(57)【要約】【課題】ロックアップ装置におけるトーションスプリング２３の使用時の応力を抑え、耐久性を向上するとともに、ダンパー捩り特性の設計の自由度が損なわれないようにする。【解決手段】この装置は、クラッチ機構２０と、入力側のドライブプレート２１と、出力側のドリブンプレート２２と、両プレートを回転方向に弾性的に連結するトーションスプリング２３と、ストッパ機構とを備えている。そして、ストッパ機構は、ドリブンプレート２２に設けられたストッパ爪２２ａと、ドライブプレート２１に設けられストッパ爪２２ａが所定の角度範囲で円周方向に移動自在に挿入された孔２１ａとからなる機構である。【選択図】      図２
2004156692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン側の部材とトランスミッション側の部材との間で流体式トルク伝達装置を介さずに直接トルク伝達するためのロックアップ装置であって、
前記エンジン側の部材とトランスミッション側の部材との間のトルク伝達経路に設けられたクラッチ装置と、
前記クラッチ装置の出力側あるいは入力側に設けられた円板状の入力側プレートと、
前記トランスミッション側の部材に連結された円板状の出力側プレートと、
前記入力側プレートと出力側プレートとを回転方向に弾性的に連結するトーションスプリングと、
前記入力側プレート及び出力側プレートの一方に設けられたストッパ爪と、前記両プレートの他方に設けられ前記ストッパ爪が所定の角度範囲で円周方向に移動自在に挿入された孔とからなるストッパ機構と、
を備えた流体式トルク伝達装置のロックアップ装置。
【請求項２】
前記ストッパ爪は前記入力側プレート又は出力側プレートの一部を軸方向に突出するように折り曲げて形成されている、請求項１に記載の流体式トルク伝達装置のロックアップ装置。
【請求項３】
前記入力側プレートは前記トーションスプリングの円周方向両端部に係止可能な入力側係止部を有し、
前記出力側プレートは前記トーションスプリングの円周方向両端部に係止可能な出力側係止部を有している、
請求項１又は２に記載の流体式トルク伝達装置のロックアップ装置。
【請求項４】
前記入力側プレートは前記トーションスプリングを収納するスプリング収納部を有しており、
前記スプリング収納部は、前記入力側プレートの外周部を略コ字状に形成して前記トーションスプリングの外周側及び軸方向一方向側を支持し、さらに外周側の開放側縁部を内周側に折り曲げて前記トーションスプリングの軸方向他方側を支持している、請求項１から３のいずれかに記載の流体式トルク伝達装置のロックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体式トルク伝達装置のロックアップ装置、特に、エンジン側の部材とトランスミッション側の部材との間で流体式トルク伝達装置を介さずに直接トルク伝達するためのロックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トルクコンバータは、３種の羽根車（インペラ，タービン，ステータ）を内部に有し、内部の作動油を介してトルクを伝達する流体式トルク伝達装置の一種である。このトルクコンバータには、ロックアップ装置が設けられていることが多い。
【０００３】
ロックアップ装置は、タービンとフロントカバーとの間の空間に配置されており、フロントカバーとタービンを機械的に連結することでフロントカバーからタービンにトルクを直接伝達するための機構である。
通常、このロックアップ装置は、フロントカバーに押しつけられることが可能な円板状のピストンと、ピストンの外周部に固定されるリティーニングプレートと、リティーニングプレートにより回転方向及び外周側を支持されるトーションスプリングと、トーションスプリングの両端を回転方向に支持するドリブンプレートとを有している。ドリブンプレートはタービンのタービンシェル等に固定されている。
【０００４】
このようなロックアップ装置において、摩擦面を複数にしてトルク伝達容量を増大させたロックアップ装置も既に提供されている。
例えば、特開２００２−１０６６７７号公報に示された装置は、入力側がフロントカバーに連結された多板式のクラッチ装置と、クラッチ装置の出力側に設けられた入力側プレートと、タービンハブに連結された出力側プレートと、入力側プレートと出力側プレートとの間に設けられたトーションスプリングとを有している。そして、この装置では、多板クラッチ装置をオン（接続）することによって、フロントカバーから出力側のタービンハブに、トルクコンバータを介することなくトルクが直接伝達される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１０６６７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ロックアップ装置が作動している際には、入力側プレートと出力側プレートとの間でトーションスプリングが伸縮し、振動や微少なトルク変動が吸収される。ここで、過大なトルクが入力された場合、前記従来の公報に示された装置では、トーションスプリングが密着しトルク伝達が行われるように構成されている。
【０００７】
しかし、このようにトーションスプリングを密着使用する従来の装置では、使用時のばね応力が大きくなり、耐久性が低下する。また、耐久性を損なわないように密着状態でもばね応力が許容応力範囲内におさまるようにトーションスプリングの仕様を設定する必要があるために、ダンパー捩り特性の設計の自由度が制限されてしまう。
【０００８】
本発明の課題は、トーションスプリングの使用時の応力を抑え、耐久性を向上するとともに、ダンパー捩り特性の設計の自由度が損なわれないようにすることにある。
本発明の別の課題は、簡単な構成でトーションスプリングの密着使用を避けることができるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るロックアップ装置は、エンジン側の部材とトランスミッション側の部材との間で流体式トルク伝達装置を介さずに直接トルク伝達するための装置であって、クラッチ装置と、円板状の入力側プレートと、円板状の出力側プレートと、トーションスプリングと、ストッパ機構とを備えている。クラッチ装置はエンジン側の部材とトランスミッション側の部材との間のトルク伝達経路に設けられている。入力側プレートはクラッチ装置の出力側あるいは入力側に設けられている。出力側プレートはトランスミッション側の部材に連結されている。トーションスプリングは入力側プレートと出力側プレートとを回転方向に弾性的に連結する。ストッパ機構は、入力側プレート及び出力側プレートの一方に設けられたストッパ爪と、両プレートの他方に設けられストッパ爪が所定の角度範囲で円周方向に移動自在に挿入された孔とからなる機構である。
【００１０】
このロックアップ装置では、クラッチ装置がオン（接続）されると、トルクは、エンジン側からトランスミッション側に流体式トルク伝達装置を介さずに直接伝達される。このとき、入力側プレートに伝達されたトルクはトーションスプリングを介して出力側プレートに伝達される。
ここで、入力側プレートと出力側プレートはトーションスプリングが圧縮されることにより、その圧縮分だけ相対回転する。しかし、両プレートの一方にはストッパ爪が設けられ、このストッパ爪が他方側のプレートの孔に所定の角度範囲で移動自在に挿入されているので、ストッパ爪の移動範囲を適切に設定することにより、トーションスプリングの圧縮程度を制限することができる。したがって、トーションスプリングの密着使用を避けることができ、トーションスプリングの応力を抑えて耐久性を向上できる。また、ダンパー捩り特性の設計の自由度が制限されるのを抑えることができる。
【００１１】
請求項２に係るロックアップ装置は、請求項１の装置において、ストッパ爪は入力側プレート又は出力側プレートの一部を軸方向に突出するように折り曲げて形成されている。
ここでは、プレートの一部を折り曲げてストッパ爪を形成しているので、簡単な構成でストッパ機構を実現できる。
【００１２】
請求項３に係るロックアップ装置は、請求項１又は２の装置において、入力側プレートはトーションスプリングの円周方向両端部に係止可能な入力側係止部を有し、出力側プレートはトーションスプリングの円周方向両端部に係止可能な出力側係止部を有している。
ここでは、入力側プレートが回転することにより、その入力側係止部がトーションスプリングの円周方向一端を押し、そしてトーションスプリングの円周方向他端が出力側プレートの出力側係止部を押す。このようにして入力側プレートの回転が出力側プレートに伝達される。
【００１３】
請求項４に係るロックアップ装置は、請求項１から３の装置において、入力側プレートはトーションスプリングを収納するスプリング収納部を有しており、スプリング収納部は、入力側プレートの外周部を略コ字状に形成してトーションスプリングの外周側及び軸方向一方向側を支持し、さらに外周側の開放側縁部を内周側に折り曲げてトーションスプリングの軸方向他方側を支持している。
【００１４】
ここでは、入力側プレートの外周部を折り曲げ形成してスプリング収納部が構成されているので、スプリング収納部の構成が簡単になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［トルクコンバータの基本構造］
図１は本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータ１の縦断面概略図である。トルクコンバータ１は、エンジンのクランクシャフト２からトランスミッションの入力シャフト３にトルクを伝達するための装置である。図１の左側に図示しないエンジンが配置され、図１の右側に図示しないトランスミッションが配置されている。図１に示すＯ−Ｏがトルクコンバータ１の回転軸である。
【００１６】
トルクコンバータ１は、フロントカバー５と、３種の羽根車（図示しないインペラ、タービン６、ステータ７）を含むトーラス形状の流体作動室８と、ロックアップ装置９とから構成されている。
フロントカバー５は、円板状の部材であり、内周部がクランクシャフト２に固定されている。フロントカバー５の外周部には、トランスミッション側に延びる外周側筒状部５ａが形成されている。この外周側筒状部５ａの先端にインペラのインペラシェル１１の外周縁が溶接によって固定されている。この結果、フロントカバー５とインペラとによって、内部に作動油が充填された流体室が形成されている。インペラは周知の構造であり、主に、インペラシェルと、その内側に固定された複数のインペラブレードと、インペラシェルの内周部に固定されたインペラハブとから構成されている。
【００１７】
タービン６は流体室内でインペラに軸方向に対向して配置されている。タービン６は、主に、タービンシェル１５と、そのインペラ側の面に固定された複数のタービンブレード１６と、タービンシェル１５の内周縁に固定されたタービンハブ１７とから構成されている。タービンハブ１７はフランジ部１７ａとボス部１７ｂとから構成されており、タービンシェル１５とタービンハブ１７とは、タービンハブ１７のフランジ部１７ａおいて、複数のリベット１８によって固定されている。
【００１８】
また、タービンハブ１７のボス部１７ｂの内周面には、入力シャフト３に係合するスプラインが形成されている。これにより、タービンハブ１７は入力シャフト３と一体回転するようになっている。
［ロックアップ装置の構造］
ロックアップ装置９は、タービン６とフロントカバー５との間の空間に配置されており、必要に応じて両者を機械的に連結するための機構である。このロックアップ装置９は、クラッチ及び弾性連結機構の機能を有し、主に、フロントカバー５の側方に配置されたクラッチ機構２０と、クラッチ機構２０とタービン６との間に配置されたドライブプレート２１と、ドライブプレート２１とタービン６との間に配置されたドリブンプレート２２と、ドライブプレート２１とドリブンプレート２２とを円周方向に弾性的に連結する複数のトーションスプリング２３とから構成されている。
【００１９】
クラッチ機構２０は、フロントカバー５とドライブプレート２１との間でトルクの伝達及び遮断を行うための機構であり、クラッチ部２５と、ピストン２６とを有している。
クラッチ部２５は、一端がフロントカバー５の側面に溶接固定されたケース３０と、軸方向に交互に配置された複数の入力クラッチプレート３１及び出力クラッチプレート３２と、クラッチ出力部材３３とを有している。
【００２０】
ケース３０は筒状に形成されており、円周方向に等間隔で複数の溝を有している。この溝はトランスミッション側から所定の長さで形成されている。クラッチプレート３１，３２はそれぞれ環状に形成されており、入力クラッチプレート３１の外周にはケース３０の溝に係合するラグが形成され、出力クラッチプレート３２の内周にはスプライン歯等の複数の内歯が形成されている。これらのクラッチプレート３１，３２はケース３０内で軸方向移動自在であり、ケース３０に設けられたバックプレート３４及び止め輪３５により移動が規制されている。また、出力クラッチプレート３２の両側面には摩擦フェーシングが貼り付けられている。クラッチ出力部材３３は、外周円筒部３３ａと、外周円筒部３３ａの一端から内周側に延びる円板状側面部３３ｂと、側面部３３ｂの内周端部にエンジン側に延びるように設けられた内周円筒部３３ｃとを有している。外周円筒部３３ａの外周面にはスプライン軸等の外歯が形成されており、この外歯に出力クラッチプレート３２の内歯が噛み合っている。また、ハブフランジ１７のフランジ部１７ａの外周端には、エンジン側に延びる筒状部１７ｃが形成され、さらに筒状部１７ｃの端部には外周側に延びる環状のストッパ部１７ｄが形成されている。そして、クラッチ出力部材３３の内周円筒部３３ｃは、ハブフランジ１７の筒状部１７ｃに摺動自在に支持され、かつストッパ部１７ｄによって軸方向の移動が規制されている。
【００２１】
ピストン２６は、フロントカバー５とクラッチ部２５との間に設けられたリング状の部材であり、フロントカバー５の側面に溶接固定された支持部材３６の外周部に摺動自在に支持されている。そして、このピストン２６がフロントカバー５との間の隙間に供給される油圧によって、クラッチ部２５のクラッチプレート３１，３２を押圧するようになっている。なお、ピストン２６とフロントカバー５とが同期回転するように、ピストン２６の内周部と支持部材３６の外周部とはスプライン結合されており、相対回転不能かつ軸方向移動自在となっている。
【００２２】
図１及び図１の一部を抽出して示す図２で示すように、ドライブプレート２１は、中心部に開口を有する円板状のプレートであり、外周部に複数のスプリング収納部４０を有し、内周部がリベット４１によりクラッチ出力部材３３の側面部３３ｂに固定されている。また、このドライブプレート２１の半径方向のほぼ中間部には、ドライブプレート２１とドリブンプレート２２との相対角度範囲を規制するための円周方向に長い（図１のロックアップ装置をタービン側から見た図３参照）複数の孔２１ａが形成されている。
【００２３】
複数のスプリング収納部４０は、ドライブプレート２１の外周部を略コ字状に形成してなるものであり、円周方向に等間隔で配置されている。各スプリング収納部４０は、内周壁部４０ａと、側壁部４０ｂと、外周壁部４０ｃとを有しており、外周壁部４０ｃの先端部（開放側の縁部）は内周側に折り曲げられて折り曲げ部４０ｄとなっている。そして、スプリング収納部４０に収納されたトーションスプリング２３は、エンジン側の側部が側壁部４０ｂにより支持され、外周部が外周壁部４０ｃにより支持され、トランスミッション側の側部が折り曲げ部４０ｄによって支持されている。
【００２４】
また、このドライブプレート２１には、スプリング収納部４０に円周方向に隣接して入力側の第１係止部４１及び第２係止部４２が形成されている。第１係止部４１は、ドリブンプレート２１の外周端部を内周方向に折り曲げて形成されており、スプリング収納部４０に収納されたトーションスプリング２３の両端面に係止可能である。また、第２係止部４２は、ドライブプレート２１の一部を加工し、スプリング収納部４０に収納されたトーションスプリング２３の内周側の両端面に係止可能なように形成されたものである。
【００２５】
ドリブンプレート２２は、ドライブプレート２１と同様に、中心部に開口を有する円板状のプレートである。このドリブンプレート２２の外周部には、それぞれ複数のスプリング対向部４５及び出力側係止部４６が円周方向に交互に形成されている。また、内周部はリベット１８によりタービンシェル１５とともにハブフランジ１７のフランジ部１７ａに固定されている。さらに、このドリブンプレート２２の半径方向のほぼ中間部には、軸方向に突出するようにエンジン側に切り起こされて形成されたストッパ爪２２ａが設けられており、このストッパ爪２２ａがドライブプレート２１の孔２１ａ内に挿入されている。
【００２６】
このようにして、ストッパ爪２２ａと孔２１ａとによってドライブプレート２１とドリブンプレート２２との相対回転可能な角度範囲を規制するためのストッパ機構が構成されている。そして、孔２１ａの円周方向長さは、両プレート２１，２２が相対回転してストッパ爪２２ａが孔２１ａの端面に当接した際にトーションスプリング２３が密着しないような長さに設定されている。
【００２７】
スプリング対向部４５は、ドライブプレート４１のスプリング収納部４０に収納されたトーションスプリング２３に軸方向において対向するように形成されており、トーションスプリング２３とは接触していない。また、出力側係止部４６は、ドリブンプレート２２の外周部をエンジン側に折り曲げて形成されており、トーションスプリング２３の円周方向両端面に係止可能となっている。
【００２８】
［動作］
エンジン始動直後には、トルクコンバータ本体内に作動油が供給され、また、ピストン２６とフロントカバー５との間には作動油が供給されていない。したがって、トルクコンバータによるトルク伝達が行われ、ロックアップ装置は作用しない。
【００２９】
一方、トルクコンバータの速度比が上がり、入力シャフト３が一定の回転数に達すると、ピストン２６とフロントカバー５との間に作動油が供給され、ピストン２６はクラッチ部２５のクラッチプレート３１，３２を押圧する。この結果、フロントカバー５のトルクはクラッチ部２５及びクラッチ出力部材３３を介してドライブプレート２１に伝達され、さらにトーションスプリング２３を介してドリブンプレート２２に伝達される。すなわち、フロントカバー５が機械的にタービン６のハブフランジ１７に連結され、フロントカバー５のトルクがハブフランジ１７を介して直接入力シャフト３に出力される。
【００３０】
このような動作において、トーションスプリング２３が伸縮動作を繰り返すが、トーションスプリング２３はドライブプレート２１のスプリング収納部４０によって径方向及び軸方向に確実に支持されている。すなわち、トーションスプリング２３は２つの部材で挟み込んで支持するのではなく、１つの部材（ドライブプレート２１）によって支持されているので、トーションスプリング２３が軸方向でがたつくのを抑えることができる。また、構成も簡単になる。さらに、仮にスプリング収納部４０の折り曲げ部４０ｄが摩耗し、トーションスプリング２３の軸方向の支持ができなくなった場合でも、ドリブンプレート２２のスプリング対向部４５が設けられているので、トーションスプリング２３のスプリング収納部４０からの飛び出しを防止できる。
【００３１】
また、ドリブンプレート２２のスプリング対向部４５は、トーションスプリング２３に非接触で対向しているので、スプリング対向部４５は摩耗しない。
さらに、過大なトルクが入力されてトーションスプリング２３の圧縮量が所定の値を越えると、ドライブプレート２１の孔２１ａの端面にドリブンプレート２２のストッパ爪２２ａが当接し、それ以上の両プレート２１，２２の相対回転が禁止される。すなわち、トーションスプリング２３のそれ以上の圧縮が規制される。そして、孔２１ａの円周方向長さは、前述のようにトーションスプリング２３が圧縮されても密着しない程度の長さに設定されているので、過大なトルクが入力されてもトーションスプリング２３が密着することはない。このため、ばねの使用応力が制限され、ばねの耐久性を向上する。また、ダンパーの捩り特性を、トーションスプリング２３の密着時ばね応力に影響されることなく設定でき、設計の自由度が増す。
【００３２】
［他の実施形態］
（ａ）前記実施形態では、多板タイプのクラッチ機構を有するロックアップ装置に本発明を適用したが、クラッチ機構の構成についてはこれに限定されるものではない。例えば、単板タイプのクラッチ機構を有するロックアップ装置にも同様に適用することができる。
【００３３】
（ｂ）クラッチ機構の配置は前記実施形態に限定されない。すなわち、ドリブンプレートの出力側にクラッチ機構を配置しても良い。
（ｃ）ピストンやドライブレートの支持のための構成は前記実施形態に限定されるものではない。
（ｄ）前記実施形態では、ドライブプレート２１に孔２１ａを形成し、ドリブンプレート２２にストッパ爪２２ａを形成したが、それぞれ逆に形成しても良い。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係るロックアップ装置では、入力側プレート及び出力側プレートに孔とストッパ爪とを設けてストッパ機構を構成し、トーションスプリングの密着使用を避けるようにしたので、ばねの使用応力が制限され、ばねの耐久性を向上することができる。また、ダンパーの捩り特性の設計の自由度が増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータの縦断面概略図。
【図２】図１のドライブプレート及びドリブンプレートを抽出して示す図。
【図３】図１の側面部分図。
【符号の説明】
１    トルクコンバータ
２    クランクシャフト
３    入力シャフト
５    フロントカバー
９    ロックアップ装置
１７    ハブフランジ
２０    クラッチ機構
２１    ドライブプレート
２１ａ  孔
２２    ドリブンプレート
２２ａ  ストッパ爪
２３    トーションスプリング
２５    クラッチ部
４０    スプリング収納部
４０ｂ  側壁部
４０ｃ  外周壁部
４０ｄ  折り曲げ部
４１    入力側第１係止部
４２    入力側第２係止部
４５    スプリング対向部
４６    出力側係止部
【図１】
2004156692.tif 000003
【図２】
2004156692.tif 000004
【図３】
2004156692.tif 000005