JP5609897B2 - Torque converter - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載される自動変速機のトルクコンバータ、特にロックアップクラッチを備えたトルクコンバータに関し、車両用変速機の技術分野に属する。 The present invention relates to a torque converter for an automatic transmission mounted on a vehicle, and more particularly to a torque converter having a lock-up clutch, and belongs to the technical field of a vehicle transmission.
自動変速機に組み込まれて、エンジン出力を変速機構に伝達するトルクコンバータは、エンジンのクランクシャフトと一体的に回転するポンプと、該ポンプに対向配置され、該ポンプにより流体を介して駆動されるタービンと、該ポンプとタービンとの対向部の内側に配置されてトルク増大作用を行なうステータとを有する。また、トルクコンバータのケースは、フロントカバーで軸方向のエンジン側の半部が構成され、前記ポンプのポンプシェルで反エンジン側の半部が構成される。 A torque converter that is incorporated in an automatic transmission and transmits engine output to a transmission mechanism is disposed opposite to the pump that rotates integrally with the crankshaft of the engine, and is driven by a fluid through the pump. A turbine, and a stator that is disposed inside a facing portion of the pump and the turbine and that increases torque. Further, in the case of the torque converter, a half part on the engine side in the axial direction is constituted by the front cover, and a half part on the side opposite to the engine is constituted by the pump shell of the pump.
さらに、エンジンの燃費性能を向上させるため、トルク増大作用を利用する発進時等やポンプとタービンの相対回転を許容する必要がある変速時等を除いて、該ポンプとタービンとを直結するロックアップクラッチが設けられることがある。また、この場合、ロックアップクラッチのピストン(ロックアップピストン)が前記フロントカバーに対向配置され、ロックアップピストンとフロントカバーとの間に、ロックアップクラッチ締結用の油圧(締結油圧)が供給される油圧室が形成されることがある。 In addition, in order to improve the fuel efficiency of the engine, a lockup that directly connects the pump and the turbine is used except when starting using torque increasing action or when shifting that requires the relative rotation of the pump and turbine. A clutch may be provided. Further, in this case, the piston of the lockup clutch (lockup piston) is disposed opposite to the front cover, and hydraulic pressure for fastening the lockup clutch (fastening hydraulic pressure) is supplied between the lockup piston and the front cover. A hydraulic chamber may be formed.
上記のような構成を備えたトルクコンバータでは、上記油圧室に締結油圧を供給することでロックアップピストンが摩擦板に締結力を作用させてロックアップクラッチが締結され、上記油圧室から締結油圧を排出することでロックアップピストンによる締結力が解除されてロックアップクラッチが解放される。すなわち、締結油圧の制御によりロックアップピストンの締結、解放を制御することができ、また、上記油圧室に供給される締結油圧ないし締結力の調整により、ロックアップクラッチのスリップ制御が可能になる。 In the torque converter having the above-described configuration, the lockup piston is applied to the friction plate by supplying the tightening oil pressure to the hydraulic chamber, and the lockup clutch is fastened. By discharging, the fastening force by the lock-up piston is released and the lock-up clutch is released. That is, the engagement and release of the lockup piston can be controlled by controlling the engagement hydraulic pressure, and the slip control of the lockup clutch can be performed by adjusting the engagement hydraulic pressure or the engagement force supplied to the hydraulic chamber.
ところが、トルクコンバータのケース内では、ポンプとタービンとの間で動力を伝達するためのオイルが充填されているが、このケース内の油圧(内圧)は、ポンプの回転速度、タービンの回転速度、及びポンプとタービンの速度比等の変化に伴って大きく変動する。この内圧は、上記ロックアップピストンに反油圧室側から作用し、一定の締結油圧に対して摩擦板に作用する締結力を減少させるため、ロックアップクラッチの締結制御やスリップ制御の精度が低下する。また、このように締結力を減少させる内圧の変動を考慮すると、内圧が最も高くなる状態に対応させるために締結油圧を高めに設定する必要があるため、高容量の油圧ポンプが必要となり、結果として、エンジン負荷の増大ひいては燃費の悪化を招いてしまう。 However, in the case of the torque converter, oil for transmitting power between the pump and the turbine is filled. The oil pressure (internal pressure) in this case is the rotational speed of the pump, the rotational speed of the turbine, And it fluctuates greatly with changes in the speed ratio of the pump and the turbine. This internal pressure acts on the lockup piston from the anti-hydraulic chamber side, and reduces the fastening force acting on the friction plate with respect to a constant fastening hydraulic pressure, so that the precision of lockup clutch fastening control and slip control is reduced. . Also, considering the fluctuation of the internal pressure that decreases the fastening force in this way, it is necessary to set the fastening hydraulic pressure higher in order to cope with the state where the internal pressure becomes the highest, so a high-capacity hydraulic pump is required, and as a result As a result, an increase in engine load and a deterioration in fuel consumption are caused.
この問題を解消し得るトルクコンバータの構造が特許文献1の第3図に開示されている。図8に示すように、このトルクコンバータ101において、ロックアップピストン165は、フロントカバー111の中心部に配設されたハブ130から径方向外側に延びるように配設され、このロックアップピストン165とフロントカバー111との間に、締結油圧が供給される油圧室104が形成されている。ロックアップピストン165は、締結油圧の供給状態に応じて軸方向に移動し、これによって、ロックアップクラッチ160の締結状態が変化する。
A structure of a torque converter that can solve this problem is disclosed in FIG. As shown in FIG. 8, in this
そして、特許文献1の技術では、ロックアップピストン165を挟んでフロントカバー111とは反対側に別のプレート部材(以下、「内圧キャンセルプレート」という。)150が設けられている。この内圧キャンセルプレート150も前記ハブ130からロックアップピストン165に沿って径方向外側に延びるように配設されている。
In the technique of Patent Document 1, another plate member (hereinafter referred to as “internal pressure canceling plate”) 150 is provided on the opposite side of the
このように内圧キャンセルプレート150を設けることにより、内圧キャンセルプレート150とロックアップピストン165との間の空間が、油圧を安定的に供給するための室(以下、「内圧キャンセル室」という。)106として機能し得る。したがって、この内圧キャンセル室106にオイルを安定的に供給することで、ケース内の内圧がロックアップピストン165に反油圧室側から作用することを阻止し、内圧の変動によるロックアップクラッチ160の締結力の変動を抑制することができ、これにより、ロックアップクラッチ160の締結制御やスリップ制御を緻密に行うことが可能になる。
By providing the internal
ところで、特許文献1の上記構成において、前記内圧キャンセルプレート150は、前記ハブ130に外嵌され、内圧キャンセルプレート150と前記ロックアップピストン165とを連結する連結部材190に設けられたスプリング192により反エンジン側に付勢されているとともに、前記ハブ130に装着されたスナップリング198により反エンジン側への移動が阻止され、これにより、軸方向の所定位置に固定されている。
By the way, in the above configuration of Patent Document 1, the internal
しかし、このような取付構造となるように内圧キャンセルプレート150を組み付ける際、内圧キャンセルプレート150を前記ハブ130の外周部に嵌め込み、先にハブ130に嵌め付けられたロックアップピストン165に内圧キャンセルプレート150を連結部材190により連結した後、該連結部材190の前記スプリング192の付勢力に逆らって内圧キャンセルプレート150をロックアップピストン165側へ押し込み、この押し込み状態を保持しながら、ハブ130の外周面のスナップリング溝にスナップリング198を装着するといった煩雑な作業を強いられる。
However, when the internal pressure cancel
また、このようにスナップリング198を用いて内圧キャンセルプレート150を取り付ける場合、予めハブ130にスナップリング溝を形成しておく工程を要する。
Further, when the internal pressure cancel
さらに、特許文献1の取付構造では、前記ハブ130が高速で回転する際、遠心力によりスナップリング198が径方向に拡がるように開くことでスナップリング溝から脱落してしまう懸念がある。これを回避するために、スナップリング溝を深く形成することが考えられるが、この場合、溝形成部においてハブ130の肉厚が減少する分だけ強度が低下してしまう。逆に、強度低下を回避するために、スナップリング溝を深くする分だけハブ130の肉厚を増大することも考えられるが、この場合、重量の増大ひいては燃費の悪化を招いてしまう。
Further, in the mounting structure of Patent Document 1, when the
そこで、本発明は、ロックアップクラッチのピストンの締結力が内圧の変動に伴って変動することを抑制するための内圧キャンセルプレートを設ける場合に、強度低下や重量の増大を抑制しつつ、簡単な工程で且つ確実な支持状態で内圧キャンセルプレートを組み付けることができるトルクコンバータを提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a simple, while suppressing a decrease in strength and an increase in weight when an internal pressure cancellation plate is provided for suppressing a change in engagement force of a piston of a lockup clutch with a change in internal pressure. It is an object of the present invention to provide a torque converter capable of assembling an internal pressure cancel plate in a process and in a reliable support state.
前記課題を解決するため、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
まず、本願の請求項1に記載の発明は、
エンジンの出力軸に連結されたフロントカバーを有するケースと、該ケース内に収容されたロックアップクラッチとを備え、前記フロントカバーと前記ロックアップクラッチのピストンとの間に、前記ロックアップクラッチの締結油圧が供給される油圧室が形成されていると共に、該油圧室とは反対側において前記ピストンとの間に内圧キャンセル室を形成する内圧キャンセルプレートが配設されたトルクコンバータであって、
前記内圧キャンセルプレートは、前記フロントカバー自体に、又は、前記ピストンとは別体であり且つ前記フロントカバーに固設された部材に、軸方向からの溶接により固設されていることを特徴とする。
First, the invention according to claim 1 of the present application is
A case having a front cover coupled to an output shaft of the engine; and a lock-up clutch housed in the case; and fastening of the lock-up clutch between the front cover and a piston of the lock-up clutch. A torque converter in which a hydraulic chamber to which hydraulic pressure is supplied is formed, and an internal pressure cancellation plate that forms an internal pressure cancellation chamber between the piston and the piston on the opposite side of the hydraulic chamber;
The internal pressure canceling plate is fixed to the front cover itself or to a member separate from the piston and fixed to the front cover by welding from the axial direction. .
また、請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載のトルクコンバータにおいて、
前記内圧キャンセルプレートと前記フロントカバー自体又は該フロントカバーに固設された前記部材との前記溶接部は、前記ピストンの内周縁部よりも径方向内側に配設されていることを特徴とする。
The invention according to
The welded portion between the internal pressure cancellation plate and the front cover itself or the member fixed to the front cover is disposed radially inward from the inner peripheral edge of the piston.
さらに、請求項3に記載の発明は、前記請求項1または請求項2に記載のトルクコンバータにおいて、
前記フロントカバーに固設された前記部材は、前記油圧室に連通する油路を前記フロントカバーとの間に形成するように該フロントカバーに固設された油路構成部材であることを特徴とする。
Furthermore, the invention according to claim 3 is the torque converter according to
It said member which is fixed to the front cover, and wherein the oil path communicating with the hydraulic chamber is an oil path constituting member which is fixed to the front cover so as to form between the front cover To do.
さらにまた、請求項4に記載の発明は、前記請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のトルクコンバータにおいて、
前記ケース内と前記内圧キャンセル室とを連通させ、前記ロックアップクラッチの解放状態のときに比べて締結状態のときに面積が縮小される連通孔が設けられていることを特徴とする。
Furthermore, the invention according to
The inside of the case and the internal pressure cancellation chamber are communicated with each other, and a communication hole is provided in which an area is reduced when the lockup clutch is released compared to when the lockup clutch is released.
また、請求項5に記載の発明は、前記請求項4に記載のトルクコンバータにおいて、
前記ピストンは、前記締結油圧の大きさに応じて軸方向に移動可能に設けられ、
該ピストンは、軸方向に延びる円筒部を備え、
前記連通孔は、前記円筒部において、前記内圧キャンセルプレートの外周端部で塞がれる部分の面積が前記ロックアップクラッチの解放状態のときに比べて締結状態のときに大きくなる位置に形成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the torque converter according to
The piston is provided to be movable in the axial direction according to the magnitude of the fastening hydraulic pressure,
The piston includes a cylindrical portion extending in the axial direction,
The communication hole is formed at a position where an area of a portion of the cylindrical portion that is blocked by an outer peripheral end portion of the internal pressure canceling plate is larger when the lockup clutch is released than when the lockup clutch is released. It is characterized by being.
以上の構成により、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。 With the above configuration, according to the invention of each claim of the present application, the following effects can be obtained.
まず、本願の請求項1に記載の発明によれば、ロックアップクラッチの締結力が内圧の変動に伴って変動することを抑制するための内圧キャンセルプレートが、軸方向からの溶接によりフロントカバー自体又は該フロントカバーに固設された部材に固設されるため、上述の従来技術のようにスナップリング等を用いて分解可能な状態で組み付ける場合に比べて、内圧キャンセルプレートの確実な支持状態を得ることができる。 First, according to the invention described in claim 1 of the present application, the inner pressure cancel plate for suppressing the fastening force of the lockup clutch from fluctuating with the fluctuation of the inner pressure is formed by the front cover itself by welding in the axial direction. Or, since it is fixed to a member fixed to the front cover , the inner pressure canceling plate is more reliably supported than in the case of assembling in a dismountable state using a snap ring or the like as in the prior art described above. Can be obtained.
また、この発明によれば、内圧キャンセルプレートの組み付けに関して、上記従来技術のようなスプリング付きの連結部材やスナップリング等の部材を省略することができるとともに、上記従来技術のようにスプリングの付勢力に逆らって内圧キャンセルプレートをロックアップピストン側へ押し込みながらスナップリングを装着するといった煩雑な組立工程を要することなく、比較的簡単に内圧キャンセルプレートを組み付けることができる。しかも、内圧キャンセルプレートの組み付けのためにスナップリング溝を形成しなくてもよいため、スナップリング溝を深く形成することによる強度低下や、逆に強度低下を回避するための肉厚の増大による重量の増大を回避できる。 Further, according to the present invention, with respect to the assembly of the internal pressure canceling plate, it is possible to omit the connecting member with a spring and the snap ring as in the prior art, and the spring biasing force as in the prior art. On the other hand, the internal pressure cancel plate can be assembled relatively easily without requiring a complicated assembly process of mounting the snap ring while pushing the internal pressure cancel plate toward the lock-up piston. Moreover, since it is not necessary to form a snap ring groove for assembling the internal pressure cancel plate, the weight is reduced by increasing the wall thickness to avoid strength reduction by conversely forming the snap ring groove and conversely. Can be avoided.
さらに、この発明によれば、フロントカバー自体又は該フロントカバーに固設された部材への内圧キャンセルプレートの溶接作業が軸方向から行われるため、溶接作業の際、径方向外側の部材に干渉することを回避することができる。 Further, according to the present invention, since the welding operation of the internal pressure cancel plate to the front cover itself or a member fixed to the front cover is performed from the axial direction, the welding operation interferes with the radially outer member. You can avoid that.
また、請求項2に記載の発明によれば、内圧キャンセルプレートとフロントカバー自体又は該フロントカバーに固設された部材との前記溶接部は、ロックアップクラッチのピストンの内周縁部よりも径方向内側に配設されるため、フロントカバー自体又は該フロントカバーに固設された部材に内圧キャンセルプレートを溶接する際、前記ピストンに干渉することなく作業を行うことができるため、予め該ピストンに溶接作業用の開口部を設けておく必要がない。 According to the second aspect of the present invention, the welded portion between the internal pressure cancellation plate and the front cover itself or a member fixed to the front cover is more radial than the inner peripheral edge of the piston of the lockup clutch. Since the inner pressure cancel plate is welded to the front cover itself or a member fixed to the front cover, the work can be performed without interfering with the piston. There is no need to provide a working opening.
さらに、この発明によれば、上記のようにピストンの内径が大きく形成されることにより、ピストンの軽量化が図られるため、締結油圧に対するピストンの応答性が向上し、ロックアップクラッチの締結制御およびスリップ制御を緻密に行うことができる。 Furthermore, according to the present invention, since the piston has a large inner diameter as described above, the weight of the piston is reduced, so that the response of the piston to the fastening hydraulic pressure is improved, and the fastening control of the lockup clutch and Slip control can be performed precisely.
また、請求項3に記載の発明によれば、前記フロントカバーに固設された前記部材として、締結油圧の油路をフロントカバーとの間に形成するように該フロントカバーに固設された油路構成部材を利用して、簡素に内圧キャンセルプレートを固定することができる。 Further, according to the invention described in claim 3, as the member which is fixed to the front cover, which is fixed to the said front cover so as to form the oil passage of the fastening pressure between the front cover oil The internal pressure cancellation plate can be simply fixed using the path constituent member.
さらに、請求項4に記載の発明によれば、ケース内と内圧キャンセル室とを連通させる連通孔の面積が、ロックアップクラッチの解放状態のときに比べて締結状態のときに縮小される。 According to the fourth aspect of the present invention, the area of the communication hole that communicates the inside of the case with the internal pressure cancellation chamber is reduced when the lockup clutch is in the engaged state compared to when the lockup clutch is in the released state.
そのため、ロックアップクラッチの解放状態においては、ケース内や内圧キャンセル室内のオイル量が少ない発進時等であっても、面積が比較的大きい状態の前記連通孔を通して内圧キャンセル室に比較的速やかにオイルを導入することができるため、運転状態に関わらず、内圧キャンセル室の油圧、すなわちピストンの締結力に抵抗する圧力を安定させることができる。また、ケース内の内圧が高まる走行時等であっても、内圧キャンセルプレートで隔離された内圧キャンセル室の油圧は、内圧に比べると十分に低く維持することができる。このように、ピストンの締結力に抵抗する内圧キャンセル室の油圧は低く安定するため、ロックアップクラッチを締結する際に必要な締結油圧を低く設定することができ、これにより、油圧ポンプの容量の低減、エンジン負荷の軽減、ひいては燃費の改善を図ることができる。 For this reason, when the lockup clutch is released, even when the amount of oil in the case or the internal pressure cancellation chamber is small, the oil is released into the internal pressure cancellation chamber relatively quickly through the communication hole having a relatively large area. Therefore, regardless of the operating state, the oil pressure in the internal pressure canceling chamber, that is, the pressure resisting the fastening force of the piston can be stabilized. Further, even during traveling such as when the internal pressure in the case increases, the hydraulic pressure in the internal pressure cancellation chamber isolated by the internal pressure cancellation plate can be kept sufficiently lower than the internal pressure. In this way, since the hydraulic pressure in the internal pressure cancellation chamber that resists the fastening force of the piston is low and stable, the fastening hydraulic pressure required when the lockup clutch is fastened can be set low, thereby reducing the capacity of the hydraulic pump. Reduction, reduction of engine load, and improvement of fuel efficiency can be achieved.
一方、ロックアップクラッチの締結状態においては、内圧キャンセル室へのオイル供給の必要性が乏しく、前記連通孔の面積が比較的小さい状態となることで、内圧キャンセル室への過剰供給によるオイルの浪費を抑制することができる。したがって、油圧ポンプの容量を高めなくても、同一の油圧系統における他の用途にオイルを有効利用することができる。 On the other hand, in the engaged state of the lockup clutch, there is little need for oil supply to the internal pressure cancellation chamber, and the area of the communication hole is relatively small, so that oil is wasted due to excessive supply to the internal pressure cancellation chamber. Can be suppressed. Therefore, the oil can be effectively used for other uses in the same hydraulic system without increasing the capacity of the hydraulic pump.
さらに、請求項5に記載の発明を請求項4に記載の発明に適用すれば、ロックアップクラッチのピストンの円筒部に前記連通孔が設けられ、該連通孔が内圧キャンセルプレートの外周端部で塞がれる部分の面積は、締結油圧の大きさに応じたピストンの軸方向の移動に伴って、ロックアップクラッチの解放状態のときに比べて締結状態のときに大きくなるように変化するため、該連通孔の面積制御にピストンの移動を利用することができる。
Furthermore, when the invention according to claim 5 is applied to the invention according to
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
図1は、本実施形態に係るトルクコンバータ1を示す。このトルクコンバータ1は、その外殻を形成するケース10を有する。該ケース10のエンジン側の半部を構成するフロントカバー11は、該フロントカバー11の径方向中央部の外側に固設された連結部12を介して、エンジンのクランクシャフト(図示せず)に連結され、これにより、トルクコンバータ1がエンジンにより駆動されるようになっている。
FIG. 1 shows a torque converter 1 according to the present embodiment. The torque converter 1 has a
なお、以下の説明では、便宜上、エンジン側(図の右側)を前方、反エンジン側(図の左側)を後方とする。 In the following description, for the sake of convenience, the engine side (the right side in the figure) is the front, and the non-engine side (the left side in the figure) is the rear.
前記トルクコンバータ1は、主たる構成要素として、ポンプとタービンとステータとで形成されるドーナツ状のトーラスT、ワンウェイクラッチOWC、ロックアップクラッチ(以下、単に「クラッチ」ともいう。)60及びロックアップダンパ(以下、単に「ダンパ」ともいう。)LDを有する。これらの構成要素60,LD,OWC,Tは前記ケース10内に収納されていると共に、該ケース10内には流体としてオイルが充満されるようになっている。
The torque converter 1 includes, as main components, a donut-shaped torus T formed by a pump, a turbine, and a stator, a one-way clutch OWC, a lock-up clutch (hereinafter also simply referred to as “clutch”) 60, and a lock-up damper. (Hereinafter also referred to simply as “damper”). These
なお、図1において、トーラスTの構成部材(ポンプ、タービン及びステータ)、ワンウェイクラッチOWC、及びダンパLDについては、発明の理解を容易にするために詳細な図示を省略している。 In FIG. 1, the detailed illustration of constituent members of the torus T (pump, turbine, and stator), one-way clutch OWC, and damper LD is omitted for easy understanding of the invention.
前記ポンプは、その外殻を形成するポンプシェル21を有し、該ポンプシェル21により前記ケース10の後半部が構成されている。また、ポンプシェル21の内周端部には後方に延びるスリーブ23が設けられており、該スリーブ23の先端がトルクコンバータ1の後方に配設されたギヤ式オイルポンプ(図示せず)に係合されることにより、クランクシャフトの回転によってケース10及び前記スリーブ23を介して、前記オイルポンプが駆動されるようになっている。
The pump has a
また、前記タービンは、前記ポンプ10の前方において回転自在に配設されている。該タービンの内周部はタービンハブ30で構成され、タービンの駆動力は、タービンハブ30の内周端部にスプライン嵌合されたタービンシャフト25により、自動変速機の変速機構へ伝達されるようになっている。なお、図4に示すように、タービンハブ30のスプライン32の後端部は、タービンシャフト25側に向かって前方へ大きく傾斜した面取り部33とされるとともに、該面取り部33の歯元部34はアール形状となっており、これにより、タービンハブ30の後端部にかかる応力が緩和されている。
Further, the turbine is rotatably disposed in front of the
図1に示すように、前記ワンウェイクラッチOWCは、前記ステータを支持して該ステータによるトルク増大作用を実現させるものであり、該ワンウェイクラッチOWCのインナレース36の内周面は、当該自動変速機の変速ケースの一部であるオイルポンプスリーブ24の先端にスプライン嵌合されている。
As shown in FIG. 1, the one-way clutch OWC supports the stator and realizes a torque increasing action by the stator, and the inner peripheral surface of the
前記ステータは、トーラスT内の流体の流れにより一方向の回転力を受けたときに、ワンウエィクラッチOWCが空転することにより自由に回転し、また、他方向の回転力を受けたときには、ワンウエィクラッチOWCがロックすることにより固定される。このとき、トルク増大作用が発生し、エンジンから前記ポンプに入力されたトルクが増大されて、前記タービンからタービンシャフト25に出力される。
The stator rotates freely when the one-way clutch OWC idles when it receives a rotational force in one direction due to the flow of fluid in the torus T, and when the stator receives a rotational force in the other direction, The way clutch OWC is fixed by being locked. At this time, a torque increasing action occurs, the torque input from the engine to the pump is increased, and the torque is output from the turbine to the
その場合に、このトルク増大作用は、速度比が0から0.8〜0.9までの範囲で得られるのが通例であり、速度比0でトルク比(トルクの増大率)が最大となる。 In this case, this torque increasing action is usually obtained when the speed ratio is in the range of 0 to 0.8 to 0.9, and the torque ratio (torque increase rate) is maximized when the speed ratio is 0. .
上記のようにトーラスTにおいて流体の流れを形成するためのオイルは、タービンシャフト25とオイルポンプスリーブ24との間に形成された油路24aを通ってケース10内に供給され、オイルポンプスリーブ24とスリーブ23との間に形成された油路23aを通って排出される。
As described above, the oil for forming a fluid flow in the torus T is supplied into the
一方、前記クラッチ60は、同芯状に配置されたクラッチハブ61及びクラッチドラム62と、該ハブと61とドラム62との間に配設され、これらに交互に係合された複数の摩擦板63と、ピストン65とを有し、前記クラッチドラム62が、フロントカバー11の内面に溶接により固着されている。また、ピストン65の背部、すなわちピストン65とフロントカバー11との間には、ロックアップクラッチの締結油圧が供給される油圧室4が形成されている。
On the other hand, the clutch 60 includes a
前記油圧室4に、タービンシャフト25の内部に設けられた油路7から、フロントカバー11の内面に沿って形成される油路40a等を通って作動油圧が導入されたとき、ピストン64により前記複数の摩擦板63がリテーナ68側に押付けられ、該クラッチ60が締結されるようになっている。
When hydraulic pressure is introduced into the
なお、タービンシャフト25の内部は、軸方向に貫通する油穴27で構成されており、該油穴27は、油穴27に内嵌されたパイプ部材28によって、前記油圧室4に連通する内側の油路7と、後述の内圧キャンセル室6に連通する外側の油路8とに仕切られている。
The interior of the
さらに、前記ダンパLDは、前記クラッチ60のハブ61に結合されており、該クラッチ60が締結されたときに、フロントカバー11の回転、即ちクランクシャフトの回転が該クラッチ60を介してダンパLDに入力され、該ダンパLDのダンパスプリングを圧縮しながら、前記タービンに伝達されるようになっている。
Further, the damper LD is coupled to the
ここで、このトルクコンバータ1の作用を説明すると、まず、発進時や変速時等のクラッチ60の非締結時には、エンジンのクランクシャフトと一体的に回転するポンプにより、トーラスT内で循環する流体を介してタービンが駆動され、タービンシャフト25を介して変速機構に動力が伝達されることになる。その場合に、速度比が約0.8〜0.9以下のコンバータ領域では、ステータのトルク増大作用により、エンジン出力トルクが増大されて変速機構へ出力される。
Here, the operation of the torque converter 1 will be described. First, when the clutch 60 is not engaged, such as when starting or shifting, the fluid circulating in the torus T is pumped by a pump that rotates integrally with the crankshaft of the engine. The turbine is driven through the
また、発進時や変速時等以外の運転状態において、前記油路7,40a等を介してクラッチ60の油圧室4に締結油圧を供給すれば、該クラッチ60が締結されて、フロントカバー11と前記タービンとがダンパLDを介して連結されることになり、エンジン出力トルクは、クランクシャフトからケース10、クラッチ60及びダンパLDを介して直接タービンに伝達されることになる。この場合、動力は流体を介することなく変速機構へ伝達されることにより、クラッチ60の非締結時よりもトルク伝達効率が向上し、エンジンの燃費性能が向上する。
Further, when the engagement hydraulic pressure is supplied to the
そして、クラッチ60を締結する際には、該クラッチ60の締結時のショックを抑制するため、前記油圧室4に供給する締結油圧を制御して該クラッチ60を一旦スリップ状態とし、その後、完全に締結するのであるが、該クラッチ60の複数の摩擦板63が接触し始めてトルクの伝達が開始されたときに、ダンパLDのダンパスプリングが圧縮されることによりトルク伝達開始時のショックが吸収され、これにより、クラッチ60が円滑に締結されることになる。
When the clutch 60 is engaged, in order to suppress a shock when the clutch 60 is engaged, the engagement hydraulic pressure supplied to the
以下、本実施形態に係るトルクコンバータ1の特徴的な構成について説明する。 Hereinafter, a characteristic configuration of the torque converter 1 according to the present embodiment will be described.
本実施形態では、タービンハブ30とピストン65との間に油路構成プレート40が介装されている。該油路構成プレート40は、略径方向に沿って配設された環状のプレート部材であり、フロントカバー11に軸方向からの溶接により固設されている(図5参照)。この溶接は、例えば周方向の複数箇所におけるスポット溶接によりなされる。
In the present embodiment, the oil
油路構成プレート40のフロントカバー11側の面には、略径方向に延びる複数の溝41が形成されており、この溝41の形成部において、油路構成プレート40とフロントカバー11との間に、前記油圧室4に連通する油路40aが形成されている。ただし、油路構成プレート40に溝41を設ける代わりに、フロントカバー11に同様の溝を設けることによって、油路40aを形成するようにしてもよい。
A plurality of
また、油路構成プレート40の内周部には、例えば環状のスプリング39を介してタービンハブ30の前部が内嵌されている。一方、油路構成プレート40の外周部には、ピストン65の内周部との間に介装される環状のシール部材42が取り付けられている。さらに、油路構成プレート40の外周部には、ピストン65の内周端部を係止するための係止用凹部44が周方向の複数箇所に設けられている。
In addition, the front portion of the
ピストン65は、軸方向に延びる内側円筒部70と、該内側円筒部70の前端部から径方向外側に延びる油圧受け部72と、該油圧受け部72の外周端部から後方へ軸方向に延びる外側円筒部74と、該外側円筒部74の後端部から径方向外側へ延びる押圧部76とを有する。
The
油圧受け部72は、フロントカバー11に対向して配設されており、該フロントカバー11との間に前記油圧室4を形成している。これにより、例えば図2に示すクラッチ60の解放状態において油圧室4に締結油圧が供給されると、該締結油圧を油圧受け部72で受けたピストン65が軸方向後方へスライド移動し、例えば図3に示すように、該ピストン65の押圧部76により摩擦板63がリテーナ68側へ押し付けられて、クラッチ60が締結される。このように、ピストン65は、油圧室4に供給される締結油圧の大きさに応じて、軸方向に移動可能となっている。
The hydraulic
また、図1に示すように、ピストン65の内周部には、油路構成プレート40の外周部に係止される係止部78が設けられている。具体的に、該係止部78は、前記内側円筒部70の後端部において、油路構成プレート40の前記係止用凹部44に対応した周方向の複数箇所から径方向内側に突設されており、該係止用凹部44に係止されている。
As shown in FIG. 1, a locking
前記外側円筒部74の外周部には、その前端部において環状のシール部材79が取り付けられており、このシール部材79により、ピストン65の外側円筒部74とクラッチドラム62の内周端部との間のシール性が確保されている。また、図2及び図3に示すように、外側円筒部74には連通孔80が設けられているが、該連通孔80の構成については後述する。
An
図6に示すように、ピストン65の外径をD1、内径をD2としたとき、内径D2は、外径D1の1/2以上となっている。より具体的に、外径D1と内径D2との関係は、例えば、
0.5<D2/D1<0.7
とされることが好ましい。このように、ピストン65は、大きな内径を有するように形成されており、これにより、ピストン65の軽量化が実現されている。したがって、締結油圧に対するピストン65の応答性が高められ、クラッチ60の締結制御およびスリップ制御を緻密に行うことができる。
As shown in FIG. 6, when the outer diameter of the
0.5 <D2 / D1 <0.7
It is preferable that As described above, the
一方、前記クラッチドラム62は、軸方向に延びる円筒部82と、該円筒部82の前端部から径方向内側に延びる環状のフランジ部84とを備え、該フランジ部84は、フロントカバー11に軸方向からの溶接により固設されている。この溶接は、例えば周方向の複数箇所におけるスポット溶接によりなされる。
On the other hand, the
図1に戻って、ピストン65の後方には内圧キャンセルプレート50が配設されており、該内圧キャンセルプレート50は、前記油圧室4とは反対側においてピストン65との間に内圧キャンセル室6を形成している。
Returning to FIG. 1, an internal
内圧キャンセルプレート50は、略径方向に沿って配設された環状の内側プレート部52と、該内側プレート部52の外周縁部から軸方向前方へ延びる円筒部54と、該円筒部54の前端部から径方向外側に延びる環状の外側プレート部56とを備える。
The internal pressure cancel
内圧キャンセルプレート50の内側プレート部52は、油路構成プレート40に対向するように該油路構成プレート40に沿って配設され、該油路構成プレート40と同様、例えば環状のスプリング49を介してタービンハブ30の前部に外嵌されている。
The
また、図7に示すように、内側プレート部52は、油路構成プレート40に軸方向からの溶接により固設されている。この溶接は、例えば周方向の複数箇所におけるスポット溶接によりなされる。この内側プレート部52と油路構成プレート40との溶接部90は、前記ピストン65の内周縁部よりも径方向内側に配設されている。そのため、溶接作業を、ピストン65に干渉することなく行うことができるため、予め該ピストン65に溶接作業用の開口部を設けておく必要がない。
Further, as shown in FIG. 7, the
図1に示すように、内圧キャンセルプレート50の円筒部54は、ピストン65の内側円筒部70に沿って該内側円筒部70の径方向外側に配設されている。また、内圧キャンセルプレート50の外側プレート部56は、ピストン65の油圧受け部72に沿って該油圧受け部72に対向して配設されており、外側プレート部56の先端はピストン65の外側円筒部74に近接して配置されている。なお、外側プレート部56の先端部には、例えば図2,3の二点鎖線で示されるようなリップシール58を設けてもよく、これにより、ピストン65の外側円筒部74と内圧キャンセルプレート50との間のシール性を確保できるとともに、リップシール58が連通孔80の周縁部に接触して摩耗することを回避できる。
As shown in FIG. 1, the
このように配設された外側プレート部56と油圧受け部72との間には、前記内圧キャンセル室6が形成されている。そして、この内圧キャンセル室6にオイルを安定的に供給することで、トーラスTに供給されるオイルによるケース10内の内圧がピストン65に反油圧室側から作用することを阻止し、内圧の変動によるクラッチ60の締結力の変動を抑制することができ、これにより、クラッチ60の締結制御やスリップ制御を一層緻密に行うことが可能になる。
The internal
ここで、ケース10内において内圧が生じる空間は、内圧キャンセルプレート50よりも後方である空間、及び、ピストン65の外側円筒部74よりも径方向外側である空間であり、以下、これらを合わせた空間を「内圧室2」と定義して説明する。
Here, the space in which the internal pressure is generated in the
内圧キャンセル室6は、ピストンの外側円筒部74に設けられた連通孔80を介して内圧室2に連通しており、該連通孔80を通して内圧室2から内圧キャンセル室6にオイルが供給されるようになっている。
The internal
なお、前記連通孔80に加えて、内側プレート部52の符号Hで示す部分にも連通孔を設けるようにしてもよく、これにより、内圧キャンセル室6への一層速やかなオイル供給をすることができる。
In addition to the
また、内圧キャンセル室6は、タービンハブ30を径方向に貫通する連通孔31と、タービンシャフト25を径方向に貫通する挿通孔26とを介して、タービンシャフト25の内部の外側の油路8に連通しており、内圧キャンセル室6内のオイルは、前記挿通孔26,31と前記油路8とを通ってオイルポンプ側に戻される。
The internal
図2に示すクラッチ60の解放状態において、前記連通孔80は、内圧キャンセルプレート50の外周端部に塞がれることなく、完全に開放した状態となっている。これに対して、図3に示すクラッチ60の締結状態においては、連通孔80が、内圧キャンセルプレート50の外周端部によって部分的に塞がれるようになっており、この連通孔80の閉塞部分の面積は、例えば、連通孔80全体の面積の略半分となっている。
In the released state of the clutch 60 shown in FIG. 2, the
このように、連通孔80は、ピストン65の外側円筒部74において、内圧キャンセルプレート50の外周端部で塞がれる部分の面積がクラッチ60の解放状態のときに比べて締結状態のときに大きくなる位置に形成されている。これにより、連通孔80の面積は、ピストン65の移動を利用して、クラッチ60の解放状態のときに比べて締結状態のときに縮小されるようになっている。
In this way, the
そのため、クラッチ60の解放状態においては、内圧室2内や内圧キャンセル室6内のオイル量が少ない発進時等であっても、面積が比較的大きい状態の前記連通孔80を通して内圧キャンセル室6に比較的速やかにオイルを導入することができるため、運転状態に関わらず、内圧キャンセル室6の油圧、すなわちピストン65の締結力に抵抗する圧力を安定させることができる。また、内圧室2の内圧が高まる走行時等であっても、内圧キャンセルプレート50とピストン65の外側円筒部74とで隔離された内圧キャンセル室6には、連通孔80を通してのみオイルが導入されるため、内圧キャンセル室6の油圧は内圧よりも低い状態で安定する。このように、ピストン65の締結力に抵抗する内圧キャンセル室6の油圧は低い状態で安定するため、クラッチ60を締結する際に必要な締結油圧を低く設定することができ、これにより、オイルポンプの容量の低減、エンジン負荷の軽減、ひいては燃費の改善を図ることができる。
Therefore, in the released state of the clutch 60, even when the amount of oil in the
一方、クラッチ60の締結状態においては、内圧室2及び内圧キャンセル室6にオイルが十分に供給されていることが想定されるため、内圧キャンセル室6への更なるオイル供給の必要性が乏しい。また、上述したように、内圧キャンセル室6に供給されたオイルは、タービンシャフト25内の外側の通路8を通ってオイルポンプ側に戻されるため、内圧キャンセル室6へ過剰供給されたオイルは浪費されることとなる。本実施形態では、このような締結状態の状況に対応すべく、上記のように前記連通孔80の面積が比較的小さい状態となることで、内圧キャンセル室6への過剰供給によるオイルの浪費を抑制することができる。したがって、オイルポンプの容量を高めなくても、同一の油圧系統における他の用途にオイルを有効利用することができ、例えば、走行中における変速機構の潤滑油量等を十分に確保することができる。
On the other hand, in the engaged state of the clutch 60, it is assumed that the oil is sufficiently supplied to the
なお、本実施形態では、クラッチ60の解放状態において、内圧キャンセルプレート50の外周端部による連通孔80の閉塞部分が生じない構成となっているが、内圧キャンセルプレート50の外周端部による連通孔80の閉塞部分の面積がクラッチ60の解放状態のときに比べて締結状態のときに大きくなるように構成する限り、解放状態においても連通孔80の一部が内圧キャンセルプレート50の外周端部で塞がれるように構成されてもよい。
In this embodiment, the closed portion of the
図5〜図7を参照しながら、内圧キャンセルプレート50の組付けが完了するまでのトルクコンバータ1の組立手順について説明する。
The assembly procedure of the torque converter 1 until the assembly of the internal
先ず、図5に示すように、フロントカバー11に、油路構成プレート40及びクラッチドラム62のフランジ部84を軸方向からの溶接により組み付ける。
First, as shown in FIG. 5, the oil
次に、図6に示すように、油路構成プレート40の前記係止用凹部44にピストン65の前記係止部78を係止させるように、該ピストン65を油路構成プレート40とクラッチドラム62との間に嵌め込んで組み付ける。
Next, as shown in FIG. 6, the
続いて、図7に示すように、油路構成プレート40に内圧キャンセルプレート50を軸方向からの溶接により組み付ける。
Subsequently, as shown in FIG. 7, the internal
このように、本実施形態によれば、油路構成プレート40、クラッチドラム62、ピストン65及び内圧キャンセルプレート50の組付け作業は、全て軸方向から行われるため、トルクコンバータ1の組立作業性が向上する。
Thus, according to this embodiment, the assembly work of the torque converter 1 is facilitated because the assembly work of the oil
また、内圧キャンセルプレート50は溶接により固設されるため、スナップリング等の支持部材を用いて分解可能な状態で組み付ける場合に比べて、内圧キャンセルプレート50の確実な支持状態を得ることができる。
In addition, since the internal pressure cancel
さらに、内圧キャンセルプレート50の組み付けに際して、上述した従来技術のようなスプリング付きの連結部材やスナップリング等の部材を省略することができるとともに、該従来技術のようにスプリングの付勢力に逆らって内圧キャンセルプレートをピストン側へ押し込みながらスナップリングを装着するといった煩雑な組立工程を要することなく、比較的簡単に内圧キャンセルプレート50を組み付けることができる。
Further, when assembling the internal pressure cancel
しかも、油路構成プレート40への内圧キャンセルプレート50の溶接は軸方向から行われるため、溶接作業の際、径方向外側に配設されたピストン65等の部材に干渉することを回避することができる。したがって、ピストン65に溶接作業用の開口部を形成しておく必要がない。
Moreover, since the internal
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。 While the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
例えば、上述の実施形態では、フロントカバーに固設された油路構成部材(油路構成プレート40)に内圧キャンセルプレートを溶接する構成について説明したが、本発明では、フロントカバーに固設された油路構成部材以外の部材に内圧キャンセルプレートを溶接したり、フロントカバー部材に内圧キャンセルプレートを直接溶接したりしてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the internal pressure cancellation plate is welded to the oil passage component member (oil passage configuration plate 40) fixed to the front cover has been described, but in the present invention, the inner pressure cancellation plate is fixed to the front cover. The internal pressure cancellation plate may be welded to a member other than the oil passage constituent member, or the internal pressure cancellation plate may be directly welded to the front cover member.
また、上述の実施形態では、ケース内と内圧キャンセル室とを連通させ、ロックアップクラッチの解放状態のときに比べて締結状態のときに面積が縮小される連通孔が、ピストンの円筒部に設けられる構成について説明したが、前記連通孔が設けられる場所はこれに限定されるものでなく、例えば、内圧キャンセルプレートの外周端部に円筒部が設けられ、該円筒部に前記連通孔が設けられる構成を採用することも考えられる。 Further, in the above-described embodiment, the cylindrical portion of the piston is provided with a communication hole that allows the inside of the case to communicate with the internal pressure cancellation chamber, and the area is reduced when the lockup clutch is released compared to when the lockup clutch is released. However, the place where the communication hole is provided is not limited to this. For example, a cylindrical portion is provided at the outer peripheral end of the internal pressure cancellation plate, and the communication hole is provided in the cylindrical portion. It is also possible to adopt a configuration.
以上のように、本発明によれば、トルクコンバータの内圧の変動に伴ってロックアップクラッチのピストンの締結力が変動することを抑制するための内圧キャンセルプレートを設ける場合に、強度低下や重量の増大を抑制しつつ、簡単な工程で且つ確実な支持状態で内圧キャンセルプレートを組み付けることが可能になるため、この種のトルクコンバータないし自動変速機、或いはこれを搭載する車両の製造技術分野において、好適に利用される可能性がある。 As described above, according to the present invention, when an internal pressure cancellation plate is provided to suppress fluctuations in the fastening force of the piston of the lockup clutch in accordance with fluctuations in the internal pressure of the torque converter, a decrease in strength or weight is reduced. Since it is possible to assemble the internal pressure cancel plate in a simple process and in a reliable support state while suppressing the increase, in the field of manufacturing technology of this type of torque converter or automatic transmission, or a vehicle equipped with the same, It may be suitably used.
1 トルクコンバータ
2 内圧室
4 油圧室
6 内圧キャンセル室
10 ケース
11 フロントカバー
40 油路構成プレート
50 内圧キャンセルプレート
60 ロックアップクラッチ
64 ピストン
80 連通孔
LD ロックアップダンパ
OWC ワンウェイクラッチ
T トーラス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記内圧キャンセルプレートは、前記フロントカバー自体に、又は、前記ピストンとは別体であり且つ前記フロントカバーに固設された部材に、軸方向からの溶接により固設されていることを特徴とするトルクコンバータ。 A case having a front cover coupled to an output shaft of the engine; and a lock-up clutch housed in the case; and fastening of the lock-up clutch between the front cover and a piston of the lock-up clutch. A torque converter in which a hydraulic chamber to which hydraulic pressure is supplied is formed, and an internal pressure cancellation plate that forms an internal pressure cancellation chamber between the piston and the piston on the opposite side of the hydraulic chamber;
The internal pressure canceling plate is fixed to the front cover itself or to a member separate from the piston and fixed to the front cover by welding from the axial direction. Torque converter.
該ピストンは、軸方向に延びる円筒部を備え、
前記連通孔は、前記円筒部において、前記内圧キャンセルプレートの外周端部で塞がれる部分の面積が前記ロックアップクラッチの解放状態のときに比べて締結状態のときに大きくなる位置に形成されていることを特徴とする請求項4に記載のトルクコンバータ。 The piston is provided to be movable in the axial direction according to the magnitude of the fastening hydraulic pressure,
The piston includes a cylindrical portion extending in the axial direction,
The communication hole is formed at a position where an area of a portion of the cylindrical portion that is blocked by an outer peripheral end portion of the internal pressure canceling plate is larger when the lockup clutch is released than when the lockup clutch is released. The torque converter according to claim 4, wherein:
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