(57)【要約】【課題】ロックアップクラッチ締結時のショックを低減することが可能なトルクコンバータを提供する。【解決手段】トルクコンバータ１は、フロントカバー２１と、フロントカバー２１の内面と対向するように配設されたロックアップピストン３１と、ロックアップピストン３１のフロントカバー２１との対向面に配設されたロックアップクラッチ３２と、フロントカバー２１とロックアップピストン３１により画成されたリリース室３３と、ロックアップピストン３１を挟んでリリース室３３と対向するように形成されたアプライ室３４と、ロックアップクラッチ３２を解放する方向に、ロックアップピストン３１に付勢力を付与するつるまきばね５０と、アプライ室３３側からリリース室３４側に一方向に供給する（流す）オイルの圧力（油圧）を調節するＴＣＵ８０とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントカバーと、
前記フロントカバーの内面と対向するように配設されたロックアップピストンと、
前記ロックアップピストンの前記フロントカバーとの対向面に配設されたロックアップクラッチと、
前記フロントカバーと前記ロックアップピストンとにより画成されたリリース室と、
前記ロックアップピストンを挟んで、前記リリース室と対向するように形成されたアプライ室と、
前記ロックアップクラッチを解放する方向に、前記ロックアップピストンに付勢力を付与する弾性部材と、
前記アプライ室から前記リリース室に一方向にオイルを供給する油圧制御手段と、を備えることを特徴とするトルクコンバータ。
【請求項２】
前記油圧制御手段は、
前記ロックアップクラッチを締結する際に、前記アプライ室の油圧と前記リリーフ室の油圧との差圧による押力が、前記弾性部材の付勢力よりも大きくなるように、油圧を調節し、
前記ロックアップクラッチを解放する際に、前記アプライ室の油圧と前記リリーフ室の油圧との差圧による押力が、前記弾性部材の付勢力よりも小さくなるように、油圧を調節す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。
【請求項３】
前記アプライ室に配設され、前記ロックアップクラッチの締結時にトルク変動を減衰するダンパスプリング、及び該ダンパスプリングを保持する保持部材を備え、
前記弾性部材は、一端が前記ロックアップピストンに取り付けられ、他端が前記ダンパスプリングの保持部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトルクコンバータ。
【請求項４】
前記弾性部材は、前記ロックアップピストンの周方向に沿って等間隔に複数、配設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項５】
前記弾性部材は、つるまきばねであり、前記トルクコンバータの軸方向に伸縮可能に配設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項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】
従来から、車両に搭載される有段自動変速機（ステップＡＴ）や無段変速機（ＣＶＴ）等と組み合わせて、流体（オイル）を利用し、エンジントルク（エンジン駆動力）を増幅させるトルクコンバータが広く利用されている。トルクコンバータは、オイルを介してエンジントルクを伝達し、かつトルク増幅機能を有するため、スムーズな車両発進を可能とする。また、トルクコンバータは、エンジンから生じる振動の吸収機能も有している。一方、トルクコンバータでは、エンジントルクの伝達にオイルを介しているため、滑りによる伝達損失が生じる（すなわち、伝達効率が低下する）。
【０００３】
このようなトルクコンバータによる伝達効率の低下を抑制し、燃料消費率（燃費）を向上させるため、例えば所定車速以上で入力（エンジンのクランク軸）と出力（変速機の入力軸）とを直結するロックアップ機構（ロックアップクラッチ）が広く採用されている。すなわち、発進時にはロックアップクラッチが解放されることにより、増幅されたエンジントルクがトルクコンバータを介して変速機の入力軸に入力される一方、例えば定常走行時にはロックアップクラッチが締結されることにより、エンジンのクランク軸から変速機の入力軸にエンジントルクが直接的に入力される。
【０００４】
ここで、トルクコンバータの内部には、ロックアップクラッチが設けられたロックアップピストンを挟んで、フロントカバー側にリリース室が画成され、ポンプインペラ側に（リリース室と対向するように）アプライ室が画成されている。そして、ロックアップクラッチを締結する際には、アプライ室からリリース室にオイルを流すことで、アプライ室とリリース室との間に差圧を発生させ、その差圧によってロックアップクラッチを締結させる。一方、ロックアップクラッチを解放する際には、リリース室からアプライ室にオイルを流すことにより、ロックアップクラッチを解放する（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１１２６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、ロックアップクラッチの締結時と解放時では、オイルの流れが逆になる。すなわち、解放状態にあるロックアップクラッチを締結しようとした場合、リリース室からアプライ室に流れているオイルを、アプライ室からリリース室に流すようにしなければならない。このように、ロックアップクラッチの締結状態を切り換えようとした場合、オイルの流れを逆転（反転）させる必要があるため、トルクコンバータ内（特にアプライ室において、例えば、オイルの流れ（波）が重なり合うことにより局所圧が生じ、ロックアップピストンが意図せずトルク容量を持ってしまうことにより、加速度ショックが生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ロックアップクラッチ締結時のショックを低減することが可能なトルクコンバータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るトルクコンバータは、フロントカバーと、フロントカバーの内面と対向するように配設されたロックアップピストンと、ロックアップピストンのフロントカバーとの対向面に配設されたロックアップクラッチと、フロントカバーとロックアップピストンとにより画成されたリリース室と、ロックアップピストンを挟んで、リリース室と対向するように形成されたアプライ室と、ロックアップクラッチを解放する方向に、ロックアップピストンに付勢力を付与する弾性部材と、アプライ室からリリース室に一方向にオイルを供給する油圧制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るトルクコンバータによれば、ロックアップクラッチの解放動作を弾性部材に担わせることができるため、アプライ室からリリース室に一方向にオイルを供給しつつ（流しつつ）、すなわち、ロックアップクラッチを締結させる方向のみに油圧をかけつつ、当該油圧を調節することにより、ロックアップクラッチの締結と解放を行うことができる。よって、ロックアップクラッチの締結／解放時に、従来のようにアプライ室とリリース室との間でオイルの流れる方向を切り換える（逆転させる）必要がない。そのため、アプライ室とリリース室との間でオイルの流れる方向が切り換えられる（逆転される）際の局所圧の発生を防止することができる。その結果、ロックアップクラッチ締結時のショックを低減することが可能となる。また、上述したように、本発明に係るトルクコンバータによれば、アプライ室とリリース室との間でオイルの流れる方向を切り換える（逆転させる）必要がなくなるため、油圧回路構成の簡略化、及び／又は、油圧回路を構成するバルブ等の部品点数の削減を図ることが可能となる。
【００１０】
より具体的には、本発明に係るトルクコンバータでは、上記油圧制御手段が、ロックアップクラッチを締結する際に、アプライ室の油圧とリリーフ室の油圧との差圧による押力が弾性部材の付勢力よりも大きくなるように油圧を調節し、ロックアップクラッチを解放する際に、アプライ室の油圧とリリーフ室の油圧との差圧による押力が弾性部材の付勢力よりも小さくなるように油圧を調節することが好ましい。
【００１１】
このように油圧を調節すれば、アプライ室からリリース室に一方向にオイルを供給しつつ（流しつつ）、すなわち、ロックアップクラッチの締結／解放時に、従来のようにアプライ室とリリース室との間でオイルの流れる方向を切り換える（逆転させる）ことなく、ロックアップクラッチの締結と解放を行うことが可能となる。
【００１２】
本発明に係るトルクコンバータは、アプライ室に配設され、ロックアップクラッチの締結時にトルク変動を減衰するダンパスプリング、及び該ダンパスプリングを保持する保持部材を備え、上記弾性部材の一端がロックアップピストンに取り付けられ、他端がダンパスプリングの保持部材に取り付けられていることが好ましい。
【００１３】
このようにすれば、ロックアップピストンとダンパスプリングの保持部材との間に弾性部材を配設することができ、ロックアップクラッチを解放する方向に、ロックアップピストンに付勢力を付与することが可能となる。
【００１４】
本発明に係るトルクコンバータでは、上記弾性部材が、ロックアップピストンの周方向に沿って等間隔に複数、配設されていることが好ましい。
【００１５】
このようにすれば、ロックアップピストン全体（全面）に対して、より均一に付勢力を付与することが可能となる。
【００１６】
本発明に係るトルクコンバータでは、上記弾性部材が、つるまきばねであり、トルクコンバータの軸方向に伸縮可能に配設されていることが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、つるまきばね（引張コイルバネ）をトルクコンバータの軸方向に取り付けることができ、また、ロックアップピストンに油圧が作用したときに、上記軸方向、かつロックアップピストンをフロントカバーから引き離す方向（すなわちロックアップクラッチを解放する方向）に付勢力を付与することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ロックアップクラッチ締結時のショックを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係るトルクコンバータが適用されたパワーユニットの概要構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係るトルクコンバータの全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２１】
まず、図１及び図２を併せて用いて、実施形態に係るトルクコンバータ１の構成について説明する。図１は、トルクコンバータ１が適用されたパワーユニットの概要構成を示すブロック図である。図２は、トルクコンバータ１の全体構成を示す図である。
【００２２】
図１に示されるように、エンジン２の出力軸（クランクシャフト）２ａには、クラッチ機能とトルク増幅機能を持つトルクコンバータ１を介して、エンジン２からの駆動力を変換して出力する無段変速機３が接続されている。
【００２３】
トルクコンバータ１は、主として、ポンプインペラ１１、タービンランナ１２、及びステータ１３から構成されている。エンジン２の出力軸２ａに接続されたポンプインペラ１１がオイルの流れを生み出し、ポンプインペラ１１に対向して配置されたタービンランナ１２がオイルを介してエンジン２の動力を受けて出力軸を駆動する。両者の間に位置するステータ１３は、タービンランナ１２からの排出流（戻り）を整流し、ポンプインペラ１１に還元することでトルク増幅作用を発生させる。
【００２４】
また、トルクコンバータ１は、入力と出力とを直結状態にするロックアップクラッチ３２を有している。トルクコンバータ１は、ロックアップクラッチ３２が締結されていないとき（非ロックアップ状態のとき）はエンジン２の駆動力をトルク増幅して無段変速機３に伝達し、ロックアップクラッチ３２が締結されているとき（ロックアップ時）はエンジン２の駆動力を無段変速機３に直接伝達する。
【００２５】
ここで、ロックアップクラッチ３２の締結／解放は、ロックアップクラッチ３２（アプライ室３３）に供給される油圧（ロックアップ・アプライ圧）を調節することによって行われる。また、このロックアップ・アプライ圧は電子制御装置（以下「ＴＣＵ」という）８０により制御される。なお、詳細は後述する。
【００２６】
特に、トルクコンバータ１は、ロックアップクラッチ３２締結時のショックを低減する機能を有している。以下、図２を用いて、より詳細に説明する。
【００２７】
クランクシャフト２ａの端部に形成された出力フランジには、ディスク部材２０を介してフロントカバー２１が連結されている。フロントカバー２１には複数のブレード１１ａを有するポンプインペラ１１が固定されている。
【００２８】
また、フロントカバー２１とポンプインペラ１１とによって区画されるコンバータ室３０には、複数のブレード１２ａを備えるタービンランナ１２が回転自在に収容されている。タービンランナ１２は、ポンプインペラ１１に対向するように配置されている。タービンランナ１２にはタービンハブ２２が固定されており、タービンハブ２２には無段変速機３の入力軸３ａがスプライン結合されている。また、互いに対向するポンプインペラ１１とタービンランナ１２との間には複数のブレード１３ａを備えるステータ１３が設けられている。ステータ１３は、ワンウェイクラッチ１４を介してミッションケース３ｂに取り付けられている。
【００２９】
フロントカバー２１とタービンランナ１２との間には、フロントカバー２１の内面と対向するようにロックアップピストン３１が配設されている。ロックアップピストン３１は軸方向に移動自在とされてタービンハブ２２に取り付けられている。また、ロックアップピストン３１のフロントカバー２１と対向する面の外縁部には環状のロックアップクラッチ３２が取り付けられている。
【００３０】
ロックアップピストン３１により、コンバータ室３０は、フロントカバー２１側のリリース室３４とタービンランナ１２側のアプライ室３３とに区画される。すなわち、フロントカバー２１とロックアップピストン３１とによりリリース室３４が画成されるとともに、ロックアップピストン３１を挟んで、リリース室３４と対向するようにアプライ室３３が形成（画成）される。ロックアップピストン３１は、アプライ室３３とリリース室３４との間の圧力差及び後述する弾性部材５０の付勢力に応じて、ロックアップクラッチ３２の締結方向（フロントカバー２１に近づく方向）又は解放方向（フロントカバー２１から離れる方向）に進退移動する。
【００３１】
また、ロックアップピストン３１とタービンハブ２２との間には、複数のダンパスプリング４２と、ダンパスプリング４２を保持する保持部材４３とを有して構成されるダンパ機構４１が取り付けられている。より詳細には、各ダンパスプリング４２の一方の端部がロックアップピストン２２に取り付けられ、他方の端部が保持部材４３を介してタービンハブ２２に取り付けられている。ダンパ機構４１により、ロックアップクラッチ３２締結時（ロックアップ時）のトルク変動（ショック）が吸収される。
【００３２】
ロックアップピストン３１には、ロックアップクラッチ３２を解放する方向に、ロックアップピストン３１に付勢力を付与する複数の弾性部材５０が取り付けられている。本実施形態では、弾性部材５０として、つるまきばね（引張コイルバネ）を採用した（以下「つるまきばね５０」という）。
【００３３】
つるまきばね５０は、トルクコンバータ１の軸方向に伸縮可能に配設されている。より詳細には、つるまきばね５０は、一端がロックアップピストン３１に取り付けられ、他端がダンパスプリング４２の保持部材４３に取り付けられている。すなわち、つるまきばね５０は、ロックアップピストン３１とダンパスプリング４２の保持部材４３との間に配設されている。
【００３４】
また、つるまきばね５０は、ロックアップピストン３１の内面の周方向に沿って等間隔（等角度毎）に複数（例えば９０°毎に４個）配設されている。各つるまきばね５０は、ロックアップクラッチ３２が解放されているときに定常状態（収縮している状態）にある。そして、各つるまきばね５０は、アプライ室３３にオイルが供給されてロックアップピストン３１がフロントカバー２１側（すなわちロックアップクラッチ３２を締結する方向）に移動すると、その移動量（タービンハブ２２に対する移動量）に応じて伸長し、ロックアップピストン３１をフロントカバー２１から引き離す方向（すなわちロックアップクラッチ３２を解放する方向）に付勢力を付与する。なお、各つるまきばね５０のバネ定数等（素材やサイズ等）は、例えば、ロックアップピストン３１に作用する油圧（差圧）及びロックアップピストン３２の締結力（要件）等を考慮して設定される。
【００３５】
ロックアップクラッチ３２の締結・解放は、上述したアプライ室３３に供給する油圧を調節することにより行われる。その際に、オイルは、アプライ室３３側からリリース室３４側に一方向に（すなわち、ロックアップクラッチ３２を締結させる方向のみに）流れるように供給される。
【００３６】
ここで、アプライ室３３に対してオイルを供給し、リリース室３４からオイルを排出するため、無段変速機３の入力軸３ａには、アプライ室３３に連通するアプライ油路６１と、リリース室３４に連通するリリース油路６２とが形成されている。また、アプライ油路６１とオイルポンプ８３との間には電磁弁８２が設けられている。電磁弁８２としては、例えばデューティソレノイドを用いることができる。電磁弁８２は、印加される電圧（電力）のデューティ比に応じて、アプライ室３３に供給する油圧を調節（調圧）して出力する。
【００３７】
ここで、上述したように、アプライ室３３に供給されるオイルの油圧は、ＴＣＵ８０によって調節される。すなわち、ＴＣＵ８０は、電磁弁８２に印加する電圧（電力）のデューティ比を制御することにより、油圧を調節する。ＴＣＵ８０は、特許請求の範囲に記載の油圧制御手段として機能する。ＴＣＵ８０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、バッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。なお、ＴＣＵ８０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、上記制御機能が実現される。
【００３８】
ＴＣＵ８０は、ロックアップクラッチ３２を締結する際に、アプライ室３３の油圧とリリーフ室３４の油圧との差圧による押力（ロックアップピストン３１に対してフロントカバー２１方向に作用する押力）がつるまきばね５０の付勢力（フロントカバー２１から離す方向に作用する付勢力）よりも大きくなるように電磁弁８２を駆動（すなわち油圧を調節）する。これにより、ロックアップピストン３１がフロントカバー２１側に移動し、ロックアップクラッチ３２が締結される。
【００３９】
一方、ＴＣＵ８０は、ロックアップクラッチ３２を解放する際に、アプライ室３３の油圧とリリーフ室３４の油圧との差圧による押力（ロックアップピストン３１に対してフロントカバー２１方向に作用する押力）がつるまきばね５０の付勢力（フロントカバー２１から離す方向に作用する付勢力）よりも小さくなるように電磁弁８２を駆動（すなわち油圧を調節）する。これにより、ロックアップピストン３１がフロントカバー２１から離れる方向に移動し、ロックアップクラッチ３２が解放される。以上のようにして、ロックアップクラッチ３２の締結／解放が行われる。
【００４０】
以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、ロックアップクラッチ３２の解放動作をつるまきばね５０に担わせることができるため、アプライ室３３（アプライ油路６１）からリリース室３４（リリース油路６２）に一方向にオイルを供給しつつ（流しつつ）、当該油圧を調節することにより、ロックアップクラッチ３２の締結と解放を行うことができる。よって、ロックアップクラッチ３２の締結／解放時に、従来のようにアプライ室３３とリリース室３４との間でオイルの流れる方向を切り換える（逆転させる）必要がない。そのため、アプライ室３３とリリース室３４との間でオイルの流れる方向が切り換えられる（逆転される）際の局所圧の発生を防止することができる。その結果、ロックアップクラッチ３２締結時のショックを低減することが可能となる。また、上述したように、本実施形態によれば、アプライ室３３とリリース室３４との間でオイルの流れる方向を切り換える（逆転させる）必要がなくなるため、油圧回路構成の簡略化、及び／又は、油圧回路を構成するバルブ等の部品点数の削減を図ることが可能となる。
【００４１】
特に、本実施形態によれば、ロックアップクラッチ３２を締結する際には、アプライ室３３の油圧とリリーフ室３４の油圧との差圧による押力がつるまきばね５０の付勢力よりも大きくなるように油圧が調節され、ロックアップクラッチ３２を解放する際には、アプライ室３３の油圧とリリーフ室３４の油圧との差圧による押力がつるまきばね５０の付勢力よりも小さくなるように油圧が調節される。そのため、アプライ室３３（アプライ油路６１）からリリース室３４（リリース油路６２）に一方向にオイルを供給しつつ（流しつつ）、すなわち、ロックアップクラッチ３２の締結／解放時に、従来のようにアプライ室３３とリリース室３４との間でオイルの流れる方向を切り換える（逆転させる）ことなく、ロックアップクラッチ３２の締結と解放を行うことが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、つるまきばね（引張コイルバネ）５０の一端がロックアップピストン３１に取り付けられ、他端がダンパスプリング４２の保持部材４３に取り付けられている。よって、つるまきばね５０をロックアップピストン３１とダンパスプリング４２の保持部材４３との間に配設することができ、ロックアップクラッチ３２を解放する方向に、ロックアップピストン３１に付勢力を付与することが可能となる。
【００４３】
さらに、本実施形態によれば、複数のつるまきばね５０が、ロックアップピストン３１の内面の周方向に沿って等間隔（等角度毎）に複数（例えば９０°毎に４個）配設されているため、ロックアップピストン３１全体（全面）に対して、より均一に付勢力を付与することが可能となる。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明を無段変速機（ＣＶＴ）３に適用した場合を例にして説明したが、本発明は、有段自動変速機（Ｓｔｅｐ  ＡＴ）などにも適用することができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、弾性部材としてつるまきばね５０を採用したが、弾性部材は、ロックアップクラッチ３２が解放される方向に、ロックアップピストン３１に対して付勢力を付与できればよく、つるまきばねには限られない。よって、例えば、つるまきばね以外（異なる種類）のばね等を用いてもよい。
【００４６】
さらに、弾性部材（つるまきばね）５０の、形状、サイズ（大きさ）、個数、配置、及び取り付け箇所等は、上記実施形態に限定されることなく、例えば求められる要件等に応じて、任意に設定することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  トルクコンバータ
２  エンジン
２ａ  クランクシャフト
３  無段変速機
３ａ  入力軸
１１  ポンプインペラ
１２  タービンランナ
１３  ステータ
２１  フロントカバー
２２  タービンハブ
３１  ロックアップピストン
３２  ロックアップクラッチ
３３  アプライ室
３４  リリース室
４１  ダンパ機構
４２  ダンパスプリング
４３  保持部材
５０  弾性部材（つるまきばね）
６１  アプライ油路
６２  リリース油路
８０  ＴＣＵ
８２  電磁弁（デューティソレノイド）
８３  オイルポンプ
【図１】
2018040425.tif 000003
【図２】
2018040425.tif 000004