービンランナ5からポンプインペラ4への作動油の流れを整流するステータ6を備えたトルク増幅機能を有するトルクコンバータとして構成されているが、本発明による流体伝動装置は、ステータ6すなわちトルク増幅機能を有さない流体継手として構成されてもよい。
 ここで、実施例の主要な要素と発明の概要の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。すなわち、上記実施例では、原動機としてのエンジンに連結される入力部材としての入力側センターピース2に接続されたポンプインペラ4と、ポンプインペラ4と同軸に回転可能なタービンランナ5と、入力要素81と入力要素81と係合する弾性体としての第1コイルスプリング83と出力要素82とを有するダンパ機構8と、入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とを係合すると共に両者の係合を解除することができるロックアップクラッチ9とを含む流体伝動装置1が「流体伝動装置」に相当し、ロックアップクラッチ9により入力側センターピース2とダンパ機構8の入力要素81とが係合されているときに入力側センターピース2に伝達された振動を入力要素81から吸収するタービンランナ5および第2の弾性体としての第3コイルスプリング86を含むダイナミックダンパが「ダイナミックダンパ」に相当する。
 ただし、実施例の主要な要素と発明の概要の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施例が発明の概要の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、発明の概要の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
 以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
 本発明は、流体伝動装置の製造分野等において利用可能である。

Claims (6)

  1.  原動機に連結される入力部材に接続されたポンプインペラと、該ポンプインペラと同軸に回転可能なタービンランナと、入力要素と該入力要素と係合する弾性体と出力要素とを有するダンパ機構と、前記入力部材と前記ダンパ機構の前記入力要素とを係合させると共に両者の係合を解除することができるロックアップクラッチとを含む流体伝動装置において、
     前記ロックアップクラッチにより前記入力部材と前記ダンパ機構の前記入力要素とが係合されているときに該入力部材に伝達された振動を該入力要素から吸収するように構成されたダイナミックダンパを備えることを特徴とする流体伝動装置。
  2.  前記ダンパ機構の前記出力要素は、前記原動機からの動力の伝達対象に連結され、前記ダイナミックダンパは、少なくとも前記タービンランナと該タービンランナおよび前記ダンパ機構の前記入力要素の双方と係合する第2の弾性体とにより構成されることを特徴とする請求項1に記載の流体伝動装置。
  3.  前記タービンランナに付加された質量体を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の流体伝動装置。
  4.  前記ダンパ機構の前記入力要素と前記タービンランナとの間に配置されており、前記ロックアップクラッチにより前記入力部材と前記ダンパ機構の前記入力要素とが係合されると共に該入力部材の回転数が予め定められた回転数域に含まれるときに前記入力要素から前記タービンランナに伝達される振動に応じた摩擦力を該入力要素に付与可能な摩擦力発生機構を更に備えることを特徴とする請求項2または3に記載の流体伝動装置。
  5.  前記摩擦力発生機構は、前記ダンパ機構の前記入力要素と前記タービンランナとの間に軸周りに揺動可能に配置されると共に前記タービンランナとガタをもって係合する環状部材と、前記入力要素と接触するように前記環状部材に固定された摩擦材とを含むことを特徴とする請求項4に記載の流体伝動装置。
  6.  前記ダンパ機構の前記入力要素に付加された質量体を更に備え、該質量体の重量は、前記入力要素、前記質量体および該入力要素と係合する前記弾性体からなる系の共振周波数が前記ダイナミックダンパの共振周波数と一致するように定められることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の流体伝動装置。
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