(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体Ｂの内部を流動する作動流体Ｆの流体圧により筐体Ｂ内の摩擦クラッチを動作させて駆動軸の回転を従動軸に変更的に伝動するトルクコンバーターにおいて、前記クラッチを構成するクラッチ部材３の接続離合するフロントカバー１の裏側に接着された摩擦材２の擦合面側に形成される所要間隔の大凸部２１・２１の間に小凸部２２を形成し、このクラッチ部材３の擦合面に列設された前記大小の凸部２１・２２によってクラッチ接続時における摩擦材２とクラッチ部材３との間のギャップＧを減少させて、当該ギャップＧに浸入する作動流体Ｆの漏れ量を低減可能としたことを特徴とするトルクコンバーターにおける摩擦クラッチ機構。
【請求項２】
摩擦クラッチが、裏面に摩擦材２が接着されたフロントカバー１とこのフロントカバー１の裏側における筐体Ｂ内に進退移動可能に配設されたクラッチ部材３とから構成されている一方、フロントカバー１に突出する取付部１１の裏面側に位置する前記摩擦材２の擦合面側に形成された複数の突出部２１・２１・…に加えて、これら突出部２１の間の窪みに当該突出部２１よりも小さい凸部２２を追加形成することによって、クラッチ接続時における前記クラッチ部材３とフロントカバー１の裏面における摩擦材２とのギャップＧを減少せしめて、当該ギャップＧに浸入する作動流体Ｆの漏れ量を低減可能とした請求項１記載の、トルクコンバーターにおける摩擦クラッチ機構。
【請求項３】
フロントカバー１に突出する取付部１１を受容すべき嵌り部８１と嵌り部８１との間にキャビティ８２が各々形成されている第１金型部材８と；この第１金型部材８と衝合する面が平坦に形成されている第２金型部材９とを含んで成り、この金型の第１金型部材８側にトルクコンバーター筐体Ｂのフロントカバー１、第２金型部材９側に摩擦材２を並べてこれら金型部材８・９の間に配置した状態で、双方の金型部材８・９同士を衝合させてホットプレスすることにより前記フロントカバー１の裏面にクラッチ摩擦材３を接着する際に、前記第１金型部材９の各嵌り部８１と各キャビティ８２とに向けて作用する金型の押圧力によって、各々の嵌り部８１およびキャビティ８２に位置するフロントカバー１の部位が内部応力により復元して該当部位の摩擦材２の外面に大小の凸部２１・２２が形成されることを特徴としたトルクコンバーターにおける摩擦クラッチ機構の製造に用いるホットプレス用金型。
【請求項４】
第１金型部材８のキャビティ８２の大きさを小さくすることにより、フロントカバー１の裏面における摩擦材３の外面に形成される凸部２２の幅、高さを調節可能である請求項３記載の、トルクコンバーターにおける摩擦クラッチ機構の製造に用いるホットプレス用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバーターにおける摩擦クラッチ機構の改良、更に詳しくは、摩擦クラッチの接続時における摩擦クラッチの締結力低下防止と摩擦クラッチの衝合ショック防止とをバランスよく同時に実現することができる摩擦クラッチ機構、およびその製造に用いるホットプレス用金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のとおり、トルクコンバーター（Torque Converter）とギヤ式変速機構とを組み合わせた自動変速機が自動車に搭載されて以来、ギヤシフト操作の容易さと乗り心地の好さから、自動変速機付き自動車が非常な勢いで普及した。
【０００３】
ところで、上記の自動変速機に使用されるトルクコンバーターは、内部に満たされた油を介してエンジンの回転力をギヤ機構に伝達する機能を果たすものであり、より詳しくは、エンジン回転力で回すポンプによって油を汲み上げ、其処から流れ出す油の力でタービンを回してギヤ機構に伝達する一連の動作を行う。このようにポンプによる油圧を介して間接的にタービンを回転させる以外に、このタービンを直接回転可能なロックアップ式の摩擦クラッチを内部に配設して伝達効率を高めたトルクコンバーターもある。
【０００４】
このようなトルクコンバーターのロックアップ式摩擦クラッチは、トルクコンバーターの筐体前面部を構成する部材であってその裏面に摩擦材が接着されたフロントカバーと、このフロントカバー裏側の筐体内に進退移動可能に配設されたピストン部材であってタービンハブに直接連結されたクラッチ部材とから構成されており、筐体内に満たされた油の差圧でそのクラッチ部材をフロントカバー裏面の摩擦材の方へ移動させてロックアップすることにより、フロントカバーの駆動軸を介して入力されたエンジンの回転力を筐体内のタービンに直接伝達せしめている。
【０００５】
ところが、上記の摩擦クラッチにあっては、トルクコンバーターの筐体をエンジン部品に取り付けるための複数個のブロック状取付部がフロントカバーの前面に突設されているので、そのフロントカバーの凸状取付部を受容すべき凹状の嵌り部が形成された金型を使用する必要があり、かゝる金型を用いてフロントカバーの裏面に摩擦材を接着すると、その金型の各凹状嵌り部に位置する箇所において図８〜図10に示すような屈撓・復元メカニズムで摩擦材の擦合面側に図11のごとき複数の突出部が必然的に生成されてしまう。このため、摩擦クラッチの接続時に当該摩擦材と前記クラッチ部材との間に隙間が生じ、その隙間に油が浸入して油圧の高い方から低い方へ油が漏出することにより摩擦クラッチの締結力が低下する虞れがあった。
【０００６】
そこで、摩擦クラッチの締結力の低下を出来るだけ抑えるために、摩擦材に生成される突出部の大きさを少しでも小さくして隙間を狭くすることが考えられるが、この突出部を小さくするには、金型の凹状嵌り部に受容されるフロントカバーの凸状取付部のサイズを小さくしなければならない。このような取付部サイズの縮小は、フロントカバーとエンジン部品との取付強度が低下するという構造上の問題を招くことになるため、簡単には採用できない。
【０００７】
また逆に、上記摩擦材の突出部を何らかの方法で低減・除去して摩擦材の平坦度を高め過ぎると、クラッチの締結力低下は回避できても摩擦クラッチの衝合ショックが大きくなって、乗り心地や快適性を損なう虞れがあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の摩擦クラッチに上記の如き二律背反的問題があったことに鑑みて為されたものであり、摩擦クラッチの接続時における摩擦クラッチの締結力低下防止と摩擦クラッチの衝合ショック防止とをバランスよく同時に実現することができる摩擦クラッチ機構を提供することを技術的課題とする。
【０００９】
また、本発明の他の技術的課題は、上記の摩擦クラッチ機構における摩擦材の接着を簡単に能率よく行うことができるホットプレス用金型を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者が上記技術的課題を解決するために採用した手段を、添附図面を参照して説明すれば、次のとおりである。
【００１１】
即ち、本発明は、筐体Ｂの内部を流動する作動流体Ｆの流体圧により筐体Ｂ内の摩擦クラッチを動作させて駆動軸の回転を従動軸に変更的に伝動するトルクコンバーターにおいて、前記クラッチを構成するクラッチ部材３の接続離合するフロントカバー１の裏側に接着された摩擦材２の擦合面側に形成される所要間隔の大凸部２１・２１の間に小凸部２２を形成し、このクラッチ部材３の擦合面に列設された前記大小の凸部２１・２２によってクラッチ接続時における摩擦材２とクラッチ部材３との間のギャップＧを減少させて、当該ギャップＧに浸入する作動流体Ｆの漏れ量を低減可能とするという手段を採用することによって、上記課題を解決した点に特徴がある。
【００１２】
また、本発明は、フロントカバー１に突出する取付部１１を受容すべき嵌り部８１と
嵌り部８１との間にキャビティ８２が各々形成されている第１金型部材８と；この第１金型部材８と衝合する面が平坦に形成されている第２金型部材９とを含んで成り、この金型の第１金型部材８側にトルクコンバーター筐体Ｂのフロントカバー１、第２金型部材９側に摩擦材２を並べてこれら金型部材８・９の間に配置した状態で、双方の金型部材８・９同士を衝合させてホットプレスすることにより前記フロントカバー１の裏面にクラッチ摩擦材３を接着する際に、前記第１金型部材９の各嵌り部８１と各キャビティ８２とに向けて作用する金型の押圧力によって、各々の嵌り部８１およびキャビティ８２に位置するフロントカバー１の部位が内部応力により復元して該当部位の摩擦材２の外面に大小の凸部２１・２２が形成されるという金型手段を採用することによって、上記課題を解決した点に特徴がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添附図面に示す実施形態に基いて更に詳しく説明する。なお、図１は本発明の実施形態であるトルクコンバーターの断面図、図２は本実施形態トルクコンバーターの摩擦クラッチの遮断状態を示した部分断面説明図、図３は本実施形態トルクコンバーターの摩擦クラッチの接続状態を示した部分断面説明図、図４は本実施形態トルクコンバーターの摩擦クラッチを構成するフロントカバーの斜視図、図５は本実施形態トルクコンバーターの摩擦クラッチにおけるフロントカバー裏面の摩擦材とクラッチ部材とのギャップの状態を模式的に示した部分断面説明図、図６は本実施形態トルクコンバーターのフロントカバーの裏面に摩擦材を接着する際に用いる上下一対の金型を簡略化して示した正面説明図、図７は図６の上金型の蛙瞰図、図８〜図10は本実施形態トルクコンバーターのフロントカバーの裏面に摩擦材を金型で接着する際にその摩擦材に大小凸部が生成される一連のメカニズムを示した断面説明図、図11は従来品の摩擦クラッチにおけるフロントカバー裏面の摩擦材とクラッチ部材とのギャップの状態を模式的に示した部分断面説明図である。
【００１４】
まず、本発明の実施形態であるトルクコンバーターの摩擦クラッチ機構を図１〜図５に基いて説明する。図中、符号１で指示するものは、自動車用トルクコンバーターの筐体Ｂの前面部を構成するフロントカバーであり、熱間圧延鋼板で断面略門形に作製してある。このフロントカバー１の表面には、６個のブロック状取付部11・11・…が突設してあり、これら各取付部11を介して駆動軸となるエンジン出力軸にトルクコンバーター筐体Ｂを取付可能となっている。また、前記フロントカバー１表面の略中央部にはセンターピース12が固定してあり、このセンターピース12を前記エンジンの出力軸の端面中心に穿設された孔に嵌合することにより、前記出力軸と前記トルクコンバーター筐体Ｂとの心出しがなされる。
【００１５】
符号２で指示するものは、上記フロントカバー１の裏面に接着される摩擦材である。この摩擦材２はセルロース系のペーパー材から成り、図４に示すように、リング状に形成してある。このリング状摩擦材２をフェノール樹脂系の接着剤でフロントカバー１裏面に仮止めしてから後述の金型で押圧すると、フロントカバー１裏面に摩擦材２が強固に接着され、その摩擦材２の擦合面側には図５に示す如く各突出部21と21との間に小さい凸部22が各々形成される。
【００１６】
符号３で指示するものは、上記摩擦材２に離合して断続動作を行うクラッチ部材であり、フロントカバー１の裏側における筐体Ｂ内に進退移動可能に配設してある。このクラッチ部材３は、図２および図３に示すように、筐体Ｂの内部に満たされている作動流体Ｆ（本実施形態では、オイルを使用）の差圧によりフロントカバー１裏面の摩擦材２に向けて進退移動可能となっている（図面上の左右方向）。
【００１７】
上記の如きフロントカバー１、摩擦材２およびクラッチ部材３にて本実施形態トルクコンバーターの摩擦クラッチ機構が構成されている。この摩擦クラッチを接続することにより、フロントカバー１の各取付部11・11・…に連結されたエンジンの出力軸の回転力を従動軸側へ直接伝達せしめている。
【００１８】
本発明の最大の特徴は、図５に示すように、摩擦クラッチを構成するフロントカバー１裏面の摩擦材２の擦合面側に必然的に生ずる複数の突出部21・21・…に加えて更に、これら突出部21・21・…の間の窪みに当該突出部21より小さい凸部22・22・…を積極的に追加形成した点に存する。このように前記凸部22・22・…を追加形成したことにより、摩擦クラッチの接続時における摩擦材２とクラッチ部材３とのギャップＧを減少せしめて、当該ギャップＧに浸入する作動流体Ｆの漏れ量を適度に低減させることができ、その結果、摩擦クラッチの締結力低下防止と摩擦クラッチの衝合ショック防止とをバランスよく同時に実現可能となったのである。換言すると、かゝる防止効果は、必然的に生じる突出部21・21・…の欠点要素を逆に積極的に有効利用するというコペルニクス的発想の転回に基くものであって、前記突出部21・21・…に加えて更に、凸部22・22・…を追加形成したことにより得られたものである。即ち、本実施形態の摩擦クラッチ機構にあっては、前記ギャップＧの減少による締結力低下防止効果が図11に示す如き従来のクラッチ機構に比して顕著であるのに加えて、追加形成された凸部22・22・…によって摩擦材２の擦合面側が平ら過ぎることなく適度な凹凸状態となるため、摩擦クラッチの衝合ショックも効果的に防止可能となる。
【００１９】
そして、図１において、符号４で指示するものは、上記クラッチ部材３を摺動および回転自在に支持するタービンハブであり、クラッチ部材３からの動力を従動軸側へ伝達する機能を有する。このタービンハブ４は、ダンパスプリングＤｓ・Ｄｓ・…を有するダンパＤを介してクラッチ部材３に連結してあり、このダンパＤとタービンハブ４とはリベットで接合してあり、ダンパＤとクラッチ部材３とはスプライン嵌合してある。また、前記タービンハブ４とクラッチ部材３内周面との間は、シール部材Ｓによって液密的にシールしてある。符号５で指示するものは、前記タービンハブ４に連結されたタービン部材であり、タービンシェル51、タービンブレード52、タービンコア53から成る。符号６で指示するものは、駆動軸の回転力によって駆動されるポンプ部材であり、ポンプシェル61、ポンプブレード62、ポンプコア63から成る。符号７で指示するものは、従動軸が挿通されるスリーブであり、筐体Ｂの後部に配設してある。
【００２０】
つぎに、前述の摩擦クラッチ機構を構成するフロントカバー１の裏面に摩擦材２を接着するのに用いるホットプレス用金型の構造を図６〜図10に基いて説明する。
【００２１】
図６および図７において、符号８で指示するものは、摩擦材接着に用いる上金型となる第１金型部材である。この第１金型部材８の衝合下面には、フロントカバー１表面に突出する６個の凸状取付部11・11・・・・を受容すべき６個の凹状嵌り部81・81・…が形成してあり、これら嵌り部81と嵌り部81との間に各々キャビティ82・82・…が６個追加形成してあり、これらキャビティ82・82・…の幅や深さ等のサイズは、前記嵌り部81・81・…よりも小さい。符号９で指示するものは、上記第１金型部材８と衝合する下金型となる第２金型部材である。この第２金型部材９の衝合上面は、平坦に形成してある。そして、双方の金型部材８・９にはヒーターＨが内蔵されており、ホットプレス（hot press ）加工が可能となっている。
【００２２】
上記の如き構造の第１金型部材８と第２金型部材９とから成るホットプレス装置を用いて、図６に示すように、第１金型部材８側にフロントカバー１、第２金型部材９側に摩擦材２を並べて互いに接着剤で仮止めし前記金型部材８・９の間に配置した状態で、双方の金型部材同士８・９を衝合させてホットプレス加工を施すと、フロントカバー１の裏面に摩擦材２が強固に接着されると同時に、摩擦材２の接着面と対向する外面に大きい突出部21・…と小さい凸部22・21・22・…とが交互に形成される。
【００２３】
このような大小凸部21・22・21・22・…が摩擦材２外面に形成される一連のメカニズムを図８〜図10に基いて概説すると、次のとおりである。図８は、第１金型部材８の凹状嵌り部81・81・…にフロントカバー１の凸状取付部11・11・…を受容した加圧前の状態が示してある。この状態から加圧すると、凹状に形成された各々の嵌り部81およびキャビティ82に位置するフロントカバー１および摩擦材２の部位に下方から各嵌り部81と各キャビティ82とに向けて押圧力が作用して、該当部位のフロントカバー１が上方へ屈撓して図９に示すような状態になる。この状態から加圧を除去すると、フロントカバー１の撓みが内部応力によって復元して該当部位の摩擦材２が下方に突出し、図10に示すような大きい突出部21と突出部21との間に、小さい凸部22が形成されて大小凸部が21・22・21・22と交互に摩擦材２外面に形成されることになる。なお、この凸部22の大きさは突出部21よりも小さく形成されているが、これは凸部22に対応するキャビティ82の大きさを小さくすることにより実現されるのである。
【００２４】
上記の如き屈撓・復元メカニズムを巧みに利用して第１金型部材８にキャビティ82・82・…を追加形成するだけで、摩擦材２の擦合面側の必要な部位に所望の大小凸部21・22・21・22・…を形成可能な摩擦材接着を簡単に能率よく行うことができる。
【００２５】
本発明の実施形態は概ね上記のとおりであるが、本発明は前述の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、摩擦材２の擦合面側に追加形成される凸部22・22・…の形成位置、サイズ、個数を変えて、摩擦クラッチの締結力低下と衝合ショックの双方が最小となるよう最適な凹凸状態に調節することも可能であり、また、摩擦材２の擦合面の平坦度が高くて衝合ショックが大きい場合には、摩擦材２表面を積極的に凹凸形成してギャップＧを増大させることも可能である。
【００２６】
さらに、本実施形態の摩擦材２は、円板面や円筒端面に貼り付けて使用するディスククラッチ用フェーシング、あるいは円周面に貼り付けて使用するドラムクラッチ用ライニングの何れにも適用可能であり、また、本実施形態のトルクコンバーターを、自動車以外にオートバイ、列車、土木・建設機械などに適用することも可能であり、これら何れの変更態様も本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上実施形態を挙げて説明したとおり、本発明トルクコンバーターにおける摩擦クラッチ機構にあっては、摩擦クラッチを構成するクラッチ部材の端面に接着された摩擦材の擦合面側に所要間隔の大小凸部を積極的に形成してあるので、この大小凸部によってクラッチ接続時における双方のクラッチ部材間のギャップを増減せしめて、当該ギャップに浸入する作動流体の漏れ量を適度に調節することができ、その結果、摩擦クラッチの締結力低下防止と摩擦クラッチの衝合ショック防止とをバランスよく同時に実現可能となる。
【００２８】
また、上記摩擦クラッチ機構の製造に用いる本発明ホットプレス用金型によれば、一方の金型部材の衝合面にキャビティを追加形成するだけで、当該キャビティにおける被接着部材（例えば、フロントカバー）の屈撓・復元作用を巧みに利用して、被接着部材に接着された摩擦材の擦合面側の必要な部位に所望の大小凸部を形成することができ、かゝる摩擦材接着を簡単に能率よく行うことが可能となる。したがって、トルクコンバーターを利用する各種産業分野において実用価値は頗る大である。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるトルクコンバーターの断面図である。
【図２】本実施形態トルクコンバーターの摩擦クラッチの遮断状態を示した部分断面説明図である。
【図３】本実施形態トルクコンバーターの摩擦クラッチの接続状態を示した部分断面説明図である。
【図４】本実施形態トルクコンバーターの摩擦クラッチを構成するフロントカバーの斜視図である。
【図５】本実施形態トルクコンバーターの摩擦クラッチにおけるフロントカバー裏面の摩擦材とクラッチ部材とのギャップの状態を模式的に示した部分断面説明図である。
【図６】本実施形態トルクコンバーターのフロントカバーの裏面に摩擦材を接着する際に用いる上下一対の金型を簡略化して示した正面説明図である。
【図７】図６の上金型の蛙瞰図である。
【図８】本実施形態トルクコンバーターのフロントカバーの裏面に摩擦材を金型で接着する際にその摩擦材に大小凸部が生成される一連のメカニズムの一部を示した断面説明図である。
【図９】本実施形態トルクコンバーターのフロントカバーの裏面に摩擦材を金型で接着する際にその摩擦材に大小凸部が生成される一連のメカニズムの一部を示した断面説明図である。
【図10】本実施形態トルクコンバーターのフロントカバーの裏面に摩擦材を金型で接着する際にその摩擦材に大小凸部が生成される一連のメカニズムの一部を示した断面説明図である。
【図11】従来品の摩擦クラッチにおけるフロントカバー裏面の摩擦材とクラッチ部材とのギャップの状態を模式的に示した部分断面説明図である。
【００３０】
【符号の説明】
Ｂ       筐体
Ｄ       ダンパ
Ｄｓ     ダンパスプリング
Ｆ       作動流体
Ｇ       ギャップ
Ｈ       ヒーター
Ｓ       シール部材
１       フロントカバー
11     取付部
12     センターピース
２       摩擦材
21     突出部
22     凸部
３       クラッチ部材
４       タービンハブ
５       タービン部材
51     タービンシェル
52     タービンブレード
53     タービンコア
６       ポンプ部材
61     ポンプシェル
62     ポンプブレード
63     ポンプコア
７       スリーブ
８       第１金型部材
81     嵌り部
82     キャビティ
９       第２金型部材
【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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【図１０】
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【図１１】
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