JP3909727B2 - トルクコンバータ用ロックアップクラッチ - Google Patents
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- F16H2045/0273—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type characterised by the type of the friction surface of the lock-up clutch
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバータ内に設けられ、ポンプ部とタービン部を機械的に接続させ、トルクコンバータ機構を迂回してトルクコンバータの入出力軸を直結させるロックアップクラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるトルクコンバータ用のロックアップクラッチとしては、ポンプ部と連結されたカバー部材の内面に摺動面を設け、タービン部と一体回転可能に連結されたピストン部材の摺動面を、ピストン部材に作用する油圧力を制御してカバー部材の摺動面に押し付けて、両摺動面間の摩擦力によりポンプ部とタービン部とを機械的に連結させるように構成されるものが一般的に良く知られている。このようなロックアップクラッチとしては、１）両摺動面のいずれか一方に摩擦フェーシング材を設け、両摺動面を直接接触させるようにした単板式ロックアップクラッチと、２）両摺動面間に複数の摩擦板を配設した多板式ロックアップクラッチ（例えば、米国特許第５，５６６，８０２号）とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、単板式ロックアップクラッチはその構造が簡単で軸方向寸法も小さくできるという利点があるが、摩擦面が一面のみであるため、摩擦フェーシング材の耐熱性の問題が生じやすいという問題がある。特に、最近では、ロックアップクラッチをスリップさせてエンジン回転振動の吸収等を行う制御が導入されており、ロックアップクラッチの耐熱性の要求は厳しくなっており、単板式ロックアップクラッチでは最近の要求に対応するのが難しくなりつつある。
【０００４】
一方、多板式ロックアップクラッチは、摩擦面が多数であるため、摩擦面の単位面積当たりの発熱量は小さくなり、上記のような耐熱性の問題は少ない。しかしながら、ポンプ部に連結される摩擦板とタービン部に連結される摩擦板とを交互に配設して支持する必要があり、その構造が複雑で装置全体のコストが高くなるという問題と、軸方向寸法が大きくなりやすいという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みたもので、構造が簡単で且つ軸方向寸法を小さく抑えることができるとともに、耐熱性を向上させることが可能なトルクコンバータ用ロックアップクラッチを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、本発明は、トルクコンバータのポンプ部とタービン部を連結可能なトルクコンバータ用ロックアップクラッチにおいて、前記ポンプ部と連結され、第１摺動面が形成されてなるカバー部材と、前記第１摺動面と対向する第２摺動面を有し、前記タービン部と一体回転可能に連結されるピストン部材と、一方の側面が前記第１摺動面と対向するとともに他方の側面が前記第２摺動面と対向して前記カバー部材と前記ピストン部材の間に配設された摺動板とを有し、前記カバー部材および前記ピストン部材の少なくとも一方に前記摺動板を回転自在に支持するセンタリング支持部が形成され、前記センタリング支持部により前記摺動板を回転自在に支持した状態（すなわち、浮遊支持状態）で前記第１摺動面側と前記第２摺動面側とを連通させる連通部が前記摺動板および前記センタリング支持部の少なくとも一方に形成されている。
【０００７】
このようにロックアップクラッチを構成すると、ピストン部材をカバー部材の方に押圧させて第１および第２摺動面の間に摺動板を挟持させてロックアップ作用を行わせるときに、第１摺動面と摺動板の一方の側面との間および第２摺動面と摺動板の他方の側面との間で滑りが発生するため、滑りによる発熱は両者に分散される。このため、従来の単板式ロックアップクラッチに比べて発熱面積が二倍になり、単位面積当たりの発熱量は半分となって耐熱性が向上する。また、ピストン部材とカバー部材の間に１枚の円盤状摺動板を配設するだけであるので、軸方向寸法を小さく抑えることが可能である。さらに、この摺動板は浮遊状態で配設されるため、その回転をガイドするセンタリング支持部を設けるだけで良く、その構成は単板式ロックアップクラッチの構成と同程度であり、非常に簡単である。
【０００８】
さらに、本発明においては、摺動板を回転自在に支持するセンタリング支持部を、カバー部材およびピストン部材の少なくとも一方に形成している。カバー部材およびピストン部材は摺動板に隣接して位置する部材であるため、ここにセンタリング支持部を設けることにより構成がシンプルになる。このセンタリング支持は、摺動板の内周で行っても外周で行っても良い。
また、本発明においては、前記センタリング支持部により前記摺動板を回転自在に支持した状態で前記第１摺動面側と前記第２摺動面側とを連通させる連通部が前記摺動板および前記センタリング支持部の少なくとも一方に形成されている。これにより、摺動部において発生した磨耗粉等を連通溝を介して排出することが可能となり、摺動部の耐久性向上を図ることができる。
【０００９】
摺動板の一方の側面と第１摺動面との接触面積と、摺動板の他方の側面と第２摺動面との接触面積とを等しくするのが好ましい。これにより、摺動板に作用する摩擦力が等しくなって両摺動部の滑り量を等しくして発熱分担を等しくすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記センタリング支持部が前記カバー部材および前記ピストン部材の少なくとも一方に形成されて前記摺動板の内径部を支持する円筒外面部からなり、前記連通部が前記摺動板の内径部に形成された切り欠き部もしくは前記円筒外面部に形成された切り欠き溝からなるように構成するのが好ましい。もしくは、前記センタリング支持部が前記カバー部材および前記ピストン部材の少なくとも一方に形成されて前記摺動板の外径部を支持する円筒内面部からなり、前記連通部が前記摺動板の外径部に形成された切り欠き部もしくは前記円筒内面部に形成された切り欠き溝からなるように構成しても良い。いずれの構成の場合にも、第１摺動面側と第２摺動面側とを連通させる連通部をセンタリング支持部回りに簡単に設けることができる。
【００１１】
なお、第１および第２摺動面はトルクコンバータ内におけるできる限り外周側に形成するのが好ましい。これにより、摺動面の半径が大きくなってより大きなトルクに対処可能となり、且つ摺動面面積を大きくして耐熱性、耐磨耗性を向上させることが簡単になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係るロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ１０を図１に示している。このトルクコンバータ１０の入力側はドライブプレート１を介してボルト２によりエンジン出力軸（図示せず）に連結され、出力側は変速機入力軸５とスプライン結合されている。トルクコンバータ１０は、ポンプ１１、ステータ１２およびタービン１３を有して構成される。ポンプ１１はカバープレート（カバー部材）１６を介してドライブプレート１に一体接続されており、エンジン出力軸と常時連結されている。ステータ１２はワンウエイクラッチ１４を介してステータシャフト１５により固定支持される。タービン１３はタービンボス部１３ａにおいて変速機入力軸５とスプライン結合され、変速機入力軸５はタービン１３と一体回転される。
【００１３】
カバープレート１６はタービン１３を前部側および外周側から覆って配設されるとともに端部においてポンプ１１と溶接接合されている。これによりカバープレート１６内にはタービン１３との間に空間が形成され、この空間内にロックアップクラッチ２０が配設されている。なお、カバープレート１６の外周にはスタータリングギヤ１７が結合され、外側前面にはドライブプレート１が接合されている。
【００１４】
このトルクコンバータ１０におけるロックアップクラッチ２０の周囲を拡大して図２に示しており、ロックアップクラッチ２０について図２を併用して説明する。カバープレート１６に覆われてタービン１３との間に形成された空間内に、この空間を左右に二分割するピストンプレート（ピストン部材）２１が軸方向に移動可能に配設されている。ここでピストンプレート２１より左側の空間（カバープレート１６の内側面と対向する空間）を第１空間１８と称し、ピストンプレート２１より右側の空間（タービン１３側の空間）を第２空間１９と称する。
【００１５】
第２空間１９はトルクコンバータ本体部（ポンプ１１，ステータ１２及びタービン１３からなる部分）に繋がっており、第２空間１９内の油圧はトルクコンバータの内圧を制御するバルブにより決まるほぼ一定の油圧である。一方、第１空間１８内には変速機入力軸５に形成された油路６を介して供給されるロックアップ制御油圧が変速機入力軸５側から供給される。このため、ロックアップ制御油圧の供給制御を行うことにより、第１および第２空間１８，１９内の油圧によりピストンプレート２１が受ける軸方向の押圧力を可変制御でき、これにより、ピストンプレート２１に左方の押圧力を付与したり、これを右方に押し戻したりする制御が可能である。
【００１６】
一方、カバープレート１６の内側面（第１空間１８に面する側面）における最も外径側に軸方向に窪んだリング状溝が形成され、この溝底面１６ａは軸直角なリング状円盤面となっており、この円盤面が第１摺動面１６ａを形成する。このリング状溝内に、リング円盤形状の摺動プレート（摺動板）２２が配設され、摺動プレート２２の左側面２２ａは第１摺動面１６ａと対向して摺接する。第１摺動面１６ａの内周側にリング状の逃げ溝１６ｃが形成されており、この部分では第１摺動面１６ａと摺動プレート２２とは非接触となる。なお、リング状溝の内周面１６ｂに摺動プレート２２が摺接案内されて摺動プレート２２がリング状溝内で相対回転可能となっている。すなわち、リング状溝の内周面１６ｂがセンタリング支持部となっている。なお、摺動プレート２２は、カーボンファイバーを主成分とした複合材（Ｃ／Ｃコンポジット）からなる。
【００１７】
ピストンプレート２１の外周部２１ａが左方に膨出しており、外周部２１ａの左側面が第２摺動面２１ｂを形成し、この第２摺動面２１ｂが摺動プレート２２の右側面２２ｂと対向して摺接する。ピストンプレート２１の外周部２１ａの右側にリベット２４によりピストンプレート２１と結合されたダンパ機構２３が配設されるとともに、このダンパ機構２３はタービン１３にも結合されている。すなわち、ピストンプレート２１はダンパ機構２３を介してタービン１３と結合されており、タービン１３と一体回転する。
【００１８】
上記の構成のロックアップクラッチ２０の作動を説明する。この作動制御は、変速機入力軸５の油路６を介して第１空間１８内に供給されるロックアップ制御油圧により行われる。これにより第１空間１８内の油圧が第２空間１９内の油圧より高くなると、ピストンプレート２１は右方に押され、ロックアップクラッチ２０は解放状態となり、エンジン出力はトルクコンバータ機構を通り、変速機入力軸５に伝達される。
【００１９】
一方、第１空間１８内の油圧が低下され、第２空間１９内の油圧より低くなると、ピストンプレート２１は左側に押され、その外周部２１ａが摺動プレート２２をカバープレート１６に押し付ける。これにより、第１摺動面１６ａと摺動プレート２２の左側面２２ａとの摩擦および第２摺動面２１ｂと摺動プレート２２の右側面２２ｂとの摩擦によりロックアップクラッチ２０が係合される。これによりエンジン出力はトルクコンバータ機構を迂回して、カバープレート１６からピストンプレート２１およびタービン１３を介して直接変速機入力軸５に伝達される。なお、ロックアップクラッチ２０の係合力はロックアップクラッチ制御油圧を調圧することにより任意に調節可能である。
【００２０】
以上のようにしてロックアップクラッチ２０が係合されるときに、第１摺動面１６ａと摺動プレート２２の左側面２２ａとの間および第２摺動面２１ｂと摺動プレート２２の右側面２２ｂとの間で滑りが発生するため、従来の単板式ロックアップクラッチに比較して、滑り面における単位面積当たりの発熱量は小さく、このロックアップクラッチ２０の耐熱性が高い。この場合、滑り量は摺動プレート２２ａの左右でできるかぎり等しい方が耐熱性を向上させる上で望ましく、このため、第１摺動面１６ａにリング状逃げ溝１６ｃを設け、第１摺動面１６ａと摺動プレート２２の左側面２２ａとの接触面積が、第２摺動面２１ｂと摺動プレート２２の右側面２２ｂとの接触面積と等しくなるようにしている。
【００２１】
また、摺動プレート２２は、カバープレート１６のリング状溝の内周面１６ｂをセンタリング支持部としてその上に載せるだけの構造であるので、ロックアップクラッチの構成がシンプルである。さらに、従来の単板式ロックアップクラッチに比べて厚さの薄い円盤状摺動プレート２２が追加されるだけであり、その軸方向寸法はほとんど従来の単板式ロックアップクラッチと同等である。
【００２２】
上記ロックアップクラッチにおいては、摺動プレート２２を内周部において回転自在に支持しているが、これを外周部において支持するように構成しても良い。また、図２において破線で示すような切り欠き溝１６ｄを一つもしくは複数、カバープレート１６に設けるのが好ましい。この切り欠き溝１６ｄにより摺動プレート２２の左側が第１空間１８と連通されるので、摺動プレート２２の左側面２２ａと第１摺動面１６ａとの摩擦により生じた磨耗粉を切り欠き溝１６ｄを介して第１空間１８側に排出させることができる。
【００２３】
なお、このように切り欠き溝１６ｄを形成する代わりに、図４に示すように、摺動プレート２２の内周に複数の切り欠き２２ｃを設けたり、摺動プレート２２に複数の貫通孔を設けたりしても良い。また、摺動プレートを外周部で支持するような場合には、これら切り欠き溝、切り欠きおよび貫通孔は外周側に設けるようになる。
【００２４】
次に、本発明に係るロックアップクラッチの第２例について図３を参照して説明する。図３のトルクコンバータはロックアップクラッチの構成が図１および図２の例と異なるだけであるので、同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。
【００２５】
このロックアップクラッチ３０においては、カバープレート４６に覆われた空間内に、この空間を第１および第２空間１８，１９に二分割してピストンプレート３１が軸方向に移動可能に配設されている。カバープレート４６の内側面における最も外径側に軸方向に窪んだリング状溝が形成され、この溝底面が第１摺動面４６ａを形成する。
【００２６】
一方、ピストンプレート３１の外周部３１ａが左方に膨出するとともにその内周側に右方にリング状に突出する突出部３１ｃが形成されており、この突出部３１ｃにガイドされて摺動プレート３２が配設されている。すなわち、突出部３１ｃがセンタリング支持部となる。外周部３１ａの左側面が第２摺動面３１ｂを形成しており、この結果、摺動プレート３２の左側面３２ａは第１摺動面４６ａと対向して摺接し、右側面３２ｂは第２摺動面３１ｂと対向して摺接する。
【００２７】
上記の構成のロックアップクラッチ３０においても、変速機入力軸５の油路６を介して第１空間１８内にロックアップ制御油圧を供給する制御により、このロックアップクラッチ３０の係合制御を行うことができる。
【００２８】
このようにしてロックアップクラッチ３０が係合されるときにも、摺動プレート３２の両側で滑りが発生するため、滑り面における単位面積当たりの発熱量は小さく、このロックアップクラッチ３０の耐熱性が高い。この場合、滑り量を摺動プレート３２の左右でできるかぎり等しいするために、第１および第２摺動面４６ａ，３１ｂの内周側にそれぞれリング状逃げ溝４６ｂ，３１ｄを設けて、摺動プレート３２の左右の接触面積を等しくしている。
【００２９】
上記ロックアップクラッチにおいても、摺動プレート３２を外周部において支持するように構成しても良い。また、突出部３１ｃに切り欠きを設け、摺動プレート３２の右側面３２ｂと第２摺動面３１ｂとの摩擦により生じた磨耗粉をこのり切り欠きを介して第１空間１８側に排出させるようにするのが好ましい。また、図４に示すように、摺動プレート３２の内周に複数の切り欠き３２ｃを設けたり、貫通孔を設けても良く、これらを外周側に設けても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カバー部材に第１摺動面を形成し、タービン部と一体回転されるピストン部材に第２摺動面を形成し、両摺動面の間に、円盤状の摺動板を浮遊状態で配設してロックアップクラッチを構成しているので、ロックアップクラッチを係合させるときに、第１摺動面と摺動板の一方の側面との間および第２摺動面と摺動板の他方の側面との間で滑りが発生するため、滑りによる発熱は両者に分散され、従来の単板式ロックアップクラッチに比べて耐熱性を向上させることができる。また、ピストン部材とカバー部材の間に１枚の円盤状摺動板を配設するだけであるので、軸方向寸法を小さく抑えることが可能である。さらに、この摺動板は浮遊状態で配設されるため、その回転をガイドするセンタリング支持部を設けるだけで良く、その構成は単板式ロックアップクラッチの構成と同程度であり、非常に簡単である。
【００３１】
さらに、本発明においては、摺動板を回転自在に支持するセンタリング支持部を、カバー部材およびピストン部材の少なくとも一方に形成しているが、カバー部材およびピストン部材は摺動板に隣接して位置する部材であるため、ここにセンタリング支持部を設けることにより構成がシンプルになる。このセンタリング支持は、摺動板の内周で行っても外周で行っても良い。また、センタリング支持部により摺動板を回転自在に支持した状態で第１摺動面側と第２摺動面側とを連通させる連通部が摺動板およびセンタリング支持部の少なくとも一方に形成されているので、摺動部において発生した磨耗粉等を連通溝を介して排出することが可能となり、摺動部の耐久性向上を図ることができる。
【００３２】
摺動板の一方の側面と第１摺動面との接触面積と、摺動板の他方の側面と第２摺動面との接触面積とを等しくするのが好ましい。これにより、摺動板に作用する摩擦力が等しくなって両摺動部の滑り量を等しくして発熱分担を等しくすることができる。
【００３３】
上記構成において、前記センタリング支持部が前記カバー部材および前記ピストン部材の少なくとも一方に形成されて前記摺動板の内径部を支持する円筒外面部からなり、前記連通部が前記摺動板の内径部に形成された切り欠き部もしくは前記円筒外面部に形成された切り欠き溝からなるように構成するのが好ましい。もしくは、前記センタリング支持部が前記カバー部材および前記ピストン部材の少なくとも一方に形成されて前記摺動板の外径部を支持する円筒内面部からなり、前記連通部が前記摺動板の外径部に形成された切り欠き部もしくは前記円筒内面部に形成された切り欠き溝からなるように構成しても良い。いずれの構成の場合にも、第１摺動面側と第２摺動面側とを連通させる連通部をセンタリング支持部回りに簡単に設けることができる。
【００３４】
なお、第１および第２摺動面はトルクコンバータ内におけるできる限り外周側に形成するのが好ましい。これにより、摺動面の半径が大きくなってより大きなトルクに対処可能となり、且つ摺動面面積を大きくして耐熱性、耐磨耗性を向上させることが簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロックアップクラッチを有したトルクコンバータを示す断面図である。
【図２】上記トルクコンバータにおけるロックアップクラッチ周りを拡大して示す断面図である。
【図３】本発明に係るロックアップクラッチの異なる例を示す拡大断面図である。
【図４】上記ロックアップクラッチに用いられる摺動プレートの変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
１ ドライブプレート
５ 変速機入力軸
１０ トルクコンバータ
１１ ポンプ
１２ ステータ
１３ タービン
１６ カバープレート
２０，３０ ロックアップクラッチ
２１，３１ ピストンプレート
２２，３２ 摺動プレート
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバータ内に設けられ、ポンプ部とタービン部を機械的に接続させ、トルクコンバータ機構を迂回してトルクコンバータの入出力軸を直結させるロックアップクラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるトルクコンバータ用のロックアップクラッチとしては、ポンプ部と連結されたカバー部材の内面に摺動面を設け、タービン部と一体回転可能に連結されたピストン部材の摺動面を、ピストン部材に作用する油圧力を制御してカバー部材の摺動面に押し付けて、両摺動面間の摩擦力によりポンプ部とタービン部とを機械的に連結させるように構成されるものが一般的に良く知られている。このようなロックアップクラッチとしては、１）両摺動面のいずれか一方に摩擦フェーシング材を設け、両摺動面を直接接触させるようにした単板式ロックアップクラッチと、２）両摺動面間に複数の摩擦板を配設した多板式ロックアップクラッチ（例えば、米国特許第５，５６６，８０２号）とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、単板式ロックアップクラッチはその構造が簡単で軸方向寸法も小さくできるという利点があるが、摩擦面が一面のみであるため、摩擦フェーシング材の耐熱性の問題が生じやすいという問題がある。特に、最近では、ロックアップクラッチをスリップさせてエンジン回転振動の吸収等を行う制御が導入されており、ロックアップクラッチの耐熱性の要求は厳しくなっており、単板式ロックアップクラッチでは最近の要求に対応するのが難しくなりつつある。
【０００４】
一方、多板式ロックアップクラッチは、摩擦面が多数であるため、摩擦面の単位面積当たりの発熱量は小さくなり、上記のような耐熱性の問題は少ない。しかしながら、ポンプ部に連結される摩擦板とタービン部に連結される摩擦板とを交互に配設して支持する必要があり、その構造が複雑で装置全体のコストが高くなるという問題と、軸方向寸法が大きくなりやすいという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みたもので、構造が簡単で且つ軸方向寸法を小さく抑えることができるとともに、耐熱性を向上させることが可能なトルクコンバータ用ロックアップクラッチを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、本発明は、トルクコンバータのポンプ部とタービン部を連結可能なトルクコンバータ用ロックアップクラッチにおいて、前記ポンプ部と連結され、第１摺動面が形成されてなるカバー部材と、前記第１摺動面と対向する第２摺動面を有し、前記タービン部と一体回転可能に連結されるピストン部材と、一方の側面が前記第１摺動面と対向するとともに他方の側面が前記第２摺動面と対向して前記カバー部材と前記ピストン部材の間に配設された摺動板とを有し、前記カバー部材および前記ピストン部材の少なくとも一方に前記摺動板を回転自在に支持するセンタリング支持部が形成され、前記センタリング支持部により前記摺動板を回転自在に支持した状態（すなわち、浮遊支持状態）で前記第１摺動面側と前記第２摺動面側とを連通させる連通部が前記摺動板および前記センタリング支持部の少なくとも一方に形成されている。
【０００７】
このようにロックアップクラッチを構成すると、ピストン部材をカバー部材の方に押圧させて第１および第２摺動面の間に摺動板を挟持させてロックアップ作用を行わせるときに、第１摺動面と摺動板の一方の側面との間および第２摺動面と摺動板の他方の側面との間で滑りが発生するため、滑りによる発熱は両者に分散される。このため、従来の単板式ロックアップクラッチに比べて発熱面積が二倍になり、単位面積当たりの発熱量は半分となって耐熱性が向上する。また、ピストン部材とカバー部材の間に１枚の円盤状摺動板を配設するだけであるので、軸方向寸法を小さく抑えることが可能である。さらに、この摺動板は浮遊状態で配設されるため、その回転をガイドするセンタリング支持部を設けるだけで良く、その構成は単板式ロックアップクラッチの構成と同程度であり、非常に簡単である。
【０００８】
さらに、本発明においては、摺動板を回転自在に支持するセンタリング支持部を、カバー部材およびピストン部材の少なくとも一方に形成している。カバー部材およびピストン部材は摺動板に隣接して位置する部材であるため、ここにセンタリング支持部を設けることにより構成がシンプルになる。このセンタリング支持は、摺動板の内周で行っても外周で行っても良い。
また、本発明においては、前記センタリング支持部により前記摺動板を回転自在に支持した状態で前記第１摺動面側と前記第２摺動面側とを連通させる連通部が前記摺動板および前記センタリング支持部の少なくとも一方に形成されている。これにより、摺動部において発生した磨耗粉等を連通溝を介して排出することが可能となり、摺動部の耐久性向上を図ることができる。
【０００９】
摺動板の一方の側面と第１摺動面との接触面積と、摺動板の他方の側面と第２摺動面との接触面積とを等しくするのが好ましい。これにより、摺動板に作用する摩擦力が等しくなって両摺動部の滑り量を等しくして発熱分担を等しくすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記センタリング支持部が前記カバー部材および前記ピストン部材の少なくとも一方に形成されて前記摺動板の内径部を支持する円筒外面部からなり、前記連通部が前記摺動板の内径部に形成された切り欠き部もしくは前記円筒外面部に形成された切り欠き溝からなるように構成するのが好ましい。もしくは、前記センタリング支持部が前記カバー部材および前記ピストン部材の少なくとも一方に形成されて前記摺動板の外径部を支持する円筒内面部からなり、前記連通部が前記摺動板の外径部に形成された切り欠き部もしくは前記円筒内面部に形成された切り欠き溝からなるように構成しても良い。いずれの構成の場合にも、第１摺動面側と第２摺動面側とを連通させる連通部をセンタリング支持部回りに簡単に設けることができる。
【００１１】
なお、第１および第２摺動面はトルクコンバータ内におけるできる限り外周側に形成するのが好ましい。これにより、摺動面の半径が大きくなってより大きなトルクに対処可能となり、且つ摺動面面積を大きくして耐熱性、耐磨耗性を向上させることが簡単になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係るロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ１０を図１に示している。このトルクコンバータ１０の入力側はドライブプレート１を介してボルト２によりエンジン出力軸（図示せず）に連結され、出力側は変速機入力軸５とスプライン結合されている。トルクコンバータ１０は、ポンプ１１、ステータ１２およびタービン１３を有して構成される。ポンプ１１はカバープレート（カバー部材）１６を介してドライブプレート１に一体接続されており、エンジン出力軸と常時連結されている。ステータ１２はワンウエイクラッチ１４を介してステータシャフト１５により固定支持される。タービン１３はタービンボス部１３ａにおいて変速機入力軸５とスプライン結合され、変速機入力軸５はタービン１３と一体回転される。
【００１３】
カバープレート１６はタービン１３を前部側および外周側から覆って配設されるとともに端部においてポンプ１１と溶接接合されている。これによりカバープレート１６内にはタービン１３との間に空間が形成され、この空間内にロックアップクラッチ２０が配設されている。なお、カバープレート１６の外周にはスタータリングギヤ１７が結合され、外側前面にはドライブプレート１が接合されている。
【００１４】
このトルクコンバータ１０におけるロックアップクラッチ２０の周囲を拡大して図２に示しており、ロックアップクラッチ２０について図２を併用して説明する。カバープレート１６に覆われてタービン１３との間に形成された空間内に、この空間を左右に二分割するピストンプレート（ピストン部材）２１が軸方向に移動可能に配設されている。ここでピストンプレート２１より左側の空間（カバープレート１６の内側面と対向する空間）を第１空間１８と称し、ピストンプレート２１より右側の空間（タービン１３側の空間）を第２空間１９と称する。
【００１５】
第２空間１９はトルクコンバータ本体部（ポンプ１１，ステータ１２及びタービン１３からなる部分）に繋がっており、第２空間１９内の油圧はトルクコンバータの内圧を制御するバルブにより決まるほぼ一定の油圧である。一方、第１空間１８内には変速機入力軸５に形成された油路６を介して供給されるロックアップ制御油圧が変速機入力軸５側から供給される。このため、ロックアップ制御油圧の供給制御を行うことにより、第１および第２空間１８，１９内の油圧によりピストンプレート２１が受ける軸方向の押圧力を可変制御でき、これにより、ピストンプレート２１に左方の押圧力を付与したり、これを右方に押し戻したりする制御が可能である。
【００１６】
一方、カバープレート１６の内側面（第１空間１８に面する側面）における最も外径側に軸方向に窪んだリング状溝が形成され、この溝底面１６ａは軸直角なリング状円盤面となっており、この円盤面が第１摺動面１６ａを形成する。このリング状溝内に、リング円盤形状の摺動プレート（摺動板）２２が配設され、摺動プレート２２の左側面２２ａは第１摺動面１６ａと対向して摺接する。第１摺動面１６ａの内周側にリング状の逃げ溝１６ｃが形成されており、この部分では第１摺動面１６ａと摺動プレート２２とは非接触となる。なお、リング状溝の内周面１６ｂに摺動プレート２２が摺接案内されて摺動プレート２２がリング状溝内で相対回転可能となっている。すなわち、リング状溝の内周面１６ｂがセンタリング支持部となっている。なお、摺動プレート２２は、カーボンファイバーを主成分とした複合材（Ｃ／Ｃコンポジット）からなる。
【００１７】
ピストンプレート２１の外周部２１ａが左方に膨出しており、外周部２１ａの左側面が第２摺動面２１ｂを形成し、この第２摺動面２１ｂが摺動プレート２２の右側面２２ｂと対向して摺接する。ピストンプレート２１の外周部２１ａの右側にリベット２４によりピストンプレート２１と結合されたダンパ機構２３が配設されるとともに、このダンパ機構２３はタービン１３にも結合されている。すなわち、ピストンプレート２１はダンパ機構２３を介してタービン１３と結合されており、タービン１３と一体回転する。
【００１８】
上記の構成のロックアップクラッチ２０の作動を説明する。この作動制御は、変速機入力軸５の油路６を介して第１空間１８内に供給されるロックアップ制御油圧により行われる。これにより第１空間１８内の油圧が第２空間１９内の油圧より高くなると、ピストンプレート２１は右方に押され、ロックアップクラッチ２０は解放状態となり、エンジン出力はトルクコンバータ機構を通り、変速機入力軸５に伝達される。
【００１９】
一方、第１空間１８内の油圧が低下され、第２空間１９内の油圧より低くなると、ピストンプレート２１は左側に押され、その外周部２１ａが摺動プレート２２をカバープレート１６に押し付ける。これにより、第１摺動面１６ａと摺動プレート２２の左側面２２ａとの摩擦および第２摺動面２１ｂと摺動プレート２２の右側面２２ｂとの摩擦によりロックアップクラッチ２０が係合される。これによりエンジン出力はトルクコンバータ機構を迂回して、カバープレート１６からピストンプレート２１およびタービン１３を介して直接変速機入力軸５に伝達される。なお、ロックアップクラッチ２０の係合力はロックアップクラッチ制御油圧を調圧することにより任意に調節可能である。
【００２０】
以上のようにしてロックアップクラッチ２０が係合されるときに、第１摺動面１６ａと摺動プレート２２の左側面２２ａとの間および第２摺動面２１ｂと摺動プレート２２の右側面２２ｂとの間で滑りが発生するため、従来の単板式ロックアップクラッチに比較して、滑り面における単位面積当たりの発熱量は小さく、このロックアップクラッチ２０の耐熱性が高い。この場合、滑り量は摺動プレート２２ａの左右でできるかぎり等しい方が耐熱性を向上させる上で望ましく、このため、第１摺動面１６ａにリング状逃げ溝１６ｃを設け、第１摺動面１６ａと摺動プレート２２の左側面２２ａとの接触面積が、第２摺動面２１ｂと摺動プレート２２の右側面２２ｂとの接触面積と等しくなるようにしている。
【００２１】
また、摺動プレート２２は、カバープレート１６のリング状溝の内周面１６ｂをセンタリング支持部としてその上に載せるだけの構造であるので、ロックアップクラッチの構成がシンプルである。さらに、従来の単板式ロックアップクラッチに比べて厚さの薄い円盤状摺動プレート２２が追加されるだけであり、その軸方向寸法はほとんど従来の単板式ロックアップクラッチと同等である。
【００２２】
上記ロックアップクラッチにおいては、摺動プレート２２を内周部において回転自在に支持しているが、これを外周部において支持するように構成しても良い。また、図２において破線で示すような切り欠き溝１６ｄを一つもしくは複数、カバープレート１６に設けるのが好ましい。この切り欠き溝１６ｄにより摺動プレート２２の左側が第１空間１８と連通されるので、摺動プレート２２の左側面２２ａと第１摺動面１６ａとの摩擦により生じた磨耗粉を切り欠き溝１６ｄを介して第１空間１８側に排出させることができる。
【００２３】
なお、このように切り欠き溝１６ｄを形成する代わりに、図４に示すように、摺動プレート２２の内周に複数の切り欠き２２ｃを設けたり、摺動プレート２２に複数の貫通孔を設けたりしても良い。また、摺動プレートを外周部で支持するような場合には、これら切り欠き溝、切り欠きおよび貫通孔は外周側に設けるようになる。
【００２４】
次に、本発明に係るロックアップクラッチの第２例について図３を参照して説明する。図３のトルクコンバータはロックアップクラッチの構成が図１および図２の例と異なるだけであるので、同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。
【００２５】
このロックアップクラッチ３０においては、カバープレート４６に覆われた空間内に、この空間を第１および第２空間１８，１９に二分割してピストンプレート３１が軸方向に移動可能に配設されている。カバープレート４６の内側面における最も外径側に軸方向に窪んだリング状溝が形成され、この溝底面が第１摺動面４６ａを形成する。
【００２６】
一方、ピストンプレート３１の外周部３１ａが左方に膨出するとともにその内周側に右方にリング状に突出する突出部３１ｃが形成されており、この突出部３１ｃにガイドされて摺動プレート３２が配設されている。すなわち、突出部３１ｃがセンタリング支持部となる。外周部３１ａの左側面が第２摺動面３１ｂを形成しており、この結果、摺動プレート３２の左側面３２ａは第１摺動面４６ａと対向して摺接し、右側面３２ｂは第２摺動面３１ｂと対向して摺接する。
【００２７】
上記の構成のロックアップクラッチ３０においても、変速機入力軸５の油路６を介して第１空間１８内にロックアップ制御油圧を供給する制御により、このロックアップクラッチ３０の係合制御を行うことができる。
【００２８】
このようにしてロックアップクラッチ３０が係合されるときにも、摺動プレート３２の両側で滑りが発生するため、滑り面における単位面積当たりの発熱量は小さく、このロックアップクラッチ３０の耐熱性が高い。この場合、滑り量を摺動プレート３２の左右でできるかぎり等しいするために、第１および第２摺動面４６ａ，３１ｂの内周側にそれぞれリング状逃げ溝４６ｂ，３１ｄを設けて、摺動プレート３２の左右の接触面積を等しくしている。
【００２９】
上記ロックアップクラッチにおいても、摺動プレート３２を外周部において支持するように構成しても良い。また、突出部３１ｃに切り欠きを設け、摺動プレート３２の右側面３２ｂと第２摺動面３１ｂとの摩擦により生じた磨耗粉をこのり切り欠きを介して第１空間１８側に排出させるようにするのが好ましい。また、図４に示すように、摺動プレート３２の内周に複数の切り欠き３２ｃを設けたり、貫通孔を設けても良く、これらを外周側に設けても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カバー部材に第１摺動面を形成し、タービン部と一体回転されるピストン部材に第２摺動面を形成し、両摺動面の間に、円盤状の摺動板を浮遊状態で配設してロックアップクラッチを構成しているので、ロックアップクラッチを係合させるときに、第１摺動面と摺動板の一方の側面との間および第２摺動面と摺動板の他方の側面との間で滑りが発生するため、滑りによる発熱は両者に分散され、従来の単板式ロックアップクラッチに比べて耐熱性を向上させることができる。また、ピストン部材とカバー部材の間に１枚の円盤状摺動板を配設するだけであるので、軸方向寸法を小さく抑えることが可能である。さらに、この摺動板は浮遊状態で配設されるため、その回転をガイドするセンタリング支持部を設けるだけで良く、その構成は単板式ロックアップクラッチの構成と同程度であり、非常に簡単である。
【００３１】
さらに、本発明においては、摺動板を回転自在に支持するセンタリング支持部を、カバー部材およびピストン部材の少なくとも一方に形成しているが、カバー部材およびピストン部材は摺動板に隣接して位置する部材であるため、ここにセンタリング支持部を設けることにより構成がシンプルになる。このセンタリング支持は、摺動板の内周で行っても外周で行っても良い。また、センタリング支持部により摺動板を回転自在に支持した状態で第１摺動面側と第２摺動面側とを連通させる連通部が摺動板およびセンタリング支持部の少なくとも一方に形成されているので、摺動部において発生した磨耗粉等を連通溝を介して排出することが可能となり、摺動部の耐久性向上を図ることができる。
【００３２】
摺動板の一方の側面と第１摺動面との接触面積と、摺動板の他方の側面と第２摺動面との接触面積とを等しくするのが好ましい。これにより、摺動板に作用する摩擦力が等しくなって両摺動部の滑り量を等しくして発熱分担を等しくすることができる。
【００３３】
上記構成において、前記センタリング支持部が前記カバー部材および前記ピストン部材の少なくとも一方に形成されて前記摺動板の内径部を支持する円筒外面部からなり、前記連通部が前記摺動板の内径部に形成された切り欠き部もしくは前記円筒外面部に形成された切り欠き溝からなるように構成するのが好ましい。もしくは、前記センタリング支持部が前記カバー部材および前記ピストン部材の少なくとも一方に形成されて前記摺動板の外径部を支持する円筒内面部からなり、前記連通部が前記摺動板の外径部に形成された切り欠き部もしくは前記円筒内面部に形成された切り欠き溝からなるように構成しても良い。いずれの構成の場合にも、第１摺動面側と第２摺動面側とを連通させる連通部をセンタリング支持部回りに簡単に設けることができる。
【００３４】
なお、第１および第２摺動面はトルクコンバータ内におけるできる限り外周側に形成するのが好ましい。これにより、摺動面の半径が大きくなってより大きなトルクに対処可能となり、且つ摺動面面積を大きくして耐熱性、耐磨耗性を向上させることが簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロックアップクラッチを有したトルクコンバータを示す断面図である。
【図２】上記トルクコンバータにおけるロックアップクラッチ周りを拡大して示す断面図である。
【図３】本発明に係るロックアップクラッチの異なる例を示す拡大断面図である。
【図４】上記ロックアップクラッチに用いられる摺動プレートの変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
１ ドライブプレート
５ 変速機入力軸
１０ トルクコンバータ
１１ ポンプ
１２ ステータ
１３ タービン
１６ カバープレート
２０，３０ ロックアップクラッチ
２１，３１ ピストンプレート
２２，３２ 摺動プレート
Claims (4)
- トルクコンバータのポンプ部とタービン部を連結可能なトルクコンバータ用ロックアップクラッチにおいて、
前記ポンプ部と連結され、第１摺動面が形成されてなるカバー部材と、
前記第１摺動面と対向する第２摺動面を有し、前記タービン部と一体回転可能に連結されるピストン部材と、
一方の側面が前記第１摺動面と対向するとともに他方の側面が前記第２摺動面と対向して前記カバー部材と前記ピストン部材の間に配設された摺動板とを有し、
前記カバー部材および前記ピストン部材の少なくとも一方に前記摺動板を回転自在に支持するセンタリング支持部が形成され、前記センタリング支持部により前記摺動板を回転自在に支持した状態で前記第１摺動面側と前記第２摺動面側とを連通させる連通部が前記摺動板および前記センタリング支持部の少なくとも一方に形成されていることを特徴とするトルクコンバータ用ロックアップクラッチ。 - 前記摺動板の一方の側面と前記第１摺動面との接触面積が、前記摺動板の他方の側面と前記第２摺動面との接触面積と等しいことを特徴とする請求項１に記載のロックアップクラッチ。
- 前記センタリング支持部が前記カバー部材および前記ピストン部材の少なくとも一方に形成されて前記摺動板の内径部を支持する円筒外面部からなり、前記連通部が前記摺動板の内径部に形成された切り欠き部もしくは前記円筒外面部に形成された切り欠き溝からなることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のロックアップクラッチ。
- 前記センタリング支持部が前記カバー部材および前記ピストン部材の少なくとも一方に形成されて前記摺動板の外径部を支持する円筒内面部からなり、前記連通部が前記摺動板の外径部に形成された切り欠き部もしくは前記円筒内面部に形成された切り欠き溝からなることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のロックアップクラッチ。
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