JP2001132819A

JP2001132819A - ロックアップクラッチ機構

Info

Publication number: JP2001132819A
Application number: JP2000174702A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Watanabe; 久志渡辺; Masanori Iritani; 昌徳入谷; Shinkatsu Kuroishi; 真且黒石; Shunei Omori; 俊英大森; Masataka Osawa; 正敬大澤; Masahiro Kojima; 昌洋小嶋; Hiroaki Takeuchi; 博明武内
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 2000-06-12
Publication date: 2001-05-18
Anticipated expiration: 2020-06-12
Also published as: JP3984413B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ピストンを効果的に冷却することにより、ス
リップ制御作動領域（伝達トルクやスリップ回転数の範
囲）を拡大する。【解決手段】トルクコンバータ１０におけるフロント
カバー２６には摩擦材３４が設けられている。ロックア
ップピストン３０には、摩擦材３４の対向面よりも内周
側（回転中心側）の位置に、冷却通路３６が形成されて
おり、ケース１４内のオイルは外周側からロックアップ
ピストン３０を冷却しながら内周側の冷却通路３６に流
れ込む。また、冷却通路３６は、ロックアップピストン
３０の回転中心線Ｃに対して、所定の傾斜角で傾斜して
おり、冷却通路３６を通るオイルはロックアップ解放側
油室３３のフロントカバー２６側において、内周側から
外周側へと向かう速度成分を持つように流動方向が変換
されロックアップ解放側油室の循環流が促進される。そ
の結果、上記流れによりロックアップピストン３０は両
側より効果的に冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力側部材の回転
でオイルに運動エネルギーを与えこの運動エネルギーに
よって出力側部材を回転させるトルクコンバータにおい
て、ロックアップ係合側油室とロックアップ解放側油室
との圧力差によって作動するロックアップクラッチ機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロックアップクラッチ機構におい
ては、スリップ制御作動領域（伝達トルクやスリップ回
転数の範囲）を拡大しようとすると、スリップ時の摩擦
仕事の増大により摩擦面の温度上昇が大きくなる。そし
て、摩擦面の温度が上昇するほど、摩擦材の熱劣化は速
まり、寿命が短くなるので、摩擦面の温度上昇を抑制す
るため、種々の工夫が施されている。

【０００３】例えば、特開平５−３０６７４２号公報に
示されるロックアップクラッチでは、図１５に示される
如く、フロントカバー１００に摩擦材１０２を貼付け、
対向するピストン１０４側に孔１０６が形成されてい
る。このため、摩擦材１０２が係合させられている間、
ロックアップ係合側油室１０８側（背面側）からロック
アップ解放側油室１１０側（正面側）へオイル（図１５
の矢印Ｗ）が孔１０６を通って摩擦材１０２の摩擦面に
供給され、摩擦材１０２全体が冷却される。即ち、スリ
ップ時における発熱をオイルによる熱吸収分を多くして
防いでいる。

【０００４】また、特開平２−８０８５７号公報に示さ
れるロックアップクラッチでは、図１６に示される如
く、ピストン１２０の一方の側にロックアップ解放側油
室１２２を、他方の側にロックアップ係合側油室１２４
を形成すると共にピストン１２０には、ロックアップ係
合側油室１２４とロックアップ解放側油室１２２とを互
いに連通するオリフィス１２６が形成されている。な
お、上記実施例では摩擦材１３０はピストン１２０に貼
付けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ロックアップクラッチ
の作動のためにはロックアップ係合側油室側とロックア
ップ解放側油室側で圧力差が必要なため、摩擦材はオイ
ルシールとしての機能も兼ねている。しかしながら、図
１５に示した特開平５−３０６７４２号公報におけるロ
ックアップクラッチでは、摩擦材１０２の摩擦面にオイ
ルが流れるため冷却には効果的であるが、オイルが流れ
ることでシール性が犠牲になり、伝達トルクの低下が発
生する。また、摩擦材１０２の相手材１０４に孔１０６
があるので、摩擦材１０２に対して損傷を与えることに
なる。

【０００６】また、図１６に示した特開平２−８０８５
７号公報におけるロックアップクラッチでは、ピストン
１２０に摩擦材１３０を貼り付け、フロントカバー１３
２側が摩擦面となる構成となっている。この結果、スリ
ップ時にフロントカバー１３２が発熱する。この時、外
部空気流れによる熱伝達率は、オイル流れによる熱伝達
率より小さいため、外部空気によって冷却されるフロン
トカバー１３２の片側面１３２Ａは、十分な冷却効果が
得られない。

【０００７】本発明は、上記事実を考慮し、ピストンを
効果的に冷却することができ、その結果としてスリップ
制御作動領域（伝達トルクやスリップ回転数の範囲）を
拡大できるロックアップクラッチを得ることを課題とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、ロックアップ係合側油室からの油圧力によってピス
トンとフロントカバーを摩擦材を介して接触させるロッ
クアップクラッチ機構において、前記フロントカバー側に前記摩擦材を貼り付けると共
に、前記ピストンにおける前記摩擦材の対向面の内周側とな
る部位に前記ピストンを効果的に冷却するための冷却通
路を設けたことを特徴とする。

【０００９】従って、摩擦材をフロントカバー側に貼り
付けることで、オイルとの接触が両側接触であるピスト
ンが発熱体となるので、片側接触（他方は空気）のフロ
ントカバーよりオイルとの接触面積が大きく、その結果
として、ピストンを効果的に冷却できる。また、ロック
アップ係合側油室からの油圧力によって、ピストンとフ
ロントカバーとが摩擦材を介して接触する時、冷却通路
により、ロックアップ係合側油室のオイルがピストン外
周側から内周側に回り込み、このオイル流れによって、
摩擦材との接触により発熱体となっているピストンを効
果的に冷却することができる。この結果、許容摩擦仕事
を増やせるので伝達トルクやスリップ回転数などを増大
できる。

【００１０】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のロックアップクラッチ機構において、前記冷却通路
を通った前記オイルが内周側から外周側または回転方向
へと向かう速度成分を持つように流動方向を変換する変
換手段を有することを特徴とする。

【００１１】従って、請求項１に記載の内容に加えて、
オイルは変換手段によって、内周側から外周側または回
転方向へと向かう速度成分を持つように流動方向を変換
される。これにより、冷却通路を通ったオイルは、摩擦
材に向かって積極的に流動され、フロントカバーとピス
トンとの間のオイルの流れが促進されるので、ピストン
を更に効果的に冷却することができる。また、変換手段
を設けるだけで摩擦材をより効果的に冷却できるので、
製造コストを増大させることもない。

【００１２】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載のロックアップクラッチ機構において、前記変換手段
が、前記冷却通路を傾斜させることにより構成されてい
ることを特徴とする。

【００１３】従って、請求項３に記載の内容に加えて、
部品点数を増大させることなく変換手段を構成できる。

【００１４】請求項４に記載の発明では、請求項２に記
載のロックアップクラッチ機構において、前記変換手段
が、前記フロントカバーと前記ピストンとの間に設けら
れた傾斜面であることを特徴とする。

【００１５】従って、請求項２に記載の内容に加えて、
傾斜面を設けるだけの簡単な構成で、変換手段を構成で
きる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１には、本発明の第１実施形態
のロックアップクラッチ機構として、自動車のオートマ
チックトランスミッションと組み合わせて使用されるト
ルクコンバータ１０が示されている。

【００１７】このトルクコンバータ１０では、入力側部
材である駆動軸（図示省略）と一体で回転するケーシン
グ１４を有している。駆動軸は、同じく図示しないエン
ジンの回転軸と結合されており、エンジンの回転力を受
けて回転する。

【００１８】ケーシング１４内にはオイルが充填される
と共に、互いに対向するように、ポンプインペラー１６
及びタービンランナー１８が配置されている。ポンプイ
ンペラー１６は図示しない駆動軸に、タービンランナー
１８は被動軸２０にそれぞれ結合されており、駆動軸と
共にポンプインペラー１６が回転すると、オイルに運動
エネルギーが与えられてオイル流が生じ、このオイル流
がさらにタービンランナー１８に回転トルクを与えて、
被動軸２０が回転するようになっている。

【００１９】ポンプインペラー１６とタービンランナー
１８との間には、ワンウェイクラッチ２２を介して、ス
テータ２４が一方向に回転可能に設けられている。ター
ビンランナー１８を出たオイルはステータ２４に沿って
流れ、再度ポンプインペラー１６に戻る。

【００２０】ケーシング１４は、図示しないエンジン側
（図１では左側）に配置されたフロントカバー２６と、
同じく図示しないオートマチックトランスミッション側
（図１では右側）に配置されたケーシングシェル２８
と、で構成されており、これらが一体的に結合されてい
る。

【００２１】タービンランナー１８とフロントカバー２
６との間には、被動軸２０及びタービンランナー１８と
一体で回転するロックアップピストン３０が設けられて
いる。図２（Ｃ）にも示すように、フロントカバー２６
の外周に形成されたフランジ部２６Ａと、ロックアップ
ピストン３０の外周に形成されたフランジ部３０Ａとの
間には所定の間隙３２が構成されており、ロックアップ
係合側油室３１とロックアップ解放側油室３３との圧力
差によって生じるオイル流の一部が、この間隙３２を通
ってフロントカバー２６とロックアップピストン３０と
の間に流れこむことができるようになっている。

【００２２】フロントカバー２６の外周近傍には、ロッ
クアップピストン３０との対向面に、摩擦材３４が取り
付けられており、この摩擦材３４と対向するロックアッ
プピストン３０の面が摩擦材対向面３５となっている。
図２（Ａ）及び（Ｂ）から分かるように、摩擦材３４
は、一定の厚みを有するリング状に形成されている。ロ
ックアップを作動させるための一定条件が満たされてい
ない状態では、摩擦材３４とロックアップピストン３０
との間に所定の間隙が構成されているが、一定条件が満
たされると、オイルからの荷重がロックアップピストン
３０に作用してロックアップピストン３０がフロントカ
バー２６に接近する方向へとストロークし、図２（Ｃ）
に示すように、ロックアップピストン３０が摩擦材３４
に押し付けられる。そして、摩擦材３４とロックアップ
ピストン３０との摩擦係合により、ロックアップピスト
ン３０がフロントカバー２６と一体で回転する（ロック
アップの作動）。

【００２３】また、このようにロックアップピストン３
０が摩擦材３４に接触して押し付けられることで、摩擦
材３４がシールとして働くことによってロックアップ係
合側油室３１とロックアップ解放側油室３３とが隔離さ
れ、各油室内のオイルに圧力差が生じる。この圧力差が
ロックアップピストン３０をフロントカバー２６に向か
って押し付ける荷重（押し付け荷重）として作用するの
で、ロックアップピストン３０はフロントカバー２６に
向かってより強く押し付けられ、摩擦材３４とロックア
ップピストン３０との摩擦力が大きくなる。

【００２４】さらに、本実施形態のトルクコンバータ１
０では、油圧制御回路（図示省略）が設けられており、
一定条件下では、摩擦材３４のロックアップ係合側油室
３１とロックアップ解放側油室３３との圧力差を調整で
きるようになっている。そして、このように圧力差を調
整することで、フロントカバー２６とロックアップピス
トン３０とに相対回転を生じさせて、いわゆるスリップ
制御を作動させることができるようになっている。

【００２５】ロックアップピストン３０には、摩擦材３
４よりも内周側（回転中心側）の位置に、ロックアップ
ピストン３０を板厚方向に貫通する１又は複数（本実施
形態では１つ）の冷却通路３６が形成されている。ロッ
クアップ状態及びスリップ状態では、この冷却通路３６
を通ってオイルがロックアップ係合側油室３１からロッ
クアップ解放側油室３３に流れる。

【００２６】図３（Ａ）に詳細に示すように、この冷却
通路３６は、ロックアップピストン３０の回転中心線Ｃ
に対して、所定の傾斜角αで傾斜している。このため、
冷却通路３６を通るオイルは、ロックアップ解放側油室
３３のフロントカバー２６側において、内周側から外周
側へと向かう速度成分を持つように、その流動方向が変
換される。

【００２７】次に、本実施形態のトルクコンバータ１０
の作用を説明する。

【００２８】ロックアップ状態とするための一定条件が
満たされていない場合には、ロックアップピストン３０
はフロントカバー２６に向かってストロークしておら
ず、摩擦材３４はロックアップピストン３０に接触して
いない。このため、フロントカバー２６はロックアップ
ピストン３０とは別体で回転し、図示しない駆動軸とポ
ンプインペラー１６の回転によって運動エネルギーが与
えられたオイルが、さらにタービンランナー１８に回転
トルクを与えて、被動軸２０が回転する。

【００２９】なお、上記した一定条件は、トルクコンバ
ータ１０自体や、このトルクコンバータ１０が設けられ
た自動車の走行状態との関係によって、所望の条件に設
定される。例えば、自動車の車速によってこの条件を決
めても良いし、さらに他の条件も勘案し、制御装置等を
介してオイルの流れを制御することで、ロックアップピ
ストン３０のストロークを制御するようにしても良い。

【００３０】この一定条件が満たされると、ケーシング
１４内を流れるオイルからの荷重を受けてロックアップ
ピストン３０がフロントカバー２６に向かってストロー
クし、ロックアップピストン３０は摩擦材３４に接触す
る。この過程における摩擦材３４周辺のオイル流れの状
況は、従来品では、図１４（Ｂ）に示す様に、摩擦材１
３０がロックアップピストン１２０側に配設されている
ため、摩擦材１３０とフロントカバー１３２との間を流
れるオイル流（矢印Ｅ）が、ロックアップ解放側油室１
２２内の循環流れ（矢印Ｆ）を減衰させるが、本実施形
態では、図１４（Ａ）に示す様に、摩擦材３４がフロン
トカバー２６側に配設されているため、摩擦材３４とロ
ックアップピストン３０との間を流れるオイル流（矢印
Ｅ）が、ロックアップ解放側油室３３の循環流れ（矢印
Ｆ）を促進させるので、冷却効果が増加する働きを有す
る。

【００３１】ロックアップピストン３０が摩擦材３４に
摩擦係合すると、ロックアップピストン３０とフロント
カバー２６とが摩擦材３４を介して一体で回転するよう
になる。

【００３２】さらに、スリップ状態とするための一定条
件が満たされると、図示しない油圧制御回路が作動して
摩擦材３４のロックアップ係合側油室３１とロックアッ
プ解放側油室３３との圧力差が調整され、フロントカバ
ー２６とロックアップピストン３０とに相対回転が生じ
る（スリップ制御の作動）。

【００３３】このスリップ制御時には、摩擦材３４とロ
ックアップピストン３０とのすべりにより発熱する。

【００３４】また、ロックアップ時及びスリップ制御時
には、ケーシング１４内のオイルは、図３（Ｂ）、図２
（Ｂ）に矢印Ｇで示す様に、ロックアップ係合側油室３
１内において、ロックアップピストン３０に沿って外周
側から内周側（回転中心側）に流れることによってロッ
クアップピストン３０を冷却してから、ロックアップピ
ストン３０に形成された冷却通路３６を通って、図３
（Ａ）に矢印Ｇで示すように、フロントカバー２６とロ
ックアップピストン３０との間に流れ込み、図３
（Ａ）、図２（Ａ）、（Ｃ）に矢印Ｆで示す様に、ロッ
クアップ解放側油室３３内において、再度ロックアップ
ピストン３０に沿って流れることによってロックアップ
ピストン３０を冷却する。このため、発熱体であるロッ
クアップピストン３０のオイルとの接触が両側接触状態
となる。

【００３５】この時の流れを従来品と比較すると以下の
ようになる。

【００３６】まず、ロックアップ係合側油室内の流れ
は、本発明、従来品とも図２（Ｂ）のようになり、流れ
としての差異はない。しかし、本発明のときは、ロック
アップピストン３０が発熱体であるので、有効に冷却さ
れる。次に、冷却通路３６を出たロックアップ解放側油
室流れの従来品は図２（Ｄ）のように、径方向の循環流
れの形成が弱いために、冷却が十分に行われない。

【００３７】即ち、本実施形態では、オイルの片側接触
状態（他方は空気）のフロントカバー２６よりオイルと
の接触面積の大きいロックアップピストン３０に摩擦材
３４の相手面である摩擦面を設け、オイルへの放熱面積
を大きくとれるロックアップピストン３０を放熱体とす
ることで、発熱体であるロックアップピストン３０を効
果的に冷却することができる。この結果、許容摩擦仕事
を増やせるので伝達トルクやスリップ回転数などを増大
できる。

【００３８】特に、スリップ制御時には、図４に示すよ
うに、一般にフロントカバー２６とロックアップピスト
ン３０との相対回転による遠心力の大きさの違いのため
（図４には、フロントカバー２６近傍の遠心力を矢印Ｆ
１で、ロックアップピストン３０近傍の遠心力を矢印Ｆ
２でそれぞれ示す）、フロントカバー２６の近傍のオイ
ルの流速Ｖ１と、ロックアップピストン３０の近傍のオ
イルの流速Ｖ２との間に速度差が生じる。そして、この
速度差による遠心力の違いにより、摩擦材３４の近傍の
高温オイルは内周側へ、回転中心線Ｃの近傍の低温オイ
ルは外周側へと流動し、図２（Ａ）、図２（Ｃ）、図３
（Ａ）、図３（Ｂ）及び図４に矢印Ｆで示すように、径
方向に沿って循環するオイルの流動が生じる。

【００３９】また、本実施形態では、冷却通路３６を所
定の傾斜角αで傾斜させ、ロックアップ解放側油室３３
のフロントカバー２６側で、内周側から外周側へと向か
う速度成分を持つように、オイルの流動方向が変換され
るようになっている。従って、このように冷却通路３６
が傾斜していない場合と比較して、図２（Ａ）及び
（Ｂ）、図３（Ａ）及び（Ｂ）に矢印Ｆで示すオイルの
流れが促進され、より多くのオイルが摩擦材３４の内周
側を流れ、より効果的に摩擦材３４、フロントカバー２
６及びロックアップピストン３０を冷却することができ
る。なお、フロントカバー２６及びロックアップピスト
ン３０から熱を吸収して高温となったオイルは、被動軸
２０の中心に形成された孔部４４を通り、冷却装置等を
備えた専用の油圧回路（図示省略）を経て、ケーシング
１４内を循環する。

【００４０】さらに、本発明は、運転状況の中で、スリ
ップ作動状態が変化したとき、熱負荷変動が生じるが、
これに対し冷却能力が自己制御的に対応できるという優
れた特徴を有する。

【００４１】第１、に伝達トルクが増大した場合、ロッ
クアップ係合側油室とロックアップ解放側油室の圧力差
が大きくなることにより、ロックアップ係合側油室内と
ロックアップ解放側油室内のオイルの流量が大きくな
り、ピストンの冷却効果が大きくなる。

【００４２】第２に、スリップ回転数が増大した場合、
ロックアップ解放側油室のフロントカバー側オイルとピ
ストン側オイルの遠心力の差が大きくなるので径方向の
循環流れが促進され、ロックアップ解放側油室内の冷却
効果が大きくなる。

【００４３】しかも、このようにオイルの流動方向を変
換するために別部材を設ける必要がないので、部品点数
が増大せず、トルクコンバータ１０の製造コストの上昇
を招くことがない。

【００４４】従って、本第１実施形態（摩擦材３４をフ
ロントカバー２６に配設し、冷却通路３６を傾斜させた
構成）における装置の寿命と、比較例２（摩擦材３４を
ロックアップピストン３０に配設し、冷却通路３６を傾
斜させた構成）における寿命と、比較例１（摩擦材３４
をロックアップピストン３０に配設し、冷却通路３６を
傾斜させない構成）における寿命とを同一条件でテスト
し、その結果を比較すると、図５（Ａ）に示される如
く、比較例１に対して比較例２の寿命が約１．１倍とな
り、比較例２に対して本第１実施形態の寿命が約２倍以
上となる。また、本第１実施形態における装置の伝達ト
ルクと、比較例１における伝達トルクと、比較例２にお
ける伝達トルクとを同一条件でテストし、その結果を比
較すると、図５（Ｂ）に示される如く、比較例１に対し
て比較例２の伝達トルクが約１．０５倍となり、比較例
２に対して本第１実施形態の伝達トルクが約１．５倍以
上となる。

【００４５】なお、本実施形態では、図３に示すよう
に、冷却通路３６を通るオイルが、ロックアップ解放側
油室３３のフロントカバー２６側で、内周側から外周側
へと向かう速度成分を持つように、冷却通路３６を、ロ
ックアップピストン３０の回転中心線Ｃに対して、外周
側へ所定の傾斜角αで傾斜させたが、これに代えて、図
６に示される如く、冷却通路３６をロックアップピスト
ン３０の回転方向へ所定の傾斜角βで傾斜させ、スリッ
プ時におけるフロントカバー２６の回転速度（Ｎｐ）及
びロックアップピストン３０の回転速度（Ｎｔ：Ｎｐ＞
Ｎｔ）の差で発生する周方向（回転方向）の流れを増大
する構成としても良い。

【００４６】図７には、本発明の第２実施形態における
トルクコンバータの冷却通路５８の近傍が拡大して示さ
れている。第２実施形態では、この冷却通路５８の近傍
の構成が第１実施形態と異なるが、他は同一とされてい
るので、異なっている部分のみ説明し、同一部分は説明
を省略する。なお、図７（Ａ）は非ロックアップ時、図
７（Ｂ）はロックアップ時及びスリップ制御時をそれぞ
れ示す。

【００４７】第２実施形態の冷却通路５８は、第１実施
形態と異なり、ロックアップピストン３０の回転中心線
Ｃ（図１参照）に対して傾斜することなく、平行に形成
されている。

【００４８】ロックアップピストン３０のロックアップ
解放側油室３３側には、冷却通路５８に隣接する内周側
の位置に、フロントカバー２６に向かって突出するガイ
ド壁６０が形成されている。ガイド壁６０は、回転中心
線Ｃに対して、所定の傾斜角γで傾斜するガイド面６２
を有している。

【００４９】このような構成とされた第２実施形態のト
ルクコンバータでは、ロックアップ状態及びスリップ制
御状態で、冷却通路５８を通ってフロントカバー２６と
ロックアップピストン３０との間に流れこんだオイルの
流動方向が、ガイド面６２によって、内周側から外周側
へと向かう速度成分を持つように変換される。このた
め、第１実施形態と同様に、フロントカバー２６とロッ
クアップピストン３０との間の径方向のオイル流れが促
進され、より多くのオイルが摩擦材３４の内周側を流れ
るので、より効果的に摩擦材３４、フロントカバー２６
及びロックアップピストン３０を冷却することができ
る。

【００５０】なお、ガイド壁６０の突出長（ロックアッ
プピストン３０のロックアップ解放側油室３３側面から
の長さ）は特に限定されないが、オイルの内周側から外
周側へと向かう速度成分を大きくするためには、突出長
は、図７（Ｂ）に示すように、ロックアップ状態で突出
端がフロントカバー２６に接触しない範囲で長い方が好
ましい。

【００５１】また、ガイド壁６０は冷却通路５８に対応
した位置にのみ形成すれば、冷却通路５８を通ったオイ
ルの流動方向を確実に変換することができるため、高温
となったオイルが、被動軸２０の中心に形成された孔部
４４を通って、ケーシング１４内に戻るときに、この流
れが妨げられることはない。

【００５２】ガイド壁６０を形成する方法としては特に
限定されず、例えば、ロックアップピストン３０を成形
した後、別途成形したガイド壁６０を取り付けても良い
が、冷却通路５８を形成した際に生じる加工ダレを利用
し、この加工ダレを加工することで、部品点数を増大さ
せることなく容易にガイド壁６０を形成することがで
き、トルクコンバータの製造コストの上昇を招くことが
ない。

【００５３】なお、本実施形態では、ガイド壁６０は、
回転中心線Ｃに対して、所定の傾斜角γで傾斜するガイ
ド面６２を有しているが、これに代えて、図８に示され
る如く、ガイド壁６０のガイド面６２をロックアップピ
ストン３０の回転方向へ所定の傾斜角εで傾斜させ、ス
リップ時におけるフロントカバー２６の回転速度（Ｎ
ｐ）及びロックアップピストン３０の回転速度（Ｎｔ：
Ｎｐ＞Ｎｔ）の差で発生する周方向（回転方向）の流れ
を増大する構成としても良い。

【００５４】図９には、本発明の第３実施形態における
トルクコンバータの冷却通路６８の近傍が拡大して示さ
れている。第３実施形態でも、この冷却通路６８の近傍
の構成が第１実施形態と異なるが、他は同一とされてい
るので、異なっている部分のみ説明し、同一部分は説明
を省略する。なお、図９（Ａ）は非ロックアップ時、図
９（Ｂ）はロックアップ時及びスリップ制御時をそれぞ
れ示す。

【００５５】第３実施形態の冷却通路６８も、第１実施
形態と異なり、ロックアップピストン３０の回転中心線
Ｃ（図１参照）に対して傾斜することなく、平行に形成
されている。

【００５６】フロントカバー２６のロックアップピスト
ン３０と対向する面には、ロックアップ状態で冷却通路
６８よりも内周側で冷却通路６８に隣接するように、ロ
ックアップピストン３０に向かって突出するガイド壁７
０が、フロントカバー２６の全周にわたって形成されて
いる。ガイド壁７０は、回転中心線Ｃに対して、所定の
傾斜角δで傾斜するガイド面７２を有している。

【００５７】このような構成とされた第３実施形態のト
ルクコンバータでは、ロックアップ状態及びスリップ制
御状態で、冷却通路６８を通ってフロントカバー２６と
ロックアップピストン３０との間に流れこんだオイルの
流動方向が、ガイド面７２によって、内周側から外周側
へと向かう速度成分を持つように変換される。このた
め、第１実施形態と同様に、フロントカバー２６とロッ
クアップピストン３０との間の径方向のオイル流れが促
進され、より多くのオイルが摩擦材３４の内周側を流
れ、より効果的に摩擦材３４、フロントカバー２６及び
ロックアップピストン３０を冷却することができる。

【００５８】なお、非ロックアップ時及びスリップ制御
時にはフロントカバー２６とロックアップピストン３０
とが相対回転しているため、非ロックアップ時及びスリ
ップ制御時からロックアップ状態に移行すると、冷却通
路６８がフロントカバー２６に対してその都度、周方向
に異なった位置となる。この点を考慮すると、ガイド壁
７０はフロントカバー２６の全周にわたって形成されて
いることが好ましい。

【００５９】ガイド壁７０の突出長（フロントカバー２
６のロックアップ解放側油室３３側面からの長さ）は特
に限定されないが、オイルの内周側から外周側へと向か
う速度成分を大きくするためには、突出長は、ロックア
ップ状態で突出端がフロントカバー２６に接触しない範
囲で長い方が、摩擦材３４をフロントカバー２６に確実
に接触させる観点からは好ましい。しかし、前述のよう
に、ガイド壁７０をフロントカバー２６の全周にわたっ
て形成した場合には、高温となったオイルの被動軸２０
の中心に向かう流れを確保するために、ロックアップ状
態でガイド壁７０の突出端とロックアップピストン３０
との間に所定の間隙７４が構成されるような突出長とさ
れる。

【００６０】ガイド壁７０を形成する方法としては特に
限定されず、例えば、フロントカバー２６を成形した
後、別途成形したガイド壁６０を取り付けても良いが、
例えば、プレス加工等によってフロントカバー２６とガ
イド壁７０とを一体的に成形することで、部品点数を増
大させることなく容易にガイド壁６０を形成することが
でき、トルクコンバータの製造コストの上昇を招くこと
がない。

【００６１】なお、上記各実施形態において、冷却通路
３６、ガイド面６２及びガイド面７２の傾斜角α、β、
γ、δ、εは、それぞれ冷却通路３６、５８、６８を通
ったオイルに外周側へ向かう速度成分を与えることがで
きれば特に限定されないが、例えば、３０°以上６０°
以下とすることができる。すなわち、３０°以上とする
ことで、外周側へ向かうオイルの速度成分を十分大きく
することができる。また、６０°以下とすることで、冷
却通路３６、ガイド壁６０、７０の成形が容易になる。

【００６２】また、上記各実施形態においては、冷却通
路５８、６８の断面形状を一定にしたが、これに代え
て、図１０に示される如く、冷却通路５８、６８の入口
角部に面取部５８Ａ、６８Ａを設け、冷却通路５８、６
８の入口でのオイル流れの剥離を抑制し、管路損失を低
減し、冷却オイル流量を増大させる構成としても良い。

【００６３】また、図１１に示される如く、冷却通路５
８、６８の入口角部にＲ部５８Ｂ、６８Ｂを設け、冷却
通路５８、６８の入口でのオイル流れの剥離を抑制し、
管路損失を低減し、冷却オイル流量を増大させる構成と
しても良い。

【００６４】また、図１２に示される如く、冷却通路５
８、６８を入口側５８Ｃ、６８Ｃから出口側５８Ｄ、６
８Ｄへ向かって縮径する細まり管とすることで、冷却通
路５８、６８の入口でのオイル流れの剥離を抑制し、管
路損失を低減し、冷却オイル流量を増大させる構成とし
ても良い。

【００６５】また、上記各実施形態においては、冷却通
路３６、５８、６８の数や大きさ（開口断面積）も特に
限定されず、摩擦材３４、フロントカバー２６及びロッ
クアップピストン３０を冷却するために必要なオイルが
フロントカバー２６とロックアップピストン３０との間
に流れこむだけの数や大きさであれば良い。なお、一般
的に使用されているトルクコンバータの場合には、冷却
通路総体での開口断面積が略一定の値をとるように、冷
却通路の数及び開口断面積を決定することが好ましい。
従って、冷却通路の数をｎ倍に増やした場合には、それ
ぞれの冷却通路の径(多角形状の孔の場合には辺の長
さ）を概ね（１／ｎ^1/2）倍とすれば良い。例えば、図
１３に示すように、冷却通路３６の数を４つとした場合
には、それぞれの冷却通路３６の径は、冷却通路３６を
１つのみ形成した場合の１／２とすれば良い。但し、冷
却通路の開口断面積があまりに小さくなると、オイルは
それ自身の粘性等によって流動が妨げられるおそれがあ
るので、このような流動抵抗が生じない範囲で冷却通路
を大きくすることが好ましい。また、冷却通路を複数形
成する場合には、摩擦材３４、フロントカバー２６及び
ロックアップピストン３０を偏りなく均一に冷却すると
いう観点から、図１３にも示すように、ロックアップピ
ストン３０の周方向に等しい間隔をあけて配置すること
が好ましい。

【００６６】摩擦材の例としても、上記に説明した摩擦
材３４に限られず、ロックアップ時にフロントカバー２
６とロックアップピストン３０とに接触して、摩擦抵抗
によってこれらを一体的に回転させることが可能な構成
とされていれば良い。例えば、摩擦材の数は１枚に限ら
れず、複数枚の摩擦材が厚み方向に並べて設けられて、
全体として本発明の摩擦材３４が構成されていても良
い。

【００６７】また、上記説明では、本発明のロックアッ
プクラッチ機構の例として、自動車のオートマチックト
ランスミッションと組み合わせて使用されるトルクコン
バータを挙げたが、本発明がこれに限定されないのはも
ちろんである。要するに、入力側部材と出力側部材とを
摩擦材を介して回転するように連結するロックアップク
ラッチ機構であって、摩擦材のロックアップ係合側油室
側とロックアップ解放側油室側とで一定の圧力差が必要
とされるようなロックアップクラッチ機構であれば良
い。従って、一般的な流体クラッチであっても良い。特
に、摩擦材の摩擦熱による温度上昇が問題となるロック
アップクラッチ機構や、すべり状態が継続するいわゆる
スリップ制御付きロックアップクラッチ機構等を冷却す
る場合に、特に有効である。

【００６８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、ロックアッ
プ係合側油室からの油圧力によってピストンとフロント
カバーを摩擦材を介して接触させるロックアップクラッ
チ機構において、フロントカバー側に摩擦材を貼り付け
ると共に、ピストンにおける摩擦材の対向面の内周側と
なる部位にピストンを効果的に冷却するための冷却通路
を設けたため、ピストンを効果的に冷却することがで
き、その結果としてスリップ制御作動領域（伝達トルク
やスリップ回転数の範囲）を拡大できるという優れた効
果を有する。

【００６９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のロックアップクラッチ機構において、冷却通路を通
ったオイルが内周側から外周側または回転方向へと向か
う速度成分を持つように流動方向を変換する変換手段を
有するため、請求項１に記載の効果に加えて、更に効果
的に冷却することができると共に、製造コストを増大さ
せることもないという優れた効果を有する。

【００７０】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載のロックアップクラッチ機構において、変換手段が、
冷却通路を傾斜させることにより構成されているため、
請求項２に記載の効果に加えて、部品点数を増大させる
ことなく変換手段を構成できるという優れた効果を有す
る。

【００７１】請求項４に記載の発明では、請求項２に記
載のロックアップクラッチ機構において、変換手段が、
フロントカバーとピストンとの間に設けられた傾斜面で
あるため、請求項２に記載の効果に加えて、傾斜面を設
けるだけの簡単な構成で変換手段を構成できるという優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のロックアップクラッチ
機構を示す断面図である。

【図２】（Ａ）は本発明の第１実施形態の摩擦材及びロ
ックアップピストンを示す正面図であり、ロックアップ
解放側油室内のオイル流れを示す正面図であり、（Ｂ）
はロックアップ係合側油室内のオイル流を示す正面図で
あり、（Ｃ）はフロントカバー、摩擦材及びロックアッ
プピストンを冷却通路の位置で径方向に破断して示す断
面図であり、（Ｄ）は従来技術におけるロックアップ解
放側油室内のオイル流れを示す正面図である。

【図３】（Ａ）は本発明の第１実施形態のロックアップ
クラッチ機構の冷却通路近傍を拡大して示す断面図であ
り、（Ｂ）は本発明の第１実施形態のロックアップクラ
ッチ機構の要部を拡大して示す断面図であり、ロックア
ップピストンを冷却するオイル流れを示す断面図であ
る。

【図４】ロックアップ解放側油室内の径方向のオイル循
環流れを説明する説明図である。

【図５】（Ａ）は本発明の第１実施形態のロックアップ
クラッチ機構の寿命と比較例１、２の寿命を示すグラフ
であり、（Ｂ）は本発明の第１実施形態のロックアップ
クラッチ機構の伝達トルクと比較例１、２の伝達トルク
を示すグラフである。

【図６】本発明の第１実施形態の変形例におけるロック
アップクラッチ機構の冷却通路近傍を拡大して示す図１
の矢印Ａ方向から見た断面図である。

【図７】本発明の第２実施形態のロックアップクラッチ
機構の冷却通路近傍を拡大して示す断面図であり、
（Ａ）は非ロックアップ時、（Ｂ）はロックアップ時及
びスリップ制御時である。

【図８】本発明の第２実施形態の変形例におけるロック
アップクラッチ機構の冷却通路近傍を拡大して示す図１
の矢印Ａ方向から見た断面図である。

【図９】本発明の第３実施形態のロックアップクラッチ
機構の冷却通路近傍を拡大して示す断面図であり、
（Ａ）は非ロックアップ時、（Ｂ）はロックアップ時及
びスリップ制御時である。

【図１０】本発明の他の実施形態におけるロックアップ
クラッチ機構の冷却通路近傍を拡大して示す断面図であ
る。

【図１１】本発明の他の実施形態におけるロックアップ
クラッチ機構の冷却通路近傍を拡大して示す断面図であ
る。

【図１２】本発明の他の実施形態におけるロックアップ
クラッチ機構の冷却通路近傍を拡大して示す断面図であ
る。

【図１３】本発明の他の実施形態における摩擦材対向面
及びロックアップピストンの正面図である。

【図１４】（Ａ）は本発明のロックアップクラッチ機構
の摩擦材近傍のオイル流れを示す拡大断面図であり、
（Ｂ）は従来のロックアップクラッチ機構の摩擦材近傍
のオイル流れを示す拡大断面図である。

【図１５】従来のロックアップクラッチ機構の一部を示
す断面図である。

【図１６】従来のロックアップクラッチ機構の一部を示
す概略図である。

【符号の説明】

１０トルクコンバータ（ロックアップクラッチ機
構）２６フロントカバー３０ロックアップピストン３４摩擦材３６冷却通路（変換手段）５８冷却通路６２ガイド面（変換手段）６８冷却通路７２ガイド面（変換手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者入谷昌徳愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者黒石真且愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者大森俊英愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者大澤正敬愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者小嶋昌洋愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者武内博明愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3J063 AB43 AB52 BA11 BA15 CA01 CD24 CD34 XD03 XD42 XD62 XD75 XE14 XE42 XF01 XH03 XH13 XH22 XH32 XH42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロックアップ係合側油室からの油圧力に
よってピストンとフロントカバーを摩擦材を介して接触
させるロックアップクラッチ機構において、前記フロントカバー側に前記摩擦材を貼り付けると共
に、前記ピストンにおける前記摩擦材の対向面の内周側とな
る部位に前記ピストンを効果的に冷却するための冷却通
路を設けたことを特徴とするロックアップクラッチ機
構。
【請求項２】前記冷却通路を通った前記オイルが内周側
から外周側または回転方向へと向かう速度成分を持つよ
うに流動方向を変換する変換手段を有することを特徴と
する請求項１に記載のロックアップクラッチ機構。
【請求項３】前記変換手段が、前記冷却通路を傾斜さ
せることにより構成されていることを特徴とする請求項
２に記載のロックアップクラッチ機構。
【請求項４】前記変換手段が、前記フロントカバーと
前記ピストンとの間に設けられた傾斜面であることを特
徴とする請求項２に記載のロックアップクラッチ機構。