(57)【要約】【課題】最大伝達トルク容量の低下を招くことなく、低油圧領域においてもスムーズにロックアップ状態とすることが可能なトルクコンバータの提供を目的とする。【解決手段】トルクコンバータ１は、ポンプインペラ５、タービン６、ステータ７、及びロックアップピストン１０を備えており、フロントカバー２とロックアップピストン１０とを接合させることにより、ポンプインペラ５及びタービン６が直結された状態になる。ロックアップピストン１０は、フロントカバー２に接合される接合部１０１を有し、接合部１０１に、ロックアップピストン１０の内径側から外径側に向けて延びる切込部１０４が設けられている。また、接合部１０１においてロックアップピストン１０の内径側の部位が、外径側の部位よりもフロントカバー２側に突出している【選択図】図１
2014126168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに向かい合って配置されたポンプインペラおよびタービンと、
前記ポンプインペラと前記タービンとの間に配設されたステータと、
前記ポンプインペラと共に回転可能とされたカバーと、
前記カバーに対向するように配置されたロックアップピストンと、
を有し、
前記ロックアップピストンと前記カバーとを接合させることにより、前記ポンプインペラ及び前記タービンが直結された状態になるものであり、
前記ロックアップピストンが、前記カバーに接合される接合部を有し、
前記接合部に、前記ロックアップピストンの内径側から外径側に向けて延びる切込部が設けられており、
前記接合部において前記ロックアップピストンの内径側の部位が、外径側の部位よりも前記カバー側に突出していることを特徴とするトルクコンバータ。
【請求項２】
前記切込部が、前記ロックアップピストンの内径側から外径側に向けて先細り形状となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロックアップ機能を備えたトルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１〜３に開示されているようなロックアップ機能を備えたトルクコンバータが提供されている。トルクコンバータは、車両をスムーズに発進を可能とする機能を有する反面、動力伝達効率の低下を伴うという課題を有する。そこで、従来技術においては、車両の発進後、ロックアップピストンをカバーに押し付けた状態（ロックアップ状態）とし、エンジンの駆動力を直接出力軸に伝達可能な状態とすることにより、燃費の低下を抑制しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５０６号公報
【特許文献２】特開２００７−１３２４５９号公報
【特許文献３】特開平７−２３９００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年においては、さらなる燃費向上の向上を図るため、ロックアップ状態とすることが可能な領域の拡大、すなわちロックアップ状態とすることが可能な車速の低下が求められている。しかしながら、低車速領域においてトルクコンバータをロックアップ状態にしようとすると、エンジンストールの回避や車体振動の抑制を図るべく、スムーズロックアップ制御と称されるような制御を実行し、ロックアップピストンに作用する押付荷重を緻密に制御する必要がある。
【０００５】
ここで、ロックアップピストンに作用する押付荷重を緻密に制御可能とする方策として、ロックアップピストンの面積を縮小することにより、油圧の増大に対する押付荷重の増加量を抑制しようとする方策が考えられる。すなわち、図５（ａ）の油圧Ｐと押付荷重Ｆとの関係に係るグラフに示すように、ロックアップピストンの面積を縮小することにより、当該グラフの傾きが緩やかになり、油圧の増大に対する押付荷重の増加量を抑制することができる。しかしながら、このような方策を採用した場合には、ロックアップピストンの面積が小さいため、ロックアップピストンに作用させることができる油圧Ｐが上限値に達しても押付荷重Ｆを十分に大きく取ることができず、その結果として最大伝達トルク容量が不足するという問題が生じる懸念がある。
【０００６】
また、上述した方策の他に、油圧の制御性を向上させることにより、ロックアップピストンに作用する押付荷重の制御特性を向上させようとする方策が考えられる。具体的には、油圧を調整するための調整弁に印加する制御電流値Ｉと油圧Ｐとの関係が図５（ｂ）に示すような比例関係にあると仮定した場合、図中において実線で示すように制御電流値Ｉに対する油圧Ｐ傾き（勾配）低下させることにより、制御特性を向上させうる。しかしながら、このような方策を講じた場合についても、最大トルクを伝達させるために必要な油圧が不足する懸念がある。
【０００７】
上述した知見に基づき、本発明は、最大伝達トルク容量の低下を招くことなく、低油圧領域においてもスムーズにロックアップ状態とすることが可能なトルクコンバータの提供を目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決すべく提供される本発明のトルクコンバータは、互いに向かい合って配置されたポンプインペラおよびタービンと、前記ポンプインペラと前記タービンとの間に配設されたステータと、前記ポンプインペラと共に回転可能とされたカバーと、前記カバーに対向するように配置されたロックアップピストンと、有し、前記ロックアップピストンと前記カバーとを接合させることにより、前記ポンプインペラ及び前記タービンが直結された状態になるものであり、前記ロックアップピストンが、前記カバーに接合される接合部を有し、前記接合部に、前記ロックアップピストンの内径側から外径側に向けて延びる切込部が設けられており、前記接合部において前記ロックアップピストンの内径側の部位が、外径側の部位よりも前記カバー側に突出していることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のトルクコンバータにおいては、ロックアップピストンの接合部において、ロックアップピストンの内径側が外径側よりもカバー側に突出した構造とされている。そのため、ロックアップピストンに対して押付荷重が作用すると、先ず接合部の内径側の部位においてカバーとロックアップピストンとが接触する。これにより、低油圧域における油圧に対するトルク容量感度（油圧押付荷重感度）を低くすることが可能となり、ロックアップに係る制御特性が向上する。
【００１０】
ここで、上述したようにロックアップピストンが、接合部の内径側においてカバーに接合した状態になることで、両者が接合した部分において完全にシールされた状態になると、その時点でシール部分よりも外周側の部位において接合部をカバー側に押し付ける押付荷重が作用しなくなり、外周側の部分をカバーに接合させることができなくなる可能性がある。
【００１１】
かかる事態を想定し、本発明のトルクコンバータにおいては、ロックアップピストンの接合部に内径側から外径側に向けて延びる切込部が設けられている。これにより、接合部の内径側においてカバーに接合した状態になったとしても、両者の接合部分において完全にシールされた状態になることを回避できる。そのため、本発明のトルクコンバータにおいては、先ず接合部の内径側の部位においてカバーとロックアップピストンとが接触した後、油圧の増大に伴ってカバーとロックアップピストンとの接合領域が外径側に拡張し、やがて接合部全体において接合した状態になるように、トルクコンバータとカバーとの接合状態を変化させることができる。すなわち、油圧の増大に伴い、ロックアップピストンの回転中心から接合領域までの距離（接触半径）が大きくなるように、ロックアップピストンとカバーとの接合状態を変化させることができる。
【００１２】
また、ロックアップピストンに作用する押付荷重の大きさ、及び接触半径が大きくなるに連れて伝達トルク容量の大きさが大きくなる。そのため、本発明のトルクコンバータにおいては、油圧の増大に伴いカバーとロックアップピストンとの接合領域が内径側から外径側に拡がるに連れて伝達トルク容量の大きさが増大する。これにより、低車速領域においてもトルクコンバータをロックアップ状態にすることが可能となり、ひいては燃費向上に資することが可能となる。
【００１３】
また、上述したようにしてカバーとロックアップピストンとが接合部の略全体において接合した状態とすることにより、切込部等を設けないロックアップピストンを用いた場合と同等の最大伝達トルク容量を確保することができる。従って、本発明のトルクコンバータにおいては、特別な油圧制御システム等を用いる必要がなく、その分だけ製造コストや質量の増加を抑制することができる。
【００１４】
上述した本発明のトルクコンバータは、前記切込部が、前記ロックアップピストンの内径側から外径側に向けて先細り形状となるように形成されていることが望ましい。
【００１５】
かかる構成とすることにより、ロックアップピストンが接合部の内径側の位置においてケースに対して接合した後、油圧の増大に伴ってカバーとロックアップピストンとの接合領域が外径側に拡張する動作をより一層スムーズに行わせることが可能となる。従って、本発明によれば、最大伝達トルク容量の低下を招くことなく、低油圧領域においてもスムーズにロックアップ状態とすることが可能なトルクコンバータを提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、最大伝達トルク容量の低下を招くことなく、低油圧領域においてもスムーズにロックアップ状態とすることが可能なトルクコンバータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るトルクコンバータを軸線を含む平面で切断して表した断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ図１に示したトルクコンバータの動作状態について順を追って模式的に示した説明図である。
【図３】図１のトルクコンバータに用いられるロックアップピストンを対向面側から見た状態を示す正面図である。
【図４】図１のトルクコンバータにおける油圧とトルク容量との関係を模式的に示したグラフである。
【図５】（ａ）はロックアップピストンの面積が押付荷重と油圧との関係に与える影響を説明するためのグラフであり、（ｂ）は油圧調整用の調整弁の電流感度が制御電流値と油圧との関係に与える影響を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係るトルクコンバータ１について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、トルクコンバータ１を示した図であり、Ｎ−Ｎは出力軸８等の回転中心線を示している。
【００１９】
トルクコンバータ１は、入力側（エンジン側）の部材に固定されるフロントカバー２と、フロントカバー２の外周壁２１に固定されたインペラシェル５１とで作動油室（潤滑油室）を形成している。トルクコンバータ１は、ポンプインペラ５、タービン６、ステータ７、及びロックアップピストン１０を有している。ポンプインペラ５はエンジンのクランクシャフト（図示せず）側に繋がっており、タービン６はトランスミッション側への出力軸８に繋がっている。ポンプインペラ５とタービン６は互いに向かい合って配置されており、これらの間にステータ７が配置されている。
【００２０】
ポンプインペラ５のインペラブレード５２は、インペラシェル５１の内に固定されている。インペラシェル５１の回転中心線側には、インペラハブ５３が一体に形成されている。
【００２１】
タービン６は、タービンシェル６１およびタービンシェル６１内に固定された複数のタービンブレード６２とを備えている。タービンシェル６１の回転中心側端部は、タービンハブ６３のフランジ６３ａに複数のリベット６４にて固定されている。タービンハブ６３は、出力軸８にスプライン嵌合されている。
【００２２】
ステータ７は、ポンプインペラ５とタービン６との間の回転中心線寄りに配置されており、ステータキャリア７１と、ステータキャリア７１の外径側に設けられ、タービン６からポンプインペラ５へと戻される作動油の方向を調整するための複数のステータブレード７２とを備えている。このステータ７は、ワンウェイクラッチ９を介して、ステータシャフト９２に支持されている。なお、ステータシャフト９２は、トランスミッションのハウジング９１に固定されている。
【００２３】
ロックアップピストン１０は、円環状のプレートによって構成されており、フロントカバー２の内面とタービン６の外面との間に配置されている。ロックアップピストン１０は、ロックアップクラッチ機構を構成するものであり、出力軸８と一体に回転可能とされている。
【００２４】
ロックアップピストン１０には、接合部１０１が設けられている。接合部１０１においてフロントカバー２の内面に対向した面（対向面１０ａ）には、摩擦材１０２が接合部１０１の一部をなすように取り付けられている。接合部１０１は、ロックアップピストン１０の外周部に設けられている。ロックアップピストン１０は、接合部１０１とこれよりも内径側の部位との境界部１０３において屈曲しており、断面形状が略「く」字型とされている。これにより、接合部１０１においてロックアップピストン１０の内径側の部位が、外径側の部位よりもフロントカバー２側に突出している。
【００２５】
また、図３に示すように、接合部１０１には切込部１０４が形成されている。切込部１０４は、対向面１０ａに形成された凹状の部位であり、窪みあるいは溝によって構成されている。切込部１０４は、接合部１０１の内径側に位置する境界部１０３を基端とし、外径側に向けて延びるように形成されている。切込部１０４の先端部は、ロックアップピストン１０の外周端までは到達しておらず、外周端よりも内径側に位置している。切込部１０４は、いかなる形状とされても良いが、内径側から外形側に向けて先細り形状となるように形成されることが望ましい。本実施形態では、切込部１０４は、正面視がテーパー状（略二等辺三角形状）の窪み（溝）とされている。
【００２６】
図１に示すように、ロックアップピストン１０の対向面１０ａとフロントカバー２の内面との間には、解放側油室１０５が形成されている。また、ロックアップピストン１０を解して解放側油室１０５とは反対側の領域には、係合側油室１０６が形成されている。
【００２７】
ロックアップピストン１０は、解放側油室１０５内の油圧と係合側油室１０６内の油圧との差圧（ロックアップ差圧）ΔＰ（ΔＰ＝係合側油室１０６内の油圧−解放側油室１０５内の油圧）によってフロントカバー２に摩擦係合される油圧式摩擦クラッチであり、差圧ΔＰを制御することにより係合状態または解放状態とされる。すなわち、ロックアップ差圧ΔＰを正値にすることによりロックアップピストン１０が係合し、ロックアップ差圧ΔＰをゼロ以下にすることでロックアップピストン１０は解放される。ロックアップ差圧ΔＰは、解放側油室１０５及び係合側油室１０６に接続された油圧制御回路（図示せず）に設けられたロックアップ制御弁（図示せず）およびＥＣＵ（図示せず）によって制御される。
【００２８】
トルクコンバータ１にはポンプインペラ５に連結して駆動される機械式のオイルポンプ３が設けられている。このオイルポンプ３から供給される油圧が油圧制御回路（図示せず）の元圧となる。
【００２９】
続いて、トルクコンバータ１の動作について説明する。トルクコンバータ１は、車両の車速が所定速以上になると、解放側油室１０５及び係合側油室１０６の油圧との差圧（ロックアップ差圧）ΔＰが制御され、ロックアップピストン１０が係合状態とされる。すなわち、図２に矢印で示すように、ロックアップピストン１０に対してフロントカバー２側への押付荷重Ｆが作用し、接合部１０１がフロントカバー２の内面と締結される。これにより、ロックアップピストン１０が直結状態となり、エンジンの駆動力が直接、出力軸８に伝達される。
【００３０】
ここで、本実施形態のトルクコンバータ１においては、ロックアップピストン１０が係合状態とされる過程において図２（ａ）〜（ｄ）に示すような特徴的な動作を行う。具体的には、ロックアップピストン１０が係合状態とされる初期段階（低油圧域）においては、図２（ａ）から図２（ｂ）に示すようにロックアップピストン１０がフロントカバー２に近接し、先ず接合部１０１の内径側（境界部１０３側）の部位が、外形側の部位よりも優先的にフロントカバー２の内面に接触した状態になる。
【００３１】
ここで上述したように、本実施形態のトルクコンバータ１においては、ロックアップピストン１０の接合部１０１に内径側から外径側に向けて延びる切込部１０４が設けられている。これにより、接合部１０１の内径側においてフロントカバー２に接合した状態になったとしても、両者の接合部分において完全にシールされた状態にはならない。すなわち、対向面１０ａとフロントカバー２の内面との間に設けられた解放側油室１０５内のオイルが接合部分よりも外径側に到達する。これにより、解放側油室１０５と係合側油室１０６の油圧との差圧による押付荷重が接合部１０１とフロントカバー２との接合部位よりも外径側の領域において作用する。従って、接合部１０１の内径側（境界部１０３側）の部位がフロントカバー２の内面に接触した後も、油圧が上昇するに連れて接合部１０１に対してフロントカバー２側への押付荷重が作用する。
【００３２】
上述したようにして接合部１０１に押付荷重が作用すると、図２（ｂ），（ｃ）に示すように接合部１０１がフロントカバー２側に撓み、フロントカバー２とロックアップピストンとの接合領域が徐々に外径側に拡張する。すなわち、油圧の増大に伴い、ロックアップピストン１０の回転中心から接合領域までの距離（接触半径ｒ）が大きくなる。このようにして接合部１０１がフロントカバー２に対して接合し始めた後、図２（ｄ）に示すように接合部１０１全体がフロントカバー２の内面に対して接合した状態になると、ロックアップピストン１０が完全に係合した状態（ロックアップ状態）になる。これにより、トルクコンバータ１の伝達トルク容量が最大値に到達する。
【００３３】
上述したように、本実施形態のトルクコンバータ１においては、ロックアップピストン１０の接合部１０１において、ロックアップピストン１０の内径側が外径側よりもフロントカバー２側に突出した構造とされている。そのため、ロックアップピストン１０に対して押付荷重が作用すると、先ず接合部１０１の内径側の部位においてフロントカバー２とロックアップピストン１０とが接触する。これにより、図４に示すように低油圧域における油圧Ｐに対するトルク容量感度（油圧押付荷重感度）を低くすることが可能となり、ロックアップに係る制御特性が向上する。また、トルクコンバータ１によれば、低車速領域においてもロックアップ状態にすることが可能となり、車両の燃費向上を図ることができる。
【００３４】
また、本実施形態のトルクコンバータ１においては、ロックアップピストン１０の接合部１０１に内径側から外径側に向けて延びる切込部１０４が設けられている。これにより、図２（ａ）のように接合部１０１の内径側においてフロントカバー２に接合した状態になったとしても、両者の接合部１０１分において完全にシールされた状態になることを回避できる。そのため、トルクコンバータ１においては、図２（ａ）のように先ず接合部１０１の内径側の部位においてフロントカバー２とロックアップピストン１０とが接触した後、油圧Ｐの増大に伴って図２（ｂ），（ｃ）のようにフロントカバー２とロックアップピストン１０との接合領域が外径側に拡張し、やがて図２（ｄ）のように接合部１０１全体において接合した状態になる。すなわち、油圧Ｐの増大に伴い、ロックアップピストン１０の回転中心から接合領域までの距離（接触半径ｒ）が大きくなる。これにより、図４に示すように、油圧Ｐの増大に伴ってフロントカバー２とロックアップピストン１０との接合領域が内径側から外径側に拡がるに連れて伝達トルク容量の大きさが増大する。
【００３５】
また、トルクコンバータ１においては、確実にフロントカバー２とロックアップピストン１０とが接合部１０１の略全体において接合した状態とすることができる。従って、最大伝達トルク容量の低下を招くことなく、低車速領域においてもロックアップ状態にすることが可能となる。また、トルクコンバータ１によれば、特別な油圧Ｐ制御システム等を用いる必要がなく、その分だけ製造コストや質量の増加を抑制することができる。
【００３６】
本実施形態のトルクコンバータ１においては、切込部１０４が、ロックアップピストン１０の内径側から外径側に向けて先細り形状となるように形成されている。このような構成とすることにより、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すようなロックアップピストン１０の接合動作をスムーズに行わせることが可能となる。
【００３７】
なお、本実施形態においては、切込部１０４を正面視がテーパー状（略二等辺三角形状）の窪みとした例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばロックアップピストン１０の内径側から外径側に向けて直線的あるいは曲線的に延びる溝等としても良い。また、切込部１０４をテーパー状とする場合において、テーパー角の大きさや、切込部１０４の先端の到達位置を調整することにより、ロックアップピストン１０とフロントカバー２との接合領域や接触半径ｒの変化率を調整し、最適化することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  トルクコンバータ
２  フロントカバー
５  ポンプインペラ
６  タービン
７  ステータ
１０  ロックアップピストン
１０１  接合部
１０４  切込部
【図１】
2014126168.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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