JP3717772B2 - トルクコンバータのロックアップ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバータのロックアップ装置、特に、フロントカバーに対して連結及び離反可能な円板状のピストンを有するロックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に弾性連結機構は、入力回転部材から出力回転部材にトルクを伝達しつつ、入力回転部材から出力回転部材に伝わる捩り振動を吸収・減衰する。このような弾性連結機構が用いられる構造として、例えば、トルクコンバータ内部に配置されるロックアップ装置が知られている。
【０００３】
トルクコンバータは、３種の羽根車（インペラー，タービン，ステータ）を内部に有し、内部の作動油を介してトルクを伝達する装置である。インペラーは入力側回転体としてのフロントカバーに固定されている。タービンは流体室内でインペラーに対向して配置されている。インペラーが回転すると、インペラーからタービンに作動油が流れ、タービンを回転させることでトルクを出力する。
【０００４】
ロックアップ装置は、タービンとフロントカバーとの間の空間に配置されており、フロントカバーとタービンを機械的に連結することでフロントカバーからタービンにトルクを直接伝達するための機構である。
【０００５】
通常、このロックアップクラッチは、フロントカバーに押し付けられることが可能な円板状のピストンと、ピストンの外周部に固定されるリティーニングプレートと、リティーニングプレートにより回転方向及び外周側を支持されるトーションスプリングと、トーションスプリングの両端を回転方向に支持するドリブンプレートとを有している。ドリブンプレートはタービンのタービンシェル等に固定されている。
【０００６】
ロックアップ装置が連結状態になると、トルクはフロントカバーからピストンに伝達され、さらにトーションスプリングを介してタービンに伝えられる。また、ロックアップ装置の弾性連結機構においては、トーションスプリングがリティーニングプレートとドリブン部材との間で回転方向に圧縮され、捩り振動を吸収・減衰する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したロックアップ装置においては、ピストンの外周に外周筒状部を設け、その筒状部によって遠心力によって外周側に移動しようとするトーションスプリングの荷重を支持させている。しかし、このような構造では、外周側筒状部によってピストンの重量が大きくなる問題や、環状の摩擦連結部の剛性が高くなる問題が発生してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、円板状のピストンを有するトルクコンバータのロックアップ装置において、従来のピストンの外周側筒状部を省略可能にすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のトルクコンバータのロックアップ装置は、トルクを伝達するとともに捩り振動を吸収・減衰するための装置であり、円板状のピストンと出力回転部材と弾性部材とサポート部材と制限部とを備えている。円板状のピストンはクラッチ動作を行うための部材である。弾性部材はピストンと出力回転部材とを回転方向に弾性的に連結するための部材である。サポート部材は弾性部材の外周側に配置された外周側支持部を有する。サポート部材はピストン及び出力回転部材に対して相対回転可能に配置されている。制限部はサポート部材の半径方向移動を制限する。
【００１０】
このロックアップ装置では、サポート部材は制限部によって半径方向移動を制限されながら外周側支持部によって弾性部材の外周側を支持している。このように、サポート部材によって弾性部材の外周側への移動を制限することによって、円板状のピストンの外周側筒状部を省略できる。
【００１１】
請求項２に記載のトルクコンバータのロックアップ装置では、請求項１において、サポート部材は弾性部材の内周側に配置された内周側支持部をさらに有する。制限部は内周側支持部に当接してサポート部材を半径方向に支持している。
【００１２】
請求項３に記載のトルクコンバータのロックアップ装置では、制限部は、内周側支持部の内周面に当接する外周面を有する。
請求項４に記載のトルクコンバータのロックアップ装置では、請求項１において、サポート部材は、外周側支持部から半径方向内側に延び弾性部材の軸方向片側を支持する軸方向支持部をさらに有している。制限部は軸方向支持部に当接してサポート部材を半径方向に支持している。
【００１３】
請求項５に記載のトルクコンバータのロックアップ装置では、請求項１〜４のいずれかにおいて、弾性部材は回転方向に直列に作用するように配置された１対の部材からなる。サポート部材は、１対の弾性部材の回転方向間に配置されたトルク伝達部をさらに有する。
【００１４】
このロックアップ装置では、サポート部材は１対の弾性部材に対して中間フロート体として機能しており、簡単な構造によってピストンの外周側筒状部を省略可能としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
Ａ．第１実施形態（図１〜９）
（１）トルクコンバータの基本構造
図１は本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータ１の縦断面概略図である。トルクコンバータ１は、エンジンのクランクシャフト２からトランスミッションの入力シャフト３にトルクを伝達するための装置である。図１の左側に図示しないエンジンが配置され、図１の右側に図示しないトランスミッションが配置されている。図１に示すＯ−Ｏがトルクコンバータ１の回転軸である。また、矢印Ｒ１がトルクコンバータ１の回転方向駆動側を表しており、矢印Ｒ２がその反対側を表している。
【００１６】
トルクコンバータ１は、主に、フレキシブルプレート４とトルクコンバータ本体５とから構成されている。フレキシブルプレート４は、円板状の薄い部材からなり、トルクを伝達するとともにクランクシャフト２からトルクコンバータ本体５に伝達される曲げ振動を吸収するための部材である。したがって、フレキシブルプレート４は、回転方向にはトルク伝達に十分な剛性を有しているが、曲げ方向には剛性が低くなっている。
【００１７】
トルクコンバータ本体５は、３種の羽根車（インペラー２１、タービン２２、ステータ２３）からなるトーラス形状の流体作動室６と、ロックアップ装置７とから構成されている。
【００１８】
フロントカバー１１は、円板状の部材であり、フレキシブルプレート４に近接して配置されている。フロントカバー１１の内周端にはセンターボス１６が溶接により固定されている。センターボス１６は、軸方向に延びる円筒形状の部材であり、クランクシャフト２の中心孔内に挿入されている。
【００１９】
フレキシブルプレート４の内周部は複数のボルト１３によってクランクシャフト２の先端面に固定されている。フロントカバー１１の外周側かつエンジン側面には、円周方向に等間隔で複数のナット１２が固定されている。このナット１２内に螺合するボルト１４がフレキシブルプレート４の外周部をフロントカバー１１に固定している。
【００２０】
フロントカバー１１の外周部には、軸方向トランスミッション側に延びる外周側筒状部１１ａが形成されている。この外周側筒状部１１ａの先端にインペラー２１のインペラーシェル２６の外周縁が溶接によって固定されている。この結果、フロントカバー１１とインペラー２１とによって、内部に作動油が充填された流体室が形成されている。インペラー２１は、主に、インペラーシェル２６と、その内側に固定された複数のインペラーブレード２７と、インペラーシェル２６の内周部に固定されたインペラーハブ２８とから構成されている。
【００２１】
タービン２２は流体室内でインペラー２１に対して軸方向に対向して配置されている。タービン２２は、主に、タービンシェル３０と、そのインペラー側の面に固定された複数のタービンブレード３１と、タービンシェル３０の内周縁に固定されたタービンハブ３２とから構成されている。タービンシェル３０とタービンハブ３２とは複数のリベット３３によって固定されている。
【００２２】
タービンハブ３２の内周面には、入力シャフト３に係合するスプラインが形成されている。これによりタービンハブ３２は入力シャフト３と一体回転するようになっている。
【００２３】
ステータ２３は、タービン２２からインペラー２１に戻る作動油の流れを整流するための機構である。ステータ２３は樹脂やアルミ合金等で鋳造により一体に製作された部材である。ステータ２３はインペラー２１の内周部とタービン２２の内周部と間に配置されている。ステータ２３は、主に、環状のステータシェル３５と、シェル３５の外周面に設けられた複数のステータブレード３６とから構成されている。ステータシェル３５はワンウェイクラッチ３７を介して筒状の固定シャフト３９に支持されている。固定シャフト３９は入力シャフト３の外周面とインペラーハブ２８の内周面との間を延びている。
【００２４】
以上に述べた各羽根車２１，２２，２３の各シェル２６，３０，３５によって、流体室内にトーラス形状の流体作動室６が形成されている。なお、流体室内においてフロントカバー１１と流体作動室６の間には環状の空間９が確保されている。
【００２５】
図に示すワンウェイクラッチ３７はラチェットを用いた構造であるが、ローラやスプラグを用いた構造であってもよい。
フロントカバー１１の内周部とタービンハブ３２との軸方向間には第１スラストベアリング４１が配置されている。この第１スラストベアリング４１が設けられた部分において、半径方向に作動油が連通可能な第１ポート１７が形成されている。第１ポート１７は、入力シャフト３内に設けられた油路と、第１油圧室Ａ（後述）と、タービン２２とフロントカバー１１との間の空間内とを連通させている。また、タービンハブ３２とステータ２３の内周部（具体的にはワンウェイクラッチ３７）との間には第２スラストベアリング４２が配置されている。この第２スラストベアリング４２が配置された部分において、半径方向両側に作動油が連通可能な第２ポート１８が形成されている。すなわち、第２ポート１８は、入力シャフト３及び固定シャフト３９の間の油路と、流体作動室６とを連通させている。さらに、ステータ２３（具体的にはシェル３５）とインペラー２１（具体的にはインペラーハブ２８）との軸方向間には第３スラストベアリング４３が配置されている。この第３スラストベアリング４３が配置された部分において、半径方向両側に作動油が連通可能な第３ポート１９が形成されている。すなわち、第３ポート１９は、固定シャフト３９及びインペラーハブ２８との間の油路と、流体作動室６とを連通させている。なお、各油路は、図示しない油圧回路に接続されており、独立して第１〜第３ポート１７〜１９に作動油の供給・排出が可能となっている。
（２）ロックアップ装置の構造
ロックアップ装置７は、タービン２２とフロントカバー１１との間の空間９に配置されており、必要に応じて両者を機械的に連結するための機構である。ロックアップ装置７はフロントカバー１１とタービン２２との軸方向間の空間に配置されている。ロックアップ装置７は全体が円板状になっており、空間９を概ね軸方向に分割している。ここでは、フロントカバー１１とロックアップ装置７との間の空間を第１油圧室Ａとし、ロックアップ装置７とタービン２２との間の空間を第２油圧室Ｂとする。
【００２６】
ロックアップ装置７は、クラッチ及び弾性連結機構の機能を有し、主に、ピストン７１と、ドライブプレート７２と、ドリブンプレート７３と、複数のトーションスプリング７４と、スプリングホルダー７５とから構成されている。
【００２７】
ピストン７１は、クラッチ連結・遮断を行うための部材であり、さらには弾性連結機構としてのロックアップ装置７における入力部材として機能する。ピストン７１は中心孔が形成された円板形状である。ピストン７１は空間９を概ね軸方向に分割するように、空間９内の半径全体にわたって延びている。ピストン７１の内周縁には軸方向トランスミッション側に延びる内周側筒状部７１ｂが形成されている。内周側筒状部７１ｂはタービンハブ３２の外周面によって回転方向及び軸方向に移動可能に支持されている。なお、タービンハブ３２の外周面には、内周側筒状部７１ｂに当接することでピストン７１の軸方向トランスミッション側への移動を制限するためのフランジ３２ａが形成されている。さらに、タービンハブ３２の外周面には内周側筒状部７１ｂの内周面に当接する環状のシールリング３２ｂが設けられている。これにより、ピストン７１の内周縁において軸方向のシールがされている。さらに、ピストン７１の外周側には摩擦連結部７１ｃが形成されている。摩擦連結部７１ｃは、半径方向に所定の長さを有する環状部分であり、軸方向両面が軸方向に対して垂直な面となっている平面形状である。摩擦連結部７１ｃの軸方向エンジン側には環状の摩擦フェーシング７６が張られている。このように、ピストン７１とフロントカバー１１の平坦な摩擦面とによって、ロックアップ装置７のクラッチが構成されている。
【００２８】
なお、ピストン７１の外周縁には軸方向に延びる筒状部等は形成されていない。
ドライブプレート７２は、ピストン７１の外周部の軸方向トランスミッション側に配置されている。ドライブプレート７２は板金製の環状の部材である。ドライブプレート７２は環状部７２ａとそこから外周側に延びるトルク伝達部７２ｂと連結部７２ｃとから構成されている。環状部７２ａはピストン７１の軸方向トランスミッション側面に当接し、複数のかしめ７１ｄによってピストン７１に固定されている。トルク伝達部７２ｂは環状部７２ａから外周側に延びている。より具体的には、トルク伝達部７２ｂは、半径方向内側から外側に向かって、軸方向トランスミッション側に凸になるように滑らかに湾曲し、次に軸方向エンジン側に凸になるように滑らかに湾曲し、さらに軸方向トランスミッション側に筒状に延びている。トルク伝達部７２ｂの先端（外周端）は環状の連結部７２ｃによって互いに連結されている。また、環状部７２ａの外周部軸方向トランスミッション側には、複数の係合部７２ｅが形成されている。係合部７２ｅは回転方向両側が切断され、他の部分より軸方向トランスミッション側に突出するように起こされた部分である。
【００２９】
複数のトルク伝達部７２ｂの回転方向間はそれぞれがばね収容部７２ｄとなっている。この実施形態ではばね収容部７２ｄは４つ形成されている。
ばね収容部７２ｄ内には、円周方向に延びるコイルスプリングであるトーションスプリング７４が収容されている。各ばね収容部７２ｄには１対のトーションスプリング７４ａ，７４ｂが回転方向に直列に作用するように配置されている。すなわち、全体で合計８個のトーションスプリングが用いられている。なお、ここでいう１個のトーションスプリングとは、コイルスプリング単体の物のみならず、コイルスプリング内にさらに小コイルスプリングや弾性体を組みあわせたものをもいう。また、各ばね収容部７２ｄにおいて、回転方向Ｒ１側のトーションスプリングをトーションスプリング７４ａとし、回転方向Ｒ２側のトーションスプリングをトーションスプリング７４ｂとする。
【００３０】
ドリブンプレート７３はトーションスプリング７４からのトルクをタービン２２に伝達するための部材である。ドリブンプレート７３は、タービン２２のタービンシェル３０の外周側に設けられた板金製の環状部材である。ドリブンプレート７３は主に環状部７３ａと複数の爪７３ｂとから構成されている。環状部７３ａは例えば溶接によってタービンシェル３０に固定されている。複数の爪７３ｂは環状部７３ａの外周縁から軸方向エンジン側に折り曲げられている。爪７３ｂは、ドリブンプレート７２のトルク伝達部７２ｂに対応しており、トルク伝達部７２ｂの軸方向エンジン側に凸になるように湾曲した部分内に軸方向トランスミッション側から挿入されている。このようにして、爪７３ｂは各ばね収容部７２ｄに配置された１対のトーションスプリング７４ａ，７４ｂの回転方向両端に当接している。また、ドリブンプレート７３には複数のストッパー爪７３ｃが形成されている。ストッパー爪７３ｃは環状部７３ａの内周縁から軸方向エンジン側に延びている。各ストッパー爪７３ｃはドライブプレート７２の係合部７２ｅ間に配置されている。これにより、ドライブプレート７２とドリブンプレート７３の相対回転が大きくなりストッパー爪７３ｃが回転方向いずれかの係合部７２ｅに当接するとトーションスプリング７４の圧縮すなわちダンパー動作は停止する。
【００３１】
スプリングホルダー７５は、トーションスプリング７４の半径方向に支持するための部材であり、ドライブプレート７２及びドリブンプレート７３に対して相対回転可能に配置されている。スプリングホルダー７５は、主に、外周側支持部７５ａと、内周側支持部７５ｂと、連結部７５ｃとから構成されている。連結部７５ｃは、概ね円板状の部分であり、ピストン７１の摩擦連結部７１ｃに対して軸方向トランスミッション側に当接して配置されている。すなわち、連結部７５ｃはピストン７１の摩擦連結部７１ｃとドライブプレート７２のトルク伝達部７２ｂとの軸方向間に配置されている。外周側支持部７５ａは連結部７５ｃの外周縁から軸方向トランスミッション側に延びる筒状の部分である。外周側支持部７５ａはトーションスプリング７４の外周側に近接して配置されている。なお、外周側支持部７５ａはトルク伝達部７２ｂの筒状部分よりさらに外周側に配置されている。内周側支持部７５ｂは連結部７５ｃの内周縁から軸方向トランスミッション側に延びる筒状の部分である。内周側支持部７５ｂはトルク伝達部７２ｂの軸方向エンジン側に凸となるように滑らかに湾曲した部分に対して軸方向エンジン側から挿入されている。また、内周側支持部７５ｂはトーションスプリング７４の内周側に近接している。
【００３２】
以上より、スプリングホルダー７５は縦断面において軸方向片側が開いたＣ字形状又はコの字形状となっている。
内周側支持部７５ｂの内周面は、環状部７２ａに形成された筒状部分（インロー）７２ｆの外周面に当接している。このように筒状部７２ｆによってスプリングホルダー７５の半径方向の位置決めがされている。言い換えると、スプリングホルダー７５は、制限部としてのドライブプレート７２によって相対回転自在にかつ半径方向外方への移動が制限されるように支持されている。このような構造によって、スプリングホルダー７５は、遠心力によって半径方向外側に移動するトーションスプリング７４の荷重を支持することができる。
【００３３】
図６及び図７に示すように、スプリングホルダー７５には、第１及び第２トルク伝達部７５ｄ，７５ｅが形成されている。第１トルク伝達部７５ｄは、内周側支持部７５ｂの一部が半径方向外側に切り起こされた爪部分であり、各ばね収容部７２ｄ内の１対のトーションスプリング７４ａ，７４ｂの回転方向間に配置されている。また、第２トルク伝達部７５ｅは第１トルク伝達部７５ｄに対応して連結部７５ｃに形成された軸方向エンジン側に凸になるように切り起こされて形成されたものである。第２トルク伝達部７５ｅは各ばね収容部７２ｄ内に配置された１対のトーションスプリング７４ａ，７４ｂの回転方向間に配置されている。このようにスプリングホルダー７５が１対のトーションスプリング７４ａ，７４ｂに対するトルク伝達部７５ｄ，７５ｅを有することで、スプリングホルダー７５は中間フロート体として機能している。
（３）トルクコンバータの動作
エンジン始動直後には、第１ポート１７及び第３ポート１９からトルクコンバータ本体５内に作動油が供給され、第２ポート１８から作動油が排出される。第１ポート１７から供給された作動油は第１油圧室Ａを外周側に流れ、第２油圧室Ｂを通過して流体作動室６内に流れ込む。このため、第１油圧室Ａと第２油圧室Ｂとの油圧差によってピストン７１は軸方向エンジン側に移動している。すなわち摩擦フェーシング７６はフロントカバー１１から離れ、ロックアップが解除されている。
【００３４】
このようにロックアップ解除されているときには、フロントカバー１１とタービン２２との間のトルク伝達はインペラー２１とタービン２２との間の流体駆動によって行われている。
（４）ロックアップ装置の動作
トルクコンバータ１の速度比が上がり、入力シャフト３が一定の回転数に達すると、第１ポート１７から第１油圧室Ａの作動油が排出される。この結果、第１油圧室Ａと第２油圧室Ｂとの油圧差によって、ピストン７１がフロントカバー１１側に移動させられ、摩擦フェーシング７６がフロントカバー１１の平坦な摩擦面に押し付けられる。この結果、フロントカバー１１のトルクは、ピストン７１からドライブプレート７２及びトーションスプリング７４を介してドリブンプレート７３に伝達される。さらにトルクはドリブンプレート７３からタービン２２に伝達される。すなわち、フロントカバー１１が機械的にタービン２２に連結され、フロントカバー１１のトルクがタービン２２を介して直接入力シャフト３に出力される。
【００３５】
以上に述べたロックアップ連結状態において、ロックアップ装置７は、トルクを伝達するとともにフロントカバー１１から入力される捩り振動を吸収・減衰する。具体的には、フロントカバー１１からロックアップ装置７に捩り振動が入力されると、トーションスプリング７４がドライブプレート７２とドリブンプレート７３との間で回転方向に圧縮される。さらに具体的には、トーションスプリング７４はドライブプレート７２のトルク伝達部７２ｂとドリブンプレート７３の爪７３ｂとの間で回転方向に圧縮される。このとき、スプリングホルダー７５はトーションスプリング７４によって圧縮方向に移動し、ドライブプレート７２及びドリブンプレート７３と相対回転する。
【００３６】
以上のように捩り振動が入力されてトーションスプリング７４が圧縮を繰り返す際に、遠心力によってトーションスプリング７４は半径方向外側に移動し、スプリングホルダー７５の外周側支持部７５ａに摺動する。しかし、スプリングホルダー７５はトーションスプリング７４とともに回転方向に移動する部材であるため、両部材間での摺動抵抗は大幅に少なくなっている。したがって、捩り振動吸収性能が十分に維持されている。
（５）サポート部材の有利な効果
ａ）スプリングホルダー７５は、ドライブプレート７２の筒状部７２ｆによって半径方向移動を制限されながら、外周側支持部７５ａによってトーションスプリング７４の外周側を支持している。このように、スプリングホルダー７５によってトーションスプリング７４の外周側への移動を制限することによって、円板状のピストン７１の外周側筒状部を省略できる。
【００３７】
ｂ）スプリングホルダー７５は１対のトーションスプリング７４ａ，７４ｂに対して中間フロート体として機能しており、簡単な構造によってピストンの外周側筒状部を省略可能としている。
【００３８】
ｃ）スプリングホルダー７５は、内周側支持部７５ｂがドライブプレート７２によって半径方向に位置決めされているため、従来よりヒステリシスが小さくなっている。特に、半径方向位置決め部が従来より内周側にあるため、ヒステリシスが小さい。
（６）第１実施形態の変形例
ａ）前記実施形態におけるスプリングホルダー７５においてトルク伝達部７５ｄ，７５ｅを設けない構造にしても良い。その場合は、各ばね収容部７２ｄには円周方向に延びる１つのトーションスプリングが配置されることになる。
【００３９】
ｂ）図８に示すようにスプリングホルダー７５の半径方向中間部を軸方向トランスミッション側に湾曲させることで、連結部７５ｃの外周側部分７５ｆと内周側部分７５ｇのみをピストン７１の摩擦連結部７１ｃに対して摺動させるようにしても良い。このようにピストン７１とスプリングホルダー７５との摺動を面接触から線接触に変更することで両者間の摩擦摺動（ヒステリシス）を低減させることができる。
【００４０】
ｃ）図９に示すように、連結部７５ｃに軸方向エンジン側に突出する環状の突出部７５ｈを設けても良い。この場合は、突出部７５ｈのみがピストン７１の摩擦連結部７１ｃに対して当接している。この場合も、ピストン７１とスプリングホルダー７５との接触が面接触から線接触になることで、両者間の摩擦摺動（ヒステリシス）が低減される。なお、環状の凸部はピストン側に設けてもよい。
Ｂ．第２実施形態（図１０〜図１３）
図１０〜図１３に示す第２実施形態において、トルクコンバータ１の基本構造は前期実施形態と同様である。以下、主に第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４１】
ロックアップ装置７は、タービン２２とフロントカバー１１との間の空間９に配置されており、必要に応じて両者を機械的に連結するための機構である。ロックアップ装置７は、全体が円板状になっており、空間９を概ね軸方向に分割している。ここでは、フロントカバー１１とロックアップ装置７との間の空間を第１油圧室Ａとし、ロックアップ装置７とタービン２２との間の空間を第２油圧室Ｂとする。
【００４２】
ロックアップ装置７は、クラッチ及び弾性連結機構の機能を有し、主に、ピストン６１と、ドリブン部材６３と、複数のトーションスプリング６４、スプリングホルダー６５とから構成されている。
【００４３】
ピストン６１は、クラッチ連結・遮断を行うための部材であり、さらには弾性連結機構としてのロックアップ装置７における入力部材として機能する。ピストン６１は中心孔が形成された円板形状である。ピストン６１は、空間９を概ね軸方向に分割するように空間９内の半径全体にわたって延びている。ピストン６１の内周縁には軸方向トランスミッション側に延びる内周側筒状部６１ｂが形成されている。内周側筒状部６１ｂはタービンハブ３２の外周面によって回転方向及び軸方向に移動可能に支持されている。なお、タービンハブ３２の外周面には、内周側筒状部６１ｂに当接することでピストン６１の軸方向トランスミッション側への移動を制限するためのフランジ３２ａが形成されている。さらに、タービンハブ３２の外周面には内周側筒状部６１ｂの内周面に当接する環状のシールリング３２ｂが設けられている。これにより、ピストン６１の内周縁において軸方向のシールがされている。さらに、ピストン６１の外周側には摩擦連結部６１ｃが形成されている。摩擦連結部６１ｃは、半径方向に所定の長さを有する環状部分であり、軸方向両面が軸方向に対して垂直な面となっている平面形状である。摩擦連結部６１ｃの軸方向エンジン側には環状の摩擦フェーシング６６が張られている。このように、ピストン６１とフロントカバー１１の平坦な摩擦面とによって、ロックアップ装置７のクラッチが構成されている。
【００４４】
ドライブ部材６２は、ピストン６１に固定され、ピストン６１のトルクをトーションスプリング６４に伝達するための部材である。ドライブ部材６２は、図１３に示すように、環状の固定部６２ａと、固定部６２ａから半径方向外方に延びる複数の爪部６２ｂと、固定部６２ａから半径方向外方に延びる複数の弧状部６２ｃとから構成されている。固定部６２ａは、ピストン６１に当接しており、複数のかしめ６１ｆによって固定されている。各爪部６２ｂは、半径方向外方に延び、さらに軸方向エンジン側に凸となるように湾曲し、さらに軸方向トランスミッション側に延びている。この実施形態では合計４つの爪部６２ｂが形成されている。なお、爪部６２ｂの湾曲部分はピストン６１の摩擦連結部６１ｃに当接している。
【００４５】
弧状部６２ｃは、爪部６２ｂの回転方向間に形成されており、固定部６２ａの外周にそって弧状に長く延びている。弧状部６２ｃは、半径方向外方に向かって延びており、全体として軸方向トランスミッション側に傾いている。弧状部６２ｃは半径方向内側から外側に向かって、第１部分６２ｄ、第２部分６２ｅ、第３部分６２ｆとから構成されている。第１部分６２ｄは爪部６２ｂ同士の回転方向間にわたって全体的に形成されている。第２部分６２ｅは第１部分６２ｄからさらに外周側に延びる部分である。第２部分６２ｅは第１部分６２ｄより回転方向長さが短く、第１部分６２ｄの回転方向中間に位置している。したがって、第２部分６２ｅは、爪部６２ｂから回転方向に離れた回転方向端面を有している。第３部分６２ｆは第２部分６２ｅからさらに外周側に延びる部分である。第３部分６２ｆは第２部分６２ｅより回転方向長さが短く、第２部分６２ｅの回転方向中間に位置している。第３部分６２ｆはスプリングホルダー６５（後述）を半径方向及び軸方向に支持するため部分である。
【００４６】
ドライブ部材６２の各爪部６２ｂ同士の回転方向間すなわち弧状部６２ｃの外周側は、それぞれ弧状のばね収容部になっている。この実施形態では４つのばね収容部が形成されている。
【００４７】
各ばね収容部すなわち爪部６２ｂ同士の回転方向間には１対のトーションスプリング６４ａ，６４ｂが回転方向に直列に作用するように配置されている。すなわち、全体で合計８個のトーションスプリング６４が用いられている。ここでのトーションスプリングとは、回転方向に延びるコイルスプリングであるが、コイルスプリング単体の物のみならず、コイルスプリング内にさらに小コイルスプリングや弾性体を組みあわせたものをも含む場合がある。また、各ばね収容部において、回転方向Ｒ１側のものをトーションスプリング６４ａとし、回転方向Ｒ２側のものをトーションスプリング６４ｂとする。爪部６２ｂは、トーションスプリング６４ａのＲ１側端に当接又は近接し、トーションスプリング６４ｂのＲ２側端に当接又は近接している。
【００４８】
スプリングホルダー６５は、ドライブ部材６２に組みつけられ、ピストン６１、ドライブ部材６２及びドリブン部材６３に対して相対回転可能となっている。スプリングホルダー６５は、環状の板金製部材であり、ピストン６１の摩擦連結部６１ｃ外周縁の軸方向トランスミッション側に配置されている。スプリングホルダー６５は、主に、筒状部６５ａと、その軸方向トランスミッション側端から半径方向内方に延びる環状部６５ｂとから構成されている。筒状部６５ａはトーションスプリング６４の外周側に配置されている。環状部６５ｂは、外周部と、そこから軸方向エンジン側にプレス加工で押し下げられた内周部とを有している。環状部６５ｂの外周部と内周部の境には内周面６５ｇが形成されている。内周面６５ｇは、ドライブ部材６２の第３部分６２ｆの外周面に当接している。この当接によって、スプリングホルダー６５はドライブ部材６２及びピストン６１に対して半径方向の位置決めされている。この半径方向支持部分のインロー部は、プレス破断面で構成されているため、形成が容易である。さらに、環状部６５ｂの内周部は、ドライブ部材６２の第３部分６２ｆの軸方向エンジン側に位置している。この構造によって、スプリングホルダー６５はドライブ部材６２及びピストン６１に対して軸方向トランスミッション側に外れないようになっている。
【００４９】
スプリングホルダー６５の環状部６５ｂの内周縁には複数の爪部６５ｃが形成されている。爪部６５ｃは、回転方向に並んで複数形成され、軸方向エンジン側に延びている。爪部６５ｃは、ドライブ部材６２の第３部分６２ｆに対応して、つまり爪部６２ｂ同士の回転方向中間位置に形成されている。爪部６５ｃは１対のトーションスプリング６４ａ，６４ｂ間に延び、両者を回転方向に連結するためのトルク伝達部として機能している。なお、爪部６５ｃの先端は、ドライブ部材６２の爪部６２ｂの湾曲部分に近接しており、それによりスプリングホルダー６５はドライブ部材６２及びピストン６１に対して軸方向トランスミッション側への移動が制限されている。
【００５０】
以上に述べたようにして、スプリングホルダー６５は、ドライブ部材６２にガイドされた状態で（半径方向及び軸方向に移動不能に係合した状態で）、回転方向に移動可能となっている。言い換えると、スプリングホルダー６５は、制限部としてのドライブ部材６２によって相対回転自在にかつ半径方向外方への移動が制限されるように支持されている。このような構造によって、スプリングホルダー６５は、遠心力によって半径方向外側に移動するトーションスプリング６４の荷重を支持することができるため、ピストン６１の外周縁にばねを受けるための筒状部を設ける必要がない。
【００５１】
なお、スプリングホルダー６５の環状部６５ｂには、組み付け時にドライブ部材６２の爪部６２ｂが貫通するための複数の切り欠き６５ｄが形成されている。また、筒状部６５ａにおいて切り欠き６５ｄに対応する部分の軸方向エンジン側端には他の部分より軸方向に突出する突出部６５ｅが形成されている。突出部６５ｅは切り欠き６５ｄによる剛性が低くなることを補償して回転方向のバランスを維持するための構造である。また、筒状部６５ａにおいて爪部６５ｃに対応する軸方向エンジン側端には他の部分より軸方向に凹む切り欠き６５ｆが形成されている。切り欠き６５ｆは爪部６５ｃによる剛性が高くなることを補償して回転方向のバランスを維持するための構造である。
【００５２】
ドリブン部材６３はトーションスプリング６４からのトルクをタービン２２に伝達するための部材である。ドリブン部材６３は、タービン２２のタービンシェル３０の外周側に設けられた板金製の環状部材である。ドリブン部材６３は、タービンシェル３０に固定された環状固定部６３ａと、その外周縁から軸方向エンジン側に延びる複数の爪部６３ｂとを有している。ドリブン部材６３の爪部６３ｂは、ドライブ部材６２の爪部６２ｂに対応して形成されており、爪部６２ｂの湾曲部分内に延びている。爪部６３ｂは、ドライブ部材６２の爪部６２ｂと同等の回転方向幅を有しており、爪部６２ｂと同様に、トーションスプリング６４ａの回転方向Ｒ１側端及びトーションスプリング６４ｂの回転方向Ｒ２側端に当接又は近接している。
【００５３】
爪部６３ｂはドライブ部材６２に対して軸方向に移動可能である。すなわち、ピストン６１はトーションスプリング６４に係合した状態を維持しつつ油圧変化によって軸方向に移動可能である。
【００５４】
爪部６３ｂは、ドライブ部材６２の第２部分６２ｅ同士の回転方向中間位置にあり、第２部分６２ｅの回転方向端面から所定角度回転方向に離れている。爪部６３ｂが第２部分６２ｅの回転方向端面に当接するまでは、ドリブン部材６３はドライブ部材６２に対して相対回転可能である。言い換えると、ドライブ部材６２の第２部分６２ｅとドリブン部材６３の爪部６３ｂとによって、両者の相対回転を停止させるためのストッパー機構が形成されている。このように、爪部６３ｂは、トーションスプリング６４に対して係合することによってトルク伝達部の機能を有するとともに、弾性連結部のストッパー機構の一部を構成している。このため、ストッパー機構のための特別な構成を設ける必要がなくなる。
（４）ロックアップ装置の動作
トルクコンバータ１の速度比が上がり、入力シャフト３が一定の回転数に達すると、第１ポート１７から第１油圧室Ａの作動油が排出される。この結果、第１油圧室Ａと第２油圧室Ｂとの油圧差によって、ピストン６１がフロントカバー１１側に移動させられ、摩擦フェーシング６６がフロントカバー１１の平坦な摩擦面に押し付けられる。この結果、フロントカバー１１のトルクは、ピストン６１からトーションスプリング６４を介してドリブン部材６３に伝達される。さらにトルクはドリブン部材６３からタービン２２に伝達される。すなわち、フロントカバー１１が機械的にタービン２２に連結され、フロントカバー１１のトルクがタービン２２を介して直接入力シャフト３に出力される。
【００５５】
以上に述べたロックアップ連結状態において、ロックアップ装置７は、トルクを伝達するとともにフロントカバー１１から入力される捩り振動を吸収・減衰する。具体的には、フロントカバー１１からロックアップ装置７に捩り振動が入力されると、トーションスプリング６４がピストン６１とドリブン部材６３との間で回転方向に圧縮される。さらに具体的には、トーションスプリング６４はドライブ部材６２の爪部６２ｂとドリブン部材６３の爪部６３ｂとの間で回転方向に圧縮される。このとき、１対のトーションスプリング６４ａ，６４ｂが回転方向に直列に作用するため、低剛性・広捩じり角の捩じり特性が得られる。
【００５６】
以上のように捩り振動が入力されてトーションスプリング６４が圧縮を繰り返す際に、遠心力によってトーションスプリング６４は半径方向外側に移動し、スプリングホルダー６５に摺動する。しかし、スプリングホルダー６５はトーションスプリング６４とともに回転方向に移動する部材であるため、両部材間での摺動抵抗はきわめて小さい。したがって、捩り振動吸収性能が十分に維持されている。
（５）本発明の有利な効果
ａ）スプリングホルダー６５は、ドライブ部材６２の弧状部６２ｃによって半径方向移動を制限されながら、筒状部６５ａによってトーションスプリング６４の外周側を支持している。このように、スプリングホルダー６５によってトーションスプリング６４の外周側への移動を制限することによって、円板状のピストン６１の外周側筒状部を省略できる。
【００５７】
ｂ）スプリングホルダー６５は１対のトーションスプリング６４ａ，６４ｂに対して中間フロート体として機能しており、簡単な構造によってピストンの外周側筒状部を省略可能としている。
【００５８】
ｃ）このロックアップ装置７では、構造が簡単になり、部品点数も少なくなり、コストダウンや軽量化が図れる。特に、スプリングホルダー６５の構造が簡素化したことで、軽量化や設備開発工数が削減された。
【００５９】
特に、ドライブ部材６２はトルク伝達機能しか有しておらずトーションスプリングを保持する機能を有していないため、構造が簡単になり、軽量化や薄肉化が実現可能である。
【００６０】
ｄ）スプリングホルダー６５はトーションスプリング６４の軸方向トランスミッション側のみを支持しているため、トーションスプリング６４はピストン６１に直接当接している。この結果トーションスプリング６４はコイル径を十分に大きくすることができ、低剛性を実現するための設計が容易になる。
【００６１】
ｅ）さらに、スプリングホルダー６５、トーションスプリング６４、及びドリブン部材６３を、ピストン６１外周部とタービン２２外周部の間の余ったスペースに配置できるため、スペース効率がよい。つまり、これら部材によってトルクコンバータの軸方向寸法などが極端に大きくなることがない。
Ｃ．他の実施形態
ロックアップ装置の構造は前記実施形態に限定されない。例えば、ピストンとフロントカバーとの間に複数のプレートが配置された複板クラッチのロックアップ装置にも本発明を採用できる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明に係るロックアップ装置では、サポート部材によって弾性部材の外周側への移動を制限することによって、円板状のピストンの外周側筒状部を省略できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータの縦断面概略図。
【図２】図１の部分拡大図であり、図３のII−II断面図。
【図３】ロックアップ装置の弾性連結機構の部分平面図。
【図４】ロックアップ装置の各部材の斜視図。
【図５】図３のＶ−Ｖ断面図。
【図６】図３のVI−VI断面図。
【図７】スプリングホルダーの部分斜視図。
【図８】他の実施形態におけるロックアップ装置の部分断面図。
【図９】他の実施形態におけるロックアップ装置の部分断面図。
【図１０】第２実施形態におけるトルクコンバータの縦断面概略図。
【図１１】図１０の部分拡大図。
【図１２】図１１に対応する図であり、図１１と異なる位置での断面図。
【図１３】第２実施形態のロックアップ装置の弾性連結部の部分斜視図。
【符号の説明】
７ ロックアップ装置
１１ フロントカバー
６１ ピストン
７２ ドライブプレート
７３ ドリブンプレート（出力回転部材）
７４ トーションスプリング（弾性部材）
７５ スプリングホルダー（サポート部材）

Claims (5)

1. トルクを伝達するとともに捩じり振動を吸収・減衰するためのトルクコンバータのロックアップ装置であって、
   クラッチ動作を行うための円板状のピストンと、
   出力回転部材と、
   前記ピストンと前記出力回転部材とを回転方向に弾性的に連結するための弾性部材と、
   前記弾性部材の外周側に配置された外周側支持部を有し、前記ピストン及び前記出力回転部材に対して相対回転可能に配置されたサポート部材と、
   前記サポート部材の半径方向移動を制限する制限部と、
   を備えたトルクコンバータのロックアップ装置。
2. 前記サポート部材は前記弾性部材の内周側に配置された内周側支持部をさらに有し、
   前記制限部は前記内周側支持部に当接して、前記サポート部材を半径方向に支持している、請求項１に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
3. 前記制限部は、前記内周側支持部の内周面に当接する外周面を有する、請求項２に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
4. 前記サポート部材は、前記外周側支持部から半径方向内側に延び前記弾性部材の軸方向片側を支持する軸方向支持部をさらに有しており、
   前記制限部は前記軸方向支持部に当接して前記サポート部材を半径方向に支持している、請求項１に記載のトルクコンバータのロックアップ装置。
5. 前記弾性部材は回転方向に直列に作用するように配置された１対の部材からなり、
   前記サポート部材は、前記１対の部材の回転方向間に配置されたトルク伝達部をさらに有する、請求項１〜４のいずれかに記載のトルクコンバータのロックアップ装置。

Images