(57)【要約】【課題】  アクセルから足を放すことでエンジンブレーキが有効に働くトルクコンバータの提供。【解決手段】  タービンランナ２が取付けられるタービンハブ１０とフロントカバー７との間にはワンウエイクラッチ１１を設け、該ワンウエイクラッチ１１は通常の駆動時に空転し、逆駆動時に働いて出力軸のトルクをピストン４又はタービンランナ２を介在することなくフロントカバー７へ伝達することが出来る。【選択図】    図１
2008180307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンがフロントカバーに係合する際には衝撃トルクを吸収してタービンランナを弾性的に連結し、ピストンがフロントカバーに係合したロックアップ状態においてはエンジンのトルク変動を吸収するロックアップダンパ装置を備えたトルクコンバータにおいて、上記タービンランナが取付けられるタービンハブとフロントカバーとの間にはワンウエイクラッチを設け、該ワンウエイクラッチは通常の駆動時に空転し、逆駆動時に働いて出力軸のトルクをピストンを介在することなくフロントカバーへ伝達することを可能とするトルクコンバータ。
【請求項２】
ロックアップダンパ装置を備えないトルクコンバータにおいて、タービンランナが取付けられるタービンハブとフロントカバーとの間にはワンウエイクラッチを設け、該ワンウエイクラッチは通常の駆動時に空転し、逆駆動時に働いて出力軸のトルクをタービンランナを介在することなくフロントカバーへ伝達することを可能とするトルクコンバータ。
【請求項３】
ワンウエイクラッチの外周にはアウタレースを嵌め、内周にはインナレースを嵌め、上記アウタレースをフロントカバーに形成した中央凸部の外周部に嵌めて溶接し、インナレースはタービンハブのスプライン歯と噛み合わせた請求項１、又は請求項２記載のトルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走行中の車がアクセルを放すと共にエンジンブレーキが有効に働くように機能するトルクコンバータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トルクコンバータとは周知の通りエンジンの動力を、作動流体を媒体としてトランスミッションへ伝えることが出来る一種の継手であり、エンジンによって回されるポンプインペラ、そして該ポンプインペラの回転により送り出される作動流体の動きを受けて回るタービンランナ、さらにタービンランナから出た作動流体の向きを変えてポンプインペラへ導くステータから構成されている。
【０００３】
そこで、これらポンプインペラ、タービンランナ、及びステータには複数枚のブレードが所定の角度をもって一定間隔で配列されている。トルクコンバータ内に封入されている作動流体は、ポンプインペラからその各ブレードを介して外周方向へ送り出され、トルクコンバータのケース内壁を伝い、タービンランナのブレードに当って該タービンランナをポンプインペラと同方向に回す働きをする。又タービンランナに当たってから送り出される作動流体は、ステータのブレードに当たってポンプインペラの回転を助長する方向に流れ方向が変えられ、再び内周からポンプインペラに流入する。
【０００４】
図３は従来のトルクコンバータの断面を示している。同図の(イ)はポンプインペラ、(ロ)はタービンランナ、(ハ)はステータ、そして(ニ)はピストンをそれぞれ示し、これらはトルクコンバータ外殻(ム)内に収容されている。そこでエンジンからの動力を得てフロントカバー(ホ)が回転し、該フロントカバー(ホ)と一体となっているポンプインペラ(イ)が回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナ(ロ)が回る。
【０００５】
そしてタービンランナ(ロ)のタービンハブ(ヘ)には軸(図示なし)が嵌って、タービンランナ(ロ)の回転をトランスミッション(図示なし)へ伝達することが出来る。トルクコンバータは一種の流体クラッチである為、ポンプインペラ(イ)の回転速度が低い場合には、タービンランナ(ロ)の回転を停止することが出来(車を停止することが出来)、しかしポンプインペラ(イ)の回転速度が高くなるに従ってタービンランナ(ロ)は回り始め、さらに高速になるに従ってタービンランナ(ロ)の速度はポンプインペラ(イ)の回転速度に近づく。しかし作動流体を媒介としているトルクコンバータでは、タービンランナ(ロ)の回転速度はポンプインペラ(イ)と同一速度にはなり得ない。
【０００６】
そこで、同図にも示しているようにトルクコンバータ外殻(ム)内にはピストン(ニ)が設けられていて、タービンランナ(ロ)の回転速度が所定の領域を越えた場合には、該ピストン(ニ)が軸方向に移動してフロントカバー(ホ)に係合するように作動することが出来る。ピストン外周には摩擦材(ト)が取り付けられている為に、該ピストン(ニ)は滑ることなくフロントカバー(ホ)と同一速度で回転することが出来る。そしてこのピストン(ニ)はタービンランナ(ロ)と連結していて、タービンランナ(ロ)はピストン(ニ)によって回されることになり、エンジンからの動力をトランスミッションへ、流体を介することによるロスを伴うことなくほぼ１００％の高効率で伝達することが出来る。
【０００７】
このように、タービンランナ(ロ)の回転速度が高くなって、ある条件になった時に、ピストン(ニ)はフロントカバー(ホ)に係合して、作動流体を媒体としないでタービンランナ(ロ)を直接回転駆動させることが出来る。しかし係合前は、タービンランナ(ロ)とフロントカバー(ホ)の回転速度は完全に同一ではなく、ピストン(ニ)がフロントカバー(ホ)に係合することで、速度差に基づく衝撃トルクが発生する。この係合時の衝撃を緩和し、一方では係合後(ロックアップ状態)にエンジンのトルク変動を和らげる為にピストン(ニ)とタービンランナ(ロ)との間にはダンパスプリング(チ)、(チ)…、を備えたロックアップダンパ装置(ヌ)が取り付けられている。
【０００８】
従って、タービンランナ(ロ)と共に同一速度で回転しているピストン(ニ)が僅かに速いフロントカバー(ホ)に係合する際、ピストン(ニ)の速度は瞬間的に高くなってタービンランナ(ロ)をより速く回そうとするトルクが作用する。この衝撃的トルクをダンパスプリング(チ)、(チ)…が圧縮変形して吸収するように構成されている。ピストン(ニ)はタービンランナ(ロ)のタービンハブ(ヘ)に同軸を成して取り付けられているが、ダンパスプリング(チ)、(チ)…の圧縮変形によって上記タービンランナ(ロ)と位相差を生じることが出来る構造となっている。
【０００９】
一方、走行中の車のアクセルから足を放すならば、エンジンの回転数が低下してエンジンブレーキが自動的に働いて減速する。この場合、出力軸が嵌っているタービンハブ（ヘ）からロックアップダンパ装置（ヌ）及びピストン（ニ）を介してフロントカバー（ホ）へ動力が伝わり、該フロントカバー（ホ）からエンジンのクランク軸へ逆駆動トルクとして作用する。
【００１０】
ところが、逆駆動時は、トルクコンバータ内の作動流体の流れが通常の駆動時に対して変化する。すなわち、ポンプインペラに対してタービンランナの回転数が高くなる為に、出力軸が嵌っているタービンランナからポンプインペラへ送り出すように作動油が流れてポンプインペラへ動力を伝達する状態となる。この状態では、作動油の流れ方向が変わった影響により、ロックアップダンパの作動応答性が悪化する。これにより逆駆動時は、ロックアップダンパが係合することが出来る回転数(ポンプインペラとタービンランナの回転数の差)は低くなる。換言すれば、逆駆動でタービンランナとポンプインペラの回転数の差が大きい時にはロックアップ出来ず、その為にエンジンブレーキの効きが弱くなる。
【００１１】
ロックアップダンパ装置を備えないトルクコンバータの場合は、出力軸が嵌っているタービンランナからポンプインペラへ作動油を送り出し、該作動油を介してポンプインペラへ動力を伝達し、ポンプインペラと直結したフロントカバーからエンジンのクランクシャフト軸を回転する逆駆動トルクとして作動する。ところが、トルクコンバータは、ポンプインペラからタービンランナへ動力を伝達することを優先して設計されており、タービンランナからポンプインペラへ伝達できる動力は比較的小さい。その為にエンジンブレーキの効きはロックアップダンパ装置を作動させた状態に比較して弱くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このように従来のトルクコンバータには上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、アクセルから足を放すことで回転速度の如何に係わらずエンジンブレーキを有効に機能させることが出来るトルクコンバータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るトルクコンバータは、その基本構造は従来通りであって、ポンプインペラ、タービンランナ、ステータ、ピストン、及びロックアップダンパ装置を有し、これらはトルクコンバータ外殻内に収容されている。そこでエンジンからの動力を得てフロントカバーが回転し、該フロントカバーと一体となっているポンプインペラが回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナが回るように構成している。そして、タービンランナの回転速度が高くなってある領域に達するならばピストンがフロントカバーに係合するが、この際、発生する衝撃トルクを緩和する為のロックアップダンパ装置を備えている。
【００１４】
ところで、本発明ではタービンランナが取付けられているタービンハブとフロントカバーとの間にワンウエイクラッチを設けた構造としている。該ワンウエイクラッチは通常の駆動時(エンジン回転をタービンランナへ伝える駆動)には空転し、逆駆動時(タービン回転をエンジンへ伝える駆動)に働くように機能する。ただし、ワンウエイクラッチの具体的な取付け構造は限定しない。そして、逆駆動時の動力伝達を遮断する場合には、変速機内部又は動力分離機構を設けてニュートラル状態とすることが出来る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るトルココンバータはタービンランナを取付けているタービンハブとフロントカバーとの間に逆駆動時のトルクを伝達することが出来るワンウエイクラッチを設けている。従って、ドライブ時にアクセルから足を放すことでエンジンブレーキが働いて自然に減速することが出来る。すなわち、通常の駆動時にはワンウエイクラッチは空転することでエンジンの動力をフロントカバーからポンプインペラと作動流体を介して、又はピストンを介してタービンランナへ伝えることが出来るが、タービンハブに嵌っている出力軸に作用する逆駆動トルクはワンウエイクラッチによってピストン又はタービンランナを介することなく直接フロントカバーへ伝達される。そして、フロントカバーからエンジンのクランク軸に逆駆動トルクが作用して応答性の低下なくエンジンブレーキが有効に働く。
【実施例】
【００１６】
図１は本発明に係るトルクコンバータの断面を示している。基本的な構造は前記図３に示した従来のトルクコンバータと同じであり、ポンプインペラ１、タービンランナ２、ステータ３、ピストン４、ロックアップダンパ装置５を有し、これらはトルクコンバータ外殻６内に収容されている。そこでエンジンからの動力を得てフロントカバー７が回転し、該フロントカバー７と一体となっているポンプインペラ１が回転し、その結果、トルクコンバータ外郭６内に収容されている作動流体を媒介としてタービンランナ２が回る。
【００１７】
そして、トルクコンバータ外殻６内にはピストン４が設けられていて、タービンランナ２の回転速度が所定の領域を越えた場合には、該ピストン４が軸方向に移動してフロントカバー７に係合するように作動することが出来る。ピストン外周には摩擦材８が取り付けられている為に、該ピストン４は滑ることなくフロントカバー７と同一速度で回転することが出来る。このピストン４はタービンランナ２と連結していて、タービンランナ２はピストン４によって回されることになり、エンジンからの動力をトランスミッションへ、流体を介することによるロスを伴うことなく高効率で伝達することが出来る。
【００１８】
このように、タービンランナ２の回転速度が高くなって、ある条件になった時に、ピストン４はフロントカバー７に係合して、作動流体を媒体としないでタービンランナ２を直接回転駆動させることが出来る。しかし係合前は、タービンランナ２とフロントカバー７の回転速度は完全に同一ではなく、ピストン４がフロントカバー７に係合することで、速度差に基づく衝撃トルクが発生する。この係合時の衝撃を緩和し、一方では係合後(ロックアップ状態)にエンジンのトルク変動を和らげる為にピストン４とタービンランナ２との間にはダンパスプリング９，９・・を備えたロックアップダンパ装置５が取り付けられている。
【００１９】
従って、タービンランナ２と共に同一速度で回転しているピストン４が僅かに速いフロントカバー７に係合する際、ピストン４の回転速度は瞬間的に高くなってタービンランナ２をより速く回そうとするトルクが作用する。この衝撃的トルクをダンパスプリング９．９・・が圧縮変形して吸収するように構成されている。ピストン４はタービンランナ２のタービンハブ１０に同軸を成して取り付けられているが、ダンパスプリング９，９・・の圧縮変形によって上記タービンランナ２と位相差を生じることが出来る構造となっている。
【００２０】
これらトルクコンバータとしての基本的な構造は前記図３に示した従来のトルクコンバータと同じである。ところで、本発明のトルクコンバータはワンウエイクラッチ１１を設けており、このワンウエイクラッチ１１はタービンハブ１０とフロントカバー７との間に介在した構造と成っている。その為に、フロントカバー７の中央部には中央凸部１３を形成している。
【００２１】
フロントカバー７の中心にはエンジンのクランクシャフトに設けた穴に嵌るセンターピース１２が溶接・固定され、該センターピース１２を中心として正面側(同図の左側)へ突出した中央凸部１３を設けている。この中央凸部１３の外周部１４と上記タービンハブ１０との間にワンウエイクラッチ１１を取付けていて、逆駆動時のトルクをエンジン側へ伝達するように構成している。
【００２２】
図２は上記ワンウエイクラッチ１１を表しているが、外周側にはアウタレース１５が嵌り、内周側にはインナレース１６が嵌っている。ワンウエイクラッチ１１は複数のスプラグ１７，１７・・を有し、これらスプラグ１７，１７・・がアウタレース１５の内周面とインナレース１６の外周面に係合している。そして、スプラグ１７，１７・・は保持器１８に配列して保持され、しかもスプリング１９にてアウタレース内周面とインナレース外周面に係合するようにバネ力が付勢されている。
【００２３】
又、ワンウエイクラッチ１１の一方側にはスラストワッシャ２０が取付けられ、他方側にはリテーナ２１が設けられている。このように構成したワンウエイクラッチ１１は前記図１に示すように取付けられている。すなわち、アウタレース１５は中央凸部１３の外周部１４に嵌って溶接され、インナレース１６はその内周面にスプライン溝を設け、タービンハブ１０の外周に形成したスプライン歯に噛み合って取付けられている。
【００２４】
タービンハブ１０の軸穴２２には出力軸(図示なし)が嵌り、軸穴２２の内周面に形成したスプライン溝に出力軸のスプライン歯が噛み合うことが出来る。そこで、アクセルから足を放すことでエンジンの回転速度が低下し、逆に車輪から伝達されるトルクにて出力軸が駆動され、タービンハブ１０と伝わり、ワンウエイクラッチ１１からフロントカバー７及びエンジンのクランク軸に逆駆動トルクが作用する。すなわち、応答性の低下なくエンジンブレーキが有効に働くことになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るトルクコンバータの実施例。
【図２】トルクコンバータに取付けられるワンウエイクラッチ。
【図３】従来のトルクコンバータ。
【符号の説明】
【００２６】
１  ポンプインペラ
２  タービンランナ
３  ステータ
４  ピストン
５  ロックアップダンパ装置
６  トルクコンバータ外殻
７  フロントカバー
８  摩擦材
９  ダンパスプリング
10  タービンハブ
11  ワンウエイクラッチ
12  センターピース
13  中央凸部
14  外周部
15  アウタレース
16  インナレース
17  スプラグ
18  保持器
19  スプリング
20  スラストワッシャ
21  リテーナ
22  軸穴
【図１】
2008180307.tif 000003
【図２】
2008180307.tif 000004
【図３】
2008180307.tif 000005