(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータ用のロックアップクラッチであって、
第１のウェッジ面を有するピストンと、
前記ピストンを支持する支持体であって、前記ピストンは、前記ロックアップクラッチを係合させるために第１の軸方向に前記支持体に沿って軸方向に摺動可能である、支持体と、
前記支持体に沿って軸方向に可動な、第２のウェッジ面を有するウェッジであって、前記第１のウェッジ面は、前記第１のウェッジ面と前記第２のウェッジ面との接触が前記第１の軸方向とは反対の第２の軸方向での前記ピストンの軸方向移動を制限するように、前記第２のウェッジ面に対して配置および構成されている、ウェッジと、
を備える、トルクコンバータ用のロックアップクラッチ。
【請求項２】
前記ピストンは、前記ウェッジの別の面に接触するための停止面を有し、該停止面は、前記ロックアップクラッチを係合させるために前記ピストンが前記第１の軸方向に移動されたときに前記ウェッジの前記別の面に接触するように構成されている、請求項１記載のロックアップクラッチ。
【請求項３】
前記ピストンは、該ピストンの表面に形成された溝を有し、該溝は、前記停止面と、前記第１のウェッジ面を形成する角度付けられた面とによって画成されている、請求項２記載のロックアップクラッチ。
【請求項４】
前記ウェッジは、前記溝内で前記支持体に保持された円錐形リングである、請求項３記載のロックアップクラッチ。
【請求項５】
前記溝は、前記ピストンの内周面に形成されており、前記円錐形リングは、前記支持体の外周面に保持されている、請求項４記載のロックアップクラッチ。
【請求項６】
前記ピストンは、クラッチプレートに接触するように構成された半径方向に延びるセクションと、該半径方向に延びるセクションの第１の端部から軸方向に延びる、軸方向に延びるセクションとを有し、前記溝が形成された前記内周面は、前記半径方向に延びるセクションの第２の端部にある、請求項５記載のロックアップクラッチ。
【請求項７】
前記半径方向に延びるセクションの前記第２の端部と、前記支持体の前記外周面との間にシールをさらに備える、請求項６記載のロックアップクラッチ。
【請求項８】
トルクコンバータフロントカバーの内側軸方向面と、軸方向で該内側軸方向面と前記ピストンとの間に挟まれたクラッチプレートとをさらに備え、前記ピストンは、前記クラッチプレートを前記内側軸方向面内へ押し込んで前記ロックアップクラッチを係合させるために第１の方向に軸方向に摺動可能であり、前記第１のウェッジ面は、前記第１のウェッジ面と前記第２のウェッジ面との接触が前記クラッチプレートから離れる方向での前記ピストンの軸方向移動を制限するように、前記第２のウェッジ面に対して配置および構成されている、請求項１記載のロックアップクラッチ。
【請求項９】
前記ピストンを前記第２の軸方向に付勢する、前記ピストンに接続された板ばねをさらに備える、請求項１記載のロックアップクラッチ。
【請求項１０】
前記支持体は、フロントカバーハブセクションである、請求項１記載のロックアップクラッチ。
【請求項１１】
前記フロントカバーハブセクションは、第１の半径方向延長部および第２の半径方向延長部を有し、前記ピストンは、前記第１の半径方向延長部および前記第２の半径方向延長部に沿って摺動可能である、請求項１０記載のロックアップクラッチ。
【請求項１２】
トルクコンバータであって、
請求項１記載のロックアップクラッチと、
前記ロックアップクラッチがロックされたときに前記ロックアップクラッチからトランスミッション入力軸へトルクを伝達するように構成されたダンパアセンブリと、
を備える、トルクコンバータ。
【請求項１３】
ロックアップクラッチを形成する方法であって、
第１のウェッジ面を有するピストンを提供し、
ロックアップクラッチを係合させるためにピストンが支持体に沿って第１の軸方向へ軸方向に摺動可能であるように、ピストンと、第２のウェッジ面を有するウェッジとを支持体に提供することを含み、前記第１のウェッジ面は、該第１のウェッジ面と前記第２のウェッジ面との接触が前記第１の軸方向とは反対の第２の軸方向での前記ピストンの軸方向移動を制限するように、前記第２のウェッジ面に対して配置および構成されている、
ロックアップクラッチを形成する方法。
【請求項１４】
前記ウェッジの別の面に接触するための停止面を前記ピストンに形成することをさらに含み、前記停止面は、前記ピストンが前記第１の軸方向に移動されて前記ロックアップクラッチを係合させるときに前記ウェッジの前記別の面に接触するように構成されている、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記停止面を前記ピストンに形成することは、前記ピストンの内周面に、前記第１のウェッジ面および前記停止面を形成する溝を形成することを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記ピストンが前記支持体に提供される前に前記ウェッジを前記溝に提供することをさらに含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記ウェッジは、円錐形リングである、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
軸方向でトルクコンバータフロントカバーの内側軸方向面と前記ピストンとの間に挟まれたクラッチプレートを提供することをさらに含み、前記ピストンは、前記クラッチプレートを前記内側軸方向面内へ押し込んで前記ロックアップクラッチを係合させるために前記ピストンが前記第１の方向へ軸方向に摺動可能であるように、前記支持体に設けられており、前記第１のウェッジ面は、該第１のウェッジ面と前記第２のウェッジ面との接触が前記クラッチプレートから離れる方向への前記ピストンの軸方向移動を制限するように、前記第２のウェッジ面に対して提供されている、請求項１３記載の方法。
【請求項１９】
前記ピストンを前記第２の軸方向へ付勢する板ばねを前記ピストンに接続することをさらに含む、請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にトルクコンバータに関し、より詳細にはトルクコンバータのロックアップクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第７９１３５８５号明細書は、軸方向クラッチを有するダブルクラッチを開示している。米国特許出願公開第２０１５／０２３３４３１号明細書および米国特許第８２９２０５５号明細書は、軸方向クラッチを有する同心スレーブシリンダを開示している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
トルクコンバータ用のロックアップクラッチが提供される。ロックアップクラッチは、第１のウェッジ面を有するピストンと、ピストンを支持する支持体とを有する。ピストンは、ロックアップクラッチを係合させるために第１の軸方向に支持体に沿って軸方向に摺動可能である。ロックアップクラッチは、第２のウェッジ面を有するウェッジも有する。ウェッジは支持体に沿って軸方向に可動である。第１のウェッジ面は、第１のウェッジ面と第２のウェッジ面との接触が第１の軸方向とは反対の第２の軸方向でのピストンの軸方向移動を制限するように、第２のウェッジ面に対して配置および構成されている。
【０００４】
トルクコンバータも提供される。トルクコンバータは、ロックアップクラッチと、ロックアップクラッチがロックされているときにトルクをロックアップクラッチからトランスミッション入力軸へ伝達するように構成されたダンパアセンブリとを有する。
【０００５】
ロックアップクラッチを形成する方法も提供される。この方法は、第１のウェッジ面を備えるピストンを提供し、ロックアップクラッチを係合させるためにピストンが支持体に沿って第１の軸方向へ軸方向に摺動可能であるように、ピストンと、第２のウェッジ面を有するウェッジとを支持体に提供することを含み、第１のウェッジ面は、第１のウェッジ面と第２のウェッジ面との接触が第１の軸方向とは反対の第２の軸方向でのピストンの軸方向移動を制限するように、第２のウェッジ面に対して配置および構成されている。
【０００６】
以下の図面を参照して、本発明を以下で説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の１つの実施の形態によるトルクコンバータの断面側面図を概略的に示している。
【図２】軸方向ワンウェイクラッチの第１および第２のウェッジが互いに接触している、図１に示したトルクコンバータの軸方向ワンウェイクラッチの拡大図を概略的に示している。
【図３】第１および第２のウェッジが互いに離間している、図１に示したトルクコンバータの軸方向ワンウェイクラッチの拡大図を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示は、ピストンに形成された周方向に延びる溝における軸方向ワンウェイクラッチを備える、トルクコンバータロックアップクラッチピストンの実施形態を提供する。小さな円錐形のリングと、ピストン内の相補的な溝とから成り、クラッチ角は、リリース時におけるクラッチプレートからのピストンの離反移動を制限するように設計されている。言い換えれば、角度付けられた面が、ピストンの軸方向移動を防止するように食い込み、ロックアップクラッチの制御性を高めるのに役立つ。
【０００９】
図１は、本発明の１つの実施の形態によるトルクコンバータ１０の断面側面図を示している。トルクコンバータ１０は、中心軸１１の周りに回転可能であり、内燃機関のクランクシャフトに接続するためのフロントカバー１２と、インペラまたはポンプ１８のシェル１６を形成するリヤカバー１４とを備える。フロントカバー１２は、リヤカバー１４に接続するためのカップ状セクション１２ａと、クランクシャフトと整列するためのパイロット１２ｃを有するハブセクション１２ｂとを備える。トルクコンバータ１０はまた、インペラ１８と対向して配置されたタービン２０と、タービン２０に固定されたダンパアセンブリ２２とを備える。トルクコンバータ１０は、さらに、軸方向でインペラ１８とタービン２０との間のステータ２６と、ステータ２６を支持するワンウェイクラッチ２４とを備える。タービン２０は、タービン２０のリヤカバー側においてタービン２０の丸みづけられた部分３０に支持された複数のブレード２８を有する。タービン２０はさらに、丸みづけられた部分３０から半径方向内方へ突出した内側半径方向延長部３４を有する。タービン２０のフロントカバー側において、タービン２０はダンパアセンブリ２２に接続されている。
【００１０】
ダンパアセンブリ２２は、２つのカバープレート３６，３８を有し、これらのカバープレート３６，３８は、軸方向でそれらの間にばね４０の内側セットを支持しており、タービン側のカバープレート３６は、周方向に離間した複数のリベット４２によってタービン２０にリベット留めされている。ダンパアセンブリ２２はさらに、カバープレート３６の半径方向外側端部４６における遠心振り子振動アブソーバ４４と、軸方向でカバープレート３６，３８の間に配置された駆動フランジ４８とを有する。駆動フランジ４８は、駆動フランジ４８の半径方向内側端部に駆動ハブ５０を有する。駆動ハブ５０は、駆動ハブ５０の内周面にスプライン５２を有する。スプライン５２は、トランスミッション入力軸５４に相対回動不能に接続するように構成されている。駆動ハブ５０には、駆動ハブ５０の外周面に複数のシールが設けられている。複数のシールは、ステータハブ６２の内周面６０から駆動ハブ５０の第１の周面５８をシールするための第１のシール５６と、フロントカバーハブセクション１２ｂの第１の内周面６８から駆動ハブ５０の第２の外周面６６をシールするための第２のシール６４と、フロントカバーハブセクション１２ｂの第２の内周面７４から駆動ハブ５０の第３の外周面７２をシールするための第３のシール７０とを含む。第１のシール５６は、駆動ハブ５０のリヤカバー軸方向側に設けられており、第２および第３のシール６４，７０は、駆動ハブ５０のフロントカバー軸方向側に設けられている。駆動ハブ５０の第２の外周面６６は、駆動ハブ５０のフロントカバー軸方向側が２つの段部５０ａ，５０ｂを有するように、第３の外周面７２の半径方向外側に配置されている。
【００１１】
カバープレート３６，３８は、タービン２０から駆動フランジ４８へばね４０を介してトルクを伝達する。駆動フランジ４８自体は、トランスミッション入力軸５４を駆動する。駆動フランジ４８はさらに、ばね４０を収容するための周方向に延びるスロット７６を有する。カバープレート３６，３８は、ばね４０の半径方向外側において、周方向に離間した複数のリベット７８によって互いにリベット留めされている。リベット７８は、カバープレート３６，３８を貫通し、駆動フランジ４８の半径方向外側端部から延びる外側タブ８０の間に形成された周方向空間内へ延びている。カバープレート３８の半径方向外側端部８２は、半径方向外側のばね８６のセットを保持するばねリテーナ８４を形成している。ばねリテーナ８４は、ばね８６の外周のほぼ半分の輪郭に従う丸みづけられた部分８８を有する。ダンパアセンブリ２２の別のプレート９０は、リベット９４によってカバープレート３８のフロントカバー側にリベット留めされた半径方向に延びるベースセクション９２を有する。プレート９０は、ばね８６のための軸方向端部ストッパ９６も有する。軸方向端部ストッパ９６は、ばねリテーナ８４の内側のばね８６の間の周方向空間内へベースセクション９２から半径方向外方へ延びている。各端部ストッパ９６は、ベースセクション９２から延びる半径方向に延びるセクション９６ａと、半径方向に延びるセクション９６ａの半径方向外側端部から延びる軸方向に延びるセクション９６ｂとを有する。プレート９０はさらに、突出部９８を有する。突出部９８は、ベースセクション９２から離れるように軸方向に延びる半径方向内側端部ストッパ９６から周方向にずれている。
【００１２】
トルクコンバータ１０は、フロントカバー１２の内側軸方向面１０２と、クラッチプレート１０４と、ピストン１０６とから形成されたロックアップクラッチ１００も備える。クラッチプレート１０４は、半径方向に延びる係合セクション１０８を有する。係合セクション１０８は、係合セクション１０８の両軸方向面において摩擦材料１１０ａ，１１０ｂを有する。第１の摩擦材料１１０ａは、内側軸方向面１０２に接触するように構成されており、第２の摩擦材料１１０ｂは、ピストン１０６に接触するように構成されている。クラッチプレート１０４はさらに、ばね８６の間の周方向空間内へ延びる、クラッチプレート１０４の半径方向外側端部における駆動突出部１１２を有する。プレート９０の突出部９８は、クラッチプレート１０４の傾斜を防止するのを助けるために、突出部１１２の半径方向内側縁部１１２ａにおける周方向空間内へ延びている。
【００１３】
ピストン１０６は、摩擦材料１１０ｂに係合するための半径方向に延びる係合セクション１１４と、係合セクション１１４の半径方向外側端部から軸方向に延びる、軸方向に延びるセクション１１６とを有する。ハブセクション１２ｂは、ピストン１０６のための支持体として構成されており、ハブセクション１２ｂは軸方向で固定されており、ピストン１０６は、ハブセクション１２ｂに対して軸方向に摺動可能である。ピストン１０６には、係合セクション１１４の内周面１０６ａに、ピストン１０６の溝に保持された半径方向内側シール１１８ａが設けられ、軸方向に延びるセクション１１６の内周面１０６ｂに、ハブセクション１２ｂの第１の半径方向延長部１２０の溝に設けられた、半径方向外側シール１１８ｂが設けられている。シール１１８ａは、ハブセクション１２ｂの第２の半径方向延長部１２２の外周面１２２ａに接触し、シール１１８ｂは、第１の半径方向延長部１２０の外周面１２０ａに接触する。第１および第２の半径方向延長部１２０，１２２は、トルクコンバータ１０内で軸方向および半径方向で所定の位置に固定されており、ピストン１０６は、第１および第２の延長部１２０，１２２に対してシール１１８ａ，１１８ｂに沿って軸方向に可動である。シール１１８ａ，１１８ｂにより、第１の半径方向延長部１２０のフロントカバー側と、第２の半径方向延長部１１２のリヤカバー側と、ピストン１０６のリヤカバー側とは、ハブセクション１２ｂに形成された第１の圧力チャネル１２６ａを介して流体が供給される第１の圧力領域１２４ａを画成している。第２の圧力領域１２４ｂは、フロントカバー１２の内側軸方向面１０２と、第２の半径方向延長部１２２のフロントカバー側と、ピストン１０６およびクラッチプレート１０４のフロントカバー側とによって形成されている。第２の圧力領域１２４ｂには、ハブセクション１２ｂに形成された第２の圧力チャネル１２６ｂを介して流体が供給される。駆動ハブ５０における第３のシール７０は、第２の圧力チャネル１２６ｂに進入する流体から、第１の圧力チャネル１２６ａに進入する流体をシールし、駆動ハブ５０における第２のシール６４は、第２の圧力チャネル１２６ｂに進入する流体が、第１の半径方向延長部１２０のリヤカバー側における領域に進入しないように、シールする。
【００１４】
板ばね１２８は、第１の圧力領域１２４ａに設けられており、ピストン１０６を第１の延長部１２０に弾性的に接続している。板ばね１２８は、軸方向で、ピストン１０６のリヤカバー側と、第１の半径方向延長部１２０のフロントカバー側との間に延びており、ピストン１０６を、クラッチプレート１０４から離れるように、第１の半径方向延長部に向かって引っ張る。
【００１５】
第１の圧力領域１２４ａにおける圧力が、板ばね１２８の付勢力を克服するための大きさだけ、第２の圧力領域１２４ｂにおける圧力よりも大きい場合、ピストン１０６がクラッチプレート１０４の摩擦材料１１０ｂに係合しかつクラッチプレート１０４をフロントカバー１２の面１０２とピストン１０６との間に挟むことによってロックアップクラッチ１００がロックされ、これにより、駆動フランジ４８がダンパアセンブリ２２を介してフロントカバー１２に駆動接続される。第２の圧力領域１２４ｂにおける圧力と、板ばね１２８によって生じる力とが、第１の圧力領域１２４ａにおける圧力の力よりも大きい力を形成した場合、ロックアップクラッチ１００はアンロックされ、駆動フランジ４８がタービン２０を介して駆動され、流体がインペラ１８とタービン２０との間を流れる。
【００１６】
クラッチ１２０の寿命にわたって制御されたリフトオフを維持するために、ピストン１０６には軸方向ワンウェイクラッチ１３０が設けられている。クラッチ１２０は、ピストン１０６の内周面１０６ａに形成された溝１３４によって形成された第１のウェッジ面１４０と、第２の半径方向延長部１２２の外周面１２２ａに固定された円錐形リング１３２の形式のウェッジによって形成された第２のウェッジ面１３８とを有する。円錐形リング１３２は、ピストン１０６がハブセクション１２ｂに提供される前に溝１３４に提供される。代替的な実施の形態では、円錐形リング１３２は、第１の半径方向延長部１２０の外周面１２０ａに設けられてもよく、溝１３４は、ピストン１０６の内周面１０６ｂに形成されてもよい。好適な実施の形態では、円錐形リング１３２は、軟質金属、例えば、青銅、またはゴムなどの、柔軟な材料から形成されている。
【００１７】
図２は、第１および第２のウェッジが互いに接触している、軸方向ワンウェイクラッチ１３０の拡大断面図を示している。円錐形リング１３２は、第２の半径方向延長部１２２の外周面１２２ａと同一平面を成した内周面１３６と、溝１３４の相補的な角度付けられたウェッジ面１４０と接触するための、この実施の形態では円錐台形の、角度付けられたウェッジ面１３８とを有する。角度付けられたウェッジ面１３８，１４０は、中心軸１１（図１）に対して鋭角αで角度付けられており、内周面１３６は中心軸１１に対して平行に延びている。したがって、角度付けられたウェッジ面１３８，１４０は、内周面１３６に対しても鋭角αで角度付けられている。円錐形リング１３２は、さらに、内周面１３６から、角度付けられたウェッジ面１３８まで延びる、半径方向に延びる面１４２を有する。クラッチ角αは、リリース時におけるクラッチプレート１０４（図１）から離れる方向へのピストン１０６（図１）の移動を制限するように設計されている。すなわち、角度付けられた面１３８，１４０は、クラッチ１２０のリリースの間、所定の距離を超えるピストン１０６の軸方向移動を防止するように食い込み、これは、クラッチの制御性を高めるのに役立つ。溝１３４は、さらに、角度付けられたウェッジ面１４０から内周面１０６ａまで半径方向内方へ延びる、半径方向に延びる停止面１４４を有する。クラッチ１００（図１）がアンロックされると、ウェッジ面１３８，１４０は互いに係合し、半径方向に延びる面１４２は、クラッチ１００のリフトオフに等しい距離Ｘだけ、半径方向に延びる停止面１４４から軸方向に離間する。クラッチ１００がロックされると、図３に示したように、ウェッジ面１３８，１４０は互いに離間し、半径方向に延びる面１４２は、半径方向に延びる停止面１４４に接触する。
【００１８】
図１〜図３をまとめて参照すると、上述のように、円錐形リング１３２の目的は、クラッチ１２０の寿命にわたってクラッチプレート１０４からのピストン１０６の制御されたリフトオフを維持することである。すなわち、円錐形リング１３２は、摩耗により摩擦材料１１０ａ，１１０ｂが薄くなった後でさえも、クラッチ１２０の寿命の間、リリースの間にピストン１０６が移動する軸方向距離Ｘが一定であることを保証する。トルクコンバータ１０が形成された後、円錐形リング１３２は、フロントカバー１２およびクラッチプレート１０４の内側軸方向面１０２から軸方向に離れすぎている、すなわち、図１〜図３に示した図において右へ離れすぎており、ピストン１０６のフロントカバー側軸方向面は、フロントカバー１２の内側軸方向面１０２から軸方向に離れすぎている。これは、問題となり得る。なぜならば、ピストン１０６が適用されたとき、ピストン１０６を軸方向に移動させるために使用される油圧が、ピストン１０６とクラッチプレート１０４との間に形成された間隙の間に流入する可能性があり、圧力を形成するための時間を長くし、クラッチ１２０の係合を遅延させるからである。しかしながら、ピストン１０６の第１の適用サイクルの間、ピストン１０６の停止面１４４は、円錐形リング１３２の半径方向に延びる面１４２を、クラッチプレート１０４およびフロントカバー１２の内側軸方向面１０２に向かって軸方向に、すなわち、図１〜図３の図において左へ押し付ける。次いで、ピストン１０６が解放され、クラッチプレート１０４およびフロントカバー１２の内側軸方向面１０２から離れるように軸方向に移動すると、円錐形リング１３２は、ピストン１０６が、クラッチプレート１０４およびフロントカバー１２の内側軸方向面１０２から離れすぎるのを防止する。すなわち、円錐形リング１３２は、ピストン１０６と摩擦材料１１０ｂとの間の狭い間隙を維持するように、ピストン１０６のリフトオフを制限する。ウェッジ面１３８，１４０の間の接触は、円錐形リング１３２を、ピストン１０６のウェッジ面１４０と、ハブセクション１２ｂの第２の半径方向延長部１２２の外周面１２２ａとの間に食い込ませ、円錐形リング１３２が、クラッチプレート１０４およびフロントカバー１２の内側軸方向面１０２から離れるように、すなわち、図１〜図３に示された図における右へさらに軸方向に移動することを防止する。
【００１９】
言い換えれば、円錐形リング１３２は、ハブセクション１２ｂに対して半径方向内方へ締め付けられる。摩擦面１１０ａ，１１０ｂが摩耗すると、ピストン１０６は、ピストン１０６の適用サイクルにおけるピストン１０６の停止面１４４と円錐形リング１３２の半径方向に延びる面１４２との接触およびピストン１０６のリリースサイクルにおけるウェッジ面１３８，１４０の接触を介して、クラッチプレート１０４およびフロントカバー１２の内側軸方向面１０２に向かって、すなわち、図１〜図３の図において左へ円錐形リングを移動させ続け、これにより、ピストン１０６のリフトオフ距離Ｘを一定に維持する。ピストン１０６が常に円錐形リング１３２の位置をリセットするので、極めて狭い公差を維持することができる。なぜならば、考慮すべきことは、ピストン１０６における停止面１４４に対するウェッジ面１４０の関係および円錐形リング１３２における半径方向に延びる面１４２に対するウェッジ面１３８の関係のみであるからである。
【００２０】
その他の実施の形態では、ウェッジが円錐形リング１３２によって形成される代わりに、ウェッジは、材料のストリップまたはセグメントによって形成されてもよい。
【００２１】
上記の明細書において、特定の典型的な実施の形態およびその実施例に関して本発明を説明してきた。しかしながら、以下の請求項に示される本発明のより広い思想および範囲から逸脱することなく、それらの実施の形態に対して様々な修正および変更を成し得ることは明らかである。したがって、明細書および図面は、制限的な意味ではなく例示的な形式で見なされるべきである。
【図１】
0006559345.tif 000002
【図２】
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【図３】
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