JP2007239915A - トルクコンバータ - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンの摩擦材の切削する切削手段を備えたトルクコンバータを提供する。
【解決手段】カバー２内を回転軸１９の軸方向に区画するとともに回転軸の軸方向に摺動可能かつ回転自在に設けられ、軸方向に面する面に摩擦材２３ｄを環状に固着し、摩擦材をカバーの内面に係合させるピストン２３と、回転軸に固定されるとともに、ピストンに摺動可能、かつ相対回転不可となるように設置されるドライブプレート２６とからなるロックアップクラッチ２２とを備えたトルクコンバータにおいて、カバーは、ピストンの摩擦材に対向する位置に摩擦材を所定条件下で切削する切削手段５０を備えるトルクコンバータである。
【選択図】図３

Description

本発明は、トルクコンバータ、特に自動変速機に用いられるロックアップクラッチを備えたトルクコンバータに関するものである。

従来、回転駆動源からの回転駆動力が伝達されるコンバータカバーと、このコンバータカバーに一体に形成されたポンプインペラと、このポンプインペラから流体を介して動力伝達されるタービンランナーと、このタービンランナーを支持するタービンハブと、ポンプインペラとタービンランナーとの間に配置され、ミッションケースに対してワンウェイクラッチを介して基部が支持されたステータとを備えるとともに、コンバータカバー内を区画するピストンを設け、このピストンにフェーシングを固着し、ピストンをコンバータカバー内面に係合するロックアップクラッチを備えるトルクコンバータがある（特許文献１参照）。
特開２００３‐１０６４０２号公報

しかしながら、従来のトルクコンバータに備えられたロックアップクラッチは、ロックアップクラッチの係合によりフェーシング材表面の目詰りや焼け等を引き起こすことにより、フェーシング材の摩擦係数が変化して、係合特性が変動し、ロックアップ制御、特にスリップロックアップ制御が困難になるという課題がある。この課題を解決する手段としては、トルクコンバータを分解して、ピストンのフェーシング材を切削する必要があり、メンテナンスが大掛かりになるという問題がある。

本発明は、こうした事実を鑑みてなされたものであり、ロックアップクラッチのフェーシング材の目詰りや焼けを防止するトルクコンバータを提供することを目的とする。

本発明は、エンジンの回転が伝達されるカバーと、このカバー内に固定されるポンプインペラーと、前記ポンプインペラーに対向して設置されて回転軸に連結されるタービンランナーと、前記ポンプインペラーと前記タービンランナーとの間に設置されるステータと、前記カバー内を前記回転軸の軸方向に区画するとともに前記回転軸の軸方向に摺動可能かつ回転自在に設けられ、軸方向に面する面に摩擦材を環状に固着し、前記摩擦材を前記カバーの内面に係合させるピストンと、前記回転軸に固定されるとともに、前記ピストンに摺動可能、かつ相対回転不可となるように設置されるドライブプレートとからなるロックアップクラッチとを備えたトルクコンバータにおいて、前記カバーは、前記ピストンの前記摩擦材に対向する位置に前記摩擦材を所定条件下で切削する切削手段を備えることを特徴とするトルクコンバータである。

本発明は、トルクコンバータのカバーにピストンの摩擦材（フェーシング材）を切削する切削手段を設けたので、トルクコンバータを分解することなく摩擦材を切削しうるため、ロックアップ制御を確実に行うことができるとともに、摩擦面の目詰りや焼けを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示す自動変速機の部分断面図であって、図中、１はトルクコンバータであり、このトルクコンバータ１はエンジン等の回転駆動源に連結されるフロントカバー２と、このフロントカバー２の後方側（変速機構側）に一体に取付けられ、且つ自動変速機３におけるミッションケース３Ｍの前端面に配設されたオイルポンプケース４に回転自在に保持されたリヤカバー５とで構成されるコンバータカバー６を有する。

フロントカバー２は、前端面の円板部２ａとこの円板部２ａの外周端から後方側に延長する円筒部２ｂとで構成されている。ここで、円板部２ａの中央部に外周部に比較して後方側に僅かに凹んだ凹部２ｃが形成され、この凹部２ｃの中心位置に前方側（エンジン側）に突出する軸部２ｄが形成されている。また、円板部２ａの外周側にエンジン等の回転駆動源と連結する連結部を構成するナット７が円周方向に所定間隔に固定されている。

そして、図１で二点鎖線で図示するように、回転駆動源としてのエンジンのクランクシャフト８に連結された連結部材としてのドライブプレート９がナット７に連結されている。このドライブプレート９は、クランクシャフト８にボルト締めされ、且つ外周部におけてボルト９ｃをナット７に螺合させることにより、フロントカバー２と一体に連結される。

また、リヤカバー５は、オイルポンプケース４に回転自在に支持された円筒部５ａとその前端縁から外方に延長する円板部５ｂとで形成されたインナ部材５ｃと、このインナ部材５ｃの円板部５ｂの外周部から後方側に湾曲しながら外周方向に延出し、フロントカバー２の円筒部２ｂの内周面に係合するアウタ部材５ｄとで構成され、インナ部材５ｃとアウタ部材５ｄとがその接合面で溶接されていると共に、アウタ部材５ｄの外周面におけるフロントカバー２の円筒部２ｂとの接合面でフロントカバー２に溶接されている。

そして、インナ部材５ｃの円筒部５ａがブッシュ４ａを介してオイルポンプケース４に回転自在に支持されていると共に、先端部がオイルポンプケース４に収納されたオイルポンプ４ｂに連結されている。また、リヤカバー５のアウタ部材５ｄの内周面にポンプインペラ１１が取付けられ、これと対向する位置にタービンランナー１２が配設され、ポンプインペラ１１及びタービンランナー１２の中央部にオイルポンプケース４の裏面側を覆うオイルポンプカバー１３に後方側に突出形成された円筒支持部１３ａにワンウェイクラッチ１４を介してステータ１５が配設されている。

タービンランナー１２は、タービンシェル１６と、このタービンシェル１６に取付られた多数のタービンブレード１７と、タービンシェル１６の内周側を支持するタービンハブ１８とで構成され、タービンハブ１８がミッションケース３Ｍに回転自在に支持された回転軸１９にスプライン結合されている。

また、タービンハブ１８は、図２に図示するように、タービンシェル１６及びロックアップクラッチ２２のクラッチハブ２４を支持すると共に、回転軸１９にスプライン結合されている。

ここで、リベット２０によりタービンハブ１８、タービンシェル１６及びクラッチハブ２４が一体的に固定される。また、タービンハブ１８とステータ１５との間に、スラストベアリング１８ｅが配設されている。

また、フロントカバー２とタービンランナー１２との間には、ロックアップクラッチ２２が配設されている。このロックアップクラッチ２２は、中心部に係合円筒部２３ａを有すると共に外周部にも外円筒部２３ｂを有するロックアップピストン２３を備えており、このロックアップピストン２３の係合円筒部２３ａがタービンハブ１８の円筒部の外周面に軸方向に変位可能で、且つタービンハブ１８と回転可能に係合されている。また、外円筒部２３ｂに円周方向に所定間隔を保って複数の係合溝部２３ｃが形成されている。このロックアップピストン２３の外周側におけるフロントカバー２に配設したナット７に対向する位置には、フェーシング材２３ｄが固着される。このフェーシング材２３ｄに対向するフロントカバー２の内周面が回転軸１６と直交する係合面２３ｅとされている。フェーシング材２３ｄ部の詳細構成については、図３を用いて後述する。ロックアップピストン２３は、フロントカバー２の円板部２ａとの間で潤滑油室３２を区画し、この潤滑油室３２に回転軸１９の潤滑油通路３０から潤滑油が供給される。また、ロックアップピストン２３の変速機構側において、ポンプインペラ１１及びタービンランナー１２を収納する区画である収納部３１にも潤滑油が供給される。

また、ロックアップクラッチ２２は、内周部にタービンハブ１８に連結されたクラッチハブ２４を有し、このクラッチハブ２４の外周部にダンパースプリング２５を介してドライブプレート２６が連結され、このドライブプレート２６にサイドプレート２７が一体化され、これらドライブプレート２６及びサイドプレート２７の外周端部がロックアップピストン２３の外円筒部２３ｂに形成した係合溝部２３ｃに摺動可能に係合している。

さらにフロントカバー２には、ロックアップピストン２３に固着されたフェーシング材２３ｄを切削するカッター５０が設置され、このカッター５０は切刃５１を備え、フロントカバー２に設置された油圧アクチュエータの作用により、カッター５０がフェーシング材２３ｄ側に出入りすることで、切刃がフェーシング材２３ｄの表面を切削する。カッター５０の詳細については図３を用いて詳しく説明する。

次に、作用を説明する。

今、エンジン等の回転駆動源が低速回転して車両が低速走行している状態では、回転軸１９の潤滑油通路３０内に、ロックアップピストン２３の後面側に配置された収納部３１に充填されている潤滑油の圧力より僅かに高い圧力の潤滑油が供給されている。このため、回転軸１９の潤滑油通路３０内の潤滑油がフロントカバー２の円板部２ａとロックアップピストン２３との間に形成された潤滑油室３２に供給され、この潤滑油室３２からロックアップピストン２３の外周面とフロントカバー２の円筒面２ｂとの間の絞り部を通じてロックアップピストン２３の反対側の収納部３１に潤滑油が流れる。

この結果、潤滑油室３２の圧力がロックアップピストン２３における反対側の収納部３１の潤滑油圧力に比較して高くなるので、図１に示すように、ロックアップピストン２３のフェーシング材２３ｄがフロントカバー２の係合面２３ｂに対して後方側に離間するロックアップ解除状態を維持する。このロックアップ解除状態で、エンジン等の回転駆動源が低速回転して車両が低速走行している状態では、エンジン等の回転駆動源の回転駆動力が連結部材９及びナット７を介してフロントカバー２に伝達され、このフロントカバー２に一体に形成されたリヤカバー５の内面側に形成されたポンプインペラ１１が回転してコンバータカバー６の収納部３１内に充填された作動油の運動エネルギに変換し、この作動油の運動エネルギによってタービンランナー１２を回転駆動し、このタービンランナー１２の回転駆動力がタービンハブ１８を介してこれにスプライン結合されている回転軸１９に伝達されて自動変速機３に入力される。

その後、車速が増加して、ポンプインペラ１１とタービンランナー１２との速度比（出力軸回転数／入力軸回転数）が１に近い値となって図示しない変速制御装置からロックアップ指令が出力されることにより、回転軸１９に形成された潤滑油通路３０の潤滑油圧力が低レベルに減少される。このため、潤滑油室３２に充填されていた潤滑油が回転軸１９に形成された潤滑油通路３０に戻され、潤滑油室３２の内圧が収納部３１の内圧より低くなるためロックアップピストン２３が軸方向に前方に移動して、フェーシング材２３ｄがフロントカバー２の内周面の係合面２３ｅに押し付けられ、このときの摩擦力によりフロントカバー２の回転駆動力がロックアップピストン２３、ドライブプレート２６及びサイドプレート２７、ダンパースプリング２５並びにタービンハブ１８を介して回転軸１９に直接伝達されてロックアップ状態となる。

図３、図４は、本発明のフェーシング材２３ｄをトルクコンバータ１の組み立て状態で切削するカッター（切削手段）５０を説明するための図である。

カッター５０は、回転軸１９の軸方向でフロントカバー２のフェーシング材２３ｄに対面する位置に開口された開口部２ｆ内に配置される。カッター５０は略四角柱状に形成され、その長手方向が軸直方向に配置される。カッター５０の長手方向の長さは、フェーシング材２３ｄの軸直方向の幅より長く設定され、軸方向から見てカッター５０がフェーシング材２３ｄの全面を一度に切削できるように構成される。カッター５０は軸直方向を中心軸として揺動可能にフロントカバー２に支持され、揺動中心に捩りバネ５３を配置して、捩りバネ５３はカッター５０をフェーシング材２３ｄから離れるエンジン方向へ付勢する。

カッター５０のフェーシング材２３ｄに面する面５０ａは、フロントカバー２のフェーシング材２３ｄが摺接する摺接面２３ｅと同一平面となるように形成され、また、カッター５０の揺動中心から最も離れたフェーシング材２３ｄ側の角部にカッター５０の切刃５１をその刃先がフェーシング材２３ｄ側となるように設置する。

カッター５０を揺動する油圧アクチュエータ５２をフロントカバー２のエンジン側に配置する。油圧アクチュエータ５２は、油圧制御装置５４によって制御される、図示しない油圧供給源からの作動油の油圧に応じて、ピストン５２ａが軸方向に摺動する。油圧アクチュエータ５２のピストン５２ａが摺動することに伴い、ピストン５２ａにより押されるカッター５０がフェーシング材２３ｄ側に揺動する。カッター５０がフェーシング材２３ｄ側に揺動することで、角部の切刃５１が、回転するフェーシング材２３ｄに接触し、フェーシング材２３ｄ表面を切削する。切削量は、ピストン５２ａの摺動量に応じて設定される。なお、フェーシング材２３ｄがフロントカバー２に係合する際には、切刃５１がフェーシング材２３ｄを切削しないように配置される。

図３は、ロックアップクラッチ２２の係合状態とカッター５０の切削状態とを説明する図であり、（ａ）は、ロックアップクラッチ２２が非係合で、カッター５０
が非切削状態を示し、（ｂ）は、ロックアップクラッチ２２が非係合で、カッター
５０がフェーシング材２３ｄを切削する切削状態を示す。この状態では、捩りバネ５３の付勢力に抗して、油圧アクチュエータ５２が切刃５１を揺動して、回転するフェーシング材２３ｄに押しつけ、フェーシング材２３ｄ表面を所定量切削する。フェーシング材２３ｄの切削を実施する条件としては、たとえばエンジン始動直後、所定距離走行後または所定回数ロックアップクラッチ係合後で、かつロックアップクラッチ２２の非係合時に実施することが考えられる。（ｃ）は、ロックアップ
クラッチ２２の係合状態を示し、フェーシング材２３ｄがフロントカバー２の係合面２３ｅに係合する。ここで、カッター５０のフェーシング材２３ｄに対面する面５０ａは、係合面２３ｅと同一平面となるように形成される。また、切刃５１は係合面２３ｅと同一平面となるように形成してもよいが、図の通り、係合面２３ｅより僅かに窪んで設置することで、係合時にフェーシング材２３ｄを切削することがない。

したがって、本発明では、トルクコンバータ１にロックアップピストン２３に固着したフェーシング材２３ｄの表面を切削するカッター５０を設け、所定条件が成立したときにフェーシング材２３ｄの表面を切削するようにしたので、フェーシング材２３ｄの表面の摩擦係数の変化を抑制し、ロックアップ制御の精度を高めるとともに、目詰りや焼けを防止することができる。

本発明は前記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本実施形態の自動変速機の部分構成図である。 ロックアップクラッチの詳細構成を説明する図である。 本実施形態のカッターの構成を説明する断面図である。 カッターの構成を説明する矢視図である。

符号の説明

１ トルクコンバータ
２ フロントカバー
３ 自動変速機
６ コンバータカバー
１１ ポンプインペラ
１２ タービンランナー
１５ ステータ
１６ タービンシェル
１７ タービンブレード
１８ タービンハブ
１９ 回転軸
２２ ロックアップクラッチ
２３ ロックアップピストン
２３ｄ フェーシング材
２３ｅ 係合面
２４ クラッチハブ
２５ ダンパースプリング
２６ ドライブプレート
５０ カッター
５１ 切刃
５２ 油圧アクチュエータ
５２ａ ピストン
５３ 捩りバネ
５４ 油圧制御装置

Claims (5)

1. エンジンの回転が伝達されるカバーと、
   このカバー内に固定されるポンプインペラーと、
   前記ポンプインペラーに対向して設置されて回転軸に連結されるタービンランナーと、
   前記ポンプインペラーと前記タービンランナーとの間に設置されるステータと、
   前記カバー内を前記回転軸の軸方向に区画するとともに前記回転軸の軸方向に摺動可能かつ回転自在に設けられ、軸方向に面する面に摩擦材を環状に固着し、前記摩擦材を前記カバーの内面に係合させるピストンと、前記回転軸に固定されるとともに、前記ピストンに摺動可能、かつ相対回転不可となるように設置されるドライブプレートとからなるロックアップクラッチとを備えたトルクコンバータにおいて、
   前記カバーは、前記ピストンの前記摩擦材に対向する位置に前記摩擦材を所定条件下で切削する切削手段を備えることを特徴とするトルクコンバータ。
2. 前記カバーは、前記ピストンの前記摩擦材に対向する位置に開口部を設け、
   前記切削手段は、前記開口部に配置されるとともに前記カバーに揺動可能に支持され、揺動により前記摩擦材に接して前記摩擦材を切削する切刃と、この切刃を前記摩擦材側に揺動する油圧アクチュエータを備え、前記アクチュエータによる揺動により前記切刃が前記摩擦材を切削することを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータ。
3. 前記切刃は、前記回転軸の軸直方向に沿って配置され、その長さは前記摩擦材の軸直方向長さ以上とすることを特徴とする請求項２に記載のトルクコンバータ。
4. 前記所定条件は、エンジン始動直後のロックアップクラッチ非係合時とすることを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータ。
5. 前記切削手段は、前記ロックアップクラッチ係合時に前記摩擦材が係合する前記カバーの内面と同一平面となる面を備えることを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータ。