(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに連結されるケーシングと、該ケーシング内に配設され、該ケーシングに連結されたポンプと、出力軸に連結されたタービンとを備え、前記エンジンの動力を前記ケーシング内の流体を介して前記出力軸に伝達する流体伝動装置において、
前記ケーシングの外周部内面に直付けされたダンパスプリングと、該ダンパスプリングを介してエンジンの動力を出力軸に伝達するダンパディスクとからなるダンパ機構と、
前記ダンパディスクと出力軸との間に配設された摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を選択的に係脱させるピストンと、該ピストンと前記ダンパディスクにより油密状に囲まれたシリンダとからなる直結クラッチ機構と、
を備えることを特徴とする流体伝動装置。
【請求項２】
前記ダンパディスクは、前記出力軸に支持された請求項１記載の流体伝動装置。
【請求項３】
前記出力軸内に油路が形成され、該油路は、前記シリンダ及びケーシング内に連通され、前記油路と前記ケーシング内との間に、ケーシング内から油路への流体の流入を許容し、その逆方向への流体の流れを阻止する逆流防止手段が配設された請求項１又は２記載の流体伝動装置。
【請求項４】
前記出力軸は、前記ダンパディスクの径方向内側に軸方向空間を残して該ダンパディスク内で終端し、前記逆流防止手段は、前記軸方向空間に前記ダンパディスクに固定して配設された請求項３記載の流体伝動装置。
【請求項５】
前記逆流防止手段は、一端に内径方向に張り出す座面を有する筒状のシートと、
前記座面に板状の頭部を離着座可能に前記筒状のシート内に嵌挿された弁体とからなり、
該弁体は、出力軸内の油路からの供給油圧により、前記シートの座面に着座して前記ケーシング内と出力軸内の油路との連通を遮断し、前記出力軸内の油路の油圧の排出により、前記シートの座面から離座して前記ケーシング内と前記出力軸内の油路とを連通させる請求項４記載の流体伝動装置。
【請求項６】
前記ダンパディスクは、ハブを介して前記出力軸に支持され、前記ハブは、前記出力軸の端部を越えて軸方向に前記逆流防止手段側に突出する突出部を有し、該逆流防止手段の弁体は、開弁方向への移動を前記突出部への当接により規制される請求項５記載の流体伝動装置。
【請求項７】
前記弁体は、板状の頭部から背後に突出する脚部を有し、前記ハブの突出部への前記脚部の当接により開弁方向の移動を規制される請求項５又は６記載の流体伝動装置。
【請求項８】
前記シートの座面は、凹円錐面とされ、前記弁体の頭部は、前記凹円錐面に符号する凸円錐形の着座面を有する請求項５、６、又は７記載の流体伝動装置。
【請求項９】
前記摩擦係合要素は、前記ダンパディスクに連結されたプレートと、前記出力軸に連結された摩擦材とを有し、
前記ピストンは、前記プレートに係合する相対回転規制手段を有する請求項１又は２記載の流体伝動装置。
【請求項１０】
前記ダンパディスクは、前記ピストンが嵌合された環状のシリンダと、前記スプリングが当接するダンパプレートとを相互に固着して構成された請求項１〜４のいずれか１項記載の流体伝動装置。
【請求項１１】
前記摩擦係合要素は、前記ダンパディスクに連結されたプレートと、前記出力軸に連結された摩擦材とを有し、前記ピストンは、前記プレートと一体形成された請求項１、２、３、４又は１０記載の流体伝動装置。
【請求項１２】
ステータを備え、該ステータの支持軸と前記ケーシングとの間及び前記支持軸と前記出力軸との間に、前記ケーシング内を通して油を循環させる油路が形成され、前記出力軸内に、前記シリンダ内に連通させて、前記ピストンを作動させる油の給排油路が形成された請求項１、２、９、１０、又は１１記載の流体伝動装置。
【請求項１３】
前記ダンパディスクは、その径方向内方の側面に、周方向に間隔を置いて複数個凹設された半径方向に延びるディスク油路を有し、
前記ダンパディスクに、該ダンパディスクと同心的にベアリングレースが添設され、
該ベアリングレースは、前記ディスク油路を跨いで周回するローラ支持部を有する請求項１〜４、９〜１２のいずれか１項記載の流体伝動装置。
【請求項１４】
前記ダンパディスクは、その内周端から軸方向に延びる筒部を有し、前記ベアリングレースは、前記ローラ支持部の内周端から周方向に所定の間隔を置いて軸方向に延び、前記ダンパディスクの筒部に嵌まる複数個の心だし突起を有する請求項１〜４、９〜１３のいずれか１項記載の流体伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの動力を流体を介して変速機等に伝達する流体伝動装置に関し、特に、ダンパ機構と直結クラッチ機構とを組み込んだ流体伝動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直結クラッチ機構を組み込んだ流体伝動装置において、直結クラッチの係合時に、エンジンの出力トルクの変動が流体伝動装置を介して、それより動力伝達経路上後側に連結される変速機等の機構に直接伝達されないようにするため、直結クラッチ機構には、通常、出力トルクの変動を吸収するダンパ機構が組み込まれる。こうしたダンパ機構のスプリングの配設に関する改良として、特開平５−１７２１８４号公報に開示の技術がある。この技術では、ダンパスプリング（上記公報にいうコイルばね２０，２１、以下同様に括弧書きで同公報における用語及び参照符号を併記する）をトルクコンバータのケース部（ケーシングシェル７）の外径部内面に直付け配置することでダンパの径を大きくし、そして、ダンパスプリングを支持する出力部材（部材３２）と、該出力部材を両側から挟み込むように配設された２つのピストン（ピストン３５，ピストンプレート３６）とによって直結クラッチを構成している。この直結クラッチは、両ピストンの外面側に作用する油圧すなわちトルクコンバータ内の循環油圧と、両ピストンと出力部材との間の油室（環状室４７）に油路（供給通路４８）を通して供給され、両ピストンの内面側に作用する油圧との差圧により係脱される。つまり、このクラッチ構成では、ピストンの外面側には、トルクコンバータ用の循環油の油圧が常時作用しており、油室内の油圧が小さいときには、２つのピストンが出力部材を両側から挟み付けることによって、直結クラッチは係合状態となり、また、油室に十分な油圧が供給されるときには、油圧によりピストンが外側に押し開かれ、直結クラッチは解放状態となる。
【０００３】
一方、直結クラッチの係脱手段をシリンダ形式としたトルクコンバータが特開平６−２２１４０３号公報に開示されている。このトルクコンバータにおける直結クラッチ（同１８）は、多板の摩擦係合要素（摩擦板１９，２０）で構成され、出力軸（タービン羽根車軸２９）に連結されたタービン（タービン羽根車８）のボス（同２５）にシリンダ（動力圧力室２３）を形成し、該シリンダに供給される油圧により、ピストン（軸方向ピストン２２）と該ピストンに当接する弾性復帰レバー（変成レバー５１）を軸方向に回転させて、クラッチを係合させるようにしている。そして、シリンダは、ピストンとの間にシールリングを２ヶ所（内径側と外径側）に配設させて、油密性を高めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、トルクコンバータでの動力損失を低減するために直結クラッチのスリップ制御が実施されている。こうしたスリップ制御では、クラッチの係合圧を高精度で所定値に保持する必要がある。こうした面から上記従来の技術をみると、前者の技術における油室（環状室４７）は、外径側を摩擦材（摩擦ライニング３７，３８）により、また、内径側をシールリング（Ｏリング４５，４６）によりシールさせているが、摩擦材は十分なシール機能を持つものではないので、このシール方法では、直結クラッチ係合時にも、油圧が出力部材とピストンとの隙間を通して油室内に入ってしまう。したがって、上記のように、摩擦材によりシールする構成では、油圧の変化に対する応答性が遅いため、係合圧をスリップ制御が可能な十分な精度で制御することは困難である。
【０００５】
また、前記後者の技術によると、シリンダ（動力圧力室２３）のシール性は前者の技術に比して高くなる利点が得られるが、ダンパ（ねじり振動減衰器５８）が直結クラッチの内径側に配置されており、ダンパ径を大きく設定することが困難であるため、エンジンのトルク変動吸収能力は前者の構成に比して自ずと制限される。更に、クラッチの係合圧の面についてみると、後者の技術におけるシリンダはタービン側に設置されているため、シリンダ内の遠心油圧はタービンの回転によって発生するのに対して、ケース内すなわちシリンダの外側の遠心油圧はケースの回転すなわちエンジン回転によって発生する。こうした場合、直結クラッチがスリップ状態のときには、ケースの回転がタービンの回転より速いため、ケース内の遠心油圧がシリンダ内の遠心油圧より大きくなり、直結クラッチの係合圧はケース内の遠心油圧の大きい分だけ相対的に低下する。そのため、クラッチの係合圧を十分に確保することができない。そこで、シリンダをケース側に配置することが考えられるが、そうした場合、ダンパをタービン側に連結する構成を採らざるをえず、ダンパスプリングのケースへの直付けが不可能となる。
【０００６】
そこで、本発明は、ダンパスプリングをケーシング外周部内面に直付けして、ダンパの径を大きくするとともに、直結クラッチ機構のシリンダを油密状に形成し、しかも簡単な構成でシリンダがケーシングと同等の速度で回転するようにした流体伝動装置を提供することを第１の目的とする。
【０００７】
次に、本発明は、上記直結クラッチ機構の摩擦係合要素の位置精度を向上させることを第２の目的とする。
【０００８】
更に、本発明は、流体伝動装置に対する油圧の給排油路を一部兼用させることで、油路配置を単純化することを第３の目的とする。
【０００９】
更に、本発明は、上記のように給排油路を一部兼用させて油路配置を単純化しながら、給排油路の容量を十分に確保することを第４の目的とする。
【００１０】
更に、本発明は、上記給排油路中に配した逆流防止手段の軸方向寸法を増大させずに流路面積を確保することを第５の目的とする。
【００１１】
更に、本発明は、上記逆流防止手段の弁体と、それに対して相対回転する出力軸との接触による摩耗を防止することを第６の目的とする。
【００１２】
更に、本発明は、上記逆流防止手段の解放時に、シリンダ内と出力軸内の油路との連通を確保することを第７の目的とする。
【００１３】
更に、本発明は、上記逆流防止手段の弁体のシートへの着座時の調心性をよくし、密封性を向上させることを第８の目的とする。
【００１４】
次に、本発明は、上記直結クラッチ機構における摩擦係合要素のプレートとピストンとの相対回転を防止することで、ピストンとプレートとの接触面の摩耗を防止することを第９の目的とする。
【００１５】
次に、本発明は、上記流体伝動装置のダンパディスクをプレスにて形成する場合の、素材の歩留りを向上させることを第１０の目的とする。
【００１６】
また、本発明は、上記のようにダンパディスクをプレスにて形成する場合の素材の歩留りを向上させながら、更に、部品点数を少なくすることを第１１の目的とする。
【００１７】
次に、本発明は、上記流体伝動装置内の油の循環性を向上させて、冷却性能を高めるとともに、シリンダへの油路を確保することを第１２の目的とする。
【００１８】
そして、本発明は、ケーシングとダンパディスクとの間のベアリング配設部における油路面積を確保して、流体伝動装置内のオイルの循環効率を向上させることを第１３の目的とする。
【００１９】
更に、本発明は、上記部位における油路を確保しつつダンパディスクに対するベアリングレースの位置決めを容易にすることを第１４の目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するため、本発明は、エンジンに連結されるケーシングと、該ケーシング内に配設され、該ケーシングに連結されたポンプと、出力軸に連結されたタービンとを備え、前記エンジンの動力を前記ケーシング内の流体を介して前記出力軸に伝達する流体伝動装置において、前記ケーシングの外周部内面に直付けされたダンパスプリングと、該ダンパスプリングを介してエンジンの動力を出力軸に伝達するダンパディスクとからなるダンパ機構と、前記ダンパディスクと出力軸との間に配設された摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を選択的に係脱させるピストンと、該ピストンと前記ダンパディスクにより油密状に囲まれたシリンダとからなる直結クラッチ機構と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、前記第２の目的を達成するため、前記ダンパディスクは、前記出力軸に支持された構成とされる。
【００２２】
更に、前記第３の目的を達成するため、前記出力軸内に油路が形成され、該油路は、前記シリンダ及びケーシング内に連通され、前記油路と前記ケーシング内との間に、ケーシング内から油路への流体の流入を許容し、その逆方向への流体の流れを阻止する逆流防止手段を配設した構成とされる。
【００２３】
更に、前記第４の目的を達成するため、前記出力軸は、前記ダンパディスクの径方向内側に軸方向空間を残して該ダンパディスク内で終端し、前記逆流防止手段は、前記軸方向空間に前記ダンパディスクに固定して配設された構成とされる。
【００２４】
更に、前記第５の目的を達成するため、前記逆流防止手段は、一端に内径方向に張り出す座面を有する筒状のシートと、前記座面に板状の頭部を離着座可能に前記筒状のシート内に嵌挿された弁体とからなり、該弁体は、出力軸内の油路からの供給油圧により、前記シートの座面に着座して前記ケーシング内と出力軸内の油路との連通を遮断し、前記出力軸内の油路の油圧の排出により、前記シートの座面から離座して前記ケーシング内と前記出力軸内の油路とを連通させる構成とされる。
【００２５】
更に、前記第６の目的を達成するため、前記ダンパディスクは、ハブを介して前記出力軸に支持され、前記ハブは、前記出力軸の端部を越えて軸方向に前記逆流防止手段側に突出する突出部を有し、該逆流防止手段の弁体は、開弁方向への移動を前記突出部への当接により規制される構成とされる。
【００２６】
更に、前記第７の目的を達成するため、前記弁体は、板状の頭部から背後に突出する脚部を有し、前記ハブの突出部への前記脚部の当接により開弁方向の移動を規制される構成とされる。
【００２７】
更に、前記第８の目的を達成するため、前記シートの座面は、凹円錐面とされ、前記弁体の頭部は、前記凹円錐面に符号する凸円錐形の着座面を有する構成とされる。
【００２８】
そして、前記第９の目的を達成するため、前記摩擦係合要素は、前記ダンパディスクに連結されたプレートと、前記出力軸に連結された摩擦材とを有し、前記ピストンは、前記プレートに係合する相対回転規制手段を有する構成とされる。
【００２９】
次に、前記第１０の目的を達成するため、前記ダンパディスクは、前記ピストンが嵌合された環状のシリンダと、前記スプリングが当接するダンパプレートとを相互に固着した構成とされる。
【００３０】
更に、前記第１１の目的を達成するため、前記摩擦係合要素は、前記ダンパディスクに連結されたプレートと、前記出力軸に連結された摩擦材とを有し、前記ピストンは、前記プレートと一体形成された構成とされる。
【００３１】
また、前記第１２の目的を達成するため、ステータを備え、該ステータの支持軸と前記ケーシングとの間及び前記支持軸と前記出力軸との間に、前記ケーシング内を通して油を循環させる油路が形成され、前記出力軸内に、前記シリンダ内に連通させて、前記ピストンを作動させる油の給排油路が形成された構成とされる。
【００３２】
また、前記第１３の目的を達成するため、前記ダンパディスクは、その径方向内方の側面に、周方向に間隔を置いて複数個凹設された半径方向に延びるディスク油路を有し、前記ダンパディスクに、該ダンパディスクと同心的にベアリングレースが添設され、該ベアリングレースは、前記ディスク油路を跨いで周回するローラ支持部を有する構成とされる。
【００３３】
また、前記第１４の目的を達成するため、前記ダンパディスクは、その内周端から軸方向に延びる筒部を有し、前記ベアリングレースは、前記ローラ支持部の内周端から周方向に所定の間隔を置いて軸方向に延び、前記ダンパディスクの筒部に嵌まる複数個の心だし突起を有する構成とされる。
【００３４】
【発明の作用及び効果】
本発明では、ケーシング外周部内面にダンパスプリングを直付けしているので、ダンパの径を大きくすることができ、直結クラッチ係合時のエンジンのトルク変動を十分に吸収することができる。また、直結クラッチのシリンダは、ダンパディスクとピストンとによって油密状に形成されているため、スリップ制御等の係合圧の制御を十分な精度で行うことができる。また、ダンパディスクでシリンダを構成し、シリンダがケーシングと同等の速度で回転するようにしているので、シリンダ内に発生する遠心油圧は、タービンの回転により発生するシリンダ外の遠心油圧より大きくなり、直結クラッチの係合力を確保できる。また、シリンダ専用の部材をなくすことができ、部品点数を削減し、簡単な構成とすることができる。
【００３５】
また、請求項２に記載の構成では、ダンパディスクが出力軸上でセンタリング支持されるので、摩擦係合要素の高精度の位置決めが可能となる。また、流体伝動装置のアンバランスを防止できる。
【００３６】
次に、請求項３に記載の構成では、直結クラッチの解放時には、油路には油圧が供給されていないので、ケーシング内の油圧が逆流防止手段を介して油路から排出され、流体伝動装置を通る油の循環がなされる。また、クラッチ係合時には、係合圧が油路を通してシリンダ内に供給されるようになり、逆流防止手段によってケーシング内の油圧と係合圧は完全に分離される。したがって、クラッチ係合圧の給排と、ケーシング内からの循環油の排出とを１本の油路で行うことができるため、油路構成が複雑になるのを防止できる。
【００３７】
そして、請求項４に記載の構成では、出力軸をダンパディスク内で終端させることでダンパディスクの径方向内側に軸方向空間を残し、該空間に逆流防止手段を配設しているので、逆流防止手段を出力軸の軸径に制限されない開口径のものとすることができ、逆流防止手段を介するケーシング内の油圧の排出量を十分に大きくして、特に、クラッチ解放時の発熱の大きなときの油の循環性を向上させて冷却性能を高めることができる。
【００３８】
更に、請求項５に記載の構成では、逆流防止手段の弁体を板状の軸方向に偏平な形状とすることで、ボール形弁体を用いたチェック弁に比較して、軸方向寸法を増大させずに大径の油路を確保することができ、流路面積を増加させることで流体伝動装置内の油の循環性を向上させることができる。
【００３９】
更に、請求項６に記載の構成では、逆流防止手段の弁体の開弁方向への移動がハブの突出部への当接により制限されるため、シートからの弁体の脱落が防止されるととともに、相対的に回転する弁体と出力軸との接触が生じないようになるため、両者の摺動による摩耗を防いで、耐久性を向上させることができる。
【００４０】
更に、請求項７に記載の構成では、上記弁体の開弁方向への移動は、弁体の脚部がハブの突出部へ当接することで制限されるため、開弁状態でシリンダと出力軸内の油路との連通が弁体の頭部に妨げられることなく確保され、開弁状態においてケーシング内と出力軸内の油路、シリンダと出力軸内の油路がともに確保される。
【００４１】
更に、請求項８に記載の構成では、シートの座面と弁体頭部の着座面がともに符合する円錐面とされているため、着座時の弁体のシートへの調心性が向上し、常に安定した着座により閉弁時の密封性を向上させることができる。
【００４２】
更に、請求項９に記載の構成では、摩擦係合要素のプレートがダンパディスクに連結され、ピストンはプレートに係合する相対回転規制手段を有する構成とされているので、プレートとピストンとの相対回転を防止することができる。したがって、ピストンとプレートとの相対回転による摺動抵抗の発生と、接触面の摩耗を防止できる。
【００４３】
次に、請求項１０に記載の構成では、型抜き形状の単純なシリンダと複雑なダンパプレートとを別体に形成しているので、ダンパディスクをプレスにて形成する場合のそれぞれの素材の有効利用が可能となり、それにより素材の歩留りを向上させることができる。
【００４４】
更に、請求項１１に記載の構成では、型抜き形状の単純なシリンダと摩擦係合要素のプレートとを一体化しているので、ダンパディスクをプレスにて形成する場合の素材の歩留りを向上させながら部品点数を少なくすることができる。
【００４５】
そして、請求項１２に記載の構成では、流体伝動装置内の油の循環性を向上させて冷却性能を高めるとともに、シリンダへの油路を確保することができる。
【００４６】
更に、請求項１３に記載の構成では、ケーシングとダンパディスクとの間のベアリング配設部における油路面積を確保して、流体伝動装置内のオイルの循環効率を向上させることができ、それにより流体伝動装置の冷却性能を高めることができる。
【００４７】
そして、請求項１４に記載の構成では、ベアリングレースをダンパディスクに嵌め込むことで、該ディスクの筒部に心だし突起が係合してベアリングレースの心だしが自動的に行われる。これにより、ベアリングレースのローラ支持部とディスク油路との位置関係も自動的に定められ、ケーシングとダンパディスクとの間の油路も確保される。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態について説明する。先ず、第１実施形態の概略構成から説明すると、図１に軸方向断面、図２に軸横断方向断面を示すように、この流体伝動装置は、図示しないエンジンに連結されるケーシング１と、ケーシング１に連結されたポンプインペラ２と、出力軸９に連結されたタービンランナ３とを備え、エンジンの動力を流体を介して出力軸９に伝達するトルクコンバータの形態を採っている。したがって、ポンプインペラ２とタービンランナ３との間にはステータ４が配設されている。
【００４９】
トルクコンバータは、そのケーシング１の外周部内面に直付けされたダンパスプリング５０と、ダンパスプリング５０を介してエンジンの動力を出力軸９に伝達するダンパディスク５１とからなるダンパ機構５と、ダンパディスク５１と出力軸９との間に介在させた摩擦係合要素７と、摩擦係合要素７を選択的に係脱させるピストン６０と、ピストン６０とダンパディスク５１により油密状に形成されたシリンダ６とからなる直結クラッチ機構を備える。
【００５０】
そして、特にこのトルクコンバータでは、ダンパディスク５１は、出力軸９に支持されている。また、出力軸９内には、シリンダ６及びケーシング１内に連通する油路９０が形成されており、油路９０とケーシング１内との間に、ケーシング１内から油路９０への作動油の流入を許容し、この逆方向の流れを阻止する逆流防止手段として、チェックボール８１を弁体とするチェック弁８が配設されている。摩擦係合要素７は、湿式多板クラッチの形態を採っており、ダンパディスク５１に連結されたプレッシャプレート７１，７２と、出力軸９に連結された摩擦材７０とを有し、ピストン６０は、プレッシャプレート７２と係合して相対回転を規制する相対回転規制手段としてのリブ６１を有する。
【００５１】
更に各部の詳細な構成について逐次説明すると、先ず、ケーシング１は、エンジンのクランク軸に固定のドライブプレートに取付けられるドラム状のクラッチケース部１１と、ポンプインペラ２の外殻を兼ねる釣鐘状のトルクコンバータケース部１２と、図示しない変速機ケースへの支持軸とオイルポンプへの連結部材を兼ねるボス部１３とからなり、これらは、プレス成形品を溶接により一体化させて構成されている。なお、図において、符号１４はクランク軸穴に嵌合させてトルクコンバータをクランク軸に対して心出しするセンタピース、１５はドライブプレートへの取付けボルトのねじ込み座、１３ａは図示しないオイルポンプのロータに駆動連結するためのスプラインを示す。
【００５２】
ポンプインペラ２及びタービンランナ３並びにステータ４については、従来のものと特に異なるものではないので、それら自体の構成の説明は省略するが、それらの配設形態についていえば、タービンランナ３の内径側は、直結クラッチ機構のクラッチハブ７３にリベット止めで一体化されている。また、ステータ４のボス部４０は、ワンウェイクラッチ４１のアウタレース４２とスプラグ４３等を包み込んで、インナレース４４に回転自在に支持され、インナレース４４は、図示しない変速機ケース等のサポートから延びる支持軸１０にスプライン係合で回り止め支持されている。
【００５３】
次に、出力軸９は、その軸心に沿って延びる前記油路９０を有する。出力軸９の先端は小径とされ、小径部９１に隣接する外周スプラインにハブ７３を相対回転不能に係合されている。油路９０の先端には前記チェック弁８がかしめ止めされている。チェック弁８は、チェックボール８１とそのシート８２から構成され、チェックボール８１を油路９０側、シート８２の弁孔をケーシング側に向けて配置されている。出力軸９の小径部９１には径方向油路９２が連設されている。この油路９２は、ダンパディスク５１に溶接一体化された厚肉のハブ５２内を径方向に延びる油路５２ａを介してシリンダ６に連通されている。
【００５４】
次に、ダンパ機構５は、特に図２を参照してわかるように、８つの圧縮コイルスプリングからなるダンパスプリング５０と、各スプリング５０の両端に嵌め込まれたスプリングシート５３と、環状の板材からなり、その内径側をケース部１１の突起にかしめ止めされたスプリング支持部材５４と、板材から構成され、ブッシュ９８を介して出力軸９の小径部９１に回転自在に支持したダンパディスク５１とから構成されている。スプリング支持部材５４は、円周方向に実質上等間隔に形成された窓孔５４ａを挟んで、一方をケース部１１側へ、他方を反ケース部１１側へ湾曲させ、ケース部１１側へ湾曲させた部分５４ｂを隣合うスプリングシート５３の端面に当接させてスプリング５０の両端を円周方向及び軸方向に支持し、反ケース部１１へ湾曲させた部分５４ｃでスプリング５０の周面を径方向に支持する構成とされている。また、ダンパディスク５１は、ドラム状の主体部から径方向に張り出す当接部５５をスプリング支持部材５４の前方に湾曲させた部分５４ｂに入り込ませて、当接部５５の両端が隣合うダンパスプリング５０のそれぞれの端部に、該端部に嵌め込まれたスプリングシート５３を介して当接する配置とされ、主体部の軸方向への２段階の屈曲により、大径のクラッチドラム部５６と、小径のシリンダ外周壁部５７とを形成され、最内側の軸方向屈曲部を軸支持部５８とされている。
【００５５】
次に、直結クラッチ機構は、ダンパディスク５１の大径のドラム部５６をクラッチドラムとし、出力軸９にスプライン係合されたタービンハブを兼ねるハブ７３をクラッチハブとし、ドラム部５６の内周スプライン５６ａに外周スプラインを係合した一対のプレッシャプレート７１，７２と、ハブ７３の外周スプライン７３ａに内周スプラインを係合した摩擦材７０からなる摩擦係合要素７と、一端面及び外周面をダンパディスク５１で囲まれ、それに一体化されたハブ５２により内周面を囲まれ、ハブ５２の外周に内径側を摺動自在に嵌挿されたピストン６０で他方の端面を囲まれたシリンダ６とで構成されている。ピストン６０を押圧面６２に面するプレッシャプレート７２の内径側から円周上８箇所を延長かつ屈曲させて係合爪７２ａが形成され、それらが板材からなるピストン６０の剛性を向上させるための補強用の円周上８つのリブ６１の間に嵌め込まれて、ピストン６０をプレッシャプレート７２に対して相対回転不能に回り止めしている。ピストン６０は、環状の板材を断面Ｓ字状に屈曲させて構成され、その内径側をハブ部５２の外周に摺動自在に支持され、摺動部をＯリング６３によりシールされ、外径側をその先端に嵌合されたシールリング６４によりシリンダ外周壁部５７との摺動部をシールされて、シリンダ６を油密状に囲んでいる。更に、ピストン６０には、その内径側の軸方向屈曲部に隣接して、シリンダ６内外を連通する微小径のオリフィス６５が形成されている。
【００５６】
更に、ステータ４のボス部４０とケースのボス部１３との間、ボス部４０とハブ７３との間、ハブ７３とハブ５２との間には、それぞれローラベアリング９３，９４，９５が介挿され、ダンパディスク５１とケース部１１との間には、スラストワッシャ９６が介挿されている。これらは、タービンランナ３及びステータ４に流体伝動により作用するスラスト力をケーシング１に支持する機能を果たす。なお、直結クラッチ機構に関して、クラッチ係合時のピストン６０の背後にかかる油圧による押圧力は、プレッシャプレート７２、摩擦材７０、プレッシャプレート７１及び止めリング７４を介してダンパディスク５１にかかり、ピストン６０の押圧力の反力が同じくダンパディスク５１に逆向きにかかることでスラスト力の閉ループを構成し、ダンパディスク５１を軸方向に移動させるアンバランス力は生じない。
【００５７】
上記構成よりなるトルクコンバータでは、エンジンのクランク軸の回転は、ケーシング１を介して一方でポンプインペラ２に伝達され、他方でスプリング支持部材５４を介してダンパスプリング５０、ダンパディスク５１、プレッシャプレート７２及びピストン６０に伝達される。そして、稼働時には、トルクコンバータのケーシング１内には、ボス部１３と支持軸１０との間の環状油路１６から常時流体によるトルク伝動のためのオイル供給がなされ、供給されたオイルは、ステータ４のボス部４０に形成された油路を通してポンプインペラ２、タービンランナ３及びステータ４で囲まれる流体伝動空間に供給され、ケーシング１内を満たしている。
【００５８】
そして、このように供給されるオイルの圧力（クラッチ解放圧）は、自動変速機のプライマリレギュレータ弁により調圧されて変速のために各油圧サーボへ供給されるライン圧をセカンダリレギュレータ弁により更に低く調圧された圧、すなわちセカンダリ圧であって、クラッチ係合のために、そのときだけロックアップ制御弁等を介して油路９０から供給されるクラッチ係合圧（上記セカンダリ圧とほぼ同等の圧力）の供給がない状態、すなわち油路９０がクーラ等を介してドレーン接続された状態では、チェック弁８のチェックボール８１を離座させて油路９０に排出され、トルクコンバータ内を通るオイル循環がなされている。この状態では、ピストン６０は、上記クラッチ解放圧により押し戻されて摩擦係合要素７の係合を解くため、直結クラッチは解放されている。このとき、周知のように、ケーシング１に伝達されているエンジントルクは、ポンプインペラ２から流体を介してタービンランナ３に伝達され、更にハブ７３を介して出力軸９に伝達される。この場合のエンジンのトルク変動は、流体を介する伝達により緩衝させて捩じり振動を減衰させたトルクとして出力軸９に伝達される。
【００５９】
他方、直結クラッチの係合時又はスリップ制御時には、ロックアップ制御弁等による制御下で、油路９０にクラッチ係合圧が供給され、チェック弁８のチェックボール８１は着座させられて油路９０の先端を閉じ、油路９０に供給されるクラッチ係合圧すなわちセカンダリ圧あるいはそれを基圧とする調圧状態の油圧は、油路５２ａを通してシリンダ６内に供給される。これにより、その供給を受けるシリンダ６内の圧力が、シリンダの回転による遠心油圧の作用を加味した圧力となってケーシング１内圧力より高くなり、ピストン６０が押し出されて、摩擦材７０をプレッシャプレート７１，７２で挟持して、摩擦係合要素７によるトルク伝達が、上記のトルクコンバータによる流体伝動と並列的に行われるようになる。
【００６０】
こうしたロックアップあるいはロックアップスリップ状態では、ケーシング１と一体化されたスプリング支持部材５４に伝達されるエンジントルクは、各部分５４ｂから各ダンパスプリング５０の一端に伝達され、各ダンパスプリング５０の弾性圧縮変形により変動を吸収されて、反対側の端部から各当接部５５に伝達されて、捩じれ振動を減衰された回転としてダンパディスク５１に伝達され、プレッシャプレート７１，７２、摩擦材７０及びハブ７３を介して出力軸９に伝達される。なお、このロックアップ状態あるいはロックアップスリップ状態では、上記のようにチェックボール８１は油路９０内の油圧によりシート８２に押し付けられて弁孔を閉じ、油路９０のクラッチ係合圧がケーシング１内に直接供給されるのを阻止するが、微小径のオリフィス６５を介してクラッチ係合圧のケーシング１内への制限された流出は許容されるため、ケーシング１内のオイルは潤滑油路１７を介して排出可能であり、トルクコンバータを介するオイル循環はこの場合についても行われ、シリンダ６内及びケーシング１内へのオイルの閉込みによるトルクコンバータ内油温の上昇は防止される。
【００６１】
以上、詳説したように、このトルクコンバータでは、ダンパスプリング５０をケーシング１の外周部内面に直付けしているので、ダンパの径を大きく設定することができ、直結クラッチ係合時のエンジンのトルク変動を十分に吸収することができる。また、直結クラッチ機構のシリンダ６は、ダンパディスク５１とピストン６０とにより形成され、それらの間に配設されたシール部材により高い油密性が得られる構成とされているため、スリップ制御等の係合圧の制御を十分な精度で行うことができる。更に、ダンパディスク５１でシリンダ６を構成し、シリンダ６がケーシング１と同等の速度（入力回転速度）で回転するようにしているので、シリンダ６内の遠心油圧は、タービンランナ３の回転（出力回転）により発生するシリンダ６外の遠心油圧より大きくなり、特に、解放状態から係合状態への移行時及びロックアップスリップ制御時の直結クラッチの係合力を確保できる。また、ダンパディスク５１を利用したシリンダ配置によりシリンダ専用の部材をなくすことができ、部品点数を削減し、簡単な構成とすることができる。
【００６２】
また、ダンパディスク５１が出力軸９上でセンタリング支持されることで、摩擦係合要素７の位置決め精度が向上するばかりでなく、タービンランナとクラッチの両ハブを兼ねるハブ７３と、ダンパディスク５１と一体化されたクラッチドラム部５６とを共通の出力軸９に支持しているので、トルクコンバータ全体のアンバランスを小さくすることができる。更に、チェックボール８１によってトルクコンバータ内圧と係合圧を完全に分離される構成を採っているので、クラッチ係合圧の給排と、ケーシング１内に対するオイルの循環とを１本の油路９０で行うことができるため、油路構成が複雑になるのを防止できる。そして、ピストン６０に設けられたリブ６１にプレッシャプレート７２の爪７２ａを係止させることで、プレッシャプレート７２とピストン６０との相対回転を防止しているので、両者の摺動による回転抵抗の増加と接触面の摩耗を防止することもできる。
【００６３】
次に、図３は、本発明の第２実施形態を示す。なお、以下の説明において、実質上第１実施形態と同様の部分については、同様の参照符号を付して説明に代え、相違点のみ説明する。この形態では、前形態において、ピストン６０とプレッシャプレート７２とが別体とされ、相互に回り止め係合しているのに対して、ピストン６０Ａがプレッシャプレート７２Ａと一体化されている。また、前形態において、当接部５５がダンパディスク５１と一体形成されているのに対して、当接部は別体のダンパプレート５５Ａとされ、ダンパディスク５１Ａとは分割され、クラッチドラム部５６で相互に溶接されている。そして、ピストン６０Ａがプレッシャプレート７２Ａとの一体化されたことに伴い、シールリング６４に代えて環状のシールピストン６４Ａが設けられている。このシールピストン６４Ａは、その内外周にそれぞれ弾性体のシールリングを嵌めた断面コ字上の部材とされ、内周シールをピストン６０Ａの外周側円筒面に、また、外周シールをダンパディスク５１Ａのシリンダ外周壁部５７に摺動自在に支持されている。
【００６４】
なお、この形態では、チェック弁８の弁体８１はボール形ではなくポペット形とされているが、この機能は特に前形態と異なるものではない。また、摩擦材７０を支持する外周スプライン７３ａを形成されたクラッチのハブ部材７３Ａは、タービンハブ７３とは別体とされ、タービンランナ３のシェルと共にタービンハブ７３にリベット止めされている。この構成も機能的には、特に第１実施形態のものと異なるものではないが、前形態のようにピストン６０に相対回転規制のためのリブ６１を設ける必要がなくなった分だけ外周スプライン７３ａ部をピストン６０Ａ内に食い込むように延長することで、部材としての剛性を高めることができるので、ハブ部材７３Ａを薄肉化して軽量化した別体のプレス加工品とする一方、鍛造品とされるタービンハブ７３の形状を単純化して、その加工の容易化を狙ったものである。
【００６５】
こうした第２実施形態を採ると、ダンパディスク５１Ａをプレス成形品とする場合、大径のダンパディスク５１Ａの外周側に複雑な形状の当接部５５Ａを一体形成する必要がなくなり、同様に構成された第１実施形態の当接部を示す図２を参照してわかるように、円周方向に８つに分割した小形部品として当接部５５Ａを別途プレス加工して製造できるようになるため、ダンパディスク５１Ａと当接部５５Ａそれぞれの素材の歩留りを大幅に向上させることができる。しかも、ピストン６０Ａとプレッシャプレート７２Ａとの一体化により部品点数を少なくすることができる。
【００６６】
次に、図４は、本発明の第３実施形態を示す。この形態は、機構的な部分については、実質上第１実施形態と同様であり、主として油路配置が異なるものなので、この形態においても相当する部分については、同様の参照符号を付して説明に代え、相違点のみ説明する。この場合、ステータ４をワンウェイクラッチのインナレース４４を介して支持する支持軸１０の外周とケーシング１のボス部１３の内周との間及び支持軸１０の内周と出力軸９の外周との間に、ケーシング１内を通して油を循環させる環状油路１６，１７が形成されている。この形態では、ロックアップクラッチ解放時は環状油路１６は供給側、環状油路１７は戻り側となり、ロックアップ及びロックアップスリップ時は、環状油路１６，１７共に戻り側となる。
【００６７】
このように、トルクコンバータ内のオイルの循環専用油路が形成されことに伴って、出力軸９内に形成した油路９０は、シリンダ６内に油路９２及び油路５２ａを経て連通させるだけで、油路９０の先端は、ボール９７の嵌め込みで閉栓され、ケーシング１内とは隔絶した油路構成とされている。したがって、この形態では、油路９０は、シリンダ６内へのクラッチサーボ圧オイルの給排専用油路となるわけである。
【００６８】
こうした形態を採ると、ケーシング１内へのオイルの供給側油路の容量を第１実施形態の場合より、特にロックアップ時及びロックアップスリップ時に十分大きく取ることができ、それによりトルクコンバータ内を通すオイルの循環効率は良くなるので、オイルクーラを通しての熱交換による冷却性能を高めることができる。一方、シリンダ６内へのオイルの供給・排出のための油路は、第１実施形態のものと同様に確保される。
【００６９】
次に、図５は、本発明の第４実施形態を示す。この形態は、前記第２実施形態のチェック弁８部付近の構成を変更したものである。そこで、この形態においても第２実施形態と相当する部分については、同様の参照符号を付して説明に代え、相違点のみ説明する。この場合、出力軸９は、ダンパディスク５１Ａの径方向内側に軸方向空間を残してダンパディスク５１Ａ内で終端し、チェック弁８は、軸方向空間にダンパディスク５１Ａに固定して配設されている。具体的には、出力軸９は、ハブ５２とダンパディスク５１Ａとの接合面付近で終端している。したがって、油路９０は、終端部で軸方向に開口し、油路９０とハブ５２の油路５２ａとは出力軸９端の軸方向空間を介して連通している。これに伴い、チェック弁８のシート８２はダンパディスク５１Ａの最内側の軸方向屈曲部５８の内周にかしめ止めされている。そして、この形態では、チェック弁８の弁体８１は、第２実施形態と同様のポペット形とされているが、該形態のものより大径化され、シート８２の開口径も大径化されている。その余の相違点としては、ハブ５２とタービンハブ７３との間が油溝付のスラストワッシャ９５Ａで支持されている点があるが、このスラスト力の支持機能は第２実施形態のローラベアリング９５と特に異なるものではない。
【００７０】
このように、出力軸９の軸端を短縮した構成を採ると、チェック弁８の開口径を出力軸９の軸径に制約されることなく自由に設定することができる。こうした場合のダンパディスク５１Ａの心だしは、ダンパディスク５１Ａに溶接固定したハブ５２を出力軸９の小径部９１へ、軸長を短縮したブッシュ９８を介して支持することで支障なく行われる。
【００７１】
こうした形態を採ると、ケーシング１内からのオイルの油路９０への戻し容量を第２実施形態の場合より大きく取ることができるため、ロックアップ解放時のポンプインペラとタービンランナとの間での流体のスリップによる発熱が大きいときに、トルクコンバータ内を通すオイルの循環効率を良くして、オイルクーラを通しての熱交換による冷却性能を高めることができる。一方、シリンダ６内へのオイルの供給・排出のための油路は、油路９０と油路５２ａとの軸方向空間を介する連通で、第２実施形態のものと同様に確保される。
【００７２】
最後に、図６〜図１０は、本発明の第５実施形態を示す。この形態は、上記第４実施形態と同様のチェック弁８支持構成を採っているが、チェック弁８を支持するダンパディスク５１の関連部分への支持構造が変更されている。その余の点については、ピストン６０Ａとプレッシャプレート７２Ａに関して、それらを一体化した図３に示す第２実施形態と同様の形態としている点で相違している。したがって、この形態においても先行する各実施形態と相当する部分については、同様の参照符号を付して説明に代え、相違点のみ説明する。
【００７３】
図７にチェック弁８部付近の構成を拡大して示すように、ダンパディスク５１は、その径方向内方の側面に、周方向に間隔を置いて複数個凹設された半径方向に延びるディスク油路５１ａを有する。図の中心軸を挟む下方部分は、このディスク油路５１ａが形成されている断面、上方部分は、ディスク油路５１ａが形成されていない間の断面を示す。この形態では、ディスク油路５１ａは、ダンパディスク５１の一部を周方向に間隔を置いて複数箇所後方に膨出させることで、膨出部の背後、すなわちダンパディスク５１の前側面に形成され、膨出部は、それぞれ溶接でハブ５２に固定して、出力軸９に対して心だしされている。この形態の特徴として、ダンパディスク５１は、先行する各形態のスラストワッシャ９６に代えてローラ形式のスラストベアリング９６Ａによりケース部１１に軸方向支持され、ダンパディスク５１のハブ５２は、先行する各形態とは異なり、ブッシュを介することなく、直接出力軸９の小径部９１に支持され部品点数の削減が図られている。こうした支持形態の変更に伴い、ダンパディスク５１には、それと同心的にベアリング９６Ａの一方のレース９６ａが添設されている。ベアリングレース９６ａは、半径方向に延びるディスク油路５１ａを跨いで周回するローラ支持部９６ｂを有する。また、ダンパディスク５１は、その内周端から軸方向に延びる軸方向屈曲部すなわち円筒形の筒部５８を有する。
【００７４】
図８及び図９は、ベアリングレース９６ａの詳細を示すもので、ベアリングレース９６ａは、ローラ支持部９６ｂの内周端から周方向に所定の間隔を置いて軸方向に延び、ダンパディスク５１の上記筒部５８に嵌まる複数個（２個以上の適宜の個数。図の形態において３個）の心だし突起９６ｃを有する。更に詳しくは、心だし突起９６ｃは、ローラ支持部９６ｂの内周端から一旦所定の角度で傾斜して内径且つ軸方向に延び、ダンパディスクの円筒部の外径と実質上同径の位置で先端が若干縮径するように軸方向に延びる円弧状断面の突起とされている。したがって、各心だし突起９６ｃは、ダンパディスクへの嵌め込み時に、円筒部の外周面との係合で先端部を互いに拡径されて、弾性的に円筒部と係合し、それにより円筒部に対するローラ支持部９６ｂの心だしを自動的に行うことができる。この結果、図７に示す組み付け状態で、ローラ支持部９６ｂは、半径方向に延びるディスク油路５１ａを跨ぐように位置決めされ、ディスク油路５１ａの内外径方向両端部に所定の開口を保持し、ダンパディスク５１とベアリングレース９６ａとの間に、ベアリング９６Ａを迂回する十分な油路面積の油路を形成する。
【００７５】
図１０に詳細を示すように、逆流防止手段を構成するチェック弁８は、一端に内径方向に張り出す座面８２ａを有する筒状（本形態において円筒状）のシート８２と、座面８２ａに板状の頭部８１ａを離着座可能に筒状のシート８２内に嵌挿された弁体８１とから構成されている。当然ながら、弁体８１の外径は筒状のシート８２の内径より小径とされ、開弁時にシート８２と弁体周囲との間に十分な面積の環状油路を形成することができる。更に、弁体８１は、板状の頭部８１ａから背後に突出する複数個（２個以上の適宜の個数。図の形態において３個）の脚部８１ｂを有する。これらの脚部８１ｂは、弁体８１のシート８２に対する移動を案内すべく、円筒状のシート８２の内周面と摺接する周面をもつものとされ、頭部８１ａの外径より大きな周径位置を周方向に間隔を置いて軸方向に延びており、それにより頭部８１ａの背後に放射方向の連通路を形成することができるようにしている。シート８２の座面８２ａは、凹円錐面とされ、弁体８１の頭部８１ａは、凹円錐面に符号する凸円錐形の着座面８１ｃを有する。これにより、着座時の弁体８１のシート８２への調心性が向上し、常に安定した着座により閉弁時の密封性を向上させることができる。
【００７６】
このように構成されたチェック弁８は、図７に示すようにダンパディスク５１の筒部５８内に組み込まれ、筒部５８の先端部をシート８２の先端に形成された切り欠き８２ｂに食い込ませることで、かしめ止めされる。組み込み状態において、チェック弁８の弁体８１は、出力軸９内の油路９０からの供給油圧により、シート８２の座面８２ａに着座してケーシング１内と出力軸９内の油路９０との連通を遮断し、出力軸９内の油路９０の油圧の排出により、シート８２の座面８２ａから離座してケーシング１内と出力軸９内の油路９０とを連通させる。この離座の際にチェック弁８の弁体８１は、ハブ５２の突出部５２ｂへの脚部８１ｂの当接により開弁方向の移動を規制される。これら何れの場合も、弁体８１の頭部８１ａの背後の脚部８１ｂ間に形成される放射方向の油路により、シリンダ内に通じる油路５２ａと出力軸９内の油路９０との連通は保たれる。また、上記のように開弁方向の移動の規制は、相対回転のないハブ５２の突出部５２ｂへの脚部８１ｂの当接によりなされるため、出力軸９の先端と弁体脚部８１ｂとの摺動による摩耗も防止することができる。
【００７７】
かくして、この形態でも、上記第４実施形態と同様に、チェック弁８の弁体８１は、出力軸９の軸径に制約されないので、必要な外径まで大径化することができ、それにより、シート８２の開口径も大径化することができる。このようにケーシング１内からのオイルの油路９０への戻し容量を第４実施形態の場合と同様に大きく取ることができるため、同様に冷却性能を高めることができる。しかも、特にこの形態では、ケース部１１とダンパディスク５１との間の油路を、スラストワッシャに油溝を形成するものより油路面積を大きく採ることができるので、上記冷却性能を更に向上させることができる。なお、シリンダ６内へのオイルの供給・排出のための油路は、油路９０と上記ディスク油路５１ａが設けられていない部分、すなわち上記膨出部の間の部分に形成されるダンパディスク５１とハブ５２との間の間隙を通る油路５２ａとの連通で、第４実施形態のものと同様に確保される。
【００７８】
以上、本発明を５つの実施形態に基づき詳説したが、本発明は上記各実施形態の開示内容のみに限定されることなく、特許請求の範囲に個々に記載の事項あるいはそれらの組み合わせの範囲内で、種々に細部の具体的構成を変更して実施可能なものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流体伝動装置の第１実施形態の軸方向断面図である。
【図２】上記実施形態の流体伝動装置のダンパ機構と直結クラッチ機構をケース内面側から見た軸横断方向断面図である。
【図３】本発明の流体伝動装置の第２実施形態の軸方向断面図である。
【図４】本発明の流体伝動装置の第３実施形態の軸方向断面図である。
【図５】本発明の流体伝動装置の第４実施形態の軸方向部分断面図である。
【図６】本発明の流体伝動装置の第５実施形態の軸方向断面図である。
【図７】上記図６の部分拡大断面図である。
【図８】上記第５実施形態のベアリングレースの正面図である。
【図９】上記ベアリングレースの側断面図である。
【図１０】上記第５実施形態の逆流防止手段の分解斜視図である。
【符号の説明】
１  ケーシング
２  ポンプインペラ（ポンプ）
３  タービンランナ（タービン）
４  ステータ
５  ダンパ機構
６  シリンダ（直結クラッチ機構）
７  摩擦係合要素（直結クラッチ機構）
８  チェック弁（逆流防止手段）
９  出力軸
１０  支持軸
１６，１７  油路
５０  ダンパスプリング
５１，５１Ａ  ダンパディスク
５１ａ  ディスク油路
５２  ハブ
５２ｂ  突出部
５５Ａ  当接部
５８  筒部
６０  ピストン
６１  リブ（相対回転規制手段）
７０  摩擦材
７１，７２  プレッシャプレート（プレート）
８１  弁体
８１ａ  頭部
８１ｂ  脚部
８１ｃ  着座面
８２  シート
８２ａ  座面
９０  油路
９６ａ  ベアリングレース
９６ｂ  ローラ支持部
９６ｃ  心だし突起
【図１】
0003711651.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003711651.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003711651.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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