JP2005195098A - 流体式トルク伝達装置のロックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ピストンがフロントカバーに連結するロックアップ装置において、逆駆動時におけるロックアップ作動応答性を向上させる。
【解決手段】 ロックアップクラッチ７は、トルクが入力されるフロントカバー２と、フロントカバー２に固定され作動流体が充填された流体室を形成するインペラー３と、流体室内でインペラー３に対向して配置されたタービン４とを含むトルクコンバータ１に用いられる。ロックアップクラッチ７は、フロントカバー２とタービン４との間の空間をフロントカバー２側の第１油圧室Ａとタービン側の第２油圧室Ｂとに分割するように配置され、第１及び第２油圧室Ａ，Ｂの差圧によりフロントカバー２に対して連結・解除可能なピストン２２を備えている。ピストン２２は、円板状の部材であり、第１油圧室Ａ側の面において内周側から外周側に延びる複数の突起部４１を有している。
【選択図】 図１

Description

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、ピストンがフロントカバーに自ら押し付けるロックアップ装置に関する。

トルクコンバータは、内部の作動流体を介してエンジンからのトルクをトランスミッション側へ伝達する装置であり、主に、エンジンからのトルクが入力されるフロントカバーと、フロントカバーのトランスミッション側に固定され流体室を形成するインペラーと、インペラーのエンジン側に対向するように配置されトランスミッション側にトルクを出力するタービンと、インペラーの内周部とタービンの内周部との間に配置されタービンからインペラーへ向かう作動流体の流れを整流するステータとを備えている。

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と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装置である。ロックアップ装置は、例えば、フロントカバーの摩擦面に押圧されることで連結される円板状のピストンと、ピストンとタービンとの間でトルクを伝達するための弾性連結機構とを備えている。

このようなロックアップ装置において、ピストンは、フロントカバーに摩擦連結可能な摩擦連結部を外周部に有している。また、ピストンは、フロントカバーとタービンとの間の空間をフロントカバー側の第１油圧室と第２油圧室とに分割しており、第１油圧室と第２油圧室の差圧によって軸方向に移動可能である（たとえば、特許文献１を参照。）。次に、ロックアップ装置の動作について説明する。流体によるトルク伝達時には、第１油圧室に対して中心側から作動油が供給され、作動油は外周側に流れてさらにトルクコンバータの流体作動室内に流れ込む。そのため、ピストンはフロントカバーから軸方向に離れている（クラッチ解除状態）。続いて、ロックアップ連結動作時には、油圧回路が切り替わり、ｍ第１油圧室内の作動油が内周側に排出される。このため第１油圧室の油圧が第２油圧室の油圧より低くなり、ピストンはフロントカバー側に接近する。この結果、ピストンの摩擦連結部がフロントカバーに強く押し付けられる（クラッチ連結状態）。
特開平１１−６３１５１号公報

ロックアップ装置の採用は、従来オートマチック車の欠点とされていた燃費を向上し、エンジンブレーキの効きを良くする効果がある。さらに、トランスミッションコントロールの電子制御化により、１速からのロックアップ制御やロックアップのすべり制御のように、ロックアップを広範囲で使用する傾向が高まりつつある。とくに、エンジンブレーキ使用時にロックアップを作動させ、エンジンブレーキの効きを良くすることが試みられている。

しかし、ロックアップ作動領域を逆駆動（出力回転速度が入力回転速度よりも大きい状態）域まで広げると、ロックアップ装置の作動応答性悪化の問題が顕著になる。一般に、ロックアップ装置の作動応答性の良否は、ロックアップ回路を切り替え後、ロックアップクラッチが締結するまでの時間で判断される。逆駆動時には、トルクコンバータ内で作動油の流れの向きが逆転しており、作動油は、タービンの外周部からインペラーへと流れ、インペラーの内周部からステータを通ってタービンへと流れる。そのため、逆駆動時にはタービンとフロントカバーとの間の空間から、作動油がタービン及びインペラーの外周部を通ってトーラス内に流入するため、第２油圧室の油圧が低くなりやすい。このため、一般に逆駆動時にはロックアップ作動応答性は良くない。

特に、第１油圧室での油圧の低下に時間がかかりすぎることもロックアップ作動応答性の低下の一原因であると考えられる。第１油圧室では、作動流体の排出が開始されると、作動流体は概ね回転方向に流れながら（周回しながら）徐々に中心側に（半径方向内側に）移動していく。そのため、作動流体の排出には一定の時間がかかっている。

本発明の課題は、ピストンがフロントカバーに連結するロックアップ装置において、逆駆動時におけるロックアップ作動応答性を向上させることにある。

請求項１に記載のロックアップ装置は、トルクが入力されるフロントカバーと、フロントカバーに固定され作動流体が充填された流体室を形成するインペラーと、流体室内でインペラーに対向して配置されたタービンとを含む流体式トルク伝達装置に用いられる。ロックアップ装置は、フロントカバーとタービンとの間の空間をフロントカバー側の第１油圧室とタービン側の第２油圧室とに分割するように配置され、第１及び第２油圧室の差圧によりフロントカバーに対して連結・解除可能なピストンを備えている。ピストンは、円板状の部材であり、第１油圧室側の面において内周側から外周側に延びる複数の突起部を有している。

このロックアップ装置では、ピストンが油圧変化によって軸方向に移動し、フロントカバーに例えば自らを押し付けてクラッチ連結したり、そこから離れてクラッチ解除したりする。ロックアップ連結動作時には、第１油圧室内の作動流体が中心側に排出される。このとき、作動流体は概ね回転方向に流れながら徐々に中心側に移動しようとするが、各突起部に衝突すると、突起部に沿って半径方向内側に誘導される。従って、作動油は速やかに排出される。この結果、第１油圧室の圧力低下が促進され、逆駆動時でのロックアップ作動応答性が向上する。

請求項２に記載の流体式トルク伝達装置のロックアップ装置では、請求項１において、複数の突起部は半径方向に直線状に延びている。

請求項３に記載の流体式トルク伝達装置のロックアップ装置では、請求項１又は２において、複数の突起部は円周方向に等間隔に設けられている。

請求項４に記載の流体式トルク伝達装置のロックアップ装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、複数の突起部はピストンを絞り加工することによって形成されている。

請求項５に記載の流体式トルク伝達装置のロックアップ装置では、請求項１〜４のいずれかにおいて、ピストンは、フロントカバーに摩擦連結可能な摩擦連結部を有している。複数の突起部は摩擦連結部より内周側に設けられている。

本発明に係るロックアップ装置では、複数の突起部によって、逆駆動時におけるロックアップ作動応答性が向上する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態としてのトルクコンバータ１を示している。トルクコンバータ１は車両に採用されている。図１のＯ−Ｏがトルクコンバータ１の回転軸線である。図１において、トルクコンバータ１は、フロントカバー２と、フロントカバー２の外周側突出部８に固定されたインペラーシェル９とで作動油室を形成している。フロントカバー２は、図示しないエンジン側の構成部品に装着可能となっており、エンジンからのトルクが入力されるようになっている。インペラーシェル９の内部には複数のインペラーブレード１０が固定されている。インペラーシェル９とインペラーブレード１０とによりインペラー３が構成されている。作動油室内でインペラー３と対向する位置には、タービン４が配置されている。タービン４はタービンシェル１１とタービンシェル１１上に固定された複数のタービンブレード１２とから構成されている。タービンシェル１１の内周端部はタービンハブ１３のフランジ１５にリベット１４を介して固定されている。タービンハブ１３は、内周部にトランスミッションのメインドライブシャフト（図示せず）に係合するスプライン溝２０を有している。

インペラー３の内周部とタービン４の内周部との間にはステータ５が配置されている。ステータ５はタービン４からインペラー３へと戻される作動油の方向を調整するものであり、ワンウェイクラッチ６を介して図示しない固定シャフトに支持されている。ロックアップクラッチ７は、フロントカバー２とタービン４との間の空間に配置されており、フロントカバー２とタービン４とを機械的に連結するための装置である。ロックアップクラッチ７は、主に、ピストン２２と、ピストン２２をタービン４に弾性的に連結するための弾性連結機構４０とから構成されている。

ピストン２２は、円板状の部材であり、フロントカバー２とタービンシェル１１との間の空間を、フロントカバー２側の第１油圧室Ａとタービン４側の第２油圧室Ｂとに分割するように配置されている。ピストン２２は厚みの薄い板金製である。ピストン２２はトランスミッション側に延びる内周側筒状部２３を内周側に有している。内周側筒状部２３は、図２に示すように、タービンハブ１３のフランジ１５の最外周に形成された筒状部１６の外周面１９に軸方向及び円周方向に相対移動可能に支持されている。すなわち、内周側筒状部２３の内周面２５は筒状部１６の外周面１９に当接している。筒状部１６の外周面１９には半径方向中間位置に環状溝１７が形成されている。環状溝１７内にはシールリング１８が配置され、シールリング１８は内周側突出部２３の内周面２５に当接している。このようにして、シールリング１８は第１油圧室Ａと第２油圧室Ｂの内周部分をシールしている。

ピストン２２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２４が形成されている。また、ピストン２２の外周部でエンジン側には、環状の摩擦フェーシング３５（摩擦係合部）が張られている。摩擦フェーシング３５は、フロントカバー２の内側外周部に形成された環状で平坦な摩擦面２ａに対向している。摩擦フェーシング３５とフロントカバー摩擦面２ａとの係合により、第１油圧室Ａと第２油圧室Ｂとの外周部がシールされる。

ピストン２２の半径方向中間部には、複数の突起部４１が形成されている。突起部４１は、絞り加工によって形成された部分であり、軸方方向フロントカバー２側に突出しているリブである。図２に示すように、突起部４１は、円周方向に並んでそれぞれが半径方向に直線状に延びている。すなわち、突起部４１は、ピストン２２において放射状に形成されている。以上の突起部４１によって、ピストン２２の軸方向フロントカバー２側の面は、円周方向には概ねに平坦な面４２と、その面４２よりわずかに軸方向に突出する突起部４１とが円周方向に交互に配置されていることになる。なお、突起部４１は、円周方向に等間隔で配置されている。

弾性連結機構４０は、ピストン２２とタービン４との間、さらに詳細にはピストン２２の外周部とタービンシェル１１の外周部との間に配置されている。弾性連結機構４０は、ドライブ側部材としてのリティーニングプレート２７と、ドリブン側の部材としてのドリブンプレート３３と、両プレート２７，３３間に配置された複数のコイルスプリング３２とから構成されている。リティーニングプレート２７は、ピストン２２の外周部トランスミッション側すなわち外周側筒状部２４の内周側に配置された環状のプレート部材である。リティーニングプレート２７の内周部は複数のリベット３６（図２）によりピストン２２に固定されている。リティーニングプレート２７は、コイルスプリング３２を保持するとともに、コイルスプリング３２の円周方向両側に係合してトルクを伝達するための部材である。リティーニングプレート２７は、円周方向に並べられた複数のコイルスプリング３２の外周側と内周側とをそれぞれ支持する保持部２８，２９を有している。内周側の保持部２９はリティーニングプレート２７の円板状部分から切り起こされて形成されている。さらに、リティーニングプレート２７は各コイルスプリング３２の円周方向両側を支持するための係合部３０，３１を有している。係合部３０，３１はリティーニングプレート２７の円板状部分から切り起こされて形成されている。ドリブンプレート３３はタービンシェル１１の外周部背面に固定された環状のプレート部材である。ドリブンプレート３３には、円周方向複数箇所にエンジン側に延びる複数の爪部３４が形成されている。爪部３４は各コイルスプリング３２の円周方向両端に係合している。これにより、リティーニングプレート２７からのトルクはコイルスプリング３２を介してドリブンプレート３３に伝達される。

トルクコンバータ１の動作について説明する。エンジンからフロントカバー２にトルクが伝達されると、インペラー３はフロントカバー２とともに回転する。これにより、インペラー３からタービン４に作動油が流れてタービン４を回転させる。タービン４のトルクは図示しないメインドライブシャフトに伝達される。このとき、第１油圧室Ａ内には、内周側から作動油が供給されている。作動油は、第１油圧室Ａ内を半径方向外側に向かって流れ、さらに軸方向トランスミッション側に流れて、最後に流体作動室（トーラス）内に流れ込んでいる。そのため、ピストン２２は軸方向タービン４側に最も移動しており、ピストン２２の摩擦フェーシング３５はフロントカバー２の摩擦面２ａから離れている。

ロックアップ連結時には、油圧回路が切り替わり、第１油圧室Ａの作動油は内周部からドレンされる。そのため、第１油圧室Ａの油圧は第２油圧室Ｂの油圧より低くなる。この結果、ピストン２２のフロントカバー２側へ移動して、摩擦フェーシング３５がフロントカバー２の摩擦面２ａに強く押し付けられる。

以上のピストン２２の移動動作についてさらに詳細に説明する。なお、で示す。第１油圧室Ａ内の作動油は、ドレンが開始されると、従来例と同様に概ね回転方向に移動しながら徐々に内周側に移動し始める。しかし、本実施形態では、ピストン２２は複数の突起部４１が設けられているため、ピストン２２表面上の作動油Ｆは、回転方向側にある各突起部４１に衝突し、内周側に（中心側に）向きを変えられる。言い換えると、各突起部４１のサクション側の作動油はその突起部４１に沿って内周側に一直線に向かう。このため、作動油は速やかに半径方向内側に移動する。このように作動油の排出時間が短くなるため、第１油圧室Ａの油圧低下時間が短くなる。以上より、ピストン２２の作動応答性が向上し、逆駆動時にも十分な作動応答性が得られる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

前記実施形態では、本発明をトルクコンバータに適用したが、他の流体式トルク伝達装置に適用してもよい。

また、突起部の形状や寸法、他の部材との関係等は前記実施形態に限定されない。

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。 ロックアップ連結動作時における第１油圧室内の作動油の流れを説明するための部分平面図。

符号の説明

１ トルクコンバータ（流体式トルク伝達装置）
２ フロントカバー
２ａ 摩擦面
３ インペラー
４ タービン
７ ロックアップクラッチ（ロックアップ装置）
２２ ピストン
４１ 突起部

Claims (5)

1. トルクが入力されるフロントカバーと、前記フロントカバーに固定され作動流体が充填された流体室を形成するインペラーと、前記流体室内で前記インペラーに対向して配置されたタービンとを含む流体式トルク伝達装置のロックアップ装置であって、
   前記フロントカバーと前記タービンとの間の空間を前記フロントカバー側の第１油圧室と前記タービン側の第２油圧室とに分割するように配置され、前記第１及び第２油圧室の差圧により前記フロントカバーに対して連結・解除可能なピストンを備え、
   前記ピストンは、円板状の部材であり、前記第１油圧室側の面において内周側から外周側に延びる複数の突起部を有している、
   流体式トルク伝達装置のロックアップ装置。
2. 前記複数の突起部は半径方向に直線状に延びている、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。
3. 前記複数の突起部は円周方向に等間隔に設けられている、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。
4. 前記複数の突起部は前記ピストンを絞り加工することによって形成されている、請求項１〜３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。
5. 前記ピストンは、前記フロントカバーに摩擦連結可能な摩擦連結部を有し、
   前記複数の突起部は前記摩擦連結部より内周側に設けられている、請求項１〜４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。
   

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