特許 5999947 トルクコンバータ並びにクラッチ及びダンパのアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5999947

(24)【登録日】2016年9月9日

(45)【発行日】2016年9月28日

(54)【発明の名称】トルクコンバータ並びにクラッチ及びダンパのアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   F16H 45/02 20060101AFI20160915BHJP

【ＦＩ】

   F16H45/02 C

   F16H45/02 Y

【請求項の数】12

【外国語出願】

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-67249(P2012-67249)

(22)【出願日】2012年3月23日

(65)【公開番号】特開2012-202554(P2012-202554A)

(43)【公開日】2012年10月22日

【審査請求日】2015年3月20日

(31)【優先権主張番号】61/467,808

(32)【優先日】2011年3月25日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】515009952

【氏名又は名称】シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー． カー・ゲー

【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ

(74)【復代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(72)【発明者】

【氏名】マークス シュタインベアガー

(72)【発明者】

【氏名】パトリック リンデマン

(72)【発明者】

【氏名】クレイグ ナイデル

【審査官】 渡邊 義之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０８８０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１９１５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５２７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１０２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３３８５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３１１３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５０８０２１５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０００−００２３１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ４５／００− ４５／０２

Ｆ１６Ｈ ４１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トルクコンバータ用のクラッチ及びダンパのアセンブリであって、
前記クラッチを係合するためのピストンの摩擦面及びシール外径部を有するクラッチのピストンと、
弾性要素及び駆動板を有するダンパと、を有しており、
前記ピストンの摩擦面が前記弾性要素の半径方向内側に配置されており、
前記シール外径部が前記弾性要素の半径方向外側に配置されており、
前記駆動板が、前記弾性要素と駆動係合されており、前記クラッチのピストンと摩擦係合可能であることを特徴とする、クラッチ及びダンパのアセンブリ。

【請求項2】

前記クラッチのピストンが、前記ピストンの摩擦面の半径方向内側に配置されたシール内径部を有している、請求項１記載のクラッチ及びダンパのアセンブリ。

【請求項3】

前記ダンパが側板を有しており、
前記駆動板が前記側板によって半径方向に位置決めされている、請求項１又は２記載のクラッチ及びダンパのアセンブリ。

【請求項4】

前記側板が突出部を有しており、
前記駆動板が、前記突出部を収容するための切り欠きを有しており、
前記駆動板が、前記切り欠き内に挿入された前記突出部によって半径方向に位置決めされている、請求項３記載のクラッチ及びダンパのアセンブリ。

【請求項5】

前記弾性要素が前記切り欠き内に配置されている、請求項４記載のクラッチ及びダンパのアセンブリ。

【請求項6】

前記弾性要素がアーチ形に形成されたコイルばねであり、前記突出部が、前記コイルばねの円周方向中間点の近傍に配置されている、請求項４又は５記載のクラッチ及びダンパのアセンブリ。

【請求項7】

円周方向のシール面を有する、前記トルクコンバータ用のカバーが設けられており、
前記クラッチのピストンが前記シール外径部にシールを有しており、該シールが前記カバーのシール面と係合する、請求項１から６までのいずれか１項記載のクラッチ及びダンパのアセンブリ。

【請求項8】

前記ピストンが前記カバーと駆動係合する、請求項７記載のクラッチ及びダンパのアセンブリ。

【請求項9】

円周方向のシール面を有するとともに、前記カバーに固く取り付けられている駆動リングが設けられており、
前記クラッチのピストンが、
前記ピストンの摩擦面の半径方向内側に配置されたシール内径部と、
該シール内径部において前記駆動リングのシール面と係合するシールと、を有している、請求項７又は８記載のクラッチ及びダンパのアセンブリ。

【請求項10】

前記ダンパが駆動板を有しており、
前記駆動リングが環状の摩擦面を有しており、
前記駆動板が、前記ピストンの摩擦面及び前記駆動リングの摩擦面と摩擦係合可能である、請求項９記載のクラッチ及びダンパのアセンブリ。

【請求項11】

クラッチを係合するためのピストンの摩擦面及びシール外径部を有するクラッチのピストンと、
ダンパと、
カバーと、
該カバーに固く取り付けられた駆動リングと、
タービンと、
該タービンに固く取り付けられた側板と、を有するトルクコンバータにおいて、
前記ピストンの摩擦面が前記ダンパの半径方向内側に配置されており、
前記シール外径部が前記ダンパの半径方向外側に配置されており、
前記タービンが前記カバーの方に動かされている前記トルクコンバータの作動中、スラスト方向に係合するように、前記駆動リングと前記側板とが配置されていることを特徴とする、トルクコンバータ。

【請求項12】

前記ダンパが、前記側板によって半径方向に位置決めされた駆動板を有している、請求項１１記載のトルクコンバータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して、トルクコンバータのクラッチ及びダンパに関し、より詳細には、ダンパの半径方向内側に配置された摩擦面を有するクラッチに関する。

【背景技術】

【0002】

トルクコンバータ用のクラッチ及びダンパは既知である。一つの形態では、クラッチの摩擦面は、ダンパの半径方向内側に配置されている。同一出願人による米国特許第６０９９４３５号明細書、米国特許第６１４２２７２号明細書、及び米国特許第６２４４４０１号明細書に実例が示されており、その実例は参照することにより本願に含まれる。概して、ダンパの半径方向内側に配置されたクラッチに関して、ピストンのシール外径部はダンパの半径方向内側に配置されていて、使用可能なクラッチ容量を制限している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第６０９９４３５号明細書

【特許文献2】米国特許第６１４２２７２号明細書

【特許文献3】米国特許第６２４４４０１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、使用可能なクラッチ容量の制限を緩和することができるトルクコンバータのクラッチ及びダンパを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

例示する態様は、大まかに、トルクコンバータ用のクラッチ及びダンパのアセンブリを有しており、このアセンブリは、クラッチを係合するためのピストンの摩擦面及びシール外径部を備えたクラッチのピストンと、ダンパとを有している。ピストンの摩擦面はダンパの半径方向内側に配置されており、シール外径部はダンパの半径方向外側に配置されている。例示する実施形態において、クラッチのピストンは、ピストンの摩擦面の半径方向内側に配置されたシール内径部を有している。例示する幾つかの実施形態において、ダンパは、弾性要素と駆動板とを有している。駆動板は、弾性要素と駆動係合（駆動伝達が可能に係合）されており、クラッチのピストンと摩擦係合可能である。

【0006】

例示する幾つかの実施形態において、ダンパは側板を有しており、駆動板は側板によって半径方向に位置決めされている。例示する幾つかの実施形態において、側板は突出部を有しており、駆動板は突出部を収容するための切り欠きを有しており、駆動板は、この切り欠き内に挿入された突出部によって半径方向に位置決めされている。例示する幾つかの実施形態において、弾性要素は切り欠き内に配置されている。例示する一つの実施形態において、弾性要素はアーチ形に形成されたコイルばねであり、突出部はコイルばねのほぼ円周方向中間点に配置されている。

【0007】

例示する幾つかの実施形態において、クラッチ及びダンパのアセンブリは、円周方向のシール面を備える、トルクコンバータ用のカバーを有している。クラッチのピストンは、シール外径部にシールを有しており、このシールがカバーのシール面と係合する。例示する実施形態において、ピストンは、カバーと駆動係合（駆動伝達が可能に係合）している。例示する幾つかの実施形態において、クラッチ及びダンパのアセンブリは、円周方向のシール面を備えると共に、カバーに固く取り付けられた駆動リングを有している。クラッチのピストンは、ピストンの摩擦面の半径方向内側に配置されたシール内径部を有しており、そしてこのシール内径部に、駆動リングのシール面と係合するシールを有している。例示する実施形態において、ダンパは駆動板を有しており、駆動リングは環状の摩擦面を有しており、駆動板は、ピストンの摩擦面及び駆動リングの摩擦面と摩擦係合可能である。

【0008】

別に例示する態様は、大まかに、クラッチを係合するためのピストンの摩擦面及びシール外径部を備えたクラッチのピストンと、ダンパと、カバーと、カバーに固く取り付けられた駆動リングと、タービンと、タービンに固く取り付けられた側板と、を有するトルクコンバータを有している。ピストンの摩擦面はダンパの半径方向内側に配置されており、シール外径部はダンパの半径方向外側に配置されており、タービンがカバーの方に動かされているトルクコンバータの作動中、スラスト方向に係合するように、駆動リングと側板とが配置されている。例示する実施形態において、ダンパは、側板によって半径方向に位置決めされた駆動板を有している。

【0009】

本発明の作動方式及び作動性質は、添付の図面を用いて理解される以下の詳細な説明において十分に説明されている。

【発明の効果】

【0010】

本発明に基づくトルクコンバータのクラッチ及びダンパの利点は、使用可能なクラッチ容量の制限を緩和することができることである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1A】本願で使用される空間的用語を表した円筒座標系の斜視図である。

【図1B】本願で使用される空間的用語を表した、図１Ａの円筒座標系における物体の斜視図である。

【図2】クラッチ及びダンパのアセンブリを有するトルクコンバータの、上半分の断面図である。

【図3】図２におけるダンパの正面図である。

【図4】図２におけるダンパの一部分の斜視図である。

【図5】クラッチ及びダンパのアセンブリと軸方向スラストブッシュとを有するトルクコンバータの、上半分の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

最初に、異なる図面に示された同一の参照符号は、同一の、又は機能的に類似する構造的要素であると認識されるべきである。さらに、本発明は、特定の実施形態、特定の方法、特定の材料、及び本明細書で所望とされる特定の変更のみに限定されるものではなく、勿論、そのようなものとして変更してもよいものとして理解される。また、本明細書で使用される用語は、特定の態様を説明することのみを目的とするものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定されるものであると理解される。

【0013】

そうでないことが定義されない限り、本明細書で使用される技術的及び科学的な全ての用語は、本発明が属する技術分野における当業者に一般的に理解されるものと同じ意味を有している。本明細書で説明されるものと類似又は同等の、あらゆる方法、装置、又は材料を、本発明の実施又は試験において使用することができるが、ここでは、下記に例示する方法、装置、及び材料が説明される。

【0014】

図１Ａは、本願において使用される空間的用語を表す円柱座標系８０の斜視図である。本発明は、円柱座標系に関連して少なくとも部分的に説明される。座標系８０は長手方向軸線８１を有しており、この長手方向軸線８１は、以下では、方向及び空間の用語のための基準として用いられている。「軸方向」、「半径方向」、及び「円周方向」という形容詞は、それぞれ、軸線８１、半径８２（軸線８１に対して垂直である）、及び円周８３に対して平行な方向を表している。また、「軸方向」、「半径方向」、及び「円周方向」という形容詞は、個々の平面に対して平行な方向も表す。種々の平面の配置を明確にするため、物体８４、８５、及び８６が用いられる。物体８４の面８７は、軸方向平面を形成している。つまり、軸線８１は、面８７に沿う線を形成している。物体８５の面８８は、半径方向平面を形成する。つまり、半径８２は、面８８に沿う線を形成している。物体８６の面８９は、円周方向平面を形成している。つまり、円周８３は、面８９に沿う線を形成している。更なる例として、軸方向移動又は配置は軸線８１に対して平行であり、半径方向移動又は配置は半径８２に対して平行であり、円周方向の移動又は配置は円周８３に対して平行である。回転は、軸線８１を中心にされる。

【0015】

「軸方向に」、「半径方向に」、及び「円周方向に」という副詞は、それぞれ、軸線８１、半径８２、又は円周８３に対して平行な方向を表すものである。また、「軸方向に」、「半径方向に」、及び「円周方向に」という副詞は、個々の平面に対して平行な方向も表す。

【0016】

図１Ｂは、本願で使用される空間的用語を表す、図１Ａの円筒座標系８０における物体９０の斜視図である。円筒形の物体９０は、円筒座標系における円筒形の物体を表しており、あらゆる点で本発明を限定しようとするものではない。物体９０は、軸方向面９１、半径方向面９２、及び円周方向面９３を有している。軸方向面９１は軸方向平面の一部であり、半径方向面９２は半径方向平面の一部であり、円周方向面９３は円周方向平面の一部である。

【0017】

以下の説明は、図２から図４に関するものである。図２は、クラッチ及びダンパのアセンブリ１０２を有するトルクコンバータ１００の、上半分の断面図である。図３は、トルクコンバータ１００のダンパ１１０の正面図である。図４は、ダンパ１１０の一部分の斜視図である。

【0018】

アセンブリ１０２は、摩擦面１０６及びシール外径部１０８を有するクラッチのピストン１０４と、ダンパ１１０とを有している。ピストン１０４は、例えば鋼又はアルミニウム、或いはこの分野で公知とされる他の材料から製造され得る。例示する実施形態において、ピストン１０４は、鋳造アルミニウムから製造され、機械加工によって処理される。ピストン１０４の摩擦面１０６は、ダンパ１１０の半径方向内側に配置されている。つまり、摩擦面１０６の外径Ｄ１は、ダンパ１１０の内径Ｄ２よりも小さい。シール外径部１０８は、ダンパ１１０の半径方向外側に配置されている。つまり、シール径Ｄ３は、ダンパ１１０の外径Ｄ４よりも大きい。クラッチのピストン１０４は、ピストン１０４の摩擦面１０６の半径方向内側に配置されたシール内径部１１２を有している。つまり、シール径Ｄ５は、摩擦面１０６の内径Ｄ６よりも小さい。

【0019】

ダンパ１１０は、弾性要素１１４と駆動板１１６とを有している。駆動板１１６は、弾性要素１１４と駆動係合（駆動伝達が可能に係合）されており、クラッチのピストン１０４と摩擦係合可能である。例示する実施形態において、弾性要素１１４はコイルばねである。ばね１１４は単一のばねとして示されているが、ばね１１４は、この技術分野で公知とされる複数の同心状のばねであってもよい。ダンパ１１０は、ばね１１４を収容するための部位１１９を備えた側板１１８を有している。つまり、ばね１１４は、側板１１８によって、部位１１９において、少なくとも部分的に軸方向に及び／又は半径方向に位置決めされている。

【0020】

駆動板１１６は、側板１１８によって半径方向に位置決めされている。つまり、側板１１８は突出部１２０を有しており、駆動板１１６は突出部１２０を収容するための切り欠き１２２を有しており、駆動板１１６は、切り欠き１２２内に挿入された突出部１２０によって半径方向に位置決めされている。例示する実施形態において、弾性要素１１４は、切り欠き１２２内に配置されている。例示する実施形態において、弾性要素１１４は、アーチ形に形成されたコイルばねであり、ばね１１４を部位１１９内に円周方向に挿入することを補助するために、突出部１２０は、コイルばね１１４のほぼ円周方向中間点に配置されている。例示する実施形態において、側板１１８は、部位１１９内にばね１１４を保持するために配置された突出部１２１を有している。例示する実施形態において、側板１１８は、側板１１８に対するばね１１４の円周方向移動を制限するための端止め部１２３を有している。

【0021】

さらに、アセンブリ１０２は、トルクコンバータ１００用のカバー１２６を有している。駆動板１２８は、カバー１２６に固く取り付けられている。駆動板１２８は、原動機（図示せず）と駆動係合（駆動伝達が可能に係合）するための締結具１３０を有している。例示する実施形態において、駆動板１２８は、突出したリベット１３２によってカバー１２６に固定されている。パイロットシャフト１３４は、原動機のクランクシャフト（図示せず）との位置決めのため、例えば突起溶接によってカバー１２６に固く取り付けられている。カバー１２６は円周方向のシール面１３６を有しており、クラッチのピストン１０４は、シール外径部１０８にシール１３８を有している。シール１３８は、カバー１２６のシール面１３６と係合する。つまり、シール１３８は、シール外径部１０８における溝１４０内に配置されており、液密なシールを形成するために、圧縮した状態でシール面１３６と係合する。シール１３８は、例えば、Ｏリング、Ｄリング、又は四角に切断された動的なシールであってよい。例示する実施形態において、ピストン１０４は、板ばね１４２においてカバー１２６と駆動係合（駆動伝達が可能に係合）しており、この板ばね１４２が、ピストン１０４とカバー１２６との間の円周方向の相対移動を制限しており、そしてシール１３８はＤリング形のシールである。

【0022】

アセンブリ１０２は、円周方向のシール面１４６を備える駆動リング１４４を有している。駆動リング１４４は、例えば、溶接部１４８でカバー１２６に固く取り付けられている。例示する実施形態において、溶接部１４８は、レーザー溶接部である。カバー１２６は、駆動リング１４４に隣接して配置された半径方向の流路１５０を有しており、この流路１５０により、カバー１２６と駆動リング１４４との間での流体連通が可能になる。クラッチのピストン１０４は、シール内径部１１２にシール１５２を有している。シール１５２は、駆動リング１４４のシール面１４６と係合する。つまり、シール１５２は、シール内径部１１２における溝１５４内に配置されており、液密なシールを形成するために、圧縮した状態でシール面１４６と係合する。シール１５２は、例えば、Ｏリング、Ｄリング、又は四角に切断された動的なシールであってよい。例示する実施形態において、シール１５２はＯリング形のシールである。

【0023】

駆動リング１４４は、環状の摩擦面１５６を有している。駆動板１１６は、ピストン１０４の摩擦面１０６及び駆動リング１４４の摩擦面１５６と摩擦係合可能である。つまり、流路１５０を通ってピストン１０４とカバー１２６との間のチャンバ１５８内に負荷圧力が導入されると、ピストン１０４は、駆動リング１４４の方へ軸方向に移動する。ピストン１０４の移動により、駆動板１１６の環状部１６０が駆動リング１４４に対して押し付けられ、これによってクラッチを摩擦係合している。摩擦面１０６及び１５６、又は環状部１６０の接続面は、摩擦材を含んでいてもよい。駆動リング１４４は内側シール面１６２を有しており、この内側シール面１６２はトランスミッション（図示せず）の入力軸との係合部をシールするためのものである。例示する実施形態において、摩擦材はクラッチを冷却するための複数の溝を有しており、流孔１６４は、摩擦面１０６及び１５６を冷却するためのオイルの、クラッチから離れる方向への流れを可能にしている。

【0024】

トルクコンバータ１００は、タービン１６６を有している。側板１１８は、例えば、リベット１６８によってタービン１６６に固く取り付けられている。駆動リング１４４と側板１１８とは、トルクコンバータ１００の作動中、スラスト方向に係合するように配置されている。つまり、トルクコンバータ１００の特定の作動方式の間、流体力学的な力がタービン１６６をカバー１２６の方に動かす。摩擦面１７０は、側板１１８及び駆動リング１４４を介して、タービン１６６のスラスト力をカバー１２６に及ぼす。摩擦面１７０は、例えば、接着によって側板１１８又は駆動リング１４４に固く取り付けられた摩擦材を有していてもよい。例示する実施形態において、摩擦材は駆動リング１４４に取り付けられている。

【0025】

ハブ１７２は、リベット１６８によってタービン１６６に固く取り付けられており、トランスミッションの入力軸との駆動係合（駆動伝達が可能に係合）のためのスプライン部１７４を有している。また、トルクコンバータ１００は、溶接部１７８でカバー１２６に固く取り付けられたインペラ１７６を有している。コンバータ１００は、インペラ１７６とタービン１６６との間に軸方向に配置されたステータアセンブリ１８０を有している。

【0026】

以下の説明は、図５に関するものである。図５は、クラッチ及びダンパのアセンブリ２０２と軸方向スラストブッシュ２０４とを有するトルクコンバータ２００の、上半分の断面図である。コンバータ１００の説明は、以下に記載した事項を除いて、コンバータ２００に概ね適用可能である。スラストブッシュ２０４は、トルクコンバータ２００の作動中、駆動リング１４４とハブ１７２とをスラスト方向に係合するように配置されている。ブッシュ２０４は、ブッシュ２０４の半径方向突起２０６とハブ１７２における半径方向窪み２０８との係合によって、ハブ１７２に保持されている。例示する実施形態において、ブッシュ２０４は、ころ軸受けである。

【0027】

もちろん、請求項に記載された発明の精神又は範囲から逸脱することのない、本願の上述の実施形態に応じた変更及び修正というのは、当業者に容易に明らかであるべきである。本発明は、特定の好ましい実施形態及び／又は例示する実施形態を参照することにより説明されているが、請求項に記載された発明の精神又は範囲から逸脱することなく本発明のその他の実施形態が可能であることは明らかである。

【符号の説明】

【0028】

８０ 円柱座標系
８１ 長手方向軸線
８２ 半径
８３ 円周
８４、８５、８６、９０ 物体
８７、８８、８９ 面
９１ 軸方向面
９２ 半径方向面
９３ 円周方向面
１００、２００ トルクコンバータ
１０２、２０２ クラッチ及びダンパのアセンブリ
１０４ クラッチのピストン
１０６、１５６、１７０ 摩擦面
１０８ シール外径部
１１０ ダンパ
１１２ シール内径部
１１４ 弾性要素
１１６、１２８ 駆動板
１１８ 側板
１１９ 部位
１２０、１２１ 突出部
１２２ 切り欠き
１２３ 端止め部
１２６ カバー
１３０ 締結具
１３２、１６８ リベット
１３４ パイロットシャフト
１３６、１４６ シール面
１３８、１５２ シール
１４０、１５４ 溝
１４２ 板ばね
１４４ 駆動リング
１４８、１７８ 溶接部
１５０ 流路
１５８ チャンバ
１６０ 環状部
１６２ 内側シール面
１６４ 流孔
１６６ タービン
１７２ ハブ
１７４ スプライン部
１７６ インペラ
１８０ ステータアセンブリ
２０４ 軸方向スラストブッシュ
２０６ 突起
２０８ 窪み
Ｄ１、Ｄ４ 外径
Ｄ２、Ｄ６ 内径
Ｄ３、Ｄ５ シール径

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】