JP3381494B2 - トルクコンバータのワンウェイクラッチ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルクコンバータ
のワンウェイクラッチ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両用のトルクコンバータは、
流体流を生じさせるポンプインペラと、その流体流によ
って回転させられるタービンランナと、固定軸と、ポン
プインペラ及びタービンランナの間に配置され流体流か
ら回転力を受けるステータとを備える。このステータ
は、ワンウェイクラッチによって流体流から特定の方向
の回転力を受けたときにのみ固定軸に連結・固定され
る。

【０００３】前記ワンウェイクラッチの構成としては、
例えばスプラグタイプやローラタイプが広く採用されて
いる。

【０００４】しかしながら、これらのタイプのワンウェ
イクラッチは、いずれもパーツ同士が線接触する構成を
有するため、該パーツに大きな応力（面圧）が発生する
という問題がある。そのため、該線接触する部分の面圧
を許容範囲内に収めるために、ある程度の幅が必要とな
り、軸寸法の増大が避けられない。

【０００５】これに対し、例えば実開平５−４５３０６
号公報において、図２５に示されるような構成のワンウ
ェイクラッチが開示されている。

【０００６】このワンウェイクラッチ９１２は、アウタ
レース９１３と、インナレース９１４と、ウェーブスプ
リング９１５とを備える。アウタレース９１３は、ステ
ータ（図示せず）の内周側に回転不能に固定され、複数
の第１歯９１３ａを有する。インナレース９１４は、ア
ウタレース９１３に対し離反可能であり、前記第１歯９
１３ａに噛み合う第２歯９１４ａを有する。ウェーブス
プリング９１５は、アウタレース９１３をインナレース
９１４側へ付勢する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この実
開平５−４５３０６号公報において開示されたワンウェ
イクラッチ９１２は、ウェーブスプリング９１５によっ
てアウタレース９１３を常時付勢していたため、空転時
において第１歯９１３ａと第２歯９１４ａとの間に摩擦
力が発生し、動力損失が大きくなるという問題があっ
た。

【０００８】又、前記第１歯９１３ａ、第２歯９１４ａ
が噛み合った状態からその係止が外れ、再び噛み合い状
態に戻る際に衝撃音が発生するという問題もあった。

【０００９】本発明は、前記従来の問題を解決するべく
なされたもので、動力損失の増大、異音の発生等の不具
合を抑制することのできるトルクコンバータのワンウェ
イクラッチ機構を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、流体流を生じさせるポンプインペラと、その流体流
によって回転させられるタービンランナと、固定軸と、
前記ポンプインペラとタービンランナとの間に配置され
流体流から回転力を受けるステータと、該ステータが流
体流から特定の方向の回転力を受けたときに該ステータ
を前記固定軸に連結するためのワンウェイクラッチ手段
と、を備えたトルクコンバータのワンウェイクラッチ機
構において、前記ステータの内周側に回転不能に組込ま
れ、軸と垂直の第１側面に第１係合面を有するアウタレ
ースと、前記固定軸に回転不能に固定され、アウタレー
スの前記第１側面に対向する第２側面に、前記第１係合
面と係合してアウタレースの一方側への回転を禁止し得
る第２係合面を有するインナレースと、前記アウタレー
ス及びインナレースの第１、第２係合面の接近が解除さ
れてステータが空転する際において、ステータを第１、
第２係合面が係合する方向に押圧する流体流が発生した
場合に、該流体流とは逆方向の流体流を発生させる流体
流制御手段とを備えたことにより、前記目的を達成した
ものである。

【００１１】ここで、本発明の原理について説明する。

【００１２】トルクコンバータのステータの羽は、流体
流により力を受ける。この流体流から受ける力の向きは
速度比ｅが変化するに連れて変化し、従ってその軸方向
分力も速度比ｅが変化するに連れて変化する。

【００１３】速度比ｅが０≦ｅ＜１の範囲においては、
ステータの付近ではタービンからポンプに戻る流体流が
発生しているため、この軸方向分力によりステータ及び
これの内周側に回転不能に組込まれたアウタレースを軸
方向に移動させ、アウタレースの第１係合面とインナレ
ースの第２係合面とを係合させる。インナレースは、固
定軸に回転不能に固定されているため、この係合により
ステータを固定軸に対し特定の方向の回転について回転
不能に固定することができる。

【００１４】一方、ｅ＞１の範囲では、ステータの付近
ではポンプからタービンに向かう流体流が発生してい
る。そのため、ステータは０≦ｅ＜１のときと逆方向の
軸方向分力を受ける。従って、この分力によりステータ
及びアウタレースを軸方向（前と逆方向）に移動させ、
アウタレースの第１係合面とインナレースの第２係合面
とを離反させる。この離反により、アウタレースは固定
軸に対して回転可能となり、同時にステータも回転可能
となる。

【００１５】このように、ステータはほぼｅ＝１を境と
して流体流から受ける軸方向分力が逆転する。従って、
アウタレースの第１係合面とインナレースの第２係合面
との接近・離反も基本的にこれを境として切換えられ
る。

【００１６】一方、周知のように、流体流の向きが変わ
ることによってステータが回転を始めるポイントは一般
にカップリングポイントと呼ばれる。このカップリング
ポイントは、ステータの羽の向きの設計に依存し、通常
速度比ｅ＝０．８５付近に設定されることが多い。

【００１７】従って、厳密には、速度比ｅに依存してス
テータの羽に当たる流体流の向きが変化し、ステータの
受ける回転方向分力の（総和）の方向が逆転することに
よって、今まで回転が禁止されていた特定方向とは逆方
向の（回転が許容される）方向にステータが回転を始め
るポイント（カップリングポイント＝０．８５付近）か
ら、ステータの受ける軸方向分力の方向が逆転するポイ
ント（ｅ＝１の付近）までの間は、アウタレースの第１
係合面がインナレースの第２係合面に若干押し付けられ
たままの状態でステータが回転を開始することになる。

【００１８】即ち、速度比ｅがカップリングポイントよ
り小さいときは、ステータ及びアウタレースは回転せ
ず、クラッチ係合し、問題ないが、速度比ｅがカップリ
ングポイントより大きく１より小さいときは、アウタレ
ースがインナレースに若干押し付けられたままの状態で
回転し、その結果、干渉音を発する等の不具合を生ず
る。

【００１９】そこで、請求項１に記載の発明は、アウタ
レースとインナレースの第１、第２係合面を接近させる
方向の流体流とは逆方向の流体流を発生させて、前記第
１、第２係合面を離反させて前記不具合を解決しようと
するものである。

【００２０】即ち、アウタレース及びインナレースの第
１、第２係合面の係合が解除されてステータが空転する
際において、ステータを第１、第２係合面が接近する方
向に押圧する流体流が発生した場合に、この流体流とは
逆方向の流体流を発生させることにより、第１、第２係
合面を離反させるようにしたため、ステータが空転する
際の、摩擦等による動力損失や異音の発生を防止するこ
とができる。

【００２１】請求項２に記載の発明は、流体流を生じさ
せるポンプインペラと、その流体流によって回転させら
れるタービンランナと、固定軸と、前記ポンプインペラ
とタービンランナとの間に配置され流体流から回転力を
受けるステータと、該ステータが流体流から特定の方向
の回転力を受けたときに該ステータを前記固定軸に連結
するためのワンウェイクラッチ手段とを備え、且つ、前
記ポンプインペラとタービンランナとを直結させるロッ
クアップクラッチを備えたトルクコンバータのワンウェ
イクラッチ機構において、前記ステータの内周側に回転
不能に組込まれ、軸と垂直の第１側面に第１係合面を有
するアウタレースと、前記固定軸に回転不能に固定さ
れ、アウタレースの前記第１側面に対向する第２側面
に、前記第１係合面と係合してアウタレースの一方側へ
の回転を禁止し得る第２係合面を有するインナレース
と、前記アウタレース及びインナレースの第１、第２係
合面の係合が解除されてステータが空転する際におい
て、ステータを第１、第２係合面が係合する方向に押圧
する流体流が発生した場合に、該流体流とは逆方向の流
体流を発生させると同時に、前記ロックアップクラッチ
を解放させる流体流を発生させる流体流制御手段とを備
えるようにし、同じく上記課題を解決した。

【００２２】即ち、請求項２に記載の発明は、請求項１
の発明をロックアップクラッチ付のトルクコンバータに
適用しようとしたときに、この発生させた（逆方向の）
流体流によりロックアップクラッチが係合してしまうこ
とがあるという不具合に着目したものである。

【００２３】請求項２に記載の発明では、当該逆方向の
流体流を発生させると同時に、ロックアップクラッチを
解放させる流体流を発生させる。この結果、ロックアッ
プクラッチは少なくともこの流体流によって係合してし
まうということはなくなり、従前通りの意図した通りの
係合・解放制御を実行することができる。

【００２４】請求項３に記載の発明は、流体流を生じさ
せるポンプインペラと、その流体流によって回転させら
れるタービンランナと、固定軸と、前記ポンプインペラ
とタービンランナとの間に配置され流体流から回転力を
受けるステータと、該ステータが流体流から特定の方向
の回転力を受けたときに該ステータを前記固定軸に連結
するためのワンウェイクラッチ手段と、を備えたトルク
コンバータのワンウェイクラッチ機構において、前記ス
テータの内周側に回転不能に組込まれ、軸と垂直の第１
側面に第１係合面を有するアウタレースと、前記固定軸
に回転不能に固定され、アウタレースの前記第１側面に
対向する第２側面に、前記第１係合面と係合してアウタ
レースの一方側への回転を禁止し得る第２係合面を有す
るインナレースと、前記アウタレース及びインナレース
の第１、第２係合面の係合が解除されてステータが空転
する際において、アウタレースとインナレースとの相対
距離が略一定となるように規制する規制手段とを備える
ようにし、同じく上記課題を解決した。

【００２５】即ち、請求項１、及び２に記載の発明にお
いては、流体流を発生させることによってアウタレース
とインナレースとを離反させるようにしていたが、請求
項３に記載の発明においては規制手段によって機械的に
両者を離反させるようにしたものである。

【００２６】なお、この場合、前記規制手段が、アウタ
レースと固定軸側部材のうちの一方に形成された案内溝
と他方に形成された案内突起で構成され、且つ、該案内
突起の断面形状が案内溝の案内面に対応した形状された
構成とすると、確実に、且つ滑らかに両者の離反距離を
一定に維持することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明のより
具体的な実施の形態の例を詳細に説明する。

【００２８】図１は、本発明の第１実施形態に係るワン
ウェイクラッチ機構を備えたトルクコンバータＴＣ１の
概要を示す縦断面図である。

【００２９】このトルクコンバータＴＣ１は、流体流を
生じさせるポンプインペラ１２と、その流体流によって
回転させられるタービンランナ１４と、固定軸（具体的
にはハブ部材）１６と、ポンプインペラ１２とタービン
ランナ１４との間に配置され、流体流から回転力を受け
るステータ１８とを備える。

【００３０】前記ポンプインペラ１２は、図示せぬエン
ジンと連結されたフロントカバー２０と一体化され、エ
ンジンによって回転される。

【００３１】前記タービンランナ１４は、タービンハブ
２２を介してトルクコンバータＴＣ１の出力軸２４に取
り付けられる。

【００３２】前記固定軸１６は、図示せぬ固定部材（ト
ランスミッションハウジング）と一体化されている。

【００３３】前記ステータ１８は内周側にステータハブ
１８ａを備えると共に、該ステータハブ１８ａの外周に
羽１８ｂを備える。

【００３４】又、前記フロントカバー２０内部には、フ
ロントカバー２０の内面に対向してロックアップピスト
ン２６が設けられ、フロントカバー２０とロックアップ
ピストン２６の間にピストン室２８が形成されている。

【００３５】ここまでの基本的な構成は従来と同様であ
る。

【００３６】ステータ１８にはワンウェイクラッチＯＷ
１が付設されている。このワンウェイクラッチＯＷ１
は、ステータ１８の羽１８ｂが流体流から特定の一方向
の回転力を受けたときに該ステータ１８を固定軸１６に
連結して固定し、一方、他方側への回転力を受けたとき
に該ステータ１８を回転（空転）させる。これにより、
ステータ１８は、速度比ｅがカップリングポイントより
小さい領域では（固定常態とされ）流対流に反力を与え
てトルク増幅に寄与することができ、又速度比ｅがカッ
プリングポイントより大きい領域では、回転することに
よって動力損失を低減する。

【００３７】このワンウェイクラッチＯＷ１は、アウタ
レース３０とインナレース４０とを備える。

【００３８】アウタレース３０は、ステータ１８の内周
側のステータハブ１８ａと一体化され、該ステータ１８
を固定軸１６に対し軸方向Ｘに移動可能且つ回転可能に
支持する。又、このアウタレース３０は、軸（方向）Ｘ
と垂直の第１側面３２を備える。第１側面３２には第１
係合面３４が形成されている。

【００３９】インナレース４０は、固定軸１６の外周側
で該固定軸１６と一体化されている。このインナレース
４０はアウタレース３０の前記第１側面３２に対向する
第２側面４２を有する。この第２側面４２にはアウタレ
ース３０の第１係合面３４と係合してアウタレース３０
の一方側への回転を禁止し得る第２係合面が形成されて
いる。

【００４０】図２は、図１のII−II線に沿う円周方向Ｃ
の断面を展開して示したものである。図２に示すよう
に、アウタレース３０の第１側面３２には複数個所に突
起３４ａを有する第１係合面３４が形成され、インナレ
ース４０の第２側面４２には、前記アウタレース３０の
第１係合面３４の突起３４ａと対応した鋸刃状の突起４
４ａを有する第２係合面４４が形成されている。この第
２係合面４４の形から分かるように、第１係合面３４の
突起３４ａと第２係合面４４の突起４４ａが係合したと
き、アウタレース３０の一方向の回転は禁止（固定）さ
れるが、他方向の回転は許容される。

【００４１】なお、この第１、第２係合面３４、４４の
形状は、第１と第２で逆でもよいし、この形状に限定さ
れるものでもなく、アウタレース３０の一方向の回転の
みを許容するようなものであればよい。他の形状の例を
図３に示す。

【００４２】図１に戻って、ステータ１８に作用する流
体流を制御する流体流制御手段として３つの電磁弁５
０、６０、７０が設けられており、それぞれ液圧源（ポ
ンプ）５２、６２、７２及びドレン５４、６４、７４と
接続され、トルクコンバータＴＣ１側へ油液を供給した
り、排出したりする。電磁弁５０は、油路５６により空
間５８と連通し、電磁弁６０は油路６６により空間６８
と連通し、電磁弁７０は油路７６によりピストン室２８
と連通している。

【００４３】なお、本実施形態においては、各電磁弁５
０、６０、７０について液圧源５２、６２、７２からト
ルクコンバータＴＣ１に向かって油液を流す場合を「オ
ン」、トルクコンバータＴＣ１からドレン５４、６４、
７４に向かって油液を流す場合を「オフ」ということに
する。（従って、図１で示されているのは、電磁弁５０
と７０がオン、電磁弁６０がオフの状態である。）

【００４４】以下、本実施形態の作用を説明する。

【００４５】トルクコンバータＴＣ１の流体流は速度比
ｅに依存して次第にその流れの方向が変化する。

【００４６】速度比ｅがカップリングポイントより小さ
い領域（トルクコンバータ領域）においては、ポンプイ
ンペラ１２→タービンランナ１４→ステータ１８とい
う、図１中に矢印Ａで示すような流体流が生じ、ステー
タ１８の羽１８ｂが、この流体流から図の左方向への力
を受け、ステータ１８はアウタレース３０と共に図の左
方向へ移動する。従って、アウタレース３０の第１係合
面３４とインナレース４０の第２係合面４４が係合し、
ワンウェイクラッチＯＷ１が係合状態となり、ステータ
１８は回転不能に固定される。

【００４７】このとき、電磁弁５０、６０、７０をそれ
ぞれオフ、オフ、オンとすると、油液は空間５８、６８
からは排出され、ピストン室２８へは供給される。その
結果、空間５８の油圧Ｐａ１と空間６８の油圧Ｐｂ１に
比べピストン室２８の油圧Ｐｃ１の方が大きくなる（Ｐ
ａ１，Ｐｂ１＜Ｐｃ１）。従って、ステータ１８の左右
方向の力には影響なく、前記流体流Ａにより上に述べた
ようにステータ１８は固定され、Ｐｂ１＜Ｐｃ１により
ロックアップピストン２６は図の左方向への力を受け、
通常のロックアップクラッチオフ状態となる。

【００４８】速度比ｅがカップリングポイントより大き
く１より小さい領域（カップリング領域）においては、
流体のステータ１８の羽１８ｂに当たる方向が変化し、
流体流の該ステータ１８に作用する回転方向分力がカッ
プリングホイントを境に逆転する。しかしながら、ｅ＜
１の領域では流体流の全体的な流れは相変わらず図１中
矢印Ａで示されるように流れているため、流体流のステ
ータに作用する軸方向分力は弱いながらも図の左方向が
維持される。従って、アウタレース３０がインナレース
４０に若干押し付けられ、第１、第２係合面が軽く接触
したままアウタレース３０（従ってステータ１８）が回
転し始めるため、干渉音が発生するようになる。

【００４９】そこで、電磁弁５０、６０、７０をそれぞ
れオン、オフ、オンとすると、空間５８とピストン室２
８では給油され、空間６８からは排出される。その結
果、空間５８の油圧Ｐａ１とピストン室２８の油圧Ｐｃ
１に比べ空間６８の油圧Ｐｂ１の方が小さくなる（Ｐａ
１，Ｐｃ１＞Ｐｂ１）。従って、Ｐａ１＞Ｐｂ１によ
り、ステータ１８のステータハブ１８ａの周りで図のＡ
で示す方向の流体流とは逆向きの流体流が発生し、ステ
ータ１８は右側に押される。その結果、第１、第２係合
面３４、４４は互いに離反し、異音の発生が防止され
る。又、このとき、Ｐｂ１＜Ｐｃ１より、ロックアップ
ピストン２６は基本的には動かず解放状態である。

【００５０】又、ロックアップ領域においては、電磁弁
５０、６０、７０をそれぞれオン、オン、オフとする
と、油液は空間５８及び６８に供給され、ピストン室２
８からは排出されるため、Ｐａ１＝Ｐｂ１＞Ｐｃ１とな
り、ロックアップピストン２６は図の右方向への力を受
け、フロントカバー２０に押し付けられ、ロックアップ
クラッチ係合状態となる。なお、第１実施形態において
は、油圧源５２、６２、７２及びドレーン５４、６４、
７４がそれぞれ３つ別々に設けられているが１つにして
共用化することもできる。

【００５１】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。

【００５２】図４は、本発明の第２実施形態に係わるワ
ンウェイクラッチ機構を備えたトルクコンバータＴＣ２
の概要を示す縦断面図である。

【００５３】本第２実施形態は、図１の第１実施形態の
電磁弁６０を可変絞り１６０にしたものである。これ以
外の構成は第１実施形態と同様であり、図中下２桁を同
一の符号として表わすことにする。

【００５４】以下第２実施形態の作用を説明する。

【００５５】第２実施形態においても流体流のステータ
１１８に対する作用は第１実施形態と同じである。

【００５６】速度比ｅがカップリングポイントより小の
領域（トルクコンバータ領域）においては、電磁弁１５
０をオフ、可変絞り１６０を完全絞り（流量ほぼ零）、
電磁弁１７０をオンとすると、油液は空間１５８、１６
８からは排出され、ピストン室１２８へは供給される。
従って、ロックアップピストン１２６はピストン室１２
８の油圧により図の左へ移動し、ロックアップオフ状態
となる。又、ステータ１１８は、流体流により左へ移動
しワンウェイクラッチＯＷ２が係合状態となり、回転不
能に固定される。

【００５７】次に、速度比ｅがカップリングポイントよ
り大きく１より小さい領域（カップリング領域）におい
ては、第１実施形態で説明したように、アウタレース１
３０がインナレース１４０に若干押し付けられて回転す
るため干渉音を発生する。そこで、電磁弁１５０と１７
０はオン、可変絞り１６０は適度に開とし、空間１５８
の油圧Ｐａ２とピストン室１２８の油圧Ｐｃ２をほぼ等
しく、且つ空間１６８の油圧Ｐｂ２をそれらより小さく
（Ｐａ２＝Ｐｃ２＞Ｐｂ２）とすると、Ｐａ２＞Ｐｂ２
により、ステータ１１８は図中右側へ移動し、アウタレ
ース１３０とインナレース１４０は離反し、異音の発生
が防止できる。

【００５８】又、ロックアップ領域においては、電磁弁
１５０をオン、可変絞り１６０を適度に開、電磁弁１７
０をオフとすることにより、空間１５８の油圧Ｐａ２よ
り空間１６８の油圧Ｐｂ２を小さく、ピストン室１２８
の油圧Ｐｃ２をそれらより更に小さく（Ｐａ２＞Ｐｂ２
＞Ｐｃ２）とする。従って、ロックアップピストン１２
６の油圧（押圧力）Ｐｐは、Ｐｐ＝ｋ１×Ｐａ２＋ｋ２
×Ｐｂ２（但し、ｋ１、ｋ２はｋ１＋ｋ２＝１を満た
す）となり、ロックアップピストン１２６の伝達トルク
はＰａ２とＰｂ２の中間圧で制御される。これより、Ｐ
ｂ２を可変絞り１６０によって制御することによりロッ
クアップクラッチ容量を可変とすることができる。

【００５９】又、このときＰａ２＞Ｐｂ２より図中ステ
ータ１１８は右側へ押され、アウタレース１３０とイン
ナレース１４０は離反し、干渉音の発生が確実に防止で
きる。

【００６０】次に、本発明の第３実施形態について説明
する。

【００６１】図５は、本発明の第３実施形態に係わるワ
ンウェイクラッチ機構を備えたトルクコンバータＴＣ３
の概要を示す縦断面図である。

【００６２】第３実施形態は、第１実施形態におけるワ
ンウェイクラッチ機構ＯＷ１を両側に摩擦材（ディス
ク）を貼ったタイプのワンウェイクラッチ機構ＯＷ３と
したものである。

【００６３】即ち、本実施形態のワンウェイクラッチ機
構ＯＷ３は、ステータ２１８と一体化されたステータ側
部材２１９と、これを挟んでその両側に設けられた２つ
のサイドクラッチ部材２４６と、更にその外側に設けら
れた固定軸側部材２３６とから構成されている。固定軸
側部材２３６は固定軸２１６に一体的に固定されてい
る。

【００６４】このワンウェイクラッチ機構ＯＷ３の部分
の拡大図を図６に示す。サイドクラッチ部材２４６の固
定軸側部材２３６に面する側には摩擦材２４７が取り付
けられている。図６のVII −VII 線に沿う円周方向断面
を図７に示す。

【００６５】図７に示すように、ステータ側部材２１９
は斜面２１９ａ、２１９ｂ及び垂直面２１９ｃ、２１９
ｄを有している。一方、サイドクラッチ部材２４６は、
ステータ側部材２１９と固定軸側部材２３６との間に両
者とは少しの隙間を有しながら配置されている。このサ
イドクラッチ部材２４６のステータ側部材２１９に面す
る側は前記斜面２１９ａ、２１９ｂ及び垂直面２１９
ｃ、２１９ｄの形状に対応する斜面２４６ａ、２４６ｂ
及び垂直面２４６ｃ、２４６ｄが形成されている。

【００６６】ステータ側部材２１９とサイドクラッチ部
材２４６との間の隙間は、該サイドクラッチ部材２４６
が固定軸側部材２３６に接した状態であっても垂直面２
１９ｃ、２１９ｄの高さＨより小さい。そのため、ステ
ータ側部材２１９とサイドクラッチ部材２４６は常に同
一方向に同一速度で一体的に回転する。

【００６７】又、ワンウェイクラッチ機構ＯＷ３以外の
構成については第１実施形態と同じであり、図中下２桁
を第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。

【００６８】以下本実施形態の作用を説明する。

【００６９】速度比ｅがカップリングポイントより小の
領域（トルクコンバータ領域）においては、ステータ側
部材２１９は流体流により図７に示す方向の力Ｆ１を受
ける。

【００７０】ステータ側部材２１９が力Ｆ１を受ける
と、該ステータ側部材２１９の斜面２１９ａ、２１９ｂ
がサイドクラッチ部材２４６の対応する斜面２４６ａ、
２４６ｂを押す。これにより力Ｆ１の分力Ｆ１ａ、Ｆ１
ｂが該斜面２４６ａ、２４６ｂを介してサイドクラッチ
部材２４６に作用する。この結果、サイドクラッチ部材
２４６は図７において左右に広げられ、摩擦材２４７が
固定軸側部材２３６に押圧され摩擦係合する。

【００７１】なお、図７において斜面２１９ａ（２４６
ａ）の角度αはサイドクラッチ部材２４６を左右に押し
広げることができるような角度に設定しておく（具体的
には摩擦材２４７と固定軸側部材２３６との間の摩擦係
数をμとするときtan α＜μ）。

【００７２】サイドクラッチ部材２４６が固定軸側部材
２３６側に摩擦係合（固定）されると、斜面２１９ａ、
２１９ｂ及び斜面２４６ａ、２４６ｂの存在により、ス
テータ側部材２１９も図の矢印Ｆ１の方向にはそれ以上
回転できなくなる。その結果、ステータ側部材２１９と
一体化されたステータ２１８も固定される。

【００７３】このとき、電磁弁２５０、２６０、２７０
をそれぞれオフ、オフ、オンとすることにより、ピスト
ン室２２８の油圧のみが高くなり、通常のロックアップ
クラッチオフ状態となり、又ステータ２１８は固定され
る。

【００７４】又、速度比ｅがカップリングポイントより
大きく１より小さい領域（カップリング領域）において
は、ステータ２１８の羽２１８ｂに当たる流体流の向き
が変わり、ステータ側部材２１９には図７の力Ｆ１とは
逆向きの力Ｆ２が働くようになる。

【００７５】ステータ側部材２１８が力Ｆ２を受ける
と、サイドクラッチ部材２４６がステータ側部材２１９
の垂直面２１９ｃ、２１９ｄに乗るようになるため、サ
イドクラッチ部材２４６に対する押圧力（固定軸側部材
２３６への分力）は発生しない。従って、サイドクラッ
チ部材２４６を介した固定軸側部材２３６に対する押圧
力も発生せず、ステータ側部材２１９及びステータ２１
８は該力Ｆ２によって容易に回転することができる。

【００７６】しかし、このとき流体流は図１に示す矢印
Ａと同様の流れをしており、ステータ２１８がこの流体
流による力を受けて軸方向（図の左方向）に移動する
と、摩擦材２４７と固定軸側部材２３６との間に摩擦が
発生し、損失が大きくなり効率が悪化する。

【００７７】そこで、電磁弁２５０、２６０、２７０を
それぞれオン、オフ、オンとすることで、空間２５８の
油圧Ｐａ３より空間２６８の油圧Ｐｂ３を小さくするこ
とで、前記流体流に対向し、ステータ２１８を図の右側
へ押す力を発生させ、前記不具合を解消することがで
き、燃費を向上させることができる。

【００７８】又、ロックアップ領域においても、電磁弁
２５０、２６０、２７０をそれぞれオン、オン、オフと
することにより、空間２５８及び２６８の油圧Ｐａ３、
Ｐｂ３を高く、ピストン室２２８の油圧Ｐｃ３を低くし
て確実にロックアップクラッチ係合させることで、ロッ
クアップの効率を向上させることができる。

【００７９】なお、本実施形態において電磁弁２６０を
可変絞りとして第２実施形態のように制御するようにし
ても同様の効果を得ることができる。

【００８０】次に本発明の第４実施形態について説明す
る。

【００８１】図８は、本発明の第４実施形態に係るワン
ウェイクラッチ機構を備えたトルクコンバータＴＣ４の
概要を示す縦断面図である。

【００８２】本実施形態のワンウェイクラッチ機構ＯＷ
４は、今までの実施形態と同様、ステータ側部材３１
９、サイドクラッチ部材３４６、固定軸側部材３３６
ａ、３３６ｂから主に構成される。ワンウェイクラッチ
機構ＯＷ４の構成を説明するために図８のIX−IX線に沿
った断面図を図９に示す。

【００８３】図９に示すように、本実施形態のワンウェ
イクラッチ機構ＯＷ４では、サイドクラッチ部材３４６
がステータ側部材３１９の片側にのみ設けられている。
又、摩擦材３４７もサイドクラッチ部材３４６と対面す
る側の固定軸側部材３３６ａにのみ設けられている。

【００８４】ステータ側部材３１９がサイドクラッチ部
材３４６と対面する側には、第３実施形態と同様の斜面
３１９ａ及び垂直面３１９ｃが設けられ、サイドクラッ
チ部材３４６の側もこれに対応する斜面３４６ａ及び垂
直面３４６ｃが設けられている。

【００８５】又、本実施形態も第１実施形態同様、３つ
の電磁弁３５０、３６０、３７０を有しているが、電磁
弁３５０については今までの「オン」、「オフ」の他に
どちらの方向への油液の流れをも完全に止める「閉」の
状態も可能である。

【００８６】以下、本実施形態の作用を説明する。

【００８７】速度比ｅがカップリングポイントより小さ
い領域（トルクコンバータ領域）においては、図９の矢
印の方向の力Ｆ３が流体からステータ側部材３１９に作
用する。この結果、斜面３１９ａがサイドクラッチ部材
３４６を図の左側へ押すためサイドクラッチ部材３４６
は固定軸側部材３３６ａの摩擦材３４７に押圧される。

【００８８】一方、反力によりステータ側部材３１９は
固定軸側部材３３６ｂに接近する。このようにして、固
定軸側部材３３６ａ及び３３６ｂのそれぞれの面で摩擦
係合が行われ、ステータ３１８が固定される。

【００８９】このとき、電磁弁３５０、３６０、３７０
をそれぞれオフ、オン、オフとすることにより、ワンウ
ェイクラッチ機構ＯＷ４の係合がより確実なものとされ
る。なお、電磁弁３７０は半クラッチ状態でもよい。

【００９０】速度比ｅがカップリングポイントより大き
く１より小さい領域（カップリング領域）においては、
図９の力Ｆ３とは逆の方向に流体からの力Ｆ４がステー
タ側部材３１９に働き、サイドクラッチ部材３４６がス
テータ側部材３１９と垂直面３１９ｃに乗るようにな
る。この結果、ステータ側部材３１９及びサイドクラッ
チ部材３４６の固定軸側部材３３６ａ、３３６ｂに対す
る押圧力が作用しなくなるため、ワンウェイクラッチ機
構ＯＷ４は解放され、ステータ３１４は回転する。

【００９１】このとき、電磁弁３５０、３６０、３７０
をそれぞれオン、オフ、オフとすると、空間３５８の油
圧Ｐａ４より空間３６８の油圧Ｐｂ４の方が小さいた
め、ステータ３１８は図８中右側へ押され、サイドクラ
ッチ部材３４６と摩擦面３４７が離れ接触するのを防ぐ
ことができる。従って、摩擦による動力損失を防止し、
燃費向上を図ることができる。なお、このとき電磁弁３
７０は半クラッチ状態でもよい。

【００９２】又、ロックアップ領域においては、電磁弁
３５０、３６０、３７０をそれぞれ閉、オフ、オンとす
ると、完全ロックアップ状態となり、電磁弁３５０が閉
じられていたるめに潤滑油の流れはない。但し、この状
態ではスリップによる発熱がないため、潤滑油は不要で
ある。従って、不要な潤滑油の流れを防止でき、燃費が
向上する。

【００９３】なお、ワンウェイクラッチ機構ＯＷ４の断
面の形状については図９に示すものに限定されるもので
はなく、例えば図１０の示すようなものでもよい。即
ち、ステータ側部材３１９の垂直面３１９ｃを９０°よ
り小さなテーパ角θを有する第２傾斜面３１９ｃ′と
し、ステータ側部材３１９に面したサイドクラッチ部材
３４６側にもこれと対応する第２傾斜面３４６ｃ′を形
成したものである。これにより速度比ｅがカップリング
ポイントより大きいとき、図１０の矢印の力Ｆ５が作用
すると、前記第２傾斜面３１９ｃ′、３４６ｃ′のテー
パ角θの分力で、サイドクラッチ部材３４６とステータ
側部材３１９は容易に接近でき、ワンウェイクラッチ機
構ＯＷ４は円滑に解放することができる。

【００９４】次に、本発明の第５実施形態について説明
する。

【００９５】なお、今までの第１〜第４実施形態は油圧
によってワンウェイクラッチの離隔を図り、干渉音や動
力損失を防止するものであったが、これから後の実施形
態は油圧ではなく、機械的な構成により前記不具合の解
決を図ったものである。

【００９６】図１１は、本発明の第５実施形態に係わる
ワンウェイクラッチ機構を備えたトルクコンバータＴＣ
５の概要を示す縦断面図である。

【００９７】本実施形態のトルクコンバータＴＣ５は図
１に示す第１実施形態と同様であり、ワンウェイクラッ
チ機構ＯＷ５はアウタレース４３０及びインナレース４
４０を備える。

【００９８】ワンウェイクラッチ機構ＯＷ５付近の拡大
図を図１２に示す。図１２に示すように、固定軸４１６
にはその外周に沿って環状に案内溝４１７が、又、アウ
タレース４３０には案内突起４３０ａが形成されてお
り、アウタレース４３０の回転に伴い、該案内突起４３
０ａが前記案内溝４１７中の案内面４１７ａに沿って移
動するようになっている。

【００９９】前記案内溝４１７の構造を図１３に示す。
図１３（ａ）は固定軸４１６の断面図、（ｂ）は正面
図、（ｃ）は固定軸４１６の外周の展開図である。案内
溝４１７は図のように枝分かれした形状をしている。展
開図（ｃ）において、矢印Ｘは軸方向、矢印Ｃは円周方
向を表わす。正面図（ｂ）において、溝４１６ｂはイン
ナレース４４０と係合し、インナレース４４０を回転不
能に固定するためのものである。

【０１００】アウタレース４３０の構造を図１４〜図１
６に示す。図１４は、アウタレース４３０の正面図であ
る。前記案内溝４１７と嵌合する案内突起４３０ａは図
１４に示すように、本実施形態ではアウタレース４３０
内周側に３箇所設けられている。外周側に設けられた溝
４３０ｂはステータハブ４１８ａと連結するためのもの
である。

【０１０１】図１５は図１４のXV−XV線に沿う断面図で
あり、図１６は図１４のXVI −XVI線に沿う断面図であ
る。アウタレース４３０の、インナレース４４０と対向
する第１側面４３２は突起４３４ａが形成され、第１係
合面４３４となっている。

【０１０２】又、インナレース４４０の構造を図１７〜
図１９に示す。図１７はインナレース４４０の正面図で
ある。インナレース４４０内周側に設けられた突起４４
０ｂは固定軸４１６の外周に設けられた溝４１６ｂと係
合し、インナレース４４０を回転不能に固定軸４１６に
固定するためのものである。

【０１０３】図１８は図１７のXVIII −XVIII 線に沿う
断面図であり、図１９は図１７のXIX −XIX 線に沿う断
面図である。インナレース４４０の、アウタレース４３
０と対向する第２側面４４２は、突起４４４ａが形成さ
れ第２係合面４４４となっている。

【０１０４】以下、本実施形態の作用を説明する。

【０１０５】速度比ｅがカップリングポイントより小さ
いときステータ４１８は流体流の力を受け、図１１にお
いて右側へ押されつつ図１３（ｃ）上方向へ回転しよう
とする。従って案内突起４３０ａは、案内溝４１７の案
内面４１７ａ中を図の矢印Ｃ１のように移動し、その結
果、アウタレース４３０は図の右方向へ移動してインナ
レース４３０に接近し、図２０に一点鎖線で示すアウタ
レース４３０の突起４３４ａと、破線で示すインナレー
ス４４０の突起４４４ａとが係合し、ステータ４１８は
固定される。

【０１０６】速度比ｅがカップリングポイントより大き
く１より小さいときは、ステータ４１８が逆方向（図１
３（ｃ）の下方向）へ回転しようとする。従って案内突
起４３０ａは案内溝４１７の案内面４１７ａ中を図の矢
印Ｃ２のように移動し、アウタレース４３０は図１１中
左へ移動し、インナレース４４０と離れ、一定の距離を
保つように規制される。即ち、案内溝４１７とその案内
面４１７ａ中を移動する案内突起４３０ａとでステータ
４１８空転時において、アウタレース４３０とンナレー
ス４４０との相対距離をほぼ一定となるように規制する
規制手段が構成される。

【０１０７】次に、本発明の第６実施形態について説明
する。

【０１０８】第６実施形態は、基本的に第５実施形態と
同じである。第６実施形態のワンウェイクラッチ機構Ｏ
Ｗ６を図２１に示す。図２１に示すように本実施形態
は、第５実施形態の案内突起４３０ａの変わりにボール
５３０ａとし、案内溝５１７の案内面５１７ａの形状も
このボール５３０ａが転がり易いように案内面５１７ａ
の断面がボール５３０ａに合わせた半円形としたもので
ある。

【０１０９】本実施形態によれば、ボールを使うことで
摩擦が減少し、トルクコンバータの効率が上がり燃費を
向上させることが可能となる。

【０１１０】次に、本発明の第７実施形態について説明
する。

【０１１１】第７実施形態は第６実施形態における案内
突起４３０ａの形状の改良に関するものである。即ち、
図１３（ｃ）に示すように案内突起４３０ａ（の横方向
の断面）が長方形形状をしていると、そのエッジ部が案
内溝４１７の傾斜面４１７ｂに当たり、傷が付く恐れが
あるため、図２２に示すように、案内突起６３０ａのエ
ッジ部を削り、案内溝６１７の傾斜面６１７ｂに合わ
せ、これと平行な傾斜面６３０ａ１としたものである。
これにより、面圧が下がるため、前記不具合を防止する
ことができる。

【０１１２】又、図２３に示すように、案内突起７３０
ａを案内溝７１７の直線部７１７ｃと傾斜部７１７ｄと
の交わりのなす破線で示す平行四辺形（あるいは菱形）
の形状とすることにより更によい効果を得ることができ
る。

【０１１３】即ち、図２３において案内溝７１７の傾斜
部７１７ｄの水平距離（円周方向の距離）ｈ１と該平行
四辺形の底辺ｈ２をほぼ同じ（若干小さい程度）とする
と共に、直線部７１７ｃの幅（軸方向の距離）ｄ１と平
行四辺形の高さｄ２をほぼ同じ（若干小さい程度）とな
るようにする。

【０１１４】その結果、案内突起７３０ａが図２４に示
す矢印のように移動する際、案内突起７３０ａが案内溝
７１７の直線部７１７ｃと傾斜部７１７ｄとが公差する
部分において、案内突起７３０ａの端部７３０ａ２が傾
斜部７１７ｄの端部７１７ｄ１に引掛かるか、あるいは
これが外れても、案内突起７３０ａの斜面７３０ａ１の
上部が傾斜部７１７ｄの斜面７１７ｂに当たるため、案
内突起７３０ａが傾斜部７１７ｄ側に大きく落ち込むこ
とが防止できる。

【０１１５】即ち、対し第６実施形態のように案内突起
５３０ａの横断面の形状を長方形としていた場合には、
前記案内溝７１７の直線部７１７ｃと傾斜部７１７ｄと
が公差する部分において、案内突起５３０ａが傾斜部７
１７ｄ側へ落ち込み、ガタ打ちが生じる恐れがあるが、
案内突起７３０ａを平行四辺形（あるいは菱形）の形状
とすることで、これをほぼ完全に解消することが可能と
なるものである。

【０１１６】このように、縦方向（放射方向）断面、あ
るいは横方向（円周方向）の断面において、案内突起４
３０ａ、５３０ａ、６３０ａ、７３０ａの断面形状が案
内溝４１７、５１７、６１７、７１７の案内面４１７
ａ、５１７ａ、６１７ａ、７１７ａに対応した形状とさ
れることにより、案内面が常時面当たりで作動するよう
になるため、案内機能が円滑に機能すると共に、案内面
の損傷等を防止することができる。

【０１１７】又、図２３に示すように案内突起７３０ａ
投影面積（円周方向断面の面積）Ｓを大きくすること
で、移動を円滑にすると共に、部材強度の確保を図るこ
とができる。

【０１１８】最後に、本発明の第８実施形態について説
明する。

【０１１９】これは、前述した第５〜第７実施形態にお
いて、案内溝４１７、５１７、６１７、７１７の案内面
４１７ａ、５１７ａ、６１７ａ、７１７ａに、円周方向
（案内突起４３０ａ、６３０ａ、７３０ａあるいはボー
ル５３０ａの移動方向）に数本の溝を付け、接触面積を
減らし摩擦を低減して移動を円滑にしたものである。

【０１２０】なお、第５〜第８実施形態において、案内
溝と案内突起を前記実施形態において上述したのとは逆
の部材に設けてもよいことは言うまでもない。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ワンウェイクラッチの係合面が係合する方向にステータ
を押圧する流体流が発生しても、アウタレースとインナ
レース間の距離が近付かないように規制することがで
き、ワンウェイクラッチ空転時の干渉音（異音）発生や
摩擦等による損失増大等の不具合を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るワンウェイクラッ
チ機構を備えたトルクコンバータの概要を示す縦断面図

【図２】第１実施形態に係るワンウェイクラッチ機構の
係合面を示す断面図

【図３】同じく第１実施形態に係るワンウェイクラッチ
機構の係合面の他の例を示す断面図

【図４】本発明の第２実施形態に係るワンウェイクラッ
チ機構を備えたトルクコンバータの概要を示す縦断面図

【図５】本発明の第３実施形態に係るワンウェイクラッ
チ機構を備えたトルクコンバータの概要を示す縦断面図

【図６】第３実施形態に係るワンウェイクラッチ機構を
示す拡大図

【図７】図６のVII −VII 線に沿う断面図

【図８】本発明の第４実施形態に係るワンウェイクラッ
チ機構を備えたトルクコンバータの概要を示す縦断面図

【図９】図８のIX−IX線に沿う断面図

【図１０】第４実施形態のワンウェイクラッチ機構の係
合面の他の例を示す断面図

【図１１】本発明の第５実施形態に係るワンウェイクラ
ッチ機構を備えたトルクコンバータの概要を示す縦断面
図

【図１２】第５実施形態のワンウェイクラッチ機構を示
す拡大図

【図１３】第５実施形態の固定軸の構造を示す説明図

【図１４】第５実施形態のアウタレースを示す正面図

【図１５】図１４のXV−XV線に沿う断面図

【図１６】同じく図１４のXVI −XVI 線に沿う断面図

【図１７】第５実施形態のインナレースを示す正面図

【図１８】図１７のXVIII −XVIII 線に沿う断面図

【図１９】同じく図１７のXIX −XIX 線に沿う断面図

【図２０】第５実施形態におけるワンウェイクラッチ係
合を示す説明図

【図２１】本発明の第６実施形態に係るワンウェイクラ
ッチ機構を示す拡大図

【図２２】本発明の第７実施形態に係る規制手段の構造
を示す説明図

【図２３】同じく第７実施形態の規制手段の構造の他の
例を示す説明図

【図２４】同じく第７実施形態の規制手段の構造の他の
例の作用を示す説明図

【図２５】従来のワンウェイクラッチ機構を示す断面図

【符号の説明】

１２…ポンプインペラ １４…タービンランナ １６…固定軸 １８…ステータ ２０…フロントカバー ２２…タービンハブ ２４…出力軸 ２６…ロックアップピストン ２８…ピストン室 ３０…アウタレース ３２…第１側面 ３４…第１係合面 ４０…インナレース ４２…第２側面 ４４…第２係合面 ５０、６０、７０…電磁弁

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体流を生じさせるポンプインペラと、そ
   の流体流によって回転させられるタービンランナと、固
   定軸と、前記ポンプインペラとタービンランナとの間に
   配置され流体流から回転力を受けるステータと、該ステ
   ータが流体流から特定の方向の回転力を受けたときに該
   ステータを前記固定軸に連結するためのワンウェイクラ
   ッチ手段と、を備えたトルクコンバータのワンウェイク
   ラッチ機構において、 前記ステータの内周側に回転不能に組込まれ、軸と垂直
   の第１側面に第１係合面を有するアウタレースと、 前記固定軸に回転不能に固定され、アウタレースの前記
   第１側面に対向する第２側面に、前記第１係合面と係合
   してアウタレースの一方側への回転を禁止し得る第２係
   合面を有するインナレースと、 前記アウタレース及びインナレースの第１、第２係合面
   の係合が解除されてステータが空転する際において、ス
   テータを第１、第２係合面が接近する方向に押圧する流
   体流が発生した場合に、該流体流とは逆方向の流体流を
   発生させる流体流制御手段と、 を備えたことを特徴とするトルクコンバータのワンウェ
   イクラッチ機構。
2. 【請求項２】流体流を生じさせるポンプインペラと、そ
   の流体流によって回転させられるタービンランナと、固
   定軸と、前記ポンプインペラとタービンランナとの間に
   配置され流体流から回転力を受けるステータと、該ステ
   ータが流体流から特定の方向の回転力を受けたときに該
   ステータを前記固定軸に連結するためのワンウェイクラ
   ッチ手段とを備え、且つ、前記ポンプインペラとタービ
   ンランナとを直結させるロックアップクラッチを備えた
   トルクコンバータのワンウェイクラッチ機構において、 前記ステータの内周側に回転不能に組込まれ、軸と垂直
   の第１側面に第１係合面を有するアウタレースと、 前記固定軸に回転不能に固定され、アウタレースの前記
   第１側面に対向する第２側面に、前記第１係合面と係合
   してアウタレースの一方側への回転を禁止し得る第２係
   合面を有するインナレースと、 前記アウタレース及びインナレースの第１、第２係合面
   の係合が解除されてステータが空転する際において、ス
   テータを第１、第２係合面が接近する方向に押圧する流
   体流が発生した場合に、該流体流とは逆方向の流体流を
   発生させると同時に、前記ロックアップクラッチを解放
   させる流体流を発生させる流体流制御手段と、 を備えたことを特徴とするトルクコンバータのワンウェ
   イクラッチ機構。
3. 【請求項３】流体流を生じさせるポンプインペラと、そ
   の流体流によって回転させられるタービンランナと、固
   定軸と、前記ポンプインペラとタービンランナとの間に
   配置され流体流から回転力を受けるステータと、該ステ
   ータが流体流から特定の方向の回転力を受けたときに該
   ステータを前記固定軸に連結するためのワンウェイクラ
   ッチ手段と、を備えたトルクコンバータのワンウェイク
   ラッチ機構において、 前記ステータの内周側に回転不能に組込まれ、軸と垂直
   の第１側面に第１係合面を有するアウタレースと、 前記固定軸に回転不能に固定され、アウタレースの前記
   第１側面に対向する第２側面に、前記第１係合面と係合
   してアウタレースの一方側への回転を禁止し得る第２係
   合面を有するインナレースと、 前記アウタレース及びインナレースの第１、第２係合面
   の係合が解除されてステータが空転する際において、ア
   ウタレースとインナレースとの相対距離が略一定となる
   ように規制する規制手段と、 を備えたことを特徴とするトルクコンバータのワンウェ
   イクラッチ機構。
4. 【請求項４】請求項３において、前記規制手段は、アウ
   タレースと固定軸側部材のうちの一方に形成された案内
   溝と他方に形成された案内突起で構成され、且つ、該案
   内突起の断面形状が案内溝の案内面に対応した形状とさ
   れたことを特徴とするトルクコンバータのワンウェイク
   ラッチ機構。