(57)【要約】本発明は、ケース12、及びケース12の環状正面に当接している接合位置と、ケース12の正面に対しある距離を置いている解除位置との間で、ケース12に対して、軸方向に移動することが可能なピストン20を備えているロックアップクラッチ18を備える流体カプリング10に関する。本発明によれば、ピストン20は、凸面状の外周面20eを有し、それに対向して、ケース12は、凹面状の内周面17iを有している。前記の2つの面は、環状の軸方向導通路30を形成している。本発明は、環状の導通路30を循環する流体による圧力降下の値が、ケース12に対するピストン20の位置の函数として決定されるように、ピストン20とケース12の回転面20e、17iが形成されている。
2007533934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−駆動軸によって駆動されるケース（12）と、
−ケース（12）の中に収容され、従動軸（16）を駆動するタービン（14）と、
−従動軸（16）に結合されており、少なくとも一つの環状正面（20a）が、ケース（12）の環状正面（12e）に対して当接している接合位置と、環状正面（20a）が、ケースの環状正面（12e）に対して、ある距離を置いている解除位置の間で、ケース（12）に対して軸方向に移動しうるようになっているピストン（20）を備え、かつ、ケース（12）の中にロックアップクラッチ（18）が配置されている種類であり、かつ
ピストン（20）及びケース（12）の正面によって形成される第1のチャンバ（26）と、ケースの内部容積の残りの部分全体から形成されている第2のチャンバ（28）との圧力差を加減することによって、ケース（12）に対するピストン（20）の軸方向位置が制御されるようになっている種類であり、
さらに、ピストン（20）は、凸面状の外周面（20e）によって、半径方向の外周が形成されており、ケース（12）は、それに対向している凹面状の内周面（17i）を備えており、ピストン（20）とケース（12）の、これら2つの環状回転面（20e）（17i）は、第1のチャンバ（26）と第2のチャンバ（28）を連通している、概略環状の軸方向導通路（30）を形成している種類の流体カプリングであって、
ピストン（20）とケース（12）の円筒形の面（20e）（17i）は、前記の環状導通路（30）を流れる流体によって発生する圧力降下が、ケース（12）に対するピストン（20）の軸方向位置によって決定されるように形成されていることを特徴とする流体カプリング（10）。
【請求項２】
圧力降下の値は、ケース（12）に対するピストン（20）の軸方向位置に拘わらず、一定となっていることを特徴とする、請求項1記載の流体カプリング（10）。
【請求項３】
環状導通路（30）の流路断面は、ケース（12）に対するピストン（20）の軸方向位置によって変化していることを特徴とする、請求項1記載の流体カプリング（10）。
【請求項４】
環状導通路（30）の流路の断面は、ケース（12）に対するピストン（20）の軸方向位置に拘わらず、一定となっていることを特徴とする、請求項2記載の流体カプリング（10）。
【請求項５】
ピストン（20）の回転外周面（20e）の母線と、ケース（12）の内周面（17i）の母線は、平行となっていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の流体カプリング（10）。
【請求項６】
ピストン（20）の回転外周面（20e）の母線、或いはケース（12）の内周面（17i）の母線は、少なくとも1箇所の直線部分を備えていることを特徴とする、前記請求項1〜5のいずれかに記載の流体カプリング（10）。
【請求項７】
ピストン（20）の外周面（20e）の母線、或いはケース（12）の内周面（17i）の母線は、少なくとも1箇所の曲線部分を備えていることを特徴とし、請求項2と組み合わされている、請求項1〜5のいずれかに記載の流体カプリング（10）。
【請求項８】
ピストン（20）の凸面状外周面（20e）と、ケース（12）の凹面状内周面（17i）は、ピストン（20）の環状正面（20a）から、ある距離だけ軸方向に延びていることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の流体カプリング（10）。
【請求項９】
ピストン（20）の凸面状外周面（20e）、或いはケース（12）の凹面状内周面（17i）は、機械加工によって製造されていることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の流体カプリング（10）。
【請求項１０】
ピストン（20）の凸面状外周面（20e）と、ケース（12）の凹面状内周面（17i）の間の半径方向隙間”j”は、1mm以下であることを特徴とする、前記請求項1〜9のいずれかに記載の流体カプリング（10）。
【請求項１１】
ピストン（20）の凸面状外周面（20e）と、ケース（12）の凹面状内周面（17i）の間の半径方向隙間”j”は、0.7mm以下であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の流体カプリング（10）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次の諸要素を備える流体カプリング、特に、自動車用に適する流体カプリングに関する。
すなわち、
−駆動軸によって駆動されるケース。
−ケースの中に収容され、従動軸を駆動するタービン。
−少なくとも一つの環状正面が、ケースの環状正面に当接している接合位置と、環状正面が、ケースの環状正面に対して、ある距離を置いている解除位置の間で、ケースに対して軸方向に移動することが可能となっているピストンを備え、かつ、ケースの中に配置されているロックアップクラッチ。
【０００２】
ピストン、及びケースの正面によって形成される第1のチャンバと、ケース内部容積の残りの部分全体から形成されている第2のチャンバとの圧力差を加減することによって、ケースに対するピストンの軸方向位置が制御されるようになっており、かつ
凸面状の回転外周面によって、ピストンの半径方向外周が形成されており、ケースは、凹面状の回転内周面を有し、ピストン及びケースにおけるこれら2つの環状回転面は、第1のチャンバと第2のチャンバを接続する、ほぼ環状の軸方向導通路を形成している。
【背景技術】
【０００３】
公知の総称では、流体カプリングは、駆動軸によって駆動されている入力要素と、従動軸を駆動する出力要素とを連結している。通常、入力要素は、ケースに固定されているベーンを有し、かつインペラメンバとなっているホイールと、従動軸に、回転可能に取り付けられているタービンとを、対向配置したケースとなっている。
【０００４】
ケース及びインペラメンバの回転により、液体を回転させられ、それによって、タービンホイールと従動軸は、ケースと従動軸との間に、若干の回転速度差を伴って回転する。そのため、駆動軸と従動軸の間で、エネルギ損失が発生する。
【０００５】
ロックアップクラッチは、ケースの中に配置されており、駆動軸と従動軸との間のエネルギ損失を低減するために、作動条件が整うとすぐ、タービンホイールとケースを結合させるようになっている。
【０００６】
ロックアップクラッチは、ケースとタービンホイールに対して、軸方向に移動可能であり、摩擦手段によって、ケースの半径方向正面壁の対向内面と協同して働くようになっているピストンを備えている。
【０００７】
ピストンは、ケースを２つのチャンバに分割している。すなわち、ピストンとケースの正面によって形成されている第1の（前部）チャンバと、ケース内容積の残りの部分全体で形成されている第2の（後部）チャンバである。
【０００８】
ピストンは、前方位置、いわゆる結合位置と、後方位置、いわゆる解除位置の間を、軸方向に移動しうるようになっている。
【０００９】
ピストンの軸方向の移動は、第1及び第2のチャンバ内の液圧差を調整する電子装置によって制御されるようになっている。
【００１０】
ピストンが解除位置にある場合、ピストンは、ケースに対して回転可能となっている。ピストンの外周面と、それに対向している、ケースの軸方向スカートの凹面状内面が接触するのを防止するために、ピストンと軸方向スカートは、環状対向面間に、隙間を設けて取り付けられている。
【００１１】
従って、ピストンと軸方向スカートの2つの環状対向面は、第1のチャンバと第2のチャンバを結合している環状の軸方向導通路を形成し、循環する液体は、環状導通路の断面によって決まる圧力降下を受けることになる。
【００１２】
しかし、ピストンとケースは、厚肉の金属板をプレス加工して製造されている部品であり、従って、ピストンとケース間の寸法、特に、対向する回転面の寸法及び形状の違いは、比較的大きくなっている。
【００１３】
このように、環状導通路の流れの断面は、不変であるので、環状の導通路を流れる流体によって発生する圧力降下を正確に決定することは、不可能である。
【００１４】
ロックアップクラッチの接合、或いは解除の動作を、最適に制御するためには、第1と第2のチャンバの間の圧力差を正確に知る必要がある。
【００１５】
しかし、環状の導通路における圧力降下を、正確に決定することはできないので、ケース内の2つのチャンバ間の圧力差を、確実に決定するために、圧力降下を用いることはできない。
【００１６】
このように、圧力降下の値が不正確であると、ロックアップクラッチの結合、或いは解除の正確さに悪影響を及ぼすこととなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、環状の導通路を流れる流体によって発生する圧力降下を、正確に決定することが可能な流体カプリングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的を達成するために、本発明は、前記の種類の流体カプリング、或いは、ピストンとケースの円筒形回転面は、前記の環状の導通路を流れる流体によって発生する圧力降下が、ケースに対するピストンの軸方向位置によって決定されるような形状となっていることを特徴とする流体カプリングを提供するものである。
【００１９】
本発明の別の特徴を列記すると、次のとおりである。
−ケースに対するピストンの位置に拘わらず、圧力降下は、一定である。
−環状導通路の断面は、ケースに対するピストンの軸方向位置に応じて変化している。
−環状導通路の断面は、ケースに対するピストンの位置に拘わらず、一定である。
−ピストンの回転外周面の母線と、ケースの回転内周面の母線は平行となっている。
−ピストンの回転外周面の母線、或いはケースの回転内周面の母線は、少なくとも1つの直線部分を有している。
−ピストンの回転外周面の母線、或いはケースの回転内周面の母線は、少なくとも1つの曲線部分を有している。
−ピストンの外周上の凸面状の面と、ケースの凹面状の内周面は、ピストンの環状正面からある距離まで、半径方向に延びている。
−ピストン外周上の凸面状の面、或いはケースの凹面状の回転内周面は、機械加工によって製作されている。
−ピストンの外周上の凸面状の面と、ケースの凹面状の回転内周面との間の半径方向の隙間”j”は、1mm以下である。
−ピストンの外周上の凸面状の面と、ケースの凹面状の回転内周面との間の半径方向の隙間”j”は、0.7mm以下である。
【００２０】
本発明の他の特徴、及び長所は、添付図面を参照して行う、次の詳細な説明によって、明確となると思う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下の説明においては、図中、同一の要素、類似の要素、あるいは相似的な要素には、同じ符号を付してある。
【００２２】
前後の方向は、軸線Aに関して言うものとし、図1における右方を、前方とする。
【００２３】
図1は、ケース12を備える流体カプリング10を示している。ケース12の正面の外側12eには、駆動軸（図示せず）の端部に接続するための接続手段13が設けられている。ケース12内には、従動軸16及びフロントケース12に対し回転しえないように固定されているインペラホイール（図示せず）、従動軸16に対して、回転しえないように固定されているタービンホイール14、及びロックアップクラッチ18が配置されている。
【００２４】
ケース12は、半径方向に延びる正面壁15、及び軸方向スカート17により、90°曲がって後方に延長されている径方向外端15eを備えている。軸方向スカート17の後部自由端は、流体カプリング10を閉鎖するために、ケース12とほぼ対称形の別のケース（図示せず）と接続できるようになっている。
【００２５】
インペラホイールとタービンホイール14は、通常型のトルクコンバータの要素であり、車両が発進する際、ケース12の内部空間に収容されている流体（通常はオイル）によって、エンジンから発生する駆動トルクを伝達することができるようになっている。
【００２６】
トルクコンバータ内における流体の滑りによるエネルギ損失を補償するために、ロックアップクラッチ18は、従動軸16とケース12を回転方向に結合させるようになっている。
【００２７】
ロックアップクラッチ18は、ピストン20を備え、ピストン20は、タービンホイール14と従動軸16に対して、回転方向に固定され、かつ、ケース12、タービンホイール14、及び従動軸16に対して、軸方向に移動しうるようになっている。
【００２８】
ピストン20は、それによって、従動軸16とフロントケース12とが回転方向に結合される”カプリング”と呼ばれる第1の前方（結合）位置、及びピストン20によって、従動軸16とケース12との回転方向の接合が解かれている、第2の後方（解除）位置、いわゆる”デカプリング”位置を取ることができるようになっている。
【００２９】
フランス国特許公開第2839128号公報には、通常のカプリング装置の機能、及びピストンの結合と解除について記載されている。
【００３０】
ピストン20は、それが接合位置にある場合に、ケース12の正面壁15の環状対向面15aと当接している環状当接面20a、及びピストン20の外形を定めている、凸面状の外周面20eを備えている。
【００３１】
ロックアップクラッチ18は、通常の構造を有するトーションダンパ24を備えている。トーションダンパ24は、ピストン20とタービンホイール14を結合させており、クラッチが接合位置にある時、従動軸16に伝達される振動を減衰させるようになっている。
【００３２】
ピストン20は、ケース12の内部を2つに分割している。すなわち、ピストン20の当接面20aと、それに対向している正面壁15の環状対向面15aによって、軸方向に形成されている前部チャンバ26、及びフロントケース12の残りの容積によって形成されている後部チャンバ28となっている。
【００３３】
図2から図5においてさらに詳細に示すように、2つのチャンバ26、28は、環状、或いは管状の形状を有する軸方向導通路30によって、互いに連通されている。導通路30は、ピストン20の外周面20eと、ピストン20の外周面20eと対向して延びている軸方向スカートの、凹面状の内周面17iによって形成されている。
【００３４】
ロックアップクラッチ18の結合あるいは解除は、回転速度、車両上の負荷、及び噛み合っているギア比にしたがって、電子装置（図示せず）によって制御される。
【００３５】
ロックアップクラッチ18の結合動作および解除動作が、予め決められている態様に従って行われるように、ピストン20の動きを制御するために、制御される装置は、前部チャンバと後部チャンバの圧力差に、変化をもたらしている。
【００３６】
圧力差により、ピストン20は、ケース12に対して、前方或いは後方へ動かされ、その結果、軸方向導通路30内の流体は循環させられる。
【００３７】
しかし、軸方向導通路30内における流体の流れは、圧力降下を受け、その値は、特に、軸方向導通路30内の流速に依存する。換言すると、軸方向導通路30の流路の断面積に依存する。
【００３８】
本発明によれば、導通路30の流路の断面積を正確に決定するために、ピストン20の外周面20eと、軸方向スカート17の凹面状内周面17iは、流体による圧力降下の値が、ケース12に対するピストン20の軸方向の位置に関して、或いは予め決定されているように製造されている。
【００３９】
そのため、軸方向導通路の流路の断面は、ピストン20及び軸方向スカート17の量産によるバラツキが最小とするように、正確に定めなければならない。
【００４０】
本発明の第1の実施例によれば、圧力降下は、ケース12に対するピストン20の軸方向位置とは無関係である。すなわち、ケース12に対するピストン20の軸方向位置がどこであろうと、圧力降下は一定である。
【００４１】
このために、図2、図3及び図5に示すように、ピストン20の外周面20eと軸方向スカート17の凹面状の内周面17iは、円筒状の回転面となっている。すなわち、両者の母線は、流体カプリング10の基本軸線Aに対して、平行な直線となっている。
【００４２】
このように、環状の導通路30の断面は、導通路の長さ全体にわたって一定であり、ケース12に対するピストン20の位置と係わりなく、一定となっている。
【００４３】
本発明の、別の実施例によれば、圧力降下は、ケース12に対するピストン20の位置によって変化するようになっている。
【００４４】
このために、図4に示すように、ピストン20の外周面20eと、軸方向スカート17の凹面状回転面17iは、軸線Aを軸とする円錐形となっている。すなわち、両者の母線は、流体カプリング10の基本軸線Aに対して傾斜する直線となっている。
【００４５】
従って、図4に示す実施例の好ましい局面によれば、ピストン20が軸方向に前進した場合、ピストン20の外周面20eが、軸方向スカートの凹面状の内周面17iに近づくので、軸方向導通路の断面積は減少し、従って、圧力降下の値は増加する。
【００４６】
本発明のこの実施例の変形例（図示せず）においては、ケース12に対するピストン20の軸方向の位置によって、圧力降下の値が変化するようになっており、ピストン20の外周面20eと、軸方向スカート17の凹面状内周面17iの母線は、曲線となっているか、或いは曲線部分を有している。
【００４７】
本発明の好ましい実施例によれば、軸方向スカート17の凹面状内周面17i、或いはピストン20の外周面20eは、機械加工によって製造されるか、若しくは軸方向導通路の形状、及び寸法を正確に定めうるように、プレス加工工程の中で、１工程を追加して製造される。
【００４８】
従って、軸方向スカート17の凹面状内周面17i、或いはピストン20の外周面20eの製造には、材料を削除する工程が含まれることになる。
【００４９】
しかし、図3に示すように、凹面状の内周面17iを作り出すために、ケース12を機械加工すると、ケース12の厚さ”e”が減少させられることとなる。
【００５０】
凹面状の内周面17iが、ケースの90度曲がっている部分の近傍にある場合、90度曲がっているこの部分の厚さ”e”は、大きく減少し、その結果、強度が減少して、ケース12が破損する危険性が増加する。
【００５１】
図2、図4及び図5に示すような、外周面20eを有する、ピストン20の半径方向端部32は、ピストン20の環状当接面20aに対して、後方に曲げられている。
【００５２】
このように、ピストン20の外周面20e、及び軸方向スカートの凹面状内周面17iは、ケースにおける90度曲がっている部分から、ある距離まで延びている。
【００５３】
図5に示されている実施例によれば、ピストン20の半径方向外端部32は、軸方向のスカートを形成しており、外周面20eとピストンの間の軸方向距離をさらに増やすことを可能とし、したがって、ケースの90度曲がっている部分に対して、軸方向スカート17の凹面状内周面17iの長さを増大させている。
【００５４】
図示の好ましい実施例によれば、半径方向外端部32は、ピストン20のプレス工程中で造られるようになっている。
【００５５】
しかし、別の実施例（図示せず）によれば、半径方向の外端部32は、例えば溶接或いは接着によって、ピストンに取り付けられた環状の部品となっている。
【００５６】
ピストン20の外周面20eと軸方向スカート17の凹面状内周面17iの形状及び寸法が分かっていれば、流体カプリング10がいかなる運転状態にあっても、ケース12に対するピストン20のあらゆる軸方向位置について、圧力降下を決定することができる。
【００５７】
圧力降下に影響を及ぼす流体カプリングの運転条件の中で、特に、車両の始動時に、或いは車両が一定の時間運転された後に、その値が異なっている流体の温度を挙げることができる。
【００５８】
一例として、ある流体カプリングについて、比較試験を実施した。試験では、流体カプリングのいくつかの部品の寸法公差によって決定されるピストン20の当接面20aと、それに対向するフロントケース12の対向面15aとの軸方向距離”k”（図2に示す）は、0.3〜1.3mmであった。
【００５９】
従って、この軸方向距離”k”が0.6〜1.3mmである場合、前部チャンバ26と後部チャンバ28の間の圧力降下が小さくなる可能性があり、カプリング速度が低くなり過ぎてしまうことが、充分に考えられる。そうなると、要求されている応答時間をもって、ピストン20を動作させることが困難となり、カプリングの動作中に揺動が発生して、運転の容易さが損なわれる可能性がある。
【００６０】
このような条件の下では、本発明によって、優れた結果が得られることは明白である。
【００６１】
この効果は、特に、軸方向スカートの凹面状内周面17iと、ピストン20の外周面20eの間の半径方向隙間”j”の値（図2に示されている）を最適化することによって得られる。
【００６２】
1mm以下、或いは0.7mm以下の値を有する半径方向隙間によって、充分な圧力降下が得られ、その結果、ピストン20の動作は迅速となり、カプリング動作中の揺動が回避される。
【００６３】
以上本発明を、カプリング動作のために、ピストン20が、直接、ケース12に当接するロックアップクラッチ18、いわば単板クラッチに関して記述した。
【００６４】
しかし、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、ロックアップクラッチが、軸方向にピストン20とケース12の間に設けられている摩擦板、いわゆる複板型クラッチを備えていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明による流体カプリングの断面の半分を示す部分模式図である。
【図２】図1に示す流体カプリングの、D部分を拡大して、ピストン及びケースの回転面についてのある実施例を示している。
【図３】図1に示す流体カプリングの、D部分を拡大して、ピストン及びケースの回転面についてのある実施例を示している。
【図４】図1に示す流体カプリングの、D部分を拡大して、ピストン及びケースの回転面についてのある実施例を示している。
【図５】図1に示す流体カプリングの、D部分を拡大して、ピストン及びケースの回転面についてのある実施例を示している。
【符号の説明】
【００６６】
10  流体カプリング
12  ケース
13  接続手段
14  タービンホイール
15  正面壁
15a  環状対向面
15e  径方向外端
16  従動軸
17  軸方向スカート
17i  内周面
18  ロックアップクラッチ
20  ピストン
20a  環状当接面
20e  外周面
24  トーションダンパ
26  前部チャンバ
28  後部チャンバ
30  導通路
32  半径方向外端部
e  厚さ
j  半径方向隙間
k  軸方向距離
【図１】
2007533934.tif 000003
【図２】
2007533934.tif 000004
【図３】
2007533934.tif 000005
【図４】
2007533934.tif 000006
【図５】
2007533934.tif 000007
【国際調査報告】
2007533934.tif 000008
2007533934.tif 000009
2007533934.tif 000010
2007533934.tif 000011