(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側のフロントカバーと、
前記フロントカバーに連結され共に作動油室を形成するインペラーと、
前記作動油室内で前記インペラーと対向するタービンと、
前記インペラーと前記タービンとの間に配置されたステータと、
前記フロントカバーと前記タービンとの間の空間を前記フロントカバー側の第１油圧室と前記タービン側の第２油圧室とに分割するように配置され、前記第１及び第２油圧室の差圧により前記フロントカバーに対して接近・離反可能であり、前記フロントカバーに対向する対向部を有し、前記タービンにトルク伝達可能に連結されたピストンと、
前記第１油圧室と前記第２油圧室との間に配置され、前記第１油圧室から前記第２油圧室に作動油が流れるのを許容し、前記第２油圧室から前記第１油圧室に作動油が流れるのを規制する一方向絞り弁とを備え、
前記一方向絞り弁は、前記フロントカバーと前記ピストンの前記対向部との間に配置され内周部が前記ピストンに固定され外周部が前記フロントカバー側に配置された円板状の弾性部材と、前記弾性部材の外周部に固定され前記フロントカバーに対向する摩擦フェーシングとを含む、
トルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバータ、特に、ロックアップクラッチが設けられたトルクコンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
トルクコンバータは、３種の羽根車（インペラー，タービン，ステータ）を内部に有し、内部の作動油によりトルクを伝達する装置である。インペラーはトルクが入力されるフロントカバーに固定されており、インペラーシェルとフロントカバーとで内部に作動油が充填された作動油室を形成している。タービンは作動油室内でフロントカバーに対向して配置されている。インペラーが回転すると、作動油がインペラーからタービンに向かって流れてタービンを回転させる。この結果、タービンからトランスミッションのメインドライブシャフトにトルクが伝達される。
【０００３】
ロックアップクラッチは、フロントカバーとタービンとの間の空間に配置されており、フロントカバーとタービンとを機械的に連結することでトルクを直接伝達するための機構である。ロックアップクラッチは、主に、ピストンと、ピストンをタービン等の出力側部材に連結するための弾性連結機構とから構成されている。ピストンはフロントカバーとタービンとの間の空間をフロントカバー側の第１油圧室とタービン側の第２油圧室とに分割するように配置されている。この結果、ピストンは第１油圧室と第２油圧室の差圧によりフロントカバーに対して接近及び離反可能である。フロントカバーの外周部フロントカバー側には、摩擦フェーシングが張られた摩擦係合部が形成されている。第１油圧室の作動油がドレンされ第２作動油室の油圧が高くなると、ピストンはフロントカバー側に移動し、摩擦フェーシングがフロントカバー摩擦面に強く圧接される。
【０００４】
弾性連結機構は、たとえば、ピストンに固定されたドライブ部材と、タービン側に固定されたドリブン部材と、ドライブ部材とドリブン部材との間でトルク伝達可能に配置されたコイルスプリング等の弾性部材とから構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
クラッチ連結時には、第１油圧室の作動油は内周側からドレンされ、第２油圧室に作動油が供給される。この結果、第２油圧室の油圧が第１油圧室に比べて大きくなり、ピストンがフロントカバー側に移動を開始する。ピストンの移動中に、第２油圧室の作動油が摩擦フェーシングとフロントカバーの摩擦面との間の隙間を通って第１油圧室に流れることがある。この場合は第２油圧室の油圧が十分に大きくならず、ピストンの移動速度が遅くなる。
【０００６】
本発明の目的は、トルクコンバータのロックアップクラッチにおいてクラッチ連結時のピストンの移動速度を高めることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のトルクコンバータは、入力側のフロントカバーと、インペラーと、タービンと、ステータと、ピストンと、一方向絞り弁とを備えている。インペラーはフロントカバーに連結されともに作動油室を形成する。タービンは作動油室内でインペラーと対向する。ステータはインペラーとタービンとの間に配置されている。ピストンはフロントカバーとタービンとの間をフロントカバー側の第１油圧室とタービン側の第２油圧室とに分割するように配置され、第１及び第２油圧室の差圧によりフロントカバーに対して接近・離反可能である。ピストンはフロントカバーに対向する対向部を有し、タービンにトルク伝達可能に連結されている。一方向絞り弁は、第１油圧室と第２油圧室との間に配置され、第１油圧室から第２油圧室に作動油が流れるのを許容し、第２油圧室から第１油圧室に作動油が流れるのを規制する。
【０００８】
このトルクコンバータでは、ロックアップ非締結時には第１油圧室から一方向絞り弁を介して第２油圧室に作動油が流れている。ロックアップクラッチ連結を行うために第１油圧室の作動油をドレンし、第２油圧室に作動油を供給すると、第２油圧室の油圧が第１油圧室に比べて大きくなる。このとき一方向絞り弁により第２油圧室から第１油圧室に作動油が流れるのが規制される。その結果、第２油圧室の油圧が低下しにくい。その結果、ピストンのフロントカバー側への移動速度が速くなる。
【０００９】
このトルクコンバータでは、さらに、一方向絞り弁は、フロントカバーとピストンの対向部との間に配置され内周部がピストンに固定され外周部がフロントカバー側に配置された円板状の弾性部材と、弾性部材の外周部に固定されフロントカバーに対向する摩擦フェーシングとを含んでいる。
このトルクコンバータでは、一方向絞り弁は、円板状の弾性部材と摩擦フェーシングとから構成されている。そのため、構造が簡単であり、部品点数が少ない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態としてのトルクコンバータ１を示している。トルクコンバータ１は車両に採用されている。図１のＯ−Ｏがトルクコンバータ１の回転軸線である。
図１において、トルクコンバータ１は、フロントカバー２と、フロントカバー２の外周側突出部８に固定されたインペラーシェル９とで作動油室を形成している。フロントカバー２は、図示しないエンジン側の構成部品に装着可能となっており、エンジンからのトルクが入力されるようになっている。インペラーシェル９の内部には複数のインペラーブレード１０が固定されている。インペラーシェル９とインペラーブレード１０とによりインペラー３が構成されている。作動油室内でインペラー３と対向する位置には、タービン４が配置されている。タービン４はタービンシェル１１とタービンシェル１１上に固定された複数のタービンブレード１２とから構成されている。タービンシェル１１の内周端部はタービンハブ１３のフランジ１５にリベット１４を介して固定されている。タービンハブ１３はトランスミッションのメインドライブシャフト（図示せず）に係合するスプライン溝２０を内周部に有している。
【００１３】
インペラー３の内周部とタービン４の内周部との間にはステータ５が配置されている。ステータ５はタービン４からインペラー３へと戻される作動油の方向を調整するものであり、ワンウェイクラッチ６を介して図示しない固定シャフトに支持されている。
ロックアップクラッチ７は、フロントカバー２とタービン４との間の空間に配置されており、フロントカバー２とタービン４とを機械的に連結するための装置である。ロックアップクラッチ７は、主に、ピストン２２と、ピストン２２をタービン４に弾性的に連結するための弾性連結機構４０とから構成されている。
【００１４】
ピストン２２は、円板状の部材であり、フロントカバー２とタービンシェル１１との間の空間を、フロントカバー２側の第１油圧室Ａとタービン４側の第２油圧室Ｂとに分割するように配置されている。ピストン２２は厚みの薄い板金製である。ピストン２２はトランスミッション側に延びる内周側筒状部２３を内周側に有している。内周側筒状部２３は、タービンハブ１３のフランジ１５の外周面に軸方向及び円周方向に相対移動可能に支持されている。
【００１５】
フランジ１５の外周面に配置されたシールリング１８が第１油圧室Ａと第２油圧室Ｂの内周部分をシールしている。
ピストン２２の外周部には、トランスミッション側に延びる外周側筒状部２４が形成されている。
弾性連結機構４０は、ピストン２２とタービン４との間、さらに詳細にはピストン２２の外周部とタービンシェル１１の外周部との間に配置されている。弾性連結機構４０は、ドライブ側部材としてのリティーニングプレート２７と、ドリブン側の部材としてのドリブンプレート３３と、両プレート２７，３３間に配置された複数のコイルスプリング３２とから構成されている。リティーニングプレート２７は、ピストン２２の外周部トランスミッション側すなわち外周側筒状部２４の内周側に配置された環状のプレート部材である。リティーニングプレート２７の内周部は、複数のリベット２１によりピストン２２に固定されている。リティーニングプレート２７は、コイルスプリング３２を保持するとともに、コイルスプリング３２の円周方向両側に係合してトルクを伝達するための部材である。リティーニングプレート２７は、円周方向に並べられた複数のコイルスプリング３２の外周側と内周側とをそれぞれ支持する保持部２８，２９を有している。内周側の保持部２９はリティーニングプレート２７から切り起こされて形成されている。さらに、リティーニングプレートは各コイルスプリング３２の円周方向両側を支持するための係合部３０，３１を有している。係合部３０，３１はリティーニングプレート２７の円板状部分から切り起こされて形成されている。ドリブンプレート３３はタービンシェル１１の外周部背面に固定された環状のプレート部材である。ドリブンプレート３３には円周方向複数箇所にエンジン側に延びる複数の爪部３４が形成されている。爪部３４は各コイルスプリング３２の円周方向両端に係合している。これにより、リティーニングプレート２７からのトルクはコイルスプリング３２を介してドリブンプレート３３に伝達される。
【００１６】
次に図２を用いて、ピストン２２の外周部フロントカバー２側に設けられた摩擦連結部４１について説明する。摩擦連結部４１は、板ばね３５と摩擦フェーシング３６とから構成されており、フロントカバー２に形成された平坦かつ環状の摩擦面３７に対向している。
板ばね３５（弾性部材）はピストン２２の外周部エンジン側（対向部）に配置された環状の部材である。板ばね３５は、自由状態で外周部がエンジン側に配置され内周部がトランスミッション側に配置されるコーン形状である。板ばね３５の内周部は前述のリベット２１によりリティーニングプレート２７とともにピストン２２に固定されている。板ばね３５の外周部は、ピストン２２の外周部エンジン側面から僅かに離れ、フロントカバー２の摩擦面３７に近接している。摩擦フェーシング３６は、環状のペーパー材料からなり、板ばね３５の外周部エンジン側面にたとえば接着剤により固定されている。摩擦フェーシング３６は、ロックアップクラッチ連結解除時のピストン２２が最もタービン４側に移動した状態で、板ばね３５によりフロントカバー２の摩擦面３７に圧接させられている。より詳細には、摩擦フェーシング３６は外周部が摩擦面３７に当接し、摩擦フェーシング３６の内周部と摩擦面３７との間には隙間が確保されている。これは板ばね３５の設定が以下の２つの条件を満たしているからである。
【００１７】
１）ピストンが最もタービン４側に配置されているとき、板ばね３５はフロントカバー２とピストン２２との間で圧縮され、摩擦フェーシング３６をフロントカバー２に押し付けるように、板ばね３５の寸法設定が行われている。
２）ロックアップ解除時であっても差圧によって摩擦フェーシング３６がフロントカバー２の摩擦面３７から離れることがないように、板ばね３５がフロントカバー２側を付勢する荷重が設定されている。
【００１８】
トルクコンバータ１の動作について説明する。
エンジンからフロントカバー２にトルクが伝達されると、インペラー３はフロントカバー２とともに回転する。これにより、インペラー３からタービン４に作動油が流れてタービン４を回転させる。タービン４のトルクは図示しないメインドライブシャフトに伝達される。このような作動油を介してトルクを伝達されているとき（すなわちロックアップ連結解除時）にも、ピストン２２の摩擦フェーシング３６はフロントカバー２の摩擦面３７に当接している。そのため、ロックアップクラッチ７でもわずかながらトルク伝達が行われている。
【００１９】
ロックアップクラッチ連結動作時には、第１油圧室Ａの作動油は内周部からドレンされる。そして、第２油圧室Ｂに作動油が供給される。この結果、第２油圧室Ｂの油圧は第１油圧室Ａの油圧に比べて大きくなる。このとき、第２油圧室Ｂの作動油は板ばね３５及び摩擦フェーシング３６により第１油圧室Ａ側に流れにくい。すなわち、板ばね３５及び摩擦フェーシング３６は第１油圧室Ａと第２油圧室Ｂとの間のシール部材として機能している。このように第２油圧室Ｂから第１油圧室Ａへの作動油の流れが抑えられているため、第２油圧室Ｂでの油圧が低下しにくい。そのため、ピストン２２の移動速度が遅くなりにくい。ピストン２２が最もエンジン側に移動すると、図３に示すように、板ばね３５は平坦になり外周部がピストン２２に密着する。また、摩擦フェーシング３６は全体が摩擦面３７に密着する。これにより、フロントカバー２のトルクはピストン２２に伝達される。
【００２０】
〔他の実施形態〕
板ばね３５及び摩擦フェーシング３６を一方向絞り弁として機能させてもよい。一方向絞り弁の機能は、第１油圧室Ａから第２油圧室Ｂに作動油が流れるのを許容し、第２油圧室Ｂから第１油圧室Ａに作動油が流れるのを規制することである。
【００２１】
ロックアップクラッチ連結解除時において、第１油圧室Ａの油圧が第２油圧室Ｂの油圧より大きくなると、図４に示すように板ばね３５は外周部がピストン２２側に曲げられ、摩擦フェーシング３６は摩擦面３７から離れている。これは、前述の板ばね３５の設定の条件１）を満たすものの条件２）を満たしていないことを意味する。この結果、摩擦面３７と摩擦フェーシング３６との間には半径方向に貫通する隙間が確保される。この結果、第１油圧室Ａの作動油は半径方向外方に移動し、摩擦面３７と摩擦フェーシング３６との間を通過し、さらに外周側筒状部２４と外周側突出部８との間を通過し第２油圧室Ｂに流れる。これにより、摩擦面３７及び摩擦フェーシング３６が十分に冷却される。
【００２２】
図４の状態からロックアップクラッチ連結を行う。第１油圧室Ａの作動油を内周側からドレンする。また、第２油圧室Ｂに作動油を供給する。すると、板ばね３５及び摩擦フェーシング３６は図４の状態から図２の状態に移行する。すなわち、板ばね３５の外周部は摩擦面３７側に移動し、その結果摩擦フェーシング３６の外周部が摩擦面３７に当接する。この結果、第２油圧室Ｂの作動油は第１油圧室Ａ側に流れにくくなる。そのため、第２油圧室Ｂの油圧が低下せず、その結果ピストン２２の移動速度が遅くなることはない。さらに時間が経過すると、図２から図３の状態に移行し、ロックアップクラッチ７が完全に連結される。
【００２３】
板ばね３５は他の弾性部材を代わりに用いてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係るトルクコンバータでは、弾性部材により第１油圧室と第２油圧室との間の空間を遮断するため、クラッチ連結時のピストンのフロントカバー側への移動速度が速くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのトルクコンバータの縦断面概略図。
【図２】ロックアップクラッチの部分縦断面概略図。
【図３】ロックアップクラッチの部分縦断面概略図。
【図４】別の実施例におけるロックアップクラッチの縦断面概略図。
【符号の説明】
１  トルクコンバータ
７  ロックアップクラッチ
３５  板ばね
３６  摩擦フェーシング
３７  摩擦面
４１  摩擦連結部
Ａ  第１油圧室
Ｂ  第２油圧室
【図１】
0003621813.tif 000002
【図２】
0003621813.tif 000003
【図３】
0003621813.tif 000004
【図４】
0003621813.tif 000005