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JP2008240801A - ドライブプレート - Google Patents

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JP2008240801A JP2007079322A JP2007079322A JP2008240801A JP 2008240801 A JP2008240801 A JP 2008240801A JP 2007079322 A JP2007079322 A JP 2007079322A JP 2007079322 A JP2007079322 A JP 2007079322A JP 2008240801 A JP2008240801 A JP 2008240801A
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drive plate
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Takanori Nukada
高徳 額田
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Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】高い強度を有するドライブプレートを提供する。
【解決手段】ドライブプレート11は、板状部材12と、円環状のリングギヤ13とを備える。リングギヤ13は、板状部材12に溶接部14を介して固定されている。板状部材12は、平面視したときに外周部に形成され、トルクコンバータに固定するためのボルトを挿通するボルト挿通穴12cを有する。板状部材12は、平面視したときに中央部に形成され、エンジンに固定するためのボルトを挿通するボルト挿通穴12bを有する。ボルト挿通穴12cおよび溶接部14を結ぶ直線上には、補助穴12eが形成されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、ドライブプレートに関する。
ドライブプレートは、エンジン等の駆動装置の駆動力をトルクコンバータ等の他の装置に伝達するための動力伝達部材である。ドライブプレートは、板状に形成されている。ドライブプレートは、たとえば、エンジンのクランクシャフトおよびトルクコンバータのカバーに固定され、エンジンの回転力をトルクコンバータに伝達する。
ドライブプレートには、エンジンに始動の回転力を付与するためのリングギヤを備えるものがある。リングギヤは、環状に形成され、板状の部分の外周に沿って配置される。リングギヤの外周面には、複数の歯が形成されている。
特開平11−247966号公報においては、トルクコンバータ用の連結孔とクランクシャフト用の連結孔とを有する円板状のプレート部と、その外周に配置されたエンジン始動用のリングギヤ部とを有し、プレート部に部分的な切れ目を入れて形成した舌部をプレート部に折り重ねて、その部分に連結孔を加工したドライブプレートが開示されている。
特開2000−170873号公報においては、金属板から形成され、円板状のウェブ部と、ウェブ部の外周端部の一側面側に形成されたリング状のリム部と、このリム部の外周面に連続的に形成されたリングギヤとからなり、ウェブ部のリングギヤが形成されている側と反対側の側面に表面応力のバランス均一化手段を配置している車両用ドライブプレートが開示されている。
実公平5−43313号公報においては、ドライブプレートのクランクシャフトとの締結部とドライブプレートのトルクコンバータのコンバータシェル部との締結部との間に、ドライブプレート周方向に局部的に、ほぼ直線状に延び、ドライブプレート軸方向に、波形に凹凸する凹凸部を形成したドライブプレートが開示されている。
特開平10−220553号公報においては、プレート中央部にクランクシャフトへの取付部を設け、プレート中間部に軽量化用の複数の付加穴を円周方向へ等間隔に設け、各付加穴の外側にトルクコンバータへの取付部としてボルト穴を設けた車両用ドライブプレートが開示されている。
特開平11−247966号公報 特開2000−170873号公報 実公平5−43313号公報 特開平10−220553号公報
リングギヤを備えるドライブプレートは、たとえば特開平11−247966号公報に開示されているように、平面形状が円形の板状部材の周りに、円環状のリングギヤが配置されている。リングギヤは、円形の板状部材に固定されている。エンジンは、ドライブプレートの一の側に配置され、トルクコンバータは、エンジンが配置されている側と反対側に配置されている。
エンジンのクランクシャフトは、板状部材の円形の中央部に固定される。ドライブプレートの板状部材には、エンジンのクランクシャフトに固定されるための締結部材を配置する挿通穴が中央部に形成されている。また、トルクコンバータは、板状部材の円形の外周部に固定される。板状部材には、トルクコンバータに固定されるための締結部材を配置する挿通穴が外周部に形成されている。
トルクコンバータは、駆動すると遠心力により膨張する。このために、ドライブプレートは、トルクコンバータとの固定点が押圧される。ドライブプレートは、板状部材の外周部が回転軸の方向に押圧される。この結果、ドライブプレートには、スラスト荷重が生じる。たとえば、エンジンが大型になるとドライブプレートに印加されるスラスト荷重も大きくなっていた。
本発明は、高い強度を有するドライブプレートを提供することを目的とする。
本発明のドライブプレートは、平面形状がほぼ円形の板状部材と、上記板状部材の外周に沿って配置されている円環状のリングギヤとを備える。上記リングギヤは、上記板状部材に固定部を介して固定されている。上記板状部材は、平面視したときに外周部に形成され、第1被固定部材に固定するための第1締結部材を挿通する第1挿通穴を有する。上記板状部材は、平面視したときに中央部に形成され、第2被固定部材に固定するための第2締結部材を挿通する第2挿通穴を有する。上記板状部材は、上記第1挿通穴および上記固定部を結ぶ直線上に形成されている第1補助穴を有する。
上記発明において好ましくは、平面形状がほぼ円形の板状部材を備える。上記板状部材の外周に沿って配置されている円環状のリングギヤを備える。上記リングギヤは、上記板状部材に固定部を介して固定されている。上記板状部材は、平面視したときに外周部に形成され、第1被固定部材に固定するための第1締結部材を挿通する第1挿通穴を有する。上記板状部材は、平面視したときに中央部に形成され、第2被固定部材に固定するための第2締結部材を挿通する第2挿通穴を有する。凹形状および凸形状のうち少なくとも一方の形状を含む段差部を有する。上記段差部は、平面視したときに線状に延びるように形成されている。上記段差部は、上記第1挿通穴および上記固定部を結ぶ直線と交差して延びるように形成されている。
上記発明において好ましくは、上記板状部材は、上記第1挿通穴の径方向の内側に形成されている第2補助穴を有する。
上記発明において好ましくは、上記固定部は、溶接により形成される溶接ビードを含む。
本発明によれば、高い強度を有するドライブプレートを提供することができる。
(実施の形態1)
図1から図3を参照して、実施の形態1におけるドライブプレートについて説明する。本実施の形態におけるドライブプレートは、自動車に搭載されている。
図1は、本実施の形態におけるドライブプレートおよびトルクコンバータの概略断面図である。図1の紙面の左側にエンジンが配置され、図1の紙面の右側に変速機が配置される。ドライブプレート11は、エンジンのクランクシャフト8の回転力をトルクコンバータ1に伝達する。トルクコンバータ1は、入力された回転力を変速機のインプットシャフト6に伝達する。本実施の形態においては、変速機のインプットシャフト6の回転軸がドライブプレート11およびトルクコンバータ1の回転軸80となる。
トルクコンバータ1は、羽根車としてのタービンランナ40およびポンプインペラ30を備える。トルクコンバータ1は、ステータ23を備える。トルクコンバータ1は、ロックアップ機構70を備える。
トルクコンバータ1のエンジン側には円盤形状のフロントカバー3が配置されている。フロントカバー3には、ポンプシェル33が固定されている。ポンプシェル33は、ポンプインペラ30の外側の構成部材である。フロントカバー3およびポンプシェル33により所定の空間が形成されている。この空間内には、作動流体としてのオートマチックトランスミッションフルード(ATF)が封入されている。
ポンプインペラ30は、回転軸80を中心として回転することが可能である。ポンプインペラ30は、作動流体をタービンランナ40へ向かって押し出すような形状のブレード31を有する。ポンプインペラ30は、ポンプインペラ支持部材34に支持されている。
本実施の形態におけるトルクコンバータ1は、ステータ23を支持するためのワンウェイクラッチ51を備える。ステータ23は、ワンウェイクラッチ51を介して固定シャフト39に取付けられている。固定シャフト39は、回転せずに固定されている。ワンウェイクラッチ51は、ステータ23が、一方向にのみ回転するように形成されている。本実施の形態におけるワンウェイクラッチ51は、アウタレース52とインナレース55とスプラグ56とを含む。
ワンウェイクラッチ51の変速機側の側面には、スラストベアリング61が配置されている。ワンウェイクラッチ51のエンジン側の側面には、スラストベアリング62が配置されている。スラストベアリング61,62は、ワンウェイクラッチ51に対して、ポンプインペラ支持部材34との距離またはタービンハブ7との距離を定める機能を有する。
タービンランナ40は、作動流体を循環させる空間を形成するタービンシェル43を含む。タービンランナ40は、ポンプインペラ30と向かい合うように配置されている。タービンランナ40は、ポンプインペラ30からの作動流体を受けて回転力が生じる形状のブレード41を含む。タービンランナ40は、矢印92に示すように、ポンプインペラ30が送り出す作動流体を受取り、この作動流体により回転力が付与される。
ステータ23は、タービンランナ40からポンプインペラ30へ戻る作動流体の流れを整流するための羽根である。ステータ23は、ポンプインペラ30とタービンランナ40との間に配置されている。タービンランナ40に送られた作動流体は、内周側へ移動してステータ23を介して、ポンプインペラ30へ送られる。
ポンプインペラ30は、フロントカバー3と一体的に回転する。タービンランナ40は、ロックアップピストン4と一体的に回転する。タービンシェル43と接触するように伝達部材77が配置されている。
伝達部材77およびタービンシェル43は、共にタービンハブ7に固定されている。伝達部材77およびタービンシェル43は、タービンハブ7と共にインプットシャフト6を回転軸として回転することが可能である。タービンハブ7は、インプットシャフト6に嵌合している。タービンハブ7は、タービンランナ40に入力された回転力をインプットシャフト6へ伝える働きをする。
矢印90に示すクランクシャフト8の回転力は、ドライブプレート11を介してフロントカバー3に伝達される。ドライブプレート11の回転力がフロントカバー3に入力されることにより、フロントカバー3およびポンプインペラ30が回転する。ポンプインペラ30が回転することにより、矢印92に示すように作動流体が、タービンランナ40に向かって流れる。この作動流体の流れにより、タービンランナ40が回転する。タービンランナ40の回転力は、タービンハブ7を介してインプットシャフト6に伝達される。インプットシャフト6は、矢印91に示す向きに回転する。
ロックアップ機構70は、フロントカバー3の回転力をインプットシャフト6に直接的に伝えるための装置である。ロックアップ機構70は、摩擦部材としてのフェーシング76を含む。ロックアップ機構70は、ロックアップダンパ74を含む。ロックアップダンパ74は、入力変動を緩和する機能を有する。
ロックアップ機構70は、フェーシング76を取付けるためのロックアップピストン4を有する。ロックアップピストン4は、タービンハブ7に固定されている。ロックアップピストン4の表裏の油圧を変更することにより、ロックアップピストン4がフロントカバー3に近づく方向に移動する。フェーシング76がフロントカバー3の内周面に接触することによりフロントカバー3の回転力がインプットシャフト6に伝えられる。
本実施の形態におけるドライブプレート11は、板状に形成されている。ドライブプレート11は、トルクコンバータ1のフロントカバー3に対向するように配置されている。ドライブプレート11は、クランクシャフト8の回転力をフロントカバー3に伝達するように形成されている。
図2に、本実施の形態におけるドライブプレートの概略平面図を示す。図1および図2を参照して、本実施の形態におけるドライブプレート11は、平面形状がほぼ円形の板状部材12を備える。ドライブプレート11は、板状部材12の外周に沿って配置されているリングギヤ13を備える。
本実施の形態における板状部材12は、円板状に形成されている。板状部材12は、嵌合穴12aを有する。嵌合穴12aは、板状部材12の平面視したときの円形の中心部に形成されている。嵌合穴12aは、フロントカバー3に固定された嵌合部3aが嵌り込むように形成されている。
本実施の形態における板状部材12は、第1挿通穴としてのボルト挿通穴12cを有する。ボルト挿通穴12cは、板状部材12の外周部に配置されている。ボルト挿通穴12cは、周方向に沿って複数形成されている。ボルト挿通穴12cは、ほぼ一定の間隔をあけて形成されている。
ボルト挿通穴12cには、第1締結部材としてのボルト19が挿通される。ボルト19が固定されることにより、板状部材12が第1被固定部材としてのフロントカバー3に固定される。
本実施の形態における板状部材12は、第2挿通穴としてのボルト挿通穴12bを有する。ボルト挿通穴12bは、板状部材12を平面視したときの中央部に形成されている。ボルト挿通穴12bは、嵌合穴12aの周りに形成されている。ボルト挿通穴12bは、周方向に沿って複数形成されている。ボルト挿通穴12bは、ほぼ一定の間隔をあけて形成されている。
ボルト挿通穴12bには、第2締結部材としてのボルト20が挿通される。ボルト20が固定されることにより、板状部材12が第2被固定部材としてのクランクシャフト8に固定される。
リングギヤ13は、円環状に形成されている。リングギヤ13は、外周面に複数の歯を有する。リングギヤ13は、板状部材12に固定部を介して固定されている。本実施の形態におけるリングギヤ13は、溶接によって板状部材12に固定されている。
本実施の形態における固定部は、溶接部14を含む。溶接部14には、溶接ビードが形成されている。溶接部14は、周方向に沿って複数形成されている。溶接部14は、互いに一定の間隔をあけて形成されている。本実施の形態においては、周方向においてボルト挿通穴12c同士のほぼ中点に、溶接部14が形成されている。
図3に、本実施の形態におけるドライブプレートの拡大概略平面図を示す。本実施の形態における板状部材12は、第1補助穴としての補助穴12eを有する。本実施の形態における補助穴12eは、板状部材12を貫通する穴である。本実施の形態における補助穴12eは、平面形状がほぼ四角形に形成されている。補助穴12eは、板状部材12の外周部に形成されている。補助穴12eは、板状部材12の外縁に沿って複数形成されている。
本実施の形態における補助穴12eは、矢印96に示すボルト挿通穴12cと溶接部14とを結ぶ直線上に形成されている。補助穴12eは、ボルト挿通穴12cと溶接部14とを結ぶ直線と交差するように形成されている。本実施の形態における補助穴12eは、ボルト挿通穴12cと溶接部14との間に配置されている。ここで、本発明において、挿通穴および固定部を結ぶ直線とは、挿通穴の平面形状の重心位置と固定部とを結ぶ直線のうち最短の直線を示す。
本実施の形態における板状部材12は、第2補助穴としての補助穴12dを有する。補助穴12dは、板状部材12を貫通する穴である。補助穴12dは、平面視したときに周方向に延びるように形成されている。補助穴12dは、一定の間隔をあけて配置されている。補助穴12dは、ボルト挿通穴12cの径方向の内側に配置されている。補助穴12dは、ボルト挿通穴12cとボルト挿通穴12bとの間に形成されている。
図1を参照して、トルクコンバータ1は、駆動すると遠心力により膨張する。このときに、フロントカバー3は、矢印93に示すように、エンジンが配置されている側に向かってドライブプレート11を押圧する。ドライブプレート11は、ボルト19によるフロントカバー3との固定点が押圧される。一方で、ボルト20によるクランクシャフト8との固定点の位置は不動であるために、板状部材12にスラスト荷重(軸方向の荷重)が加わる。
図4に、本実施の形態における比較例としてのドライブプレートの概略平面図を示す。比較例としてのドライブプレートは、板状部材12に補助穴12fが形成されている。補助穴12fは、溶接部14と嵌合穴12aとの間に配置されている。ボルト挿通穴12cと溶接部14との間には、補助穴は形成されていない。
図5に、本実施の形態における比較例としてのドライブプレートの拡大概略平面図を示す。比較例のドライブプレートにおいては、矢印96に示すように、ボルト挿通穴12cから溶接部14に向かって直線的にスラスト荷重が伝達される。このため、溶接部14に大きなスラスト荷重が印加される。
特に、比較例としてのドライブプレートには、ボルト挿通穴12cとボルト挿通穴12bとの間に補助穴12dが形成されているために、矢印95に示す径方向の力の流れが断ち切られる。しかしながら、絶ち切られたスラスト荷重の一部は、矢印96に示すように、板状部材12の外周部において溶接部14に伝達される。このため、溶接部14に、大きなスラスト荷重が印加されていた。
図3を参照して、本実施の形態のドライブプレートにおいては、補助穴12eが、ボルト挿通穴12cと溶接部14とを結ぶ直線上に形成されている。補助穴12eは、矢印96に示すように、ボルト挿通穴12cから溶接部14に向かって荷重が伝達されることを絶ち切ることができる。溶接部14に、直接的に荷重が伝達されることを抑制することができる。溶接部14の強度の余裕を大きくすることができ、また、ドライブプレートの強度を向上させることができる。
また、本実施の形態においては、ボルト挿通穴12cとボルト挿通穴12bとの間に、補助穴12dが形成されている。補助穴12dで断ち切られた径方向に向かう力は、板状部材12の外周部を通って溶接部14に向かう。しかし、本実施の形態においては、補助穴12eが形成されていることにより、この力の流れを効率的に絶ち切ることができ、板状部材12の強度を強くすることができる。
本実施の形態における補助穴12eは、板状部材12に貫通する穴が形成されているため、肉盗みとしての機能を有する。すなわち、ドライブプレート11の軽量化を図ることができる。
本実施の形態においては、補助穴として板状部材を貫通する穴が形成されている。このために、板状部材が厚く形成されている場合においても、容易に本発明を実施することができる。たとえば、板状部材が厚くなるとプレス加工等が難しくなるが、板状部材を貫通する穴は容易に形成することができる。また、出力が大きな駆動装置に接続されると、ドライブプレートのスラスト荷重も大きくなるために、本発明は、出力が大きな駆動装置に接続されるドライブプレートに特に有用である。
本実施の形態における第1補助穴は、平面形状がほぼ長方形になるように形成されているが、この形態に限られず、第1補助穴は、任意の形状を採用することができる。
本実施の形態における板状部材およびリングギヤは、溶接によって互いに固定されているが、この形態に限られず、固定部としては任意の形態を採用することができる。たとえば、板状部材とリングギヤとが機械的に固定されていても構わない。
本実施の形態においては、リングギヤを被固定部材に固定する締結部材として、ボルトが用いられているが、この形態に限られず、締結部材としては板状部材を固定する機能を有する任意の部材を用いることができる。
(実施の形態2)
図6から図8を参照して、実施の形態2におけるドライブプレートについて説明する。
図6は、本実施の形態におけるドライブプレートの概略平面図である。本実施の形態におけるドライブプレート11は、板状部材12に段差部が形成されている。本実施の形態における段差部は、凹部15を含む。
本実施の形態における凹部15は、板状部材12の外周部に形成されている。凹部15は、板状部材12の外周の円形に沿って延びるように形成されている。凹部15は、平面視したときに円弧状に延びるように形成されている。凹部15は、平面視したときに線状に延びるように形成されている。
図7に、本実施の形態における段差部の拡大概略断面図を示す。図7は、図6におけるVII−VII線の矢視断面図である。本実施の形態における凹部15は、板状部材12の表面から凹むように形成されている。
図8に、本実施の形態におけるドライブプレートの拡大概略平面図を示す。本実施の形態における凹部15は、矢印96に示すように第1挿通穴としてのボルト挿通穴12cと固定部としての溶接部14とを結ぶ直線に対して交差して延びるように形成されている。凹部15は、ボルト挿通穴12cと溶接部14とを結ぶ直線を横切るように形成されている。
図8を参照して、本実施の形態のドライブプレートにおいてもスラスト荷重が印加される。本実施の形態におけるドライブプレートは、矢印96に示すボルト挿通穴12cから溶接部14への荷重の流れを凹部15によって絶ち切ることができる。すなわち、溶接部14に到達するスラスト荷重を小さくすることができ、ドライブプレートの強度を向上させることができる。
本実施の形態においては、第1挿通穴としてのボルト挿通穴12cと第2挿通穴としてのボルト挿通穴12bとを結ぶ直線上に補助穴12dが形成されている。このため、矢印95に示す径方向の力の流れが絶ち切られる。絶ち切られた力の一部は、矢印96に示すように、ボルト挿通穴12cから溶接部14に向かうが、凹部15が形成されていることにより、この力の流れを絶ち切ることができる。
本実施の形態においては、板状部材に段差部としての凹部が形成されているが、この形態に限られず、段差部としては凹形状および凸形状のうち少なくとも一方の形状が含まれるように形成されていれば構わない。さらに、段差部としては段を有する非平面的な形状が形成されていればよい。また、本実施の形態における段差部は一の凹部を含むが、この形態に限られず、複数列の段差部が形成されていても構わない。
本実施の形態における段差部は、外周に沿うように円弧状に形成されているが、この形態に限られず、段差部は、第1挿通穴と固定部とを結ぶ直線に交差して延びるように形成されていれば構わない。たとえば、段差部は、第1挿通穴と固定部との間において、板状部材の径方向に延びるように形成されていても構わない。
その他の構成、作用および効果については、実施の形態1と同様であるのでここでは説明を繰返さない。
上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
実施の形態1におけるドライブプレートおよびトルクコンバータの概略断面図である。 実施の形態1におけるドライブプレートの概略平面図である。 実施の形態1におけるドライブプレートの拡大概略平面図である。 実施の形態1における比較例としてのドライブプレートの概略平面図である。 実施の形態1における比較例としてのドライブプレートの拡大概略平面図である。 実施の形態2におけるドライブプレートの概略平面図である。 実施の形態2におけるドライブプレートの板状部材の段差部の概略断面図である。 実施の形態2におけるドライブプレートの拡大概略平面図である。
符号の説明
1 トルクコンバータ、3 フロントカバー、3a 嵌合部、4 ロックアップピストン、6 インプットシャフト、7 タービンハブ、8 クランクシャフト、11 ドライブプレート、12 板状部材、12a 嵌合穴、12b,12c ボルト挿通穴、12d〜12f 補助穴、13 リングギヤ、14 溶接部、15 凹部、19,20 ボルト、23 ステータ、30 ポンプインペラ、31 ブレード、33 ポンプシェル、34 ポンプインペラ支持部材、39 固定シャフト、40 タービンランナ、41 ブレード、43 タービンシェル、51 ワンウェイクラッチ、52 アウタレース、55 インナレース、56 スプラグ、61,62 スラストベアリング、70 ロックアップ機構、74 ロックアップダンパ、76 フェーシング、77 伝達部材、80 回転軸、90〜93,95,96 矢印。

Claims (4)

  1. 平面形状がほぼ円形の板状部材と、
    前記板状部材の外周に沿って配置されている円環状のリングギヤと
    を備え、
    前記リングギヤは、前記板状部材に固定部を介して固定され、
    前記板状部材は、平面視したときに外周部に形成され、第1被固定部材に固定するための第1締結部材を挿通する第1挿通穴と、
    平面視したときに中央部に形成され、第2被固定部材に固定するための第2締結部材を挿通する第2挿通穴と、
    前記第1挿通穴および前記固定部を結ぶ直線上に形成されている第1補助穴と
    を有する、ドライブプレート。
  2. 平面形状がほぼ円形の板状部材と、
    前記板状部材の外周に沿って配置されている円環状のリングギヤと
    を備え、
    前記リングギヤは、前記板状部材に固定部を介して固定され、
    前記板状部材は、平面視したときに外周部に形成され、第1被固定部材に固定するための第1締結部材を挿通する第1挿通穴と、
    平面視したときに中央部に形成され、第2被固定部材に固定するための第2締結部材を挿通する第2挿通穴と、
    凹形状および凸形状のうち少なくとも一方の形状を含む段差部と
    を有し、
    前記段差部は、平面視したときに線状に延びるように形成され、
    前記段差部は、前記第1挿通穴および前記固定部を結ぶ直線と交差して延びるように形成されている、ドライブプレート。
  3. 前記板状部材は、前記第1挿通穴の径方向の内側に形成されている第2補助穴を有する、請求項1または2に記載のドライブプレート。
  4. 前記固定部は、溶接により形成される溶接ビードを含む、請求項1から3のいずれかに記載のドライブプレート。
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WO2013120574A1 (de) * 2012-02-14 2013-08-22 Audi Ag Mitnehmerblech zur drehmomentübertragung
JP7504558B2 (ja) 2017-08-31 2024-06-24 ダイハツ工業株式会社 ドライブプレート

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