JP2008190561A - Torque converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トルクコンバータのロックアップクラッチ機構に関する。 The present invention relates to a lock-up clutch mechanism for a torque converter.
エンジンから出力軸への出力伝達効率を向上させるための機構として、トルクコンバータの出力軸に設けたタービンランナに円盤状のピストンを取り付け、油圧によりこのピストンを入力軸に設けたカバーシェルに押し付け、この時発生する摩擦力により出力軸と入力軸とを締結させるロックアップ機構が知られている。一般に、摩擦力を安定して発生させるためにピストンには摩擦材を張られている。 As a mechanism to improve the output transmission efficiency from the engine to the output shaft, a disk-like piston is attached to the turbine runner provided on the output shaft of the torque converter, and this piston is pressed against the cover shell provided on the input shaft by hydraulic pressure. A lockup mechanism is known in which an output shaft and an input shaft are fastened by a frictional force generated at this time. Generally, a friction material is stretched on the piston in order to stably generate the frictional force.
そして、近年では、燃費性能向上や出力向上を図るために、非締結状態と締結状態との過渡に生じる、摩擦材がカバーシェルに対して滑っている状態(スリップ状態)を利用する、いわゆるスリップ制御が行われている。 And in recent years, in order to improve fuel economy performance and output, so-called slip that uses a state in which the friction material slides with respect to the cover shell (slip state), which occurs during transition between the non-fastened state and the fastened state. Control is taking place.
しかしながら、スリップ制御実行時には、摩擦材とカバーシェルとの間に摩擦熱が生じ、この摩擦熱により摩擦材の温度が過度に上昇すると、摩擦材の摩耗促進や締結時の締結力低下等といった問題が生じる。 However, when slip control is executed, frictional heat is generated between the friction material and the cover shell, and if the friction material temperature rises excessively due to this frictional heat, problems such as accelerated wear of the friction material and a decrease in fastening force during fastening, etc. Occurs.
そこで、摩擦材に溝を設け、摩擦材とカバーシェルとの接触部付近に、潤滑・冷却を行う作動油を流すことで摩擦熱を除去して、摩擦材の温度上昇を防ぐ技術手段が特許文献1に開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、締結時の締結力を確保するためには、摩擦材とカバーシェルとの接触面積を確保する必要があるので、作動油を流すための溝の大きさは制限される。このため多くの作動油を流すことができず、スリップ制御時には短時間で摩擦材の温度が上昇してしまうという問題がある。摩擦材は適性温度から外れた状態で使用すると、摩擦力の低下や摩耗の促進等の問題が生じる。 However, in the technique described in Patent Document 1, in order to secure the fastening force at the time of fastening, it is necessary to secure the contact area between the friction material and the cover shell, so the size of the groove for flowing hydraulic oil Is limited. For this reason, there is a problem that a large amount of hydraulic oil cannot be flowed and the temperature of the friction material rises in a short time during the slip control. When the friction material is used in a state deviating from the optimum temperature, problems such as a decrease in friction force and acceleration of wear occur.
すなわち、特許文献1に記載の技術では摩擦材の耐久性が低く、結果としてスリップ制御可能な時間が短くなるという問題がある。 That is, the technique described in Patent Document 1 has a problem that the durability of the friction material is low, and as a result, the time during which slip control is possible is shortened.
そこで、本発明では摩擦材の耐久性を向上することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the durability of the friction material.
本発明のトルクコンバータは、エンジンの出力軸と一体に回転するカバーシェルと、前記カバーシェルと一体に回転するインペラと、前記カバーシェル内に配置され前記カバーシェルの回転軸と同軸の回転軸をもつタービンと、前記カバーシェルの内面側に設けられ前記出力軸に対して軸方向摺動自由に一体回転するロックアップクラッチピストンと、前記ロックアップクラッチピストンと前記カバーシェルとを摩擦係合させる係合手段と、を備え、前記係合手段は、前記ロックアップクラッチピストンの外周縁付近とこれに対向する前記カバーシェル内面との間に配置するスリップ用摩擦材と、前記スリップ用摩擦材の内周側に配置する締結用摩擦材と、で構成する。 A torque converter according to the present invention includes a cover shell that rotates integrally with an output shaft of an engine, an impeller that rotates integrally with the cover shell, and a rotation shaft that is disposed within the cover shell and is coaxial with the rotation shaft of the cover shell. A turbine, a lockup clutch piston which is provided on the inner surface side of the cover shell and rotates integrally with the output shaft so as to freely slide in the axial direction, and a friction engagement between the lockup clutch piston and the cover shell. A slip friction material disposed between the vicinity of the outer peripheral edge of the lockup clutch piston and the inner surface of the cover shell opposed to the lockup clutch piston, and an inner portion of the slip friction material. And a fastening friction material disposed on the circumferential side.
本発明によれば、スリップ用摩擦材、締結用摩擦材の2種類の摩擦材を備えるので、それぞれスリップ状態、締結状態に適した特性の摩擦材とすることができる。さらに、一般にスリップ制御時には、ロックアップクラッチピストンは外周側が内周側よりもカバーシェルに接近するよう傾き、締結時には内周側が外周側よりもカバーシェルに接近するよう傾くという特性があり、本発明では外周側にスリップ用摩擦材、内周側に締結用摩擦材を配置するので、スリップ制御時にはスリップ用摩擦材が主にカバーシェルと接触し、締結時には締結用摩擦材がカバーシェルに接触することとなる。 According to the present invention, since two types of friction materials, that is, a slipping friction material and a fastening friction material, are provided, it is possible to obtain a friction material having characteristics suitable for a slip state and a fastening state, respectively. Furthermore, in general, the lock-up clutch piston has a characteristic that the outer peripheral side is inclined closer to the cover shell than the inner peripheral side during slip control, and the inner peripheral side is inclined closer to the cover shell than the outer peripheral side when engaged, Since the slip friction material is arranged on the outer peripheral side and the fastening friction material is arranged on the inner peripheral side, the slip friction material mainly contacts the cover shell during slip control, and the fastening friction material contacts the cover shell during fastening. It will be.
上記のように、スリップ制御時に求められる機能と締結時に求められる機能を2種類の摩擦材によって分担し、スリップ用摩擦材と締結用摩擦材とを、それぞれ適した条件で使用することができるので、1種類の摩擦材の場合と比べて摩擦材の耐久性が向上する。 As described above, the function required at the time of slip control and the function required at the time of fastening are shared by two types of friction materials, and the friction material for slip and the friction material for fastening can be used under appropriate conditions. Compared with the case of one type of friction material, the durability of the friction material is improved.
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態を適用するトルクコンバータ1の概略図である。2はインペラー、3はタービン、4はステータ、5はロックアップクラッチピストン、6はカバーシェル、7はワンウェイクラッチ、10はスリップ用摩擦材、11は締結用摩擦材、17はエンジンの出力軸である。インペラ2はカバーシェル6と溶接されており、両者によりトルクコンバータ10の流体室が形成されている。カバーシェル6は、これに溶接されたナット9、図示しないドライブプレート及びボルトを介してエンジンの出力軸17と連結される。
FIG. 1 is a schematic diagram of a torque converter 1 to which an embodiment of the present invention is applied. 2 is an impeller, 3 is a turbine, 4 is a stator, 5 is a lock-up clutch piston, 6 is a cover shell, 7 is a one-way clutch, 10 is a friction material for slipping, 11 is a friction material for fastening, and 17 is an output shaft of the engine is there. The
ロックアップクラッチピストン5はタービン3とカバーシェル6との間に配置され、その内径部はタービンハブ16の軸部によって軸方向に移動可能に支持されている。また、ロックアップクラッチピストン5のタービン3側側面の上端には、ロックアップクラッチ締結時においてエンジンからの伝達トルク変動を減衰させるためのダンパー8が設けられている。
The lock-
カバーシェル6側の側面(外面)には締結用摩擦材11が貼り付けられており、カバーシェル6の締結用摩擦材11より外周側のロックアップクラッチピストン5外面と対面する部位(内面)にはスリップ用摩擦材10が貼り付けられている。
A
ロックアップクラッチピストン5によって、トルクコンバータ10の流体室はカバーシェル6側のレリーズ室12とタービン3側のアプライ室13に分割されている。また、ロックアップクラッチピストン5の締結用摩擦材11より上部には、レリーズ室12とアプライ室13とを連通する連通孔としての第1作動油孔14が周上に複数設けられ、ロックアップクラッチピストン5の半径の1/2以下の位置には複数の第2作動油孔15が設けられる。
The
上記のようにスリップ用摩擦材10と締結用摩擦材11をそれぞれカバーシェル6、ロックアップクラッチピストン5に貼り付けることにより、後述するスリップ状態において、スリップ用摩擦材10の熱はカバーシェル6へ、締結用摩擦材11の熱はロックアップクラッチピストン5へそれぞれ放熱することなるので、カバーシェル6又はロックアップクラッチピストン5のいずれか一方にのみ放熱する場合と比べて、高い放熱性を得ることができる。
By attaching the slipping
ここで、スリップ用摩擦材10について図2を参照して説明する。図2はカバーシェル6のスリップ用摩擦材10周辺を内面側から見た図である。図に示すようにスリップ摩擦材11には、外周側と内周側とを連通する連通溝としての溝10aが複数設けられている。溝10aの深さは、後述するスリップ状態及び締結状態においてスリップ用摩擦材10がロックアップクラッチピストン5に押し付けられても、外周側と内周側とが連通した状態を維持できる程度とする。また、スリップ用摩擦材10は締結用摩擦材11よりも厚く、かつ軟らかい素材で形成される。
Here, the slipping
次に、上記のような構成のトルクコンバータ1のロックアップ機構の作用について図3を参照して説明する。図3は図1のスリップ用摩擦材10及び締結用摩擦材11周辺の拡大図であり、(a)〜(c)はそれぞれロックアップ解除状態、スリップ状態、締結状態を表している。
Next, the operation of the lockup mechanism of the torque converter 1 configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged view of the periphery of the slipping
ロックアップ解除状態では、図3(a)に示すようにスリップ用摩擦材10及び締結用摩擦材11がそれぞれカバーシェル6の内面及びロックアップクラッチピストン5の外面から離れた状態となっている。このとき、作動油はレリーズ室12内を、内周側から外周側に向けて流れる。
In the unlocked state, as shown in FIG. 3A, the slipping
ロックアップする場合には、レリーズ室12からタービンハブ16方向に作動油が排出されて、ロックアップクラッチピストン5がカバーシェル6の内面に押し付けられる。このとき、ロックアップクラッチピストン5は図3(b)に示すように傾き、外周側の方が内周側よりも早くカバーシェル6側に移動するため、スリップ用摩擦材10はロックアップクラッチピストン5の外面と接触しているが、締結用摩擦材11はカバーシェル6の内面と接触していない状態となる。このとき、スリップ用摩擦材10の摩擦係数とロックアップクラッチピストン5をカバーシェル6に押し付ける力との関係から、ロックアップクラッチピストン5がカバーシェル6に対して滑る状態となる。この状態をスリップ状態と称する。
When locking up, hydraulic oil is discharged from the
スリップ状態では、アプライ室13内の作動油がロックアップクラッチピストン5の外周とカバーシェル6との間からレリーズ室12内に流入する。流入した作動油は、溝10aを通過し、締結用摩擦材11とカバーシェル6との間からタービンハブ16方向への流れと、第1作動油孔14からアプライ室13への流れに分岐する。このように溝10aを設けて、スリップ状態においても溝10aを作動油が流れるようにすることによって、スリップ用摩擦材10とロックアップクラッチピストン5との間に発生する摩擦熱を逃がすことができる。これにより、スリップ状態にした後ですぐに温度上昇することを防止できるので、いわゆるスリップ制御を実行可能な時間を延ばすことができる。
In the slip state, the hydraulic oil in the apply
スリップ状態からさらに作動油を排出し続けると、図3(c)に示すようにロックアップクラッチピストン5の内周側もカバーシェル6側に移動し、締結用摩擦材11とカバーシェル6の内面とが接触し、締結状態となる。このとき、締結用摩擦材11がカバーシェル6に押し付けられ、締結用摩擦材11の外周側と内周側との連通が遮断されるが、第2作動油孔15を介してアプライ室13からレリーズ室12へ作動油が流れるので、高温の作動油がアプライ室13に滞留することを防止できる。
When the hydraulic oil is further discharged from the slip state, the inner peripheral side of the
なお、締結用摩擦材11にもスリップ用摩擦材10の溝10aと同様の溝を設け、締結時のアプライ室13からレリーズ室12への作動油の流れを確保してもよい。ただし、締結力確保のためには締結時の接触面積を確保する必要があるため、溝の数はスリップ用摩擦材10の溝10aよりも少なくする。
The fastening
以上のように、本実施形態では以下のような効果を得ることができる。
(1)ロックアップクラッチピストン5とカバーシェル6とを摩擦係合させるための摩擦材を、ロックアップクラッチピストン5の外周縁付近とこれに対向するカバーシェル6内面との間に配置するスリップ用摩擦材10と、スリップ用摩擦材10の内周側に配置する締結用摩擦材11とで構成するので、それぞれの摩擦材を適した条件で使用することができ、摩擦材の耐久性を向上させることができる。
(2)スリップ用摩擦材10は締結用摩擦材11と比較して軟らかい素材で形成するので、スリップ制御時のジャダーの発生を防止することができる。
(3)スリップ用摩擦材10は締結用摩擦材11と比較して厚いので、ロックアップクラッチピストン5がカバーシェル6に接近したときに、より確実に、締結用摩擦材11がカバーシェル6に接触するより先にロックアップクラッチピストン5に接触する。
(4)スリップ用摩擦材10をカバーシェル6内面のロックアップクラッチピストン5外周縁近傍と対向する部位に設け、締結用摩擦材11をロックアップクラッチピストン5のスリップ用摩擦材10と対向する部位よりも内周側に設けるので、スリップ用摩擦材10から発する摩擦熱はロックアップクラッチピストン5へ、そしてスリップ状態から締結状態に至るまでに締結用摩擦材11から発する摩擦熱はカバーシェル6へ、それぞれ放熱される。これにより、ロックアップクラッチピストン5またはカバーシェル6のいずれか一方にのみ放熱する場合と比べて、放熱性を向上させることができる。
(5)スリップ用摩擦材10はスリップ用摩擦材10の外周側と内周側とを連通する溝10aを備え、ロックアップクラッチピストン5は、レリーズ室12とアプライ室13とを連通する作動油孔14を備えるので、スリップ状態においても溝10aを通過した作動油が作動油孔14を介してアプライ室13に流入する。すなわち、スリップ用摩擦材10で発生した熱を作動油により除去することができるので、スリップ制御中の温度上昇を抑制し、スリップ制御可能な時間を長くすることができる。
As described above, the following effects can be obtained in the present embodiment.
(1) For slipping, a friction material for frictionally engaging the lockup
(2) Since the slipping
(3) Since the slipping
(4) The slipping
(5) The slipping
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.
1 トルクコンバータ
2 インペラ
3 タービン
4 ステータ
5 ロックアップクラッチピストン
6 カバーシェル
7 ワンウェイクラッチ
8 ダンパー
9 ナット
10 スリップ用摩擦材
11 締結用摩擦材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記カバーシェルと一体に回転するインペラと、
前記カバーシェル内に配置され前記カバーシェルの回転軸と同軸の回転軸をもつタービンと、
前記カバーシェルの内面側に設けられ前記出力軸に対して軸方向摺動自由に一体回転するロックアップクラッチピストンと、
前記ロックアップクラッチピストンと前記カバーシェルとを摩擦係合させる係合手段と、を備え、
前記係合手段は、前記ロックアップクラッチピストンの外周縁付近とこれに対向する前記カバーシェル内面との間に配置するスリップ用摩擦材と、
前記スリップ用摩擦材の内周側に配置する締結用摩擦材と、で構成することを特徴とするトルクコンバータ。 A cover shell that rotates integrally with the engine output shaft;
An impeller that rotates integrally with the cover shell;
A turbine disposed within the cover shell and having a rotational axis coaxial with the rotational axis of the cover shell;
A lock-up clutch piston that is provided on the inner surface side of the cover shell and rotates integrally with the output shaft so as to freely slide in the axial direction;
Engagement means for frictionally engaging the lock-up clutch piston and the cover shell,
The engaging means includes a slip friction material disposed between the vicinity of the outer peripheral edge of the lock-up clutch piston and the inner surface of the cover shell opposed thereto.
A torque converter comprising: a fastening friction material disposed on an inner peripheral side of the slip friction material.
前記締結用摩擦材を前記ロックアップクラッチピストンの前記スリップ用摩擦材と対向する部位よりも内周側に設けることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載のトルクコンバータ。 The slip friction material is provided on a portion of the inner surface of the cover shell facing the outer periphery of the lockup clutch piston,
The torque converter according to any one of claims 1 to 3, wherein the fastening friction material is provided on an inner peripheral side of a portion of the lockup clutch piston facing the slip friction material.
前記ロックアップクラッチピストンは、前記カバーシェルと前記ロックアップクラッチピストンとの間に形成される油室の前記スリップ用摩擦材と前記締結用摩擦材との間の部位と前記タービン側の油室とを連通する連通孔を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載のトルクコンバータ。 The slip friction material includes a communication groove that communicates the outer peripheral side and the inner peripheral side of the slip friction material,
The lockup clutch piston includes a portion of the oil chamber formed between the cover shell and the lockup clutch piston between the slip friction material and the fastening friction material, and an oil chamber on the turbine side. The torque converter according to any one of claims 1 to 4, further comprising a communication hole that communicates with each other.
前記締結用摩擦材の連通溝の本が前記スリップ用摩擦材の連通溝の本数よりも少ないことを特徴とする請求項5に記載のトルクコンバータ。 The fastening friction material includes a communication groove that communicates the outer peripheral side and the inner peripheral side of the fastening friction material,
6. The torque converter according to claim 5, wherein the number of communication grooves of the fastening friction material is smaller than the number of communication grooves of the slip friction material.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8376105B2 (en) | 2009-12-22 | 2013-02-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lock-up clutch mechanism |
CN113811704A (en) * | 2019-05-10 | 2021-12-17 | 株式会社法雷奥凯佩科 | Hydrokinetic torque coupling device having a lockup clutch with a dual piston assembly and a selectable one-way clutch |
-
2007
- 2007-02-01 JP JP2007022945A patent/JP2008190561A/en active Pending
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CN113811704A (en) * | 2019-05-10 | 2021-12-17 | 株式会社法雷奥凯佩科 | Hydrokinetic torque coupling device having a lockup clutch with a dual piston assembly and a selectable one-way clutch |
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