(57)【要約】【課題】ロックアップクラッチ用の摩擦材の耐久性を高める。【解決手段】エンジンの出力軸と一体に回転するカバーシェル６と、カバーシェル６と一体に回転するインペラ２と、カバーシェル６内に配置されカバーシェル６の回転軸と同軸の回転軸をもつタービン３と、カバーシェル６の内面側に設けられ前記出力軸に対して軸方向摺動自由に一体回転するロックアップクラッチピストン５と、ロックアップクラッチピストン５とカバーシェル６とを摩擦係合させる係合手段１０、１１と、を備え、係合手段１０、１１は、ロックアップクラッチピストン５の外周縁付近とこれに対向するカバーシェル６内面との間に配置するスリップ用摩擦材１０と、スリップ用摩擦材１０の内周側に配置する締結用摩擦材１１とで構成する。【選択図】図１
2008190561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力軸と一体に回転するカバーシェルと、
前記カバーシェルと一体に回転するインペラと、
前記カバーシェル内に配置され前記カバーシェルの回転軸と同軸の回転軸をもつタービンと、
前記カバーシェルの内面側に設けられ前記出力軸に対して軸方向摺動自由に一体回転するロックアップクラッチピストンと、
前記ロックアップクラッチピストンと前記カバーシェルとを摩擦係合させる係合手段と、を備え、
前記係合手段は、前記ロックアップクラッチピストンの外周縁付近とこれに対向する前記カバーシェル内面との間に配置するスリップ用摩擦材と、
前記スリップ用摩擦材の内周側に配置する締結用摩擦材と、で構成することを特徴とするトルクコンバータ。
【請求項２】
前記スリップ用摩擦材は前記締結用摩擦材よりも軟らかい素材で形成することを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータ。
【請求項３】
前記スリップ用摩擦材は前記締結用摩擦材と比較して前記出力軸の軸方向に厚いことを特徴とする請求項１または２に記載のトルクコンバータ。
【請求項４】
前記スリップ用摩擦材を前記カバーシェル内面の前記ロックアップクラッチピストン外周縁近傍と対向する部位に設け、
前記締結用摩擦材を前記ロックアップクラッチピストンの前記スリップ用摩擦材と対向する部位よりも内周側に設けることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のトルクコンバータ。
【請求項５】
前記スリップ用摩擦材は前記スリップ用摩擦材の外周側と内周側とを連通する連通溝を備え、
前記ロックアップクラッチピストンは、前記カバーシェルと前記ロックアップクラッチピストンとの間に形成される油室の前記スリップ用摩擦材と前記締結用摩擦材との間の部位と前記タービン側の油室とを連通する連通孔を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のトルクコンバータ。
【請求項６】
前記締結用摩擦材は前記締結用摩擦材の外周側と内周側とを連通する連通溝を備え、
前記締結用摩擦材の連通溝の本が前記スリップ用摩擦材の連通溝の本数よりも少ないことを特徴とする請求項５に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、トルクコンバータのロックアップクラッチ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンから出力軸への出力伝達効率を向上させるための機構として、トルクコンバータの出力軸に設けたタービンランナに円盤状のピストンを取り付け、油圧によりこのピストンを入力軸に設けたカバーシェルに押し付け、この時発生する摩擦力により出力軸と入力軸とを締結させるロックアップ機構が知られている。一般に、摩擦力を安定して発生させるためにピストンには摩擦材を張られている。
【０００３】
そして、近年では、燃費性能向上や出力向上を図るために、非締結状態と締結状態との過渡に生じる、摩擦材がカバーシェルに対して滑っている状態（スリップ状態）を利用する、いわゆるスリップ制御が行われている。
【０００４】
しかしながら、スリップ制御実行時には、摩擦材とカバーシェルとの間に摩擦熱が生じ、この摩擦熱により摩擦材の温度が過度に上昇すると、摩擦材の摩耗促進や締結時の締結力低下等といった問題が生じる。
【０００５】
そこで、摩擦材に溝を設け、摩擦材とカバーシェルとの接触部付近に、潤滑・冷却を行う作動油を流すことで摩擦熱を除去して、摩擦材の温度上昇を防ぐ技術手段が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平３−２０９０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、締結時の締結力を確保するためには、摩擦材とカバーシェルとの接触面積を確保する必要があるので、作動油を流すための溝の大きさは制限される。このため多くの作動油を流すことができず、スリップ制御時には短時間で摩擦材の温度が上昇してしまうという問題がある。摩擦材は適性温度から外れた状態で使用すると、摩擦力の低下や摩耗の促進等の問題が生じる。
【０００７】
すなわち、特許文献１に記載の技術では摩擦材の耐久性が低く、結果としてスリップ制御可能な時間が短くなるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明では摩擦材の耐久性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のトルクコンバータは、エンジンの出力軸と一体に回転するカバーシェルと、前記カバーシェルと一体に回転するインペラと、前記カバーシェル内に配置され前記カバーシェルの回転軸と同軸の回転軸をもつタービンと、前記カバーシェルの内面側に設けられ前記出力軸に対して軸方向摺動自由に一体回転するロックアップクラッチピストンと、前記ロックアップクラッチピストンと前記カバーシェルとを摩擦係合させる係合手段と、を備え、前記係合手段は、前記ロックアップクラッチピストンの外周縁付近とこれに対向する前記カバーシェル内面との間に配置するスリップ用摩擦材と、前記スリップ用摩擦材の内周側に配置する締結用摩擦材と、で構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スリップ用摩擦材、締結用摩擦材の２種類の摩擦材を備えるので、それぞれスリップ状態、締結状態に適した特性の摩擦材とすることができる。さらに、一般にスリップ制御時には、ロックアップクラッチピストンは外周側が内周側よりもカバーシェルに接近するよう傾き、締結時には内周側が外周側よりもカバーシェルに接近するよう傾くという特性があり、本発明では外周側にスリップ用摩擦材、内周側に締結用摩擦材を配置するので、スリップ制御時にはスリップ用摩擦材が主にカバーシェルと接触し、締結時には締結用摩擦材がカバーシェルに接触することとなる。
【００１１】
上記のように、スリップ制御時に求められる機能と締結時に求められる機能を２種類の摩擦材によって分担し、スリップ用摩擦材と締結用摩擦材とを、それぞれ適した条件で使用することができるので、１種類の摩擦材の場合と比べて摩擦材の耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施形態を適用するトルクコンバータ１の概略図である。２はインペラー、３はタービン、４はステータ、５はロックアップクラッチピストン、６はカバーシェル、７はワンウェイクラッチ、１０はスリップ用摩擦材、１１は締結用摩擦材、１７はエンジンの出力軸である。インペラ２はカバーシェル６と溶接されており、両者によりトルクコンバータ１０の流体室が形成されている。カバーシェル６は、これに溶接されたナット９、図示しないドライブプレート及びボルトを介してエンジンの出力軸１７と連結される。
【００１４】
ロックアップクラッチピストン５はタービン３とカバーシェル６との間に配置され、その内径部はタービンハブ１６の軸部によって軸方向に移動可能に支持されている。また、ロックアップクラッチピストン５のタービン３側側面の上端には、ロックアップクラッチ締結時においてエンジンからの伝達トルク変動を減衰させるためのダンパー８が設けられている。
【００１５】
カバーシェル６側の側面（外面）には締結用摩擦材１１が貼り付けられており、カバーシェル６の締結用摩擦材１１より外周側のロックアップクラッチピストン５外面と対面する部位（内面）にはスリップ用摩擦材１０が貼り付けられている。
【００１６】
ロックアップクラッチピストン５によって、トルクコンバータ１０の流体室はカバーシェル６側のレリーズ室１２とタービン３側のアプライ室１３に分割されている。また、ロックアップクラッチピストン５の締結用摩擦材１１より上部には、レリーズ室１２とアプライ室１３とを連通する連通孔としての第１作動油孔１４が周上に複数設けられ、ロックアップクラッチピストン５の半径の１／２以下の位置には複数の第２作動油孔１５が設けられる。
【００１７】
上記のようにスリップ用摩擦材１０と締結用摩擦材１１をそれぞれカバーシェル６、ロックアップクラッチピストン５に貼り付けることにより、後述するスリップ状態において、スリップ用摩擦材１０の熱はカバーシェル６へ、締結用摩擦材１１の熱はロックアップクラッチピストン５へそれぞれ放熱することなるので、カバーシェル６又はロックアップクラッチピストン５のいずれか一方にのみ放熱する場合と比べて、高い放熱性を得ることができる。
【００１８】
ここで、スリップ用摩擦材１０について図２を参照して説明する。図２はカバーシェル６のスリップ用摩擦材１０周辺を内面側から見た図である。図に示すようにスリップ摩擦材１１には、外周側と内周側とを連通する連通溝としての溝１０ａが複数設けられている。溝１０ａの深さは、後述するスリップ状態及び締結状態においてスリップ用摩擦材１０がロックアップクラッチピストン５に押し付けられても、外周側と内周側とが連通した状態を維持できる程度とする。また、スリップ用摩擦材１０は締結用摩擦材１１よりも厚く、かつ軟らかい素材で形成される。
【００１９】
次に、上記のような構成のトルクコンバータ１のロックアップ機構の作用について図３を参照して説明する。図３は図１のスリップ用摩擦材１０及び締結用摩擦材１１周辺の拡大図であり、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれロックアップ解除状態、スリップ状態、締結状態を表している。
【００２０】
ロックアップ解除状態では、図３（ａ）に示すようにスリップ用摩擦材１０及び締結用摩擦材１１がそれぞれカバーシェル６の内面及びロックアップクラッチピストン５の外面から離れた状態となっている。このとき、作動油はレリーズ室１２内を、内周側から外周側に向けて流れる。
【００２１】
ロックアップする場合には、レリーズ室１２からタービンハブ１６方向に作動油が排出されて、ロックアップクラッチピストン５がカバーシェル６の内面に押し付けられる。このとき、ロックアップクラッチピストン５は図３（ｂ）に示すように傾き、外周側の方が内周側よりも早くカバーシェル６側に移動するため、スリップ用摩擦材１０はロックアップクラッチピストン５の外面と接触しているが、締結用摩擦材１１はカバーシェル６の内面と接触していない状態となる。このとき、スリップ用摩擦材１０の摩擦係数とロックアップクラッチピストン５をカバーシェル６に押し付ける力との関係から、ロックアップクラッチピストン５がカバーシェル６に対して滑る状態となる。この状態をスリップ状態と称する。
【００２２】
スリップ状態では、アプライ室１３内の作動油がロックアップクラッチピストン５の外周とカバーシェル６との間からレリーズ室１２内に流入する。流入した作動油は、溝１０ａを通過し、締結用摩擦材１１とカバーシェル６との間からタービンハブ１６方向への流れと、第１作動油孔１４からアプライ室１３への流れに分岐する。このように溝１０ａを設けて、スリップ状態においても溝１０ａを作動油が流れるようにすることによって、スリップ用摩擦材１０とロックアップクラッチピストン５との間に発生する摩擦熱を逃がすことができる。これにより、スリップ状態にした後ですぐに温度上昇することを防止できるので、いわゆるスリップ制御を実行可能な時間を延ばすことができる。
【００２３】
スリップ状態からさらに作動油を排出し続けると、図３（ｃ）に示すようにロックアップクラッチピストン５の内周側もカバーシェル６側に移動し、締結用摩擦材１１とカバーシェル６の内面とが接触し、締結状態となる。このとき、締結用摩擦材１１がカバーシェル６に押し付けられ、締結用摩擦材１１の外周側と内周側との連通が遮断されるが、第２作動油孔１５を介してアプライ室１３からレリーズ室１２へ作動油が流れるので、高温の作動油がアプライ室１３に滞留することを防止できる。
【００２４】
なお、締結用摩擦材１１にもスリップ用摩擦材１０の溝１０ａと同様の溝を設け、締結時のアプライ室１３からレリーズ室１２への作動油の流れを確保してもよい。ただし、締結力確保のためには締結時の接触面積を確保する必要があるため、溝の数はスリップ用摩擦材１０の溝１０ａよりも少なくする。
【００２５】
以上のように、本実施形態では以下のような効果を得ることができる。
（１）ロックアップクラッチピストン５とカバーシェル６とを摩擦係合させるための摩擦材を、ロックアップクラッチピストン５の外周縁付近とこれに対向するカバーシェル６内面との間に配置するスリップ用摩擦材１０と、スリップ用摩擦材１０の内周側に配置する締結用摩擦材１１とで構成するので、それぞれの摩擦材を適した条件で使用することができ、摩擦材の耐久性を向上させることができる。
（２）スリップ用摩擦材１０は締結用摩擦材１１と比較して軟らかい素材で形成するので、スリップ制御時のジャダーの発生を防止することができる。
（３）スリップ用摩擦材１０は締結用摩擦材１１と比較して厚いので、ロックアップクラッチピストン５がカバーシェル６に接近したときに、より確実に、締結用摩擦材１１がカバーシェル６に接触するより先にロックアップクラッチピストン５に接触する。
（４）スリップ用摩擦材１０をカバーシェル６内面のロックアップクラッチピストン５外周縁近傍と対向する部位に設け、締結用摩擦材１１をロックアップクラッチピストン５のスリップ用摩擦材１０と対向する部位よりも内周側に設けるので、スリップ用摩擦材１０から発する摩擦熱はロックアップクラッチピストン５へ、そしてスリップ状態から締結状態に至るまでに締結用摩擦材１１から発する摩擦熱はカバーシェル６へ、それぞれ放熱される。これにより、ロックアップクラッチピストン５またはカバーシェル６のいずれか一方にのみ放熱する場合と比べて、放熱性を向上させることができる。
（５）スリップ用摩擦材１０はスリップ用摩擦材１０の外周側と内周側とを連通する溝１０ａを備え、ロックアップクラッチピストン５は、レリーズ室１２とアプライ室１３とを連通する作動油孔１４を備えるので、スリップ状態においても溝１０ａを通過した作動油が作動油孔１４を介してアプライ室１３に流入する。すなわち、スリップ用摩擦材１０で発生した熱を作動油により除去することができるので、スリップ制御中の温度上昇を抑制し、スリップ制御可能な時間を長くすることができる。
【００２６】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態を適用するトルクコンバータの断面図である。
【図２】スリップ用摩擦材の一部を出力軸の軸方向から見た図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれロックアップクラッチ解放状態、スリップ状態、締結状態におけるロックアップクラッチピストンとカバーシェルとの関係を表す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    トルクコンバータ
２    インペラ
３    タービン
４    ステータ
５    ロックアップクラッチピストン
６    カバーシェル
７    ワンウェイクラッチ
８    ダンパー
９    ナット
１０  スリップ用摩擦材
１１  締結用摩擦材
【図１】
2008190561.tif 000003
【図２】
2008190561.tif 000004
【図３】
2008190561.tif 000005