JP2014126168A - Torque converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロックアップ機能を備えたトルクコンバータに関する。 The present invention relates to a torque converter having a lockup function.
従来、下記特許文献1〜3に開示されているようなロックアップ機能を備えたトルクコンバータが提供されている。トルクコンバータは、車両をスムーズに発進を可能とする機能を有する反面、動力伝達効率の低下を伴うという課題を有する。そこで、従来技術においては、車両の発進後、ロックアップピストンをカバーに押し付けた状態(ロックアップ状態)とし、エンジンの駆動力を直接出力軸に伝達可能な状態とすることにより、燃費の低下を抑制しようとしている。 Conventionally, a torque converter having a lock-up function as disclosed in Patent Documents 1 to 3 below is provided. While the torque converter has a function of enabling the vehicle to start smoothly, it has a problem that it involves a reduction in power transmission efficiency. Therefore, in the prior art, after starting the vehicle, the lockup piston is pressed against the cover (lockup state), and the driving force of the engine can be transmitted directly to the output shaft, thereby reducing fuel consumption. Trying to suppress.
近年においては、さらなる燃費向上の向上を図るため、ロックアップ状態とすることが可能な領域の拡大、すなわちロックアップ状態とすることが可能な車速の低下が求められている。しかしながら、低車速領域においてトルクコンバータをロックアップ状態にしようとすると、エンジンストールの回避や車体振動の抑制を図るべく、スムーズロックアップ制御と称されるような制御を実行し、ロックアップピストンに作用する押付荷重を緻密に制御する必要がある。 In recent years, in order to further improve fuel efficiency, there has been a demand for an increase in the range in which the lockup state can be achieved, that is, a reduction in the vehicle speed that can be brought into the lockup state. However, if the torque converter is to be locked up in the low vehicle speed range, a control called smooth lockup control is performed to avoid engine stall and to suppress vehicle vibration, and it acts on the lockup piston. It is necessary to precisely control the pressing load.
ここで、ロックアップピストンに作用する押付荷重を緻密に制御可能とする方策として、ロックアップピストンの面積を縮小することにより、油圧の増大に対する押付荷重の増加量を抑制しようとする方策が考えられる。すなわち、図5(a)の油圧Pと押付荷重Fとの関係に係るグラフに示すように、ロックアップピストンの面積を縮小することにより、当該グラフの傾きが緩やかになり、油圧の増大に対する押付荷重の増加量を抑制することができる。しかしながら、このような方策を採用した場合には、ロックアップピストンの面積が小さいため、ロックアップピストンに作用させることができる油圧Pが上限値に達しても押付荷重Fを十分に大きく取ることができず、その結果として最大伝達トルク容量が不足するという問題が生じる懸念がある。 Here, as a measure for making it possible to precisely control the pressing load acting on the lock-up piston, it is conceivable to reduce the area of the lock-up piston to suppress the increase in the pressing load with respect to the increase in hydraulic pressure. . That is, as shown in the graph relating to the relationship between the hydraulic pressure P and the pressing load F in FIG. 5A, by reducing the area of the lock-up piston, the inclination of the graph becomes gentle and the pressing against the increase in the hydraulic pressure is performed. An increase in load can be suppressed. However, when such a measure is adopted, since the area of the lockup piston is small, the pressing load F can be sufficiently large even if the hydraulic pressure P that can be applied to the lockup piston reaches the upper limit. As a result, there is a concern that the maximum transmission torque capacity may be insufficient.
また、上述した方策の他に、油圧の制御性を向上させることにより、ロックアップピストンに作用する押付荷重の制御特性を向上させようとする方策が考えられる。具体的には、油圧を調整するための調整弁に印加する制御電流値Iと油圧Pとの関係が図5(b)に示すような比例関係にあると仮定した場合、図中において実線で示すように制御電流値Iに対する油圧P傾き(勾配)低下させることにより、制御特性を向上させうる。しかしながら、このような方策を講じた場合についても、最大トルクを伝達させるために必要な油圧が不足する懸念がある。 In addition to the above-described measures, a method for improving the control characteristics of the pressing load acting on the lock-up piston by improving the controllability of the hydraulic pressure can be considered. Specifically, when it is assumed that the relationship between the control current value I applied to the adjustment valve for adjusting the hydraulic pressure and the hydraulic pressure P is proportional as shown in FIG. 5B, a solid line in the figure. As shown, the control characteristic can be improved by reducing the inclination (gradient) of the hydraulic pressure P with respect to the control current value I. However, even when such measures are taken, there is a concern that the hydraulic pressure necessary to transmit the maximum torque is insufficient.
上述した知見に基づき、本発明は、最大伝達トルク容量の低下を招くことなく、低油圧領域においてもスムーズにロックアップ状態とすることが可能なトルクコンバータの提供を目的とした。 Based on the above-described knowledge, an object of the present invention is to provide a torque converter that can smoothly enter a lock-up state even in a low hydraulic pressure region without causing a decrease in the maximum transmission torque capacity.
上述した課題を解決すべく提供される本発明のトルクコンバータは、互いに向かい合って配置されたポンプインペラおよびタービンと、前記ポンプインペラと前記タービンとの間に配設されたステータと、前記ポンプインペラと共に回転可能とされたカバーと、前記カバーに対向するように配置されたロックアップピストンと、有し、前記ロックアップピストンと前記カバーとを接合させることにより、前記ポンプインペラ及び前記タービンが直結された状態になるものであり、前記ロックアップピストンが、前記カバーに接合される接合部を有し、前記接合部に、前記ロックアップピストンの内径側から外径側に向けて延びる切込部が設けられており、前記接合部において前記ロックアップピストンの内径側の部位が、外径側の部位よりも前記カバー側に突出していることを特徴とするものである。 The torque converter of the present invention provided to solve the above-described problems includes a pump impeller and a turbine that are arranged to face each other, a stator disposed between the pump impeller and the turbine, and the pump impeller. The pump impeller and the turbine are directly connected by joining the lockup piston and the cover, and having a cover that can be rotated and a lockup piston disposed to face the cover. The lock-up piston has a joint part joined to the cover, and the joint part is provided with a notch part extending from the inner diameter side to the outer diameter side of the lock-up piston. And the inner diameter side portion of the lock-up piston in the joint is more than the outer diameter side portion. And it is characterized in that protrudes serial cover side.
本発明のトルクコンバータにおいては、ロックアップピストンの接合部において、ロックアップピストンの内径側が外径側よりもカバー側に突出した構造とされている。そのため、ロックアップピストンに対して押付荷重が作用すると、先ず接合部の内径側の部位においてカバーとロックアップピストンとが接触する。これにより、低油圧域における油圧に対するトルク容量感度(油圧押付荷重感度)を低くすることが可能となり、ロックアップに係る制御特性が向上する。 In the torque converter of the present invention, at the joint portion of the lock-up piston, the inner diameter side of the lock-up piston protrudes toward the cover side from the outer diameter side. Therefore, when a pressing load is applied to the lock-up piston, first, the cover and the lock-up piston come into contact with each other on the inner diameter side of the joint. This makes it possible to reduce the torque capacity sensitivity (hydraulic pressing load sensitivity) with respect to the hydraulic pressure in the low hydraulic pressure range, and to improve the control characteristics related to lockup.
ここで、上述したようにロックアップピストンが、接合部の内径側においてカバーに接合した状態になることで、両者が接合した部分において完全にシールされた状態になると、その時点でシール部分よりも外周側の部位において接合部をカバー側に押し付ける押付荷重が作用しなくなり、外周側の部分をカバーに接合させることができなくなる可能性がある。 Here, as described above, when the lock-up piston is in a state of being joined to the cover on the inner diameter side of the joining portion, when the two are joined and completely sealed, it is more than the sealing portion at that time. There is a possibility that the pressing load that presses the joint portion toward the cover side does not act at the outer peripheral portion, and the outer peripheral portion cannot be joined to the cover.
かかる事態を想定し、本発明のトルクコンバータにおいては、ロックアップピストンの接合部に内径側から外径側に向けて延びる切込部が設けられている。これにより、接合部の内径側においてカバーに接合した状態になったとしても、両者の接合部分において完全にシールされた状態になることを回避できる。そのため、本発明のトルクコンバータにおいては、先ず接合部の内径側の部位においてカバーとロックアップピストンとが接触した後、油圧の増大に伴ってカバーとロックアップピストンとの接合領域が外径側に拡張し、やがて接合部全体において接合した状態になるように、トルクコンバータとカバーとの接合状態を変化させることができる。すなわち、油圧の増大に伴い、ロックアップピストンの回転中心から接合領域までの距離(接触半径)が大きくなるように、ロックアップピストンとカバーとの接合状態を変化させることができる。 Assuming such a situation, in the torque converter of the present invention, a cut portion extending from the inner diameter side toward the outer diameter side is provided at the joint portion of the lockup piston. Thereby, even if it will be in the state joined to the cover in the inner diameter side of a joined part, it can avoid being in the state sealed completely in both joined parts. Therefore, in the torque converter of the present invention, first, after the cover and the lock-up piston come into contact with each other on the inner diameter side of the joint, the joint region between the cover and the lock-up piston is moved to the outer diameter side as the hydraulic pressure increases. The joint state between the torque converter and the cover can be changed so as to expand and eventually join the entire joint portion. That is, as the hydraulic pressure increases, the joining state of the lockup piston and the cover can be changed so that the distance (contact radius) from the rotation center of the lockup piston to the joining region increases.
また、ロックアップピストンに作用する押付荷重の大きさ、及び接触半径が大きくなるに連れて伝達トルク容量の大きさが大きくなる。そのため、本発明のトルクコンバータにおいては、油圧の増大に伴いカバーとロックアップピストンとの接合領域が内径側から外径側に拡がるに連れて伝達トルク容量の大きさが増大する。これにより、低車速領域においてもトルクコンバータをロックアップ状態にすることが可能となり、ひいては燃費向上に資することが可能となる。 Further, as the magnitude of the pressing load acting on the lockup piston and the contact radius increase, the magnitude of the transmission torque capacity increases. Therefore, in the torque converter of the present invention, as the hydraulic pressure increases, the transmission torque capacity increases as the joint area between the cover and the lockup piston expands from the inner diameter side to the outer diameter side. As a result, the torque converter can be brought into a lock-up state even in a low vehicle speed region, which in turn contributes to improved fuel efficiency.
また、上述したようにしてカバーとロックアップピストンとが接合部の略全体において接合した状態とすることにより、切込部等を設けないロックアップピストンを用いた場合と同等の最大伝達トルク容量を確保することができる。従って、本発明のトルクコンバータにおいては、特別な油圧制御システム等を用いる必要がなく、その分だけ製造コストや質量の増加を抑制することができる。 In addition, by setting the cover and the lock-up piston to be joined at substantially the entire joint as described above, the maximum transmission torque capacity equivalent to that when using a lock-up piston without a notch or the like is obtained. Can be secured. Therefore, in the torque converter of the present invention, it is not necessary to use a special hydraulic control system or the like, and an increase in manufacturing cost and mass can be suppressed accordingly.
上述した本発明のトルクコンバータは、前記切込部が、前記ロックアップピストンの内径側から外径側に向けて先細り形状となるように形成されていることが望ましい。 In the above-described torque converter of the present invention, it is desirable that the cut portion is formed to be tapered from the inner diameter side to the outer diameter side of the lockup piston.
かかる構成とすることにより、ロックアップピストンが接合部の内径側の位置においてケースに対して接合した後、油圧の増大に伴ってカバーとロックアップピストンとの接合領域が外径側に拡張する動作をより一層スムーズに行わせることが可能となる。従って、本発明によれば、最大伝達トルク容量の低下を招くことなく、低油圧領域においてもスムーズにロックアップ状態とすることが可能なトルクコンバータを提供することができる。 With this configuration, after the lockup piston is joined to the case at the position on the inner diameter side of the joint, the joint region between the cover and the lockup piston expands to the outer diameter side as the hydraulic pressure increases. Can be performed more smoothly. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a torque converter that can be brought into a locked-up state smoothly even in a low hydraulic pressure region without causing a decrease in the maximum transmission torque capacity.
本発明によれば、最大伝達トルク容量の低下を招くことなく、低油圧領域においてもスムーズにロックアップ状態とすることが可能なトルクコンバータを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a torque converter that can smoothly enter a lock-up state even in a low hydraulic pressure region without causing a decrease in the maximum transmission torque capacity.
以下、本発明の一実施形態に係るトルクコンバータ1について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、トルクコンバータ1を示した図であり、N−Nは出力軸8等の回転中心線を示している。
Hereinafter, a torque converter 1 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the torque converter 1, where N-N indicates the rotation center line of the
トルクコンバータ1は、入力側(エンジン側)の部材に固定されるフロントカバー2と、フロントカバー2の外周壁21に固定されたインペラシェル51とで作動油室(潤滑油室)を形成している。トルクコンバータ1は、ポンプインペラ5、タービン6、ステータ7、及びロックアップピストン10を有している。ポンプインペラ5はエンジンのクランクシャフト(図示せず)側に繋がっており、タービン6はトランスミッション側への出力軸8に繋がっている。ポンプインペラ5とタービン6は互いに向かい合って配置されており、これらの間にステータ7が配置されている。
The torque converter 1 forms a hydraulic oil chamber (lubricating oil chamber) with a
ポンプインペラ5のインペラブレード52は、インペラシェル51の内に固定されている。インペラシェル51の回転中心線側には、インペラハブ53が一体に形成されている。
The
タービン6は、タービンシェル61およびタービンシェル61内に固定された複数のタービンブレード62とを備えている。タービンシェル61の回転中心側端部は、タービンハブ63のフランジ63aに複数のリベット64にて固定されている。タービンハブ63は、出力軸8にスプライン嵌合されている。
The
ステータ7は、ポンプインペラ5とタービン6との間の回転中心線寄りに配置されており、ステータキャリア71と、ステータキャリア71の外径側に設けられ、タービン6からポンプインペラ5へと戻される作動油の方向を調整するための複数のステータブレード72とを備えている。このステータ7は、ワンウェイクラッチ9を介して、ステータシャフト92に支持されている。なお、ステータシャフト92は、トランスミッションのハウジング91に固定されている。
The
ロックアップピストン10は、円環状のプレートによって構成されており、フロントカバー2の内面とタービン6の外面との間に配置されている。ロックアップピストン10は、ロックアップクラッチ機構を構成するものであり、出力軸8と一体に回転可能とされている。
The
ロックアップピストン10には、接合部101が設けられている。接合部101においてフロントカバー2の内面に対向した面(対向面10a)には、摩擦材102が接合部101の一部をなすように取り付けられている。接合部101は、ロックアップピストン10の外周部に設けられている。ロックアップピストン10は、接合部101とこれよりも内径側の部位との境界部103において屈曲しており、断面形状が略「く」字型とされている。これにより、接合部101においてロックアップピストン10の内径側の部位が、外径側の部位よりもフロントカバー2側に突出している。
The
また、図3に示すように、接合部101には切込部104が形成されている。切込部104は、対向面10aに形成された凹状の部位であり、窪みあるいは溝によって構成されている。切込部104は、接合部101の内径側に位置する境界部103を基端とし、外径側に向けて延びるように形成されている。切込部104の先端部は、ロックアップピストン10の外周端までは到達しておらず、外周端よりも内径側に位置している。切込部104は、いかなる形状とされても良いが、内径側から外形側に向けて先細り形状となるように形成されることが望ましい。本実施形態では、切込部104は、正面視がテーパー状(略二等辺三角形状)の窪み(溝)とされている。
As shown in FIG. 3, a
図1に示すように、ロックアップピストン10の対向面10aとフロントカバー2の内面との間には、解放側油室105が形成されている。また、ロックアップピストン10を解して解放側油室105とは反対側の領域には、係合側油室106が形成されている。
As shown in FIG. 1, a release-
ロックアップピストン10は、解放側油室105内の油圧と係合側油室106内の油圧との差圧(ロックアップ差圧)ΔP(ΔP=係合側油室106内の油圧−解放側油室105内の油圧)によってフロントカバー2に摩擦係合される油圧式摩擦クラッチであり、差圧ΔPを制御することにより係合状態または解放状態とされる。すなわち、ロックアップ差圧ΔPを正値にすることによりロックアップピストン10が係合し、ロックアップ差圧ΔPをゼロ以下にすることでロックアップピストン10は解放される。ロックアップ差圧ΔPは、解放側油室105及び係合側油室106に接続された油圧制御回路(図示せず)に設けられたロックアップ制御弁(図示せず)およびECU(図示せず)によって制御される。
The
トルクコンバータ1にはポンプインペラ5に連結して駆動される機械式のオイルポンプ3が設けられている。このオイルポンプ3から供給される油圧が油圧制御回路(図示せず)の元圧となる。
The torque converter 1 is provided with a
続いて、トルクコンバータ1の動作について説明する。トルクコンバータ1は、車両の車速が所定速以上になると、解放側油室105及び係合側油室106の油圧との差圧(ロックアップ差圧)ΔPが制御され、ロックアップピストン10が係合状態とされる。すなわち、図2に矢印で示すように、ロックアップピストン10に対してフロントカバー2側への押付荷重Fが作用し、接合部101がフロントカバー2の内面と締結される。これにより、ロックアップピストン10が直結状態となり、エンジンの駆動力が直接、出力軸8に伝達される。
Subsequently, the operation of the torque converter 1 will be described. When the vehicle speed of the vehicle becomes equal to or higher than the predetermined speed, the torque converter 1 controls a differential pressure (lock-up differential pressure) ΔP from the hydraulic pressure in the release-
ここで、本実施形態のトルクコンバータ1においては、ロックアップピストン10が係合状態とされる過程において図2(a)〜(d)に示すような特徴的な動作を行う。具体的には、ロックアップピストン10が係合状態とされる初期段階(低油圧域)においては、図2(a)から図2(b)に示すようにロックアップピストン10がフロントカバー2に近接し、先ず接合部101の内径側(境界部103側)の部位が、外形側の部位よりも優先的にフロントカバー2の内面に接触した状態になる。
Here, in the torque converter 1 of the present embodiment, a characteristic operation as shown in FIGS. 2A to 2D is performed in the process in which the lock-up
ここで上述したように、本実施形態のトルクコンバータ1においては、ロックアップピストン10の接合部101に内径側から外径側に向けて延びる切込部104が設けられている。これにより、接合部101の内径側においてフロントカバー2に接合した状態になったとしても、両者の接合部分において完全にシールされた状態にはならない。すなわち、対向面10aとフロントカバー2の内面との間に設けられた解放側油室105内のオイルが接合部分よりも外径側に到達する。これにより、解放側油室105と係合側油室106の油圧との差圧による押付荷重が接合部101とフロントカバー2との接合部位よりも外径側の領域において作用する。従って、接合部101の内径側(境界部103側)の部位がフロントカバー2の内面に接触した後も、油圧が上昇するに連れて接合部101に対してフロントカバー2側への押付荷重が作用する。
As described above, in the torque converter 1 according to the present embodiment, the
上述したようにして接合部101に押付荷重が作用すると、図2(b),(c)に示すように接合部101がフロントカバー2側に撓み、フロントカバー2とロックアップピストンとの接合領域が徐々に外径側に拡張する。すなわち、油圧の増大に伴い、ロックアップピストン10の回転中心から接合領域までの距離(接触半径r)が大きくなる。このようにして接合部101がフロントカバー2に対して接合し始めた後、図2(d)に示すように接合部101全体がフロントカバー2の内面に対して接合した状態になると、ロックアップピストン10が完全に係合した状態(ロックアップ状態)になる。これにより、トルクコンバータ1の伝達トルク容量が最大値に到達する。
When a pressing load is applied to the
上述したように、本実施形態のトルクコンバータ1においては、ロックアップピストン10の接合部101において、ロックアップピストン10の内径側が外径側よりもフロントカバー2側に突出した構造とされている。そのため、ロックアップピストン10に対して押付荷重が作用すると、先ず接合部101の内径側の部位においてフロントカバー2とロックアップピストン10とが接触する。これにより、図4に示すように低油圧域における油圧Pに対するトルク容量感度(油圧押付荷重感度)を低くすることが可能となり、ロックアップに係る制御特性が向上する。また、トルクコンバータ1によれば、低車速領域においてもロックアップ状態にすることが可能となり、車両の燃費向上を図ることができる。
As described above, in the torque converter 1 of the present embodiment, the
また、本実施形態のトルクコンバータ1においては、ロックアップピストン10の接合部101に内径側から外径側に向けて延びる切込部104が設けられている。これにより、図2(a)のように接合部101の内径側においてフロントカバー2に接合した状態になったとしても、両者の接合部101分において完全にシールされた状態になることを回避できる。そのため、トルクコンバータ1においては、図2(a)のように先ず接合部101の内径側の部位においてフロントカバー2とロックアップピストン10とが接触した後、油圧Pの増大に伴って図2(b),(c)のようにフロントカバー2とロックアップピストン10との接合領域が外径側に拡張し、やがて図2(d)のように接合部101全体において接合した状態になる。すなわち、油圧Pの増大に伴い、ロックアップピストン10の回転中心から接合領域までの距離(接触半径r)が大きくなる。これにより、図4に示すように、油圧Pの増大に伴ってフロントカバー2とロックアップピストン10との接合領域が内径側から外径側に拡がるに連れて伝達トルク容量の大きさが増大する。
Further, in the torque converter 1 of the present embodiment, the
また、トルクコンバータ1においては、確実にフロントカバー2とロックアップピストン10とが接合部101の略全体において接合した状態とすることができる。従って、最大伝達トルク容量の低下を招くことなく、低車速領域においてもロックアップ状態にすることが可能となる。また、トルクコンバータ1によれば、特別な油圧P制御システム等を用いる必要がなく、その分だけ製造コストや質量の増加を抑制することができる。
In the torque converter 1, the
本実施形態のトルクコンバータ1においては、切込部104が、ロックアップピストン10の内径側から外径側に向けて先細り形状となるように形成されている。このような構成とすることにより、図2(b)〜(d)に示すようなロックアップピストン10の接合動作をスムーズに行わせることが可能となる。
In the torque converter 1 of the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、切込部104を正面視がテーパー状(略二等辺三角形状)の窪みとした例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばロックアップピストン10の内径側から外径側に向けて直線的あるいは曲線的に延びる溝等としても良い。また、切込部104をテーパー状とする場合において、テーパー角の大きさや、切込部104の先端の到達位置を調整することにより、ロックアップピストン10とフロントカバー2との接合領域や接触半径rの変化率を調整し、最適化することができる。
In the present embodiment, an example in which the
1 トルクコンバータ
2 フロントカバー
5 ポンプインペラ
6 タービン
7 ステータ
10 ロックアップピストン
101 接合部
104 切込部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記ポンプインペラと前記タービンとの間に配設されたステータと、
前記ポンプインペラと共に回転可能とされたカバーと、
前記カバーに対向するように配置されたロックアップピストンと、
を有し、
前記ロックアップピストンと前記カバーとを接合させることにより、前記ポンプインペラ及び前記タービンが直結された状態になるものであり、
前記ロックアップピストンが、前記カバーに接合される接合部を有し、
前記接合部に、前記ロックアップピストンの内径側から外径側に向けて延びる切込部が設けられており、
前記接合部において前記ロックアップピストンの内径側の部位が、外径側の部位よりも前記カバー側に突出していることを特徴とするトルクコンバータ。 A pump impeller and a turbine arranged facing each other;
A stator disposed between the pump impeller and the turbine;
A cover that is rotatable with the pump impeller;
A lock-up piston arranged to face the cover;
Have
By joining the lock-up piston and the cover, the pump impeller and the turbine are directly connected,
The lock-up piston has a joint joined to the cover;
The joint is provided with a notch extending from the inner diameter side of the lock-up piston toward the outer diameter side,
The torque converter according to claim 1, wherein a portion on the inner diameter side of the lock-up piston protrudes toward the cover side from a portion on the outer diameter side in the joint portion.
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