JP2017133601A - ロックアップクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】トルクコンバータのロックアップ時に、ピストンに設けられている摩擦材がフロントカバーに対して片当たり状態になるなどの不具合を適切に防止することが可能なロックアップクラッチを提供する。
【解決手段】ロックアップクラッチＬＣは、ピストン５またはピストン５に取り付けられた部材に回転支点４０を介して支持された複数のロックアップアシスト部材４を備え、かつ各ロックアップアシスト部材４は、第２端部４２が回転支点４０に相対してピストン５の後方側に変位させられる向きの力Ｆｂを受けることにより、第１端部４１がピストン５の外周縁寄り領域の後面部を前方に押圧可能とされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジン出力を変速機側に伝達するためのトルクコンバータに適用されるロックアップクラッチに関する。

この種のロックアップクラッチは、たとえば図６（ａ）に示すように、エンジン（不図示）により回転されるフロントカバー１の主板部１０と、トルクコンバータのタービンシェル２０との相互間に、ピストン５が配された構成とされているのが一般的である。図面では省略しているが、ピストン５とタービンシェル２０とは連動回転可能に係合している。ロックアップを行なう際には、トルクコンバータ内の油圧を利用してピストン５が主板部１０側に前進する。ピストン５の外周縁寄り領域の前面部には、耐摩耗性に優れた摩擦材９が設けられており、ピストン５が前進したロックアップ時には、摩擦材９が主板部１０に当接（圧接）するようになっている。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、改善すべき余地があった。

すなわち、図６（ｂ）に示すロックアップ状態においては、ピストン５の後面側の広い範囲に油圧が作用している。この際にフロントカバー１と接するのは摩擦材９のみであるため、摩擦材９が設けられている外周縁寄り領域よりも中心寄り領域の方がフロントカバー１の主板部１０に接近するように変形し易い。このような変形を生じると、摩擦材９は傾斜姿勢となって、この摩擦材９の外周縁部分はフロントカバー１の主板部１０から離間し、摩擦材９の前面部の略全域を主板部１０に対して均一に当接させることが困難となる。これでは、摩擦材９とフロントカバー１との当接面積が小さくなるため、ロックアップ状態を確実かつ強固なものとするには、ピストン５をフロントカバー１に押し付けるための油圧をかなり高くする必要が生じ、効率が悪くなる。また、摩擦材９の接触面積が少ないことに起因して、摩擦材９の使用寿命が短くなる。さらには、摩擦材９がフロントカバー１に対して、いわゆる片当たり状態となっているため、ジャダー（異音の発生などを伴う異常振動）も発生し易い。

なお、前記した不具合を抑制するための一手段として、摩擦材の前面部を傾斜面とし、ロックアップ時においてピストンが撓み変形した場合に、摩擦材の前面部がフロントカバーの主板部に略平行となるように設定する手段がある（特許文献１）。ところが、このような手段によれば、摩擦材の前面部を所定の傾斜角の傾斜面に形成するための加工が必要であり、その加工が煩雑である。また、摩擦材の前面部を前記したような傾斜面に形成しているものの、摩擦材の内周縁側が外周縁側よりもフロントカバーに対して強く圧接される傾向がある点については、根本的な改善はなされていない。したがって、長期間の繰り返し使用がなされると、摩擦材に偏摩耗が発生し易い。その結果、結局は、摩擦材がフロントカバーに片当たりすることとなって、ジャダーが発生するなどの虞がある。

特開２００４−１１７１０号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、トルクコンバータの
ロックアップ時に、ピストンに設けられている摩擦材がフロントカバーに対して片当たり状態になるなどの不具合を適切に防止することが可能なロックアップクラッチを提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供されるロックアップクラッチは、エンジンにより回転されるフロントカバーの主板部とトルクコンバータのタービンシェルとの相互間に往復動可能に配され、かつ前記トルクコンバータ内の油圧を利用して前記フロントカバーの主板部側への前進が可能とされたピストンと、このピストンの外周縁寄り領域の前面部に設けられ、かつ前記ピストンが前進したロックアップ時に前記フロントカバーに当接させるための摩擦材と、を備えているロックアップクラッチであって、前記ピストンまたは前記ピストンに取り付けられた部材に回転支点を介して支持され、かつ前記回転支点を挟んで互いに離間する第１端部および第２端部を有する複数のロックアップアシスト部材を、さらに備えており、前記各ロックアップアシスト部材は、前記ロックアップ時において、前記第２端部が前記回転支点に相対して前記ピストンの後方側に変位させられる向きの力を受けることにより、前記第１端部が前記ピストンの外周縁寄り領域の後面部を前方に押圧可能な構成とされていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、トルクコンバータのロックアップ時において、ピストンが、その外周縁寄り領域よりも中心寄り領域の方がフロントカバーの主板部に接近するように撓み変形したとしても、ピストンの外周縁寄り領域は、ロックアップアシスト部材の第１端部によって前方に押圧され、フロントカバーの主板部に押し付けられる。このため、従来とは異なり、摩擦材の外周縁部分がフロントカバーの主板部から離間した状態になるように摩擦材が主板部に片当たり状態になることは解消され、摩擦材の前面部の略全域を前記主板部に対して均一に当接させることが可能となる。その結果、ピストンの前進に利用されるトルクコンバータ内の油圧を、さほど高くする必要がなくなり、エネルギ効率をよくすることができる。
第２に、摩擦材がフロントカバーに片当たり状態となることが解消されるため、フロントカバーに対する摩擦材の接触面積を大きくして、その使用寿命を長くすることができる。さらには、摩擦材の片当たりに起因するジャダー（異音の発生などを伴う異常振動）の発生も適切に防止することができる。
第３に、摩擦材の前面部を傾斜面にするといった特許文献１に記載された煩雑な手段を採用する必要がなくなる他、そのような手段では解決することのできなかった根本的な不具合、すなわち摩擦材の内周縁側が外周縁側よりもフロントカバーに強く圧接するように摩擦材が偏った力を受けるという根本的な不具合が適切に解消される。
第４に、ロックアップアシスト部材の第１端部によってピストンの外周縁寄り領域を押圧させるための手段として、ロックアップアシスト部材を回転可能に支持させ、かつその第２端部が所定方向の力を受けるようにしているが、このような構成は、たとえば後述する実施形態においても示されているように、第２端部をフロントカバーに接触させたり、あるいはタービンシェルに係合させるなどして簡易に実現することが可能である。したがって、ロックアップアシスト部材を回転動作させるための特別な駆動源などは不要であり、製造コストが大幅に上昇するといった不具合も適切に回避することが可能である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

（ａ）は、本発明に係るロックアップクラッチの一例を示す概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す構造のロックアップ時の状態を示す要部断面図である。 （ａ）は、図１に示したロックアップクラッチを構成するダンパアッセンブリを示す図であって、図１のIIa−IIaに相当する断面図（フロントカバーなどを省略した概略断面図）であり、（ｂ）は、（ａ）の要部分解断面図である。 （ａ）は、図２（ａ）のIIIa−IIIa断面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のIIIb−IIIb断面図であり、（ｃ）は、図２（ａ）のIIIc−IIIc断面図である。 本発明の他の例を示す要部概略断面図である。 本発明の他の例を示す要部概略断面図である。 （ａ），（ｂ）は、従来技術の一例を示す要部概略断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
なお、理解の容易のため、図６に示した従来技術と同一または類似の要素には、従来技術と同一の符号を用いる。

図１（ａ）に示すように、本実施形態のロックアップクラッチＬＣは、不図示のエンジンにより回転されるフロントカバー１の主板部１０とトルクコンバータ２のタービンシェル２０との相互間に配されたピストン５、摩擦材9、ピストン５に後述する複数のバネ６やロックアップアシスト部材４などの部材を組み付けて構成されたダンパアッセンブリＡ、およびタービンシェル２０に固定されたロックアッププレート３を備えている。図１（ａ）は、摩擦材9がフロントカバー１の主板部１０から適当な寸法Ｓａ離間した非ロックアップ状態を示し、同図（ｂ）は、摩擦材９が主板部１０に当接したロックアップ状態を示している。
図面においては、トルクコンバータ２のステータを省略しているが、トルクコンバータ２は、インペラ２１なども備えており、その基本的な構成は、従来既知のものと同様である。

ダンパアッセンブリＡは、ピストン５、このピストン５に保持された複数のバネ６、および複数のロックアップアシスト部材４に加え、複数のバネ６の位置規制などを図るためのリテーニングプレート７（図２では網点模様領域）、ならびに中間子８（図２ではクロスハッチング領域）も備えている。

ピストン５は、タービンハブ２２にスライド可能に外嵌されており、フロントカバー１の主板部１０に対向し、かつこの対向方向に往復動可能である。ピストン５の後面部（主板部１０側とは反対側）には、トルクコンバータ２内の油圧が作用しており、ピストン５と主板部１０との相互間領域から作動オイルが排出されると、ピストン５は主板部１０側に前進し、摩擦材９が主板部１０に当接したロックアップ状態となる。摩擦材９は、ピストン５の外周縁寄りの前面部に設けられており、耐摩耗性に優れた材質の円形リング状である。

複数のバネ６は、ロックアップ時の衝撃吸収作用などを得るためのものであり、コイル圧縮バネである。これらのバネ６は、図２および図３（ａ）に示すように、ピストン５の半径方向において、リテーニングプレート７の外周縁部と中間子８の外周縁の起立壁部８ｂとの間に挟まれるようにしてピストン５の後面部側に保持されている。リテーニングプレート７は、リベット９１を利用してピストン５に固定されており、その外周縁部には、２つのストッパ片部７０が中心軸Ｃを挟む対向配置状態に設けられている（図３（ｂ）も参照）。複数のバネ６は、円弧状に湾曲した状態で２つのストッパ片部７０の相互間領域に直列配列で並べられている。本実施形態では、２つのバネ６（６ａ，６ｂ）が１つのバネ列Ｒを構成しており、このバネ列Ｒは、図２に示すように、計２列設けられている。各
バネ列Ｒの両端部は、２つのストッパ片部７０に当接している（図３（ｂ）も参照）。

中間子８は、その内周縁部８ａがリテーニングプレート７とピストン５との相互間に挟み込まれていることにより中心軸Ｃ周りに回転可能であり、中心軸Ｃを挟んで対向する２つの爪部８０を有している（図３（ｃ）も参照）。これら２つの爪部８０は、バネ６ａ，６ｂ間に介装されている。このような構成によれば、爪部８０を設けない場合と比較すると、バネ６の個々の寸法を短くすることが可能であり、バネ６が伸縮する際の挙動を小さくし、バネ６の伸縮時のフリクションの減少、およびヒステリシスの抑制を図ることが可能である。

ロックアッププレート３は、タービンシェル２０に固定されている。このロックアッププレート３には、ピストン５側に向けて突出し、かつ中心軸Ｃを挟んで対向する２つの爪部３０が設けられている。これら２つの爪部３０は、図２において仮想線で示すように、リテーニングプレート７のストッパ片部７０に対応する位置であって、２列のバネ列Ｒの相互間の位置に介装されている（図３（ｂ）も参照）。

図２の矢印Ｄａ方向は、エンジンの出力軸およびフロントカバー１の回転方向であり、ピストン５が同方向に回転する際には、爪部３０が各バネ列Ｒの一端部Ｒａに当接し、かつこの一端部Ｒａを同方向に押圧する。各バネ列Ｒは、その他端部Ｒｂがストッパ片部７０の端部７０ｂによって支持されているため、前記押圧により圧縮変形する。トルクコンバータ２のロックアップ時においては、ピストン５の回転力は、複数のバネ６を介してロックアッププレート３に伝達する。

図１および図２において、複数のロックアップアシスト部材４は、トルクコンバータ２のロックアップ時に、摩擦材９の前面部の略全域をフロントカバー１の主板部１０に対して均一に当接させるための部材であり、テコの原理を利用し、ピストン５の外周縁寄り領域を前方(主板部１０側)に押圧するようになっている。

具体的には、各ロックアップアシスト部材４は、ピストン５の後面部側に設けられた回転支点４０を中心として、ピストン５の往復動方向と略同一方向に回転可能に設けられている。回転支点４０は、たとえばピストン５またはリテーニングプレート７の後面部に突設された支持片４０ａに、ロックアップアシスト部材４の支持用の軸体４０ｂを取り付けた構成である。

ロックアップアシスト部材４は、ピストン５の半径方向に延びており、回転支点４０を挟んで互いに離間した第１端部４１および第２端部４２を有している。第１端部４１は、ピストン５の外周縁寄り領域の後面部に対向する配置とされている。好ましくは、この第１端部４１は、ピストン５の後面部のうち、摩擦材９よりもピストン５の半径方向外方側に対向する配置とされている。第２端部４２は、その一部分がピストン５よりも前方に突出するようにピストン５を貫通した構成とされている。図１（ｂ）に示すトルクコンバータ２のロックアップ時には、第２端部４２の一部分は、フロントカバー１の主板部１０に当接し、ピストン５の後方側への力Ｆｂを受ける。この力Ｆｂにより、ロックアップアシスト部材４には回転支点４０を中心とする回転力を生じる結果、第１端部４１は、ピストン５の外周縁寄り領域の後面部を力Ｆａで前方に押圧する。好ましくは、第１端部４１および第２端部４２のそれぞれの回転支点４０からの距離Ｌａ，Ｌｂは、Ｌａ＜Ｌｂの関係とされ、力Ｆａ，Ｆｂは、Ｆａ＞Ｆｂとなるように構成されている。

図２に示すように、各ロックアップアシスト部材４の第１端部４１は、ピストン５の外周縁寄り領域の周方向に延びる円弧状であり、外周縁寄り領域の比較的広い範囲を押圧可能な形状とされている。本実施形態では、ロックアップアシスト部材４は、計４つ具備さ
れており、これらはピストン５の周方向に略等間隔で配置され、ピストン５の外周縁寄り領域の複数箇所をバランスよく押圧可能とされている。なお、爪部３０，８０は、図２（ａ）の矢印Ｄａ方向に移動するが、これら爪部３０，８０とロックアップアシスト部材４とは、不当に干渉しないようにされている。

次に、前記したロックアップクラッチＬＣの作用について説明する。

まず、図１（ａ）に示すトルクコンバータ２の非ロックアップ状態において、フロントカバー１の主板部１０とピストン５との相互間領域から作動オイルを流出させると、既述したように、ピストン５はトルクコンバータ２内の油圧により、主板部１０側に前進する。その結果、同図（ｂ）に示すように、摩擦材９が主板部１０に当接（圧接）したロックアップ状態となる。ただし、その際には、ロックアップアシスト部材４の第２端部４２が主板部１０に当接して力Ｆｂを受け、第１端部４１がピストン５の外周縁寄り領域を力Ｆａで前方に押圧する。この押圧力Ｆａは、第２端部４２が受ける力Ｆｂよりも大きくすることが可能である。

前記したような動作を生じる結果、図６（ｂ）を参照して説明したように、仮に、ピストン５に撓み変形が発生したとしても、摩擦材９の前面部の略全域をフロントカバー１の主板部１０に均一に当接させ、主板部１０に対して摩擦材９が片当たり状態にならないようにすることが可能となる。このため、フロントカバー１に対する摩擦材９の当接面積が過少になることを解消し、トルクコンバータ２内の油圧をさほど高くしなくても、トルクコンバータ２のロックアップ状態を安定させることが可能となる。また、摩擦材９の片当たり状態が解消される結果、摩擦材９の偏摩耗防止による使用寿命の長期化、ならびにジャダーの発生防止を適切に図ることもできる。特許文献１とは異なり、摩擦材９の前面部を傾斜面に形成する必要もない。

図４および図５は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付すこととし、重複説明は省略する。

図４に示す実施形態においては、ピストン５の外周縁部に、後方側に向けて突出するフランジ部５０が形成されている。ロックアップアシスト部材４の第１端部４１は、フランジ部５０を押圧可能とされている。このような構成によっても、本発明が意図する作用を適切に得ることが可能であり、第１端部４１によってピストン５の外周縁寄り領域の後面部を押圧する場合、前記したような構成を採用することもできる。

図５に示す実施形態においては、タービンシェル２０に補助部材３８が固定され、この補助部材３８とタービンシェル２０との相互間に隙間３８ａが形成されている。この隙間３８ａに、ロックアップアシスト部材４の第２端部４２が係入している。なお、隙間３８ａは、タービンシェル２０の周方向に延びて形成されており、ロックアップアシスト部材４とタービンシェル２０との相対回転が許容される構成とされている。

本実施形態によれば、図５に示す状態からピストン５が主板部１０側に前進すると、ロックアップアシスト部材４の第２端部４２の位置は一定のままであるため、この第２端部４２は、回転支点４０に相対してピストン５の後方側に変位させられる力Ｆｃを受ける。その結果、第１端部４１は、ピストン５の外周縁寄り領域を力Ｆｄで前方に押圧することとなり、摩擦材９が主板部１０に片当たり状態にならないようにする作用が得られる。本実施形態では、先の実施形態とは異なり、ピストン５に第２端部４２を貫通させるための孔部を設ける必要を無くすことができる利点が得られる。なお、好ましくは、図５に示す距離Ｌａ，Ｌｂは、先の実施形態と同様に、Ｌａ＜Ｌｂの関係とされる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るロックアップクラッチの各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
ロックアップアシスト部材、ピストン、および摩擦材などの具体的な形状、サイズ、材質などは限定されない。ロックアップアシスト部材を支持する回転支点は、ピストンに直接設けられた構成に代えて、ピストンに間接的に設けられた構成としてもよい。ロックアップアシスト部材の第１端部は、ピストンの外周縁寄り領域の後面部に対向するように配置され、かつロックアップ時にその部分を前方に押圧可能であればよい。ロックアップアシスト部材の第２端部は、ロックアップ時に、回転支点に相対してピストンの後方側に変位させられる向きの力を受けるように設けられていればよい。

ＬＣ ロックアップクラッチ
Ａ ダンパアッセンブリ
１ フロントカバー
１０ 主板部（フロントカバーの）
２ トルクコンバータ
２０ タービンシェル
３ ロックアッププレート
４ ロックアップアシスト部材
４０ 回転支点（ロックアップアシスト部材の）
４１ 第１端部（ロックアップアシスト部材の）
４２ 第２端部（ロックアップアシスト部材の）
５ ピストン
９ 摩擦材

Claims (1)

1. エンジンにより回転されるフロントカバーの主板部とトルクコンバータのタービンシェルとの相互間に往復動可能に配され、かつ前記トルクコンバータ内の油圧を利用して前記フロントカバーの主板部側への前進が可能とされたピストンと、
   このピストンの外周縁寄り領域の前面部に設けられ、かつ前記ピストンが前進したロックアップ時に前記フロントカバーに当接させるための摩擦材と、
   を備えているロックアップクラッチであって、
   前記ピストンまたは前記ピストンに取り付けられた部材に回転支点を介して支持され、かつ前記回転支点を挟んで互いに離間する第１端部および第２端部を有する複数のロックアップアシスト部材を、さらに備えており、
   前記各ロックアップアシスト部材は、前記ロックアップ時において、前記第２端部が前記回転支点に相対して前記ピストンの後方側に変位させられる向きの力を受けることにより、前記第１端部が前記ピストンの外周縁寄り領域の後面部を前方に押圧可能な構成とされていることを特徴とする、ロックアップクラッチ。

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