JP6457851B2 - Vehicle drive device - Google Patents
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Description
本発明は、トルクコンバータを備える車両用駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device including a torque converter.
エンジンのクランク軸には、ドライブプレート等のプレート部材を介してトルクコンバータが連結されている。また、クランク軸に連結されるプレート部材にウェイトを固定することにより、クランク軸の振動を抑制する技術が提案されている(特許文献1参照)。 A torque converter is connected to a crankshaft of the engine via a plate member such as a drive plate. In addition, a technique for suppressing vibration of the crankshaft by fixing a weight to a plate member connected to the crankshaft has been proposed (see Patent Document 1).
ところで、プレート部材にウェイトを固定することは、プレート部材の剛性バランスを崩してしまう要因であった。このように、プレート部材の剛性バランスを崩すことは、プレート部材の一様な変形を損なう要因であることから、トルクコンバータを傾斜させる要因であった。そして、トルクコンバータを傾斜させることは、トルクコンバータやこれに連結される各種部品の負荷を増大させる要因であるため、トルクコンバータの傾きを抑制することが求められている。 By the way, fixing the weight to the plate member is a factor that breaks the rigidity balance of the plate member. As described above, losing the rigidity balance of the plate member is a factor that impairs the uniform deformation of the plate member. Inclining the torque converter is a factor that increases the load on the torque converter and various components connected to the torque converter. Therefore, it is required to suppress the inclination of the torque converter.
本発明の目的は、トルクコンバータの傾きを抑制することにある。 An object of the present invention is to suppress the inclination of the torque converter.
本発明の車両用駆動装置は、エンジンに回転自在に設けられ、コネクティングロッドを支持する複数のクランクピンが形成されるクランク軸と、前記クランク軸に対向するハウジングと、前記ハウジングに設けられるポンプ羽根車と、を備えるトルクコンバータと、前記クランク軸と前記ハウジングとの間に設けられ、前記クランク軸と前記ハウジングとを連結するプレート部材と、を有し、前記複数のクランクピンのうち、前記トルクコンバータ側に配置されるクランクピンは基準クランクピンであり、前記基準クランクピンの同位相側に位置する前記ポンプ羽根車の羽根形状と、前記基準クランクピンの逆位相側に位置する前記ポンプ羽根車の羽根形状とは、互いに相違する。 A vehicle drive device according to the present invention is provided rotatably in an engine and has a crankshaft formed with a plurality of crankpins for supporting a connecting rod, a housing facing the crankshaft, and a pump blade provided in the housing A torque converter including a vehicle, and a plate member provided between the crankshaft and the housing and connecting the crankshaft and the housing, and the torque among the plurality of crankpins The crank pin disposed on the converter side is a reference crank pin, and the shape of the pump impeller located on the same phase side of the reference crank pin and the pump impeller located on the opposite phase side of the reference crank pin. Are different from each other.
本発明によれば、基準クランクピンの同位相側に位置するポンプ羽根車の羽根形状と、基準クランクピンの逆位相側に位置するポンプ羽根車の羽根形状とを、互いに相違させるようにしたので、トルクコンバータに作用する推力バランスを調整することができ、トルクコンバータの傾きを抑制することができる。 According to the present invention, the blade shape of the pump impeller positioned on the same phase side of the reference crank pin and the blade shape of the pump impeller positioned on the opposite phase side of the reference crank pin are made different from each other. The thrust balance acting on the torque converter can be adjusted, and the inclination of the torque converter can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態であるパワーユニット(車両用駆動装置)10を上方から示す概略図である。図1に示すように、車両に搭載されるパワーユニット10は、エンジン11とこれに連結されるトランスミッション12とを有している。エンジン11を構成するシリンダブロック13にはジャーナルボア14が形成されており、ジャーナルボア14には図示しない軸受メタルを介してクランク軸15が回転自在に支持されている。なお、図示するエンジン11は、水平対向型の4気筒エンジンである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a power unit (vehicle drive device) 10 according to an embodiment of the present invention from above. As shown in FIG. 1, a
クランク軸15は、回転中心に設けられる複数のクランクジャーナルJ1〜J5と、クランクジャーナルJ1〜J5を連結する複数のクランクスローT1〜T4と、を有している。クランクスローT1〜T4は、回転中心から偏心するクランクピンP1〜P4と、クランクジャーナルJ1〜J5およびクランクピンP1〜P4を連結するクランクアーム20と、を備えている。クランクピンP1〜P4には、コネクティングロッド21を介してピストン22が連結されている。また、中央に配置される2つのクランクスローT2,T3には、クランクピンP2,P3の逆位相側に延びるバランスウェイト23が設けられている。さらに、クランク軸15の一端部には出力フランジ24が設けられており、クランク軸15の他端部には補機駆動軸25が設けられている。なお、補機駆動軸25にはクランクプーリ26が取り付けられる。
The
図2はクランク軸15とトルクコンバータ30との連結構造を示す断面図である。図2に示すように、クランク軸15の出力フランジ24には、複数のネジ孔24aが形成されている。この出力フランジ24には、ドライブプレート31の中央部31aが締結ボルト32を用いて固定されている。また、トルクコンバータ30には外殻を構成するポンプシェル(ハウジング)33が設けられており、ポンプシェル33の外周面にはネジ孔34aを備えた取付部34が固定されている。このポンプシェル33の取付部34には、ドライブプレート31の外周部31bが締結ボルト35を用いて固定されている。すなわち、クランク軸15とこれに軸方向に対向するポンプシェル33とは、ドライブプレート(プレート部材)31を介して互いに連結されている。なお、ドライブプレート31の中央部31aには、締結ボルト32を挿入する貫通孔36が形成されており、ドライブプレート31の外周部31bには、締結ボルト35を挿入する貫通孔37が形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a connection structure between the
トルクコンバータ30は、ポンプシェル33に固定されるポンプインペラ(ポンプ羽根車)40と、ポンプインペラ40に対向するタービンランナ(タービン羽根車)41と、を備えている。トルクコンバータ30はステータ42を備えており、ステータ42はポンプインペラ40とタービンランナ41との間に配置されている。また、ポンプインペラ40には、周方向に並ぶ複数枚のブレード(羽根)43が設けられている。同様に、タービンランナ41およびステータ42には、周方向に並ぶ複数枚のブレード44,45が設けられている。さらに、ポンプシェル33には作動油(流体)が貯留されており、ポンプインペラ40からタービンランナ41には、作動油を媒体としてエンジントルクが伝達される。すなわち、エンジン11によってポンプインペラ40が回転駆動されると、ポンプインペラ40のブレード43からタービンランナ41のブレード44に向けて作動油が圧送され、この作動油を介してポンプインペラ40からタービンランナ41に回転トルクが与えられる。また、タービンランナ41に回転トルクを与えた作動油は、ステータ42を通過して再びポンプインペラ40に流入する。
The
タービンランナ41にはタービンハブ46が連結されており、タービンハブ46にはタービン軸47が連結されている。トルクコンバータ30の出力軸であるタービン軸47には、ミッションケース48内の変速機構49が連結されている。また、トルクコンバータ30のポンプシェル33は、軸受50を介してミッションケース48に支持されている。なお、滑り要素であるトルクコンバータ30には、ポンプシェル33とタービン軸47とを連結するロックアップクラッチ51が設けられている。
A
続いて、クランク軸15と一体に回転するドライブプレート31の構造について説明する。図3は図2の矢印A方向からドライブプレート31を単体で示す正面図である。図4はクランク軸15とドライブプレート31との位置関係を示す概略図である。図4には図1のA−A線に沿う断面が概略的に示されている。また、図5(a)〜(d)は、ドライブプレート31に作用する遠心力を示すイメージ図である。図5(a)〜(d)には、クランク軸15と共に回転するドライブプレート31の回転状態が90°毎に示されている。
Next, the structure of the
図3および図4に示すように、ドライブプレート31には、厚み方向に貫通する複数の開口部60が形成されている。これらの開口部60の多くは、クランクピン(基準クランクピン)P4の同位相側に配置されている。すなわち、ドライブプレート31に形成される開口部60は、ドライブプレート31が回転中心C1の周りで回転対称とならないように配置されている。換言すれば、ドライブプレート31においては、クランクピンP4の同位相側に位置する部位が、開口部60の多い肉抜き部61として構成されている。また、ドライブプレート31においては、クランクピンP4の逆位相側に位置する部位が、開口部60の少ない慣性マス部62として構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
ここで、基準クランクピンであるクランクピンP4とは、クランクピンP1〜P4のうち、トルクコンバータ30側に配置されるクランクピンである。前述したように、ドライブプレート31に開口部60を形成することにより、ドライブプレート31の重心は、クランク軸15の回転中心C1よりもクランクピンP4の逆位相側にずらされる。すなわち、ドライブプレート31は、回転中心C1よりもクランクピンP4の逆位相側に重心が外れるアンバランス形状に形成されている。これにより、図5(a)〜(d)に矢印αで示すように、クランク軸15と共に回転するドライブプレート31の遠心力は、クランク軸15の出力フランジ24に対して、クランクピンP4の逆位相側つまり慣性マス部62側に作用する。
Here, the crankpin P4 which is the reference crankpin is a crankpin arranged on the
なお、図4に示すように、クランクピンP4の同位相側とは、基準線L1よりもクランクピンP4に近づく側であり、クランクピンP4の逆位相側とは、基準線L1よりもクランクピンP4から離れる側である。また、基準線L1とは、クランク軸15の回転中心C1とクランクピンP4の軸中心C2とを結ぶ直線L2に直交し、かつクランク軸15の回転中心C1を通過する直線である。
As shown in FIG. 4, the same phase side of the crankpin P4 is a side closer to the crankpin P4 than the reference line L1, and the opposite phase side of the crankpin P4 is a crankpin than the reference line L1. It is the side away from P4. The reference line L1 is a straight line that is orthogonal to a straight line L2 that connects the rotation center C1 of the
次いで、参考例を用いてクランク軸100に発生し得る振動について説明した後に、ドライブプレート31によるクランク軸15の振動抑制について説明する。図6は参考例であるクランク軸100の振動状況を示すイメージ図である。また、図7はドライブプレート31が連結されたクランク軸15の振動状況を示すイメージ図である。なお、図6に示すクランク軸100には、重心が回転中心に一致するドライブプレート101が連結されている。また、図6に示すクランク軸100は、各クランクスローT1〜T4にバランスウェイト23を有している。なお、図6において、図1に記載される部品と同様の部品については、同一の符号を付してその説明を省略する。
Next, after describing the vibration that can be generated in the
図6に示すように、クランク軸100が回転する際には、白抜きの矢印で示すように、クランクピンP1〜P4に対して、コネクティングロッド21およびピストン22の慣性力が作用する。図示するクランク軸100の回転角においては、クランク軸100の中央部が矢印A方向に付勢され、クランク軸100の両端部が矢印B方向に付勢されるため、クランク軸100は矢印A方向に凸の弓形に変形する。そして、更にクランク軸100が180°回転すると、クランク軸100の中央部が矢印B方向に付勢され、クランク軸100の両端部が矢印A方向に付勢されるため、クランク軸100は矢印B方向に凸の弓形に変形する。このようなクランク軸100の弓形変形が繰り返され、クランク軸100には振動が発生していた。
As shown in FIG. 6, when the
そこで、図7に示すように、実施例のパワーユニット10には、アンバランス形状のドライブプレート31が設けられている。このドライブプレート31をクランク軸15に固定することにより、クランク軸15に対してクランクピンP4の逆位相側に遠心力を作用させることができる。すなわち、図7に示すように、クランクピンP4の慣性力βを打ち消すように、クランク軸15の出力フランジ24に遠心力αを発生させることができる。これにより、クランクジャーナルJ5の変位を抑制することができ、クランク軸15の振動を抑制することができる。さらに、クランク軸15に連結されるクランクプーリ26には、クランクピンP1の逆位相側にウェイト27が設けられている。これにより、クランクジャーナルJ1の変位を抑制することができ、クランク軸15の振動を抑制することができる。
Therefore, as shown in FIG. 7, the
前述したように、アンバランス形状のドライブプレート31を用いることにより、ドライブプレート31の遠心力によってクランク軸15の振動を抑制することができる。しかしながら、アンバランス形状のドライブプレート31は、剛性バランスが崩れてしまうという問題を有している。このように、ドライブプレート31の剛性バランスが崩れることは、ドライブプレート31の一様な変形を阻害する要因であり、トルクコンバータ30を傾かせる要因であった。
As described above, the vibration of the
ここで、図8(a)および(b)は、比較例として、ドライブプレート31の変形に伴うトルクコンバータ200の傾きを示すイメージ図である。なお、図8(a)に示したクランク軸15の回転角と、図8(b)に示したクランク軸15の回転角とは、互いに180°ずれている。また、図8に示したトルクコンバータ200は、比較例として示したトルクコンバータであり、後述する「ポンプシェル構造」や「ポンプインペラ構造」を備えていない。
Here, FIGS. 8A and 8B are image diagrams showing the inclination of the
前述したように、ドライブプレート31には、クランクピンP4の同位相側に多くの開口部60が形成される。すなわち、ドライブプレート31において、クランクピンP4の同位相側に位置する肉抜き部61の剛性は、クランクピンP4の逆位相側に位置する慣性マス部62の剛性よりも低くなる。このため、図8(a)および(b)に示すように、クランク軸15が回転する際には、ドライブプレート31の慣性マス部62に比べて肉抜き部61が変形し易いことから、矢印Aで示すように、トルクコンバータ30はクランクピンP4側に傾いていた。すなわち、クランク軸15が回転する際には、図8(a)および(b)に示すように、トルクコンバータ30の傾きが繰り返されるため、トルクコンバータ30は揺動することになる。
As described above,
そこで、実施例のパワーユニット10が備えるトルクコンバータ30は、トルクコンバータ30に作用する遠心力のバランスを調整することにより、トルクコンバータ30の傾きを抑制する「ポンプシェル構造」を有している。また、実施例のパワーユニット10が備えるトルクコンバータ30は、トルクコンバータ30に作用する推力のバランスを調整することにより、トルクコンバータ30の傾きを抑制する「ポンプインペラ構造」を有している。以下の説明では、トルクコンバータ30の「ポンプシェル構造」について説明した後に、トルクコンバータ30の「ポンプインペラ構造」について説明する。
Therefore, the
[ポンプシェル構造]
図9はポンプシェル33の一部を切り欠いて示す斜視図である。また、図10は図1のB−B線に沿ってポンプシェル33の内部構造を示す概略図である。図9および図10に示すように、ポンプシェル33の内周面65には、複数の撹拌突起(凸部,突起部)66を備えた撹拌部67と、複数の保持壁(凸部,壁部)68を備えた保持部69と、が形成されている。ポンプシェル33の撹拌部67においては、複数の撹拌突起66が周方向に所定間隔で配置されており、ポンプシェル33の保持部69においては、複数の保持壁68が周方向に所定間隔で配置されている。また、ポンプシェル33の撹拌部67を構成する撹拌突起66は、ピストンピンP4の同位相側、つまりドライブプレート31の低剛性側(肉抜き部61側)に配置されている。一方、ポンプシェル33の保持部69を構成する保持壁68は、ピストンピンP4の逆位相側、つまりドライブプレート31の高剛性側(慣性マス部62側)に配置されている。また、撹拌突起66は、高さ寸法や幅寸法に関し、保持壁68よりも小さく形成されている。このように、ポンプシェル33に撹拌突起66や保持壁68を形成することにより、ポンプシェル33の撹拌部67における内周面65の凹凸形状と、ポンプシェル33の保持部69における内周面65の凹凸形状とを、互いに相違させることができる。
[Pump shell structure]
FIG. 9 is a perspective view in which a part of the
また、ポンプシェル33内には作動油が貯留されるため、エンジン11が始動されてポンプシェル33が回転駆動されると、回転するポンプシェル33に引かれて内部の作動油も回転することになる。ここで、図10の拡大部分X1に示すように、ポンプシェル33の撹拌突起66は小さいため、撹拌突起66によってポンプシェル33の内周面近傍の作動油は撹拌される。すなわち、撹拌突起66によって作動油の流れを乱すことができるため、ポンプシェル33の撹拌部67においては作動油の回転速度を低下させることができる。一方、図10の拡大部分X2に示すように、ポンプシェル33の保持壁68は大きいため、保持壁68によってポンプシェル33の内周面近傍の作動油は保持される。すなわち、保持壁68間の隙間Sに作動油が保持されて運ばれるため、ポンプシェル33の保持部69においては作動油の回転速度を上昇させることができる。
Further, since the hydraulic oil is stored in the
ここで、図11(a)および(b)は撹拌突起66および保持壁68の有無による作動油の速度勾配の変化を示すイメージ図である。なお、図11(a)に示したポンプシェル300は、前述したポンプシェル33ではなく、作動油の速度勾配を説明するために例示したポンプシェルである。また、図11(a)において、図10に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
Here, FIGS. 11A and 11B are image diagrams showing changes in the speed gradient of the hydraulic oil depending on the presence or absence of the stirring
図11(a)に符号Y1で示すように、撹拌突起66および保持壁68が形成されていない部位においては、図11(b)に実線V1で示すように、内周面65に近づくにつれて作動油の移動速度が上昇する。また、図11(a)に符号Y2で示すように、撹拌突起66が形成された部位(撹拌部67)においては、撹拌突起66によって内周面近傍の作動油が撹拌されるため、図11(b)に破線V2で示すように、撹拌突起66を備えていない部位(実線V1)よりも、作動油の移動速度が低下する。さらに、図11(a)に符号Y1で示すように、保持壁68が形成された部位(保持部69)においては、保持壁68によって内周面近傍の作動油が運ばれるため、図11(b)に一点鎖線V3で示すように、保持壁68を備えていない部位(実線V1)よりも、作動油の移動速度が上昇する。
As indicated by reference numeral Y1 in FIG. 11A, the portion where the stirring
このように、ポンプシェル33の内周面65に撹拌突起66を設けることにより、作動油の移動速度を低下させることができる。すなわち、ポンプシェル33の撹拌部67においては、作動油の移動速度が低下することから、ポンプシェル33に作用する作動油の遠心力を減少させることができる。一方、ポンプシェル33の内周面65に保持壁68を設けることにより、作動油の移動速度を上昇させることができる。すなわち、ポンプシェル33の保持部69においては、作動油の移動速度が上昇することから、ポンプシェル33に作用する作動油の遠心力を増加させることができる。
Thus, by providing the stirring
前述したように、撹拌突起66によってポンプシェル33に作用する遠心力を減少させることができ、保持壁68によってポンプシェル33に作用する遠心力を増加させることができる。すなわち、撹拌突起66や保持壁68によってポンプシェル33に作用する遠心力のバランスを調整することができるため、撹拌突起66や保持壁68によってトルクコンバータ30の傾きを抑制することが可能である。ここで、図12(a)および(b)は、撹拌突起66および保持壁68を備えたポンプシェル33の回転状況を示すイメージ図である。なお、図12(a)に示したクランク軸15の回転角と、図12(b)に示したクランク軸15の回転角とは、互いに180°ずれている。
As described above, the centrifugal force acting on the
図12(a)および(b)に示すように、撹拌突起66を備えたポンプシェル33の撹拌部67に作用する遠心力Fa1は小さくなり、保持壁68を備えたポンプシェル33の保持部69に作用する遠心力Fa2は大きくなる。このように、ポンプシェル33に作用する遠心力Fa1,Fa2の大きさが異なることから、ポンプシェル33には回転モーメントM1が作用することになる。この回転モーメントM1は、矢印Aに対向する方向、つまりドライブプレート変形に起因するトルクコンバータ30の傾きを抑制する方向に作用している。これにより、トルクコンバータ30の傾きを抑制することができるため、パワーユニット10を構成する各種部品の負荷を軽減することができ、パワーユニット10の耐久性を向上させることができる。
As shown in FIGS. 12A and 12B, the centrifugal force Fa <b> 1 acting on the stirring
また、図9に示すように、ポンプシェル33の内周面65に設けられる保持壁68は、回転中心C1に対して傾斜している。このため、ポンプシェル33が回転する際には、ポンプシェル33の保持壁68に対して、作動油から推力Fa3が作用する。すなわち、図12(a)および(b)に示すように、ポンプシェル33には、回転モーメントM1を増加させる方向に、作動油からの推力Fa3が作用している。これにより、ポンプシェル33の回転モーメントM1を増加させることができ、トルクコンバータ30の傾きを抑制することができる。
As shown in FIG. 9, the holding
前述の説明では、ポンプシェル33の内周面65のほぼ半分に、撹拌突起66を備えた撹拌部67を形成し、ポンプシェル33の内周面65の残りのほぼ半分に、保持壁68を備えた保持部69を形成しているが、これに限られることはない。ここで、図13は、他の例であるポンプシェル(ハウジング)70の内部構造を示す概略図である。なお、図13において、図10に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
In the above description, the stirring
図13に示すように、ピストンピンP4の同位相側、つまりドライブプレート31の低剛性側(肉抜き部61側)においては、ポンプシェル33の内周面65の一部に撹拌部67が形成されている。また、ピストンピンP4の逆位相側、つまりドライブプレート31の高剛性側(慣性マス部62側)においては、ポンプシェル33の内周面65の一部に保持部69が形成されている。このように、ポンプシェル33の内周面65の全周ではなく、内周面65の一部に撹拌突起66や保持壁68を設けた場合であっても、ポンプシェル33に作用する作動油の遠心力Fa1,Fa2を調整することができる。これにより、前述したポンプシェル33と同様に、ポンプシェル70に回転モーメントM1を作用させることができ、トルクコンバータ30の傾きを抑制することができる。
As shown in FIG. 13, on the same phase side of the piston pin P <b> 4, that is, on the low rigidity side of the drive plate 31 (the thinned
前述の説明では、ポンプシェル33,70の内周面65に対して撹拌突起66と保持壁68との双方を設けているが、これに限られることはない。ここで、図14および図15は、他の例であるポンプシェル(ハウジング)71,72の回転状況を示すイメージ図である。なお、図14(a)に示したクランク軸15の回転角と、図14(b)に示したクランク軸15の回転角とは、互いに180°ずれている。同様に、図15(a)に示したクランク軸15の回転角と、図15(b)に示したクランク軸15の回転角とは、互いに180°ずれている。なお、図14および図15において、図1に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
In the above description, both the stirring
図14(a)および(b)に示すように、ポンプシェル71の内周面65には、凸部として撹拌突起66だけが形成されている。すなわち、ピストンピンP4の同位相側、つまりドライブプレート31の低剛性側(肉抜き部61側)においては、ポンプシェル71の内周面65に撹拌突起66が形成されている。一方、ピストンピンP4の逆位相側、つまりドライブプレート31の高剛性側(慣性マス部62側)においては、ポンプシェル71の内周面65に前述した保持壁68が形成されていない。このように、ポンプシェル71に凸部として撹拌突起66だけを形成することにより、ポンプシェル71の内周面65の凹凸形状を部位毎に相違させた場合であっても、撹拌突起66によって作動油の遠心力Fa1を減少させることができる。これにより、前述したポンプシェル33と同様に、ポンプシェル71に回転モーメントM1を作用させることができ、トルクコンバータ30の傾きを抑制することができる。
As shown in FIGS. 14A and 14B, only the stirring
図15(a)および(b)に示すように、ポンプシェル72の内周面65には、凸部として保持壁68だけが形成されている。すなわち、ピストンピンP4の逆位相側、つまりドライブプレート31の高剛性側(慣性マス部62側)においては、ポンプシェル72の内周面65に保持壁68が形成されている。一方、ピストンピンP4の同位相側、つまりドライブプレート31の低剛性側(肉抜き部61側)においては、ポンプシェル72の内周面65に前述した撹拌突起66が形成されていない。このように、ポンプシェル72に凸部として保持壁68だけを形成することにより、ポンプシェル72の内周面65の凹凸形状を部位毎に相違させた場合であっても、保持壁68によって作動油の遠心力Fa2を増加させることができる。これにより、前述したポンプシェル33と同様に、ポンプシェル72に回転モーメントM1を作用させることができ、トルクコンバータ30の傾きを抑制することができる。
As shown in FIGS. 15A and 15B, only the holding
[ポンプインペラ構造]
以下、トルクコンバータ30の傾きを抑制する「ポンプインペラ構造」について説明する。図16(a)および(b)は、ポンプインペラ40、タービンランナ41およびステータ42を概略的に示した展開図である。図16(a)には、図1に符号Z1で示したトルクコンバータ30の部位が示されている。また、図16(b)には、図1に符号Z2で示したトルクコンバータ30の部位が示されている。なお、図16(a)および(b)に示した矢印Oは、トルクコンバータ30内を循環する作動油の流れを示している。
[Pump impeller structure]
Hereinafter, the “pump impeller structure” that suppresses the inclination of the
まず、図1に示すように、トルクコンバータ30のポンプインペラ40は、ピストンピンP4の同位相側、つまりドライブプレート31の低剛性側(肉抜き部61側)に配置される低トルク伝達部80を有している。また、トルクコンバータ30のポンプインペラ40は、ピストンピンP4の逆位相側、つまりドライブプレート31の高剛性側(慣性マス部62側)に配置される高トルク伝達部81を有している。図16(a)に示すように、ポンプインペラ40の低トルク伝達部80には、ポンプインペラ40のブレード43として、緩やかに変化する湾曲面を備えたブレード43aが設けられている。一方、図16(b)に示すように、ポンプインペラ40の高トルク伝達部81には、ポンプインペラ40のブレード43として、急に変化する湾曲面を備えたブレード43bが設けられている。すなわち、低トルク伝達部80のブレード43aは、高トルク伝達部81のブレード43bよりも、大きな曲率半径によって構成されている。換言すれば、低トルク伝達部80のブレード43aは、高トルク伝達部81のブレード43bよりも、小さな曲率によって構成されている。
First, as shown in FIG. 1, the
このように、低トルク伝達部80のブレード形状(羽根形状)と、高トルク伝達部81のブレード形状(羽根形状)とを変えることにより、ポンプインペラ40からタービンランナ41に伝達される推力を変えることができる。すなわち、図16(a)に示すように、ポンプインペラ40の低トルク伝達部80は、緩やかな湾曲面によって構成されるブレード43aを有することから、作動油が小さく蛇行してポンプインペラ40からタービンランナ41に流入する。これにより、ポンプインペラ40からタービンランナ41に伝達される回転トルクは減少し、ポンプインペラ40からタービンランナ41に伝達される軸方向の推力Fb1も減少する。一方、図16(b)に示すように、ポンプインペラ40の高トルク伝達部81は、急な湾曲面によって構成されるブレード43aを有することから、作動油が大きく蛇行してポンプインペラ40からタービンランナ41に流入する。これにより、ポンプインペラ40からタービンランナ41に伝達される回転トルクは増加し、ポンプインペラ40からタービンランナ41に伝達される軸方向の推力Fb2も増加する。
As described above, the thrust transmitted from the
前述したように、ポンプインペラ40のブレード形状を変えることにより、ポンプインペラ40からタービンランナ41に伝達される推力Fb1,Fb2を増減させることができる。すなわち、ポンプインペラ40のブレード形状を変えることにより、作動油を介してポンプシェル33の外周部に軸方向に作用する推力Fb1,Fb2を増減させることができる。このように、ポンプインペラ40のブレード形状を変えることにより、ポンプシェル33に作用する軸方向の推力のバランスを調整することができ、トルクコンバータ30の傾きを抑制することが可能である。ここで、図17(a)および(b)は、部位毎にポンプインペラ40のブレード形状を変えたポンプシェル33の回転状況を示すイメージ図である。なお、図17(a)に示したクランク軸15の回転角と、図17(b)に示したクランク軸15の回転角とは、互いに180°ずれている。
As described above, by changing the blade shape of the
図17(a)および(b)に示すように、ポンプインペラ40の低トルク伝達部80からポンプシェル33に作用する推力Fb1は小さくなり、ポンプインペラ40の高トルク伝達部81からポンプシェル33に作用する推力Fb2は大きくなる。このように、ポンプシェル33に作用する推力Fb1,Fb2の大きさが異なることから、ポンプシェル33には回転モーメントM1が作用することになる。この回転モーメントM1は、矢印Aに対向する方向、つまりドライブプレート変形に起因するトルクコンバータ30の傾きを抑制する方向に作用している。これにより、トルクコンバータ30の傾きを抑制することができるため、パワーユニット10を構成する各種部品の負荷を軽減することができ、パワーユニット10の耐久性を向上させることができる。
As shown in FIGS. 17A and 17B, the thrust Fb1 acting on the
前述の説明では、低トルク伝達部80のブレード43aを緩やかな湾曲面によって構成し、高トルク伝達部81のブレード43bを急な湾曲面によって構成しているが、これに限られることはない。ここで、図18および図19は、ポンプインペラ85,90、タービンランナ41およびステータ42を概略的に示した展開図である。なお、図18および図19には、他の例であるポンプインペラ(ポンプ羽根車)85,90が示されている。また、図18(a)および図19(a)には、図1に符号Z1で示したポンプインペラ40の部位と同様の部位、つまりポンプインペラ85,90の低トルク伝達部86,91が示されている。さらに、図18(b)および図19(b)には、図1に符号Z2で示したポンプインペラ40の部位と同様の部位、つまりポンプインペラ85,90の高トルク伝達部87,92が示されている。なお、図18および図19に示した矢印Oは、トルクコンバータ30内を循環する作動油の流れを示している。
In the above description, the
図18(a)および(b)に示すように、ポンプインペラ85の低トルク伝達部86の幅寸法W1は、ポンプインペラ85の高トルク伝達部87の幅寸法W2よりも、小さく設定されている。これにより、ポンプインペラ85の低トルク伝達部86とタービンランナ41との間隔G1は、ポンプインペラ85の高トルク伝達部87とタービンランナ41との間隔G2よりも大きく設定されている。すなわち、ポンプインペラ85の低トルク伝達部86の端面86aは、ポンプインペラ85の高トルク伝達部87の端面87aよりも、タービンランナ41から離されている。なお、低トルク伝達部86のブレード88と高トルク伝達部87のブレード89との幅寸法が互いに相違するため、低トルク伝達部86のブレード形状と高トルク伝達部87とのブレード形状とは互いに相違することになる。
As shown in FIGS. 18A and 18B, the width dimension W1 of the low
このように、低トルク伝達部86とタービンランナ41との間隔G1と、高トルク伝達部87とタービンランナ41との間隔G2を変えることにより、ポンプインペラ85からタービンランナ41に伝達される推力を変えることができる。すなわち、図18(a)に示すように、ポンプインペラ85とタービンランナ41との間隔G1が広がる低トルク伝達部86においては、ポンプインペラ85からタービンランナ41に流れ込む作動油が減少するため、ポンプインペラ85からタービンランナ41に伝達される軸方向の推力Fb1も減少する。一方、図18(b)に示すように、ポンプインペラ85とタービンランナ41との間隔G2が狭まる高トルク伝達部87においては、ポンプインペラ85からタービンランナ41に流れ込む作動油が増加するため、ポンプインペラ85からタービンランナ41に伝達される軸方向の推力Fb2も増加する。このように、低トルク伝達部86と高トルク伝達部87とにおいて、ポンプインペラ85とタービンランナ41との間隔を変えた場合であっても、ポンプシェル33に作用する推力Fb1,Fb2を調整することができる。これにより、前述した図17に示すように、ポンプシェル33に前述した回転モーメントM1を作用させることができ、トルクコンバータ30の傾きを抑制することができる。
Thus, the thrust transmitted from the
続いて、図19(a)および(b)に示すように、ポンプインペラ90の低トルク伝達部91におけるブレード93の枚数は、ポンプインペラ90の高トルク伝達部92におけるブレード94の枚数よりも、少なく設定されている。また、換言すれば、ポンプインペラ90の低トルク伝達部91におけるブレード93の配置間隔は、ポンプインペラ90の高トルク伝達部92におけるブレード94の配置間隔よりも、広く設定されている。なお、低トルク伝達部91と高トルク伝達部92とのブレード枚数が相違することから、低トルク伝達部91の全体としてのブレード形状と、高トルク伝達部92の全体としてのブレード形状とは、互いに相違することになる。
Subsequently, as shown in FIGS. 19A and 19B, the number of
このように、低トルク伝達部91のブレード93の枚数と、高トルク伝達部92のブレード94の枚数とを変えることにより、ポンプインペラ90からタービンランナ41に伝達される推力を変えることができる。すなわち、図19(a)に示すように、ポンプインペラ90のブレード枚数が少ない低トルク伝達部91においては、ポンプインペラ90からタービンランナ41に流れ込む作動油が減少するため、ポンプインペラ90からタービンランナ41に伝達される軸方向の推力Fb1も減少する。一方、図19(b)に示すように、ポンプインペラ90のブレード枚数が多い高トルク伝達部92においては、ポンプインペラ90からタービンランナ41に流れ込む作動油が増加するため、ポンプインペラ90からタービンランナ41に伝達される軸方向の推力Fb2も増加する。このように、低トルク伝達部91と高トルク伝達部92とにおいて、ブレード93,94の枚数を変えた場合であっても、ポンプシェル33に作用する推力Fb1,Fb2を調整することができる。これにより、前述した図17に示すように、ポンプシェル33に前述した回転モーメントM1を作用させることができ、トルクコンバータ30の傾きを抑制することができる。
Thus, by changing the number of
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前述の説明では、エンジン11として水平対向型の4気筒エンジンを採用しているが、これに限られることはなく、シリンダ数やシリンダ配列を変更した他の形式のエンジンを採用しても良い。また、前述の説明では、クランク軸15のクランクスローT1,T4からバランスウェイト23を削減しているが、これに限られることはなく、クランクスローT1,T4にバランスウェイト23を設けても良い。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above description, a horizontally opposed four-cylinder engine is used as the
前述の説明では、トルクコンバータ30の傾きを抑制するため、トルクコンバータ30に「ポンプシェル構造」と「ポンプインペラ構造」との双方を適用しているが、これに限られることはない。トルクコンバータ30に「ポンプシェル構造」だけを適用した場合であっても、トルクコンバータ30の傾きを抑制することが可能である。また、トルクコンバータ30に「ポンプインペラ構造」だけを適用した場合であっても、トルクコンバータ30の傾きを抑制することが可能である。
In the above description, both the “pump shell structure” and the “pump impeller structure” are applied to the
前述の説明では、回転中心C1に対して保持壁68を傾斜させて配置しているが、これに限られることはなく、回転中心C1に対して保持壁68を平行に配置しても良い。また、図示する例では、内周面65の接線方向に対して保持壁68を垂直に配置しているが、これに限られることはなく、内周面65の接線方向に対して保持壁68を垂直以外の角度で傾斜させても良い。また、保持壁68の形状や配列としては、図示する例に限られることはない。例えば、保持壁68を湾曲させても良く、保持壁68を複数列で配置しても良い。同様に、撹拌突起66の形状や配列としては、図示する例に限られることはない。例えば、撹拌突起66を板状に形成しても良く、撹拌突起66を1列に配置しても良い。
In the above description, the holding
前述の説明では、開口部60の配置を部位毎に変えることにより、ドライブプレート31をアンバランス形状に形成しているが、これに限られることはない。例えば、ドライブプレートにウェイトを固定することにより、ドライブプレートをアンバランス形状に形成しても良い。また、前述の説明では、開口部60の配置が部位毎に変わることから、ドライブプレート31の剛性バランスが変化しているが、これに限られることはない。例えば、ドライブプレートに補強プレートを固定することにより、ドライブプレートの剛性バランスを変化させても良い。
In the above description, the
10 パワーユニット(車両用駆動装置)
11 エンジン
15 クランク軸
21 コネクティングロッド
22 ピストン
30 トルクコンバータ
31 ドライブプレート(プレート部材)
33 ポンプシェル(ハウジング)
40 ポンプインペラ(ポンプ羽根車)
41 タービンランナ(タービン羽根車)
43 ブレード(羽根)
43a ブレード(羽根)
43b ブレード(羽根)
65 内周面
66 撹拌突起(凸部,突起部)
68 保持壁(凸部,壁部)
70 ポンプシェル(ハウジング)
71 ポンプシェル(ハウジング)
72 ポンプシェル(ハウジング)
85 ポンプインペラ(ポンプ羽根車)
86a 端面
87a 端面
88 ブレード(羽根)
89 ブレード(羽根)
90 ポンプインペラ(ポンプ羽根車)
93 ブレード(羽根)
94 ブレード(羽根)
P1 クランクピン
P2 クランクピン
P3 クランクピン
P4 クランクピン(基準クランクピン)
10 Power unit (vehicle drive unit)
11
33 Pump shell (housing)
40 Pump impeller (pump impeller)
41 Turbine runner (turbine impeller)
43 Blade
43a Blade
43b Blade
65 Inner
68 Retaining wall (convex, wall)
70 Pump shell (housing)
71 Pump shell (housing)
72 Pump shell (housing)
85 Pump impeller (pump impeller)
89 Blade
90 Pump impeller (pump impeller)
93 Blade
94 Blade
P1 Crankpin P2 Crankpin P3 Crankpin P4 Crankpin (reference crankpin)
Claims (7)
前記クランク軸に対向するハウジングと、前記ハウジングに設けられるポンプ羽根車と、を備えるトルクコンバータと、
前記クランク軸と前記ハウジングとの間に設けられ、前記クランク軸と前記ハウジングとを連結するプレート部材と、
を有し、
前記複数のクランクピンのうち、前記トルクコンバータ側に配置されるクランクピンは基準クランクピンであり、
前記基準クランクピンの同位相側に位置する前記ポンプ羽根車の羽根形状と、前記基準クランクピンの逆位相側に位置する前記ポンプ羽根車の羽根形状とは、互いに相違する、車両用駆動装置。 A crankshaft that is rotatably provided in the engine and is formed with a plurality of crankpins that support the connecting rod;
A torque converter comprising: a housing facing the crankshaft; and a pump impeller provided on the housing;
A plate member provided between the crankshaft and the housing, and connecting the crankshaft and the housing;
Have
Among the plurality of crank pins, the crank pin disposed on the torque converter side is a reference crank pin,
The vehicle drive device, wherein a blade shape of the pump impeller located on the same phase side of the reference crank pin and a blade shape of the pump impeller located on the opposite phase side of the reference crank pin are different from each other.
前記基準クランクピンの同位相側に位置する前記ポンプ羽根車の羽根は、前記基準クランクピンの逆位相側に位置する前記ポンプ羽根車の羽根よりも、曲率半径が大きい、車両用駆動装置。 The vehicle drive device according to claim 1,
The vehicle drive device, wherein a blade of the pump impeller positioned on the same phase side of the reference crank pin has a larger radius of curvature than a blade of the pump impeller positioned on the opposite phase side of the reference crank pin.
前記基準クランクピンの同位相側に位置する前記ポンプ羽根車の端面は、前記基準クランクピンの逆位相側に位置する前記ポンプ羽根車の端面よりも、前記ポンプ羽根車に対向するタービン羽根車から離れる、車両用駆動装置。 The vehicle drive device according to claim 1 or 2,
The end face of the pump impeller located on the same phase side of the reference crankpin is from the turbine impeller facing the pump impeller rather than the end face of the pump impeller located on the opposite phase side of the reference crankpin. The vehicle drive device that leaves.
前記基準クランクピンの同位相側に位置する前記ポンプ羽根車の羽根は、前記基準クランクピンの逆位相側に位置する前記ポンプ羽根車の羽根よりも、枚数が少ない、車両用駆動装置。 In the vehicle drive device according to any one of claims 1 to 3,
The drive device for a vehicle, wherein the number of blades of the pump impeller located on the same phase side of the reference crankpin is smaller than the number of blades of the pump impeller located on the opposite phase side of the reference crankpin.
前記プレート部材の形状は、回転中心から前記基準クランクピンの逆位相側に重心が外れるアンバランス形状である、車両用駆動装置。 In the vehicle drive device according to any one of claims 1 to 4,
The shape of the said plate member is a vehicle drive device which is an unbalanced shape from which a gravity center remove | deviates from the rotation center to the reverse phase side of the said reference | standard crankpin.
前記基準クランクピンの同位相側に位置する前記プレート部材の剛性は、前記基準クランクピンの逆位相側に位置する前記プレート部材の剛性よりも低い、車両用駆動装置。 In the vehicle drive device according to any one of claims 1 to 5,
The vehicle drive device, wherein the rigidity of the plate member positioned on the same phase side of the reference crank pin is lower than the rigidity of the plate member positioned on the opposite phase side of the reference crank pin.
前記トルクコンバータは、前記ハウジングの内周面に設けられる凸部を備え、
前記基準クランクピンの同位相側に位置する前記内周面の凹凸形状と、前記基準クランクピンの逆位相側に位置する前記内周面の凹凸形状とは、互いに相違する、車両用駆動装置。 In the vehicle drive device according to any one of claims 1 to 6,
The torque converter includes a convex portion provided on an inner peripheral surface of the housing,
The vehicle drive device, wherein the uneven shape of the inner peripheral surface located on the same phase side of the reference crank pin and the uneven shape of the inner peripheral surface located on the opposite phase side of the reference crank pin are different from each other.
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