JP2004257506A - Torque converter with lock-up clutch - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のロックアップクラッチ付トルクコンバータ装置に関し、詳しくは、ステータのロック機構を備えるロックアップクラッチ付トルクコンバータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、自動変速機はトルクコンバータを備え、クランクシャフトに出力されたエンジンの回転を、トルクコンバータを介して変速機の入力軸に伝達するようになっている。このトルクコンバータは、ポンプインペラ、タービンランナ、ステータ等によって構成され、また、ロックアップクラッチ装置、ダンパ装置を備えるものが一般的である。
【0003】
このようなトルクコンバータにおいては、速度比(タービン回転速度/ポンプ回転速度)が所定の領域になると、トルクコンバータ内の流体の流れが、ステータ羽根車の背面に当たるようになり、急激に効率が低下する。そこで、このような効率の低下を防ぐため、一般に、ステータは、ポンプとタービンに対する同方向への回転をフリーとし、逆方向の回転をロックするワンウェイクラッチを介して適宜の非回転部材に連結されている。
【0004】
このワンウェイクラッチは、上述のステータに対して、ポンプとタービンの回転数差が大きく、ステータ羽根車の表面側に流体の流れが当たるコンバータ領域では、タービンからポンプに戻る流体の流れを羽根車の表面側で偏向させてタービンのトルクを増幅させる作用を補助し、ポンプとタービンの回転数差が小さく、ステータ羽根車の背面側に流体の流れが当たるカップリング領域では、ポンプとタービンの回転方向と同方向に空転させて、流れの損失を防ぐ作用をする。
【0005】
上述のような作用をするワンウェイクラッチは、インナレースとアウタレースとの間に間隔保持部材により周方向間隔を保持させつつ、多数の径方向係合部材(スプラグ等)を配した構成を採るため、構造が複雑で、部品点数も多く、係合面の精密加工や耐久性確保のためのインナレースとアウタレースの係合面の焼き入れ等の熱処理を必要とすることから加工工数も増大し、製品コストの低減が困難であった。
【0006】
そこで、こうしたワンウェイクラッチを省略したステータを備えるトルクコンバータが提案されている。
【0007】
例えば、ステータと非回転部材間の係合を、トーラス内の流れによりステータまたはタービンハブに作用するスラスト力により、ステータを軸方向に移動させて行うようにしたロックアップクラッチ付トルクコンバータが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0008】
また、こうした技術に関連性を有する文献としては、下記の特許文献2、3が挙げられる。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−195375号公報
【特許文献2】
特開平08−42685号公報
【特許文献3】
特開2001−241532号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献1に開示されたロックアップクラッチ付トルクコンバータ装置においては、スラスト力を利用して、ステータ係合部の係合・解除を制御しているため、ステータと非回転部材との係合性、制御性が低下する恐れがあった。すなわち、スラスト力を制御することは困難であり、ステータと非回転部材との係合制御性が低下する恐れがあった。
【0011】
そこで、本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みて、ロックアップクラッチの制御油圧を用いて、ステータのワンウェイクラッチを省略しつつ、簡易な構造でより確実にステータの係合・解除を制御することのできるロックアップクラッチ付トルクコンバータ装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のロックアップクラッチ付トルクコンバータ装置は、エンジン出力軸にカバー部材を介して連結されたポンプインペラと、該ポンプインペラに対向して配置され、変速機入力軸に連結されたタービンランナと、前記ポンプインペラと前記タービンランナとの間に配置されたステータと、前記カバー部材と前記タービンランナとの間に配置され、軸方向に移動可能な環状のピストンを含むロックアップクラッチと、を備えたロックアップクラッチ付トルクコンバータ装置において、前記ステータを支持する環状の支持部材と、該支持部材と対向して回転不能に設けられた環状の非回転部材とを設け、前記支持部材および前記非回転部材は、前記ピストンを前記カバー部材に対して離隔させるロックアップ解除圧力を生じさせる第一の流れに対応して係合され、前記ピストンを前記カバー部材に対して接触させるロックアップ圧力を生じさせる第二の流れに対応して解除されるように構成されていることを特徴とする。
【0013】
このように構成した本発明のロックアップクラッチ付トルクコンバータ装置においては、ステータを支持する環状の支持部材と、支持部材と対向して回転不能に設けられた環状の非回転部材とを設け、支持部材および非回転部材は、ピストンをカバー部材に対して離隔させるロックアップ解除圧力を生じさせる第一の流れに対応して係合され、ピストンをカバー部材に対して接触させるロックアップ圧力を生じさせる第二の流れに対応して解除されるように構成されているため、エンドベアリングが必要となる等コストアップにつながる、従来の複雑なワンウェイクラッチを省略しつつ、簡易な構造でより確実にステータの係合、解除を制御することができる。
【0014】
また、前記第一の流れおよび前記第二の流れを形成する流路と、前記支持部材と前記非回転部材との間に形成される圧力室に導入された連通路と、前記流路と前記連通路とを連通させる開口部と、をさらに備え、前記開口部は、前記支持部材および前記非回転部材近傍の前記第一の流れよりも下流側に設けられてもよい。
【0015】
この場合、ロックアップOFF時には、カバー部材とロックアップピストンとの間から立ち上がり、ロックアップピストンをカバー部材から離隔するように駆動して、ポンプインペラ、タービンランナおよびステータを経由する作動油の流路と、非回転部材と支持部材との間に形成される圧力室とが、下流側で連通されているので、流体抵抗による圧力損失により非回転部材と支持部材との間に形成される空間内の圧力が非回転部材と支持部材の周囲の圧力よりも低くなり、非回転部材と支持部材とが係合する方向に力が発生し、これによりステータが固定される。一方、ロックアップON時には、ステータ周辺には流れがほとんど生じないため、上述の係合力が解除され、ステータは回転自在となる。これにより、従来のワンウェイクラッチと同等の機能を実現することが可能となる。
【0016】
さらに、前記開口部近傍の流路は隘路に形成されていてもよい。
【0017】
この場合は、開口部近傍の流路が絞られているので、この部分の流速が速くなり、これにより圧力が低下し、非回転部材と支持部材とから形成される空間内に生じる圧力と、非回転部材と支持部材の周囲に生じる圧力との間に発生する差圧がより大きくなり、係合力を促進することができる。
【0018】
また、前記ピストンと前記カバー部材との間に、前記ピストンを前記カバー部材から軸方向に離隔させるような付勢力を生じさせる弾性部材をさらに備え、前記支持部材および前記非回転部材は、前記第一の流れにより前記付勢力を促進して係合され、前記第二の流れにより前記付勢力に抗して解除されてもよい。
【0019】
この場合、ロックアップOFF時には、ロックアップOFF方向に弾性部材により付勢されたロックアップピストンが軸方向に移動可能な部材を介して、係合手段を構成するステータの支持部材を非回転部材と係合する方向に付勢する。これにより、弾性部材による弾性力に助成されて、支持部材と非回転部材とが係合し、ステータが固定されるとともに、ロックアップOFF時のロックアップピストンとカバー部材との解放性能も向上する。一方、ロックアップON時には、弾性部材による弾性力よりも大きな油圧力によりロックアップピストンがカバー部材とロックアップ係合すると共に、支持部材と非回転部材との間の係合力が解除され、ステータは回転自在となる。
【0020】
また、前記ピストンは、外周側端面および内周側端面において、液密にシールされるとともに軸方向に移動可能に支持され、前記支持部材および前記非回転部材は、前記第一の流れおよび前記第二の流れによる前記ピストンの軸方向の移動に連動して係合・解除されてもよい。
【0021】
この場合、ロックアップONおよびOFF時の作動油圧をより有効にロックアップピストンに作用させることができ、効率的なロックアップON・OFF制御が可能となる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【0023】
まず、本発明が適用されるトルクコンバータの概要について、図1を参照しながら説明する。
【0024】
図1は、本発明の第一の実施形態に係るロックアップクラッチ付トルクコンバータの上半分を示す断面図である。
【0025】
トルクコンバータ1は、図1に示されるように、同一回転軸回りに回転自在に配されているコンバータカバー12、ポンプインペラ13、タービンランナ14、タービンハブ15、ステータ30、ロックアップクラッチ機構17、および、ダンパ19等により構成される。
【0026】
このように構成されたトルクコンバータ1において、図示されないエンジンから伝達される回転力はコンバータカバー12を介してポンプインペラ13に伝達され、該ポンプインペラ13の回転に伴って発生する作動油の流れによってタービンランナ14を回転させ、該タービンランナ14の回転がタービンハブ15を介して変速機5の入力軸100に伝達されるようになっている。
【0027】
ここで、作動油が、変速機5側に設けられた不図示のオイルポンプから変速機5の入力軸100の内部に設けられた油路102を経由して、コンバータカバー12の内側面とこれと対向するロックアップピストン20の側面とで形成される空間をロックアップピストン20の外周側に向かって流れ、トーラス内を経由し、さらに変速機ケースから延在されたスリーブ50の外周部とコンバータカバー12に連設されたカバー支持部材60の内周部との間に形成される流路52を介して、オイルポンプに環流するように流れる場合には、ロックアップピストン20は、コンバータカバー12から軸方向に離隔するように押圧され、ロックアップOFF状態に維持される。なお、入力軸100とスリーブ50との間に形成された空間54には、ブッシュ55が空間54内に配置されているために、ほとんど流れが生じない。
【0028】
これに対して、切替バルブを介して、上述の流れと逆方向の作動油の流れが形成される場合には、ロックアップピストン20は、コンバータカバー12に接触するように軸方向に押圧され、ロックアップON状態に維持される。すなわち、車両の発進後、車両速度が所定の速度に到達すると、オイルポンプから流路52を介して送られてくる作動油の圧力によりロックアップピストン20がロックアップクラッチ機構17の外周部に設けられたクラッチ部材18をコンバータカバー12の内側面に押しつけ、これにより、不図示のエンジンからコンバータカバー12に伝えられた動力が、出力部材としてのタービンハブ15に直接伝達され、エンジンと変速機5の入力軸100とが直結される。
【0029】
なお、入力側のロックアップピストン20と、出力側のタービンハブ15との間に介設されているダンパ19によって、ロックアップON時にコンバータカバー12からタービンハブ15に伝達されるトルクの変動が吸収されることになる。
【0030】
次に、本発明の第一の実施形態に係るステータの係合手段について詳細に説明する。
【0031】
図1に示されるように、回転可能なカバー支持部材60に連結されたコンバータカバー12で形成される空間内に、前述のポンプインペラ13、タービンランナ14、ロックアップクラッチ機構17等が配置されている。作動油の油路102を有する入力軸100の外周部に変速機ケースから延在されたスリーブ50には、ボス部40Lを有する環状の非回転部材40が部分的に密着嵌合して回転不能に固定され、コンバータカバー12に設けられた軸受け37を介して軸方向に支持されている。そして、この非回転部材40に対向し、第一の内周部33aが非回転部材40の外周部に、第二の内周部33bがボス部40Lに軸方向摺動自在に支持されると共に、ステータ30が取り付けられている環状の支持部材33が配置されている。また、支持部材33は、タービンハブ15の側面に設けられた軸受け35を介して軸方向に支持されている。
【0032】
ここで、支持部材33の非回転部材40の側面40aと対向する側面33cには、回転軸の径方向に延在する摩擦部材33dが設けられており、非回転部材40の対向面40aとの間で係合手段を構成している。
【0033】
また、非回転部材40の外周部には、例えばシールリングが介設され、非回転部材40のボス部40Lであって支持部材33の第二の内周部33bと対向する側には、例えばシールリングが介設され、それぞれ43a、43bを形成し、非回転部材40とスリーブ50との間の上述の密着嵌合部によりシール部43sが形成されている。これにより支持部材33の摩擦部材33d側の側面と、これに対向する非回転部材40の側面40aとの間に、実質的に密閉された空間である圧力室SLが形成されている。
【0034】
なお、このシール部43sは、上述のシール部43a、43bと同様な、例えばシールリングを介設することにより形成してもよい。
【0035】
さらに、非回転部材40には、その変速機5側に、軸受け37周辺の作動油の流れをバイパスするバイパス流路41が形成されていると共に、支持部材33の摩擦部材33dと対向する側面の径方向中央部から上述のシール部43sを形成する内周側に向かって、圧力室SLに連通する連通路44が形成されている。そして、この連通路44は、スリーブ50の内部に形成された連通路46に連通され、さらに、この連通路46は、ロックアップピストン20を駆動する流路である前述の流路52に、スリーブ50の外周面に設けられた開口部45を介して連通されている。
【0036】
ここで、摩擦部材33dは、ステータ30の負荷に対応させて、多板構造としても良いし、摩擦部材33dの摩擦面には、油圧を適切に作用させるための例えば格子状の溝を形成することができる。
【0037】
次に、このように構成された本発明の第一の実施形態に係るトルクコンバータのステータ30の動作について図2を参照して説明する。
【0038】
図2は、ロックアップOFF時の作動油の流れを示す図である。なお、図2において、実線の矢印は流量の大きい作動油の主な流れを示し、点線の矢印は流量の小さい(ほとんど流れが生じていない)流れを示すものとする。
【0039】
第一の流れが形成されるロックアップOFF時には、図2に示すように、ロックアップピストン20を駆動する作動油は、変速機5側に設けられた不図示のオイルポンプから変速機5の不図示の切替バルブを介し、入力軸100の内部に設けられた油路102を経由して、コンバータカバー12の内側面とこれに対向するロックアップピストン20の側面とで形成される空間をロックアップピストン20の外周側に向かって流れる。そして、ロックアップピストン20をコンバータカバー12から軸方向に離隔させるように押圧しながら、ロックアップクラッチ機構17の外周部を経由してトーラス内に流れ、その後、主に、ステータ30のポンプインペラ13側の空間を経由して、非回転部材40に設けられたバイパス流路41および流路52を通過して変速機5側に環流する。
【0040】
このような作動油の流れの流体抵抗により、圧力損失が発生し、開口部45周辺の圧力は、開口部45より上流側に位置する支持部材33および非回転部材40の周辺の空間SHの圧力よりも低くなっている。一方、シール部43a、43bに実質的に密閉されている圧力室SL内の圧力は、流体の流れがないため、開口部45周辺の圧力とほぼ同圧となり、支持部材33および非回転部材40周辺の空間SHの圧力よりも低圧となる。
【0041】
従って、作動油がロックアップピストン20をロックアップOFF状態に駆動する流れにより、ステータ30の支持部材33に設けられた摩擦部材33dと、非回転部材40の対向する側面40aとの間に互いに引き合う方向の力が働き、支持部材33の摩擦部材33dと、非回転部材40の対向面40aとが係合し、ステータ30が回転不能に固定される。
【0042】
ここで、開口部45周辺の流路52を隘路(絞り)として形成すれば、開口部45周辺の作動油の流速が速くなる。そして、この流速増大に伴い、開口部45周辺の圧力低下が促進され、前述の空間SHと、圧力室SLとの間に発生する差圧が増大し、摩擦部材33dと、対向面40aとの間で、より大きな係合力を得ることができる。
【0043】
これに対して、ロックアップOFF時から第二の流れを形成するロックアップON時に状態が変化した場合は、ロックアップピストン20を駆動する作動油は、過渡的に、前述したロックアップOFF時の作動油の流れと逆方向に、前述のようにオイルポンプから切替バルブを介して流路52を通り、非回転部材40に設けられたバイパス流路41を経由して、ステータ30のポンプインペラ13側の空間からポンプインペラ13およびタービンランナ14との間に形成された空間へ流れ込む。そして、この作動油の流れは、ロックアップピストン20を、クラッチ部材18がコンバータカバー12の内側面に接触するように押圧するが、一旦、ロックアップピストン20が、クラッチ部材18を介してコンバータカバー12の内側面と接触するロックアップON状態が形成された後は、ロックアップピストン20、クラッチ部材18およびコンバータカバー12の内周面とでシール部が形成され、上述の過渡的な作動油の流れが遮断される。これにより、支持部材33および非回転部材40周辺の空間SHには、ほとんど流れが生じなくなり、開口部45周辺の圧力とほとんど同圧となる。従って、開口部45と連通されている圧力室SLの圧力ともほぼ同圧となるので、ステータ30の支持部材33に設けられた摩擦部材33dを有する側面と、非回転部材40の対向面40aとの間に発生していた互いに引き合う方向の力が消失し、ステータ30は自在に回転可能となる。
【0044】
また、ステータ30を固定状態(いわゆるコンバータ状態)から、回転自在の状態(いわゆるカップリング状態)に切り替えるタイミングは、ロックアップクラッチ機構17をロックアップOFF状態からロックアップON状態に切り替えるタイミングとほぼ同じであるので、上述のように構成した本発明に係るトルクコンバータ1のステータ30は、従来のワンウェイクラッチ付きのステータとほぼ同等の機能を実現することができる。
【0045】
通常、ワンウェイクラッチ付きステータは、ロックアップOFF時、例えばポンプインペラとタービンランナとの回転速度差が大きい時には、回転不能に固定され、ロックアップON時、例えばポンプインペラとタービンランナとの回転速度差が小さい時には、回転自在とされる。
【0046】
本発明の実施形態に係るトルクコンバータ1のステータ30においては、エンドベアリングが必要となる等コストアップにつながる、ワンウェイクラッチを省略し、上述したようにロックアップピストン20を駆動する作動油の流れを利用してワンウェイクラッチと同等の機能を実現している。
【0047】
なお、本実施形態においては、例えば図2に示すような作動油の流れを採用したが、これに限定されるものではなく、支持部材33および非回転部材40周辺の空間SHと、支持部材33の摩擦部材33d側の側面33cと、これに対向する非回転部材40の側面40aとの間で形成される圧力室SLとを連通させる開口部45を、空間SHよりもロックアップOFF時の作動油の流れにおける下流側、すなわち低圧側に設けることとすれば、同様の機能を実現することができる。
【0048】
また、摩擦部材33dは、支持部材33の摩擦部材33d側の側面33c及びこれに対向する非回転部材40の側面40aの双方若しくは一方に設けることができる。
【0049】
さらに、本実施形態においては空間SHと圧力室SLとを開口部45により連通させ、両者の差圧によりステータ30を駆動しているが、流路52と連通路46とを連通させる開口部45を設けずに、それぞれの流路52、46を独立に設けることによって、圧力室SL内の流量制御を独立に行っても良い。
【0050】
例えば、入力軸100内に、油路102と異なる、流路52と連通されていない新たな専用流路を形成し、この専用流路と圧力室SLとを連通させ、この新たな専用流路と流路52との流量制御を独立に行えば、流路52内の作動油の流れによらず、圧力室SL内の流量制御を独立に行うことができる。
【0051】
この場合は、第一の実施形態に比し、制御要素の増大、流路の増大となるが、ステータ30の固定または回転を自由に設定できるため、ワンウェイクラッチを採用した場合と全く同等の機能を実現することができる。また、専用流路内の油圧を低めに制御することにより、可変容量のトルクコンバータの設定が可能となる。これにより、入力トルクが大きいときに、駆動系の負荷が増大するのを回避したり、車両の挙動を緩やかにする、エンジン騒音を減少させるといった効果を得ることが期待できる。
【0052】
次に、本発明の第二の実施形態に係るステータの係合手段について、図3を用いて説明する。
【0053】
なお、本実施形態においては、第一の実施形態におけるロックアップピストンの内周側の側面とこれに対向するコンバータカバー12との間に弾性部材25を設けたものであり、他の基本的構成要素は第一の実施形態と同様であるので、簡単のため説明は省略し、同様の要素には同様の符号を付する。
【0054】
図3は、本発明の第二の実施形態に係るロックアップクラッチ付トルクコンバータ1Aの上半分を示す断面図である。
【0055】
本実施形態においては、図3に示すように、環状の部材であるロックアップピストン20の内周側近傍の径方向側面と、これに対向するコンバータカバー12の側面との間に、ロックアップピストン20をステータ30側に押圧するように付勢された弾性部材としての皿バネ25が設けられており、また、この皿バネ25には油路孔26が設けられている。さらに、ロックアップピストン20の内周側端面は、軸方向移動可能に取り付けられているタービンハブ15の凹部15aに配置され、該凹部15aを軸方向に押圧するように接触している当り面20aにて、タービンハブ15を軸方向ステータ30側に移動させることが可能となっている。さらに、タービンハブ15は、ステータ30側の側面において、前述したように軸受け35を介してステータ30の支持部材33を軸方向に支持している。
【0056】
なお、本実施形態においては、第一の実施形態のような、支持部材33と非回転部材40との間の空間と、周囲の空間との間に発生する差圧をステータ30の駆動力として用いていないので、第一の実施形態におけるシール部43a、43b、43sは、不要となる。
【0057】
このように構成された本発明の第二の実施形態に係るトルクコンバータ1Aのステータ30においては、例えば作動油が図2に示すように、ロックアップOFF時に、ロックアップクラッチ機構17のロックアップピストン20をコンバータカバー12から離隔させるように駆動するときは、作動油が入力軸100の内部に設けられた油路102を経由して、皿ばね25に設けられた油路孔26を通過して、コンバータカバー12の内側面と、これと対向するロックアップピストン20との側面によって形成される空間に沿って、第一の実施形態と同様な流れを形成するとともに、ロックアップピストン20をコンバータカバー12から離隔させる方向に付勢された皿ばね25の弾性力が加えられ、タービンハブ15および軸受け35を介して、ステータ30の支持部材33に設けられた摩擦部材33dを、非回転部材40の対抗面40aと係合するように駆動し、ステータ30が固定される。これにより、先の実施形態と同様な作動油の流れによるロックアップピストン20の駆動力に加えて、皿ばね25による弾性力もロックアップピストン20に加えられるので、ロックアップOFF時のステータの係合力が助長されるとともに、ロックアップピストン20のロックアップOFF時の解放性能も向上される。
【0058】
これに対して、作動油がロックアップON時に、ロックアップクラッチ機構17のロックアップピストン20をコンバータカバー12に接触させるように駆動するときは、皿ばね25の付勢力よりも大きい力でロックアップピストン20がロックアップクラッチ機構17の外周部に設けられたクラッチ部材18をコンバータカバー12に接触させると共に、ステータ30の支持部材33に設けられた摩擦部材33dと、非回転部材40の対抗面40aとの間の係合力を解除し、これによりステータ30は回転自在となる。
【0059】
なお、ロックアップピストン20の当り面20aは、皿ばね25による付勢力の伝達を安定させ、部材への負担を軽減させるために、より広い面にて設定しても良い。
【0060】
また、ステータ30の支持部材33に設けられた摩擦部材33dは、第一の実施形態と同様に、摩擦面に溝を設けても良いし、多板構造としても良い。
【0061】
次に、本発明の第三の実施形態に係るステータの係合手段について、図4を用いて説明する。
【0062】
なお、本実施形態においては、第二の実施形態における皿ばね25を省略し、ロックアップピストン20の外周側端面をコンバータカバー12の対向する面と摺動可能にシールしたものであり、他の基本的構成要素は第二の実施形態と同様であるので、簡単のため説明は省略し、同様の要素には同様の符号を付する。
【0063】
図4は、本発明の第三の実施形態に係るロックアップクラッチ付トルクコンバータ1Bの上半分を示す断面図である。
【0064】
本実施形態においては、図4に示すように、環状の部材であるロックアップピストン20の内周側端面は、第二の実施形態と同様に、軸方向移動可能に取り付けられているタービンハブ15の凹部15aに配置され、該凹部15aを軸方向に押圧するように接触している当り面20aにて、タービンハブ15を軸方向にステータ30側に移動させることが可能となっている。また、ステータ30の支持部材33は、タービンハブ15のステータ30側の側面において、前述したように軸受け35を介して軸方向移動可能に支持されている。
【0065】
ここで、ロックアップピストン20の内周側端面は、これと対向するタービンハブ15の凹部15aの対向面との間に設けられたシール部15sにてシールされていると共に、ロックアップピストン20の外周側端面は、これと対向するコンバータカバー12の対向面との間に設けられたシール部20sにて軸方向移動可能にシールされている。また、ロックアップピストン20の外周側のコンバータカバー12側の径方向側面には、クラッチ部材22が貼着されている。
【0066】
このように構成された本発明の第三の実施形態に係るトルクコンバータ1Bのステータ30においては、例えば作動油が図2に示すように、ロックアップOFF時に、ロックアップクラッチ機構17のロックアップピストン20をコンバータカバー12から離隔させるように駆動するときは、作動油が入力軸100の内部に設けられた油路102を経由して、コンバータカバー12の内側面と、これと対向し、外周端をシール部20sにてコンバータカバー12との間でシールされ、内周端をシール部15sにてタービンハブ15の凹部15aの対向面との間でシールされたロックアップピストン20の径方向側面によって形成された空間に流れ込み、ロックアップピストン20をコンバータカバー12から離隔させる方向に駆動し、これに連動してタービンハブ15および軸受け35を介して、ステータ30の支持部材33に設けられた摩擦部材33dを、非回転部材40の対抗面40aと係合するように駆動し、ステータ30が固定される。
【0067】
これに対して、作動油がロックアップON時に、ロックアップクラッチ機構17のロックアップピストン20をコンバータカバー12に接触させるように駆動するときは、ロックアップピストン20の外周部側面に設けられたクラッチ部材22がコンバータカバー12に接触されると共に、このロックアップピストン20の動きと連動して、ステータ30の支持部材33に設けられた摩擦部材33dと、非回転部材40の対抗面40aとの間の係合力が解除され、ステータ30は回転自在となる。
【0068】
このようにして、ロックアップピストン20の内周側、外周側ともにシール部15s、20sにてシールされているため、作動油によるロックアップピストン20を駆動するための駆動圧がロックアップピストン20の径方向側面に効率的にかけられるとともに、ロックアップピストン20の軸方向の移動と連動したステータ30の固定・解除の制御が可能となる。
【0069】
なお、第二の実施形態と同様にロックアップピストン20の当り面20aは、ロックアップピストン20の移動による力の伝達を安定させ、部材への負担を軽減させるために、より広い面にて設定しても良い。
【0070】
また、ステータ30の支持部材33に設けられた摩擦部材33dは、第一の実施形態と同様に、摩擦面に溝を設けても良いし、多板構造としても良い。
【0071】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、従来の複雑なワンウェイクラッチを省略しつつ、簡易な構造でより確実にステータの係合、解除を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態に係るロックアップクラッチ付トルクコンバータの上半分を示す断面図である。
【図2】本発明に係るロックアップクラッチ付トルクコンバータのロックアップOFF時の作動油の流れを示す図である。
【図3】本発明の第二の実施形態に係るロックアップクラッチ付トルクコンバータの上半分を示す断面図である。
【図4】本発明の第三の実施形態に係るロックアップクラッチ付トルクコンバータの上半分を示す断面図である。
【符号の説明】
1 トルクコンバータ
1A トルクコンバータ
1B トルクコンバータ
5 変速機
12 コンバータカバー
13 ポンプインペラ
14 タービンランナ
15 タービンハブ
15a 凹部
15s シール部
17 ロックアップクラッチ機構
18 クラッチ部材
19 ダンパ
20 ロックアップピストン
20a 当り面
20s シール部
22 クラッチ部材
25 皿ばね
26 油路孔
30 ステータ
33 支持部材
33a 第一の内周部
33b 第二の内周部
33c 対向側面
33d 摩擦部材
35 軸受け
37 軸受け
40 非回転部材
40a 対抗面
40L ボス部
41 バイパス流路
43a シール部
43b シール部
43s シール部
44 連通路
45 開口部
46 連通路
50 スリーブ
52 流路
54 空間
55 ブッシュ
60 カバー支持部材
100 入力軸
102 油路
SH 空間
SL 圧力室[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a torque converter device with a lock-up clutch for an automobile or the like, and more particularly, to a torque converter device with a lock-up clutch provided with a lock mechanism for a stator.
[0002]
[Prior art]
Usually, the automatic transmission includes a torque converter, and transmits the rotation of the engine output to the crankshaft to the input shaft of the transmission via the torque converter. This torque converter includes a pump impeller, a turbine runner, a stator, and the like, and generally includes a lock-up clutch device and a damper device.
[0003]
In such a torque converter, when the speed ratio (turbine rotation speed / pump rotation speed) falls within a predetermined range, the flow of the fluid in the torque converter hits the back surface of the stator impeller, and the efficiency drops rapidly. I do. Therefore, in order to prevent such a decrease in efficiency, the stator is generally connected to an appropriate non-rotating member via a one-way clutch that locks rotation in the same direction with respect to the pump and the turbine and locks rotation in the opposite direction. ing.
[0004]
In this one-way clutch, the difference in rotation speed between the pump and the turbine with respect to the stator described above is large, and in the converter region where the fluid flows on the surface side of the stator impeller, the flow of fluid returning from the turbine to the pump is controlled by the impeller. In the coupling area where the deflection on the surface side amplifies the torque of the turbine by amplifying the torque of the turbine, the difference in the number of revolutions between the pump and the turbine is small, and the fluid flow hits the back side of the stator impeller, the rotation direction of the pump and the turbine In the same direction as above, it acts to prevent loss of flow.
[0005]
The one-way clutch that operates as described above adopts a configuration in which a number of radial engagement members (sprags and the like) are arranged while maintaining a circumferential interval between the inner race and the outer race by a spacing member. The structure is complicated, the number of parts is large, and heat treatment such as quenching of the engagement surface between the inner and outer races is required to ensure the precision machining of the engagement surface and the durability. It was difficult to reduce the cost.
[0006]
Therefore, a torque converter including a stator without such a one-way clutch has been proposed.
[0007]
For example, there has been proposed a torque converter with a lock-up clutch in which engagement between a stator and a non-rotating member is performed by axially moving the stator by a thrust force acting on the stator or the turbine hub by a flow in the torus. (For example, see Patent Document 1).
[0008]
Patent documents 2 and 3 listed below are relevant to such techniques.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-195375
[Patent Document 2]
JP-A-08-42685
[Patent Document 3]
JP 2001-241532 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the torque converter device with a lock-up clutch disclosed in Patent Document 1 described above, the engagement / disengagement of the stator engagement portion is controlled by using the thrust force. There is a possibility that the engagement and controllability of the steel may decrease. That is, it is difficult to control the thrust force, and the controllability of engagement between the stator and the non-rotating member may be reduced.
[0011]
In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention uses a control hydraulic pressure of a lock-up clutch to omit the one-way clutch of the stator, and more reliably engages and disengages the stator with a simple structure. It is an object of the present invention to provide a torque converter device with a lock-up clutch capable of controlling the torque converter.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a torque converter device with a lock-up clutch according to the present invention includes a pump impeller connected to an engine output shaft via a cover member, and a transmission input shaft disposed opposite to the pump impeller. And a stator disposed between the pump impeller and the turbine runner, and an annular piston disposed between the cover member and the turbine runner and movable in the axial direction. A lock-up clutch, and a torque converter device with a lock-up clutch, comprising: an annular support member that supports the stator; and an annular non-rotating member that is non-rotatably opposed to the support member. The support member and the non-rotating member are unlocked to separate the piston from the cover member. It is configured to be engaged in response to a first flow that produces a force and released in response to a second flow that produces a lock-up pressure that causes the piston to contact the cover member. It is characterized by the following.
[0013]
In the torque converter device with a lock-up clutch of the present invention configured as described above, an annular support member that supports the stator and an annular non-rotating member that is non-rotatably provided facing the support member are provided. The member and the non-rotating member are engaged in response to a first flow that creates a lock-up release pressure that separates the piston from the cover member, creating a lock-up pressure that causes the piston to contact the cover member. It is configured to be released in response to the second flow, so the end bearing is required and the cost is increased.The conventional complicated one-way clutch is omitted, and the stator is more reliably configured with a simple structure. Can be controlled to be engaged and disengaged.
[0014]
In addition, a flow path that forms the first flow and the second flow, a communication path introduced into a pressure chamber formed between the support member and the non-rotating member, An opening communicating with a communication passage, wherein the opening is provided downstream of the first flow near the support member and the non-rotating member.
[0015]
In this case, when the lock-up is OFF, the hydraulic oil flows up through the pump impeller, the turbine runner, and the stator by rising from between the cover member and the lock-up piston and driving the lock-up piston away from the cover member. And the pressure chamber formed between the non-rotating member and the supporting member are communicated on the downstream side, so that the pressure chamber formed between the non-rotating member and the supporting member due to pressure loss due to fluid resistance. Is lower than the pressure around the non-rotating member and the supporting member, and a force is generated in a direction in which the non-rotating member and the supporting member engage, thereby fixing the stator. On the other hand, when the lock-up is ON, almost no flow occurs around the stator, so that the above-described engagement force is released, and the stator becomes rotatable. This makes it possible to realize a function equivalent to that of a conventional one-way clutch.
[0016]
Furthermore, the flow path near the opening may be formed in a narrow path.
[0017]
In this case, since the flow path in the vicinity of the opening is narrowed, the flow velocity in this portion is increased, thereby reducing the pressure, and the pressure generated in the space formed by the non-rotating member and the support member, The differential pressure generated between the non-rotating member and the pressure generated around the support member becomes larger, and the engagement force can be promoted.
[0018]
Further, an elastic member is provided between the piston and the cover member for generating an urging force to separate the piston from the cover member in the axial direction, and the support member and the non-rotating member include The urging force may be promoted by one flow to be engaged, and released by the second flow against the urging force.
[0019]
In this case, at the time of lock-up OFF, the lock-up piston urged by the elastic member in the lock-up OFF direction moves the support member of the stator constituting the engagement means to the non-rotating member via a member movable in the axial direction. Energize in the direction of engagement. Thereby, the support member and the non-rotating member are engaged with each other with the aid of the elastic force of the elastic member, and the stator is fixed, and the release performance of the lock-up piston and the cover member when lock-up is OFF is also improved. . On the other hand, when the lock-up is ON, the lock-up piston lock-engages with the cover member due to an oil pressure greater than the elastic force of the elastic member, and the engaging force between the support member and the non-rotating member is released, and the stator is turned off. It becomes rotatable.
[0020]
Further, the piston is liquid-tightly sealed and supported movably in the axial direction on an outer peripheral end face and an inner peripheral end face, and the support member and the non-rotating member are configured to support the first flow and the second flow. The engagement / disengagement may be performed in conjunction with the axial movement of the piston due to the second flow.
[0021]
In this case, the operating oil pressure during lock-up ON and OFF can be more effectively applied to the lock-up piston, and efficient lock-up ON / OFF control can be performed.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
First, an outline of a torque converter to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
[0024]
FIG. 1 is a sectional view showing an upper half of a torque converter with a lock-up clutch according to a first embodiment of the present invention.
[0025]
As shown in FIG. 1, the torque converter 1 includes a
[0026]
In the torque converter 1 configured as described above, the torque transmitted from the engine (not shown) is transmitted to the
[0027]
Here, hydraulic oil is supplied from an oil pump (not shown) provided on the
[0028]
On the other hand, when the flow of the hydraulic oil in the opposite direction to the above-described flow is formed via the switching valve, the lock-up
[0029]
The
[0030]
Next, the engagement means of the stator according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.
[0031]
As shown in FIG. 1, the
[0032]
Here, a
[0033]
Further, for example, a seal ring is interposed on the outer peripheral portion of the
[0034]
The seal portion 43s may be formed by, for example, interposing a seal ring similar to the
[0035]
Further, the
[0036]
Here, the
[0037]
Next, the operation of the thus configured
[0038]
FIG. 2 is a diagram illustrating the flow of the hydraulic oil when the lockup is turned off. In FIG. 2, the solid arrow indicates the main flow of the hydraulic oil having a large flow rate, and the dotted arrow indicates the flow having a small flow rate (almost no flow).
[0039]
At the time of lock-up OFF in which the first flow is formed, as shown in FIG. 2, hydraulic oil for driving the lock-up
[0040]
Due to such fluid resistance of the flow of the hydraulic oil, a pressure loss occurs, and the pressure around the
[0041]
Therefore, the flow of the hydraulic oil driving the lock-up
[0042]
Here, if the
[0043]
On the other hand, when the state changes from the lock-up OFF state to the lock-up ON state that forms the second flow, the hydraulic oil that drives the lock-up
[0044]
The timing of switching the
[0045]
Normally, a stator with a one-way clutch is fixed so as not to rotate when the lock-up is OFF, for example, when the rotation speed difference between the pump impeller and the turbine runner is large, and when the lock-up is ON, for example, the rotation speed difference between the pump impeller and the turbine runner. When is small, it is rotatable.
[0046]
In the
[0047]
In the present embodiment, for example, the flow of the hydraulic oil as shown in FIG. 2 is employed, but the flow is not limited thereto, and the space SH around the
[0048]
Further, the
[0049]
Further, in the present embodiment, the space SH and the pressure chamber SL are communicated with each other through the
[0050]
For example, a new dedicated flow path which is different from the
[0051]
In this case, the number of control elements and the number of flow paths are increased as compared with the first embodiment. However, since the fixing or rotation of the
[0052]
Next, the engagement means of the stator according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0053]
In this embodiment, an
[0054]
FIG. 3 is a sectional view showing an upper half of a
[0055]
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a lock-up piston is provided between a radial side surface near an inner peripheral side of a lock-up
[0056]
In the present embodiment, the differential pressure generated between the space between the
[0057]
In the thus configured
[0058]
On the other hand, when the lock-up
[0059]
The
[0060]
Further, the
[0061]
Next, the engaging means of the stator according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0062]
In the present embodiment, the
[0063]
FIG. 4 is a sectional view showing an upper half of a torque converter 1B with a lock-up clutch according to a third embodiment of the present invention.
[0064]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the inner peripheral side end face of the lock-up
[0065]
Here, the inner peripheral end surface of the lock-up
[0066]
In the thus configured
[0067]
On the other hand, when the lock-up
[0068]
In this way, since the inner peripheral side and the outer peripheral side of the lock-up
[0069]
As in the second embodiment, the
[0070]
Further, the
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the engagement and disengagement of the stator can be more reliably controlled with a simple structure while omitting the conventional complicated one-way clutch.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an upper half of a torque converter with a lock-up clutch according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a flow of hydraulic oil when a lock-up of a torque converter with a lock-up clutch according to the present invention is turned off.
FIG. 3 is a sectional view showing an upper half of a torque converter with a lock-up clutch according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing an upper half of a torque converter with a lock-up clutch according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Torque converter
1A torque converter
1B torque converter
5 Transmission
12 Converter cover
13 Pump impeller
14 Turbine runner
15 Turbine hub
15a recess
15s Seal part
17 Lock-up clutch mechanism
18 Clutch member
19 Damper
20 Lock-up piston
20a per side
20s seal part
22 Clutch member
25 disc spring
26 Oil passage hole
30 Stator
33 Supporting member
33a first inner circumference
33b Second inner circumference
33c opposite side
33d friction member
35 bearing
37 bearing
40 Non-rotating member
40a counter surface
40L boss
41 Bypass channel
43a Seal part
43b Seal part
43s seal part
44 Connecting passage
45 opening
46 connecting passage
50 sleeve
52 channel
54 space
55 bush
60 Cover support member
100 input shaft
102 Oilway
SH space
SL pressure chamber
Claims (5)
前記ステータを支持する環状の支持部材と、該支持部材と対向して回転不能に設けられた環状の非回転部材とを設け、
前記支持部材および前記非回転部材は、前記ピストンを前記カバー部材に対して離隔させるロックアップ解除圧力を生じさせる第一の流れに対応して係合され、前記ピストンを前記カバー部材に対して接触させるロックアップ圧力を生じさせる第二の流れに対応して解除されるように構成されていることを特徴とするロックアップクラッチ付トルクコンバータ装置。A pump impeller connected to the engine output shaft via a cover member, a turbine runner disposed opposite to the pump impeller and connected to a transmission input shaft, and disposed between the pump impeller and the turbine runner. And a lock-up clutch including a ring-shaped piston that is disposed between the cover member and the turbine runner and that is movable in the axial direction.
An annular supporting member that supports the stator, and an annular non-rotating member that is provided to be non-rotatably opposed to the supporting member,
The support member and the non-rotating member are engaged in response to a first flow that generates a lock-up release pressure that separates the piston from the cover member, and causes the piston to contact the cover member. A torque converter device with a lock-up clutch, which is configured to be released in response to a second flow for generating a lock-up pressure to be generated.
前記支持部材と前記非回転部材との間に形成される圧力室に導入された連通路と、
前記流路と前記連通路とを連通させる開口部と、
をさらに備え、
前記開口部は、前記支持部材および前記非回転部材近傍の前記第一の流れよりも下流側に設けら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クラッチ付トルクコンバータ装置。A flow path forming the first flow and the second flow;
A communication path introduced into a pressure chamber formed between the support member and the non-rotating member,
An opening for communicating the flow path and the communication path,
Further comprising
2. The torque converter device with a lock-up clutch according to claim 1, wherein the opening is provided downstream of the first flow near the support member and the non-rotating member. 3.
前記支持部材および前記非回転部材は、前記第一の流れにより前記付勢力を促進して係合され、前記第二の流れにより前記付勢力に抗して解除され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付トルクコンバータ装置。Between the piston and the cover member, further comprising an elastic member that generates an urging force such that the piston is axially separated from the cover member,
The support member and the non-rotating member are engaged by promoting the urging force by the first flow, and are released against the urging force by the second flow. 2. The torque converter device with a lock-up clutch according to 1.
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2008175338A (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Honda Motor Co Ltd | Hydraulic transmission apparatus |
JP2015203432A (en) * | 2014-04-11 | 2015-11-16 | 日産自動車株式会社 | Thrust induction type rotation control device |
-
2003
- 2003-02-27 JP JP2003050564A patent/JP2004257506A/en active Pending
Cited By (2)
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