JP2010270794A - ロックアップクラッチ付き流体伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が少なくコンパクトなロックアップクラッチ付きの流体伝動装置を提供する。
【解決手段】クラッチピストン２９の軸方向往復動を許容しつゝクラッチアウタ２５及びクラッチピストン２９相互を回転方向に連結する回転連結手段３０を備えるロックアップクラッチＬ付きの流体伝動装置において，回転連結手段３０を，クラッチアウタ２５に屈曲形成されてクラッチピストン２９側に突出して周方向に並ぶ複数の連結爪３５と，クラッチピストン２９に形成され，複数の連結爪３５が軸方向摺動可能に係合するよう周方向に配列される複数の連結凹部３６とで構成した。
【選択図】 図３

Description

本発明は，入力軸に連結される伝動カバーと，この伝動カバーに結合されるポンプインペラと，このポンプインペラとの間に作動オイルの循環回路を画成するよう配置され，且つ伝動カバーに背面を覆われると共に出力軸に連結されるタービンランナと，前記伝動カバー及びタービンランナ間に配設されるロックアップクラッチとを備え，そのロックアップクラッチを，前記伝動カバーに固着されるクラッチアウタと，このクラッチアウタに囲繞されて前記タービンランナに連結されるクラッチインナと，前記クラッチアウタに軸方向往復動可能に嵌合されるクラッチピストンと，このクラッチピストンの軸方向往復動を許容しつゝ前記クラッチアウタ及びクラッチピストン相互を回転方向に連結する回転連結手段と，前記クラッチアウタ及びクラッチインナ間に設けられ，前記クラッチピストンの往動によりクラッチアウタ及びクラッチインナ間を摩擦連結し，その復動によりクラッチアウタ及びクラッチインナ間の摩擦連結を解除する摩擦連結手段とで構成した，ロックアップクラッチ付き流体伝動装置の改良に関する。

かゝるロックアップクラッチ付き流体伝動装置は，例えば下記特許文献１に開示されているように，既に知られている。

特開２００８−１７５３３８号公報

従来，かゝるロックアップクラッチ付き流体伝動装置では，クラッチピストンの軸方向往復動を許容しつゝクラッチアウタ及びクラッチピストン相互を回転方向に連結する回転連結手段として，クラッチアウタ及びクラッチピストンの対向面に，互いに歯部を摺動自在に係合する内歯ギヤ部材及び外歯ギヤ部材をそれぞれ溶接していたので，これらギヤ部材によりロックアップクラッチの部品点数を多くし，コストの低減を困難にするのみならず，ロックアップクラッチの，特に軸方向でのコンパクト化を困難にしている。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，特別なギヤ部材を用いることなく回転連結手段を構成し得るようにして，部品点数が少なくコンパクトなロックアップクラッチ付き流体伝動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，入力軸に連結される伝動カバーと，この伝動カバーに結合されるポンプインペラと，このポンプインペラとの間に作動オイルの循環回路を画成するよう配置され，且つ伝動カバーに背面を覆われると共に出力軸に連結されるタービンランナと，前記伝動カバー及びタービンランナ間に配設されるロックアップクラッチとを備え，そのロックアップクラッチを，前記伝動カバーに固着されるクラッチアウタと，このクラッチアウタに囲繞されて前記タービンランナに連結されるクラッチインナと，前記クラッチアウタに軸方向往復動可能に嵌合されるクラッチピストンと，このクラッチピストンの軸方向往復動を許容しつゝ前記クラッチアウタ及びクラッチピストン相互を回転方向に連結する回転連結手段と，前記クラッチアウタ及びクラッチインナ間に設けられ，前記クラッチピストンの往動によりクラッチアウタ及びクラッチインナ間を摩擦連結し，その復動によりクラッチアウタ及びクラッチインナ間の摩擦連結を解除する摩擦連結手段とで構成した，ロックアップクラッチ付き流体伝動装置において，前記回転連結手段を，前記クラッチアウタに屈曲形成されて前記クラッチピストン側に突出して周方向に並ぶ複数の連結爪と，前記クラッチピストンに形成され，前記複数の連結爪が軸方向摺動可能に係合するよう周方向に配列される複数の連結凹部とで構成したことを第１の特徴とする。尚，前記入力軸は，後述する本発明の実施例中のクランク軸１に対応し，前記流体伝動装置はトルクコンバータＴに対応する。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記クラッチピストンの，前記摩擦連結手段に対向する前面に，前記摩擦連結手段に接するクッションばねを収容する環状のばね収容溝を設け，前記複数の連結凹部を，前記ばね収容溝の半径方向内方に配置したことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，クラッチピストンの軸方向往復動を許容しつゝクラッチアウタ及びクラッチピストン相互を回転方向に連結する回転連結手段は，クラッチアウタに屈曲形成されてクラッチピストン側に突出して周方向に並ぶ複数の連結爪と，クラッチピストンに形成され，複数の連結爪が軸方向摺動可能に係合するよう周方向に配列される複数の連結凹部とで構成されるので，この回転連結手段を，特別な部品を追加することなく構成することができ，ロックアップクラッチの構造の簡素化と，特に軸方向のコンパクト化を図り，同時にクラッチピストンの軽量化を図ることができる。

本発明の第２の特徴によれば，クラッチピストンの前面に，摩擦連結手段に接するクッションばねを収容する環状のばね収容溝を設け，前記複数の連結凹部を，環状凹溝の半径方向内方に配設したので，連結凹部及びばね収容溝の相互干渉を回避しながら，クラッチピストンの肉厚を特別大きくすることなく，連結凹部を充分に深く形成することが可能になり，したがって連結凹部及び連結爪の係合深さを充分に得て，クラッチアウタ及びクラッチピストン間の回転方向連結強度を高めることができると共に，ロックアップクラッチの軸方向のコンパクト化を更に図ることができる。

本発明の実施例に係る流体伝動装置の上半部縦断側面図。 図１の２−２線断面図。 図１の３部拡大断面図。 図３の４−４線断面図。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

先ず，図１及び図２において，流体伝動装置としてのトルクコンバータＴは，ポンプインペラ２と，それと対置されるタービンランナ３と，それらの内周部間に配置されるステータ４とを備え，これら三者２，３，４間に作動オイルによる動力伝達のための循環回路６が画成される。

ポンプインペラ２には，タービンランナ３の背面を覆う伝動カバー５が溶接等により一体的に結合され，この伝動カバー５の外周面には，始動用のリングギヤ７が溶接されており，クランク軸１にボルト９で結合される駆動板８がこのリングギヤ７にボルト９′で固着される。

トルクコンバータＴの中心部にクランク軸１と同軸上に並ぶ出力軸１０が配置される。この出力軸１０は，タービンランナ３のハブ３ｈとスプライン嵌合されると共に，伝動カバー５のハブ５ｈの内周面に軸受ブッシュ１８を介して回転自在に支承される。またタービンランナ３のハブ３ｈの端面と伝動カバー５との間にスラストニードルベアリング１５が介装される。出力軸１０は図示しない多段変速機の主軸となる。

出力軸１０の外周には，ステータ４のハブ４ｈをフリーホイール１１を介して支承する円筒状のステータ軸１２が配置され，これら出力軸１０及びステータ軸１２間には，それらの相対回転を許容する軸受ブッシュ１３が介裝される。ステータ軸１２の外端部はミッションケース１４に回転不能に支持される。フリーホイール１１は，ステータ４のハブ４ｈ内周面に嵌合固定されるアウタレース１１ａと，ステータ軸１２の外周面にスプライン嵌合するインナレース１１ｂと，これらアウタ及びインナレース１１ａ，１１ｂ間に介装される複数のスプラグ１１ｃとからなる公知のものである。

ステータ４のハブ４ｈと，これに対向するポンプインペラ２及びタービンランナ３の各ハブ２ｈ，３ｈとの間にはスラストニードルベアリング３７，３７′が介裝される。

またステータ軸１２の外周には，ポンプインペラ２のハブ２ｈに連設した補機駆動軸２０が相対回転可能に配置され，この補機駆動軸２０によって，トルクコンバータＴに作動オイルを供給するオイルポンプ２１が駆動される。

タービンランナ３及び伝動カバー５間にクラッチ室２２が画成され，このクラッチ室２２には，伝動カバー５及びタービンランナ３間を直結し得るロックアップクラッチＬと，このロックアップクラッチＬのロックアップ時，伝達トルクを緩衝するトルクダンパＤとが収容される。これらロックアップクラッチＬ及びトルクダンパＤを以下に順次説明する。

図１〜図３に示すように，ロックアップクラッチＬは，伝動カバー５の内側壁に溶接により固着されるクラッチアウタ２５と，このクラッチアウタ２５に囲繞されるよう配置されるクラッチインナ２６と，クラッチアウタ２５に形成されたシリンダ部２７内にＯリング２８を介して軸方向往復動可能に嵌合されるクラッチピストン２９と，このクラッチピストン２９の軸方向往復動を許容しつゝクラッチアウタ２５及びクラッチピストン２９相互を回転方向に連結する回転連結手段３０と，クラッチアウタ２５及びクラッチインナ２６間に設けられる摩擦連結手段３１とよりなっており，クラッチピストン２９のハブ２９ｈは，タービンランナ３のハブ３ｈの外周面に軸受ブッシュ３２を介して摺動自在に支承される。

クラッチインナ２６は，タービンランナ３の背面と，タービンランナ３にリベット３３により固着される支持板３４との間において，その支持板３４に形成される環状肩部３４ａの外周面に回転可能に支承される。このクラッチインナ２６はトルクダンパＤを介してタービンランナ３に連結される。

前記シリンダ部２７は，伝動カバー５の内壁に溶接されるシリンダ側壁２７ａと，このシリンダ側壁２７ａの外周端からタービンランナ３側に屈曲したシリンダ周壁２７ｂとで構成され，そのシリンダ周壁２７ｂの内周面にクラッチピストン２９がＯリング２８を介して摺動自在に嵌装される。

図２〜図４に示すように，シリンダ側壁２７ａの内周縁には，クラッチピストン２９側に屈曲して周方向等間隔に配列される複数の連結爪３５が形成され，これら連結爪３５が軸方向摺動自在に係合する複数の連結凹部３６がクラッチピストン２９の外側面に周方向等間隔に形成され，これら連結爪３５及び連結凹部３６により前記回転連結手段３０が構成される。

またクラッチアウタ２５には，前記シリンダ周壁２７ｂより大径でそれに隣接する雌スプライン３８が形成され，またクラッチインナ２６には雄スプライン３９が形成され，その雌スプライン３８に複数枚の駆動摩擦板４０と，これらの外側に配置される１枚の受圧板４１とが摺動自在にスプライン嵌合され，その受圧板４１の外側方への移動を阻止する止環４２が雌スプライン３８の内周面に係止される。また雄スプライン３９には，上記駆動摩擦板４０及び受圧板４１と交互に重ねられる複数枚の従動摩擦板４３が摺動自在にスプライン嵌合され，各従動摩擦板４３の両面には，隣接する駆動摩擦板４０に接する摩擦ライニング４３ａが接着されている。上記駆動摩擦板４０，受圧板４１，止環４２及び従動摩擦板４３により前記摩擦連結手段３１が構成される。伝動カバー５及びクラッチピストン２９間には油圧室４４が画成される。

而して，油圧室４４に油圧を供給すれば，クラッチピストン２９は，受圧板４１に向かって軸方向に往動し，受圧板４１と協働して駆動摩擦板４０及び従動摩擦板４３を相互に圧接させるので，これら駆動摩擦板４０及び従動摩擦板４３を介してクラッチアウタ２５及びクラッチインナ２６間を摩擦連結することができる。即ち，ロックアップクラッチＬの接続状態を得ることができる。また油圧室４４から油圧を解放すれば，クラッチピストン２９は，クラッチ室２２の油圧により上記と反対に軸方向に復動するので，駆動摩擦板４０及び従動摩擦板４３から圧接力が解放され，クラッチアウタ２５及びクラッチインナ２６間の摩擦連結を解除することができる。即ち，ロックアップクラッチＬの遮断状態を得ることができる。

クラッチピストン２９の前面には，それに隣接する駆動摩擦板４０に向かって開口する環状のばね収容溝４５が形成され，このばね収容溝４５に，クラッチピストン２９の前面より突出して駆動摩擦板４０に接する，皿ばねよりなるクッションばね４６が収容される。クラッチピストン２９の背面に形成された環状配列の前記連結凹部３６は，上記ばね収容溝４５の半径方向内方に配置される。

再び図１において，出力軸１０とステータ軸１２との間には第１供給油路５０が，また補機駆動軸２０とステータ軸１２との間には戻し油路５１が，出力軸１０の中心部には第２供給油路５２がそれぞれ形成される。

第１供給油路５０の上流側は，オイル溜め５３から作動オイルＯを汲み上げる前記オイルポンプ２１の吐出ポートに接続され，その下流側は，ステータ軸１２の通孔５４，フリーホイール１１のインナレース１１ｂ内周面の通溝５５及び前記ニードルベアリング３７′を介して循環回路６の内周側一側部に連通する。したがって，オイルポンプ２１から吐出される作動オイルＯは，第１供給油路５０を通して循環回路６に供給されることになり，その循環回路６内の油圧を伝動状態に応じて制御するトルクコンバータ制御弁５６が第１供給油路５０に設けられる。

前記タービンランナ３のハブ３ｈには，前記通溝５５を，クラッチピストン２９の前面が臨むクラッチ室２２に連通する複数の通孔５７が設けられる。また前記クラッチインナ２６には，それを半径方向に貫通する複数の通孔５８が，また前記クラッチアウタ２５にも，それを半径方向に貫通する複数の通孔５９がそれぞれ設けられる。したがって，第１供給油路５０から前記ステータ４のハブ４ｈ内周面の通溝５５を通過した作動オイルは，通孔５７を経てクラッチ室２２にも流入し，そしてクラッチインナ２６の通孔５８及びクラッチアウタ２５の通孔５９を通過しながら，ロックアップクラッチＬの各部を潤滑，冷却した後，ポンプインペラ２及びタービンランナ３の外周部間から循環回路６へと移る。

戻し油路５１の上流側は，前記ニードルベアリング３７を介して循環回路６の内周側他側部に連通し，その下流側はオイル溜め５３に開放される。したがって，循環回路６内を循環してポンプインペラ２及びタービンランナ３間の伝動を終えた作動オイルは，戻し油路５１を経てオイル溜め５３へと還流する。

第２供給油路５２の上流側は，第１供給油路５０と同様にオイルポンプ２１の吐出ポートに接続され，その下流側は，出力軸１０の横孔６０，タービンランナ３の右端面の切欠き６１を通して，伝動カバー５及びクラッチピストン２９間の前記油圧室４４に連通する。第２供給油路５２には油圧室４４の油圧を制御するロックアップ制御弁６２が設けられる。タービンランナ３のハブ３ｈ及び出力軸１０間には，それらのスプライン嵌合部と前記横孔６０との間において軸受ブッシュ６３が介装される。

引き続き図１において，前記トルクダンパＤは，前記クラッチインナ２６にリベット６４により固着されて前記クラッチアウタ２５より半径方向外方に延びるばね保持板６６を備える。このばね保持板６６は，クラッチアウタ２５の外周面を囲繞する断面コ字状で環状のばね収容部６７を一体に有しており，このばね収容部６７内に，コイルばねよりなる複数のダンパばね６８が環状に配置され，各隣接するダンパばね６８間には，ばね収容部６７にリベット６５により固着される断面コ字状の駆動爪７０と，タービンランナ３の背面に溶接される従動爪７１とが配置される。これら駆動爪７０及び従動爪７１は，タービンランナ３の回転方向に沿って相対回転が可能であり，それらの相対回転によりダンパばね６８が圧縮され，駆動爪７０及び従動爪７１間の伝達トルクを緩衝するようになっている。駆動爪７０及び従動爪７１の相対回転時，ばね保持板６６に連結したクラッチインナ２６は，タービンランナ３に固着された前記支持板３４の環状肩部３４ａ周りに回転することになる。ばね保持板６６には，従動爪７１と干渉しない位置でダンパばね６８の外側面を押えて，それのばね収容部６７からの離脱を防ぐ押え板７２が固着される。

次に，この実施例の作用について説明する。

エンジンのクランク軸１の出力トルクが駆動板８，伝動カバー５，ポンプインペラ２へと伝達して，それを回転駆動し，更にオイルポンプ２１をも駆動する。オイルポンプ２１の作動により，それから吐出された作動オイルは，第１供給油路５０を経てトルクコンバータ制御弁５６により伝動状態に応じた油圧に制御されながら循環回路６に流入する。

エンジンのアイドリングないし極低速運転域では，ロックアップ制御弁６２は，図示しない電子制御ユニットにより，ロックアップクラッチＬの油圧室４４をオイル溜め５３に解放するように制御される。したがって前述のように，ロックアップクラッチＬは遮断状態に置かれるので，循環回路６に流入した作動オイルＯは，ポンプインペラ２の回転に伴ない循環回路６を循環しながら，ポンプインペラ２の動力をタービンランナ３へと伝達した後，戻し油路５１を経てオイル溜め５３に還流する。

この間，第１供給油路５０を通過した作動オイルは，クラッチ室２２にも流入して，ロックアップクラッチＬ及びトルクダンパＤの各部を潤滑，冷却した後，ポンプインペラ２及びタービンランナ３間の隙間から循環回路６に移り，最終的には上記と同様に戻し油路５１を経てオイル溜め５３に還流することになる。

このとき，ポンプインペラ２及びタービンランナ３間でトルクの増幅作用が生じていれば，それに伴う反力がステータ４に負担され，ステータ４は，フリーホイール１１のロック作用により固定される。

トルク増幅作用を終えると，ステータ４は，これが受けるトルク方向の反転により，フリーホイール１１を空転させながらポンプインペラ２及びタービンランナ３と共に同一方向へ回転するようになる。

トルクコンバータＴがこのようなカップリング状態となったところで，電子制御ユニットによりロックアップ制御弁６２が切換えられ，オイルポンプ２１が吐出する作動オイルが，第２供給油路５２を通してロックアップクラッチＬの油圧室４４にも供給され，その油圧によりクラッチピストン２９が往動し，クッションばね４６を介して駆動及び従動摩擦板４０，４３を受圧板４１に対して押圧することで，前述のようにロックアップクラッチＬは接続状態となり，その接続状態は，クッションばね４６の緩衝作用により緩徐に行われる。

またロックアップクラッチＬの接続時，伝動カバー５からロックアップクラッチＬに伝達されるトルクは，ロックアップクラッチＬの出力部材としてのクラッチインナ２６からばね保持板６６に伝達し，そして駆動爪７０，ダンパばね６８，従動爪７１，タービンランナ３へと順次伝達する。その間に，衝撃的なトルクが発生すると，ダンパばね６８の圧縮変形によりそのトルクを緩衝することで，タービンランナ３へのスムーズな動力伝達を可能にする。

ところで，クラッチアウタ２５と，それに形成されたシリンダ部２７にＯリング２８を介して軸方向往復動可能に嵌合されるクラッチピストン２９とは，クラッチピストン２９の軸方向往復動を許容する回転連結手段３０を介して連結されるので，ロックアップクラッチＬの遮断，接続状態に拘らず常に一体となって回転し，Ｏリング２８の無用な摩擦を回避してシリンダ部２７内の液密を確保し，クラッチピストン２９の確実な油圧作動を保証することができ，またその油圧作動時には，クラッチピストン２９及びそれに隣接する駆動摩擦板４０間の滑りを阻止しながらクラッチピストン２９の推力を全駆動及び従動摩擦板４０，４３に作用させることができ，これによりＯリング２８及び駆動摩擦板４０の耐久性向上を図ることができる。

しかも，上記回転連結手段３０は，シリンダ部２７のシリンダ側壁２７ａ内周縁に形成され，クラッチピストン２９側に屈曲して周方向等間隔に配列される複数の連結爪３５と，クラッチピストン２９の外側面に形成され，連結爪３５が軸方向摺動自在に係合する複数の連結凹部３６とで構成されるので，この回転連結手段３０を，特別な部品を追加することなく構成することができ，ロックアップクラッチＬの構造の簡素化と，特に軸方向のコンパクト化を図り，同時にクラッチピストン２９の軽量化を図ることができる。

またクラッチピストン２９において，その背面に形成される環状配列の前記連結凹部３６は，その前面に形成されてクッションばね４６を収容する環状のばね収容溝４５の半径方向内方に配置されるので，連結凹部３６及びばね収容溝４５の相互干渉を回避しながら，クラッチピストン２９の肉厚を特別大きくすることなく，連結凹部３６を充分に深く形成することが可能になり，したがって連結凹部３６及び連結爪３５の係合深さを充分に得て，クラッチアウタ２５及びクラッチピストン２９間の回転方向連結強度を高めることができると共に，ロックアップクラッチＬの軸方向の更なるコンパクト化を図ることができる。

本発明は上記実施例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の設計変更が可能である。例えば，本発明は，ステータを持たない流体継手にも適用することができる。またトルクダンパＤを省略して，クラッチインナ２６をタービンランナ３に直接的に連結することもできる。

Ｌ・・・・・・ロックアップクラッチ
Ｔ・・・・・・流体伝動装置（トルクコンバータ）
１・・・・・・入力軸（クランク軸）
２・・・・・・ポンプインペラ
３・・・・・・タービンランナ
５・・・・・・伝動カバー
６・・・・・・循環回路
１０・・・・・出力軸
２５・・・・・クラッチアウタ
２６・・・・・クラッチインナ
２９・・・・・クラッチピストン
３０・・・・・回転連結手段
３１・・・・・摩擦連結手段
３５・・・・・連結爪
３６・・・・・連結凹部
４５・・・・・ばね収容溝
４６・・・・・クッションばね

Claims (2)

1. 入力軸（１）に連結される伝動カバー（５）と，この伝動カバー（５）に結合されるポンプインペラ（２）と，このポンプインペラ（２）との間に作動オイルの循環回路（６）を画成するよう配置され，且つ伝動カバー（５）に背面を覆われると共に出力軸（１０）に連結されるタービンランナ（３）と，前記伝動カバー（５）及びタービンランナ（３）間に配設されるロックアップクラッチ（Ｌ）とを備え，そのロックアップクラッチ（Ｌ）を，前記伝動カバー（５）に固着されるクラッチアウタ（２５）と，このクラッチアウタ（２５）に囲繞されて前記タービンランナ（３）に連結されるクラッチインナ（２６）と，前記クラッチアウタ（２５）に軸方向往復動可能に嵌合されるクラッチピストン（２９）と，このクラッチピストン（２９）の軸方向往復動を許容しつゝ前記クラッチアウタ（２５）及びクラッチピストン（２９）相互を回転方向に連結する回転連結手段（３０）と，前記クラッチアウタ（２５）及びクラッチインナ（２６）間に設けられ，前記クラッチピストン（２９）の往動によりクラッチアウタ（２５）及びクラッチインナ（２６）間を摩擦連結し，その復動によりクラッチアウタ（２５）及びクラッチインナ（２６）間の摩擦連結を解除する摩擦連結手段（３１）とで構成した，ロックアップクラッチ付き流体伝動装置において，
   前記回転連結手段（３０）を，前記クラッチアウタ（２５）に屈曲形成されて前記クラッチピストン（２９）側に突出して周方向に並ぶ複数の連結爪（３５）と，前記クラッチピストン（２９）に形成され，前記複数の連結爪（３５）が軸方向摺動可能に係合するよう周方向に配列される複数の連結凹部（３６）とで構成したことを特徴とする，ロックアップクラッチ付き流体伝動装置。
2. 請求項１記載のロックアップクラッチ付き流体伝動装置において，
   前記クラッチピストン（２９）の，前記摩擦連結手段（３１）に対向する前面に，前記摩擦連結手段（３１）に接するクッションばね（４６）を収容する環状のばね収容溝（４５）を設け，前記複数の連結凹部（３６）を，前記ばね収容溝（４５）の半径方向内方に配置したことを特徴とする，ロックアップクラッチ付き流体伝動装置。

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