(57)【要約】【課題】トルクコンバータに使用されるロックアップクラッチの摩擦材を、μ−ν特性が正勾配のスリップ制御を行い、シャダーの発生を抑制する外径側摩擦材と、静摩擦係数が大きくクラッチ締結時のトルク容量の大きい内径側摩擦材とに分割してフロントカバーかクラッチピストンの側かに貼着したものにおいて、これらの摩擦材の性能を一層向上させる。【解決手段】図は外径側摩擦材７１と内径側摩擦材７２とを摩擦面側からみた正面図である。外径側摩擦材７１には円周方向の溝７４を設けることにより接触面の円周方向の油圧は均一となり、シャダー発生を抑制する効果が向上する。内径側摩擦材７２には半径にロックアップ解放室に通ずる溝７５を設けることによりクラッチ締結時に摩擦面に油膜が形成し難くなり、伝達トルクが増大する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータのロックアップクラッチに使用される摩擦材を、外径側と内径側に分割し、外径側摩擦材はμ−ν特性が正勾配で、スティック・スリップによるシャダーの発生を抑制し、内径側摩擦材は静摩擦係数が大きくクラッチ締結時のトルク容量を大きくするように構成したロックアップクラッチにおいて、
外径側摩擦材には円周方向に、溝が形成されていることを特徴とするロックアップクラッチ。
【請求項２】
トルクコンバータのロックアップクラッチに使用される摩擦材を外径側と内径側に分割し、外径側摩擦材はμ−ν特性が正勾配で、スティック・スリップによるシャダーの発生を抑制し、内径側摩擦材は静摩擦係数が大きくクラッチ締結時のトルク容量を大きくするように構成したロックアップクラッチにおいて、
内径側摩擦材にはロックアップ解放室に連通する溝が設けられていることを特徴とするロックアップクラッチ。
【請求項３】
前記の請求項１に記載のロックアップクラッチにおいて、内径側摩擦材にはロックアップ解放室に連通する溝が設けられていることを特徴とするロックアップクラッチ。
【請求項４】
トルクコンバータのロックアップクラッチに使用される摩擦材を、外径側と内径側に分割し、外径側摩擦材はμ−ν特性が正勾配で、スティック・スリップによるシャダーの発生を抑制し、内径側摩擦材は静摩擦係数が大きくクラッチ締結時のトルク容量を大きくするように構成したロックアップクラッチにおいて、
外径側摩擦材は半径方向にみて、中央が高く外周端と内周端に向かって円弧状に低くなっているカマボコ型の形状を有することを特徴とするロックアップクラッチ。
【請求項５】
前記の請求項１ないし３の何れか１項に記載のロックアップクラッチにおいて、外径側摩擦材は前記のカマボコ型の形状を有することを特徴とするロックアップクラッチ。
【請求項６】
前記の外径側摩擦材は内径側摩擦材より厚いことを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載のロックアップクラッチ。
【請求項７】
前記の外径側と内径側の摩擦材の間にはピストン側またはフロントカバー側にシール材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載のロックアップクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は自動変速機のトルクコンバータに使用され、スリップ制御により、スティック・スリップによって発生する振動（シャダー）を抑制できるロックアップクラッチの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１はロックアップクラッチを有するトルクコンバータの基本的な構成を示す断面図であって、トルクコンバータ１０は、ポンプ部２、タービン部３及びステータ４からなっている。２１はフロントカバー、２２はポンプ部２のアウターシェル、２３はブレード、２４はインナーコア、３２はタービン部３のアウターシェル、３３はブレード、３４はインナーコア、３５はタービンハブをそれぞれ示している。
【０００３】
５はロックアップクラッチのクラッチピストン、５１はダンパ支持部、５２はダンパ、５３はダンパのプレート部、５４はダンパのスプリングをそれぞれ示す。タービン部３のアウターシェル３２、タービンハブ３５ならびにダンパ５２はリベット５５によって結合されている。５６はピストン５の中央にあって、タービンハブ３５が貫通する孔である。７はクラッチピストン５のクラッチ係合部に貼着されている摩擦材である。（この摩擦材はフロントカバー２１側に貼着されていてもよい。）６はフロントカバー２１に溶接されているエンジンとの連結具である。またＸ−Ｘはトルクコンバータ全体の中心線を示している。
【０００４】
ロックアップクラッチは近年燃費向上のため車速の低い領域から作動させられるようになってきた。このためスリップ制御が行われるようになっている。この場合ロックアップクラッチ装置の問題点は、クラッチピストンが振動体に、ダンパなどが弾性体となって、摩擦材のスティック・スリップによる振動（シャダーと呼ばれる。）を発生することである。
【０００５】
摩擦材は繊維と、溶剤によって溶かされている樹脂とで構成されているが、溶剤が揮発する際に内部の樹脂が溶剤とともに表面近くに移動するため摩擦材の表面近くには樹脂の密度の高い高樹脂層が形成され、スリップ回転数が低い場合には摩擦係数が高くなり、スリップ回転数が高くなると摩擦係数が低くなる。即ち摩擦材のμ−ν特性が負勾配となり、クラッチを締結したときのスティック・スリップによる振動（シャダー）の原因となる。
【０００６】
そこで従来は摩擦材表面の高濃度樹脂層を除去するとともに表面を平滑にするため、摩擦材の外周側に切削加工を施しているが、通常この切削加工はオートマティックトランスミッション油中で行われるので製品に油が付着し作業環境が悪くなり、またコストアップの原因ともなる。
【０００７】
そこで摩擦材を外径側と内径側に分割し、外径側の摩擦材には内径側より充填材の配合を高くすることにより摩擦材のμ−ν特性を正勾配、即ちスリップ回転数が高ければ摩擦係数も高くなるようにしてスティック・スリップによる振動を抑制し、内径側の摩擦材は繊維比率を高くして柔軟性を向上させ、さらに摩擦面のシール性と接触面積の増加により静摩擦係数が大きくなり、ロックアップ容量を大きくすることが考えられた。
【０００８】
ところが、研究の結果充填材のなかで、シャダー抑制に効果があるのは珪藻土であることが明らかになった。また最近では充填材と摩擦調整剤を合わせて充填材というようになってきている。
【０００９】
さらに内径側の摩擦材の繊維成分を特に多くしなくとも摩擦調整剤を含めた充填材の成分の調整により外径側の摩擦材より静摩擦係数を大きくすることができることも判った。
【００１０】
図２は摩擦材７をピストン５に貼着したところを摩擦表面側からみた正面図、図３は図２のＹ−Ｙ方向断面図を示している。７１は外径側摩擦材、７２は内径側摩擦材、７３はその継ぎ目を表している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図４、図５は前述の摩擦材の特性を図示したもので、図４は正勾配を表し、スリップ回転の変化とトルクの変化とが同じ方向になっている。図５は負勾配を表し、静摩擦係数が大きくスリップ回転数が小さくなれば逆にトルクは増大する。そこで外径側摩擦材は充填材の珪藻土の割合を多くするなどしてμ−ν特性を正勾配にし、内径側摩擦材は摩擦調整剤を含めた充填材の成分の調整により静摩擦係数を大きくすることなどが従来考えられてきたが、最近の装置の高性能化に伴いさらに機能を強化することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこでこの発明では、外径側の摩擦材には円周方向の溝が、また内径側摩擦材にはロックアップ解放室に連通する溝が設けられているロックアップクラッチ、または外径側摩擦材が半径方向にみて中央が高く外周端と内周端に向かって円弧状に低くなっているカマボコ型の形状を有するロックアップクラッチを得たものである。
【発明の効果】
【００１３】
外径側の摩擦材に円周方向の溝を設けることにより、接触面の円周方向の油圧は均一となり、一層シャダーが発生し難くなる。また内径側の摩擦材にロックアップ解放室に連通する溝を設けることにより、クラッチ締結時の摩擦材から低圧側への油の排出が促進され、摩擦面での油膜形成が生じ難くなり、伝達トルクを増大させることが可能となる。
【００１４】
また外径側摩擦材の半径方向の断面形状をカマボコ型とすることにより、面圧が一層均一となり、シャダーの発生の防止効果をさらに高めることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
最近は燃費改善の要求により、装置の軽量・小型化の要求が増し、それによりピストンも一層小型化、軽量化し、クラッチ締結時ピストン中央部がフロントカバー側に撓むこととなる。そのため外径側の摩擦材を厚くすれば、クラッチの係合初期はまず外径側から接触してスリップ制御を行い、締結完了時には摩擦材が全面的に密着し、トルク容量を増大する。
【００１６】
また外径側摩擦材はシール効果も有するが、外径側と内径側の摩擦材の間にシール部材を設ければシール効果を一層確実なものにする。このシール効果により、内径側摩擦材への油の回りこみが防止され、締結完了時のトルク容量の増大に効果を発揮する。
【実施例】
【００１７】
図６、図７は図２と同様なピストン５を摩擦面側からみた正面図の要部拡大図である。図２と同じ符号は同じ部分を示している。
【００１８】
図６は外径側摩擦材にこの発明を施した実施例を示し、スリップ制御を行う外径側摩擦材７１には円周方向の溝７４が設けられている。それにより接触面の円周方向の油圧は均一となりシャダーは一層発生し難くなる。
【００１９】
図７は内径側摩擦材７２にロックアップ解放室側に連通する半径方向の溝７５を設けた例が示されている。７６は接触面の油がスムーズに溝７５に集まるように設けられた円周方向の溝である。溝７５によりクラッチ締結時に摺動面の油が速やかに低圧側に抜けるので摩擦面の油が少なくなり、トルク容量が増加する。なお図７には外径側と内径側に溝が図示されているが、それぞれ一方ずつに設けられていてもよいことは勿論である。
【００２０】
図８は外径側摩擦材７１の半径方向の断面形状を中央が高く外周端と内周端に向けて円弧状に低くなるカマボコ型の形状に形成した実施例を示す。このようにすることにより円周方向の接触当たりは均一となり、また油が内径側に回り込まないようにするシール効果も増大し、シャダーの発生の防止ならびに締結時のトルク容量の増大に効果を発揮する。
【００２１】
図９は外径側摩擦材７１と内径側摩擦材７２の間にシール材８を設けた実施例が示されている。なお図で外側摩擦材７１が厚く図示されているが、凡ての実施例において外径側摩擦材７１を厚くすることが好適である。このようにすることにより前述の高圧の油が内径側へ回り込むのを防止する効果が一層確実となる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
最近燃費向上の要求により、ロックアップクラッチの軽量・小型化の要求が増し、摩擦面のトルク容量の増大や、ピストンの小型化、軽量化の要求が一層高まっているが、摩擦材に適切に溝を設けることや、形状に改善を加えることでこれらの要求に応えることのできるロックアップクラッチが得られた。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ロックアップクラッチを有するトルクコンバータの基本的な構成を示す断面図
【図２】ピストンを摩擦表面から見た正面図
【図３】図２のＹ−Ｙ方向断面図
【図４】摩擦材の正勾配を示す説明図
【図５】同じく負勾配を示す説明図
【図６】この発明の一実施例を示す図
【図７】同じく別の実施例を示す図
【図８】さらに別の実施例を示す図
【図９】シール材を設けた実施例を示す図
【符号の説明】
【００２４】
２  ポンプ部
３  タービン部
４  ステータ
５  ピストン
６  連結具
７  摩擦材
８  シール材
１０  トルクコンバータ
２１  フロントカバー
２２  アウターシェル
２３  ブレード
２４  インナーコア
３２  アウターシェル
３３  ブレード
３４  インナーコア
３５  タービンハブ
５１  ダンパ支持部
５２  ダンパ
５３  ダンパのプレート部
５４  ダンパのスプリング
５５  リベット
５６  タービンハブ貫通孔
７１  外径側摩擦材
７２  内径側摩擦材
７３  継ぎ目
７４  円弧状溝
７５  半径方向溝
７６  円周方向溝
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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