(57)【要約】【課題】スペースや生産コストを増大させることなく、トルク容量を確保することができ、優れた冷却性能を有するロックアップクラッチ機構を提供すること。【解決手段】フロントカバー２１と、ポンプインペラ２２と、タービンランナ２３とを備えた流体伝動装置２０に設けられるロックアップクラッチ機構２８であって、ロックアップピストン５１と、入力軸１２と一体回転する外側ドラム５２と、クランクシャフト２と一体回転する内側ドラム５３と、外側ドラム５２に取付けられる第１外側クラッチプレート５４および第２外側クラッチプレート５５と、内側ドラム５３に取付けられた内側クラッチプレート５６と、複数の摩擦材５７とを備え、各摩擦材５７に対向する内側クラッチプレート５６の対向面が摩擦係合する摩擦係合面を構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の出力軸に連結されたフロントカバーと、前記フロントカバーに連結されたポンプインペラと、前記ポンプインペラに対向して配置され、被駆動側の入力軸に連結されたタービンランナとを備えた流体伝動装置に設けられ、油圧に基づいて係合および解放されるロックアップクラッチ機構であって、
前記入力軸の軸線方向に沿って前記フロントカバーに近接および離隔するロックアップピストンと、
前記入力軸および前記出力軸のいずれか一方と一体回転するように設けられた外側ドラムと、
前記入力軸および前記出力軸のいずれか他方と一体回転するように前記外側ドラムに対して径方向内方に対向して設けられた内側ドラムと、
前記フロントカバーと前記ロックアップピストンとの間に位置して前記外側ドラムに取付けられ、前記軸線方向に移動自在で前記外側ドラムと一体回転する複数の外側クラッチプレートと、
前記外側クラッチプレートの前記軸線方向に対向するようにして前記内側ドラムに取付けられ、前記内側ドラムの前記軸線方向に移動自在で前記内側ドラムと一体回転する少なくとも１つ以上の内側クラッチプレートと、
前記外側クラッチプレートの前記軸線方向両面に取付けられた複数の摩擦材とを備え、
前記ロックアップピストンが前記外側クラッチプレートおよび前記内側クラッチプレートを介して前記フロントカバーに締結されるときに、前記摩擦材に対向する前記内側クラッチプレートの対向面が前記摩擦材に対して摩擦係合する摩擦係合面を構成することを特徴とするロックアップピストン機構。
【請求項２】
前記ロックアップピストンが、前記ロックアップピストンと前記ポンプインペラとの間で前記ロックアップピストンを前記フロントカバーに近接する方向に移動させるよう油圧を発生させる係合側油室を画成するとともに、
前記ロックアップピストンと前記フロントカバーとの間で前記ロックアップピストンを前記フロントカバーから離隔する方向に移動させるよう油圧を発生させる解放側油室を画成し、
前記外側クラッチプレートおよび前記内側クラッチプレートが前記解放側油室内に設置されることを特徴とする請求項１に記載のロックアップクラッチ機構。
【請求項３】
前記外側ドラムが、前記タービンランナに連結された第１ダンパプレートおよび前記第１ダンパプレートに弾性部材を介して連結され前記弾性部材が圧縮することにより前記第１ダンパプレートに対して相対回転する第２ダンパプレートを有するダンパ機構を介して前記入力軸に連結されるとともに、
前記内側ドラムが、前記フロントカバーに連結されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロックアップクラッチ機構。
【請求項４】
前記外側クラッチプレートが、前記フロントカバーに前記摩擦材を介して対向する第１外側クラッチプレートと、前記ロックアップピストンに前記摩擦材を介して対向する第２外側クラッチプレートとを有し、
前記内側クラッチプレートが、前記第１外側クラッチプレートと前記第２外側クラッチプレートとの間に配置され、
前記摩擦係合面が、前記内側クラッチプレートの前記軸線方向両面と、前記フロントカバーの前記第１外側クラッチプレートに対向する第１対向面と、前記ロックアップピストンの前記第２外側クラッチプレートに対向する第２対向面とからなる４面を有する多板クラッチで構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載のロックアップクラッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロックアップクラッチ機構に関し、特に、流体伝動装置のフロントカバーに多板クラッチを介して連結されるロックアップピストンを備えたロックアップクラッチ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などの車両の自動変速機内にはトルクコンバータに代表される流体伝動装置が装備されており、エンジンのトルクは、このトルクコンバータを介して自動変速機の入力軸に伝達される。
【０００３】
このトルクコンバータは、フロントカバーと、ポンプインペラと、タービンランナと、自動変速機のケースに固定されたステータとを有している。このトルクコンバータにおいては、ポンプインペラおよびタービンランナに設けられている羽根車が油などの作動流体中に浸漬されており、この作動流体を媒介としてポンプインペラからタービンランナにトルクが伝達されることにより、エンジンから自動変速機の入力軸にトルクが伝達されるようになっている。
【０００４】
このトルクコンバータにおいては、エンジンの動力伝達が作動流体を介して行われるので、トルクが増幅され、滑らかな発進、加速、減速が可能となり、作動流体により駆動系の衝撃や振動が吸収される。反面、作動流体を媒介とすると、入出力間で生ずる滑べりによってトルクの伝達効率が低下してしまうことがある。この伝達効率の低下を改善するため、一般的に、トルクコンバータ内にロックアップクラッチ機構が組み込まれている。
【０００５】
このロックアップクラッチ機構は、ロックアップピストンと、摩擦材とを有する単板クラッチや、複数のクラッチプレートおよび摩擦材で構成し、互いに摺動する個所および面積を大きくしてトルク容量（Ｎ・ｍ）や熱容量（Ｊ／Ｋ）を増大させるとともに小型化した多板クラッチが知られている。
【０００６】
このロックアップピストンは、エンジンの出力軸に連結されたフロントカバーに対向するよう配置されるとともに、自動変速機の入力軸に連結されている。ロックアップピストンは、トルクコンバータ内で区画された係合側油室と解放側油室との圧力差によって軸線方向に往復運動するようになっている。摩擦材は、ロックアップピストンのフロントカバーに対向する側面やクラッチプレートに固着されている。
【０００７】
この構成により、係合側油室の圧力が解放側油室の圧力よりも高くなるとロックアップピストンがフロントカバーに近接する方向に移動し摩擦材を介してロックアップピストンとフロントカバーとが摩擦係合する。他方、解放側油室の圧力が係合側油室の圧力よりも高くなるとロックアップピストンがフロントカバーから離隔する方向に移動しロックアップピストンとフロントカバーとが摩擦係合から解放される。
【０００８】
この摩擦係合によるロックアップクラッチ機構が係合状態、すなわちロックアップ状態の時には、エンジンから出力されたトルクが自動変速機の入力軸に直接伝達される。その結果、入出力間の滑りがなくなるので、伝達効率が高まり、ひいてはエンジンの燃費を向上させることができる。
【０００９】
従来、このようなロックアップクラッチ機構をロックアップ状態にするロックアップ制御は、エンジンのトルク変動が小さい車速の高い運転状態において行われていた。しかし、近時では、比較的に車速の低い運転状態においても、可能な限りロックアップ制御を実行し、動力の伝達効率をさらに改善するようにしたものが知られている。
【００１０】
この場合、ロックアップクラッチ機構に対して、いわゆる半クラッチ状態になるスリップ制御を実行し、完全に直結したロックアップ状態を回避して、エンジンのトルク変動を吸収するとともに、動力の伝達効率を高めるようにしている。その結果、ロックアップクラッチ機構において、スリップする摩擦材の摩擦熱により温度が上昇してしまうので、この温度上昇に対する改善策が必要となる。
【００１１】
従来、この種の流体伝動装置として、フロントカバーと、ポンプインペラと、タービンランナと、ロックアップクラッチ機構とを備え、ロックアップクラッチ機構を、フロントカバーと一緒に回転する第１摩擦係合板と、タービンランナと一緒に回転する第２摩擦係合板と、第１摩擦係合板と第２摩擦係合板を係合および解放させるロックアップピストンとを含んで構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
この流体伝動装置においては、ロックアップピストンが各摩擦係合板に押圧力を付与する状態となる場合に、各摩擦係合板が配置された側のクラッチ領域内からクラッチ領域外に作動油を流出させる一方、ロックアップピストンが各摩擦係合板に押圧力を付与しない状態となる場合に、解放側油室としてのクラッチ領域内に係合側油室としてのクラッチ領域外から作動油を流入させる作動油流通手段を、ロックアップピストンの軸線を中心とする径方向において、各摩擦係合板と対応した位置に設けている。
【００１３】
この作動油流通手段は、流体伝動装置内に区画された前述の係合側油室内に位置するロックアップピストンの部分を貫通する貫通孔をロックアップピストンの円周方向に等間隔に６箇所設けたものから構成されている。
【００１４】
この構成により、従来の流体伝動装置においては、ロックアップクラッチ機構が、第１摩擦係合板と第２摩擦係合板とが係合した係合状態から、第１摩擦係合板と第２摩擦係合板とが解放される非係合状態に切り替わるとき、ロックアップピストンの貫通孔を介して、作動油を係合側油室としてのクラッチ領域外から解放側油室としてのクラッチ領域内にすばやく流入させている。このように貫通孔を介して作動油が流通するので、貫通孔がない場合と比較して、第１摩擦係合板と第２摩擦係合板の近傍の作動油をより速やかに流通させることができる。その結果、第１摩擦係合板と第２摩擦係合板に発生した摩擦熱が効率よく放熱されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００７−２７１０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来の流体伝動装置にあっては、ロックアップクラッチ機構が、第１摩擦係合板と第２摩擦係合板の係合状態から、第１摩擦係合板と第２摩擦係合板の非係合状態に切り替わるとき、すなわち、第１摩擦係合板と第２摩擦係合板とが互いに離隔し相互間に隙間が画成されたときに、この隙間を経由して作動油の流通が行われるようになっている。
【００１７】
したがって、第１摩擦係合板と第２摩擦係合板の係合状態のときや、第１摩擦係合板と第２摩擦係合板とがスリップした状態で係合しているスリップ制御が実行されているときには、前述の隙間から作動油を流通させることができない。その結果、ロックアップクラッチ機構に発生する摩擦熱を放熱することが不充分となっていた。
【００１８】
特に、スリップ制御が実行されている場合には、第１摩擦係合板と第２摩擦係合板とが連続して摺動するので摩擦熱により、温度が上昇し続けるにもかかわらず、放熱による冷却が追いつかなかった。その結果、スリップ制御を実行する運転領域が狭められ、効率的なスリップ制御を行うことができないという問題があった。
【００１９】
この場合、第１摩擦係合板および第２摩擦係合板などの放熱作用を有する構成要素の表面積を大きくするよう厚みを増大させて放熱量を増やすことが考えられる。しかしながら、これらの構成要素の厚みを増大させると、より大きなスペースが必要となったり、生産コストが増大してしまうという問題がある。
【００２０】
また、第１摩擦係合板および第２摩擦係合板を構成する摩擦材に作動油を流通させる溝を設け、スリップ制御を実行している最中であっても、作動油をこの溝内を通って、係合側油室としてのクラッチ領域外から解放側油室としてのクラッチ領域内との間で流通させて放熱することも考えられる。しかしながら、摩擦材に作動油を流通させる溝を設けると、溝を通過する作動油により、係合側油室内の油圧が低下し、ロックアップピストンをフロントカバーに押圧する押圧力が低下するおそれが生じてしまう。その結果、ロックアップクラッチ機構のトルク容量を確保することが困難になってしまうという問題がある。
【００２１】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、スペースや生産コストを増大させることなく、トルク容量を確保することができ、優れた冷却性能を有するロックアップクラッチ機構を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係るロックアップクラッチ機構は、上記課題を解決するため、（１）駆動源の出力軸に連結されたフロントカバーと、前記フロントカバーに連結されたポンプインペラと、前記ポンプインペラに対向して配置され、被駆動側の入力軸に連結されたタービンランナとを備えた流体伝動装置に設けられ、油圧に基づいて係合および解放されるロックアップクラッチ機構であって、前記入力軸の軸線方向に沿って前記フロントカバーに近接および離隔するロックアップピストンと、前記入力軸および前記出力軸のいずれか一方と一体回転するように設けられた外側ドラムと、前記入力軸および前記出力軸のいずれか他方と一体回転するように前記外側ドラムに対して径方向内方に対向して設けられた内側ドラムと、前記フロントカバーと前記ロックアップピストンとの間に位置して前記外側ドラムに取付けられ、前記軸線方向に移動自在で前記外側ドラムと一体回転する複数の外側クラッチプレートと、前記外側クラッチプレートの前記軸線方向に対向するようにして前記内側ドラムに取付けられ、前記内側ドラムの前記軸線方向に移動自在で前記内側ドラムと一体回転する少なくとも１つ以上の内側クラッチプレートと、前記外側クラッチプレートの前記軸線方向両面に取付けられた複数の摩擦材とを備え、前記ロックアップピストンが前記外側クラッチプレートおよび前記内側クラッチプレートを介して前記フロントカバーに締結されるときに、前記摩擦材に対向する前記内側クラッチプレートの対向面が前記摩擦材に対して摩擦係合する摩擦係合面を構成することを特徴とする。
【００２３】
この構成により、ロックアップクラッチ機構が、ロックアップ状態に切り替わる際の、摩擦材の摩擦により発生する摩擦熱の上昇が効果的に抑制される。特に、ロックアップクラッチ機構に対してスリップ制御が実行されているときに、摩擦材のスリップにより連続的に発生する摩擦熱の上昇が速やかに抑えられる。その結果、スリップ制御が実行される車両の運転領域が拡大され、駆動源の動力が効率よく伝達され、ひいては駆動源の燃費が向上する。
このロックアップクラッチ機構においては、内側クラッチプレートの各対向面が摩擦材に対して摩擦係合する摩擦係合面を構成するようにしたので、内側クラッチプレートの摩擦係合面に発生する摩擦熱が、熱伝導率の高い内側クラッチプレート内を急速に伝達し、摩擦熱が速やかに低下する。
内側クラッチプレートの軸線方向両面に、摩擦材を取付けずに、金属表面を露出させた摩擦係合面としたので、摩擦熱が摩擦係合面から速やかに作動油に伝達し、冷却性能が向上する。
特に、内側クラッチプレートの軸線方向両面を摩擦係合面とする簡単な構成により、熱容量が増大するので、従来のロックアップクラッチ機構と同様に構成することができ、トルク容量が確保される。したがって、従来のスペースが増大することはなく、また生産コストも増大することはない。その結果、トルク容量の確保と、熱容量の増大の双方を両立させることができる。
【００２４】
上記（１）に記載のロックアップクラッチ機構において、（２）前記ロックアップピストンが、前記ロックアップピストンと前記ポンプインペラとの間で前記ロックアップピストンを前記フロントカバーに近接する方向に移動させるよう油圧を発生させる係合側油室を画成するとともに、前記ロックアップピストンと前記フロントカバーとの間で前記ロックアップピストンを前記フロントカバーから離隔する方向に移動させるよう油圧を発生させる解放側油室を画成し、前記外側クラッチプレートおよび前記内側クラッチプレートが前記解放側油室内に設置されることを特徴とする。
【００２５】
この構成により、内側クラッチプレート内を急速に伝達した摩擦熱は、内側クラッチプレートの表面から作動油に伝達され、解放側油室内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。この熱交換により、摩擦熱が速やかに低下する。すなわち、内側クラッチプレートにおける熱容量（Ｊ／Ｋ）が増大する。
【００２６】
上記（１）または（２）に記載のロックアップクラッチ機構において、（３）前記外側ドラムが、前記タービンランナに連結された第１ダンパプレートおよび前記第１ダンパプレートに弾性部材を介して連結され前記弾性部材が圧縮することにより前記第１ダンパプレートに対して相対回転する第２ダンパプレートを有するダンパ機構を介して前記入力軸に連結されるとともに、前記内側ドラムが、前記フロントカバーに連結されることを特徴とする。
【００２７】
この構成により、上記（１）に記載のロックアップクラッチ機構における作用に加えて、ロックアップクラッチ機構がロックアップ状態に切り替わる際、およびスリップ制御が実行される際、ダンパ機構により駆動源のトルク変動が吸収されるとともに、駆動源から出力される動力が、被駆動側の入力軸に効率よく伝達される。
【００２８】
上記（１）ないし（３）に記載のロックアップクラッチ機構において、（４）前記外側クラッチプレートが、前記フロントカバーに前記摩擦材を介して対向する第１外側クラッチプレートと、前記ロックアップピストンに前記摩擦材を介して対向する第２外側クラッチプレートとを有し、前記内側クラッチプレートが、前記第１外側クラッチプレートと前記第２外側クラッチプレートとの間に配置され、前記摩擦係合面が、前記内側クラッチプレートの前記軸線方向両面と、前記フロントカバーの前記第１外側クラッチプレートに対向する第１対向面と、前記ロックアップピストンの前記第２外側クラッチプレートに対向する第２対向面とからなる４面を有する多板クラッチで構成されたことを特徴とする。
【００２９】
この構成により、ロックアップクラッチ機構が、４面多板クラッチ構造を有しているので、熱容量およびトルク容量を大きくすることができ、ロックアップ状態に切り替わる際の、摩擦材の摩擦により発生する摩擦熱の上昇が効果的に抑制される。ロックアップクラッチ機構に対してスリップ制御が実行されているときに、摩擦材のスリップにより連続的に発生する摩擦熱の上昇が速やかに抑えられる。その結果、スリップ制御が実行される車両の運転領域が拡大され、駆動源の動力が効率よく伝達され、ひいては駆動源の燃費が向上する。
この４面多板クラッチ構造のロックアップクラッチ機構においては、内側クラッチプレートの各対向面が摩擦材に対して摩擦係合する摩擦係合面を構成するようにしたので、内側クラッチプレートの摩擦係合面に発生する摩擦熱が、熱伝導率の高い内側クラッチプレート内を急速に伝達し、摩擦熱が速やかに低下する。
内側クラッチプレートの軸線方向両面に、摩擦材を取付けずに、金属表面を露出させた摩擦係合面としたので、摩擦熱が摩擦係合面から速やかに作動油に伝達し、冷却性能が向上する。特に、内側クラッチプレートの軸線方向両面を摩擦係合面とする簡単な構成により、熱容量が増大するので、従来のロックアップクラッチ機構と同様に構成することができ、トルク容量が確保される。したがって、従来のスペースが増大することはなく、また生産コストも増大することはない。その結果、トルク容量の確保と、熱容量の増大の双方を両立させることができる。
【００３０】
上記（１）ないし（４）に記載のロックアップクラッチ機構において、（５）前記内側クラッチプレートが、前記内側ドラムに連結される連結部を有し、前記連結部に、前記内側クラッチプレートと前記摩擦材との摩擦摺動により発生する摩擦熱を放熱する放熱手段が設けられたことを特徴とする。
【００３１】
この構成により、内側クラッチプレートで発生した摩擦熱は、急速に放熱手段に伝達され、内側クラッチプレートの放熱手段を含む各表面から作動油に伝達され、解放側油室内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。内側クラッチプレートに放熱手段が設けられているので、内側クラッチプレートの表面積が増大する。
その結果、低温の作動油と高温の作動油との熱交換がより確実に促進され、摩擦熱を速やかに低下させることができる。すなわち、内側クラッチプレートにおける熱容量がさらに増大する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、スペースや生産コストを増大させることなく、トルク容量を確保することができ、優れた冷却性能を有するロックアップクラッチ機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第１実施形態を示す図であり、流体伝動装置の断面図である。
【図２】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第１実施形態を示す図であり、流体伝動装置の部分拡大断面図である。
【図３】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第１実施形態を示す図であり、ロックアップクラッチ機構の部分拡大断面図である。
【図４】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第１実施形態を示す図であり、第１外側クラッチプレートの正面図である。
【図５】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第１実施形態を示す図であり、内側クラッチプレートの正面図である。
【図６】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第１実施形態を示す図であり、ロックアップクラッチ機構が解放された状態を示す流体伝動装置の断面図である。
【図７】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第１実施形態を示す図であり、ロックアップクラッチ機構が係合した状態を示す流体伝動装置の断面図である。
【図８】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第１実施形態を示す図であり、ロックアップクラッチ機構のスリップ状態における発熱および熱対流を示すロックアップクラッチ機構の模式図である。
【図９】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第１実施形態を示す図であり、ロックアップクラッチ機構のスリップ状態における作動油の熱対流を示すロックアップクラッチ機構の部分拡大断面図である。
【図１０】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第１実施形態の変形例を示す図であり、他の構成のロックアップクラッチ機構を備えた流体伝動装置の断面図である。
【図１１】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第２実施形態を示す図であり、流体伝動装置の断面図である。
【図１２】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第２実施形態を示す図であり、流体伝動装置の部分拡大断面図である。
【図１３】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第２実施形態を示す図であり、ロックアップクラッチ機構の部分拡大断面図である。
【図１４】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第２実施形態を示す図であり、ロックアップクラッチ機構が解放された状態を示す流体伝動装置の断面図である。
【図１５】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第２実施形態を示す図であり、ロックアップクラッチ機構が係合した状態を示す流体伝動装置の断面図である。
【図１６】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第２実施形態を示す図であり、ロックアップクラッチ機構が係合した状態で対流する作動油の対流状態を示すロックアップクラッチ機構の部分拡大断面図である。
【図１７】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第２実施形態の変形例を示す図であり、ロックアップクラッチ機構が解放された状態を示す流体伝動装置の断面図である。
【図１８】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第３実施形態を示す図であり流体伝動装置の断面図である。
【図１９】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第３実施形態を示す図であり、流体伝動装置の部分拡大断面図である。
【図２０】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第３実施形態を示す図であり、ロックアップクラッチ機構の部分拡大断面図である。
【図２１】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第３実施形態を示す図であり、ロックアップクラッチ機構が係合した状態で対流する作動油の対流状態を示すロックアップクラッチ機構の部分拡大断面図である。
【図２２】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の変形例を示す図であり、ロックアップクラッチ機構の内側クラッチプレートの正面図である。
【図２３】本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の変形例を示す図であり、ロックアップクラッチ機構の内側クラッチプレートの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第１実施形態ないし第３実施形態について、図面を用いて説明する。
【００３５】
（第１実施形態）
図１ないし図９は、本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第１実施形態を示す図である。
図１に示すように、第１実施形態の流体伝動装置２０は、自動車などの車両に搭載される自動変速機１０を構成しており、内部に供給された作動流体を媒介としてトルクを伝達するトルクコンバータから構成され、本発明に係るロックアップクラッチ機構を含んで構成されている。
まず、構成を説明する。
【００３６】
自動変速機１０は、車体に装着されたハウジング１１と、エンジン１からの動力が入力される被駆動側の入力軸１２と、ハウジング１１内に収容され入力軸１２から動力が入力される変速機構１３と、流体伝動装置２０とを含んで構成されている。
【００３７】
この自動変速機１０は、入力軸１２に入力された動力のトルクおよび回転速度を変速機構１３により、所定の大きさに自動的に変換して図示しない出力軸に出力するようになっている。この自動変速機１０は、流体伝動装置２０を除き、公知の構成要素で構成されているので、公知の構成については、その説明を省略する。
【００３８】
流体伝動装置２０は、図１ないし図３に示すように、フロントカバー２１と、ポンプインペラ２２と、タービンランナ２３と、タービンハブ２４と、ステータ２５と、ワンウェイクラッチ２６と、ダンパ機構２７と、ロックアップクラッチ機構２８とを含んで構成されている。
【００３９】
フロントカバー２１は、カバー部材３１と、複数の連結部材３２と、支持部材３３とを有している。
カバー部材３１は、側壁部３４と、この側壁部３４の径方向外方側に形成された摩擦係合部３５と、この摩擦係合部３５からロックアップクラッチ機構２８側に突出して形成された筒状部３６とを有している。この側壁部３４、摩擦係合部３５および筒状部３６は一体的に形成されている。
【００４０】
側壁部３４および摩擦係合部３５は、円板状に形成されており、摩擦係合部３５はエンジン１に対向し連結部材３２が取付けられる取付面３７と、ロックアップクラッチ機構２８に対向し摩擦係合する摩擦係合面３８とを有している。
摩擦係合部３５の取付面３７には、溶接などの接合手段により、複数の連結部材３２が円周上で等間隔に接合されている。
【００４１】
連結部材３２は、所定の厚みを有する方形のブロックで形成されており、貫通したねじ孔３２ａを有している。このねじ孔３２ａには、ドライブプレート３をカバー部材３１に締結するためのボルト４が挿通されるようになっている。
【００４２】
ドライブプレート３は、図１に示すように、円板状に形成され、外周部にはエンジン始動時に図示しないセルモーターが噛み合うリングギヤ３ａが設けられており、エンジン１の出力軸としてのクランクシャフト２の端部２ａに、複数のボルト５で固定されている。
ドライブプレート３は、クランクシャフト２と一緒に回転しエンジン１で生ずるトルク変動を抑制しつつ、クランクシャフト２からフロントカバー２１にトルクを伝達するようになっている。
【００４３】
ポンプインペラ２２は、図１、図２に示すように、内壁面からタービンランナ２３側に突出して形成された複数の羽根車２２ａと、径方向内方でハウジング１１に回転自在に支持された中空軸２２ｂとを有しており、フロントカバー２１の筒状部３６に連結されている。ポンプインペラ２２は、フロントカバー２１が回転すると、フロントカバー２１と一体的に軸線Ｃを中心に回転するようになっている。
【００４４】
そして、ポンプインペラ２２が回転すると、ポンプインペラ２２内に供給されている作動油は、羽根車２２ａに押されて回転し、この回転によって発生した遠心力でポンプインペラ２２の外周方向に追いやられるようになっている。
【００４５】
タービンランナ２３は、内壁面からポンプインペラ２２側に突出して形成された複数の羽根車２３ａを有しており、複数のリベット２３ｂにより、ダンパ機構２７とともにタービンハブ２４に固定されている。
【００４６】
このタービンランナ２３の羽根車２３ａに、ポンプインペラ２２の羽根車２２ａにより回転する作動油が衝突し、衝突の衝撃力によりタービンランナ２３が回転するようになっている。この作動油は、タービンランナ２３を回転させた後、羽根車２３ａの局面に沿って流動し、ステータ２５を通ってポンプインペラ２２に戻り、流体伝動装置２０内を循環するようになっている。
【００４７】
タービンハブ２４は、ボス部２４ａと、プレート部２４ｂとを有している。このボス部２４ａは、自動変速機１０の入力軸１２と一体回転するよう、スプライン嵌合により入力軸１２に連結されている。また、プレート部２４ｂは、タービンランナ２３およびダンパ機構２７と連結されている。したがって、タービンランナ２３が回転すると、タービンハブ２４を介して、タービンランナ２３と一緒に入力軸１２が回転するようになっている。
【００４８】
ステータ２５は、羽根車２５ａを有し、ポンプインペラ２２とタービンランナ２３との間で径方向内方側に設けられている。また、ステータ２５は、ワンウェイクラッチ２６を介してハウジング１１に回転可能に支持されている。
【００４９】
ステータ２５は、ポンプインペラ２２の回転を開始したときやポンプインペラ２２およびタービンランナ２３の相対回転差が大きいときに、ポンプインペラ２２の回転を妨げる方向に流れる作動油の流動方向に対して、羽根車２５ａによって作動油の流動方向をポンプインペラ２２の回転を助ける方向に変換するようになっている。
【００５０】
一方、ステータ２５は、タービンランナ２３の回転数が上昇し、ポンプインペラ２２およびタービンランナ２３の相対回転差が小さくなったとき、タービンランナ２３から流出する作動油がポンプインペラ２２の回転を妨げる方向に流れてしまうのを防止している。
すなわち、相対回転差が小さくなったとき、ステータ２５がタービンランナ２３から流出する作動油をポンプインペラ２２の回転を妨げる方向に流してしまうが、ステータ２５に連結されているワンウェイクラッチ２６によって、ステータ２５は一方向の回転のみが許容されることにより、回転を妨げる方向に流れてしまうことが防止されるようになっている。
【００５１】
ダンパ機構２７は、図２、図３に示すように、一対のクッションプレート４１、４２と、このクッションプレート４１、４２に挟持されたセンタープレート４３と、クッションプレート４１、４２とセンタープレート４３との間に介装されたコイルスプリング４４、４５とを備えている。
クッションプレート４２は、リベット２３ｂによってタービンハブ２４およびタービンランナ２３に連結されており、クッションプレート４１は、図１に示すリベット２７ａによってクッションプレート４２に一体的に取り付けられている。
【００５２】
センタープレート４３には、逃げ孔４３ａが形成されており、逃げ孔４３ａにはリベット２７ａが移動可能に挿通されている。したがって、センタープレート４３は、クッションプレート４１、４２の間で、クッションプレート４１、４２と相対回転できるようになっている。
【００５３】
センタープレート４３の円周方向には、円周方向に延在する複数の中空部が等間隔に形成されており、この中空部にコイルスプリング４４、４５が内蔵されている。
センタープレート４３の半径方向の外周部には、スプライン外歯４３ｂが形成されており、このスプライン外歯４３ｂにはロックアップクラッチ機構２８がスプライン嵌合されている。
【００５４】
また、クッションプレート４１、４２の円周方向にはセンタープレート４３の中空部に対向する複数の開口窓が等間隔に形成されており、クッションプレート４１、４２は、センタープレート４３の回転時に開口窓の円周方向一端部または円周方向他端部がコイルスプリング４４、４５に当接することにより、クッションプレート４１、４２およびセンタープレート４３を一体回転させるようになっている。
【００５５】
このダンパ機構２７は、タービンランナ２３が受けるエンジン１のトルク変動を吸収することができ、特に、ロックアップクラッチ機構２８がロックアップ状態となりエンジン１の動力がロックアップクラッチ機構２８を介して直接自動変速機１０に伝達される際のトルク変動が効果的に吸収されるようになっている。
【００５６】
ロックアップクラッチ機構２８は、ロックアップピストン５１と、外側ドラム５２と、内側ドラム５３と、第１外側クラッチプレート５４と、第２外側クラッチプレート５５と、内側クラッチプレート５６と、摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄとからなる摩擦材５７と、ロックアップピストン５１とフロントカバー２１の支持部材３３との間に介装されるオイルシール５８とを有している。
【００５７】
ロックアップピストン５１は、側壁部６１と、この側壁部６１の径方向内方側でフロントカバー２１側に突出して設けられた筒状部６２と、この側壁部６１の径方向外方側に形成された摩擦係合部６３と、この摩擦係合部６３からダンパ機構２７側に突出して形成された環状突出部６４とを有している。
【００５８】
筒状部６２は、貫通孔６２ａを有しており、この貫通孔６２ａにはフロントカバー２１の支持部材３３が挿通されるようになっている。そしてこの支持部材３３の外周面と筒状部６２の内周面との間にオイルシール５８が介装されており、フロントカバー２１に近接および離隔するように入力軸１２の軸線Ｃの方向に摺動することができるようになっている。
【００５９】
摩擦係合部６３は、第２外側クラッチプレート５５に対向する摩擦係合面６３ａを有している。また、環状突出部６４によって、摩擦係合部６３の剛性が高められており、ロックアップクラッチ機構２８が係合した状態にあるときに、摩擦係合部６３の変形が抑制され確実に係合するようになっている。
【００６０】
外側ドラム５２は、両端が開口された円筒からなり、軸線方向のフロントカバー２１に対向する端部の内壁には、スプライン内歯５２ａが形成されており、第１外側クラッチプレート５４および第２外側クラッチプレート５５とスプライン嵌合するようになっている。
また、軸線方向の他端部の内壁には、スプライン内歯５２ｂが形成されており、ダンパ機構２７とスプライン嵌合するようになっている。したがって、外側ドラム５２は、ダンパ機構２７と一緒に回転するとともに、ダンパ機構２７によって支持されている。この外側ドラム５２は、ダンパ機構２７およびこのダンパ機構２７に連結されたタービンハブ２４を介して自動変速機１０の入力軸１２と一体回転するようになっている。
【００６１】
内側ドラム５３は、側壁部６６と、側壁部６６からロックアップピストン５１の方向に突出して一体的に形成された筒状部６７とを有している。この内側ドラム５３は、側壁部６６がカバー部材３１の側壁部３４に溶接などの接合手段により接合されている。
筒状部６７には、スプライン内歯６７ａが形成されており、内側クラッチプレート５６とスプライン嵌合するようになっている。
【００６２】
第１外側クラッチプレート５４は、図３および図４に示すように、金属材料で円板状に形成され、軸線方向の中央部に貫通孔５４ａを有するとともに、外周にスプライン外歯５４ｂを有しており、ロックアップピストン５１とカバー部材３１との間に配置されている。
このスプライン外歯５４ｂで、外側ドラム５２のスプライン内歯５２ａとスプライン嵌合するようになっている。また、第１外側クラッチプレート５４のカバー部材３１側の側面には、摩擦材５７ａが取付けられており、ロックアップピストン５１側の側面には、摩擦材５７ｂが取付けられている。
【００６３】
第２外側クラッチプレート５５も第１外側クラッチプレート５４と同様に、金属材料で円板状に形成されており、第１外側クラッチプレート５４とカバー部材３１との間に配置されている。また、図３に示すように、第２外側クラッチプレート５５の第１外側クラッチプレート５４側の側面には、摩擦材５７ｃが取付けられており、ロックアップピストン５１側の側面には、摩擦材５７ｄが取付けられている。
【００６４】
内側クラッチプレート５６は、図３および図５に示すように、金属材料で円板状に形成され、軸線方向の中央部にスプライン内歯５６ａを有しており、第１外側クラッチプレート５４と第２外側クラッチプレート５５との間に配置され、内側ドラム５３とスプライン嵌合するようになっている。
【００６５】
この内側クラッチプレート５６の軸線方向両面、すなわち、摩擦材５７ｂに対向する第１対向面と摩擦材５７ｃに対向する第２対向面のそれぞれが、摩擦材５７ｂおよび摩擦材５７ｃに対して摩擦係合する摩擦係合面５６ｂを構成している。
この摩擦係合面５６ｂは、図５に示すように１点鎖線で示す円周Ａと円周Ｂとにより囲まれる領域で構成されている。
【００６６】
摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄによって構成される摩擦材５７は、それぞれ、綿、木材などの繊維や合成繊維に無機、有機の摩擦性能向上材やプラスチックを配合、含浸させ硬化させたいわゆるペーパベースからなり、高摩擦係数を有し、面圧、温度、周速に対する高い安定性を有している。
【００６７】
このロックアップクラッチ機構２８においては、ロックアップピストン５１がフロントカバー２１に近接する方向に摺動したとき、摩擦材５７ａ、第１外側クラッチプレート５４、摩擦材５７ｂ、内側クラッチプレート５６、摩擦材５７ｃ、第２外側クラッチプレート５５および摩擦材５７ｄを介してロックアップピストン５１がフロントカバー２１に摩擦係合し係合状態となるよう構成されている。
【００６８】
このロックアップクラッチ機構２８は、フロントカバー２１の１面からなる摩擦係合面３８と、内側クラッチプレート５６の２面からなる摩擦係合面５６ｂと、ロックアップピストン５１の１面からなる摩擦係合面６３ａの４面の摩擦係合面で摩擦係合する、いわゆる４面多板クラッチとなっている。
【００６９】
この流体伝動装置２０においては、ロックアップピストン５１のダンパ機構２７側の側面と、タービンハブ２４の側面と、ポンプインペラ２２の内側の側面とにより、係合側油室２０Ａが画成されており、この係合側油室２０Ａ内に図示しない油圧装置から作動油が供給されるようになっている。また、この係合側油室２０Ａから作動油が排出されるようになっており、係合側油室２０Ａ内の油圧が図示しない電子制御装置により制御されるようになっている。
【００７０】
また、ロックアップピストン５１のフロントカバー２１側の側面と、フロントカバー２１のロックアップピストン５１側の側面とにより、解放側油室２０Ｂが画成されており、この解放側油室２０Ｂ内に図示しない油圧装置から作動油が供給されるようになっている。また、この解放側油室２０Ｂから作動油が排出されるようになっており、解放側油室２０Ｂ内の油圧が図示しない電子制御装置により制御されるようになっている。
【００７１】
したがって、ロックアップピストン５１は、係合側油室２０Ａを画成するとともに、解放側油室２０Ｂを画成しており、第１外側クラッチプレート５４、第２外側クラッチプレート５５および内側クラッチプレート５６は、解放側油室２０Ｂ内に設置されていることになる。
【００７２】
より詳しくは、ロックアップクラッチ機構２８が係合状態にあるときは、摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄがそれぞれ密着しているので、係合側油室２０Ａおよび解放側油室２０Ｂはロックアップピストン５１により区画されるとともに、摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄによって区画されることになる。すなわち、摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄの外周側面が係合側油室２０Ａ内に位置し、摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄの内周側面が解放側油室２０Ｂ内に位置することになる。
【００７３】
また、第１外側クラッチプレート５４および第２外側クラッチプレート５５および内側クラッチプレート５６の摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄの外周側面よりも径方向外方側の部分と、内側クラッチプレート５６の図５に示す円周Ａよりも径方向外方側の部分が、係合側油室２０Ｂ内に位置することになる。そして、第１外側クラッチプレート５４および第２外側クラッチプレート５５および内側クラッチプレート５６の摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄの内周側面よりも径方向内方側の部分と、内側クラッチプレート５６の図５に示す円周Ｂよりも径方向内方側の部分が、解放側油室２０Ｂ内に位置することになる。
【００７４】
この係合側油室２０Ａに作動油が供給され油圧が高まると、ロックアップピストン５１が油圧を受けてフロントカバー２１に向かって移動し、解放側油室２０Ｂから作動油が排出されるようになっている。このとき、ロックアップクラッチ機構２８は、フロントカバー２１とロックアップピストン５１とが摩擦係合することにより係合状態となる。すなわち、ロックアップクラッチ機構２８は、ロックアップ状態となり、エンジン１の動力が直接、自動変速機１０に伝達される。
【００７５】
そして、このロックアップ状態のとき、第１外側クラッチプレート５４、第２外側クラッチプレート５５、内側クラッチプレート５６および摩擦材５７によって、係合側油室２０Ａと解放側油室２０Ｂとが仕切られることになる。この摩擦材５７はシール性能を有しているので、係合側油室２０Ａと解放側油室２０Ｂのそれぞれの油圧が確保されることになる。
【００７６】
他方、解放側油室２０Ｂに作動油が供給され油圧が高まると、ロックアップピストン５１が油圧を受けてフロントカバー２１から離隔する方向に移動し、係合側油室２０Ａから作動油が排出されるようになっている。このとき、ロックアップクラッチ機構２８は、フロントカバー２１とロックアップピストン５１との係合状態から解放される。すなわち、ロックアップクラッチ機構２８は、ロックアップ状態から解放された非ロックアップ状態となる。
【００７７】
次いで、第１実施形態に係る流体伝動装置２０の動作について説明する。
【００７８】
まず、エンジン１が始動すると、エンジン１から出力される動力は、図１に示すクランクシャフト２からドライブプレート３および連結部材３２を経由してフロントカバー２１に伝達され、フロントカバー２１が回転する。そして、ポンプインペラ２２がフロントカバー２１と一緒に回転し、ポンプインペラ２２の羽根車２２ａが回転し、流体伝動装置２０内の作動油が羽根車２２ａに押されて回転する。
【００７９】
このとき、作動油がタービンランナ２３の羽根車２３ａに衝突しその衝撃力でタービンランナ２３を回転させ、羽根車２３ａの曲面に沿って流動し、ステータ２５を通ってポンプインペラ２２に戻り、流体伝動装置２０内を循環し、連続的にタービンランナ２３を回転させる。
【００８０】
このステータ２５によりタービンランナ２３に伝達されるトルクが増幅されることになる。タービンランナ２３が回転すると、タービンハブ２４を経由して、自動変速機１０の入力軸１２にトルクが伝達されることになる。同時に、作動油の流動およびダンパ機構２７により、エンジン１で発生するトルク変動が吸収される。
【００８１】
エンジン１の始動後に、車両がロックアップ車速（ｋｍ／ｈ）に達すると、例えば、車速が６０ｋｍ／ｈに達すると、エンジン１から出力される動力の伝達効率を高め、ひいては燃費を向上させるため、エンジン１のクランクシャフト２と自動変速機１０の入力軸１２とを直結させる制御が行われる。すなわち、ロックアップクラッチ機構２８をロックアップ状態にさせるロックアップ制御が行われる。
【００８２】
図６に示すように、フロントカバー２１とロックアップピストン５１とが非係合状態のとき、すなわち、ロックアップクラッチ機構２８が非ロックアップ状態のときは、黒矢印で示すように、解放側油室２０Ｂに作動油が供給され、係合側油室２０Ａから作動油が排出されるよう油圧が制御される。その結果、解放側油室２０Ｂの油圧が係合側油室２０Ａの油圧よりも高くなり、ロックアップピストン５１が白矢印で示すように、フロントカバー２１から離隔する方向に移動し、ロックアップクラッチ機構２８が非係合状態となる。
このとき、作動油は係合側油室２０Ａと解放側油室２０Ｂとの間を流通することができる。
【００８３】
他方、図７に示すように、ロックアップクラッチ機構２８をロックアップ状態にさせるロックアップ制御が行われると、黒矢印で示すように、係合側油室２０Ａに作動油が供給され、解放側油室２０Ｂから作動油が排出されるよう油圧が制御される。その結果、係合側油室２０Ａの油圧が解放側油室２０Ｂの油圧よりも高くなり、ロックアップピストン５１が白矢印で示すように、フロントカバー２１に近接する方向に移動し、ロックアップクラッチ機構２８が係合状態となる。このとき、作動油は、係合側油室２０Ａと解放側油室２０Ｂとの間の流通が遮断される。
【００８４】
車両がスリップ制御される所定の車速（ｋｍ／ｈ）に達すると、例えば、車速が４０ｋｍ／ｈに達すると、ロックアップクラッチ機構２８が、いわゆる半クラッチ状態になるスリップ制御が電子制御装置により実行される。
【００８５】
このとき、ロックアップクラッチ機構２８が完全に直結するロックアップ状態が回避され、フロントカバー２１の摩擦係合面３８と、内側クラッチプレート５６の摩擦係合面５６ｂと、ロックアップピストン５１の摩擦係合面６３ａの各摩擦係合面で摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄがそれぞれ摩擦係合しながら摺動するスリップ状態となる。このようなスリップ制御により、エンジン１のトルク変動が吸収されるとともに、エンジン１から出力される動力が、自動変速機１０に効率よく伝達される。
【００８６】
ロックアップクラッチ機構２８がスリップ状態にあるとき、図９に示すように、前述の各摩擦係合面で、摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄの摩擦摺動による仕事が摩擦熱に変換され各摩擦係合面の破線Ｈで囲む部分が発熱することになる。このように発生した熱は、フロントカバー２１、第１外側クラッチプレート５４、第２外側クラッチプレート５５、内側クラッチプレート５６、ロックアップピストン５１の各構成要素内では、それぞれが金属材料で形成されているので、熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）が比較的に高く、その伝播が１点鎖線Ｄ１で示すように比較的に急速に行われる。
【００８７】
これに対して、摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄは、ペーパベースで形成されているので、熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）が金属材料と比べ著しく低いので、摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄの内部では、１点鎖線Ｄ２で示すように熱伝播が遅い。
【００８８】
このとき、解放側油室２０Ｂ内に位置する内側クラッチプレート５６の図５に示す円周Ｂよりも径方向内方側の部分が、図８および図９の太線の矢印Ｔで示すように、解放側油室２０Ｂ内の作動油の熱対流によって冷却される。
【００８９】
すなわち、摩擦摺動により発生した熱は、急速に内側クラッチプレート５６の径方向内方側の部分に伝播し、解放側油室２０Ｂ内の内側クラッチプレート５６の近傍の作動油が、加熱される。そして、加熱された部分は熱膨張し密度が小さくなる。その密度が小さくなった作動油の領域に、周囲の低温の作動油が流入して熱の移動が行われる。すなわち、図８に示すように、解放側油室２０Ｂ内で比較的に低温の作動油と、比較的に高温の作動油との間で熱対流が励起され、内側クラッチプレート５６が冷却されることになる。
【００９０】
第１実施形態に係る流体伝動装置２０におけるロックアップクラッチ機構２８は、前述のように構成されているので、以下の効果が得られる。
【００９１】
すなわち、第１実施形態におけるロックアップクラッチ機構２８は、フロントカバー２１と、ポンプインペラ２２と、自動変速機１０の入力軸１２に連結されたタービンランナ２３とを備えた流体伝動装置２０に設けられ、ロックアップピストン５１と、外側ドラム５２と、内側ドラム５３と、第１外側クラッチプレート５４と、第２外側クラッチプレート５５と、内側クラッチプレート５６と、摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄとを備えている。
【００９２】
そして、ロックアップピストン５１がフロントカバー２１に締結されるときに、摩擦材５７ｂ、５７ｃに対向する内側クラッチプレート５６の各対向面が摩擦材５７ｂ、５７ｃに対して摩擦係合する摩擦係合面５６ｂを構成することを特徴としている。
【００９３】
このロックアップピストン５１は、ポンプインペラ２２との間で係合側油室２０Ａを画成するとともに、フロントカバー２１との間で解放側油室２０Ｂを画成し、この解放側油室２０Ｂ内に、第１外側クラッチプレート５４と、第２外側クラッチプレート５５と、内側クラッチプレート５６が設置されている。
【００９４】
その結果、ロックアップクラッチ機構２８が、ロックアップ状態に切り替わる際の、摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄの摩擦により発生する摩擦熱の上昇を効果的に抑制することができる。特に、ロックアップクラッチ機構２８に対してスリップ制御が実行されているときに、摩擦材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄのスリップにより連続的に発生する摩擦熱の上昇を速やかに抑えることができるという効果が得られる。その結果、スリップ制御が実行される車両の運転領域を拡大することができ、エンジン１の動力を効率よく伝達することができ、ひいては燃費をより向上させることができる。
【００９５】
ロックアップクラッチ機構２８においては、内側クラッチプレート５６の各対向面が摩擦材５７ｂ、５７ｃに対して摩擦係合する摩擦係合面５６ｂを構成するようにしたので、内側クラッチプレート５６の摩擦係合面５６ｂに発生する摩擦熱を、熱伝導率の高い内側クラッチプレート５６内を急速に伝達させることができる。
【００９６】
内側クラッチプレート５６内を急速に伝達した摩擦熱は、内側クラッチプレート５６の表面から作動油に伝達され、解放側油室２０Ｂ内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。この熱交換により、摩擦熱を速やかに低下させることができる。すなわち、内側クラッチプレート５６における熱容量（Ｊ／Ｋ）を増大させることができるという効果が得られる。
【００９７】
このように、内側クラッチプレート５６の軸線方向両面に、摩擦材を取付けずに、金属表面を露出させた摩擦係合面とすることで、摩擦熱を摩擦係合面から速やかに作動油に伝達させることができ、優れた冷却性能を得ることができる。
【００９８】
特に、内側クラッチプレート５６の軸線方向両面を前述のような摩擦係合面とする簡単な構成により、熱容量を増大させることができるので、従来のロックアップクラッチ機構と同様に構成することができ、トルク容量を確保することができる。したがって、従来のスペースを増大させることはなく、また生産コストも増大することはない。
その結果、トルク容量の確保と、熱容量の増大の双方を両立させることができるという効果が得られる。
【００９９】
第１実施形態におけるロックアップクラッチ機構２８においては、内側ドラム５３がカバー部材３１の側壁部３４に溶接などの接合手段により接合された場合について説明した。
しかしながら、外側ドラム５２を他の構成要素に支持されるよう構成してもよい。
【０１００】
例えば、図１０に示すように、外側ドラム５２をロックアップピストン５１のフロントカバー２１に対向する側の側壁部６１に溶接などの接合手段により接合するよう構成してよい。この場合にも、内側ドラム５３がカバー部材３１の側壁部３４に溶接などの接合手段により接合された場合と同様の作用および効果が得られる。すなわち、スペースや生産コストを増大させることなく、トルク容量を確保することができ、優れた冷却性能が得られる。
【０１０１】
（第２実施形態）
図１１ないし図１６は、本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第２実施形態を示す図であり、第１実施形態と同一の構成には同一の番号を付して説明を省略する。
まず、構成を説明する。
【０１０２】
図１１ないし図１３に示すように、第２実施形態の流体伝動装置４０は、第１実施形態と同様、自動変速機３０を構成しており、トルクコンバータから構成され本発明に係るロックアップクラッチ機構を含んで構成されている。また、自動変速機３０は、流体伝動装置４０を除き他の構成要素は第１実施形態の自動変速機１０と同様に構成されている。
【０１０３】
第２実施形態の流体伝動装置４０は、フロントカバー７１と、タービンハブ７２と、ロックアップクラッチ機構７３を除き、他の構成要素は第１実施形態の流体伝動装置２０と同様に構成されている。
【０１０４】
フロントカバー７１は、カバー部材７４と、複数の連結部材３２とを有している。
カバー部材７４は、側壁部７５と、この側壁部７５の径方向外方側に形成された摩擦係合部７６と、この摩擦係合部７６からロックアップクラッチ機構７３側に突出して形成された筒状部７７とを有している。この側壁部７５、摩擦係合部７６および筒状部７７は一体的に形成されている。
【０１０５】
側壁部７５および摩擦係合部７６は、円板状に形成されており、摩擦係合部７６はエンジン１に対向し連結部材３２が取付けられる取付面７６ａと、ロックアップクラッチ機構７３に対向し摩擦係合する摩擦係合面７６ｂとを有している。
取付面７６ａには、溶接などの接合手段により、複数の連結部材３２が円周上で等間隔に接合されている。
【０１０６】
タービンハブ７２は、第１実施形態と同様、ボス部７２ａと、プレート部７２ｂとを有している。このボス部７２ａは、自動変速機３０の入力軸１２と一体回転するよう、スプライン嵌合により入力軸１２に連結されている。また、プレート部７２ｂは、タービンランナ２３およびダンパ機構２７と連結されている。
【０１０７】
ロックアップクラッチ機構７３は、ロックアップピストン８１と、外側ドラム８２と、内側ドラム８３と、第１外側クラッチプレート８４と、第２外側クラッチプレート８５と、第１内側クラッチプレート８６と、第２内側クラッチプレート８７と、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅとからなる摩擦材８８とを有している。
【０１０８】
ロックアップピストン８１は、側壁部９１と、この側壁部９１の径方向内方側でダンパ機構２７側に突出して一体的に設けられた筒状部９２と、この側壁部９１の径方向外方側でフロントカバー７１側に突出して設けられた筒状部９３と、摩擦係合部９４とを有している。
【０１０９】
筒状部９２は、軸線方向に貫通する貫通孔９２ａを有しており、この貫通孔９２ａにはタービンハブ７２のボス部７２ａが挿通されている。ロックアップピストン８１は、筒状部９２でフロントカバー７１に近接および離隔するように入力軸１２の軸線Ｃの方向に摺動することができるようになっている。
筒状部９３は、摩擦係合部９４の径方向外方側で円環状に形成されており、内壁には、スプライン内歯９３ａが形成されている。
【０１１０】
外側ドラム８２は、側壁部９５と、この側壁部９５の径方向外方側でダンパ機構２７側に突出して設けられた筒状部９６とを有している。側壁部９５は、ロックアップピストン８１の摩擦係合部９４のダンパ機構２７側の側面に溶接などの接合手段により接合されている。筒状部９６には、その内壁にスプライン内歯９６ａが形成されており、ダンパ機構２７とスプライン嵌合するようになっている。
【０１１１】
内側ドラム８３は、側壁部９７と、側壁部９７からロックアップピストン８１の方向に突出して一体的に形成された筒状部９８とを有している。この内側ドラム８３は、側壁部９７がカバー部材７４の側壁部７５のロックアップピストン８１に対向する側面に溶接などの接合手段により接合されている。
筒状部９８には、スプライン外歯９８ａが形成されており、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７とスプライン嵌合するようになっている。
【０１１２】
第１外側クラッチプレート８４は、第１実施形態と同様、金属材料で円板状に形成され、外周にスプライン外歯を有しており、ロックアップピストン８１とカバー部材７４との間に配置されている。また、第１外側クラッチプレート８４のカバー部材７４側の側面には、摩擦材８８ａが取付けられており、ロックアップピストン８１側の側面には、摩擦材８８ｂが取付けられている。
【０１１３】
第２外側クラッチプレート８５も第１外側クラッチプレート８４と同様に、金属材料で円板状に形成されており、第１外側クラッチプレート８４とロックアップピストン８１との間に配置されている。この第２外側クラッチプレート８５の第１外側クラッチプレート８４側の側面には、摩擦材８８ｃが取付けられており、ロックアップピストン８１側の側面には、摩擦材８８ｄが取付けられている。
【０１１４】
第１内側クラッチプレート８６は、第１実施形態と同様、金属材料で円板状に形成され、軸線方向の中央部にスプライン内歯を有しており、第１外側クラッチプレート８４と第２外側クラッチプレート８５との間に配置され、内側ドラム８３とスプライン嵌合するようになっている。
【０１１５】
この第１内側クラッチプレート８６の軸線方向両面、すなわち、摩擦材８８ｂに対向する対向面と摩擦材８８ｃに対向する対向面のそれぞれが、摩擦材８８ｂおよび摩擦材８８ｃに対して摩擦係合する摩擦係合面８６ｂを構成している。
【０１１６】
第２内側クラッチプレート８７も、第１内側クラッチプレート８６と同様、金属材料で円板状に形成され、軸線方向の中央部にスプライン内歯を有しており、第２外側クラッチプレート８５とロックアップピストン８１との間に配置され、内側ドラム８３とスプライン嵌合するようになっている。この第２内側クラッチプレート８７の軸線方向両面、すなわち、摩擦材８８ｄに対向する対向面と摩擦材８８ｅに対向する対向面のそれぞれが、摩擦材８８ｄおよび摩擦材８８ｅに対して摩擦係合する摩擦係合面８７ｂを構成している。
【０１１７】
摩擦材８８ｅは、ロックアップピストン８１の摩擦係合部９４の第２内側クラッチプレート８７側に取付けられている。
摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅによって構成される摩擦材８８は、第１実施形態と同様、それぞれ、綿、木材などの繊維や合成繊維に無機、有機の摩擦性能向上材やプラスチックを配合、含浸させ硬化させたいわゆるペーパベースからなり、高摩擦係数を有し、面圧、温度、周速に対する高い安定性を有している。
【０１１８】
このロックアップクラッチ機構７３においては、ロックアップピストン８１がフロントカバー７１に近接する方向に摺動したとき、摩擦材８８ａ、第１外側クラッチプレート８４、摩擦材８８ｂ、第１内側クラッチプレート８６、摩擦材８８ｃ、第２外側クラッチプレート８５、摩擦材８８ｄ、第２内側クラッチプレート８７、摩擦材８８ｅを介してロックアップピストン８１がフロントカバー７１に摩擦係合し係合状態となるよう構成されている。
【０１１９】
このロックアップクラッチ機構７３は、フロントカバー７１の１面からなる摩擦係合面７６ｂと、第１内側クラッチプレート８６の２面からなる摩擦係合面８６ｂと、第２内側クラッチプレート８７の２面からなる摩擦係合面８７ｂとの５面の摩擦係合面で摩擦係合する、いわゆる５面多板クラッチとなっている。
【０１２０】
この流体伝動装置４０においては、ロックアップピストン８１のダンパ機構２７側の側面と、タービンハブ７２の側面と、ポンプインペラ２２の内側の側面とにより、係合側油室４０Ａが画成されており、この係合側油室４０Ａ内に図示しない油圧装置から作動油が供給されるようになっている。また、この係合側油室４０Ａから作動油が排出されるようになっており、係合側油室４０Ａ内の油圧が図示しない電子制御装置により制御されるようになっている。
【０１２１】
また、ロックアップピストン８１のフロントカバー７１側の側面と、フロントカバー７１のロックアップピストン８１側の側面とにより、解放側油室４０Ｂが画成されており、この解放側油室４０Ｂ内に図示しない油圧装置から作動油が供給されるようになっている。また、この解放側油室４０Ｂから作動油が排出されるようになっており、解放側油室４０Ｂ内の油圧が図示しない電子制御装置により制御されるようになっている。
【０１２２】
したがって、ロックアップピストン８１は、係合側油室４０Ａを画成するとともに、解放側油室４０Ｂを画成しており、第１外側クラッチプレート８４、第２外側クラッチプレート８５、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７は、解放側油室４０Ｂ内に設置されていることになる。
【０１２３】
第１実施形態と同様に、ロックアップクラッチ機構７３が係合状態にあるときは、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅがそれぞれ密着しているので、係合側油室４０Ａおよび解放側油室４０Ｂはロックアップピストン８１により区画されるとともに、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅによって区画されることになる。すなわち、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅの外周側面が係合側油室４０Ａ内に位置し、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅの内周側面が解放側油室４０Ｂ内に位置することになる。
【０１２４】
また、第１外側クラッチプレート８４、第２外側クラッチプレート８５、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅの外周側面よりも径方向外方側の部分が、係合側油室４０Ａ内に位置することになる。
【０１２５】
そして、第１外側クラッチプレート８４、第２外側クラッチプレート８５、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅの外周側面よりも径方向内方側の部分が、解放側油室４０Ｂ内に位置することになる。
【０１２６】
この係合側油室４０Ａに作動油が供給され油圧が高まると、ロックアップピストン８１が油圧を受けてフロントカバー７１に向かって移動し、解放側油室４０Ｂから作動油が排出されるようになっている。このとき、ロックアップクラッチ機構７３は、フロントカバー７１とロックアップピストン８１とが摩擦係合することにより係合状態となる。すなわち、ロックアップクラッチ機構７３は、ロックアップ状態となり、エンジン１の動力が直接、自動変速機３０に伝達される。
【０１２７】
そして、このロックアップ状態のとき、第１外側クラッチプレート８４、第２外側クラッチプレート８５、第１内側クラッチプレート８６、第２内側クラッチプレート８７および摩擦材８８によって、係合側油室４０Ａと解放側油室４０Ｂとが仕切られることになる。この摩擦材８８はシール性能を有しているので、係合側油室４０Ａと解放側油室４０Ｂのそれぞれの油圧が確保されることになる。
【０１２８】
他方、解放側油室４０Ｂに作動油が供給され油圧が高まると、ロックアップピストン８１が油圧を受けてフロントカバー７１から離隔する方向に移動し、係合側油室４０Ａから作動油が排出されるようになっている。このとき、ロックアップクラッチ機構７３は、フロントカバー７１とロックアップピストン８１との係合状態から解放され、非ロックアップ状態となる。
【０１２９】
次いで、第２実施形態に係る流体伝動装置４０の動作について説明する。
【０１３０】
まず、エンジン１が始動すると、第１実施形態と同様に、エンジン１から出力される動力は、図１１に示すクランクシャフト２からドライブプレート３および連結部材３２を経由してフロントカバー７１に伝達され、フロントカバー７１が回転する。そして、ポンプインペラ２２がフロントカバー７１と一緒に回転し、ポンプインペラ２２の羽根車２２ａが回転し、流体伝動装置４０内の作動油が羽根車２２ａに押されて回転する。
【０１３１】
このとき、作動油がタービンランナ２３の羽根車２３ａに衝突しその衝撃力でタービンランナ２３を回転させ、羽根車２３ａの曲面に沿って流動し、ステータ２５を通ってポンプインペラ２２に戻り、流体伝動装置４０内を循環し、連続的にタービンランナ２３を回転させる。
【０１３２】
このステータ２５によりタービンランナ２３に伝達されるトルクが増幅されることになる。タービンランナ２３が回転すると、タービンハブ７２を経由して、自動変速機３０の入力軸１２にトルクが伝達されることになる。同時に、作動油の流動およびダンパ機構２７により、エンジン１で発生するトルク変動が吸収される。
【０１３３】
第１実施形態と同様に、車両がロックアップ車速（ｋｍ／ｈ）に達すると、エンジン１のクランクシャフト２と自動変速機３０の入力軸１２とを直結させるロックアップ制御が行われる。
【０１３４】
図１４に示すように、ロックアップクラッチ機構７３が非ロックアップ状態のときは、黒矢印で示すように、解放側油室４０Ｂに作動油が供給され、係合側油室４０Ａから作動油が排出されるよう油圧が制御される。その結果、解放側油室４０Ｂの油圧が係合側油室４０Ａの油圧よりも高くなり、ロックアップピストン８１が白矢印で示すように、フロントカバー７１から離隔する方向に移動し、ロックアップクラッチ機構７３が非係合状態となる。このとき、作動油は係合側油室４０Ａと解放側油室４０Ｂとの間を流通することができる。
【０１３５】
他方、図１５に示すように、ロックアップ制御が行われると、黒矢印で示すように、係合側油室４０Ａに作動油が供給され、解放側油室４０Ｂから作動油が排出されるよう油圧が制御される。その結果、係合側油室４０Ａの油圧が解放側油室４０Ｂの油圧よりも高くなり、ロックアップピストン８１が白矢印で示すように、フロントカバー７１に近接する方向に移動し、ロックアップクラッチ機構７３が係合状態となる。このとき、作動油は、係合側油室４０Ａと解放側油室４０Ｂとの間の流通が遮断される。
【０１３６】
第１実施形態と同様に、車両がスリップ制御される所定の車速（ｋｍ／ｈ）に達すると、スリップ制御が電子制御装置により実行される。このとき、フロントカバー７１の摩擦係合面７６ｂと、第１内側クラッチプレート８６の摩擦係合面８６ｂと、第２内側クラッチプレート８７の摩擦係合面８７ｂの各摩擦係合面で摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅがそれぞれ摩擦係合しながら摺動するスリップ状態となる。このようなスリップ制御により、エンジン１のトルク変動が吸収されるとともに、エンジン１から出力される動力が、自動変速機３０に効率よく伝達される。
【０１３７】
ロックアップクラッチ機構７３がスリップ状態にあるとき、第１実施形態と同様に、前述の各摩擦係合面で、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅの摩擦摺動による仕事が摩擦熱に変換され、各摩擦係合面で発熱することになる。この摩擦熱は、第１実施形態と同様に、金属材料で形成されているフロントカバー７１、第１外側クラッチプレート８４、第２外側クラッチプレート８５、第１内側クラッチプレート８６、第２内側クラッチプレート８７の各構成要素は、熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）が比較的に高く、その伝播が比較的に急速に行われる。
【０１３８】
これに対して、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅは、熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）が金属材料と比べ著しく低いので、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅの内部では、熱伝播が遅い。このとき、図１６に示すように、解放側油室４０Ｂ内に位置する第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の径方向内方側の部分が、解放側油室４０Ｂ内の作動油の熱対流によって冷却される。
【０１３９】
すなわち、摩擦摺動により発生した熱は、急速に第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の径方向内方側の部分に伝播し、解放側油室４０Ｂ内の第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の近傍の作動油が、加熱される。そして、加熱された部分は熱膨張し密度が小さくなる。その密度が小さくなった作動油の領域に、周囲の低温の作動油が流入して熱の移動が行われる。すなわち、解放側油室４０Ｂ内で比較的に低温の作動油と、比較的に高温の作動油との間で熱対流が励起され、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７が冷却されることになる。
【０１４０】
第２実施形態に係る流体伝動装置４０におけるロックアップクラッチ機構７３は、前述のように構成されているので、以下の効果が得られる。
【０１４１】
すなわち、第２実施形態におけるロックアップクラッチ機構７３は、フロントカバー７１と、ポンプインペラ２２と、自動変速機３０の入力軸１２に連結されたタービンランナ２３とを備えた流体伝動装置４０に設けられ、ロックアップピストン８１と、外側ドラム８２と、内側ドラム８３と、第１外側クラッチプレート８４と、第２外側クラッチプレート８５と、第１内側クラッチプレート８６と、第２内側クラッチプレート８７と、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅとを備えている。
【０１４２】
そして、ロックアップピストン８１がフロントカバー７１に締結されるときに、摩擦材８８ｂ、８８ｃに対向する第１内側クラッチプレート８６の各対向面が摩擦材８８ｂ、８８ｃに対して摩擦係合する摩擦係合面８６ｂを構成するとともに、摩擦材８８ｄ、８８ｅに対向する第２内側クラッチプレート８７の各対向面が摩擦材８８ｂ、８８ｃに対して摩擦係合する摩擦係合面８７ｂを構成することを特徴としている。
【０１４３】
このロックアップピストン８１は、ポンプインペラ２２との間で係合側油室４０Ａを画成するとともに、フロントカバー７１との間で解放側油室４０Ｂを画成し、この解放側油室４０Ｂ内に、第１外側クラッチプレート８４と、第２外側クラッチプレート８５と、第１内側クラッチプレート８６と、第２内側クラッチプレート８７が設置されている。
【０１４４】
その結果、ロックアップクラッチ機構７３が、ロックアップ状態に切り替わる際の、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅの摩擦により発生する摩擦熱の上昇を効果的に抑制することができる。特に、ロックアップクラッチ機構７３に対してスリップ制御が実行されているときに、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅのスリップにより連続的に発生する摩擦熱の上昇を速やかに抑えることができるという効果が得られる。その結果、スリップ制御が実行される車両の運転領域を拡大することができ、エンジン１の動力を効率よく伝達することができ、ひいては燃費をより向上させることができる。
【０１４５】
ロックアップクラッチ機構７３においては、摩擦材８８ｂ、８８ｃに対向する第１内側クラッチプレート８６の各対向面が摩擦材８８ｂ、８８ｃに対して摩擦係合する摩擦係合面８６ｂを構成するとともに、摩擦材８８ｄ、８８ｅに対向する第２内側クラッチプレート８７の各対向面が摩擦材８８ｂ、８８ｃに対して摩擦係合する摩擦係合面８７ｂを構成するようにしたので、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の摩擦係合面８６ｂ、８７ｂに発生する摩擦熱を、熱伝導率の高い第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７内を急速に伝達させることができる。
【０１４６】
第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７内を急速に伝達した摩擦熱は、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の各表面から作動油に伝達され、解放側油室４０Ｂ内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。この熱交換により、摩擦熱を速やかに低下させることができる。すなわち、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７における熱容量（Ｊ／Ｋ）を増大させることができるという効果が得られる。
【０１４７】
このように、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の軸線方向両面に、摩擦材を取付けずに、金属表面を露出させた摩擦係合面とすることで、摩擦熱を摩擦係合面から速やかに作動油に伝達させることができ、優れた冷却性能を得ることができる。
【０１４８】
特に、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の軸線方向両面を前述のような摩擦係合面とする簡単な構成により、熱容量を増大させることができるので、従来のロックアップクラッチ機構と同様に構成することができ、トルク容量を確保することができる。したがって、従来のスペースを増大させることはなく、また生産コストも増大することはない。
その結果、トルク容量の確保と、熱容量の増大の双方を両立させることができるという効果が得られる。
【０１４９】
第２実施形態におけるロックアップクラッチ機構７３においては、第２内側クラッチプレート８７の軸線方向両面を金属材料が露出した摩擦係合面８７ｂとし、摩擦材８８ｅをロックアップピストン８１の摩擦係合部９４の第２内側クラッチプレート８７に対向する側に取付けた場合について説明した。
しかしながら、第２内側クラッチプレート８７の軸線方向片面を摩擦係合面８７ｂとするよう構成してもよい。すなわち、図１７に示すように、第２内側クラッチプレート８７の第２外側クラッチプレート８５に対向する対向面を金属材料が露出した摩擦係合面８７ｂとし、ロックアップピストン８１の摩擦係合部９４に対向する対向面に摩擦材８８ｅを取付けるよう構成してよい。
【０１５０】
この場合にも、第２内側クラッチプレート８７の軸線方向両面を金属材料が露出した摩擦係合面８７ｂとした場合と同様の作用および効果が得られる。すなわち、スペースや生産コストを増大させることなく、トルク容量を確保することができ、優れた冷却性能が得られる。
【０１５１】
（第３実施形態）
図１８ないし図２１は、本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第３実施形態を示す図であり、第２実施形態と同一の構成には同一の番号を付して説明を省略する。
まず、構成を説明する。
【０１５２】
図１８ないし図２０に示すように、第３実施形態の流体伝動装置６０は、第２実施形態と同様、自動変速機５０を構成しており、トルクコンバータから構成され本発明に係るロックアップクラッチ機構を含んで構成されている。また、自動変速機５０は、流体伝動装置６０を除き他の構成要素は第２実施形態の自動変速機３０と同様に構成されている。
【０１５３】
第３実施形態の流体伝動装置６０は、ロックアップクラッチ機構１０１を除き、他の構成要素は第２実施形態の流体伝動装置４０と同様に構成されている。
【０１５４】
ロックアップクラッチ機構１０１は、ロックアップピストン１０２と、外側ドラム１０３と、内側ドラム１０４と、第１外側クラッチプレート８４と、第２外側クラッチプレート８５と、第１内側クラッチプレート８６と、第２内側クラッチプレート８７と、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅとからなる摩擦材８８とを有している。
【０１５５】
ロックアップピストン１０２は、側壁部１０５と、この側壁部１０５の径方向内方側でダンパ機構２７側に突出して一体的に設けられた筒状部１０６と、この側壁部１０５の径方向外方側でフロントカバー７１側に突出して設けられた筒状部１０７と、摩擦係合部１０８とを有している。
【０１５６】
筒状部１０６は、軸線方向に貫通する貫通孔１０６ａを有しており、この貫通孔１０６ａにはタービンハブ７２のボス部７２ａが挿通されている。ロックアップピストン１０２は、筒状部１０６でフロントカバー７１に近接および離隔するように入力軸１２の軸線Ｃの方向に摺動することができるようになっている。
【０１５７】
筒状部１０７は、摩擦係合部１０８の径方向外方側で円環状に形成されており、内壁には、スプライン内歯１０７ａが形成されている。
外側ドラム１０３は、両端が開口された円筒状に形成されており、ロックアップピストン８１側の内壁にはスプライン内歯１０３ａが形成されている。
外側ドラム１０３のフロントカバー７１側の端部は、フロントカバー７１の摩擦係合部７６の径方向外方側の側面に溶接などの接合手段により接合されており、第１外側クラッチプレート８４および第２外側クラッチプレート８５とスプライン嵌合するようになっている。
【０１５８】
内側ドラム１０４は、側壁部１１１と、側壁部１１１からフロントカバー７１の方向に突出して一体的に形成された筒状部１１２とを有している。この内側ドラム１０４は、側壁部１１１がロックアップピストン８１のカバー部材７４に対向する側面に溶接などの接合手段により接合されている。
筒状部１１２には、スプライン外歯１１２ａが形成されており、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７とスプライン嵌合するようになっている。
【０１５９】
このロックアップクラッチ機構１０１においては、ロックアップピストン８１がフロントカバー７１に近接する方向に摺動したとき、摩擦材８８ａ、第１内側クラッチプレート８６、摩擦材８８ｂ、第１外側クラッチプレート８４、摩擦材８８ｃ、第２内側クラッチプレート８７、摩擦材８８ｄ、第２外側クラッチプレート８５、摩擦材８８ｅを介してロックアップピストン８１がフロントカバー７１に摩擦係合し係合状態となるよう構成されている。このロックアップクラッチ機構１０１においては、摩擦材８８ａは、第１内側クラッチプレート８６のフロントカバー７１に対向する側面に取付けられている。
【０１６０】
次いで、第３実施形態に係る流体伝動装置６０の動作について説明する。
【０１６１】
まず、エンジン１が始動すると、第２実施形態と同様に、エンジン１から出力される動力は、自動変速機５０の入力軸１２にトルクが伝達されるとともに、作動油の流動およびダンパ機構２７により、エンジン１で発生するトルク変動が吸収される。
第２実施形態と同様に、車両がロックアップ車速（ｋｍ／ｈ）に達すると、エンジン１のクランクシャフト２と自動変速機３０の入力軸１２とを直結させるロックアップ制御が行われる。
【０１６２】
第２実施形態と同様に、車両がスリップ制御される所定の車速（ｋｍ／ｈ）に達すると、スリップ制御が電子制御装置により実行される。このとき、図２１に示すように、解放側油室６０Ｂ内に位置する第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の径方向内方側の部分が、解放側油室６０Ｂ内の作動油の熱対流によって冷却される。
【０１６３】
すなわち、摩擦摺動により発生した熱は、第２実施形態と同様、急速に第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の径方向内方側の部分に伝播し、解放側油室６０Ｂ内の第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の近傍の作動油が、加熱される。そして、加熱された部分は熱膨張し密度が小さくなる。その密度が小さくなった作動油の領域に、周囲の低温の作動油が流入して熱の移動が行われる。すなわち、解放側油室６０Ｂ内で比較的に低温の作動油と、比較的に高温の作動油との間で熱対流が励起され、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７が冷却されることになる。
【０１６４】
第２実施形態に係る流体伝動装置６０におけるロックアップクラッチ機構１０１は、前述のように構成されているので、以下の効果が得られる。
【０１６５】
すなわち、第２実施形態におけるロックアップクラッチ機構１０１は、フロントカバー７１と、ポンプインペラ２２と、自動変速機５０の入力軸１２に連結されたタービンランナ２３とを備えた流体伝動装置６０に設けられ、ロックアップピストン１０２と、外側ドラム１０３と、内側ドラム１０４と、第１外側クラッチプレート８４と、第２外側クラッチプレート８５と、第１内側クラッチプレート８６と、第２内側クラッチプレート８７と、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅとを備えている。
【０１６６】
そして、ロックアップピストン１０２がフロントカバー７１に締結されるときに、摩擦材８８ｂに対向する第１内側クラッチプレート８６の対向面が摩擦材８８ｂに対して摩擦係合する摩擦係合面８６ｂを構成するとともに、摩擦材８８ｃ、８８ｄに対向する第２内側クラッチプレート８７の各対向面が摩擦材８８ｃ、８８ｄに対して摩擦係合する摩擦係合面８７ｂを構成することを特徴としている。
【０１６７】
このロックアップピストン８１は、ポンプインペラ２２との間で係合側油室６０Ａを画成するとともに、フロントカバー７１との間で解放側油室６０Ｂを画成し、この解放側油室６０Ｂ内に、第１外側クラッチプレート８４と、第２外側クラッチプレート８５と、第１内側クラッチプレート８６と、第２内側クラッチプレート８７が設置されている。
【０１６８】
その結果、ロックアップクラッチ機構１０１が、ロックアップ状態に切り替わる際の、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅの摩擦により発生する摩擦熱の上昇を効果的に抑制することができる。特に、ロックアップクラッチ機構１０１に対してスリップ制御が実行されているときに、摩擦材８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅのスリップにより連続的に発生する摩擦熱の上昇を速やかに抑えることができるという効果が得られる。その結果、スリップ制御が実行される車両の運転領域を拡大することができ、エンジン１の動力を効率よく伝達することができ、ひいては燃費をより向上させることができる。
【０１６９】
ロックアップクラッチ機構１０１においては、第１内側クラッチプレート８６の対向面が摩擦係合面８６ｂを構成するとともに、第２内側クラッチプレート８７の対向面が摩擦材８８ｃ、８８ｄに対して摩擦係合する摩擦係合面８７ｂを構成するようにしたので、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の摩擦係合面８６ｂ、８７ｂに発生する摩擦熱を、熱伝導率の高い第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７内を急速に伝達させることができる。
【０１７０】
第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７内を急速に伝達した摩擦熱は、第２実施形態と同様、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の各表面から作動油に伝達され、解放側油室６０Ｂ内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。この熱交換により、摩擦熱を速やかに低下させることができる。すなわち、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７における熱容量（Ｊ／Ｋ）を増大させることができるという効果が得られる。
【０１７１】
このように、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の軸線方向両面に、摩擦材を取付けずに、金属表面を露出させた摩擦係合面とすることで、摩擦熱を摩擦係合面から速やかに作動油に伝達させることができ、優れた冷却性能を得ることができる。特に、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の軸線方向両面を前述のような摩擦係合面とする簡単な構成により、熱容量を増大させることができるので、従来のロックアップクラッチ機構と同様に構成することができ、トルク容量を確保することができる。したがって、従来のスペースを増大させることはなく、また生産コストも増大することはない。
その結果、トルク容量の確保と、熱容量の増大の双方を両立させることができるという効果が得られる。
【０１７２】
第２ないし第３実施形態におけるロックアップクラッチ機構７３、１０１においては、いわゆる５面多板クラッチで構成される場合について説明した。
しかしながら、本発明に係るロックアップクラッチ機構においては、５面多板クラッチ以外の多板クラッチで構成するようにしてもよい。例えば、ロックアップクラッチ機構を６面以上の多板クラッチで構成するようにしてもよい。
【０１７３】
第１ないし第３実施形態におけるロックアップクラッチ機構２８、７３、１０１においては、内側クラッチプレート５６、第１内側クラッチプレート８６および第２内側クラッチプレート８７の各側面が平坦な円板で構成された場合について説明した。
しかしながら、本発明に係るロックアップクラッチ機構の内側クラッチプレートを平坦な円板以外の構造で構成するようにしてもよい。
【０１７４】
例えば、図２２に示すように、内側クラッチプレート１２１の円周Ａおよび円周Ｂで示される摩擦係合面１２１ａと、径方向内方に形成されたスプライン内歯１２１ｂとの間に軸線方向に貫通する作動油流通孔１２１ｃを設けるようにしてもよい。
この場合、作動油流通孔１２１ｃは、円周Ｃ上に等間隔に、１２個設けられる。
【０１７５】
この構成により、内側クラッチプレート１２１で発生した摩擦熱は、急速に作動油流通孔１２１ｃの近傍に伝達され、内側クラッチプレート１２１の作動油流通孔１２１ｃを含む各表面から作動油に伝達され、解放側油室内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。内側クラッチプレート１２１に作動油流通孔１２１ｃが設けられているので、解放側油室内の作動油を作動油流通孔１２１ｃ内で流通させることができる。
その結果、低温の作動油と高温の作動油との熱交換がより確実に促進され、摩擦熱を速やかに低下させることができる。すなわち、内側クラッチプレート１２１における熱容量（Ｊ／Ｋ）をさらに増大させることができるという効果が得られる。
【０１７６】
また、図２３に示すように、前述の内側クラッチプレート１２１の円周Ｂで示される摩擦係合面１２１ａと、径方向内方に形成されたスプライン内歯１２１ｂとの間に相当する部分に、その側面から円環状に突出して形成した冷却フィン１３１ａを有する内側クラッチプレート１３１で、本発明に係るロックアップクラッチ機構を構成するようにしてもよい。この場合、冷却フィン１３１ａよりも径方向内方にスプライン内歯１３１ｂが設けられ、本発明における内側ドラムとスプライン嵌合するよう構成される。
【０１７７】
この構成により、内側クラッチプレート１３１で発生した摩擦熱は、急速に冷却フィン１３１ａに伝達され、内側クラッチプレート１３１の冷却フィン１３１ａを含む各表面から作動油に伝達され、解放側油室内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。内側クラッチプレート１３１に冷却フィン１３１ａが設けられているので、内側クラッチプレート１３１の表面積を著しく増大させることができる。
その結果、低温の作動油と高温の作動油との熱交換がより確実に促進され、摩擦熱を速やかに低下させることができる。すなわち、内側クラッチプレート１３１における熱容量（Ｊ／Ｋ）をさらに増大させることができるという効果が得られる。
【０１７８】
以上のように、本発明に係るロックアップクラッチ機構は、スペースや生産コストを増大させることなく、トルク容量を確保することができ、優れた冷却性能を有するロックアップクラッチ機構を提供することができ、ロックアップクラッチ機構全般に有用である。
【符号の説明】
【０１７９】
１  エンジン（駆動源）
２  クランクシャフト（駆動源の出力軸）
１０、３０、５０  自動変速機
１２  入力軸（被駆動側の入力軸）
２０、４０、６０  流体伝動装置
２０Ａ、４０Ａ、６０Ａ  係合側油室
２０Ｂ、４０Ｂ、６０Ｂ  解放側油室
２１、７１  フロントカバー
２２  ポンプインペラ
２３  タービンランナ
２７  ダンパ機構
２８、７３、１０１  ロックアップクラッチ機構
３８、５６ｂ、６３ａ、７６ｂ、８６ｂ、８７ｂ、１２１ａ  摩擦係合面
５１、８１、１０２  ロックアップピストン
５２、８２、１０３  外側ドラム
５３、８３、１０４  内側ドラム
５４、８４  第１外側クラッチプレート（外側クラッチプレート）
５５、８５  第２外側クラッチプレート（外側クラッチプレート）
５６、１２１、１３１  内側クラッチプレート
５７、５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄ、８８、８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅ  摩擦材
８６  第１内側クラッチプレート（内側クラッチプレート）
８７  第２内側クラッチプレート（内側クラッチプレート）
１２１ｃ  作動油流通孔（放熱手段）
１３１ａ  冷却フィン（放熱手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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