(57)【要約】【課題】本発明は車両用トルクコンバータのロックアップ装置に関し、ロックアップ制御に入るときの油温の設定値を下げることができ、かつスリップロックアップ時のクラッチフェーシングの早期損傷を回避することを目的とする。【解決手段】ロックアップ装置のピストンプレート30に対向するフロントカバー12の内面は半径方向の長さＬの長さに亘り環状に粗面化されている。フロントカバー12の内面のこの粗面化された部位は内径側における粗度が小さい環状部位12-1a（径方向長さLa）と外径側における粗度が大きい環状部位12-1b（径方向長さLb）とから成る。スリップロックアップ開始時の低押付け力高差回転時はクラッチフェーシング32をフロントカバー12の対向面の面粗度が粗い領域12-1bに主として係合させ、その後の高押付け力低差回転時はクラッチフェーシング32をフロントカバー12の対向面の面粗度が細かい領域12-1aに主として係合させる。【選択図】  図３
2015190561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸に連結され、内部にトルクコンバータの構成部品を収容するハウジングと、ハウジングの開口部を閉塞するフロントカバーと、ハウジング内部に収容されると共に出力軸に連結され、内部油圧によりトルクコンバータの軸線方向に駆動されることによりフロントカバーの粗面加工された対向面にクラッチフェーシングを介して係合するピストンプレートとを備え、フロントカバーとクラッチ板とのクラッチフェーシングを介しての係合により入力軸を出力軸に直結する車両用トルクコンバータのロックアップ装置であって、前記クラッチフェーシングに対向するフロントカバーの粗面化された部位の面粗度が外周側と内周側とで異なるようにされたことを特徴とする車両用トルクコンバータのロックアップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、前記クラッチフェーシングに対向するフロントカバーの粗面化された部位の面粗度が外周側で大きく内周側で小さくなるように異ならされている車両用トルクコンバータのロックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両用トルクコンバータのロックアップ装置に関するものであり、特に、ロックアップ装置におけるピストンプレートのクラッチフェーシングに対向するフロントカバーの表面の粗面加工に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からトルクコンバータにはすべり損失を抑えるため、所定以上の車速域においてトルクコンバータの入出力を機械的に直結するロックアップ装置が設けられている。ロックアップ装置にあっては、クラッチフェーシング（摩擦材）を取り付けたピストンプレートがタービンハブに対して軸方向に移動可能に嵌合装着される。ロックアップ時（直結時）のねじり振動抑制のためピストンプレートとタービンハブとの間における回転方向にスプリングダンパが介装されている。ロックアップ時には、ピストンプレートの前室の圧力が開放され、後室のコンバータ圧によってピストンプレートが前進してクラッチフェーシングをフロントカバーに押し付けることで直結される。
【０００３】
このようなロックアップ装置において、所定以上の車速域ではピストンプレート前後の高差圧下でクラッチフェーシングをフロントカバー対向面に強固に接触させ完全ロックアップを行う。そして、クラッチフェーシングに対向したトルクコンバータ対向面にはロックアップ性能に重要なクラッチフェーシングの摩擦係数−すべり速度特性を満足させるため、機械加工又は研磨加工によって粗面に形成している（クラッチフェーシングに対向したトルクコンバータ対向面の粗面化及びスリップロックアップについては特許文献１等の記載参照）。
【０００４】
そして、ロックアップへの移行域では、フロントカバーに軽微に接触させる所謂スリップロックアップを行い、燃料消費効率の向上を図りつつ低速域においてもトルクコンバータによるトルク変動吸収機能を得ようするものが提案されている。即ち、ロックアップに入る前はピストンプレート前後の差圧が小さく、ピストンプレートはフロントカバーから完全に離れている（ピストンプレートの回転数が小さくフロントカバーとの回転数差が大きい）が、そこから差圧を徐々に大きくして行くと、ピストンプレートがフロントカバーに軽微に接触する（すべりが生ずる）ようになり（スリップロックアップ域に入り）、そして、ピストンプレートの回転数が大きくなって行き（フロントカバーとの回転数差が小さくなり）、ピストンプレートとフロントカバーとが完全に一体となったロックアップ状態に入って行く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１７４２０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スリップロックアップ制御のために油膜の切れが良い必要があるが、油温が低いときは動力伝達油の粘度粘度が高いため油膜の切れが悪く、スリップロックアップ制御ができないため、ロックアップ制御に入るときの油温の設定値を或る程度以上（例えば常温以上）としなければならなかった。
【０００７】
また、スリップロックアップを行うため、ピストンプレートの前側の押付力を増大させるが、そのため、ピストンプレートの前後差圧が、クラッチフエーシングを介してフロントカバー接触面を起点として変形するためピストンプレートは中心部に対し外周部がフロントカバー対向面から離間方向に傾斜するように変形し（クラッチフェーシングが外径側でフロントカバー対向面から離間するように傾斜し）、スリップロックアップ時にクラッチフェーシングが内径側においてスプロケットトルクコンバータ対向面により削られてしまう問題点があった。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑み、ロックアップ制御に入るときの油温の設定値を下げることができ、かつスリップロックアップ時のクラッチフェーシングの早期損傷を回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のロックアップ装置は、入力軸に連結され、内部にトルクコンバータの構成部品を収容するハウジングと、ハウジングの開口部を閉塞するフロントカバーと、ハウジング内部に収容されると共に出力軸に連結され、内部油圧によりトルクコンバータの軸線方向に駆動されることによりフロントカバーの粗面加工された対向面にクラッチフェーシングを介して係合するピストンプレートとを備え、フロントカバーとクラッチ板とのクラッチフェーシングを介しての係合により入力軸を出力軸に直結する。クラッチフェーシングに対向するフロントカバーの粗面化された部位の面粗度が外周側と内周側とで異なるようにされる。そして、クラッチフェーシングに対向するフロントカバーの粗面化された部位の面粗度が外周側で大きく内周側で小さくなるように異ならされている。
【発明の効果】
【００１０】
クラッチフェーシングに対向するフロントカバーの粗面化された部位の面粗度が外周側と内周側とで異ならせ、特に、外側を荒く（凹凸を大きく）内側を細かく（凹凸を小さく）することで、スリップロックアップ域の移行を開始するピストンプレートの低押付力時にクラッチフェーシングがフロントカバーの対向面の面粗度が粗い領域において主として当たるため、フロントカバーの粗度の大きい部位で油膜が良く切れるため、油温が低い粘度の高いところからスリップロックアップを開始することができ燃料消費効率を高めることができる。
【００１１】
また、スリップロックアップ域に移行後、ピストンプレートの押付力が高まってゆくと、ピストンプレートの変形によりクラッチフェーシングはフロントカバーの対向面の面粗度が細かい領域に主として当たるようになり、クラッチフェーシングに対するフロントカバーの攻撃性が相対的に弱まり、クラッチフェーシングが早期に磨耗してしまうことを防止し、寿命の延長を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１はロックアップ機構を備えたトルクコンバータの回転中心を含む直立面における断面図である。
【図２】図２は図１の部分的拡大図であり、トルクコンバータのロックアップ機構におけるクラッチフェーシングとフロントカバーとの対向部の詳細図である。
【図３】図３はピストンプレート３０の押付力及びピストンプレートとフロントカバーとの回転数差に応じた図２のロックアップ機構の動作を説明する図であり、（イ）は低押付力・高差回転の状態、（ロ）は高押付力・低差回転の状態、（ハ）は高押付力・差回転無しの状態をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１はトルクコンバータを軸線に沿った断面にて示しており、１０は鋼板のプレス成形品としてのインペラシェル（本発明のハウジング）であり、インペラシェル１０にフロントカバー１２（インペラシェル１０と同様な鋼板のプレス成形品）が溶接部１４にて接合される。インペラシェル１０の内側にインペラ１５、タービン１６及びステータ１７のトルクコンバータの基幹となる部材が周知のように配置される。タービン１６はハブ１８上のタービンプレート１９に固定され、ハブ１８は内周面にスプライン18-1を形成している。インペラシェル１０の内周側に固定されるスリーブ２０の内径空間に、周知のように、変速機の図示しない入力軸が図の左側より挿入され、入力軸の先端がハブ１８のスプライン18-1に嵌合される。タービン１６に隣接して出力側回転部材（ドリブンプレート）２２（ハブ１８にタービンプレート１９と共にリベット２４にて供締めされる）と、入力側回転部材（ドライブプレート）２６と、周知のように、円周方向に離間して複数設けられ、出力側回転部材２２と入力側回転部材２６とを円周方向に弾性連結するダンパスプリング２８と、スプリング２８とともに移動される中間部材（イコライザプレート）２９とからなるダンパが設けられる。さらに、入力側回転部材２６はハブ１８上を前後の油圧差に応じて摺動可能なピストンプレート３０にリベット３１にて固定される。フロントカバー１２と対向したピストンプレート３０の外周表面にクラッチフェーシング（摩擦材）３２がフロントカバー１２と幾分の間隙にて対向するように設置される。外周側のスプリング２８に加え、内周側にもスプリング３３が設けられ、スプリング２８と同様にスプリング３３も出力側回転部材２２と入力側回転部材２６とを円周方向に弾性連結し、スプリング２８による緩衝域より高弾性域において回転変動の抑制を行うように機能する。フロントカバー１２は外面にボスナット３４を固定しており、このボスナット３４に、周知のように、エンジンの出力軸と一体回転する図示しない回転プレートがボルト（これも図示しない）にて連結・固定される。
【００１４】
以上の構成はトルクコンバータとしては周知のものであり、エンジンの出力軸の回転はボスナット３４に固定された図示しない回転プレートよりフロントカバー１２及びインペラシェル１０を介してインペラ１５に伝達され、インペラ１５よりタービン１６、タービン１６からステータ１７を介しインペラ１５に循環されるオイルの流れにより回転トルクはハブ１８を介して図示しない変速機の入力軸に伝達される。また、直結時には入力側回転部材２６の前後差圧によってピストンプレート３０がフロントカバー１２側に移動され、クラッチフェーシング３２がフロントカバー１２の対向面と摩擦係合することによりエンジン出力側と変速機入力側が直結される。また、ロックアップ時において、ダンパスプリング２８及び３３は回転変動に応じて出力側回転部材２２と入力側回転部材２６との相対回転を許容し、ダンパ機能が達成される。
【００１５】
次に、本発明の眼目であるロックアップ機構におけるクラッチフェーシング３２とこれに対向するフロントカバー１２との間のロックアップ動作についてより詳細に説明すると、非ロックアップ状態におけるクラッチフエーシング３２とフロントカバー１２との対向部は部分的に拡大して図２に表され、クラッチフエーシング３２は特殊な紙を素材とし、ピストンプレート３０のフロントカバー１２に対向するピストンプレート３０の面上に環状に固着されている。クラッチフエーシング３２を固着したピストンプレート３０の面30-1は常態においてはトルクコンバータ中心線Ｃ（図１）に鉛直なフロントカバー１２の面12-1に対して外周側に対し内周側が後退するように幾分の傾斜をなしている（ピストンプレート３０の面30-1の傾斜の代わりにフロントカバー１２の面12-1に傾斜を付す構成も可能である）。そのため、ピストンプレート３０の面30-1に固定されたクラッチフエーシング３２もフロントカバー対向面に対して同様な傾斜を呈している。クラッチフエーシング３２がフロントカバー１２の対向面から離間した非ロックアップ状態においてはフロントカバー１２とクラッチフエーシング３２との間の隙間Ｓの大きさは外周側が小さくに内周側が大きくなっている。そして、クラッチフエーシング３２と対向するフロントカバー１２の内面はクラッチフエーシング３２が接触するときのフロントカバー１２の領域よりやや広い領域において環状に粗面化されている。フロントカバー１２の粗面化された部位の径方向のトータルの長さをＬにて表す。即ち、フロントカバー１２は例えばSAPH440鋼材を素材とするが、粗面化のため所期の粒度のグラインダにより粗面加工を受けている。そして、本発明の実施形態においては、粗面化の度合いは内周側の粗度が小さい環状部位12-1aと外周側の粗度が大きい環状部位12-1bとに分かれて形成されている。内周側における粗度が小さい環状領域12-1a（その表面を細かい点線にて模式的に表示している）は径方向の長さLaに亘って小さな粗度に形成され、その粗度としては、算術平均荒さＲＡで、例えば、０．３５μｍ≦ＲＡ≦１．３５μｍであり、他方、外周側における粗度が大きい環状領域12-1b（その表面を粗い点線にて模式的に表示している）は径方向の長さLbに亘って大きな粗度に形成され、その粗度としては、環状領域12-1aの粗度に０．５μｍ加算した粗度となっている。
【００１６】
次に、本発明におけるロックアップ動作について説明すると、ロックアップ前は図２に示すように、ピストンプレート３０はフロントカバー１２の対向面から離間して位置しており、ピストンプレート３０は回転はしているがフロントカバー１２とは差回転が大きい状態にある。ロックアップ域への移行のため、未だ比較的低い動力伝達油の圧力下でピストンプレート３０はフロントカバー１２に向けて移動される。そして、このとき、ピストンプレート３０に加わる油圧は未だ高くなっていないため、ピストンプレート３０は図２の姿勢を維持したまま、フロントカバー１２の対向面に油膜を介して軽く押し付けられスリップロックアップの状態に移行する。そして、ピストンプレート３０の面30-1の傾斜故に、フロントカバー１２との接触は図３（イ）に示すようにクラッチフエーシング３２の外周部において起こる。クラッチフエーシング３２は、フロントカバー１２の粗度の大きい環状領域12-1b（径方向長さ＝Lb）において油膜を介して接触し、対向面同士を滑らせるスリップロックアップが行われる。即ち、この状態は低押し付け力及び高差回転下でのスリップロックアップとなる。スリップロックアップにおいてはロックアップクラッチによる動力伝達も行われるが、トルクコンバータによる動力伝達機能もまだ効いており、両者の並存下での動力伝達となる。そして、環状領域12-1bの大きな粗度はクラッチフエーシング３２とフロントカバー１２との間の油膜の良好な切れを得ることができ、良好なスリップロックアップを得ることができる。また、油膜の切れが良いことから、動力伝達油の粘度が大きい低油温時からスリップロックアップに移行開始することができ、ロックアップへの移行を相対的に早めることができ、燃料消費効率を高めることができる。
【００１７】
スリップロックアップ域への移行によりピストンプレート３０の回転数が大きくなり、また、ピストンプレート３０にかかる動力伝達油の圧力が大きくなると、この状態は高押し付け力及び低差回転下でのスリップロックアップとなる（対向面同士での相対滑りは未だ存在する）。ピストンプレート３０の前後差圧がクラッチフエーシングを介してフロントカバー接触面を起点として変形するため、ピストンプレート３０は図３（ロ）に示すように、中心部がフロントカバー側に変形し、ピストンプレート３０の面30-1（クラッチフエーシング３２）の当初の傾斜が反対向きに変わり、むしろ、クラッチフエーシング３２は内周側においてフロントカバー１２の粗度が小さい環状部位12-1a（径方向長さ＝La）に主として当たるようになる。環状部位12-1aの粗度の小ささはフロントカバー面がクラッチフエーシング３２及ぼす攻撃を緩和し、相対滑りがあるスリップロックアップ状態においてクラッチフェーシング３２との対向面が過度に削られてしまうのを防止しつつフロントカバー１２とクラッチフエーシング３２との間での油膜の良好な切れにより高押し付け力及び低差回転下での良好なスリップロックアップ動作を実現することができる。
【００１８】
図３（ハ）は押し付け力がさらに上昇し、ピストンプレート３０とフロントカバー１２との差回転が完全に消失した完全ロックアップ動作時を示す。クラッチフェーシング３２とフロントカバー１２との間の油膜は存在するが、クラッチフェーシング３２とフロントカバー１２との間の相対的なすべりはなく、回転は１対１で伝達され、クラッチフェーシング３２はフロントカバー１２により強く当たっているが、相対回転がないためフロントカバー１２によるクラッチフェーシング３２への攻撃はない。
【符号の説明】
【００１９】
１０…インペラシェル
１２…フロントカバー
12-1…クラッチフエーシングに対向するフロントカバー面
12-1a…フロントカバー面内径側における粗度が小さい環状部位
12-1b…フロントカバー面外径側における粗度が大きい環状部位
１５…インペラ
１６…タービン
１７…ステータ
１８…ハブ
２６…入力側回転部材
２８…ダンパスプリング
２９…中間部材
３０…ピストンプレート
３２…クラッチフェーシング
Ｌ…フロントカバーの粗面化部位の径方向全長
La…フロントカバーの粗面化部位における小さな粗度の部位の径方向長さ
Lb…フロントカバーの粗面化部位における大きな粗度の部位の径方向長さ
【図１】
2015190561.tif 000003
【図２】
2015190561.tif 000004
【図３】
2015190561.tif 000005