(57)【要約】【課題】伝達トルクの向上と、消費電力の抑制と、磁気粘性流体の粒子分離抑制と、を併せて達成すること。【解決手段】ポンプインペラー１と、タービンランナー２と、ＭＲ流体４と、を有し、ロックアップクラッチを、ＭＲ流体クラッチ５により構成した。このロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ１であって、ポンプインペラー１に連結された第１ディスク５１と、タービンランナー２に連結された第２ディスク５２と、第１ディスク５１と第２ディスク５２のディスク対向面間に形成されたＭＲ流体層５３に対する通電により磁場を生成する電磁コイル５４と、を備える。そして、電磁コイル５４を、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生するＭＲ流体層５３の径方向内側位置に配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸にコンバータカバーを介して連結されるポンプインペラーと、前記ポンプインペラーに対向配置され、出力軸に連結されるタービンランナーと、内部に封入される磁気粘性流体と、を有し、ロックアップクラッチを、磁気粘性流体を用いたＭＲ流体クラッチにより構成したロックアップクラッチ付きトルクコンバータであって、
前記ポンプインペラーに連結された第１ディスクと、
前記タービンランナーに連結された第２ディスクと、
前記第１ディスクと前記第２ディスクのディスク対向面間に形成された磁気粘性流体層に対する通電により磁場を生成する電磁コイルと、を備え、
前記電磁コイルを、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生する前記磁気粘性流体層の径方向内側位置に配置した
ことを特徴とするロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
【請求項２】
請求項１に記載されたロックアップクラッチ付きトルクコンバータにおいて、
前記第１ディスク及び前記第２ディスクを、それぞれドーナツ盤形状による多層ディスク構造とし、
前記磁気粘性流体層を、コンバータ回転軸に直交する面に沿って延在するように複数層形成した
ことを特徴とするロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたロックアップクラッチ付きトルクコンバータにおいて、
前記第１ディスクの内周端部を、前記コンバータカバーから前記タービンランナーに向かって軸方向に延在する第１フランジ部の外周面に設け、
前記第２ディスクの外周端部を、前記ポンプインペラーの外周端部から前記コンバータカバーに向かって軸方向に延在する第２フランジ部の内周面に設けた
ことを特徴とするロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
【請求項４】
請求項３に記載されたロックアップクラッチ付きトルクコンバータにおいて、
前記コンバータカバーのうち前記磁気粘性流体層が形成される領域を、磁力線経路による磁気回路を構成するヨーク部とし、
前記電磁コイルを、前記第１フランジ部の内周側位置であって、前記第１フランジ部を除く外周部分が前記ヨーク部により囲まれる位置に配置した
ことを特徴とするロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載のロックアップクラッチ付きトルクコンバータにおいて、
前記電磁コイルに電流を印加するスリップリングを、前記出力軸を内包する前記ポンプインペラーの回転軸部に設け、
前記電磁コイルを、前記ポンプインペラーに連結された前記コンバータカバーに設けた
ことを特徴とするロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載のロックアップクラッチ付きトルクコンバータにおいて、
前記磁気粘性流体層の径方向内側位置に、前記磁気粘性流体層に対し所定の磁場を生成する永久磁石を、前記電磁コイルとともに配置した
ことを特徴とするロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
【請求項７】
請求項６に記載のロックアップクラッチ付きトルクコンバータにおいて、
前記電磁コイルに、コイル電流の流れ方向とコイル電流の大きさを制御するクラッチ制御回路を接続した
ことを特徴とするロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気粘性流体（＝ＭＲ流体）を作動流体とすると共に、ロックアップクラッチをＭＲ流体クラッチとするロックアップクラッチ付きトルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オイルに代えて、ＭＲ流体を作動流体とすると共に、ロックアップクラッチをＭＲ流体クラッチとするロックアップクラッチ付きトルクコンバータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−９２２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のロックアップクラッチ付きトルクコンバータにあっては、電磁コイルが、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生する磁気粘性流体層の径方向外側位置に配置（コイル外周配置）されていた。このため、伝達トルクが小さくなるし、消費電力が増大するし、磁気粘性流体の粒子分離が発生する、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、伝達トルクの向上と、消費電力の抑制と、磁気粘性流体の粒子分離抑制と、を併せて達成することができるロックアップクラッチ付きトルクコンバータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、入力軸にコンバータカバーを介して連結されるポンプインペラーと、前記ポンプインペラーに対向配置され、出力軸に連結されるタービンランナーと、内部に封入される磁気粘性流体と、を有する。ロックアップクラッチは、磁気粘性流体を用いたＭＲ流体クラッチにより構成される。
このロックアップクラッチ付きトルクコンバータであって、前記ポンプインペラーに連結された第１ディスクと、前記タービンランナーに連結された第２ディスクと、前記第１ディスクと前記第２ディスクのディスク対向面間に形成された磁気粘性流体層に対する通電により磁場を生成する電磁コイルと、を備える。
前記電磁コイルを、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生する前記磁気粘性流体層の径方向内側位置に配置した。
【発明の効果】
【０００７】
よって、電磁コイルが、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生する磁気粘性流体層の径方向内側位置に配置（コイル内周配置）される。
すなわち、コイル内周配置により、電磁コイルの径方向外側位置に配置される磁気粘性流体層の外径が、電磁コイルの断面積を大きくしても変わることがない。このため、トルクコンバータの外径寸法が規定されるとき、磁気粘性流体層によるトルク伝達面積が拡大され、伝達トルクが向上する。
コイル内周配置により、所望のコイル断面積（起磁力＝電流×巻き数）を保つとき、コイル巻き線の全長が短くなる。このため、電磁コイルの電気抵抗が減り、消費電力が抑制される。
コイル内周配置により、遠心力に対抗する力が磁気粘性流体の強磁性粒子に働く。このため、磁気粘性流体の粒子分離が抑制される。
この結果、伝達トルクの向上と、消費電力の抑制と、磁気粘性流体の粒子分離抑制と、を併せて達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを示す断面図である。
【図２】コイル外周配置による比較例のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを示す作用説明図である。
【図３】コイル内周配置による実施例１のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを示す作用説明図である。
【図４】実施例２のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを示す断面図である。
【図５】実施例２のロックアップクラッチ付きトルクコンバータのクラッチ制御回路からの電流に対するトルクの関係を示す電流−トルク特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
実施例１におけるロックアップクラッチ付きトルクコンバータの構成を、［全体構成］、［ＭＲ流体クラッチ構成］に分けて説明する。
【００１１】
［全体構成］
図１は、電動車両（ハイブリッド車、電気自動車等）に適用される実施例１のロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ１を示す。以下、図１に基づき、全体構成を説明する。
【００１２】
前記ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ１は、図１に示すように、ポンプインペラー１と、タービンランナー２と、ステータ３と、磁気粘性流体４（以下、「ＭＲ流体４」という。）と、ＭＲ流体クラッチ５と、を備えている。
【００１３】
前記ポンプインペラー１は、入力軸６にコンバータカバー７を介して連結されたものである。このポンプインペラー１は、アルミ合金等を素材として製造され、ポンプ外殻１ａと、ポンプ外殻１ａの内面からタービンランナー２側に突設させた複数のポンプ翼１ｂと、複数のポンプ翼１ｂの内端部を連結するポンプ内殻１ｃと、を有して構成される。
【００１４】
前記ポンプインペラー１には、出力軸８を内包する位置に回転軸部９が連結され、この回転軸部９の外周面に、ＭＲ流体クラッチ５の電磁コイル５４に電流を印加するスリップリング１０，１０が設けられている。このスリップリング１０，１０には、コイル電流印加端子１１のリング接触子１２，１２がスプリング付勢により接触される。ここで、スリップリング１０，１０と電磁コイル５４は、ポンプ外殻１ａとコンバータカバー７を経由し、図外のリード線により接続される。なお、ポンプインペラー１の駆動源側の端面位置には、入力軸回転数を検出するための回転センサギヤ１３が、図外のボルトにより固定される。
【００１５】
前記タービンランナー２は、ポンプインペラー１に対向配置され、出力ハブ１４を介して出力軸８に連結されたものである。このタービンランナー２は、アルミ合金等を素材として製造され、タービン外殻２ａと、該タービン外殻２ａの内面からポンプインペラー１側に突設させた複数のタービン翼２ｂと、該タービン翼２ｂの内端部を連結するタービン内殻２ｃと、を有して構成される。
【００１６】
前記ステータ３は、ポンプインペラー１とタービンランナー２の間であって、両者１，２の対向領域のうち内側領域に配置され、静止固定部材であるケース１５に対し、ワンウェイクラッチ１６を介して設けられる。このステータ３は、ステータ内輪３ａと、該ステータ内輪３ａの外面から外径方向に突設させた複数のステータ翼３ｂと、該ステータ翼３ｂの外端部を連結するステータ外輪３ｃと、を有して構成される。
【００１７】
前記ＭＲ流体４は、ポンプインペラー１とコンバータカバー７に覆われると共に、第１ＭＲ流体シール１７と第２ＭＲ流体シール１８と第３ＭＲ流体シール１９により密閉されたコンバータ空間の内部に封入される。ここで、ＭＲ流体４とは、鉄ナノ粒子等の強磁性粒子をオイル中に分散させたものであり、外部磁場に応じて粘性が変化する機能性流体の一つである。このＭＲ流体４は、トルクコンバータ作動時、ポンプインペラー１とタービンランナー２とステータ３が集合するトーラス部において循環流を形成すると共に、ＭＲ流体クラッチ５の磁気粘性流体層５３に充填される。
【００１８】
前記ＭＲ流体クラッチ５は、ＭＲ流体４を用いたロックアップクラッチであり、コンバータカバー７とタービンランナー２との間に介装され、ロックアップ締結とスリップロックアップ締結とロックアップ開放を行う。ロックアップ締結時には、入力軸６と出力軸８を直結する。スリップロックアップ締結時には、所定の差回転を許容しながら入力軸６と出力軸８を締結する。ロックアップ開放時には、入力軸６と出力軸８を、ＭＲ流体４を用いたトルクコンバータを介して連結する。
【００１９】
［ＭＲ流体クラッチ構成］
以下、図１に基づき、ＭＲ流体クラッチ構成を説明する。
前記ＭＲ流体クラッチ５は、図１に示すように、第１ディスク５１と、第２ディスク５２と、磁気粘性流体層５３（以下、「ＭＲ流体層５３」という。）と、電磁コイル５４と、ヨーク部５５と、クラッチ制御回路５６と、を備えている。
【００２０】
前記第１ディスク５１は、ドーナツ盤形状による多層ディスク構造とし、コンバータカバー７を介してポンプインペラー１に連結される。この第１ディスク５１は、その内周端部を、コンバータカバー７からタービンランナー２に向かって軸方向に延在する第１フランジ部５７の外周面に埋設している。第１ディスク５１としては、第１フランジ部５７の外周面に埋設した２枚と、その両側に設けたヨーク部５５を兼用する２枚との合計４枚にて等間隔の３つの空間を形成した多層ディスク構造としている。なお、ヨーク部５５を兼用する両側の２枚のディスク厚みは、その内側に配置された２枚のディスク厚みより厚くしている。そして、第１ディスク５１及びヨーク部５５は、鉄等の強磁性材を素材とし、第１フランジ部５７は、アルミ合金等を素材としている。
【００２１】
前記第２ディスク５２は、ドーナツ盤形状による多層ディスク構造とし、タービンランナー２に連結される。この第２ディスク５２は、その外周端部を、タービンランナー２の外周端部からコンバータカバー７に向かって軸方向に延在する第２フランジ部５８の内周面に埋設している。第２ディスク５２としては、第２フランジ部５８の内周面に埋設した３枚による多層ディスク構造とし、第１ディスク５１により形成された等間隔の３つの空間の中間位置に配置している。なお、３枚のディスク厚みは、第１フランジ部５７の外周面に埋設した２枚の第１ディスク５１の厚みと同じ厚みに設定している。そして、第２ディスク５２は、鉄等の強磁性材を素材とし、第２フランジ部５８は、アルミ合金等を素材としている。
【００２２】
前記ＭＲ流体層５３は、第１ディスク５１と第２ディスク５２のディスク対向面間に、コンバータ回転軸CLに直交する面に沿って延在するように複数層形成している。実施例１では、図１に示すように、ＭＲ流体４が充填されるＭＲ流体層５３を、等間隔により６層形成している。このＭＲ流体層５３が設定される径方向範囲は、径方向サイズの大型化を抑えるため、トーラス部にて循環流が形成されるときＭＲ流体４が滞留するコア領域の位置から、トーラス部の外径端領域の位置までの範囲に設定されている。
【００２３】
前記電磁コイル５４は、ＭＲ流体層５３に対する通電により磁場を生成するもので、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生する６層のＭＲ流体層５３の径方向内側位置に配置している。この電磁コイル５４は、第１フランジ部５７の内周側位置であって、第１フランジ部５７を除く外周部分がＶ字状のヨーク部５５により囲まれる断面直角三角形状領域に配置している。ここで、電磁コイル５４を断面直角三角形状としている理由は、周辺のレイアウト設計を変えることなく、図１の仮想線で示す油圧クラッチを用いたロックアップクラッチ付きトルクコンバータT/Cに代え、ＭＲ流体クラッチ５を用いたロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ１を適用するという設計コンセプトにしたがったことによる。
【００２４】
前記ヨーク部５５は、電磁コイル５４への通電時、磁力線経路による磁気回路を構成するもので、コンバータカバー７のうち磁気粘性流体層５３が形成される領域に設定している。すなわち、ポンプインペラー１に連結されたコンバータカバー７の一部に、第１ディスク５１を兼用しつつ、コンバータカバー７と一体に設けている。
【００２５】
前記クラッチ制御回路５６は、入力情報に応じて電磁コイル５４に印加する電流を制御する回路である。例えば、ＭＲ流体クラッチ５のロックアップ開放時には、電磁コイル５４に印加する電流がゼロとされ、ＭＲ流体クラッチ５のロックアップ締結時には、入力トルクに対して滑りを許容しない伝達トルク（＞入力トルク）を得る電流値を電磁コイル５４に印加する。また、ＭＲ流体クラッチ５のスリップロックアップ締結時には、目標スリップ量が得られるように決められた電流値を電磁コイル５４に印加する。
【００２６】
次に、作用を説明する。
実施例１のロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ１における作用を、［コイル内側配置による比較作用］、［他の特徴作用］に分けて説明する。
【００２７】
［コイル内側配置による比較作用］
まず、電磁コイルをＭＲ流体クラッチの外周位置に配置したコイル外周配置によるロックアップクラッチ付きトルクコンバータを比較例（図２）とする。この比較例の場合は、コイル外周配置であるため、下記に列挙する課題を有する。
【００２８】
(a’) 伝達トルクが小さくなる
コイル外周配置により、図２に示すように、電磁コイル５４’の径方向内側位置に配置されるＭＲ流体クラッチ５’の外径L1’が、電磁コイル５４’の断面積を大きくするほど短くなる。このため、トルクコンバータの外径寸法がＬに規定されているとき、ＭＲ流体クラッチ５’によるトルク伝達面積が小さくなる。
【００２９】
(b’) 消費電力が増大する
コイル外周配置により、図２に示すように、所望のコイル断面積（起磁力＝電流×巻き数）を保つとき、コイル巻き線の全長が長くなる。このため、電磁コイル５４’の電気抵抗が増し、消費電力が増大する。
【００３０】
(c’) ＭＲ流体の粒子分離が発生する
コイル外周配置により、遠心力と同じ外径方向の力がＭＲ流体の強磁性粒子に働く。このため、ＭＲ流体の強磁性粒子が分離する。
【００３１】
これに対し、実施例１では、電磁コイル５４を、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生するＭＲ流体層５３の径方向内側位置に配置（コイル内周配置）する構成を採用した（図３）。このため、下記に述べるように、伝達トルクの向上と、消費電力の抑制と、ＭＲ流体４の粒子分離抑制と、を併せて達成することができる。
【００３２】
(a) 伝達トルクの向上
コイル内周配置により、図３に示すように、電磁コイル５４の径方向外側位置に配置されるＭＲ流体層５３の外径L1が電磁コイル５４の断面積を大きくしても変わることなく、かつ、比較例の外径L1’に比べ長く確保できる。このため、トルクコンバータの外径寸法がＬに規定されているとき、ＭＲ流体層５３によるトルク伝達面積が拡大され、伝達トルクが向上する。
更に、ＭＲ流体層５３は、径方向外側に配置されるので、ＭＲ流体層５３の径方向幅が同じであっても、トルク伝達面積を拡大することができるし、コンバータ回転軸CLからも遠ざかることからＭＲ流体４のせん断力が同じであっても、伝達するトルクを大きくすることができる。
【００３３】
(b) 消費電力の抑制
コイル内周配置により、図３に示すように、所望のコイル断面積（起磁力＝電流×巻き数）を保つとき、コイル巻き線の全長が短くなる。このため、電磁コイル５４の電気抵抗が減り、消費電力が抑制される。
そして、電磁コイル５４が発生する磁界は、コイル電流とその断面によって決まるが、断面が同じであった場合、径方向内側に配置する方が、電磁コイル５４の周長を短くして、コイルの容積を小さくすることができる。また、電磁コイル５４の材料は、銅等の比重が重い金属である場合が多いが、そのような場合でも径方向内側に配置することで、イナーシャを小さくして制御性を向上することができる。
【００３４】
(c) ＭＲ流体４の粒子分離抑制
コイル内周配置により、遠心力に対抗する力（内径方向の力）がＭＲ流体４の強磁性粒子に働く。このため、ＭＲ流体４の粒子分離が抑制される。
すなわち、比較例のように、ＭＲ流体の粒子分離が発生すると、ＭＲ流体層によるトルク伝達面積での径方向伝達トルク分布が内径側ほど低トルクになるというように不均一分布になり、トータル伝達トルクが低下したりばらついたりする。
これに対し、ＭＲ流体４の粒子分離が抑制されると、ＭＲ流体層５３によるトルク伝達面積での径方向伝達トルク分布が内径側から外径側までのトルク変化が抑えられた均一分布になり、トータル伝達トルクが安定して確保される。
【００３５】
［他の特徴作用］
実施例１では、第１ディスク５１及び第２ディスク５２を、それぞれドーナツ盤形状による多層ディスク構造とし、ＭＲ流体層５３を、コンバータ回転軸CLに直交する面に沿って延在するように複数層形成する構成を採用した。
例えば、円筒状のＭＲ流体層を持つＭＲ流体クラッチとした場合、ＭＲ流体層を複数層形成しようとすると、複数の均等隙間を均等にする隙間管理を要し、製造上、多層化が難しくなる。
これに対し、トルク伝達面となるＭＲ流体層５３を径方向に延在させたので、ＭＲ流体層５３を多層化する際、多層ディスク構造による第１ディスク５１と第２ディスク５２の軸方向隙間を管理するだけで、製造容易性を向上することができる。そして、ＭＲ流体層５３の多層化によりトルク伝達面が増加し、ＭＲ流体クラッチ５の伝達トルク容量の増大要求に応えることができる。
このように、ＭＲ流体層５３の多層化に際し、製造容易性の向上とコスト低減を達成しながら、ＭＲ流体クラッチ５の伝達トルク容量の増大を図ることができる。
【００３６】
実施例１では、第１ディスク５１の内周端部を、コンバータカバー７からタービンランナー２に向かって軸方向に延在する第１フランジ部５７の外周面に設ける。第２ディスク５２の外周端部を、ポンプインペラー２の外周端部からコンバータカバー７に向かって軸方向に延在する第２フランジ部５８の内周面に設ける構成を採用した。
例えば、ポンプインペラーの外周端部にそのまま第２ディスクを連結しようとすると、第２ディスクは、径方向外側に向かって延在することになり、更に、その外側に第１ディスクの連結部が設けられることになり、装置全体として径方向のサイズが大きくなってしまい車両搭載性が悪化してしまう。
これに対し、第１ディスク５１と第２ディスク５２の取り付け範囲が、ポンプインペラー２の外周端部より径方向内側の第１フランジ部５７と第２フランジ部５８の範囲に規定される。すなわち、第２ディスク５２の外周端部が、ポンプインペラー２の外周端部より径方向外側へ突出するのが抑制される。
したがって、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ１の装置全体としての径方向のサイズの大型化が回避され、良好な車両搭載性を確保することができる。
【００３７】
実施例１では、コンバータカバー７のうちＭＲ流体層が形成される領域を、磁力線経路による磁気回路を構成するヨーク部５５とする。そして、電磁コイル５４を、第１フランジ部５７の内周側位置であって、第１フランジ部５７を除く外周部分がヨーク部５５により囲まれる位置に配置する構成を採用した。
例えば、ヨーク部により囲まれた電磁コイルを別体に形成し、これをコンバータカバーの内面に設ける場合、コンバータカバーが軸方向に突出する。
これに対し、コンバータカバー７の一部に対して一体にカバー兼用のヨーク部５５を設けることにより、電磁コイル５４をヨーク部５５により囲みながらも、コンバータカバー７が軸方向に突出するのが抑制される。
したがって、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ１の装置全体としての軸方向のサイズの大型化が回避され、良好な車両搭載性を確保することができる。
【００３８】
実施例１では、電磁コイル５４に電流を印加するスリップリング１０，１０を、出力軸８を内包するポンプインペラー１の回転軸部９に設け、電磁コイル５４を、ポンプインペラー１に連結されたコンバータカバー７に設ける構成を採用した。
例えば、電磁コイルをタービンライナー側に設けると、タービンライナーはポンプインペラーと共に回転するトルクコンバータカバーに内包されているので、２組のスリップリングを設け、相対回転があっても電流を通電できるようにしなければならない。
これに対し、スリップリング１０，１０を、ポンプインペラー１の回転軸部９に設け、同じポンプインペラー１側に電磁コイル５４を設けているので、１組のスリップリング１０，１０と電磁コイル５４を直接、電気的に接続することができる。
したがって、１組のスリップリング１０，１０を設けるだけの簡単な構成で、スリップリング１０，１０と電磁コイル５４を電気的に接続することができる。
【００３９】
次に、効果を説明する。
実施例１のロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ１にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４０】
(1) 入力軸６にコンバータカバー７を介して連結されるポンプインペラー１と、前記ポンプインペラー１に対向配置され、出力軸８に連結されるタービンランナー２と、内部に封入される磁気粘性流体（ＭＲ流体４）と、を有し、ロックアップクラッチを、磁気粘性流体（ＭＲ流体４）を用いたＭＲ流体クラッチ５により構成したロックアップクラッチ付きトルクコンバータであって、
前記ポンプインペラー１に連結された第１ディスク５１と、
前記タービンランナー２に連結された第２ディスク５２と、
前記第１ディスク５１と前記第２ディスク５２のディスク対向面間に形成された磁気粘性流体層（ＭＲ流体層５３）に対する通電により磁場を生成する電磁コイル５４と、を備え、
前記電磁コイル５４を、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生する前記磁気粘性流体層（ＭＲ流体層５３）の径方向内側位置に配置した。
このため、伝達トルクの向上と、消費電力の抑制と、磁気粘性流体（ＭＲ流体４）の粒子分離抑制と、を併せて達成することができる。
【００４１】
(2) 前記第１ディスク５１及び前記第２ディスク５２を、それぞれドーナツ盤形状による多層ディスク構造とし、
前記磁気粘性流体層（ＭＲ流体層５３）を、コンバータ回転軸CLに直交する面に沿って延在するように複数層形成した。
このため、(1)の効果に加え、磁気粘性流体層（ＭＲ流体層５３）の多層化に際し、製造容易性の向上とコスト低減を達成しながら、ＭＲ流体クラッチ５の伝達トルク容量の増大を図ることができる。
【００４２】
(3) 前記第１ディスク５１の内周端部を、前記コンバータカバー７から前記タービンランナー２に向かって軸方向に延在する第１フランジ部５７の外周面に設け、
前記第２ディスク５２の外周端部を、前記ポンプインペラー１の外周端部から前記コンバータカバー７に向かって軸方向に延在する第２フランジ部５８の内周面に設けた。
このため、(2)の効果に加え、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ１の装置全体としての径方向のサイズの大型化が回避され、良好な車両搭載性を確保することができる。
【００４３】
(4) 前記コンバータカバー７のうち前記磁気粘性流体層（ＭＲ流体層５３）が形成される領域を、磁力線経路による磁気回路を構成するヨーク部５５とし、
前記電磁コイル５４を、前記第１フランジ部５７の内周側位置であって、前記第１フランジ部５７を除く外周部分が前記ヨーク部５５により囲まれる位置に配置した。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ１の装置全体としての軸方向のサイズの大型化が回避され、良好な車両搭載性を確保することができる。
【００４４】
(5) 前記電磁コイル５４に電流を印加するスリップリング１０，１０を、前記出力軸８を内包する前記ポンプインペラー１の回転軸部９に設け、
前記電磁コイル５４を、前記ポンプインペラー１に連結された前記コンバータカバー７に設けた。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、１組のスリップリング１０，１０を設けるだけの簡単な構成で、スリップリング１０，１０と電磁コイル５４を電気的に接続することができる。
【実施例２】
【００４５】
実施例２は、電磁コイルへの通電遮断時、ロックアップ締結状態であるノーマルクローズのＭＲ流体クラッチとした例である。
【００４６】
まず、構成を説明する。
図４は、実施例２のロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ２を示す。以下、図４に基づき、全体構成を説明する。
前記ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ２は、図４に示すように、ポンプインペラー１と、タービンランナー２と、ステータ３と、ＭＲ流体４と、ＭＲ流体クラッチ５と、永久磁石５９と、クラッチ制御回路６０と、を備えている。
【００４７】
前記永久磁石５９は、ＭＲ流体層５３に対し、Ｎ極とＳ極の関係により決まる方向の磁力線により所定の磁場を生成するもので、図４に示すように、ＭＲ流体層５３の径方向内側位置に配置される。すなわち、永久磁石５９は、ＭＲ流体層５３の径方向内側位置であって、第１フランジ部５７と電磁コイル５４に挟まれた位置に配置される。
【００４８】
前記クラッチ制御回路６０は、電磁コイル５４に接続され、入力情報に基づき、電磁コイル５４に対しコイル電流の流れ方向とコイル電流の大きさを制御する回路である。ここで、コイル電流の流れ方向は、永久磁石５９による磁力線方向と同じ方向の磁力線を形成する側を(+)とし、永久磁石５９による磁力線方向と反対方向に磁力線を形成する側を(-)とする。
なお、他の構成は、実施例１の図１と同様であるので、図面に同一符号を付して説明を省略する。
【００４９】
次に、実施例２のクラッチ制御回路６０によるＭＲ流体クラッチ５のトルク伝達容量制御作用を、図５に基づき説明する。
まず、電磁コイル５４への通電をゼロにすると、永久磁石５９のＮ極とＳ極の関係により決まる方向の磁力線により所定の磁場が生成され、この永久磁石５９により生成された磁場に応じてＭＲ流体層５３の粘性が変化することによりＭＲ流体クラッチ５を介してトルクが伝達される（ノーマルクローズ）。
したがって、電磁コイル５４への電気系統が断線フェールになっても、ＭＲ流体クラッチ５を介したトルク伝達が確保される。
【００５０】
そして、電磁コイル５４への(+)側通電を徐々に高くしてゆくと、電磁コイル５４による磁力線が永久磁石５９による磁力線に加わり、加算された磁力線により生成された磁場に応じてＭＲ流体層５３の粘性が高くなってゆくことにより、ＭＲ流体クラッチ５を介して伝達されるトルクも上昇する。
したがって、電磁コイル５４への(+)側通電を徐々に高くしてゆくと、ＭＲ流体クラッチ５を介したトルク伝達容量を上乗せすることができる（図５のトルク上乗せ区間）。
【００５１】
更に、電磁コイル５４への(-)側通電を徐々に高くしてゆくと、電磁コイル５４による磁力線が永久磁石５９による磁力線とは反対方向に発生し、減算された磁力線により生成された磁場に応じてＭＲ流体層５３の粘性が低くなってゆくことによりＭＲ流体クラッチ５を介して伝達されるトルクも低下してゆく。そして、電磁コイル５４による磁力線の絶対値を、永久磁石５９による磁力線と一致させる(-)側通電を行うと、２つの磁力線が互いに相殺され、ＭＲ流体クラッチ５はロックアップ開放状態となる。
したがって、電磁コイル５４への(-)側通電を徐々に高くしてゆくと、ＭＲ流体クラッチ５を介したトルク伝達容量を減少することができると共に（図５のトルク減少区間）、ＭＲ流体クラッチ５をロックアップ開放とすることができる。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００５２】
次に、効果を説明する。
実施例２のロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ２にあっては、実施例１の(1)〜(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５３】
(6) 前記磁気粘性流体層（ＭＲ流体層５３）の径方向内側位置に、前記磁気粘性流体層（ＭＲ流体層５３）に対し所定の磁場を生成する永久磁石５９を、前記電磁コイル５４とともに配置した。
このため、電磁コイル５４への通電をゼロにしても、ＭＲ流体クラッチ５を介したトルク伝達を確保するノーマルクローズのＭＲ流体クラッチ５とすることができる。
【００５４】
(7) 前記電磁コイル５４に、コイル電流の流れ方向とコイル電流の大きさを制御するクラッチ制御回路６０を接続した。
このため、(6)の効果に加え、ＭＲ流体クラッチ５によるロックアップ開放機能を得ることができると共に、ＭＲ流体クラッチ５を介したトルク伝達容量の上乗せ機能と減少機能を達成することができる。
【００５５】
以上、本発明のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５６】
実施例１，２では、ＭＲ流体クラッチ５として、ＭＲ流体層５３がコンバータ回転軸CLに直交する面に沿って６層延在する例を示した。しかし、ＭＲ流体クラッチとしては、ＭＲ流体層がコンバータ回転軸に直交する面に沿って６層以外の層（１層〜５層、７層以上）延在する例であっても良い。また、ＭＲ流体層がコンバータ回転軸を中心とする円筒形の面に沿って単一層或いは多層延在する例であっても良い。
【００５７】
実施例１，２では、ＭＲ流体クラッチ５の第１ディスク５１を第１フランジ部５７に設け、ＭＲ流体クラッチ５の第２ディスク５２を第２フランジ部５８に設け、径方向のサイズの大型化を回避する例を示した。しかし、径方向サイズの大型化が問われない場合、ＭＲ流体クラッチを、ポンプインペラーやタービンランナーの外径位置にする例であっても良い。
【００５８】
実施例１，２では、コンバータカバー７の一部にヨーク部５５を一体に設ける例を示した。しかし、コンバータカバーとヨーク部を、それぞれ別体に設ける例であっても良い。
【００５９】
実施例１では、本発明のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを、油圧システムを持たない電動車両（ハイブリッド車、電気自動車等）に適用する例を示した。しかし、本発明のロックアップクラッチ付きトルクコンバータは、電動車両に限らず、エンジン車等の他の車両に対しても適用することもできる。
【符号の説明】
【００６０】
Ａ１、Ａ２  ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ
１  ポンプインペラー
２  タービンランナー
３  ステータ
４  ＭＲ流体（磁気粘性流体）
５  ＭＲ流体クラッチ
５１  第１ディスク
５２  第２ディスク
５３  ＭＲ流体層（磁気粘性流体層）
５４  電磁コイル
５５  ヨーク部
５６  クラッチ制御回路
５７  第１フランジ部
５８  第２フランジ部
５９  永久磁石
６０  クラッチ制御回路
【図１】
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【図２】
2015183845.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015183845.tif 000006
【図５】
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