(57)【要約】【課題】ロックアップ装置のスリップ頻度やエンジンの出力の増加にも対応でき、ロックアップ装置の係合開始後および係合完了後のそれぞれの状況に好適に対応できるロックアップ装置を提供する【解決手段】ロックアップピストン３８のフロントカバー１８の径方向内側に環状の湿式摩擦材４４を配置し、その外周縁より径方向外側に環状のダイアモンド状炭素薄膜プレート４６を配置することで、係合開始時は動摩擦係数が高く、耐熱性、耐摩耗性に優れたダイアモンド状炭素薄膜プレート４６をフロントカバー１８に接触させ、係合完了後は、静摩擦係数が高くシール性にも優れた湿式摩擦材４４を接触させることで、高トルクの伝達が可能となる。【選択図】  図２
2007002990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転が伝達されるフロントカバーと、該フロントカバーに連結され該フロントカバーと一体的に回転させられるポンプインペラと、該ポンプインペラの回転を流体を介して出力軸に伝達するタービンランナとを有する流体伝動装置において、前記フロントカバーに対向した状態で前記タービンランナに軸心方向に移動可能に設けられた円板状のロックアップピストンを備え、該ロックアップピストンを前記フロントカバーに押し付けることによって前記エンジンの回転を直接前記出力軸に伝達するロックアップ装置であって、
前記ロックアップピストンおよび前記フロントカバーの相互に押し付けられる面の少なくとも一方に、ダイアモンド状炭素薄膜コーティングされたダイアモンド状炭素薄膜プレートと湿式摩擦材とが固着され、
前記湿式摩擦材は前記ダイアモンド状炭素薄膜プレートよりも径方向内側に環状に配置されるとともに、前記ダイアモンド状炭素薄膜プレートは該湿式摩擦材の外周縁より径方向外側に環状に配置されていることを特徴とするロックアップ装置。
【請求項２】
前記ロックアップクラッチおよび前記フロントカバーの面の一方に設けられた湿式摩擦材およびダイアモンド状炭素薄膜プレートと他方の面との間隔は、非係合時において、外周側に向かうほど小さくされていることを特徴とする請求項１に記載のロックアップ装置。
【請求項３】
前記摩擦材のダイアモンド状炭素薄膜プレートには、径方向外側に向かうにつれて該ダイアモンド状炭素薄膜プレートの厚みが薄くなるように傾斜面が設けられ、
前記フロントカバーの該傾斜面と対向する部位には前記傾斜面と略平行に傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のロックアップ装置。
【請求項４】
エンジンの回転が伝達されるフロントカバーと、該フロントカバーに連結され該フロントカバーと一体的に回転させられるポンプインペラと、該ポンプインペラの回転を流体を介して出力軸に伝達するタービンランナとを有する流体伝動装置において、前記フロントカバーに対向した状態で前記タービンランナに軸心方向の移動可能に設けられた円板状のロックアップピストンを備え、該ロックアップピストンを前記フロントカバーに押し付けることによって前記エンジンの回転を直接前記出力軸に伝達するロックアップ装置であって、
前記フロントカバーおよび前記ロックアップピストンの一方および他方には、湿式摩擦材およびダイアモンド状炭素薄膜コーティングされたダイアモンド状炭素薄膜プレートが相互に接触可能にそれぞれ固着されていることを特徴とするロックアップ装置。
【請求項５】
前記湿式摩擦材およびダイアモンド状炭素薄膜プレートの相互に接触させられる摩擦面は、非係合時において外周側に向かうほど相互間隔が小さくなるように設けられていることを特徴とする請求項４に記載のロックアップ装置。
【請求項６】
前記ロックアップピストンに設けられている前記ダイアモンド状炭素薄膜プレートは、径方向外側に向かうにつれて前記ダイアモンド状炭素薄膜プレートの厚みが増すように形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載のロックアップ装置。
【請求項７】
前記ダイアモンド状炭素薄膜プレートは、前記ロックアップピストンに周方向に設けられている環状溝に嵌め着けられていることを特徴とする請求項５または６に記載のロックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体伝動装置内に設けられているロックアップ装置の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両等の自動変速機内にはトルクコンバータに代表される流体伝動装置が備えられており、エンジンの回転はトルクコンバータを介して自動変速機の入力軸に伝達される。トルクコンバータは、ポンプインペラ、タービンランナ、およびワンウェイクラッチを介して自動変速機のケースに固定されたステータからなり、各部材に備えられている羽根車が作動流体である油に浸されこれを媒介としてトルクを伝達する。
【０００３】
また、トルクコンバータに備えられているロックアップ装置は、エンジンの回転をポンプインペラに伝達するフロントカバーに対向するように配置され、ロックアップ装置に備えられているロックアップピストンがフロントカバーの内壁面に押し付けられることでロックアップ装置が係合させられると、エンジンからの回転が直接自動変速機の入力軸に伝達される。
【０００４】
ところで、前記ロックアップピストンは円板状の形状を有し径方向に比較的長く、ロックアップピストンのフロントカバー側の油圧とタービンランナ側の油圧との差圧によって摺動するが、この差圧によってロックアップ装置の係合時にロックアップピストンがたわむことが知られている。
【０００５】
また、ロックアップ装置のロックアップピストンとフロントカバーの互いに接触する面の少なくとも一方には摩擦材が備えられる。この摩擦材は、係合開始後には大きなすべり速度に対処するための大きい動摩擦係数、摩擦に対する耐摩耗性、および摩擦熱に対する耐熱性が必要とされ、係合完了後には高トルクを伝達するための大きい静摩擦係数が必要とされるが、この係合開始後と係合完了後に要求される摩擦材の条件は互いに相反するものであり、これらの条件を同時に満たす摩擦材を見つけることは困難であった。
【０００６】
上記の問題を解決するため、特許文献１に記載されているロックアップ装置は、フロントカバーの内周面と外周面とに各々異なる摩擦材を配置し、係合開始後は外周面側に位置する比較的動摩擦係数の大きい摩擦材をロックアップピストンに接触させ、係合完了後はロックアップピストンのたわみにより内周面に位置する比較的静摩擦係数の大きい摩擦材を接触させることで、前述の問題を解決している。
【０００７】
また、特許文献２に記載のロックアップ装置は、繊維を混入した樹脂からなる摩擦材の外周面を切削することによって比較的大きな動摩擦係数を有する低樹脂率層を露出させ、内周面側は比較的大きな静摩擦係数を有する高樹脂率層が露出することによって、特許文献１と同様にロックアップピストンのたわみを利用し係合状態に応じた摩擦材を接触させることによって、前述の問題を解決している。
【０００８】
【特許文献１】特公平２−５９４５号公報
【特許文献２】特開平５−９９２９７号公報
【特許文献３】特開２００３−３４３５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、近年のロックアップ装置のスリップ制御によるスリップの頻繁化やエンジンの出力の増加に伴うトルクコンバータの入力トルクは増加しており、上記特許文献１および２を始めとしたこれまでの摩擦材ではこれらの増加事項に対処しきれない恐れがあった。さらに、特許文献２では、動摩擦係数の大きい低樹脂層を露出させ、係合時における線接触を防ぐために摩擦材の切削加工を行う必要があるが、摩擦材は非常に薄いためフロントカバーに固着した状態で切削しなければならず、その状態での摩擦材の切削はフロントカバーの内周面に切削のバイトが接触する問題があり加工が困難であった。
【００１０】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、近年のロックアップ装置のスリップ制御によるスリップの頻繁化やエンジンの出力の増加にも対応でき、ロックアップ装置の係合開始後および係合完了後のそれぞれの状況に好適に対応できるロックアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、上記目的を達成するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、エンジンの回転が伝達されるフロントカバーと、該フロントカバーに連結され該フロントカバーと一体的に回転させられるポンプインペラと、該ポンプインペラの回転を流体を介して出力軸に伝達するタービンランナとを有する流体伝動装置において、前記フロントカバーに対向した状態で前記タービンランナに軸心方向に移動可能に設けられた円板状のロックアップピストンを備え、該ロックアップピストンを前記フロントカバーに押し付けることによって前記エンジンの回転を直接前記出力軸に伝達するロックアップ装置であって、前記ロックアップピストンおよび前記フロントカバーの相互に押し付けられる面の少なくとも一方に、ダイアモンド状炭素薄膜コーティング（以下、ＤＬＣコーティング）されたダイアモンド状炭素薄膜プレートと湿式摩擦材とが固着され、前記湿式摩擦材は前記ダイアモンド状炭素薄膜プレートよりも径方向内側に環状に配置されるとともに、前記ダイアモンド状炭素薄膜プレートは該湿式摩擦材の外周縁より径方向外側に環状に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
このようにすれば、摩擦材に使用されるダイアモンド状炭素薄膜コーティングされたダイアモンド状炭素薄膜プレートは他の摩擦材に比べても動摩擦係数が高く、耐熱性および耐摩耗性に優れているため、ロックアップ装置の係合開始時においては、ダイアモンド状炭素薄膜プレートがフロントカバーと接触するので大きなすべり速度や高トルクに対応することが可能となり、さらに係合が進みすべり速度が少なくなるとともにロックアップピストンがたわみ始めると、静摩擦係数が高く油のシール性にも優れた湿式摩擦材をフロントカバーに接触させることで高トルクが伝達可能となる。
【００１３】
ここで、好適には、請求項２にかかる発明では、請求項１に記載のロックアップ装置において、前記ロックアップクラッチおよびフロントカバーの面の一方に設けられた湿式摩擦材およびダイアモンド状炭素薄膜プレートと他方の面との間隔は、非係合時において、外周側に向かうほど小さくされていることを特徴とする。このようにすれば、係合開始時にダイアモンド状炭素薄膜プレートのみを面接触させることができるため、実用的なロックアップ装置となる
【００１４】
ここで、好適には、請求項３にかかる発明では、請求項１または２に記載のロックアップ装置において、前記摩擦材のダイアモンド状炭素薄膜プレートには、径方向外側に向かうにつれて該ダイアモンド状炭素薄膜プレートの厚みが薄くなるように傾斜面が設けられ、前記フロントカバーの該傾斜面と対向する部位には前記傾斜面と略平行に傾斜面が設けられていることを特徴とする。このようにすれば、ダイアモンド状炭素薄膜プレートおよびフロントカバーに互いに略平行な傾斜面を設けることで、それら２つの部材が面接触し易くなるとともに湿式摩擦材が係合開始時においてその傾斜面による空間によってフロントカバーと接触するのが防がれるため、湿式摩擦材の耐久性が向上し実用的なロックアップ装置となる。
【００１５】
また、好適には、上記目的を達成するための請求項４にかかる発明では、エンジンの回転が伝達されるフロントカバーと、該フロントカバーに連結され該フロントカバーと一体的に回転させられるポンプインペラと、そのポンプインペラの回転を流体を介して出力軸に伝達するタービンランナとを有する流体伝動装置において、前記フロントカバーに対向した状態で前記タービンランナに軸心方向の移動可能に設けられた円板状のロックアップピストンを備え、そのロックアップピストンを前記フロントカバーに押し付けることによって前記エンジンの回転を直接前記出力軸に伝達するロックアップ装置であって、前記フロントカバーおよび前記ロックアップピストンの一方および他方には湿式摩擦材およびダイアモンド状炭素薄膜コーティングされたダイアモンド状炭素薄膜プレートが相互に接触可能にそれぞれ固着されていることを特徴とする。このようにすれば、ロックアップピストンまたはフロントカバーにダイアモンド状炭素薄膜プレートが固着されるため、対向して配置される湿式摩擦材の切削加工を行うことなく高頻度スリップや高トルクに対応可能なロックアップ装置を提供することができる。
【００１６】
また、好適には、請求項５にかかる発明では、請求項４に記載のロックアップ装置において、前記湿式摩擦材およびダイアモンド状炭素薄膜プレートの相互に接触させられる摩擦面は、非係合時において外周側に向かうほど相互間隔が小さくなるように設けられていることを特徴とする。このようにすれば、このロックアップ装置の係合完了時には湿式摩擦材とダイアモンド状炭素薄膜プレートとを全面接触させることが可能となるため実用的なロックアップ装置となる。
【００１７】
また、好適には、請求項６にかかる発明では、請求項４または５に記載のロックアップ装置において、前記ロックアップピストンに設けられている前記ダイアモンド状炭素薄膜プレートは、径方向外側に向かうにつれて前記ダイアモンド状炭素薄膜プレートの厚みが増すように形成されていることを特徴とする。このようにすれば、ロックアップ装置が係合するにつれて同時にロックアップピストンもたわみ出すが、この傾斜面を係合完了時には湿式摩擦材とダイアモンド状炭素薄膜プレートとが全面当たりするように設けることで実用的なロックアップ装置となる。
【００１８】
また、好適には、請求項７にかかる発明では、請求項５または６に記載のロックアップ装置において、前記ダイアモンド状炭素薄膜プレートは、前記ロックアップピストンに周方向に設けられている環状溝に嵌め着けられていることを特徴とする。このようにすれば、ダイアモンド状炭素薄膜プレートがロックアップピストン内に嵌め着けられるのでロックアップピストンの軸心方向長さが抑えられるため、全体としてもロックアップ装置の軸心方向長さを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明が適用された自動変速機１０内に備えられているロックアップ装置１４付のトルクコンバータ１２の断面図である。自動変速機１０は、図示しないエンジンと駆動輪との間に置かれ、エンジンの出力を駆動輪に伝達する。なお、トルクコンバータ１２はその軸心Ｃに対して対称に構成されているため、その下側が省略されている。
【００２１】
トルクコンバータ１２は、エンジンの回転をトルクコンバータ１２内に充填されている作動油を介して出力軸１６に伝達するためのものである。トルクコンバータ１２は、フロントカバー１８、ポンプインペラ２０、タービンランナ２２、ステータ２４、およびロックアップ装置１４によって主に構成される。
【００２２】
フロントカバー１８は、エンジンの出力を伝達する図示しないクランクシャフトに連結されクランクシャフトと同じ回転数で軸心Ｃを中心に回転させられる。ポンプインペラ２０は、フロントカバー１８に連結され、フロントカバー１８が回転すると、フロントカバー１８と一体的に軸心Ｃを中心に回転させられる。そして、ポンプインペラ２０が回転すると、ポンプインペラ２０内に充填されている作動油は、ポンプインペラ２０内の羽根車に押されて回転し、それによって発生した遠心力で外周方向に追いやられる。この作動油はポンプインペラ２０と向き合うように配置されているタービンランナ２２の羽根車に衝突し、その衝撃力によってタービンランナ２２を回転させた後、そのタービンランナ２２の羽根車のカーブに沿って流れ、後述するステータ２４を通ってポンプインペラ２０に戻りトルクコンバータ１２内を循環する。
【００２３】
また、ポンプインペラ２０が回転を始めた状態など、ポンプインペラ２０およびタービンランナ２２の相対回転差が大きい場合、タービンランナ２２から流出する作動油の流れはポンプインペラ２０の回転を妨げる方向に流れるが、ポンプインペラ２０とタービンランナ２２との間にワンウェイクラッチ２６を備えたステータ２４を介在させることで、このステータ２４の羽根車によって作動油の流れがポンプインペラ２０の流れを助ける方向に変換させられる。
【００２４】
一方、タービンランナ２２の回転数が上がり、ポンプインペラ２０およびタービンランナ２２の相対回転差が減少すると逆にステータ２４が流れを妨げてしまうが、ワンウェイクラッチ２６でステータ２４が回転することでその妨げを防いでいる。
【００２５】
このようにして、タービンランナ２２が回転させられると、タービンランナ２２は、トルクコンバータ１２内の出力軸１６にスプライン嵌合されているタービンハブ２８にリベット３０によって連結されているため、その回転はタービンハブ２８を介して出力軸１６に伝達される。
【００２６】
また、トルクコンバータ１２内にはフロンカバー１８に隣接するようにロックアップ装置１４が配置されている。このロックアップ装置１４は、タービンランナ２２と同様にリベット３０によってタービンハブ２８に接続されている。
【００２７】
ロックアップ装置１４は、中空円板状のセンタープレート３２内に第１ダンパ３４および第２ダンパ３６の２つのダンパとそのセンタープレート３２およびフロントカバー１８の間に介在されているロックアップピストン３８とを有している。
【００２８】
第１ダンパ３４および第２ダンパ３６は、それぞれロックアップ装置１４の係合および解放時に発生する衝撃を吸収するために設けられ、それぞれセンタープレート３２の両面を貫通する中空部にスプリングが内蔵され、衝撃発生時にスプリングに衝撃を吸収させるとともにスプリングの脱落を防ぐクッションプレート４０がセンタープレート３２の両面に付設されている。なお、センタープレート３２の外周面はスプライン形状となっている。
【００２９】
ロックアップピストン３８は円板形状を有しており、その内周部はタービンハブ２８にオイルシールを介して摺動可能に嵌め付けられ、外周部はセンタープレート３２のスプライン歯の間隙に摺動可能に嵌り合わされるため、センタープレート３２と一体的に回転させられる。
【００３０】
また、ロックアップピストン３８のフロントカバー１８に押し付けられる側の面には摩擦材４２が固着されている。
【００３１】
図２は、その摩擦材４２の拡大図である。摩擦材４２は、径方向内側に位置する円環状の湿式摩擦材４４とその湿式摩擦材４４の外周縁より径方向外側に配置されているＤＬＣコーティングされた円環状のダイアモンド状炭素薄膜プレート４６（以下、ＤＬＣプレート）とからなる。
【００３２】
このＤＬＣプレートは、基板の表面に窒化層が形成されている。その窒化層の層厚は、１０μｍ〜６００μｍの範囲において設定可能であるが、より望ましい好適な範囲が５０μｍ〜４００μｍであり、最も好適な範囲は１００μｍ〜３００μｍである。窒化層の膜厚を１０μｍから６００μｍに設定することにより、イオン衝撃による凹凸形成を好適に行うことができる。
【００３３】
また、その窒化層の表面には機械的なアンカー効果を有する図示しない凹凸部が形成されている。その窒化層の表面には、シリコンを含んだダイアモンド状炭素薄膜（以下、ＤＬＣ−Ｓｉ薄膜という）が被覆されている。なお、このＤＬＣ−Ｓｉ膜は約２０００Ｈｖの硬さを備えている。
【００３４】
また、ダイアモンド状炭素薄膜は非晶質硬質炭素膜ともいう。従って、ダイアモンド状炭素薄膜は非晶質（アモルファス）の炭素膜である。このＤＬＣーＳｉ薄膜の膜厚を０．１〜１０μｍの範囲にすることにより耐摩耗性が向上するが、さらに望ましくは１μｍから５μｍの膜厚の範囲とされている。この厚みが０．１μｍ未満では摩耗に対する耐久寿命が短く、実用に向かない。逆に１０μｍを越えると被膜が脆くなる。
【００３５】
また、ＤＬＣ−Ｓｉ薄膜は、ダイアモンド状炭素に対するシリコンの割合が１重量％〜８０重量％の範囲で設定可能であるが、より望ましい範囲は５重量％から５０重量％であり、最も好適な範囲は１０重量％〜４０重量％である。ダイアモンド状炭素に対するシリコンの割合が１重量％未満の場合は、良好なＤＬＣ−Ｓｉ薄膜を被膜形成することができない。ダイアモンド状炭素に対するシリコンの割合が１０重量％未満となると煤が発生しやすくなり、被膜自体が脆くなる。また、ダイアモンド状炭素に対するシリコンの割合が８０重量％を越えると炭素の比率が少なくなり、摩耗しやすくなる。なお、このダイアモンド状炭素薄膜（ＤＬＣ）にシリコンを含むことによってダイアモンド状炭素の接着性が改善されている。
【００３６】
ここで、ＤＬＣプレート４６の表面加工法について説明する。なお、この表面加工方向については、例えば特開平１０−１３０８１７号公報および特開平１１−３１０８６８号公報に開示されている。
【００３７】
まず、ＤＬＣプレート４６の基板に公知の窒化処理を施す。これによりこの基板には窒化層が形成される。この窒化層の表面に対して、ヘリウム、アルゴン等の希ガス或いは水素ガス等のクリーニングガスによるイオン衝撃（スパッタリング）を行う。そして、このイオン衝撃によって、この窒化層表面には機械的なアンカー効果を有する多数の微少な凹凸部が略均一に形成される。
【００３８】
次に、その凹凸部が形成されている窒化層に対してイオンプレーティング（アーク、ホロカソード方式など）、スパッタリング、真空蒸着、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等により、ＤＬＣ−Ｓｉ薄膜を被覆形成する。
【００３９】
このようにして被覆形成されたＤＬＣプレート４６は、他の摩擦材に比べ耐摩耗性、耐熱性に優れており、μ−Ｖ特性（摩擦係数μとすべり速度Ｖとの関係）は正の勾配（右肩上がり）を有している。すなわち、すべり速度が大きくなるにつれて動摩擦係数も大きくなる。これにより、クラッチ係合開始後などのすべり速度が大きい時には優れた摩擦材として機能する。
【００４０】
また、湿式摩擦材４４は径方向において同じ厚さとされている。しかし、このＤＬＣプレート４６は、内周側は湿式摩擦材４４と同じ厚さであるが、径方向外側に向かうに従ってそのＤＣＬプレート４６の厚さが薄くなるように形成されることにより、その摩擦面に第１傾斜面４８が設けられているとともに、フロントカバー１８も同様に第２傾斜面５０が設けられ、それぞれの傾斜面は略平行となっている。また、第２傾斜面５０が設けられることによって、非係合時において、ロックアップピストン３８に固着されている摩擦材４２とフロントカバー１８との接触面の間の間隔Ｄは、外周側に向かうほど小さくされている。
【００４１】
上述のように構成されたロックアップ装置１４において、図示しない油圧制御回路によって図１に示される矢印Ａの方向に作動油が流れると、ロックアップピストン３８のタービンランナ２２側の油圧とフロントカバー１８側の油圧との間に発生する差圧によって、ロックアップピストン３８はフロントカバー１８側に移動させられ摩擦材４２はフロントカバー１８に押し付けられる。
【００４２】
また、係合開始時はロックアップピストン３８とフロントカバー１８との間のすべり速度が大きく、摺動し摩擦熱を生じながら徐々にトルクの伝達が行われる。押圧開始時においては、ＤＬＣプレート４６およびフロントカバー１８の第１傾斜面４８および第２傾斜面５０によってその傾斜面部のみが互いに面接触させられる。
【００４３】
この係合作動において、ＤＬＣプレート４６は前述のように動摩擦係数が大きいため、伝達トルクの同期化が早く、ロックアップ装置１４の係合が円滑に行われる。さらに、ＤＬＣプレート４６は耐熱性および耐摩耗性に優れているため、焼損および摩耗が抑制される。
【００４４】
さらに差圧が大きくなってロックアップ装置１４の係合が進みロックアップピストン３８がフロントカバー１８に圧接されると、図３に示されるように、ロックアップピストン３８は、タービンランナ２２側の背圧によってたわみが生じ、そのたわみによってＤＬＣプレート４６はフロントカバー１８から隔離し、摩擦材４２とフロントカバー１８との接触面がＤＬＣプレート４６からそのＤＬＣプレート４６の径方向内側に配置されている湿式摩擦材４４に変化する。
【００４５】
この係合作動においては、ロックアップピストン３８とフロントカバー１８とのすべり速度は小さくなっており、湿式摩擦材４４は、静摩擦係数が大きくシール性にも優れているため、高トルクの伝達が可能となるとともに、湿式摩擦材４４とフロントカバー１８との間の作動油の漏洩がなく係合力の低下が抑制される。
【００４６】
上述のように、本実施例によれば、ロックアップピストン３８のフロントカバー１８に押し付けられる面に、径方向内側に環状の湿式摩擦材４４を配置し、その外周縁より径方向外側に環状のＤＬＣプレート４６を配置することで、係合開始時は動摩擦係数が高く、耐熱性、耐摩耗性に優れたＤＬＣプレート４６をフロンカバー１８に接触させることで円滑な係合が可能となり、係合完了後は、静摩擦係数が高くシール性にも優れた湿式摩擦材４４をロックアップピストン３８のたわみを利用してフロントカバー１８に接触させることで、高トルクの伝達が可能となるともに作動油の漏洩による係合力の低下を抑制させることができる。
【００４７】
また、本実施例によれば、ロックアップピストン３８とフロントカバー１８との間の摩擦面の間隔Ｄを外周側に向かうにつれて小さくすることによって、ロックアップ装置１４の係合開始時にＤＬＣプレート４６のみが面接触するため、実用的なロックアップ装置１４となる。
【００４８】
また、本実施例によれば、摩擦材４２のＤＬＣプレート４６には、径方向外側に向かうにつれてそのＤＬＣプレート４６の厚みが薄くなるように傾斜面を設け、フロントカバー１８のＤＬＣプレート４６との接触面も同様にＤＬＣプレート４６と略平行な傾斜面を設けることによって、係合開始後はＤＬＣプレート４６の第１傾斜面４８とフロントカバー１８の第２傾斜面５０のみを面接触させることが可能となり、円滑にロックアップ装置１４を係合させることができる。
【００４９】
また、本実施例によれば、ＤＬＣプレート４６はフロントカバー１８とロックアップピストン３８とがスリップ時に接触する面にのみ配置することでＤＬＣコーティングによるコストを抑えることができる。
【００５０】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図４は、図２と同様に本実施例が適用されたロックアップピストン３８とフロントカバー１８との間の拡大図である。本実施例では、フロントカバー１８側に湿式摩擦材４４、ロックアップピストン３８側にＤＬＣプレート４６が円環状に固着されている。
【００５２】
なお、ＤＬＣプレート４６は、前述の実施例と同様の方法で表面加工され、前述の実施例と同様に耐摩耗性および耐熱性に優れ、μ−Ｖ特性は正の勾配を有している。
【００５３】
また、ＤＬＣプレート４６は、径方向外側に向かうにつれてＤＬＣプレート４６の厚みが増加させられて第３傾斜面５２が設けられている。このため、相互に対向する湿式摩擦材４４の摩擦面とＤＬＣプレート４６の第３傾斜面５２との間隔Ｄは外周側に向かうほど小さくされている。この第３傾斜面５２は係合完了時にＤＬＣプレート４６が全面接触させられるように設計されている。さらに、本実施例ではＤＬＣプレート４６は、ロックアップピストン３８のフロントカバー１８側に設けられている環状溝５４に嵌め着けられている。
【００５４】
上述のように構成されたロックアップ装置１４において、図示しない油圧制御回路によって差圧が発生させられると、ロックアップピストン３８はフロントカバー１８側に移動させられＤＬＣプレート４６は湿式摩擦材４４に押し付けられる。
【００５５】
本実施例では、係合開始後から径方向外側からＤＬＣプレート４６が徐々に湿式摩擦材４４に押圧され始め、ロックアップピストン３８のタービンランナ２２側の油圧よってロックアップピストン３８はたわみ始める。
【００５６】
さらに押圧が進み、係合が完了すると、図５に示されるようにロックアップピストン３８のたわみとＤＬＣプレート４６の第３傾斜面５２によってＤＬＣプレート４６と湿式摩擦材４４とが全面接触させられる。
【００５７】
上述のように、本実施例によれば、フロントカバー１８には湿式摩擦材４４、ロックアップピストン３８にはＤＬＣプレート４６をそれぞれ接触可能に配置させることによって、係合開始時においてはＤＬＣプレート４６の性質によって円滑な係合がなされるとともに、係合完了後においては湿式摩擦材４４によって高トルクの伝達が可能になる。
【００５８】
また、本実施例によれば、ロックアップ装置１４の非係合時において、湿式摩擦材４４およびＤＬＣプレート４６の相互に接触させられる摩擦面は、外周側に向かうほど相互間隔Ｄが小さくなるように設けることで、ロックアップ装置１４の係合完了時には湿式摩擦材４４およびＤＬＣプレート４６とを全面接触させることができる。
【００５９】
また、本実施例によれば、ＤＬＣプレート４６には、径方向外側に伸びるにつれてそのＤＬＣプレート４６の厚みを増すような第３傾斜面５２を設けることによって、係合完了後においてはＤＬＣプレート４６と湿式摩擦材４４とを全面接触させることが可能となり効率よく高トルクを伝達することが可能となる。
【００６０】
また、本実施例によれば、ＤＬＣプレート４６をロックアップピストン３８に設けられている環状溝５４に嵌め着けることによって、ロックアップピストン３８の軸心方向の厚みの増大を抑制することができ、全体としてもトルクコンバータ１２の軸心方向長さを抑えることができる。
【００６１】
また、本実施例によれば、ＤＬＣプレート４６はフロントカバー１８とロックアップピストン３８とがスリップ時に接触する面にのみ配置することでＤＬＣコーティングによるコストを抑えることができる。
【００６２】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００６３】
例えば、本実施例では、フロントカバー１８とロックアップピストン３８とが互いに接触する摩擦面のロックアップピストン３８側に湿式摩擦材４４およびＤＬＣプレート４６が固着されているが、必ずしもロックアップピストン３８側に限定されるものではなく、フロントカバー１８側に湿式摩擦材４４およびＤＬＣプレート４６を固着して実施することもできる。
【００６４】
また、本実施例では、フロントカバー１８とロックアップピストン３８とが互いに接触する摩擦面のロックアップピストン３８側にＤＬＣプレート４６が固着され、フロントカバー１８側に湿式摩擦材４４が固着されているが、必ずしも上述の構成である必要はなく、ロックアップピストン３８側に湿式摩擦材４４が固着され、フロントカバー１８側にＤＬＣプレート４６が固着されることによっても実施することができる。
【００６５】
また、本実施例の摩擦材は円環状に摩擦材を固着しているが、必ずしも円環状に固着させる必要はなく、適度に間隔を設けて環状に摩擦材を配置させることによっても実施することができる。
【００６６】
また、本実施例では、トルクコンバータ１２にロックアップ装置１４を設けているが、必ずしもトルクコンバータ１２である必要はなく流体継手（フルードカップリング）に本発明を適用することも可能である。
【００６７】
また、本実施例では、シリコンを含んだダイアモンド状炭素薄膜（ＤＬＣ−Ｓｉ薄膜）を窒化層の表面に被覆したが、必ずしもダイアモンド状炭素薄膜にシリコンを含む必要はなく、さらに、窒化層以外にも炭化層または炭窒化層の表面にＤＬＣコーティングを施すことも可能である。
【００６８】
また、本実施例では、ロックアップピストン３８に環状溝５４を設け、軸心方向の長さを抑えているが、環状溝５４をフロントカバー１８側に設け湿式摩擦材４４をその環状溝５４に嵌め着けて実施することも可能である。
【００６９】
また、本実施例では、ロックアップピストン３８およびフロントカバー１８の互いの摩擦面が外周側に向かうにつれてその間の間隔Ｄを小さくするための傾斜面が設けられているが、この傾斜面の設け方は本実施例に限定されるものではなく、例えば、ロックアップピストン３８またはフロントカバー１８が径方向に対して傾斜している構造にするなど、他の様々な方法で傾斜面を設けることによっても実施することができる。
【００７０】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施例が適用された自動変速機の要部断面図である。
【図２】図１のロックアップ装置の係合部を拡大図である。
【図３】図１のロックアップ装置の係合が完了した時の図である。
【図４】本発明の他の実施例である係合部の拡大図である。
【図５】図４のロックアップ装置の係合が完了した時の図である。
【符号の説明】
【００７２】
１４：ロックアップ装置    １６：出力軸    １８：フロントカバー    ２０：ポンプインペラ    ２２：タービンランナ    ３８：ロックアップピストン    ４２：摩擦材    ４４：湿式摩擦材    ４６：ダイアモンド状炭素薄膜プレート（ＤＬＣプレート）    ４８：第１傾斜面    ５０：第２傾斜面    ５２：第３傾斜面    ５４：環状溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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