JP2017133652A - ロックアップクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】バネが圧縮される際のフリクションおよびヒステリシスを減少させ、動作の円滑性に優れるロックアップクラッチを提供する。【解決手段】ピストン５の周方向に沿うように円弧状に湾曲した状態でピストン５に保持されたコイル状のバネ６は、このバネ６の軸長方向の途中部分がピストン５の半径方向内方側に延設された延設部６１を有しており、この延設部６１は、ピストン５の半径方向外方側への移動が規制されるように、ピストン５またはピストン５に取り付けられた部材７の一部に係合している。【選択図】 図２

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、ロックアップ時において、エンジンからの出力トルクをトルタコンバータのタービンシェルにバネを介して伝達するように構成されているのが一般的である。バネを介してトルク伝達を行なうことにより、ロックアップ時のショックを防止する効果や、エンジン回転数の変動に起因する捩じり振動などを吸収緩和する効果が得られる。

このようなロックアップクラッチの具体例として、特許文献１〜３に記載されたものがある。
これらの文献に記載されたロックアップクラッチにおいては、エンジンにより回転されるフロントカバーと、トルクコンバータのタービンシェルとの相互間に、フロントカバーに対して接離自在なピストンを配設している。このピストンには、コイル状の複数のバネを周方向に並べ、かつ円弧状に湾曲した状態で保持させている。また、前記複数のバネには、タービンシェルに取り付けられたロックアッププレートの爪部を係合させている。複数のバネの周囲には、複数のバネの位置決めを図るための外周ガイド壁部が設けられており、複数のバネがロックアッププレートの爪部によって圧縮された際には、各バネがピストンの半径方向外方へ所定以上に膨らむことが規制されるように構成されている。
このような構成によれば、ピストンをフロントカバーに当接させたロックアップ時には、フロントカバーのトルクが複数のバネおよびロックアッププレートの爪部を介してタービンシェルに伝達される。したがって、既述したように、ロックアップ時のショック防止効果や、エンジン回転数の変動に起因する捩じり振動などの吸収緩和効果を得ることができる。

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、未だ改善すべき余地がある。

すなわち、コイル状のバネは、ロックアッププレートの爪部によって圧縮されることによりピストンの半径方向外方に膨らむと、外周ガイド壁部に当接するが、この当接により、バネと外周ガイド壁部との間に大きなフリクションが発生し、バネのヒステリシスが大きくなる。このような現象は、バネの伸縮動作の円滑性、ひいてはロックアップクラッチ全体の動作の円滑性を優れたものとする上で好ましいものではない。したがって、適切に解消することが望まれる。
なお、前記不具合を解消することを目的として、ただ単に外周ガイド壁部を無くしたのでは、バネの適切な位置決めが困難になる他、バネがピストンの半径方向外方に過大に膨らみ、その挙動を適切にコントロールすることが困難となる。

特開２００５−２５７０２７号公報 特開２００８−１５１２９１号公報 特開平９−２５０６２２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、バネが圧縮される際のフリクションおよびヒステリシスを減少させ、動作の円滑性に優れる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とトルクコンバータのタービンシェルとの相互間に配され、かつ前記フロントカバーに接離自在なピストンと、このピストンの周方向に沿うように円弧状に湾曲した状態で前記ピストンに保持されたコイル状のバネと、前記タービンシェルと一体的に回転するように取り付けられ、かつ前記バネに係合する爪部を有するロックアッププレートと、を備えている、ロックアップクラッチであって、前記バネは、前記バネの軸長方向の途中部分が前記ピストンの半径方向内方側に延設された延設部を有しており、この延設部は、前記ピストンの半径方向外方側への移動が規制されるように、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の一部に係合し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。
すなわち、バネの延設部は、バネがピストンの半径方向外方側に移動することを規制するため、従来技術においてバネの周囲を囲むように設けられていた外周ガイド壁部を用いなくても、バネの安定した位置決めを図り、さらにはロックアッププレートの爪部によって圧縮された際に、ピストンの半径方向外方側に過剰に膨らまないようにすることができる。したがって、本発明によれば、バネの位置決めや挙動の安定性を損なうことなく、外周ガイド壁部を無くすことが可能となる。また、仮に、外周ガイド壁部が設けられている場合であっても、バネが外周ガイド壁部に強く当接しないように規制することができる。その結果、従来技術とは異なり、バネと外周ガイド壁部との当接に起因して大きなフリクションが発生するようなことが解消され、バネの低ヒステリシス化、伸縮動作の円滑化を促進し、ロックアップクラッチ全体の動作の円滑性を優れたものとする効果が得られる。
なお、バネの延設部は、バネ定数の小さいバネとして構成することも可能であり、このことにより、ロックアップ時のショック防止効果などを、より優れたものとすることもできる。

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。

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る。 図１のII−II線のロックアッププレートを省略した状態の断面図に相当し、図１のダンパアッセンブリの正面図である。 図２の要部斜視図である。 （ａ）は、図２（ａ）のIVa−IVa断面図であり、（ｂ）は、IVb−IVb断面図である。 （ａ）は、本発明の他の例を示す要部正面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部斜視図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＶ−Ｖ要部断面図である。

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。

図１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にバネ６を保持させたものであり、リテーニングプレート７をさらに備えている。
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の内側面に接離自在である。このピストン５とフロントカバー１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はトルクコンバータ２内の油圧作用によってフロントカバー１の内側面に圧接し、ロックアップ状態となる。ピストン５には、耐摩耗性に優れるフェイシング材５０（図１以外では省略）が設けられており、厳密には、このフェイシング材５０がフロントカバー１に圧接する。

図２および図３に示すように、バネ６は、基本的には、コイル圧縮バネであるが、その軸長方向途中の複数箇所は、ピストン５の半径方向内方側に延設された延設部６１として形成されている。延設部６１は、バネ６を構成する線材をループ状、またそれに近い形態とし、矢印Ｎａで示す方向（ピストン５の周方向）に弾性復元力を伴って変形可能なトーションバネとして機能する部分とされている。このため、バネ６は、圧縮バネ部としての複数のバネ本体部６０が、トーションバネとして機能する複数の延設部６１を介して一連に繋がった構成となっている。

リテーニングプレート７は、複数のリベット９１などを用いてピストン５に固定されており、その外周縁部には、バネ本体部６０の内側に位置する起立壁部７１が設けられ、バネ本体部６０がピストン５の半径方向内方側に位置ずれすることが防止されている（図４（ｂ）も参照）。一方、リテーニングプレート７の内周縁部またはその近傍には、バネ６の延設部６１が係合される複数の係合用突起部７２が突設されており、この構造により、延設部６１がピストン５の半径方向外方側に位置ずれしないようにされている。

リテーニングプレート７の外周縁部には、２つのストッパ片部７０がピストン５の中心軸Ｃを挟む対向配置状態に設けられている。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の相互間に挟まれるように計２つ設けられている。各バネ６の両端部６ａ，６ｂは、２つのストッパ片部７０に当接している。

ロックアッププレート３は、タービンシェル２０に固定して取り付けられており、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を有している。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つのバネ６の相互間の位置に介装されている（図４（ａ）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がバネ６の一端部６ａに当接し、かつこの一端部６ａを同方向に押圧する。各バネ６は、その他端部６ｂ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、バネ６を介してロックアッププレート３に伝達する。

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、ロックアップクラッチＬＣのロックアップ時においては、既述したように、各バネ６がロックアッププレート３の爪部３０によって押圧され、圧縮される。バネ６は、そ
のような圧縮時には、ピストン５の半径方向外方側に膨らむように変形しようとするが、そのような変形は延設部６１の存在により規制される。したがって、バネ６の前記した膨らみを規制するための部材（たとえば、図４（ｂ）に仮想線で示す外周ガイド壁部９０）を設けなくても、バネ６の配置および挙動を安定させることが可能である。本実施形態においては、前記した外周ガイド壁部９０が設けられておらず、バネ６が圧縮変形した際に、バネ６が外周ガイド壁部９０に圧接するようなことのない構成とされている。このため、バネ６の低ヒステリシス化を図り、伸縮動作の円滑化、ひいてはロックアップクラッチＬＣの全体の動作の円滑化を図ることが可能となる。

バネ６の延設部６１は、既述したように、バネ本体部６０よりもバネ定数が小さいバネとして機能するように構成されているため、バネ６がロックアッププレート３の爪部３０によって圧縮される際には、延設部６１がまず圧縮変形を開始し、これに遅れてバネ本体部６０が圧縮変形を開始するといった動作態様が得られる。したがって、非ロックアップ状態からロックアップ状態に切り替える際の衝撃吸収性に優れたものとすることもできる。
なお、バネ本体部６０が圧縮変形する際には、このバネ本体部６０に繋がっている延設部６１は、バネ本体部６０側から引張力を受ける。また、延設部６１とバネ本体部６０とが繋がっている位置に変化が生じる。したがって、前記引張力を受けた際に延設部６１が適度に伸張し、かつ延設部６１の角度変更などを許容するバネ部（不図示）を延設部６１に設けておけば、延設部６１の存在によってバネ本体部６０の変形が過剰に制限されないようにし、バネ本体部６０の圧縮変形量を大きくすることが可能である。本発明においては、このような手段を採用してもよい。

図５は、本発明の他の実施形態を示している。同図において、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している。

図５に示す実施形態においては、コイル状のバネ６Ａに設けられている複数の延設部６１Ａのそれぞれが、軸長方向側面視または断面視において丸みを帯びた略三角形の螺旋ループ状とされている。この延設部６１Ａは、バネ本体部６０よりもサイズが大きな螺旋ループ状であることから、バネ本体部６０よりもバネ定数が小さい圧縮バネとして機能する。延設部６１Ａの内寄り領域６１ｃは、バネ本体部６０よりもピストン５の半径方向内方側に位置しており、かつリテーニングプレート７に固定された支持部材７７に係合している。このような係合構造は、バネ６Ａをピストン５上の所定箇所に配置した後に、支持部材７７を延設部６１Ａの孔部に挿通し、かつその後に支持部材７７をリテーニングプレート７に固定させることにより得ることが可能である。
本実施形態においても、延設部６１Ａは、前記実施形態の延設部６１と同様な機能を発揮し、本発明が意図する作用を得ることが可能である。

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。

上述の実施形態では、１つのバネに複数の延設部を設けているが、延設部の数はこれに限定されず、１つのバネに少なくとも１つの延設部が設けられていればよい。延設部は、バネの他の部分（バネ本体部）よりもピストンの半径方向内方側に延設された構成であればよく、必ずしもピストンの周方向におけるバネ性を有している必要はない。また、延設部は、リテーニングプレートなど、ピストンに取り付けられた部材の一部に係合されることに代えて、ピストンの一部に係合させるといった構成とすることもできる。
バネの具体的なサイズ、材質、バネ定数、数なども限定されない。ロックアップ時にバネを圧縮させるための爪部としては、少なくともタービンシェルに取り付けられたロック
アッププレートの爪部が設けられていればよく、これ以外の爪部（バネ押圧用の爪部）をさらに設けた構成とすることもできる。
本発明は、図４（ｂ）に示した外周ガイド壁部９０を設ける必要はないが、あえた設けた構成とすることもできる。本発明によれば、外周ガイド壁部９０を設けた場合であっても、バネ６，６Ａが圧縮された際に外周ガイド壁部９０に強く圧接することを延設部６１，６１Ａによって防止し、バネ６，６Ａの低ヒステリシス化を図ることが可能である。

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
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
３０ 爪部（ロックアッププレートの）
５ ピストン
６，６Ａ バネ
６１，６１Ａ 延設部（バネの）

Claims (1)

1. エンジンにより回転されるフロントカバーとトルクコンバータのタービンシェルとの相互間に配され、かつ前記フロントカバーに接離自在なピストンと、
   このピストンの周方向に沿うように円弧状に湾曲した状態で前記ピストンに保持されたコイル状のバネと、
   前記タービンシェルと一体的に回転するように取り付けられ、かつ前記バネに係合する爪部を有するロックアッププレートと、
   を備えている、ロックアップクラッチであって、
   前記バネは、前記バネの軸長方向の途中部分が前記ピストンの半径方向内方側に延設された延設部を有しており、
   この延設部は、前記ピストンの半径方向外方側への移動が規制されるように、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の一部に係合し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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