説明

ダブルオーバーラップバッキングプレートアタッチメント

【課題】軽量で、減じられた全体的半径方向パッケージを有し、がたつかず、コンポーネントを主に外部において溶接することによって内部汚染の危険性を低減するトルクコンバータを提供する。
【解決手段】カバー20と、インペラシェル30と、バッキングプレート40とが、回転軸線X−X′を中心として回転するように操作的に配置されており、バッキングプレート40が、回転軸線に対して実質的に直交しており、カバー20の内径が実質的にインペラシェル30の内径と等しく、カバー20の軸方向内側環状面25とインペラシェル30の軸方向内側環状面35とが、バッキングプレート40の軸方向外側環状面45に固定して取り付けられている。

【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に関する。特に、本発明は、内部トルク伝達コンポーネントのためのトルクコンバータハウジングアタッチメントに関する。
【背景技術】
【0002】
トルクコンバータが、カバー及びインペラシェル含むハウジングを有することは、トルクコンバータの分野において周知である。トルクをハウジングから、係合するコンポーネント、例えばクラッチプレートに伝達するために、ハウジングに定置に取り付けられた内部コンポーネントを有することがトルクコンバータクラッチ設計の技術分野においても知られている。1つの特定の設計において、内部コンポーネントは、スプライン係合等の機械的ファスナを介して、又は金属不活性ガス(MIG)溶接、タングステン不活性ガス(TIG)溶接、又はレーザ溶接、又はこれらの組み合わせを介してハウジングに取り付けられた、トルクコンバータの回転軸線に対して直交方向の環状のプレートである。ハウジングが回転すると、ハウジングはトルクをプレートに伝達する。プレート自体はトルクを、概して環状クラッチプレートの積層である係合するコンポーネントに、これらの間の1つ又は2つ以上の摩擦係合を介して伝達する。あいにく、このタイプの従来のトルクコンバータクラッチ設計は多くの欠点を有する。
【0003】
例えば、米国特許第6688441号明細書(Arhab)は、トルクを係合するコンポーネントに伝達するための、トルクコンバータのハウジングに定置に取り付けられた環状プレートを備えたトルクコンバータを開示している。Arhabは多くの実施形態を開示しており、それぞれの実施形態は1つ又は2つ以上の欠点を有する。Arhab特許の図1はトルクコンバータハウジングを示しており、この場合、前側シェル(カバー)の環状前側軸方向スカートが環状トルク伝達プレートコンポーネントを超えて延びており、この環状トルク伝達プレートコンポーネントに前側シェルは溶接シームを介して取り付けられている。前側シェルは、後側(インペラ)シェルの環状後側軸方向スカートと重なり合っており、この環状後側軸方向スカートにも前側シェルは溶接を介して取り付けられている。この実施形態の1つの欠点は、特に前側シェル(カバー)がスタンピングされた部材であるならば、前側シェル(カバー)を製造するための費用が高い。プレート及びインペラシェルの両方に重なり合うように十分に長い軸方向スカートを備えたカバーは、過剰な量の原材料を使用し、これは費用が高く、トルクコンバータ全体を過剰に重くする。さらに、概してそうであるように、カバーがスタンピングされた部材であるならば、長い軸方向スカートはしばしば製造中に、技術分野において"ポテトチッピング"として口語的に知られているように、スタンピングに対するカバー材料の抵抗により不意に変形させられる。さらに、トルク伝達プレートコンポーネントにハウジングを取り付けるために使用される様々なタイプの溶接はしばしばプレートコンポーネントの変形を生ぜしめる。さらに、カバーがインペラシェルに重なり合っている又はその逆である設計において、トルクコンバータの全体的な半径方向パッケージが過剰である。
【0004】
Arhab特許の図5,7及び9は、ハウジングが、機械的に、例えばスプライン係合又は保持リングを介してトルク伝達プレートに取り付けられている実施形態を示している。機械的なファスナは本質的に作動中にがたつく傾向がある。なぜならば、コンポーネントは、よく機械加工されているが、互いに固定して取り付けられておらず、作動中に振動及び/又は互いに衝突する。
【0005】
Arhab特許の図11及び図16は、カバーがトルクコンバータの内部においてトルク伝達プレートに溶接されている実施形態を示している。トルクコンバータの内部における溶接は、トルクコンバータ内の望ましくない汚染を生じ、これはトルクコンバータの運転に悪影響を及ぼす。
【特許文献1】米国特許第6688441号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、ハウジングが内部トルク伝達プレートに固定して取り付けられており、上述の欠点を有さないトルクコンバータが長い間必要とされている。特に、より安価に製造され、溶接によってより変形しないより安定したトルク伝達プレートコンポーネントを形成し、より軽量で、減じられた全体的半径方向パッケージを有し、がたつかず、コンポーネントを主に外部において溶接することにより内部の汚染の危険性を低減する、このタイプのトルクコンバータが長い間必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、横方向回転軸線が設けられており、外径と、内径と、軸方向内側環状面とを有するカバーが設けられており、外径と、内径と、軸方向内側環状面とを有するインペラシェルが設けられており、外径と、軸方向外側環状面とを有する環状バッキングプレートが設けられており、カバーと、インペラシェルと、バッキングプレートとが、回転軸線を中心として回転するように操作的に配置されており、バッキングプレートが回転軸線に対して直交方向であり、カバーの外径及び内径がそれぞれインペラシェルの外径及び内径に実質的に等しく、カバーの軸方向内側環状面とインペラシェルの軸方向内側環状面とが、バッキングプレートの軸方向外側環状面に固定して取り付けられている、トルクコンバータである。本発明の好適な実施形態において、環状バッキングプレートは、この環状バッキングプレートの外径から延びた環状壁部を有している。
【0008】
運転中、カバー及びインペラシェルはトルクを環状バッキングプレートに伝達する。好適な実施形態において、トルクコンバータはさらに少なくとも1つの係合するコンポーネント、好適には回転軸線に対して実質的に直交する環状プレート、を有しており、バッキングプレートはさらに、回転軸線に対して実質的に直交する環状面を有している。係合するコンポーネントはバッキングプレートの環状面と摩擦係合している。運転中、バッキングプレートはトルクを係合するコンポーネントに伝達する。好適な実施形態において、トルクコンバータは、回転軸線に沿って連続して配置された係合するコンポーネントのセットを有しており、それぞれのコンポーネントは、隣接するコンポーネントと摩擦係合している。運転中、ハウジング、すなわちカバー及びインペラシェルはトルクをバッキングプレートに伝達し、バッキングプレートはトルクを、摩擦係合を介して、次々に、係合するコンポーネントのセットに伝達する。
【0009】
本発明の目的は、従来の設計よりも安価に製造されかつ組み立てられる、上述のタイプのトルクコンバータ設計を提供することである。
【0010】
本発明の別の目的は、軽量で、減じられた全体的半径方向パッケージを有し、がたつかず、コンポーネントを主に外部において溶接することによって内部汚染の危険性を低減する、このタイプのトルクコンバータを提供することである。
【0011】
本発明のこれらの目的及び利点並びにその他の目的及び利点は、発明の好適な実施形態の以下の説明及び添付の図面及び請求の範囲から容易に認識可能であろう。
【0012】
本発明の性質及び態様はここで、添付の図面に関連した発明の以下の詳細な説明により詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
最初に、異なる図面における同じ図面番号は、発明の同じ、又は機能的に類似の構造的なエレメントを表示していることが認められるべきである。本発明は、好適な態様であると現時点で考えられているものに関して説明されるが、請求の範囲に記載された発明は、開示された態様に限定されないものと理解されるべきである。
【0014】
さらに、本発明は、説明された特定の方法、材料及び変更に限定されず、それ自体がもちろん変更されてよいことが理解される。また、ここで使用される用語は、特定の態様を説明することだけを目的としており、本発明の範囲を限定しようとするのではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される。
【0015】
そうでないことが定義されない限り、ここで使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術の分野における当業者に一般的に理解されるのと同じ意味を有する。ここに説明されたものと類似の又は均等のあらゆる方法、装置又は材料は、発明の実施又は試験において使用されることができるが、好適な方法、装置及び材料がここで説明される。
【0016】
図1は、本発明のトルクコンバータ10の部分的な断面図である。トルクコンバータ10は、コンバータハウジング15と、バッキングプレート40とを有しており、コンバータハウジング15は、カバー20と、インペラシェル30とを有しており、これらは全て、横方向軸線X−X′を中心として回転するように操作的に配置されている。トルクコンバータ10はさらにピストンプレート70を有している。以後、方向の用語"前"は、Xに向かう方向を表し、方向の用語"後"は、X′に向かう方向を表す。
【0017】
カバー20は、軸線X−X′に対して実質的に直交する前壁23と、軸方向で後方に向けられた環状壁部22とを有している。環状壁部22は、環状縁部24と軸方向内側環状面25とを有している。カバー20はさらに、以下に詳細に説明される、外径及び内径を有している。本発明の1つの実施形態において、カバーは、スタンピングされた金属から形成されている。
【0018】
インペラシェル30は、軸線X−X′に対して実質的に直交する、セミトロイダルのエンベロープ33と、軸方向で前方に向けられた環状スカート31とを有している。環状スカート31は環状縁部34と軸方向内側環状面35とを有している。インペラシェル30はさらに、以下に詳細に説明される、外径及び内径を有している。
【0019】
バッキングプレート40は、軸線X−X′に対して実質的に直交しかつ、以下に詳細に説明される外径を有する環状プレート41と、軸方向でプレート41の外径から後方に向かって延びた環状壁部43とを有しており、環状壁部43は軸方向外側環状面45を有している。
【0020】
図1Aは、図1に示された領域1Aの拡大図である。この図に示されているように、壁部22の軸方向内側環状面25の一部とスカート31の軸方向内側環状面35の一部とが壁部43の軸方向外側環状面45に接触するように、壁部22及びスカート31の両方がバッキングプレート40に重なり合っている。壁部22及びスカート31はバッキングプレート40の軸方向外側環状面45に固定して取り付けられている。
【0021】
本発明の好適な実施形態において、コンバータハウジング15は、トルクをバッキングプレート40に伝達するように操作的に配置されている。バッキングプレート40はさらに半径方向環状面58を有している。好適な実施形態において、バッキングプレート40は、係合するコンポーネント50のセットにトルクを伝達するように操作的に配置されており、係合するコンポーネントは、出力プレート54等の少なくとも1つの係合するコンポーネントを含み、さらに出力プレート52を含むことができる。出力プレート54及び52は、トルクを車両のトランスミッションに伝達するように操作的に配置されている。バッキングプレート40は、半径方向環状面58と出力プレート54との間の摩擦係合を介してトルクを出力プレート54に伝達する。1つの実施形態において、係合するコンポーネント54は環状プレートを有する。好適な実施形態において、係合するコンポーネント50のセットは、一連の係合するコンポーネント54,53,52及び51を有しており、これらのコンポーネントは、それぞれ摩擦係合57,56及び55を介して次々にトルクを伝達するように操作的に配置されている。係合するコンポーネント51及び53は、車両のエンジンからトルクを受け取るように操作的に配置されている。例えば、係合するコンポーネント51は、板ばねアタッチメント等の機械的係合を介してカバー20に取り付けられることができる。好適な実施形態において、係合するコンポーネント50のセットは、クラッチプレートの積層を含む。
【0022】
好適な実施形態において、トルクコンバータ10は、部分的に、カバー20内に、係合するコンポーネント50のセットの積層を介して組み立てられる。次いで、バッキングプレート40は、係合するコンポーネント50のセットに対してしっかりと押し付けられ、次いで適切なリフト量に持ち上げられ、所定の位置にタック溶接される。次いで、トルクコンバータ10の残りが組み立てられ、インペラシェル30が、コンバータ軸揺れを設定するために持ち上げられ、バッキングプレートにタックされる。次いで、トルクコンバータ10は、金属不活性ガス溶接によってシールされ、金属不活性ガス溶接は、カバー20及びインペラシェル30をバッキングプレート40の軸方向外側環状面45に固定して取り付ける。好適な実施形態において、図示のように、これは、環状縁部24及び34のそれぞれと、軸方向外側面との間の溶接27及び37を介して達成される。
【0023】
図2は、明瞭にするために内部コンポーネントのほとんどを備えないトルクコンバータ10の部分的断面図を示している。上述のように、カバー20及びインペラシェル30はそれぞれ外径及び内径を有しており、バッキングプレート40は外径を有している。線O−O′及びI−I′は両方とも軸線X−X′に対して平行である。線O−O′は、カバー20及びインペラシェル30の外径に対してほぼ接線方向に延びている。しかしながら、カバー20及びインペラシェル30の外径は同じである必要はない。幾つかの実施形態において、インペラシェル30は、カバー20よりも薄い材料からスタンピングされている。なぜならば、インペラシェル30は、トロイダル面にろう接されるブレード(図示せず)から強度を得るからである。線I−I′は、カバー20の内径及び軸方向内側環状面25と、インペラシェル30の内径及び軸方向内側環状面35と、バッキングプレート40の外径及び軸方向外側環状面45とに対して接線方向に延びている。線20a,30a及び40aは、軸線X−X′から、カバー20、インペラシェル30及びバッキングプレート40それぞれの外径までの半径方向距離を表している。図示のように、線20a及び30aは実質的に同じ長さであり、カバー20及びインペラシェル30の外径が実質的に等しいことを表している。線20b及び30bは、軸線X−X′からカバー20及びインペラシェル30のそれぞれの内径までの半径方向距離を表している。図示のように、線20b,30b及び40aは実質的に等しい長さであり、カバー20及びインペラシェル30の内径は、互いに及びバッキングプレート40の外径に実質的に等しい。
【0024】
したがって、本発明の目的が効率的に得られることが分かるが、発明への変更は当業者に容易に明らかであるべきであり、これらの変更は、請求の範囲に記載された発明の精神及び範囲に含まれることが意図される。前記説明は本発明の例示であり、制限するものとして考えられるべきでなはないことも理解される。したがって、本発明のその他の実施形態は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに可能である。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明のトルクコンバータの部分的断面図である。
【図1A】図1の領域1Aに示されたような本発明のトルクコンバータの拡大図である。
【図2】本発明のトルクコンバータの部分的な断面図であり、トルクコンバータの特定のコンポーネントの内径及び外径を示している。
【符号の説明】
【0026】
10 トルクコンバータ、 15 コンバータハウジング、 20 カバー、 22 環状壁部、 23 前壁、 24 環状縁部、 25 軸方向内側環状面、 30 インペラシェル、 31 環状スカート、 33 エンベロープ、 34 環状縁部、 35 軸方向内側環状面、 40 バッキングプレート、 41 環状プレート、 43 環状壁部、 45 軸方向外側環状面、 50 係合するコンポーネント、 52 出力プレート、 54 出力プレート、 55,56,57 摩擦係合、 58 半径方向環状面、 70 ピストンプレート

【特許請求の範囲】
【請求項1】
トルクコンバータにおいて、
横方向の回転軸線が設けられており、
内径と、軸方向内側環状面とを有するカバーが設けられており、
内径と、軸方向内側環状面とを有するインペラシェルが設けられており、
外径と、円周と、軸方向外側環状面とを有する環状のバッキングプレートが設けられており、カバーと、インペラシェルと、バッキングプレートとが、回転軸線を中心として回転するように操作的に配置されており、バッキングプレートが、回転軸線に対して実質的に直交しており、カバーの内径が実質的にインペラシェルの内径と等しく、カバーの軸方向内側環状面とインペラシェルの軸方向内側環状面とが、バッキングプレートの軸方向外側環状面に固定して取り付けられていることを特徴とする、トルクコンバータ。
【請求項2】
環状のバッキングプレートがさらに、該バッキングプレートの外径から軸方向に延びた環状壁部を有している、請求項1記載のトルクコンバータ。
【請求項3】
カバーの軸方向内側環状面とインペラシェルの軸方向内側環状面とが、少なくとも1つの溶接によってバッキングプレートの軸方向外側環状面に固定して取り付けられている、請求項1記載のトルクコンバータ。
【請求項4】
少なくとも1つの溶接が金属不活性ガス溶接によって形成されている、請求項3記載のトルクコンバータ。
【請求項5】
カバーが、スタンピングされた金属から形成されている、請求項1記載のトルクコンバータ。
【請求項6】
回転軸線を中心として回転しかつバッキングプレートからトルクを受け取るように操作的に配置された少なくとも1つの係合するコンポーネントが設けられている、請求項1記載のトルクコンバータ。
【請求項7】
少なくとも1つの係合するコンポーネントが設けられており、バッキングプレートがさらに、回転軸線に対して実質的に直交しておりかつ係合するコンポーネントと摩擦係合している環状面を有しており、係合するコンポーネントが、摩擦係合を介してバッキングプレートからトルクを受け取るように操作的に配置されている、請求項1記載のトルクコンバータ。
【請求項8】
少なくとも1つの係合するコンポーネントが、環状プレートである、請求項7記載のトルクコンバータ。
【請求項9】
回転軸線に沿って連続的に配置された複数の係合するコンポーネントが設けられており、該係合するコンポーネントが、回転軸線を中心として回転しかつバッキングプレートからトルクを受け取るように操作的に配置されている、請求項1記載のトルクコンバータ。
【請求項10】
複数の係合するコンポーネントが、複数のクラッチプレートを含み、これらのクラッチプレートが、これらのクラッチプレートの間の複数の摩擦係合を介して互いにトルクを伝達するように操作的に配置されている、請求項9記載のトルクコンバータ。
【請求項11】
トルクコンバータにおいて、
横方向の回転軸線が設けられており、
内径と、軸方向内側環状面とを有するカバーが設けられており、
内径と、軸方向内側環状面とを有するインペラシェルが設けられており、
外径と、該外径から軸方向に延びた環状壁部とを有する環状のバッキングプレートが設けられており、環状壁部が、軸方向外側環状面を規定しており、カバーと、インペラシェルと、バッキングプレートとが、回転軸線を中心として回転するように操作的に配置されており、バッキングプレートが回転軸線に対して実質的に直交しており、カバーの内径がインペラシェルの内径と実質的に等しく、カバーの軸方向内側環状面とインペラシェルの軸方向内側環状面とが、バッキングプレートの軸方向外側環状面に固定して取り付けられており、カバー及びインペラシェルが、バッキングプレートにトルクを伝達するように操作的に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】
バッキングプレートがさらに、回転軸線に対して実質的に直交する環状面を有しており、トルクコンバータがさらに、バッキングプレートの環状面と摩擦係合した少なくとも1つの係合するコンポーネントを有しており、該少なくとも1つの係合するコンポーネントが、バッキングプレートからトルクを受け取るように操作的に配置されている、請求項11記載のトルクコンバータ。
【請求項13】
少なくとも1つの係合するコンポーネントが、回転軸線に対して実質的に直交する環状プレート含む、請求項12記載のトルクコンバータ。
【請求項14】
バッキングプレートからトルクを受け取るように操作的に配置された複数の係合するコンポーネントが設けられている、請求項12記載のトルクコンバータ。
【請求項15】
複数の係合するコンポーネントが、一連の環状のクラッチプレートを含む、請求項14記載のトルクコンバータ。

【図1】
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【図1A】
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【図2】
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【公開番号】特開2009−144921(P2009−144921A)
【公開日】平成21年7月2日(2009.7.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−313848(P2008−313848)
【出願日】平成20年12月10日(2008.12.10)
【出願人】(390009070)ルーク ラメレン ウント クツプルングスバウ ベタイリグングス コマンディートゲゼルシャフト (236)
【氏名又は名称原語表記】LuK Lamellen und Kupplungsbau  Beteiligungs KG
【住所又は居所原語表記】Industriestrasse 3, D−77815 Buehl, Germany