(57)【要約】【課題】ロックアップ機構の作動の信頼性が向上するトルクコンバータ、を提供する。【解決手段】トルクコンバータは、エンジンからの動力が入力されて回転するフロントカバーと、係合爪２２を有し、ロックアップ機構の作動時にフロントカバーと摩擦係合するピストン２１と、係合爪２２が係合される切り欠き部３２を有し、ピストン２１に対してフロントカバーの反対側に配置されるダンパ３１とを備える。係合爪２２は、フロントカバーの回転方向の側に配置され、切り欠き部３２と接触する駆動トルク伝達面２３と、周方向において駆動トルク伝達面２３とは反対側に配置され、切り欠き部３２と接触する被駆動トルク伝達面２４とを含む。駆動トルク伝達面２３は、ピストン２１からダンパ３１に近づくフロントカバーの回転軸方向において、被駆動トルク伝達面２４に徐々に近づくように傾斜する。被駆動トルク伝達面２４は、フロントカバーの回転軸に平行である。【選択図】図２
2015203460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックアップ機構が設けられるトルクコンバータであって、
エンジンからの動力が入力されて回転するカバー体と、
外周縁の一部が折り曲げられて形成される係合爪を有し、前記ロックアップ機構の作動時に前記カバー体の回転軸方向に移動することにより、前記カバー体と摩擦係合するピストンと、
前記係合爪が係合される切り欠き部を有し、前記カバー体の回転軸方向において前記ピストンに対して前記カバー体の反対側に配置され、トルク変動を緩衝するためのダンパとを備え、
前記係合爪は、前記カバー体の回転方向の側に配置され、前記切り欠き部と接触する駆動トルク伝達面と、周方向において前記駆動トルク伝達面とは反対側に配置され、前記切り欠き部と接触する被駆動トルク伝達面とを含み、
前記駆動トルク伝達面は、前記ピストンから前記ダンパに近づく前記カバー体の回転軸方向において、前記被駆動トルク伝達面に徐々に近づくように傾斜し、
前記被駆動トルク伝達面は、前記カバー体の回転軸に平行である、トルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、トルクコンバータに関し、より特定的には、ロックアップ機構を備えるトルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のトルクコンバータに関して、たとえば、特表２００２−５２０５５０号公報には、ノイズを低減することを目的とした自動車用の液圧結合装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された自動車用の液圧結合装置は、トルクコンバータと、ロックアップクラッチと、ロックアップクラッチの出力要素を形成するダンパープレートとを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５２０５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献に開示されるように、エンジンからの動力が入力されて回転するカバー体に、ピストンを摩擦係合させることによって、エンジンの回転を直接トランスミッションのインプットシャフトに伝えるロックアップ機構を備えたトルクコンバータが知られている。ロックアップ機構には、動力伝達経路上においてトルク変動を緩衝するためのダンパが設けられている。
【０００５】
このようなトルクコンバータにおいて、ロックアップ機構の作動時にエンジンから過大なトルクが入力されると、摩擦係合部で滑りが発生する場合がある。この場合、ロックアップ機構の作動の信頼性を十分に確保することができない。また、摩擦係合部における滑りは、エンジンブレーキなどによりダンパからピストンにトルクが伝達される場面よりも、車両加速時などにおいてトルクがピストンからダンパに伝達される場面で発生する。摩擦係合部における滑りの発生を防ぐための対策を講じるに際しては、この点も考慮されなければならない。
【０００６】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、ロックアップ機構の作動の信頼性が向上するトルクコンバータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に従ったトルクコンバータは、ロックアップ機構が設けられるトルクコンバータである。トルクコンバータは、エンジンからの動力が入力されて回転するカバー体と、外周縁の一部が折り曲げられて形成される係合爪を有し、ロックアップ機構の作動時にカバー体の回転軸方向に移動することにより、カバー体と摩擦係合するピストンと、係合爪が係合される切り欠き部を有し、カバー体の回転軸方向においてピストンに対してカバー体の反対側に配置され、トルク変動を緩衝するためのダンパとを備える。係合爪は、カバー体の回転方向の側に配置され、切り欠き部と接触する駆動トルク伝達面と、周方向において駆動トルク伝達面とは反対側に配置され、切り欠き部と接触する被駆動トルク伝達面とを含む。駆動トルク伝達面は、ピストンからダンパに近づくカバー体の回転軸方向において、被駆動トルク伝達面に徐々に近づくように傾斜する。被駆動トルク伝達面は、カバー体の回転軸に平行である。
【０００８】
このように構成されたトルクコンバータによれば、駆動トルク伝達面を傾斜させることによって、駆動トルク伝達面からダンパへのトルク伝達が生じる場合に、ダンパからピストンに作用する反力を利用して、ピストンとカバー体との間の摩擦係合力を増大させる。一方、被駆動トルク伝達面をカバー体の回転軸に平行とすることによって、ダンパから被駆動トルク伝達面へのトルク伝達が生じる場合に、ピストンとカバー体との間の摩擦係合力が増大することがない。したがって、本発明によれば、必要な場面でカバー体とピストンとの間の摩擦係合力を増大させて、ロックアップ機構の作動の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上に説明したように、この発明に従えば、ロックアップ機構の作動の信頼性が向上するトルクコンバータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態におけるトルクコンバータを示す断面図である。
【図２】図１中のトルクコンバータにおいて、ピストンおよびダンパの接続構造を示す斜視図である。
【図３】図２中の矢印ＩＩＩに示す方向から見たピストンおよびダンパの接続構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００１２】
図１は、この発明の実施の形態におけるトルクコンバータを示す断面図である。図１を参照して、本実施の形態におけるトルクコンバータ１０は、車両に搭載された自動変速機の一部を構成している。トルクコンバータ１０は、エンジンのクランクシャフトから自動変速機のインプットシャフトにトルクを伝達するための装置である。
【００１３】
まず、トルクコンバータ１０の全体構造について説明すると、トルクコンバータ１０は、３種類の羽根車であるタービンランナ１８、ポンプインペラ１６およびステータ１７を有する流体作動室と、ロックアップ機構２０とにより構成されている。トルクコンバータ１０は、回転中心となる仮想上の中心軸１０１を中心にして、その軸周りに設けられている。
【００１４】
トルクコンバータ１０は、フロントカバー１２およびインペラシェル１３を有する。フロントカバー１２は、トルクコンバータ１０の前側、すなわちエンジンに近い側に配置されている。フロントカバー１２は、全体として、中心軸１０１を中心にその半径方向に広がる円盤形状を有する。フロントカバー１２は、エンジンからの動力を受け取る部材であり、中心軸１０１を中心に回転可能に設けられている。中心軸１０１は、フロントカバー１２の回転軸である。
【００１５】
インペラシェル１３は、トルクコンバータ１０の後ろ側、すなわち自動変速機のプラネタリギヤユニットに近い側に配置されている。インペラシェル１３は、フロントカバー１２に固定されている。フロントカバー１２およびインペラシェル１３により、略密閉された内部空間が形成されている。その内部空間には、作動流体（オートマチックフルード）が封入されるとともに、タービンランナ１８、ポンプインペラ１６、ステータ１７およびロックアップ機構２０が収容されている。
【００１６】
ポンプインペラ１６は、インペラシェル１３と一体的に設けられている。ポンプインペラ１６は、インペラシェル１３とともに中心軸１０１を中心に回転可能に設けられている。
【００１７】
タービンランナ１８は、中心軸１０１の軸方向においてポンプインペラ１６と向かい合って設けられている。タービンランナ１８は、タービンハブ３３を介してインプットシャフト（不図示）に接続されている。タービンランナ１８は、インプットシャフトとともに中心軸１０１を中心に回転可能に設けられている。
【００１８】
ステータ１７は、ポンプインペラ１６およびタービンランナ１８の間に介在されている。ステータ１７は、タービンランナ１８からポンプインペラ１６に戻る作動油の流れ方向を変える働きをする。
【００１９】
エンジンからフロントカバー１２に動力が入力されると、フロントカバー１２およびインペラシェル１３が中心軸１０１を中心に回転する。このとき、インペラシェル１３と一体となってポンプインペラ１６が回転することにより、ポンプインペラ１６近傍の作動流体がタービンランナ１８に向かって送り出される。ポンプインペラ１６から送り出された作動油を受け取ることによって、タービンランナ１８に回転力が付与される。回転力が付与されたタービンランナ１８が回転することによって、エンジンからの動力がインプットシャフトに伝達される。
【００２０】
ロックアップ機構２０は、フロントカバー１２の回転を、作動油によるトルク伝達を介することなく、インプットシャフトに直接伝えるための装置である。ロックアップ機構２０は、ピストン２１およびダンパ３１を有する。
【００２１】
ピストン２１は、中心軸１０１の軸方向においてフロントカバー１２と隣り合って設けられている。ピストン２１は、中心軸１０１の軸方向においてフロントカバー１２およびダンパ３１の間に設けられている。ピストン２１は、中心軸１０１の軸方向においてダンパ３１に対してタービンランナ１８の反対側に設けられている。ピストン２１は、全体として、中心軸１０１を中心にその半径方向に広がる円盤形状を有する。
【００２２】
ピストン２１は、中心軸１０１の軸方向に沿って移動可能に設けられている。ピストン２１には、摩擦材２５が設けられている。摩擦材２５は、フロントカバー１２と向かい合うピストン２１に表面に設けられている。
【００２３】
中心軸１０１の軸方向におけるピストン２１の前後には、油圧室２６および油圧室２７が形成されている。油圧室２６に油圧が供給されることにより、ピストン２１は、フロントカバー１２から遠ざかる方向に移動する。このとき、摩擦材２５がフロントカバー１２から離間して位置決めされる。一方、油圧室２７に油圧が供給されることにより、ピストン２１は、フロントカバー１２に近づく方向に移動する。このとき、摩擦材２５がフロントカバー１２に押し付けられることによって、ピストン２１がフロントカバー１２に摩擦係合する。エンジンの回転がフロントカバー１２からピストン２１に伝えられ、さらに、後述するダンパ３１およびタービンハブ３３を通じて、インプットシャフトに伝達される。
【００２４】
ピストン２１には、ダンパ３１が接続されている。ダンパ３１は、中心軸１０１の軸方向においてピストン２１に対してフロントカバー１２の反対側に設けられている。ダンパ３１は、タービンハブ３３を介してインプットシャフトに接続されている。ダンパ３１は、バネ部材３６を有し、バネ部材３６が伸縮することによって、エンジンからインプットシャフトに向けて伝達されるトルク変動を緩衝する。
【００２５】
続いて、ロックアップ機構２０におけるピストン２１およびダンパ３１の接続構造について詳細に説明する。
【００２６】
図２は、図１中のトルクコンバータにおいて、ピストンおよびダンパの接続構造を示す斜視図である。図３は、図２中の矢印ＩＩＩに示す方向から見たピストンおよびダンパの接続構造を示す平面図である。
【００２７】
図１から図３を参照して、ピストン２１は、その構成部位として、係合爪２２を有する。係合爪２２は、円盤形状を有するピストン２１の外周縁の一部が折れ曲げられて形成されている。係合爪２２は、ピストン２１の外周縁から中心軸１０１の軸方向に延出している。
【００２８】
ダンパ３１には、切り欠き部３２が形成されている。切り欠き部３２は、ダンパ３１の外周縁の一部が径方向内側に切り欠かれることによって形成されている。切り欠き部３２は、中心軸１０１の軸方向において係合爪２２と重なる位置に形成されている。切り欠き部３２に係合爪２２が係合されることによって、ピストン２１およびダンパ３１が接続されている。
【００２９】
係合爪２２は、駆動トルク伝達面２３および被駆動トルク伝達面２４を有する。駆動トルク伝達面２３は、フロントカバー１２の回転方向（図２中の矢印１２１に示す方向）の側に配置され、ダンパ３１の切り欠き部３２と接触する。被駆動トルク伝達面２４は、周方向において駆動トルク伝達面２３とは反対側に配置され、ダンパ３１の切り欠き部３２と接触する。
【００３０】
ロックアップ機構２０の作動に伴って、ピストン２１およびダンパ３１の間でトルクの授受が行われる。駆動トルク伝達面２３は、ダンパ３１の切り欠き部３２と接触するピストン２１の係合爪２２の表面であって、車両加速時などにおいてピストン２１からダンパ３１にトルクを伝達する表面である。被駆動トルク伝達面２４は、ダンパ３１の切り欠き部３２と接触するピストン２１の係合爪２２の表面であって、エンジンブレーキなどによりダンパ３１からピストン２１にトルクが伝達される表面である。
【００３１】
本実施の形態におけるトルクコンバータ１０においては、駆動トルク伝達面２３が、ピストン２１からダンパ３１に近づくフロントカバー１２の回転軸方向（図３中の矢印１２２に示す方向）において、被駆動トルク伝達面２４に徐々に近づくように傾斜する。被駆動トルク伝達面２４は、フロントカバー１２の回転軸方向に平行である。
【００３２】
駆動トルク伝達面２３は、フロントカバー１２の回転軸（中心軸１０１）に対して傾きを有する。駆動トルク伝達面２３は、駆動トルク伝達面２３および被駆動トルク伝達面２４の間の距離が、フロントカバー１２の回転軸方向においてピストン２１から遠ざかるに従って徐々に小さくなるように設けられている。フロントカバー１２の回転軸に対する駆動トルク伝達面２３の傾きは、５°以上であることが好ましい。
【００３３】
ダンパ３１は、折り曲げ部３２ｐを有する。折り曲げ部３２ｐは、切り欠き部３２を画定するダンパ３１の縁部が駆動トルク伝達面２３の傾斜方向に沿って折り曲げられて形成されている。駆動トルク伝達面２３は、ダンパ３１の折り曲げ部３２ｐと面接触している。
【００３４】
車両の加速時等において、図３中の矢印１１２に示すように、エンジンからのトルクが、ピストン２１の駆動トルク伝達面２３からダンパ３１に向けて伝達される。このとき、図３中の矢印１１０に示すように、駆動トルク伝達面２３に直交する方向の反力がダンパ３１からピストン２１に作用する。
【００３５】
本実施の形態では、駆動トルク伝達面２３を傾斜させる構成によって、ダンパ３１からピストン２１に作用する反力に中心軸１０１の軸方向のベクトルが生じるため、フロントカバー１２に対する摩擦材２５の押し付け力を増大させることができる。この際、伝達トルクの大きさに応じてダンパ３１からピストン２１に作用する反力も増大するため、伝達トルクの大きさに感応的な押し付け力を確保することができる。結果、段差への乗り上げ時など過大な衝撃トルクが発生した場合においても、ピストン２１およびフロントカバー１２の摩擦係合部に滑りが生じることを防止できる。また、ピストン２１およびフロントカバー１２の係合力を向上させることにより、油圧室２７に供給する油圧を低減することが可能となる。
【００３６】
一方、エンジンブレーキなどによりダンパ３１からピストン２１にトルクが伝達される場面においては、一般的に、伝達トルクが小さく、衝撃トルクが発生し難い。また、このような場面で、ロックアップ機構２０の作動を解除するタイミングとなる場合が多い。これに対して、本実施の形態では、被駆動トルク伝達面２４がフロントカバー１２の回転軸方向に平行であるため、フロントカバー１２に対する摩擦材２５の押し付け力が増大することがない。
【００３７】
以上に説明した、この発明の実施の形態におけるトルクコンバータ１０の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態におけるトルクコンバータ１０は、ロックアップ機構２０が設けられるトルクコンバータである。トルクコンバータ１０は、エンジンからの動力が入力されて回転するカバー体としてのフロントカバー１２と、外周縁の一部が折り曲げられて形成される係合爪２２を有し、ロックアップ機構２０の作動時にフロントカバー１２の回転軸方向に移動することにより、フロントカバー１２と摩擦係合するピストン２１と、係合爪２２が係合される切り欠き部３２を有し、フロントカバー１２の回転軸方向においてピストン２１に対してフロントカバー１２の反対側に配置され、トルク変動を緩衝するためのダンパ３１とを備える。係合爪２２は、フロントカバー１２の回転方向の側に配置され、切り欠き部３２と接触する駆動トルク伝達面２３と、周方向において駆動トルク伝達面２３とは反対側に配置され、切り欠き部３２と接触する被駆動トルク伝達面２４とを含む。駆動トルク伝達面２３は、ピストン２１からダンパ３１に近づくフロントカバー１２の回転軸方向において、被駆動トルク伝達面２４に徐々に近づくように傾斜する。被駆動トルク伝達面２４は、フロントカバー１２の回転軸に平行である。
【００３８】
このように構成された、この発明の実施の形態におけるトルクコンバータ１０によれば、ロックアップ機構の作動の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この発明は、主に、車両に搭載された自動変速機に適用される。
【符号の説明】
【００４１】
１０  トルクコンバータ、１２  フロントカバー、２１  ピストン、１３  インペラシェル、１６  ポンプインペラ、１７  ステータ、１８  タービンランナ、２０  ロックアップ機構、２２  係合爪、２３  駆動トルク伝達面、２４  被駆動トルク伝達面、２５  摩擦材、２６，２７  油圧室、３１  ダンパ、３２  切り欠き部、３２ｐ  折り曲げ部、３３  タービンハブ、３６  バネ部材、１０１  中心軸。
【図１】
2015203460.tif 000003
【図２】
2015203460.tif 000004
【図３】
2015203460.tif 000005