JP2945413B2 - 流体伝動装置における直結クラッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は流体を介してトルクを伝達する流体伝動装置
に関し、特に、この流体伝動装置に備えられ、トルクを
機械的に直接伝達する流体伝動装置における直結クラッ
チに関するものである。

［従来の技術］ このような直結クラッチには、この直結クラッチが接
続されるときに生じる衝撃や振動を吸収緩和するため
に、ダンパ機構が設けられている。このダンパ機構とし
て、特開昭61−252964号公報に示されているものが知ら
れている。

第４図に示すように、この公報に示されているダンパ
機構01は、ロックアップピストンにスプライン嵌合され
るドライブプレート02に、多数の第１緩衝部材03を介し
て周方向に相対摺動可能に連結される第１ドリブンプレ
ート04と、この第１ドリブンプレート04に、前記第１緩
衝部材03よりばね定数の大きな多数の第２緩衝部材05を
介して周方向に相対摺動可能に連結される第２ドリブン
プレート06とを備えている。そして、ドライブプレート
02と第２ドリブンプレート06とのトルクが小さく、ねじ
り角がＡ方向の回転に対して入力トルクが無い状態であ
る０の位置を基準としてν（逆方向の回転に対しては−
β）までの間は、比較的ばね定数の小さな第１緩衝部材
03及び比較的ばね定数の大きな第２緩衝部材05でそのト
ルクを支持し、ねじり角がγ（または−β）になると、
第１緩衝部材03のスプリングが縮みきるので、このγ
（または−β）を超えるねじ角では、もはや第１緩衝部
材03はトルクを支持しなく、第２緩衝部材05のみによっ
てそのトルクを支持するようになっている。すなわち、
第１緩衝部材03と第２緩衝部材05との直列状態から第２
緩衝部材05のみへ移行するときに、ダンパ特性の屈曲点
が形成される。このように構成することにより、ダンパ
機構の径を大きくすることなく、吸収できるトルク容量
を大きくすることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなダンパ機構では、屈曲点が
第１緩衝部材03が完全に縮みきったところで形成される
ことになり、第１緩衝部材03の耐久性が低下すると共
に、経時変化により屈曲点のねじり角がずれてしまうこ
とが考えられる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、所定の屈曲点を確実に形成できるよ
うにし、かつこの屈曲点を制度良く形成することのでき
る流体伝動装置における直結クラッチを提供することで
ある。

［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するために、本発明は、例えば
第２図を参照して示すと、ダンパ機構（15）は、ロック
アップピストン（14）にスプライン嵌合されるドライブ
プレート（16）に、所定数の第１緩衝部材（22）及び第
２緩衝部材（23）を介して周方向に相対摺動可能に連結
される第１ドリブンプレート（19）と、この第１ドリブ
ンプレート（19）に、前記第１緩衝部材（22）よりばね
定数の大きな所定数の第２緩衝部材（23）を介して周方
向に相対摺動可能に連結される第２ドリブンプレート
（20）とを備えている。

また、第１ドリブンプレート（19）の外周端に、所定
数の歯（18f）が形成されており、これらの歯（18f）に
よって周方向に延びる溝（18e）が形成されている。ド
ライブプレート（16）外周端のスプライン溝（16a）の
一端と溝（18e）の一端との距離は、Ａ方向にはａに設
定され、またその逆方向にはｂ（＜ａ）に設定されてい
る。そして、ドライブプレート（16）と第２ドリブンプ
レート（19）とのトルクが小さく、ねじり角がＡ方向の
回転に対してａ（逆方向の回転に対してはーｂ）までの
間は、比較的ばね定数の小さな第１緩衝部材（22）でそ
のトルクを支持し、ねじり角がａ（またはーｂ）を超え
ると、比較的ばね定数の大きな第２緩衝部材（23）によ
ってそのトルクを支持するようになっている。したがっ
て、ねじり角ａ（またはーｂ）において、ダンパ機構
（15）のダンパ特性が変わる屈曲点が形成され、これら
ロックアップピストン（14）のスプライン歯（14a）お
よび二つの溝（16a），（18e）によって、屈曲点形成機
構（25）が構成されている。

［作用および発明の効果］ このような構成をした本発明の流体伝動装置における
直結クラッチにおいては、ドライブプレート（16）が第
１ドリブンプレート（19）に対して所定量相対回転する
までは、ドライブプレート（16）に入力されたトルクが
第１および第２緩衝部材（22），（23）で支持され、ド
ライブプレート（16）が第１ドリブンプレート（19）に
対して所定量相対回転すると、屈曲点形成機構（25）に
より、このトルクは第２緩衝部材（23）のみで支持され
るようになる。すなわち、第１および第２緩衝部材（2
2），（23）の直列状態の小さなばね定数から、第２緩
衝部材（23）のみの大きなばね定数へ移行するとき、ダ
ンパ特性の屈曲点が形成される。このように、本発明の
直結クラッチにおいては、屈曲点は、第１緩衝部材（2
2）が縮みきる前にドライブプレート（16）が第１ドリ
ブンプレート（19）に対して所定量相対回転すると、屈
曲点形成機構（25）により確実に形成されるようにな
り、従来のように第１緩衝部材（22）が縮みきることに
より行われることはない。したがって、屈曲点を所定の
ねじ角で確実に形成することができるようになる。

また、屈曲点形成機構（25）がダンパ機構（15）の最
外周端に配設されるようになる。

したがって、屈曲点形成機構（25）を、従来のように
第２緩衝部材（23）の近傍に設けた場合と同じ精度で形
成したとすると、回転軸の中心から径方向に遠くに形成
した分、屈曲点におけるねじり角の精度は向上し、ねじ
り角のばらつきが低減する。換言すると、従来と同じ精
度で形成すると、屈曲点を望ましい屈曲点からより狭い
範囲において形成することができるようになる。その場
合、第２緩衝部材（23）のばね定数が第１緩衝部材（2
2）のばね定数より大きく設定されていることにより、
屈曲点形成機構（25）によってドライブプレート（16）
と第１ドリブンプレート（19）との相対回転が規制され
た時、第２緩衝部材（22）だけを介して動力が伝達さ
れ、二つのばねの直列状態よりも大きなばね定数にな
り、ダンパ特性を変化させ、屈曲点を確実に形成するこ
とができる。

また、第１ドリブンプレート（19）の溝（18e）を形
成するために、外周端に所定数の歯（18f）が形成され
るので、歯の部分だけ径方向長さが延びるため、窓の開
き剛性が向上する。このため、遠心力に対する剛性がア
ップし、ダンパ機構（15）の耐久性を向上させることが
できる。

更に、屈曲点形成機構（25）を第２緩衝部材（23）の
近傍に配設しないので、そのスペースの分、第２緩衝部
材（23）の軸長を長くすることができるので、高トル
ク、高ねじり角のダンパ特性を得ることができる。

なお、カッコ内の符号は図面を参照するためのもであ
り、本発明の構成を何等限定するものではない。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明に係る流体伝動装置における直結クラ
ッチの一実施例を適用したトルクコンバータの断面図で
ある。

第１図に示すように、このトルクコンバータ１は、エ
ンジン等の動力源の出力軸に連結部材２を介して駆動プ
レート３が連結され、この駆動プレート３にポンプ羽根
車が連結されている。これら駆動プレート３とポンプ羽
根車４とによって形成される空間５内には油等の作動液
が充填されている。また、ポンプ羽根車４に対向するよ
うにしてタービン羽根車６が配設されており、このター
ビン羽根車６は、例えば自動変速機等の被動側の入力軸
７にスプライン嵌合されているタービンハブ８に連結さ
れている。更に、ポンプ羽根車４とタービン羽根車６と
の間には、ステータ羽根車９が配設されている。このス
テータ羽根車９は一方向クラッチ10を介して変速機の図
示されないハウジングに固定されたステータシャフト11
に一方向のみ回転可能に支持されている。

またタービンハブ８には、直結クラッチからなるロッ
クアップ機構12が取り付けられている。このロックアッ
プ機構12は、クラッチ摩擦材13が固定されたロックアッ
プピストン14と、ダンパ機構15とから構成されており、
例えば所定車速以上になったとき、ロックアップピスト
ン14が作動して摩擦材13が駆動プレート３に摩擦係合す
ることにより、トルクを機構的に直接伝達する直結状態
になるようにされている。またダンパ機構15によって、
摩擦材13が駆動プレート３に摩擦係合する際に生じる衝
撃および振動が吸収緩和される。更に、ロックアップク
ラッチが係合した後のエンジントルク変動（回転変動）
も吸収緩和される。

第２図（ａ），（ｂ）に示すように、ダンパ機構15
は、ドライブプレート16、一対のプレス成形材17,18か
ら形成された第１ドリブンプレート19、および第２ドリ
ブンプレート20を備えている。

ドライブプレート16は、その外周端縁に所定数（図で
は８本）のスプライン溝16a,16a,…が周方向にほぼ等間
隔に形成されていると共に、径方向の中間部には円弧状
の穴からなる所定数（図では８個）の第１窓16b,16b,…
が穿設されている。

また第１ドリブンプレート19の一対のプレス成形材1
7,18には、それぞれ外周端側と内周端側とに一側方に突
出する所定数（図では８個）の円弧状の第１および第２
膨出部17a,17a,…;17b,17b,…と第３および第４膨出部1
8a,18a,…;18b,18b,…とが形成されており、これら膨出
部17a,17b,18a,18bには、それぞれ円弧状の穴からなる
第２および第３窓17c,17c,…;17d,17d,…、第４および
第５窓18c,18c,…;18d,18d,…、がれぞれ周方向に穿設
されている。その場合、外周端側の第２および第４窓17
c,18cの周方向の長さは内周端側の第３および第５窓17
d,18dの周方向長さよりも長くなっていると共に、これ
ら内、外周端側の窓において、一方の側の窓の周方向中
心が他方の側の二つ窓の中間に位置した千鳥状に配置さ
れている。更に、一対のプレス成形材17,18の外周縁に
は、周方向に延びる８本の溝18e,18e,…（プレス成形材
17の溝は不図示；以下この溝も溝18eで表すことにす
る）が形成されている。これらの溝18eは、第１ドリブ
ンプレート19の外周端に形成されている歯18fによって
形成される。

第２ドリブンプレート20は、その外周端に開口する周
方向の凹嵌部20a,20,…が前記窓と同数だけ形成されて
いる。また第２ドリブンプレート20の中心部は一側方に
突出する膨出部20bが形成されており、この膨出部20bに
比較的大きな穴20cとこの穴20cのまわりに、12個のリベ
ット穴20d,20d,…が穿設されている。

そして、ドライブプレート16は、その外周端の溝16a
がロックアップピストン14の歯14aに嵌入することによ
って、ロックアップピストン14にスプライン嵌合されて
いる。また、第１ドリブンプレート19の一対のプレス材
17,18は、その外周端側でドライブプレート16を、また
その内周端側で第２ドリブンプレート20をそれぞれ挟持
するように配置され、一対のプレス材17,18はドライブ
プレート16と第２ドリブンプレート20との間で16個のリ
ベット21によって連結されている。その場合、第１窓16
bと第２および第４窓17c,18cには、比較的軸長が長く、
はね定数が比較的小さい圧縮コイルばねからなる第１緩
衝部材22が収容されていると共に、第３および第５窓17
d,18dと凹嵌部20aには、比較的軸長が短く、ばね定数が
比較的大きい圧縮コイルばねからなる第２緩衝部材23が
収容されている。こうして、ドライブプレート16に、第
１ドリブンプレート19が第１緩衝部材22を介して周方向
に相対摺動可能に連結されると共に、第１ドリブンプレ
ート19に、第２ドリブンプレート20が第２緩衝部材23を
介して周方向に相対摺動可能に連結される。更に第２ド
ンブリプレート20の内周端は、タービンハブ８にリベッ
ト24によってタービン羽根車６と一緒に共締めされて固
定されている。

一方、このように各プレート16,19,20が組み付けられ
た状態では、プレートの外周端の溝18e内にプレート16
の溝16aが位置するようになる。その場合通常状態で
は、溝16aの一方端の溝18eの一方端との距離ａが、溝16
aの他方端と溝18eの他方端との距離ｂよりも大きくなる
ように設定されている。この距離ａが形成されている方
向すなわちＡ方向がドライブ側に設定され、距離ｂが形
成されている方向がコースト側に設定されている。ま
た、ロックアップピストン14のスプライン歯14aが溝16a
に嵌入しているので、この歯14aは溝18eにも嵌入するよ
うになる。

次に、この実施例の作用について説明する。

エンジンからの駆動トルクにより、駆動プレート３が
回転すると、ポンプ羽根車４が回転する。ポンプ羽根車
４の回転により、作動液がタービン羽根車６に向かって
吐出され、吐出した作動液によって、タービン羽根車６
が回転する。このタービン羽根車６の回転はタービンハ
ブ８を介して入力軸７に伝達され、入力軸７が回転す
る。その場合、タービン羽根車６から流出する作動液が
ステータ羽根車９によって流れる方向が変えられ、伝達
トルクが増大するようになる。また、所定回転数以上に
なると、ステータ羽根車９も回転するようになるので、
伝達するトルクは増大しなくなり、トルクコンバータ１
は単なる流体継手の作用を行う。

ところで、例えば車速が所定以上の大きさになったと
き等に、ロックアップ機構12のロックアップピストン14
が作動して、摩擦材13が駆動プレート３に摩擦係合する
ようになる。すなわち、トルクコンバータ１はロックア
ップ状態となる。この結果、駆動プレート３とタービン
ハブ８とが直結状態になり、トルクは流体を介すること
なく、機械的に直接タービンハブ８に伝達されるように
なる。

摩擦材13が駆動プレート３に摩擦係合する際、駆動プ
レート３のトルクとタービンハブ８のトルクとに差があ
るため、ロッウアップピストン14には衝撃および振動が
発生する。その場合、トルクが第１所定値（第３図にお
いてαで示されている）以下の間は、ドライブプレート
16が第１ドリブンプレート19に対してＡ方向（ドライブ
側）に相対回転する。このため、第１緩衝部材22及び第
２緩衝部材23がともに圧縮され、トルクはこれらの第１
緩衝部材22及び第２緩衝部材23によって支持されるよう
になる。すなわち第３図に示すように、このときのダン
パ機構のダンパ特性は、第１緩衝部材22及び第２緩衝部
材23が直列化することによって定まる比較的緩い傾きの
直線（イ）に沿うようになる。

トルクが第１所定値αを超えると、ドライブプレート
16が第１ドリブンプレート19に対して距離ａ以上に回転
しようとする。このため、ロックアップピストン14のス
プライン歯14aが第１ドリブンプレート19の溝18eの一方
端における歯18fに当接する。したがって、ドライブプ
レート16と第１ドリブンプレート19とが第３ドリブンプ
レート20に対してともに同方向に回転するようになる。
この結果、第１緩衝部材22はそれ以上圧縮されなくな
り、第２緩衝部材23がのみ圧縮されるようになる。した
がって、トルクはこの第２緩衝部材23によって支持され
るようになる。このときのダンパ特性は、第２緩衝部材
23によって定まる比較的大きな傾きの直線（ロ）に沿う
ようになる。こうして、ダンパ機構15は、トルクが比較
的小さい間は勾配が緩やかな直線（イ）に沿い、トルク
が所定値αを超えると、勾配がきつい直線（ロ）に沿っ
た２段階のダンパ特性となる。

そして、直線（イ）から直線（ロ）に変わる屈曲点ｐ
は、トルクがαで、ドライブレート16がＡ方向に移動し
第１ドリブンプレート19に当接した際のねじり角ｃのと
きに形成され、この屈曲点ｐを形成する屈曲点形成機構
は、溝16a、溝18eの一方の端およびロックプレート12の
スプライン歯14aによって形成されている。

また、ロックアップ状態で例えばエンジン回転が下が
った場合などにおいては、前述のドライブ状態とは逆
に、第２ドリブンプレート20が受けるトルクがドライブ
プレート16の回転トルクよりも大きくなるコースト状態
になる。この場合には、トルクが第２所定値β以下の間
は、第１ドリブンプレート19がドライブプレート16に対
してＡ方向に相対回転する（コースト状態）。このた
め、第１緩衝部材22及び第２緩衝部材23が圧縮され、ト
ルクはこれらの第１緩衝部材22及び第２緩衝部材23によ
って支持される。第３図に示すように、このときのダン
パ機構のダンパ特性は、第１緩衝部材22及び第２緩衝部
材23が直列化することによって定まる比較的緩い傾きの
直線（ハ）に沿うようになる。

トルクが第２所定値βを超えると、溝18eの他方の端
部を形成する歯18fに当接するので、第３ドリブンプレ
ート20がドライブプレート16と第１ドリブンプレート19
とに対して同方向に相対回転するようになる。このた
め、第２緩衝部材23のみが更に圧縮され、トルクはこの
第２緩衝部材23によって支持されるようになる。このと
きのダンパ特性は、第２緩衝部材23によって定まる比較
的大きな傾きの直線（ニ）に沿うようになる。こうして
コースト側においても、ダンパ機構15は、トルクが比較
的小さい間は勾配が緩やかな直線（ハ）に沿い、トルク
が第２所定値βを超えると、勾配がきつい直線（ニ）に
沿った２段階のダンパ特性となる。そして、直線（ハ）
から直線（ニ）に変わる屈曲点ｑは、トルクがβで、ド
ライブプレート16がＢ方向に移動し第１ドリブンプレー
ト19に当接した際のねじり角ｄのときに形成され、この
屈曲点ｑを形成する屈曲点形成機構は、溝16a、溝18eの
他方の端およびロックアップピストン14のスプライン歯
14aによって形成される。

このようにダンパ特性の屈曲点形成機構25は、ドライ
ブ状態およびコースト状態のいずれにおいても、ドライ
ブプレート16の外周端のスプライン溝16a、第１ドリブ
ンプレート19の溝18eにおよびこれら溝16aと溝18eとに
嵌合するロックアップピストン14のスプライン歯14aに
よって構成されるようになる。したがって、この屈曲点
形成機構25によって、第１緩衝部材22が縮みきる前にド
ライブプレート16が第１ドリブンプレート19に対して所
定量相対回転すると、屈曲点が所定のねじり角で確実に
形成されるようになる。

また、屈曲点形成機構25はダンパ機構15の最外周に配
設されることになる。したがって、屈曲点形成機構25
を、例えば、第２緩衝部材23の近傍に設けた場合と同じ
精度で形成したとすると、回転軸の中心から径方向に遠
くに形成した分、屈曲点におけるねじり角の精度は向上
し、ねじり角のばらつきが低減する。換言すると、屈曲
点形成機構25を第２緩衝部材23の近傍に設けた場合と同
じ精度で形成すると、屈曲点を望ましい屈曲点からより
狭い範囲において形成することができるようになる。

また、第１ドリブンプレート19の溝18eを形成するた
めに、外周端に所定数の歯18fが形成されるので、歯の
分だけ径方向に長さが延びるため、窓の開き剛性がアッ
プする。この結果、遠心力に対する剛性がアップし、ダ
ンパ機構15の耐久性を向上させることができる。

更に、屈曲点形成機構25を第２緩衝部材23の近傍に配
設しないので、そのスペースの分、第２緩衝部材23の軸
長を長くすることができるので、高トルク、高ねじり角
のダンパ特性を得ることができる。

更に、ロックアップピストン14からのトルクが、ドラ
イブプレート16、第１緩衝部材22、第１ドリブンプレー
ト19、第２緩衝部材23および第２ドリブンプレート20に
直列に伝達されるようになるので、ダンパ機構15の径を
大きくすることなく吸収できるトルクの容量を大きくし
たり、ばね定数を低減したりすることができる。また、
従来と同じトルク容量とする場合は、ダンパ機構15の径
を小さくすることができ、ロックアップ機構12を軽量お
よびコンパクトにすることができる。

更に、状来のダンパ機構に比して、リベットの数が少
なくなり、部品点数を削減することができる。

なお、本発明は前述の実施例に限定されることはな
く、種々の設計変更が可能である。

例えば、前述の実施例では、第１及び第２緩衝部材2
2,23に圧縮コイルスプリングを用いるものとしている
が、ゴム等の他の緩衝部材を用いることもできる。

また、前述の実施例では、流体伝動装置としてトルク
コンバータを用いて本発明を説明しているが、流体継手
（フルードカップリング）等の他の流体伝動装置に適用
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流体伝動装置における直結クラッ
チの一実施例が適用されているトルクコンバータの断面
図、第２図はその直結クラッチのダンパ機構を示し、
（ａ）は後方からみた図、（ｂ）は（ａ）におけるIIB
−IIB線に沿う断面図、第３図はこのダンパ機構のダン
パ特性を示す図、第４図は従来のダンパ機構を示す図で
ある。 １……トルクコンバータ、４……ポンプ羽根車、６……
タービン羽根車、８……タービンハブ、９……ステータ
羽根車、12……ロックアップ機構、14……ロックアップ
ピストン、15……ダンパ機構、16……ドライブプレー
ト、19……第１ドリブンプレート、20……第２ドリブン
プレート、22……第１緩衝部材、23……第２緩衝部材、
25……屈曲点形成機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早渕 正宏 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 前田 浩司 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−101537（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−94049（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−131431（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−43225（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−180126（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 45/02 F16F 15/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力部材からの駆動トルクを流体を介して
   出力部材に伝達する流体伝動装置に設けられ、ロックア
   ップピストンによって前記入力部材と前記出力部材とを
   直結すると共に前記ロックアップピストンに加えられる
   衝撃を吸収緩和すダンパ機構を備えた直結クラッチにお
   いて、 前記ダンパ機構は、外周端が前記ロックアップピストン
   にスプライン嵌合されたドライブプレートと、このドラ
   イブプレートに第１緩衝部材を介して相対回転可能に連
   結される第１ドリブンプレートと、この第１ドリブンプ
   レートに、ばね定数が前記第１緩衝部材のばね定数より
   も大きい第２緩衝部材を介して相対回転可能に連結され
   ると共に、前記出力部材に連結される第２ドリブンプレ
   ートとを備えており、 前記ドライブプレートと前記第１ドリブンプレートとの
   それぞれの外周端の間に、前記ドライブプレートが前記
   第１ドリブンプレートに対して所定量相対回転するまで
   は前記第１および第２緩衝部材を介して小さいばね定数
   で前記ドライブプレートと第２ドリブンプレートとを連
   結させ、前記ドライブプレートが前記第１ドリブンプレ
   ートに対して所定量相対回転したときは、前記第２緩衝
   部材のみを介して大きいばね定数で前記ドライブプレー
   トと第２ドリブンプレートとを連結させる屈曲点形成機
   構が設けられていることを特徴とする流体伝動装置にお
   ける直結クラッチ。