(57)【要約】【課題】フロントカバーとインペラとの間にクラッチを設けたトルクコンバータにおいて、軸方向寸法の拡大を抑え、かつ構成を簡単にする。【解決手段】このトルクコンバータは、フロントカバー２と、ハウジング３と、トルクコンバータ本体４と、ロックアップクラッチ５と、インペラクラッチ６と、を備えている。ハウジング３は、外周部がフロントカバー２の外周部に連結されている。トルクコンバータ本体４は、インペラ７を有し、フロントカバー２及びハウジング３によって囲まれた空間に配置されている。インペラクラッチ６は、ハウジング３とインペラ７との間に配置され、トルクの伝達及び遮断を行う。また、インペラクラッチ６は、インペラ７の外周側に固定されたプレート５６と、ハウジング３とプレート５６との間に設けられた摩擦フェーシング５７と、を有している。【選択図】図１
2011089577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからトルクが入力されるフロントカバーと、
前記フロントカバーに対向して配置されるとともに、外周部が前記フロントカバーの外周部に連結されたハウジングと、
インペラ、タービン及びステータを有し、前記フロントカバー及び前記ハウジングによって囲まれた空間に配置されたトルクコンバータ本体と、
前記フロントカバーから前記タービンへトルクを直接伝達するためのロックアップクラッチと、
前記ハウジングと前記インペラとの間に配置され、トルクの伝達及び遮断を行うインペラクラッチと、
を備え、
前記インペラクラッチは、
前記インペラの外周側に固定されたプレートと、
前記ハウジングと前記プレートとの間に設けられたクラッチ部と、
を有している、トルクコンバータ。
【請求項２】
前記クラッチ部は、前記ハウジング及び前記プレートのいずれか一方に設けられた摩擦材を有する、請求項１に記載のトルクコンバータ。
【請求項３】
前記クラッチ部は、
前記ハウジングに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に設けられた第１クラッチプレートと、
前記プレートに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に設けられ、前記第１クラッチプレートと互いに圧接する第２クラッチプレートと、
を有する、請求項１に記載のトルクコンバータ。
【請求項４】
前記ロックアップクラッチは摩擦材を有し、
前記ロックアップクラッチの摩擦材と前記インペラクラッチの摩擦材は同じサイズである、
請求項２に記載のトルクコンバータ。
【請求項５】
前記インペラクラッチは、前記インペラと前記ハウジングとの間の室の油圧が制御されることにより、前記ハウジングと前記プレートが固定されたインペラとの間のトルクの伝達及び遮断を行う、請求項１から４のいずれか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、トルクコンバータ、特に、入力側の部材とインペラとの間にクラッチ部を有するトルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクコンバータは、内部の作動流体を介してエンジンからのトルクをトランスミッション側へ伝達する装置であり、主に、フロントカバーと、インペラと、タービンと、ステータとから構成される。フロントカバーは、エンジンからのトルクが入力される環状の部材である。インペラ及びタービンは互いに対向して配置されており、またこれらの内周部の間には、タービンからインペラに向かう作動流体の流れを整流するためのステータが配置されている。ここでは、フロントカバーからインペラに入力されたトルクは、作動流体を介してインペラからタービンに伝達され、このタービンからトランスミッション側に出力される。
【０００３】
また、トルクコンバータは、トルクの伝達効率を向上させるためにロックアップクラッチを備えている。ロックアップクラッチは、タービンとフロントカバーとの間の空間に配置されており、トルクコンバータの機能を必要としない領域において、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フロントカバーからタービンにトルクを直接伝達する。
【０００４】
さらに、特許文献１に示されるように、フロントカバーとともにトルクコンバータ本体を囲むようにハウジングを設け、このハウジングとインペラとの間にクラッチを設けたトルクコンバータが提供されている。このトルクコンバータでは、例えば、シフト操作をドライブレンジにした状態で車両を停止させているときに、クラッチをオフすることによってエンジンの負荷を軽くすることができ、省燃費化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０１３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示されたトルクコンバータでは、インペラとハウジングとの間の室にピストンが設けられ、このピストンとハウジングとの間に複数のクラッチプレートが設けられている。ピストンは、その内周部がインペラハブに形成されたスプラインに係合しており、インペラに対して相対回転不能でかつ軸方向移動自在となっている。
【０００７】
しかし、特許文献１に示された構成では、軸方向寸法が拡大してしまう。具体的には、インペラの背面とハウジングとの間に軸方向に移動するピストンを配置しなければならないために、ハウジングがトランスミッション側に張り出して設けられている。また、インペラとトランスミッションとの間には、一般的にポンプケースが配置されるので、さらに軸方向寸法が拡大されることになる。
【０００８】
また、特許文献１の構成では、インペラハブやピストンの内周部にシール部材を設ける必要があり、構造が複雑になる。
【０００９】
本発明の課題は、入力側部材とインペラとの間にクラッチを設けたトルクコンバータにおいて、軸方向寸法の拡大を抑えることができ、かつシール部材の個数を少なくすることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係るトルクコンバータは、エンジンからトルクが入力されるフロントカバーと、ハウジングと、トルクコンバータ本体と、ロックアップクラッチと、インペラクラッチと、を備えている。ハウジングは、フロントカバーに対向して配置されるとともに、外周部がフロントカバーの外周部に連結されている。トルクコンバータ本体は、インペラ、タービン及びステータを有し、フロントカバー及びハウジングによって囲まれた空間に配置されている。ロックアップクラッチはフロントカバーからタービンへトルクを直接伝達する。インペラクラッチは、ハウジングとインペラとの間に配置され、トルクの伝達及び遮断を行う。また、インペラクラッチは、インペラの外周側に固定されたプレートと、ハウジングとプレートとの間に設けられたクラッチ部と、を有している。
【００１１】
このトルクコンバータでは、インペラクラッチがオンの状態では、エンジンからのトルクはフロントカバーからトルクコンバータ本体に入力され、タービンから出力される。また、インペラクラッチがオフの場合は、フロントカバーからのトルクはハウジングに伝達されるが、トルクコンバータ本体には伝達されない。
【００１２】
また、ロックアップクラッチがオンの場合は、フロントカバーからのトルクはロックアップクラッチを介してタービンに直接伝達される。
【００１３】
ここでは、インペラクラッチは、インペラの外周側に固定されたプレートとクラッチ部とから構成されている。通常、インペラの外周側は、中央部に比較してトランスミッションと離れており、スペースが存在している。したがって、このスペースを利用してプレートを固定し、インペラクラッチを構成している。このため、従来の構成に比較して軸方向寸法の拡大を抑えることができる。また、プレートはインペラに固定されており、インペラがピストンとして機能している。したがって、ピストンのためのシール部材を設ける必要がなく、構成が簡単になる。
【００１４】
請求項２に係るトルクコンバータは、請求項１のトルクコンバータにおいて、クラッチ部は、ハウジング及びプレートのいずれか一方に設けられた摩擦材を有する。
【００１５】
ここでは、プレートとハウジングとの間に摩擦材を設けられ、この摩擦材を圧接することによってインペラクラッチがオン（トルク伝達）となる。
【００１６】
請求項３に係るトルクコンバータは、請求項１のトルクコンバータにおいて、クラッチ部は、第１及び第２クラッチプレートを有する。第１クラッチプレートはハウジングに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に設けられている。第２クラッチプレートは、プレートに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に設けられ、第１クラッチプレートと互いに圧接する。
【００１７】
ここでは、複数の摩擦面を形成できるので、インペラクラッチのトルク伝達容量を大きくすることができる。
【００１８】
請求項４に係るトルクコンバータは、請求項２のトルクコンバータにおいて、ロックアップクラッチは摩擦材を有し、ロックアップクラッチの摩擦材とインペラクラッチの摩擦材は同じサイズである。この場合は、摩擦材の共用化を図ることができる。
【００１９】
請求項５に係るトルクコンバータは、請求項１から４のいずれかのトルクコンバータにおいて、インペラクラッチは、インペラとハウジングとの間の室の油圧が制御されることにより、ハウジングとインペラとの間のトルクの伝達及び遮断を行う。
【発明の効果】
【００２０】
以上のような本発明では、インペラクラッチを有するトルクコンバータにおいて、軸方向寸法の拡大を抑えることができるとともに、構成を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態によるトルクコンバータの断面部分図。
【図２】本発明の他の実施形態によるインペラクラッチの断面構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［全体構成］
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の縦断面概略図である。図１のＯ−Ｏは、トルクコンバータ１の回転中心線を示す。
【００２３】
トルクコンバータ１は、主に、フロントカバー２と、ハウジング３と、トルクコンバータ本体４と、ロックアップクラッチ５と、インペラクラッチ６と、から構成されている。トルクコンバータ本体４は、インペラ７、タービン８及びステータ９を有している。
【００２４】
［フロントカバー］
フロントカバー２は、図示しないエンジン側（図1の左方）の構成部品に装着可能となっており、エンジンからトルクが入力される。フロントカバー２は、エンジン側に位置する円板部１０と、円板部１０の外周部からトランスミッション側（図１の右方）に延びる筒状部１１と、を有している。
【００２５】
［ハウジング］
ハウジング３はフロントカバー２と対向して配置されている。ハウジング３は、フロントカバー２の円板部１０と対向する円板部１２と、円板部１２の外周部からエンジン側に延びる筒状部１３と、を有している。そして、ハウジング３の筒状部１３の先端部外周がフロントカバー２の筒状部１１の先端部に溶接により固定されている。
【００２６】
［トルクコンバータ本体］
トルクコンバータ本体４は、フロントカバー２とハウジング３によって囲まれた空間に配置されている。
【００２７】
トルクコンバータ本体４を構成するインペラ７は、インペラシェル１５と、インペラシェル１５の内部に設けられた複数のインペラブレード１６と、インペラコア１７と、を有している。また、インペラ７は、インペラシェル１５の内周縁に固定されたインペラハブ１８を有している。
【００２８】
タービン８はインペラ７に対向する位置に配置されている。タービン８は、タービンシェル２１と、タービンシェル２１の内部に設けられた複数のタービンブレード２２と、タービンコア２３と、を有している。タービン８は、さらに、図示しないトランスミッションにトルク伝達を行うためのタービンハブ２４を有している。タービンハブ２４は、内周にスプライン孔２４ａが形成された筒状部２４ｂと、筒状部２４ｂから径方向外方に向かって延びるフランジ２４ｃと、を有している。そして、タービンシェル２１の内周側端部が、複数のリベット２５によってフランジ２４ｃに固定されている。
【００２９】
ステータ９は、タービン８からインペラ７へと戻される作動流体の方向を調節するものである。ステータ９は、インペラ７及びタービン８のそれぞれの内周側の間に配置される。ステータ９は、ステータシェル２７と、ステータシェル２７の径方向外方に設けられた複数のステータブレード２８と、ステータコア２９と、を備える。また、ステータ９の内周側にはワンウェイクラッチ３２が設けられている。ステータシェル２７とインペラシェル１５との軸方向間には、第１スラストベアリング３４が配置されている。また、ワンウェイクラッチ３２とタービンハブ２４のフランジ２４ｃとの間には、第２スラストベアリング３５が配置されている。
【００３０】
なお、ワンウェイクラッチ３２の内輪３８は筒状に形成されており、内周面にはスプライン孔３８ａが形成され、このスプライン孔３８ａが固定軸に係合している。また、内輪３８の外周面には、ブシュ４０を介してインペラハブ１８が支持されている。そして、内輪３８の端部外周面には、インペラハブ１８との間をシールするためのシール部材４１が設けられている。
【００３１】
［ロックアップクラッチ］
ロックアップクラッチ５は、フロントカバー２とタービン８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８とを機械的に連結する。このロックアップクラッチ５は、主に、ピストン４４と、ピストン４４をタービン８に弾性的に連結するための弾性連結機構４５とから構成されている。
【００３２】
ピストン４４は、板金製の円板状部材であり、フロントカバー２とタービン８との間の空間において軸方向に移動可能で、かつ回転可能である。このピストン４４によって、フロントカバー２とタービン８との間の空間が、フロントカバー２側の室とタービン８側の室とに区画されている。そして、ピストン４４は、これらの各室の作動流体の差圧により軸方向に移動する。ピストン４４は、円板状の本体４４ａと、本体４４ａの内周縁から軸方向トランスミッション側に延びる内周側筒状部４４ｂと、外周縁から軸方向トランスミッション側に延びる外周側筒状部４４ｃとを有している。内周側筒状部４４ｂとタービンハブ２４の筒状部２４ｂの外周面との間はシール部材４６によってシールされている。
【００３３】
ピストン４４の本体４４ａの外周部エンジン側には、摩擦フェーシング５０が設けられている。フロントカバー２の摩擦フェーシング５０に対向する部分には、摩擦面が形成されている。摩擦フェーシング５０と摩擦面とが当接して摩擦連結することにより、フロントカバー２からピストン４４へトルクが伝達される。
【００３４】
弾性連結機構４５は、ピストン４４とタービン８との間に配置されており、ピストン４４とタービン８とを回転方向に弾性的に連結するための機構である。弾性連結機構４５は、リティーニングプレート５２、ドリブンプレート５３、及び両プレート５２，５３間に配置された複数のコイルスプリング５４から構成されている。
【００３５】
［インペラクラッチ］
インペラクラッチ６は、ハウジング３とインペラ７との間に配置され、ハウジング３とインペラ７との間でトルクの伝達及び遮断を行う。このインペラクラッチ６は、プレート５６と、摩擦フェーシング５７と、から構成されている。
【００３６】
プレート５６は、円板状に形成されており、外周部がエンジン側に折り曲げられている。また、プレート５６は、その内周縁が、インペラシェル１５の外周側において、ハウジング３側の面に溶接により固定されている。より詳細には、インペラシェル１５は図１から明らかなように、断面が円弧状である。したがって、インペラシェル１５は、径方向の中央部がハウジング３の円板部１２に最も近接し、この部分から径方向外方にいくにしたがって円板部１２から離れている。このため、インペラシェル１５の外周側には、ハウジング３の円板部１２との間に比較的広いスペースが形成されている。そこで、プレート５６の内周縁がインペラシェル１５の径方向中央より外周側に位置するようにして、プレート６をインペラシェル１５に固定している。すなわち、インペラシェル１５の外周側とハウジング３の円板部１２との間に形成されたスペースを利用してインペラクラッチ６を配置している。
【００３７】
なお、一般的には、インペラシェル１５の径方向中央は、インペラ７、タービン８及びステータ９によって形成されるトーラスの中心の位置と同じ径方向位置である。したがって、プレート５６はこの位置より径方向外方に配置されていればよい。
【００３８】
摩擦フェーシング５７は、ハウジング３の円板部１２において、プレート５６と対向するように配置されている。この摩擦フェーシング５７がプレート５６の対向する面（摩擦面）に圧接することによって、ハウジング３からインペラ７にトルクが伝達される。なお、この摩擦フェーシング５７は、ロックアップクラッチ５の摩擦フェーシング５０と同じ材質及び同じサイズであって、共用されている。
【００３９】
［動作］
ロックアップクラッチ５がオフ（連結解除状態）で、インペラクラッチ６がオン（連結状態）の場合は、エンジンからフロントカバー２及びハウジング３にトルクが伝達されると、ハウジング３からインペラ７にトルクが伝達される。これによりインペラ７が回転し、インペラ７からタービン８に作動流体が流れてタービン８が回転させられる。タービン８に伝達されたトルクは、トランスミッションのメインドライブシャフトに伝達される。
【００４０】
なお、インペラクラッチ６をオンする場合は、ハウジング３とインペラ７との間の室Ａ（図１参照）をドレン（タンク）に連通する。これにより、インペラ７及びこれに固定されたプレート５６がハウジング３側に移動し、プレート５６が摩擦フェーシング５７に圧接し、ハウジング３からのトルクがインペラ７に伝達される。
【００４１】
一方、シフトレバーがドライブレンジに操作された状態で、車両が停止し、アイドリング状態の場合は、インペラクラッチ６がオフ（連結解除状態）に制御される。具体的には、ハウジング３とインペラ７との間の室Ａに作動油を供給する。これにより、インペラ７及びプレート５６がハウジング３から離れる側に移動する。このため、プレート５６の摩擦フェーシング５７に対する圧接が解除され、ハウジング３からインペラ７にはトルクは伝達されない。このような状態では、エンジンの負荷が軽くなるので省燃費化を図ることができる。
【００４２】
車両の走行速度が所定速度以上になると、ピストン４４がフロントカバー２側に移動するように油圧が制御され、ロックアップクラッチ５がオンになる。すなわち、ピストン４４に設けられた摩擦フェーシング５０がフロントカバー２の摩擦面に圧接する。この場合は、フロントカバー２に入力されたトルクはピストン４４及び弾性連結機構４５を介して直接タービン８に伝達される。そして、タービン８に伝達されたトルクはトランスミッションのメインドライブシャフトに出力される。
【００４３】
なお、ロックアップクラッチ５がオンの場合、インペラクラッチ６のオン、オフに関し、ブレーキ操作時はオン、アクセル踏み込み時はオフさせることにより、動力性能を向上させるシステムとしても活用可能である。
【００４４】
［特徴］
インペラクラッチ６が、インペラ７の外周側に配置されているので、インペラ７とハウジング３とを近接して配置することができ、軸方向寸法の拡大を抑えることができる。
【００４５】
インペラクラッチ６を、プレート５６と摩擦フェーシング５７とによって構成し、プレート５６をインペラシェル１５に溶接により固定している。このため、インペラシェル１５（インペラ７）をインペラクラッチ６のピストンとして機能させることができ、別にピストンを設ける必要がない。また、ピストンに伴って必要となるシール部材も不要となる。したがって、構成が簡単になる。
【００４６】
［他の実施形態］
（ａ）図２に、インペラクラッチの他の実施形態を示す。この実施形態におけるインペラクラッチ６’は、インペラシェル１５に溶接により固定されたプレート６０と、このプレート６０とハウジング３との間に設けられたクラッチ部６１と、を有している。
【００４７】
プレート６０は、前記同様に、インペラシェル１５の外周側に固定されており、円板状の固定部６０ａと、固定部６０ａから軸方向トランスミッション側に延びる筒状部６０ｂと、を有している。筒状部６０ｂには、円周方向に所定の間隔で、複数のスリット６０ｃが形成されている。スリット６０ｃは筒状部６０ｂの先端部からエンジン側に延びて形成されている。また、固定部６０ａの内周端部には、ハウジング３側の突出する押圧突起６０ｄが形成されている。
【００４８】
クラッチ部６１は、ハウジング３の円板部１２に固定された入力側プレート６２と、第１クラッチプレート６３と、第２クラッチプレート６４と、を有している。
【００４９】
入力側プレート６２は、筒状に形成されており、一端がハウジング３の円板部１２に溶接により固定されている。また、入力側プレート６２の外周にはスプライン６２ａが形成されている。
【００５０】
第１クラッチプレート６３は、円板状に形成されており、内周部に入力側プレート６２のスプライン６２ａに係合するスプラインが形成されている。これにより、第１クラッチプレート６３は、入力側プレート６２に対して相対回転不能でかつ軸方向に移動自在である。また、第１クラッチプレート６３は、プレート６０の押圧突起６０ｄによって押圧可能な位置に配置されている。なお、入力側プレート６２のエンジン側の先端部には、スナップリング６５が装着されており、このスナップリング６５によって、第１クラッチプレート６３が入力側プレート６２から脱落するのが防止されている。
【００５１】
第２クラッチプレート６４は、第１クラッチプレート６３と同様に円板状に形成されており、外周部にプレート６０のスリット６０ｃに係合する複数のラグが形成されている。これにより、第２クラッチプレート６４は、プレート６０に対して相対回転不能でかつ軸方向に移動自在である。なお、第２クラッチプレート６４の両面には摩擦フェーシングが装着されている。
【００５２】
このようなインペラクラッチ６’では、室Ａの油圧が低くなってピストンとしてのインペラ７及びプレート６０がハウジング３側に移動すると、プレート６０の押圧突起６０ｄによって第１クラッチプレート６３がハウジング３側に押圧されて移動する。これにより、第１クラッチプレート６３とハウジング３の円板部１２との間に第２クラッチプレート６４が挟持される。このため、ハウジング３に入力されたトルクは入力側プレート６２、第１クラッチプレート６３、第２クラッチプレート６４、及びプレート６０を介してインペラ７に伝達される。すなわち、インペラクラッチ６’がオンになる。
【００５３】
一方、室Ａの油圧が高くなると、インペラ７及びプレート６０がハウジング３から離れる方向に移動し、第１クラッチプレート６３と第２クラッチプレート６４との圧接が解除される。これにより、トルクはハウジング３からインペラ７に伝達されなくなる。すなわち、インペラクラッチ６’がオフとなる。
【００５４】
このような実施形態によっても前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、ここでは、２つの摩擦面数が形成されているので、インペラクラッチのトルク伝達容量を増大することができる。
【００５５】
（ｂ）図１に示す実施形態では、摩擦フェーシングをハウジングの円板部に固定したが、プレート側に設けてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  トルクコンバータ
２  フロントカバー
３  ハウジング
４  トルクコンバータ本体
５  ロックアップクラッチ
６，６’  インペラクラッチ
７  インペラ
８  タービン
９  ステータ
５６，６０  プレート
５０，５７  摩擦フェーシング
６１  クラッチ部
６３  第１クラッチプレート
６４  第２クラッチプレート
【図１】
2011089577.tif 000003
【図２】
2011089577.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月3日(2011.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからトルクが入力されるフロントカバーと、
前記フロントカバーに対向して配置されるとともに、外周部が前記フロントカバーの外周部に連結されたハウジングと、
インペラシェルを含むインペラ、タービン及びステータを有し、前記フロントカバー及び前記ハウジングによって囲まれた空間に配置されたトルクコンバータ本体と、
前記フロントカバーから前記タービンへトルクを直接伝達するためのロックアップクラッチと、
前記ハウジングと前記インペラとの間に配置され、トルクの伝達及び遮断を行うインペラクラッチと、
を備え、
前記インペラクラッチは、
前記インペラシェルの外周側において前記ハウジング側の面に固定されたプレートと、
前記ハウジングと前記プレートとの間に設けられたクラッチ部と、
を有し、
前記インペラクラッチは、前記インペラと前記ハウジングとの間の室の油圧制御によって前記プレートを前記インペラとともに軸方向に移動させてオン、オフ制御される、
トルクコンバータ。
【請求項２】
前記クラッチ部は、前記ハウジング及び前記プレートのいずれか一方に設けられた摩擦材を有する、請求項１に記載のトルクコンバータ。
【請求項３】
前記クラッチ部は、
前記ハウジングに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に設けられた第１クラッチプレートと、
前記プレートに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に設けられ、前記第１クラッチプレートと互いに圧接する第２クラッチプレートと、
を有する、請求項１に記載のトルクコンバータ。
【請求項４】
前記ロックアップクラッチは摩擦材を有し、
前記ロックアップクラッチの摩擦材と前記インペラクラッチの摩擦材は同じサイズである、
請求項２に記載のトルクコンバータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクコンバータ、特に、入力側の部材とインペラとの間にクラッチ部を有するトルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクコンバータは、内部の作動流体を介してエンジンからのトルクをトランスミッション側へ伝達する装置であり、主に、フロントカバーと、インペラと、タービンと、ステータとから構成される。フロントカバーは、エンジンからのトルクが入力される環状の部材である。インペラ及びタービンは互いに対向して配置されており、またこれらの内周部の間には、タービンからインペラに向かう作動流体の流れを整流するためのステータが配置されている。ここでは、フロントカバーからインペラに入力されたトルクは、作動流体を介してインペラからタービンに伝達され、このタービンからトランスミッション側に出力される。
【０００３】
また、トルクコンバータは、トルクの伝達効率を向上させるためにロックアップクラッチを備えている。ロックアップクラッチは、タービンとフロントカバーとの間の空間に配置されており、トルクコンバータの機能を必要としない領域において、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フロントカバーからタービンにトルクを直接伝達する。
【０００４】
さらに、特許文献１に示されるように、フロントカバーとともにトルクコンバータ本体を囲むようにハウジングを設け、このハウジングとインペラとの間にクラッチを設けたトルクコンバータが提供されている。このトルクコンバータでは、例えば、シフト操作をドライブレンジにした状態で車両を停止させているときに、クラッチをオフすることによってエンジンの負荷を軽くすることができ、省燃費化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０１３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示されたトルクコンバータでは、インペラとハウジングとの間の室にピストンが設けられ、このピストンとハウジングとの間に複数のクラッチプレートが設けられている。ピストンは、その内周部がインペラハブに形成されたスプラインに係合しており、インペラに対して相対回転不能でかつ軸方向移動自在となっている。
【０００７】
しかし、特許文献１に示された構成では、軸方向寸法が拡大してしまう。具体的には、インペラの背面とハウジングとの間に軸方向に移動するピストンを配置しなければならないために、ハウジングがトランスミッション側に張り出して設けられている。また、インペラとトランスミッションとの間には、一般的にポンプケースが配置されるので、さらに軸方向寸法が拡大されることになる。
【０００８】
また、特許文献１の構成では、インペラハブやピストンの内周部にシール部材を設ける必要があり、構造が複雑になる。
【０００９】
本発明の課題は、入力側部材とインペラとの間にクラッチを設けたトルクコンバータにおいて、軸方向寸法の拡大を抑えることができ、かつシール部材の個数を少なくすることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係るトルクコンバータは、エンジンからトルクが入力されるフロントカバーと、ハウジングと、トルクコンバータ本体と、ロックアップクラッチと、インペラクラッチと、を備えている。ハウジングは、フロントカバーに対向して配置されるとともに、外周部がフロントカバーの外周部に連結されている。トルクコンバータ本体は、インペラシェルを含むインペラ、タービン及びステータを有し、フロントカバー及びハウジングによって囲まれた空間に配置されている。ロックアップクラッチはフロントカバーからタービンへトルクを直接伝達する。インペラクラッチは、ハウジングとインペラとの間に配置され、トルクの伝達及び遮断を行う。また、インペラクラッチは、インペラの外周側においてハウジング側の面に固定されたプレートと、ハウジングとプレートとの間に設けられたクラッチ部と、を有している。そして、インペラクラッチは、インペラとハウジングとの間の室の油圧制御によってプレートをインペラとともに軸方向に移動させてオン、オフ制御される。
【００１１】
このトルクコンバータでは、インペラクラッチがオンの状態では、エンジンからのトルクはフロントカバーからトルクコンバータ本体に入力され、タービンから出力される。また、インペラクラッチがオフの場合は、フロントカバーからのトルクはハウジングに伝達されるが、トルクコンバータ本体には伝達されない。
【００１２】
また、ロックアップクラッチがオンの場合は、フロントカバーからのトルクはロックアップクラッチを介してタービンに直接伝達される。
【００１３】
ここでは、インペラクラッチは、インペラの外周側に固定されたプレートとクラッチ部とから構成されている。通常、インペラの外周側は、中央部に比較してトランスミッションと離れており、スペースが存在している。したがって、このスペースを利用してプレートを固定し、インペラクラッチを構成している。このため、従来の構成に比較して軸方向寸法の拡大を抑えることができる。また、プレートはインペラに固定されており、インペラがピストンとして機能している。したがって、ピストンのためのシール部材を設ける必要がなく、構成が簡単になる。
【００１４】
請求項２に係るトルクコンバータは、請求項１のトルクコンバータにおいて、クラッチ部は、ハウジング及びプレートのいずれか一方に設けられた摩擦材を有する。
【００１５】
ここでは、プレートとハウジングとの間に摩擦材を設けられ、この摩擦材を圧接することによってインペラクラッチがオン（トルク伝達）となる。
【００１６】
請求項３に係るトルクコンバータは、請求項１のトルクコンバータにおいて、クラッチ部は、第１及び第２クラッチプレートを有する。第１クラッチプレートはハウジングに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に設けられている。第２クラッチプレートは、プレートに対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に設けられ、第１クラッチプレートと互いに圧接する。
【００１７】
ここでは、複数の摩擦面を形成できるので、インペラクラッチのトルク伝達容量を大きくすることができる。
【００１８】
請求項４に係るトルクコンバータは、請求項２のトルクコンバータにおいて、ロックアップクラッチは摩擦材を有し、ロックアップクラッチの摩擦材とインペラクラッチの摩擦材は同じサイズである。この場合は、摩擦材の共用化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のような本発明では、インペラクラッチを有するトルクコンバータにおいて、軸方向寸法の拡大を抑えることができるとともに、構成を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態によるトルクコンバータの断面部分図。
【図２】本発明の他の実施形態によるインペラクラッチの断面構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［全体構成］
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の縦断面概略図である。図１のＯ−Ｏは、トルクコンバータ１の回転中心線を示す。
【００２２】
トルクコンバータ１は、主に、フロントカバー２と、ハウジング３と、トルクコンバータ本体４と、ロックアップクラッチ５と、インペラクラッチ６と、から構成されている。トルクコンバータ本体４は、インペラ７、タービン８及びステータ９を有している。
【００２３】
［フロントカバー］
フロントカバー２は、図示しないエンジン側（図1の左方）の構成部品に装着可能となっており、エンジンからトルクが入力される。フロントカバー２は、エンジン側に位置する円板部１０と、円板部１０の外周部からトランスミッション側（図１の右方）に延びる筒状部１１と、を有している。
【００２４】
［ハウジング］
ハウジング３はフロントカバー２と対向して配置されている。ハウジング３は、フロントカバー２の円板部１０と対向する円板部１２と、円板部１２の外周部からエンジン側に延びる筒状部１３と、を有している。そして、ハウジング３の筒状部１３の先端部外周がフロントカバー２の筒状部１１の先端部に溶接により固定されている。
【００２５】
［トルクコンバータ本体］
トルクコンバータ本体４は、フロントカバー２とハウジング３によって囲まれた空間に配置されている。
【００２６】
トルクコンバータ本体４を構成するインペラ７は、インペラシェル１５と、インペラシェル１５の内部に設けられた複数のインペラブレード１６と、インペラコア１７と、を有している。また、インペラ７は、インペラシェル１５の内周縁に固定されたインペラハブ１８を有している。
【００２７】
タービン８はインペラ７に対向する位置に配置されている。タービン８は、タービンシェル２１と、タービンシェル２１の内部に設けられた複数のタービンブレード２２と、タービンコア２３と、を有している。タービン８は、さらに、図示しないトランスミッションにトルク伝達を行うためのタービンハブ２４を有している。タービンハブ２４は、内周にスプライン孔２４ａが形成された筒状部２４ｂと、筒状部２４ｂから径方向外方に向かって延びるフランジ２４ｃと、を有している。そして、タービンシェル２１の内周側端部が、複数のリベット２５によってフランジ２４ｃに固定されている。
【００２８】
ステータ９は、タービン８からインペラ７へと戻される作動流体の方向を調節するものである。ステータ９は、インペラ７及びタービン８のそれぞれの内周側の間に配置される。ステータ９は、ステータシェル２７と、ステータシェル２７の径方向外方に設けられた複数のステータブレード２８と、ステータコア２９と、を備える。また、ステータ９の内周側にはワンウェイクラッチ３２が設けられている。ステータシェル２７とインペラシェル１５との軸方向間には、第１スラストベアリング３４が配置されている。また、ワンウェイクラッチ３２とタービンハブ２４のフランジ２４ｃとの間には、第２スラストベアリング３５が配置されている。
【００２９】
なお、ワンウェイクラッチ３２の内輪３８は筒状に形成されており、内周面にはスプライン孔３８ａが形成され、このスプライン孔３８ａが固定軸に係合している。また、内輪３８の外周面には、ブシュ４０を介してインペラハブ１８が支持されている。そして、内輪３８の端部外周面には、インペラハブ１８との間をシールするためのシール部材４１が設けられている。
【００３０】
［ロックアップクラッチ］
ロックアップクラッチ５は、フロントカバー２とタービン８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８とを機械的に連結する。このロックアップクラッチ５は、主に、ピストン４４と、ピストン４４をタービン８に弾性的に連結するための弾性連結機構４５とから構成されている。
【００３１】
ピストン４４は、板金製の円板状部材であり、フロントカバー２とタービン８との間の空間において軸方向に移動可能で、かつ回転可能である。このピストン４４によって、フロントカバー２とタービン８との間の空間が、フロントカバー２側の室とタービン８側の室とに区画されている。そして、ピストン４４は、これらの各室の作動流体の差圧により軸方向に移動する。ピストン４４は、円板状の本体４４ａと、本体４４ａの内周縁から軸方向トランスミッション側に延びる内周側筒状部４４ｂと、外周縁から軸方向トランスミッション側に延びる外周側筒状部４４ｃとを有している。内周側筒状部４４ｂとタービンハブ２４の筒状部２４ｂの外周面との間はシール部材４６によってシールされている。
【００３２】
ピストン４４の本体４４ａの外周部エンジン側には、摩擦フェーシング５０が設けられている。フロントカバー２の摩擦フェーシング５０に対向する部分には、摩擦面が形成されている。摩擦フェーシング５０と摩擦面とが当接して摩擦連結することにより、フロントカバー２からピストン４４へトルクが伝達される。
【００３３】
弾性連結機構４５は、ピストン４４とタービン８との間に配置されており、ピストン４４とタービン８とを回転方向に弾性的に連結するための機構である。弾性連結機構４５は、リティーニングプレート５２、ドリブンプレート５３、及び両プレート５２，５３間に配置された複数のコイルスプリング５４から構成されている。
【００３４】
［インペラクラッチ］
インペラクラッチ６は、ハウジング３とインペラ７との間に配置され、ハウジング３とインペラ７との間でトルクの伝達及び遮断を行う。このインペラクラッチ６は、プレート５６と、摩擦フェーシング５７と、から構成されている。
【００３５】
プレート５６は、円板状に形成されており、外周部がエンジン側に折り曲げられている。また、プレート５６は、その内周縁が、インペラシェル１５の外周側において、ハウジング３側の面に溶接により固定されている。より詳細には、インペラシェル１５は図１から明らかなように、断面が円弧状である。したがって、インペラシェル１５は、径方向の中央部がハウジング３の円板部１２に最も近接し、この部分から径方向外方にいくにしたがって円板部１２から離れている。このため、インペラシェル１５の外周側には、ハウジング３の円板部１２との間に比較的広いスペースが形成されている。そこで、プレート５６の内周縁がインペラシェル１５の径方向中央より外周側に位置するようにして、プレート６をインペラシェル１５に固定している。すなわち、インペラシェル１５の外周側とハウジング３の円板部１２との間に形成されたスペースを利用してインペラクラッチ６を配置している。
【００３６】
なお、一般的には、インペラシェル１５の径方向中央は、インペラ７、タービン８及びステータ９によって形成されるトーラスの中心の位置と同じ径方向位置である。したがって、プレート５６はこの位置より径方向外方に配置されていればよい。
【００３７】
摩擦フェーシング５７は、ハウジング３の円板部１２において、プレート５６と対向するように配置されている。この摩擦フェーシング５７がプレート５６の対向する面（摩擦面）に圧接することによって、ハウジング３からインペラ７にトルクが伝達される。なお、この摩擦フェーシング５７は、ロックアップクラッチ５の摩擦フェーシング５０と同じ材質及び同じサイズであって、共用されている。
【００３８】
［動作］
ロックアップクラッチ５がオフ（連結解除状態）で、インペラクラッチ６がオン（連結状態）の場合は、エンジンからフロントカバー２及びハウジング３にトルクが伝達されると、ハウジング３からインペラ７にトルクが伝達される。これによりインペラ７が回転し、インペラ７からタービン８に作動流体が流れてタービン８が回転させられる。タービン８に伝達されたトルクは、トランスミッションのメインドライブシャフトに伝達される。
【００３９】
なお、インペラクラッチ６をオンする場合は、ハウジング３とインペラ７との間の室Ａ（図１参照）をドレン（タンク）に連通する。これにより、インペラ７及びこれに固定されたプレート５６がハウジング３側に移動し、プレート５６が摩擦フェーシング５７に圧接し、ハウジング３からのトルクがインペラ７に伝達される。
【００４０】
一方、シフトレバーがドライブレンジに操作された状態で、車両が停止し、アイドリング状態の場合は、インペラクラッチ６がオフ（連結解除状態）に制御される。具体的には、ハウジング３とインペラ７との間の室Ａに作動油を供給する。これにより、インペラ７及びプレート５６がハウジング３から離れる側に移動する。このため、プレート５６の摩擦フェーシング５７に対する圧接が解除され、ハウジング３からインペラ７にはトルクは伝達されない。このような状態では、エンジンの負荷が軽くなるので省燃費化を図ることができる。
【００４１】
車両の走行速度が所定速度以上になると、ピストン４４がフロントカバー２側に移動するように油圧が制御され、ロックアップクラッチ５がオンになる。すなわち、ピストン４４に設けられた摩擦フェーシング５０がフロントカバー２の摩擦面に圧接する。この場合は、フロントカバー２に入力されたトルクはピストン４４及び弾性連結機構４５を介して直接タービン８に伝達される。そして、タービン８に伝達されたトルクはトランスミッションのメインドライブシャフトに出力される。
【００４２】
なお、ロックアップクラッチ５がオンの場合、インペラクラッチ６のオン、オフに関し、ブレーキ操作時はオン、アクセル踏み込み時はオフさせることにより、動力性能を向上させるシステムとしても活用可能である。
【００４３】
［特徴］
インペラクラッチ６が、インペラ７の外周側に配置されているので、インペラ７とハウジング３とを近接して配置することができ、軸方向寸法の拡大を抑えることができる。
【００４４】
インペラクラッチ６を、プレート５６と摩擦フェーシング５７とによって構成し、プレート５６をインペラシェル１５に溶接により固定している。このため、インペラシェル１５（インペラ７）をインペラクラッチ６のピストンとして機能させることができ、別にピストンを設ける必要がない。また、ピストンに伴って必要となるシール部材も不要となる。したがって、構成が簡単になる。
【００４５】
［他の実施形態］
（ａ）図２に、インペラクラッチの他の実施形態を示す。この実施形態におけるインペラクラッチ６’は、インペラシェル１５に溶接により固定されたプレート６０と、このプレート６０とハウジング３との間に設けられたクラッチ部６１と、を有している。
【００４６】
プレート６０は、前記同様に、インペラシェル１５の外周側に固定されており、円板状の固定部６０ａと、固定部６０ａから軸方向トランスミッション側に延びる筒状部６０ｂと、を有している。筒状部６０ｂには、円周方向に所定の間隔で、複数のスリット６０ｃが形成されている。スリット６０ｃは筒状部６０ｂの先端部からエンジン側に延びて形成されている。また、固定部６０ａの内周端部には、ハウジング３側の突出する押圧突起６０ｄが形成されている。
【００４７】
クラッチ部６１は、ハウジング３の円板部１２に固定された入力側プレート６２と、第１クラッチプレート６３と、第２クラッチプレート６４と、を有している。
【００４８】
入力側プレート６２は、筒状に形成されており、一端がハウジング３の円板部１２に溶接により固定されている。また、入力側プレート６２の外周にはスプライン６２ａが形成されている。
【００４９】
第１クラッチプレート６３は、円板状に形成されており、内周部に入力側プレート６２のスプライン６２ａに係合するスプラインが形成されている。これにより、第１クラッチプレート６３は、入力側プレート６２に対して相対回転不能でかつ軸方向に移動自在である。また、第１クラッチプレート６３は、プレート６０の押圧突起６０ｄによって押圧可能な位置に配置されている。なお、入力側プレート６２のエンジン側の先端部には、スナップリング６５が装着されており、このスナップリング６５によって、第１クラッチプレート６３が入力側プレート６２から脱落するのが防止されている。
【００５０】
第２クラッチプレート６４は、第１クラッチプレート６３と同様に円板状に形成されており、外周部にプレート６０のスリット６０ｃに係合する複数のラグが形成されている。これにより、第２クラッチプレート６４は、プレート６０に対して相対回転不能でかつ軸方向に移動自在である。なお、第２クラッチプレート６４の両面には摩擦フェーシングが装着されている。
【００５１】
このようなインペラクラッチ６’では、室Ａの油圧が低くなってピストンとしてのインペラ７及びプレート６０がハウジング３側に移動すると、プレート６０の押圧突起６０ｄによって第１クラッチプレート６３がハウジング３側に押圧されて移動する。これにより、第１クラッチプレート６３とハウジング３の円板部１２との間に第２クラッチプレート６４が挟持される。このため、ハウジング３に入力されたトルクは入力側プレート６２、第１クラッチプレート６３、第２クラッチプレート６４、及びプレート６０を介してインペラ７に伝達される。すなわち、インペラクラッチ６’がオンになる。
【００５２】
一方、室Ａの油圧が高くなると、インペラ７及びプレート６０がハウジング３から離れる方向に移動し、第１クラッチプレート６３と第２クラッチプレート６４との圧接が解除される。これにより、トルクはハウジング３からインペラ７に伝達されなくなる。すなわち、インペラクラッチ６’がオフとなる。
【００５３】
このような実施形態によっても前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、ここでは、２つの摩擦面数が形成されているので、インペラクラッチのトルク伝達容量を増大することができる。
【００５４】
（ｂ）図１に示す実施形態では、摩擦フェーシングをハウジングの円板部に固定したが、プレート側に設けてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１  トルクコンバータ
２  フロントカバー
３  ハウジング
４  トルクコンバータ本体
５  ロックアップクラッチ
６，６’  インペラクラッチ
７  インペラ
８  タービン
９  ステータ
５６，６０  プレート
５０，５７  摩擦フェーシング
６１  クラッチ部
６３  第１クラッチプレート
６４  第２クラッチプレート