JP6338906B2 - Torque converter with lock-up clutch - Google Patents

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Description

本発明は、磁気粘性流体(=MR流体)を作動流体とすると共に、ロックアップクラッチをMR流体クラッチとするロックアップクラッチ付きトルクコンバータに関する。   The present invention relates to a torque converter with a lockup clutch in which a magnetorheological fluid (= MR fluid) is used as a working fluid and the lockup clutch is an MR fluid clutch.

従来、オイルに代えて、MR流体を作動流体とすると共に、ロックアップクラッチをMR流体クラッチとするロックアップクラッチ付きトルクコンバータが知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, there is known a torque converter with a lockup clutch in which MR fluid is used as a working fluid instead of oil and the lockup clutch is an MR fluid clutch (see, for example, Patent Document 1).

特開2013−92204号公報JP2013-92204A

しかしながら、従来のロックアップクラッチ付きトルクコンバータにあっては、電磁コイルが、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生する磁気粘性流体層の径方向外側位置に配置(コイル外周配置)されていた。このため、伝達トルクが小さくなるし、消費電力が増大するし、磁気粘性流体の粒子分離が発生する、という問題があった。   However, in the conventional torque converter with a lock-up clutch, the electromagnetic coil is disposed at the radially outer position of the magnetorheological fluid layer that generates a transmission torque in accordance with the viscosity change due to the magnetic field (coil outer peripheral arrangement). . For this reason, there existed a problem that transmission torque became small, power consumption increased, and particle separation of magnetorheological fluid occurred.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、伝達トルクの向上と、消費電力の抑制と、磁気粘性流体の粒子分離抑制と、を併せて達成することができるロックアップクラッチ付きトルクコンバータを提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above problems, and is a torque converter with a lock-up clutch that can achieve both an improvement in transmission torque, a reduction in power consumption, and a suppression of particle separation in a magnetorheological fluid. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、本発明は、入力軸にコンバータカバーを介して連結されるポンプインペラーと、前記ポンプインペラーに対向配置され、出力軸に連結されるタービンランナーと、内部に封入される磁気粘性流体と、を有する。ロックアップクラッチは、磁気粘性流体を用いたMR流体クラッチにより構成される。
このロックアップクラッチ付きトルクコンバータであって、前記ポンプインペラーに連結された第1ディスクと、前記タービンランナーに連結された第2ディスクと、前記第1ディスクと前記第2ディスクのディスク対向面間に形成された磁気粘性流体層に対する通電により磁場を生成する電磁コイルと、を備える。
前記電磁コイルを、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生する前記磁気粘性流体層の径方向内側位置に配置した。
前記第1ディスク及び前記第2ディスクを、それぞれドーナツ盤形状による多層ディスク構造とした。
前記磁気粘性流体層を、コンバータ回転軸に直交する面に沿って延在するように複数層形成した。
In order to achieve the above object, the present invention provides a pump impeller coupled to an input shaft via a converter cover, a turbine runner disposed opposite to the pump impeller and coupled to an output shaft, and a magnet enclosed inside. A viscous fluid. The lock-up clutch is constituted by an MR fluid clutch using a magnetorheological fluid.
A torque converter with a lock-up clutch, comprising: a first disk coupled to the pump impeller; a second disk coupled to the turbine runner; and a disk facing surface of the first disk and the second disk. And an electromagnetic coil that generates a magnetic field by energizing the formed magnetorheological fluid layer.
The electromagnetic coil is disposed at a radially inner position of the magneto-rheological fluid layer that generates a transmission torque according to a viscosity change caused by a magnetic field.
Each of the first disk and the second disk has a multi-layer disk structure having a donut disk shape.
The magnetorheological fluid layer was formed in a plurality of layers so as to extend along a plane orthogonal to the converter rotation axis.

よって、電磁コイルが、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生する磁気粘性流体層の径方向内側位置に配置(コイル内周配置)される。
すなわち、コイル内周配置により、電磁コイルの径方向外側位置に配置される磁気粘性流体層の外径が、電磁コイルの断面積を大きくしても変わることがない。このため、トルクコンバータの外径寸法が規定されるとき、磁気粘性流体層によるトルク伝達面積が拡大され、伝達トルクが向上する。
コイル内周配置により、所望のコイル断面積(起磁力=電流×巻き数)を保つとき、コイル巻き線の全長が短くなる。このため、電磁コイルの電気抵抗が減り、消費電力が抑制される。
コイル内周配置により、遠心力に対抗する力が磁気粘性流体の強磁性粒子に働く。このため、磁気粘性流体の粒子分離が抑制される。
この結果、伝達トルクの向上と、消費電力の抑制と、磁気粘性流体の粒子分離抑制と、を併せて達成することができる。加えて、磁気粘性流体層の多層化に際し、製造容易性の向上とコスト低減を達成しながら、MR流体クラッチの伝達トルク容量の増大を図ることができる。
Therefore, the electromagnetic coil is arranged (coil inner circumference arrangement) at the radially inner position of the magnetorheological fluid layer that generates a transmission torque in accordance with the viscosity change caused by the magnetic field.
That is, due to the arrangement of the inner circumference of the coil, the outer diameter of the magnetorheological fluid layer disposed at the radially outer position of the electromagnetic coil does not change even if the cross-sectional area of the electromagnetic coil is increased. For this reason, when the outer diameter dimension of the torque converter is defined, the torque transmission area by the magnetorheological fluid layer is expanded and the transmission torque is improved.
When the desired coil cross-sectional area (magnetomotive force = current × number of turns) is maintained due to the arrangement of the inner circumference of the coil, the overall length of the coil winding is shortened. For this reason, the electrical resistance of an electromagnetic coil reduces and power consumption is suppressed.
Due to the inner circumference arrangement of the coil, a force against the centrifugal force acts on the ferromagnetic particles of the magnetorheological fluid. For this reason, particle separation of the magnetorheological fluid is suppressed.
As a result, it is possible to achieve an improvement in transmission torque, suppression of power consumption, and suppression of particle separation of the magnetorheological fluid. In addition, it is possible to increase the transmission torque capacity of the MR fluid clutch while achieving improved manufacturability and cost reduction when multilayering the magnetorheological fluid layer.

実施例1のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the torque converter with a lockup clutch of Example 1. FIG. コイル外周配置による比較例のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを示す作用説明図である。It is operation | movement explanatory drawing which shows the torque converter with a lockup clutch of the comparative example by coil outer periphery arrangement | positioning. コイル内周配置による実施例1のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを示す作用説明図である。It is operation | movement explanatory drawing which shows the torque converter with a lockup clutch of Example 1 by coil inner peripheral arrangement | positioning. 実施例2のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the torque converter with a lockup clutch of Example 2. FIG. 実施例2のロックアップクラッチ付きトルクコンバータのクラッチ制御回路からの電流に対するトルクの関係を示す電流−トルク特性図である。FIG. 6 is a current-torque characteristic diagram showing the relationship of torque to current from a clutch control circuit of a torque converter with a lockup clutch according to a second embodiment.

以下、本発明のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを実現する最良の形態を、図面に示す実施例1及び実施例2に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for realizing a torque converter with a lock-up clutch according to the present invention will be described based on Example 1 and Example 2 shown in the drawings.

まず、構成を説明する。
実施例1におけるロックアップクラッチ付きトルクコンバータの構成を、[全体構成]、[MR流体クラッチ構成]に分けて説明する。
First, the configuration will be described.
The configuration of the torque converter with a lock-up clutch in the first embodiment will be described by dividing it into [overall configuration] and [MR fluid clutch configuration].

[全体構成]
図1は、電動車両(ハイブリッド車、電気自動車等)に適用される実施例1のロックアップクラッチ付きトルクコンバータA1を示す。以下、図1に基づき、全体構成を説明する。
[overall structure]
FIG. 1 shows a torque converter A1 with a lock-up clutch according to a first embodiment applied to an electric vehicle (hybrid vehicle, electric vehicle, etc.). The overall configuration will be described below with reference to FIG.

前記ロックアップクラッチ付きトルクコンバータA1は、図1に示すように、ポンプインペラー1と、タービンランナー2と、ステータ3と、磁気粘性流体4(以下、「MR流体4」という。)と、MR流体クラッチ5と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the torque converter A1 with a lock-up clutch includes a pump impeller 1, a turbine runner 2, a stator 3, a magnetorheological fluid 4 (hereinafter referred to as “MR fluid 4”), and an MR fluid. And a clutch 5.

前記ポンプインペラー1は、入力軸6にコンバータカバー7を介して連結されたものである。このポンプインペラー1は、アルミ合金等を素材として製造され、ポンプ外殻1aと、ポンプ外殻1aの内面からタービンランナー2側に突設させた複数のポンプ翼1bと、複数のポンプ翼1bの内端部を連結するポンプ内殻1cと、を有して構成される。   The pump impeller 1 is connected to an input shaft 6 via a converter cover 7. The pump impeller 1 is manufactured from an aluminum alloy or the like, and includes a pump outer shell 1a, a plurality of pump blades 1b protruding from the inner surface of the pump outer shell 1a toward the turbine runner 2, and a plurality of pump blades 1b. A pump inner shell 1c connecting the inner ends.

前記ポンプインペラー1には、出力軸8を内包する位置に回転軸部9が連結され、この回転軸部9の外周面に、MR流体クラッチ5の電磁コイル54に電流を印加するスリップリング10,10が設けられている。このスリップリング10,10には、コイル電流印加端子11のリング接触子12,12がスプリング付勢により接触される。ここで、スリップリング10,10と電磁コイル54は、ポンプ外殻1aとコンバータカバー7を経由し、図外のリード線により接続される。なお、ポンプインペラー1の駆動源側の端面位置には、入力軸回転数を検出するための回転センサギヤ13が、図外のボルトにより固定される。   A rotary shaft 9 is connected to the pump impeller 1 at a position including the output shaft 8, and a slip ring 10 for applying a current to the electromagnetic coil 54 of the MR fluid clutch 5 is provided on the outer peripheral surface of the rotary shaft 9. 10 is provided. The ring contacts 12 and 12 of the coil current application terminal 11 are brought into contact with the slip rings 10 and 10 by spring bias. Here, the slip rings 10, 10 and the electromagnetic coil 54 are connected by a lead wire (not shown) via the pump outer shell 1 a and the converter cover 7. A rotation sensor gear 13 for detecting the rotational speed of the input shaft is fixed to the end surface position of the pump impeller 1 on the drive source side by a bolt (not shown).

前記タービンランナー2は、ポンプインペラー1に対向配置され、出力ハブ14を介して出力軸8に連結されたものである。このタービンランナー2は、アルミ合金等を素材として製造され、タービン外殻2aと、該タービン外殻2aの内面からポンプインペラー1側に突設させた複数のタービン翼2bと、該タービン翼2bの内端部を連結するタービン内殻2cと、を有して構成される。   The turbine runner 2 is disposed opposite to the pump impeller 1 and is connected to the output shaft 8 via the output hub 14. The turbine runner 2 is manufactured from an aluminum alloy or the like, and includes a turbine outer shell 2a, a plurality of turbine blades 2b protruding from the inner surface of the turbine outer shell 2a toward the pump impeller 1, and the turbine blade 2b. A turbine inner shell 2c connecting the inner end portions.

前記ステータ3は、ポンプインペラー1とタービンランナー2の間であって、両者1,2の対向領域のうち内側領域に配置され、静止固定部材であるケース15に対し、ワンウェイクラッチ16を介して設けられる。このステータ3は、ステータ内輪3aと、該ステータ内輪3aの外面から外径方向に突設させた複数のステータ翼3bと、該ステータ翼3bの外端部を連結するステータ外輪3cと、を有して構成される。   The stator 3 is disposed between the pump impeller 1 and the turbine runner 2 and is disposed in an inner region of the opposed regions of the two and 1, and is provided via a one-way clutch 16 to a case 15 that is a stationary fixing member. It is done. The stator 3 includes a stator inner ring 3a, a plurality of stator blades 3b protruding from the outer surface of the stator inner ring 3a in the outer diameter direction, and a stator outer ring 3c that connects the outer ends of the stator blades 3b. Configured.

前記MR流体4は、ポンプインペラー1とコンバータカバー7に覆われると共に、第1MR流体シール17と第2MR流体シール18と第3MR流体シール19により密閉されたコンバータ空間の内部に封入される。ここで、MR流体4とは、鉄ナノ粒子等の強磁性粒子をオイル中に分散させたものであり、外部磁場に応じて粘性が変化する機能性流体の一つである。このMR流体4は、トルクコンバータ作動時、ポンプインペラー1とタービンランナー2とステータ3が集合するトーラス部において循環流を形成すると共に、MR流体クラッチ5の磁気粘性流体層53に充填される。   The MR fluid 4 is covered with the pump impeller 1 and the converter cover 7 and is enclosed in a converter space sealed by a first MR fluid seal 17, a second MR fluid seal 18, and a third MR fluid seal 19. Here, the MR fluid 4 is a functional fluid in which ferromagnetic particles such as iron nanoparticles are dispersed in oil, and the viscosity changes according to an external magnetic field. The MR fluid 4 forms a circulating flow in the torus portion where the pump impeller 1, the turbine runner 2, and the stator 3 gather when the torque converter is operated, and is filled in the magnetorheological fluid layer 53 of the MR fluid clutch 5.

前記MR流体クラッチ5は、MR流体4を用いたロックアップクラッチであり、コンバータカバー7とタービンランナー2との間に介装され、ロックアップ締結とスリップロックアップ締結とロックアップ開放を行う。ロックアップ締結時には、入力軸6と出力軸8を直結する。スリップロックアップ締結時には、所定の差回転を許容しながら入力軸6と出力軸8を締結する。ロックアップ開放時には、入力軸6と出力軸8を、MR流体4を用いたトルクコンバータを介して連結する。   The MR fluid clutch 5 is a lock-up clutch using the MR fluid 4, and is interposed between the converter cover 7 and the turbine runner 2, and performs lock-up fastening, slip lock-up fastening, and lock-up release. At the time of lock-up fastening, the input shaft 6 and the output shaft 8 are directly connected. At the time of slip lockup fastening, the input shaft 6 and the output shaft 8 are fastened while allowing a predetermined differential rotation. When the lockup is released, the input shaft 6 and the output shaft 8 are connected via a torque converter using the MR fluid 4.

[MR流体クラッチ構成]
以下、図1に基づき、MR流体クラッチ構成を説明する。
前記MR流体クラッチ5は、図1に示すように、第1ディスク51と、第2ディスク52と、磁気粘性流体層53(以下、「MR流体層53」という。)と、電磁コイル54と、ヨーク部55と、クラッチ制御回路56と、を備えている。
[MR fluid clutch configuration]
Hereinafter, the MR fluid clutch configuration will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the MR fluid clutch 5 includes a first disk 51, a second disk 52, a magnetorheological fluid layer 53 (hereinafter referred to as "MR fluid layer 53"), an electromagnetic coil 54, A yoke portion 55 and a clutch control circuit 56 are provided.

前記第1ディスク51は、ドーナツ盤形状による多層ディスク構造とし、コンバータカバー7を介してポンプインペラー1に連結される。この第1ディスク51は、その内周端部を、コンバータカバー7からタービンランナー2に向かって軸方向に延在する第1フランジ部57の外周面に埋設している。第1ディスク51としては、第1フランジ部57の外周面に埋設した2枚と、その両側に設けたヨーク部55を兼用する2枚との合計4枚にて等間隔の3つの空間を形成した多層ディスク構造としている。なお、ヨーク部55を兼用する両側の2枚のディスク厚みは、その内側に配置された2枚のディスク厚みより厚くしている。そして、第1ディスク51及びヨーク部55は、鉄等の強磁性材を素材とし、第1フランジ部57は、アルミ合金等を素材としている。   The first disk 51 has a multi-layered disk structure having a donut shape, and is connected to the pump impeller 1 via the converter cover 7. The first disk 51 has an inner peripheral end portion embedded in an outer peripheral surface of a first flange portion 57 extending in the axial direction from the converter cover 7 toward the turbine runner 2. As the first disk 51, three spaces of equal intervals are formed by a total of four disks, two of which are embedded in the outer peripheral surface of the first flange portion 57 and two of which are also used as the yoke portions 55 provided on both sides thereof. It has a multi-layer disc structure. Note that the thickness of the two discs on both sides that also serve as the yoke portion 55 is thicker than the thickness of the two discs arranged inside. The first disk 51 and the yoke portion 55 are made of a ferromagnetic material such as iron, and the first flange portion 57 is made of an aluminum alloy or the like.

前記第2ディスク52は、ドーナツ盤形状による多層ディスク構造とし、タービンランナー2に連結される。この第2ディスク52は、その外周端部を、タービンランナー2の外周端部からコンバータカバー7に向かって軸方向に延在する第2フランジ部58の内周面に埋設している。第2ディスク52としては、第2フランジ部58の内周面に埋設した3枚による多層ディスク構造とし、第1ディスク51により形成された等間隔の3つの空間の中間位置に配置している。なお、3枚のディスク厚みは、第1フランジ部57の外周面に埋設した2枚の第1ディスク51の厚みと同じ厚みに設定している。そして、第2ディスク52は、鉄等の強磁性材を素材とし、第2フランジ部58は、アルミ合金等を素材としている。   The second disk 52 has a multi-layer disk structure with a donut shape, and is connected to the turbine runner 2. The second disk 52 has an outer peripheral end portion embedded in an inner peripheral surface of a second flange portion 58 extending in the axial direction from the outer peripheral end portion of the turbine runner 2 toward the converter cover 7. The second disk 52 has a three-layered disk structure embedded in the inner peripheral surface of the second flange portion 58 and is arranged at an intermediate position between three equally spaced spaces formed by the first disk 51. The thickness of the three disks is set to the same thickness as the thickness of the two first disks 51 embedded in the outer peripheral surface of the first flange portion 57. The second disk 52 is made of a ferromagnetic material such as iron, and the second flange portion 58 is made of an aluminum alloy or the like.

前記MR流体層53は、第1ディスク51と第2ディスク52のディスク対向面間に、コンバータ回転軸CLに直交する面に沿って延在するように複数層形成している。実施例1では、図1に示すように、MR流体4が充填されるMR流体層53を、等間隔により6層形成している。このMR流体層53が設定される径方向範囲は、径方向サイズの大型化を抑えるため、トーラス部にて循環流が形成されるときMR流体4が滞留するコア領域の位置から、トーラス部の外径端領域の位置までの範囲に設定されている。   The MR fluid layer 53 is formed in a plurality of layers so as to extend along the plane perpendicular to the converter rotation axis CL between the disk-facing surfaces of the first disk 51 and the second disk 52. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, six MR fluid layers 53 filled with the MR fluid 4 are formed at equal intervals. The radial direction range in which the MR fluid layer 53 is set is from the position of the core region where the MR fluid 4 stays when the circulating flow is formed in the torus portion in order to suppress an increase in the radial size. The range up to the position of the outer diameter end region is set.

前記電磁コイル54は、MR流体層53に対する通電により磁場を生成するもので、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生する6層のMR流体層53の径方向内側位置に配置している。この電磁コイル54は、第1フランジ部57の内周側位置であって、第1フランジ部57を除く外周部分がV字状のヨーク部55により囲まれる断面直角三角形状領域に配置している。ここで、電磁コイル54を断面直角三角形状としている理由は、周辺のレイアウト設計を変えることなく、図1の仮想線で示す油圧クラッチを用いたロックアップクラッチ付きトルクコンバータT/Cに代え、MR流体クラッチ5を用いたロックアップクラッチ付きトルクコンバータA1を適用するという設計コンセプトにしたがったことによる。   The electromagnetic coil 54 generates a magnetic field by energizing the MR fluid layer 53, and is disposed at a radially inner position of the six MR fluid layers 53 that generate a transmission torque in accordance with a viscosity change caused by the magnetic field. The electromagnetic coil 54 is disposed at an inner peripheral side position of the first flange portion 57, and an outer peripheral portion excluding the first flange portion 57 is disposed in a cross-sectional right triangle region surrounded by the V-shaped yoke portion 55. . Here, the reason why the electromagnetic coil 54 has a right-angled triangular cross section is that the torque converter T / C with a lock-up clutch using the hydraulic clutch indicated by the phantom line in FIG. This is because the design concept of applying the torque converter A1 with a lock-up clutch using the fluid clutch 5 is applied.

前記ヨーク部55は、電磁コイル54への通電時、磁力線経路による磁気回路を構成するもので、コンバータカバー7のうち磁気粘性流体層53が形成される領域に設定している。すなわち、ポンプインペラー1に連結されたコンバータカバー7の一部に、第1ディスク51を兼用しつつ、コンバータカバー7と一体に設けている。   The yoke portion 55 constitutes a magnetic circuit based on the lines of magnetic force when the electromagnetic coil 54 is energized, and is set in a region of the converter cover 7 where the magnetorheological fluid layer 53 is formed. That is, a part of the converter cover 7 connected to the pump impeller 1 is provided integrally with the converter cover 7 while also serving as the first disk 51.

前記クラッチ制御回路56は、入力情報に応じて電磁コイル54に印加する電流を制御する回路である。例えば、MR流体クラッチ5のロックアップ開放時には、電磁コイル54に印加する電流がゼロとされ、MR流体クラッチ5のロックアップ締結時には、入力トルクに対して滑りを許容しない伝達トルク(>入力トルク)を得る電流値を電磁コイル54に印加する。また、MR流体クラッチ5のスリップロックアップ締結時には、目標スリップ量が得られるように決められた電流値を電磁コイル54に印加する。   The clutch control circuit 56 is a circuit that controls the current applied to the electromagnetic coil 54 in accordance with input information. For example, when the MR fluid clutch 5 is unlocked, the current applied to the electromagnetic coil 54 is zero, and when the MR fluid clutch 5 is locked, transmission torque that does not allow slippage with respect to the input torque (> input torque). Is applied to the electromagnetic coil 54. Further, when the slip lockup of the MR fluid clutch 5 is engaged, a current value determined so as to obtain the target slip amount is applied to the electromagnetic coil 54.

次に、作用を説明する。
実施例1のロックアップクラッチ付きトルクコンバータA1における作用を、[コイル内側配置による比較作用]、[他の特徴作用]に分けて説明する。
Next, the operation will be described.
The operation of the torque converter A1 with the lockup clutch according to the first embodiment will be described by dividing it into [comparison operation by coil inner arrangement] and [other characteristic operation].

[コイル内側配置による比較作用]
まず、電磁コイルをMR流体クラッチの外周位置に配置したコイル外周配置によるロックアップクラッチ付きトルクコンバータを比較例(図2)とする。この比較例の場合は、コイル外周配置であるため、下記に列挙する課題を有する。
[Comparison effect by coil inner arrangement]
First, a torque converter with a lock-up clutch based on a coil outer peripheral arrangement in which an electromagnetic coil is arranged at the outer peripheral position of the MR fluid clutch is taken as a comparative example (FIG. 2). In the case of this comparative example, since it is coil outer periphery arrangement | positioning, it has the subject enumerated below.

(a’) 伝達トルクが小さくなる
コイル外周配置により、図2に示すように、電磁コイル54’の径方向内側位置に配置されるMR流体クラッチ5’の外径L1’が、電磁コイル54’の断面積を大きくするほど短くなる。このため、トルクコンバータの外径寸法がLに規定されているとき、MR流体クラッチ5’によるトルク伝達面積が小さくなる。
(a ′) Due to the outer circumference arrangement of the coil in which the transmission torque is reduced, as shown in FIG. 2, the outer diameter L1 ′ of the MR fluid clutch 5 ′ arranged at the radially inner position of the electromagnetic coil 54 ′ becomes the electromagnetic coil 54 ′. The larger the cross-sectional area, the shorter. For this reason, when the outer diameter dimension of the torque converter is defined as L, the torque transmission area by the MR fluid clutch 5 ′ is reduced.

(b’) 消費電力が増大する
コイル外周配置により、図2に示すように、所望のコイル断面積(起磁力=電流×巻き数)を保つとき、コイル巻き線の全長が長くなる。このため、電磁コイル54’の電気抵抗が増し、消費電力が増大する。
(b ′) Due to the arrangement of the outer periphery of the coil that increases power consumption, as shown in FIG. 2, when the desired coil cross-sectional area (magnetomotive force = current × number of turns) is maintained, the total length of the coil winding becomes long. For this reason, the electrical resistance of the electromagnetic coil 54 'increases and the power consumption increases.

(c’) MR流体の粒子分離が発生する
コイル外周配置により、遠心力と同じ外径方向の力がMR流体の強磁性粒子に働く。このため、MR流体の強磁性粒子が分離する。
(c ′) Due to the arrangement of the outer circumference of the coil in which particle separation of the MR fluid occurs, the same force in the outer diameter direction as the centrifugal force acts on the ferromagnetic particles of the MR fluid. For this reason, the ferromagnetic particles of the MR fluid are separated.

これに対し、実施例1では、電磁コイル54を、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生するMR流体層53の径方向内側位置に配置(コイル内周配置)する構成を採用した(図3)。このため、下記に述べるように、伝達トルクの向上と、消費電力の抑制と、MR流体4の粒子分離抑制と、を併せて達成することができる。   In contrast, the first embodiment employs a configuration in which the electromagnetic coil 54 is disposed at the radially inner position of the MR fluid layer 53 that generates a transmission torque in accordance with a change in viscosity due to a magnetic field (coil inner circumferential arrangement) (see FIG. 3). For this reason, as described below, it is possible to achieve an improvement in transmission torque, suppression of power consumption, and suppression of particle separation of the MR fluid 4 in combination.

(a) 伝達トルクの向上
コイル内周配置により、図3に示すように、電磁コイル54の径方向外側位置に配置されるMR流体層53の外径L1が電磁コイル54の断面積を大きくしても変わることなく、かつ、比較例の外径L1’に比べ長く確保できる。このため、トルクコンバータの外径寸法がLに規定されているとき、MR流体層53によるトルク伝達面積が拡大され、伝達トルクが向上する。
更に、MR流体層53は、径方向外側に配置されるので、MR流体層53の径方向幅が同じであっても、トルク伝達面積を拡大することができるし、コンバータ回転軸CLからも遠ざかることからMR流体4のせん断力が同じであっても、伝達するトルクを大きくすることができる。
(a) Improvement of transmission torque Due to the arrangement of the inner circumference of the coil, the outer diameter L1 of the MR fluid layer 53 arranged at the radially outer position of the electromagnetic coil 54 increases the cross-sectional area of the electromagnetic coil 54 as shown in FIG. However, it can be secured longer than the outer diameter L1 ′ of the comparative example without changing. For this reason, when the outer diameter dimension of the torque converter is defined as L, the torque transmission area by the MR fluid layer 53 is expanded, and the transmission torque is improved.
Further, since the MR fluid layer 53 is arranged on the radially outer side, even if the MR fluid layer 53 has the same radial width, the torque transmission area can be increased, and the MR fluid layer 53 is also away from the converter rotation axis CL. Therefore, even if the shear force of the MR fluid 4 is the same, the transmitted torque can be increased.

(b) 消費電力の抑制
コイル内周配置により、図3に示すように、所望のコイル断面積(起磁力=電流×巻き数)を保つとき、コイル巻き線の全長が短くなる。このため、電磁コイル54の電気抵抗が減り、消費電力が抑制される。
そして、電磁コイル54が発生する磁界は、コイル電流とその断面によって決まるが、断面が同じであった場合、径方向内側に配置する方が、電磁コイル54の周長を短くして、コイルの容積を小さくすることができる。また、電磁コイル54の材料は、銅等の比重が重い金属である場合が多いが、そのような場合でも径方向内側に配置することで、イナーシャを小さくして制御性を向上することができる。
(b) Suppression of power consumption As shown in FIG. 3, when the desired coil cross-sectional area (magnetomotive force = current × number of turns) is maintained, the total length of the coil winding is shortened as shown in FIG. For this reason, the electrical resistance of the electromagnetic coil 54 decreases, and power consumption is suppressed.
The magnetic field generated by the electromagnetic coil 54 is determined by the coil current and its cross section, but when the cross section is the same, the circumferential length of the electromagnetic coil 54 is shortened by arranging it radially inward. The volume can be reduced. Further, the material of the electromagnetic coil 54 is often a metal having a heavy specific gravity such as copper, but even in such a case, by disposing it in the radial direction, the inertia can be reduced and the controllability can be improved. .

(c) MR流体4の粒子分離抑制
コイル内周配置により、遠心力に対抗する力(内径方向の力)がMR流体4の強磁性粒子に働く。このため、MR流体4の粒子分離が抑制される。
すなわち、比較例のように、MR流体の粒子分離が発生すると、MR流体層によるトルク伝達面積での径方向伝達トルク分布が内径側ほど低トルクになるというように不均一分布になり、トータル伝達トルクが低下したりばらついたりする。
これに対し、MR流体4の粒子分離が抑制されると、MR流体層53によるトルク伝達面積での径方向伝達トルク分布が内径側から外径側までのトルク変化が抑えられた均一分布になり、トータル伝達トルクが安定して確保される。
(c) Due to the arrangement of the inner periphery of the particle separation suppressing coil of the MR fluid 4, a force (force in the inner diameter direction) against the centrifugal force acts on the ferromagnetic particles of the MR fluid 4. For this reason, particle separation of the MR fluid 4 is suppressed.
That is, as in the comparative example, when particle separation of the MR fluid occurs, the radial transmission torque distribution in the torque transmission area by the MR fluid layer becomes a non-uniform distribution such that the lower the torque is on the inner diameter side, the total transmission Torque decreases or varies.
On the other hand, when the particle separation of the MR fluid 4 is suppressed, the radial transmission torque distribution in the torque transmission area by the MR fluid layer 53 becomes a uniform distribution in which the torque change from the inner diameter side to the outer diameter side is suppressed. The total transmission torque is stably secured.

[他の特徴作用]
実施例1では、第1ディスク51及び第2ディスク52を、それぞれドーナツ盤形状による多層ディスク構造とし、MR流体層53を、コンバータ回転軸CLに直交する面に沿って延在するように複数層形成する構成を採用した。
例えば、円筒状のMR流体層を持つMR流体クラッチとした場合、MR流体層を複数層形成しようとすると、複数の均等隙間を均等にする隙間管理を要し、製造上、多層化が難しくなる。
これに対し、トルク伝達面となるMR流体層53を径方向に延在させたので、MR流体層53を多層化する際、多層ディスク構造による第1ディスク51と第2ディスク52の軸方向隙間を管理するだけで、製造容易性を向上することができる。そして、MR流体層53の多層化によりトルク伝達面が増加し、MR流体クラッチ5の伝達トルク容量の増大要求に応えることができる。
このように、MR流体層53の多層化に際し、製造容易性の向上とコスト低減を達成しながら、MR流体クラッチ5の伝達トルク容量の増大を図ることができる。
[Other features]
In the first embodiment, each of the first disk 51 and the second disk 52 has a multi-layer disk structure having a donut disk shape, and the MR fluid layer 53 has a plurality of layers extending along a plane orthogonal to the converter rotation axis CL. The structure to be formed was adopted.
For example, in the case of an MR fluid clutch having a cylindrical MR fluid layer, if a plurality of MR fluid layers are to be formed, gap management is required to equalize the plurality of uniform gaps, making it difficult to make multilayers in manufacturing. .
On the other hand, since the MR fluid layer 53 serving as a torque transmission surface is extended in the radial direction, when the MR fluid layer 53 is multilayered, the axial gap between the first disk 51 and the second disk 52 having a multilayer disk structure is used. It is possible to improve manufacturability simply by managing the above. The torque transmission surface is increased by increasing the number of MR fluid layers 53, and the demand for increasing the transmission torque capacity of the MR fluid clutch 5 can be met.
As described above, when the MR fluid layer 53 is multi-layered, the transmission torque capacity of the MR fluid clutch 5 can be increased while improving the manufacturability and reducing the cost.

実施例1では、第1ディスク51の内周端部を、コンバータカバー7からタービンランナー2に向かって軸方向に延在する第1フランジ部57の外周面に設ける。第2ディスク52の外周端部を、ポンプインペラー2の外周端部からコンバータカバー7に向かって軸方向に延在する第2フランジ部58の内周面に設ける構成を採用した。
例えば、ポンプインペラーの外周端部にそのまま第2ディスクを連結しようとすると、第2ディスクは、径方向外側に向かって延在することになり、更に、その外側に第1ディスクの連結部が設けられることになり、装置全体として径方向のサイズが大きくなってしまい車両搭載性が悪化してしまう。
これに対し、第1ディスク51と第2ディスク52の取り付け範囲が、ポンプインペラー2の外周端部より径方向内側の第1フランジ部57と第2フランジ部58の範囲に規定される。すなわち、第2ディスク52の外周端部が、ポンプインペラー2の外周端部より径方向外側へ突出するのが抑制される。
したがって、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータA1の装置全体としての径方向のサイズの大型化が回避され、良好な車両搭載性を確保することができる。
In the first embodiment, the inner peripheral end portion of the first disk 51 is provided on the outer peripheral surface of the first flange portion 57 extending in the axial direction from the converter cover 7 toward the turbine runner 2. The configuration in which the outer peripheral end of the second disk 52 is provided on the inner peripheral surface of the second flange portion 58 extending in the axial direction from the outer peripheral end of the pump impeller 2 toward the converter cover 7 is employed.
For example, if the second disk is connected to the outer peripheral end of the pump impeller as it is, the second disk will extend radially outward, and further, the first disk connecting portion will be provided outside the second disk. As a result, the overall size of the apparatus increases and the vehicle mountability deteriorates.
On the other hand, the attachment range of the first disc 51 and the second disc 52 is defined as the range of the first flange portion 57 and the second flange portion 58 radially inward from the outer peripheral end portion of the pump impeller 2. That is, the outer peripheral end of the second disk 52 is prevented from projecting radially outward from the outer peripheral end of the pump impeller 2.
Therefore, an increase in the radial size of the entire device of the torque converter A1 with the lock-up clutch is avoided, and good vehicle mountability can be ensured.

実施例1では、コンバータカバー7のうちMR流体層が形成される領域を、磁力線経路による磁気回路を構成するヨーク部55とする。そして、電磁コイル54を、第1フランジ部57の内周側位置であって、第1フランジ部57を除く外周部分がヨーク部55により囲まれる位置に配置する構成を採用した。
例えば、ヨーク部により囲まれた電磁コイルを別体に形成し、これをコンバータカバーの内面に設ける場合、コンバータカバーが軸方向に突出する。
これに対し、コンバータカバー7の一部に対して一体にカバー兼用のヨーク部55を設けることにより、電磁コイル54をヨーク部55により囲みながらも、コンバータカバー7が軸方向に突出するのが抑制される。
したがって、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータA1の装置全体としての軸方向のサイズの大型化が回避され、良好な車両搭載性を確保することができる。
In the first embodiment, the region of the converter cover 7 where the MR fluid layer is formed is a yoke portion 55 that constitutes a magnetic circuit using magnetic field lines. And the structure which has arrange | positioned the electromagnetic coil 54 in the position which is the inner peripheral side position of the 1st flange part 57, Comprising: The outer peripheral part except the 1st flange part 57 is surrounded.
For example, when the electromagnetic coil surrounded by the yoke portion is formed separately and provided on the inner surface of the converter cover, the converter cover protrudes in the axial direction.
On the other hand, by providing the yoke portion 55 serving as a cover integrally with a part of the converter cover 7, the converter cover 7 is prevented from protruding in the axial direction while the electromagnetic coil 54 is surrounded by the yoke portion 55. Is done.
Therefore, an increase in the axial size of the torque converter A1 with the lockup clutch as a whole can be avoided, and good vehicle mountability can be ensured.

実施例1では、電磁コイル54に電流を印加するスリップリング10,10を、出力軸8を内包するポンプインペラー1の回転軸部9に設け、電磁コイル54を、ポンプインペラー1に連結されたコンバータカバー7に設ける構成を採用した。
例えば、電磁コイルをタービンライナー側に設けると、タービンライナーはポンプインペラーと共に回転するトルクコンバータカバーに内包されているので、2組のスリップリングを設け、相対回転があっても電流を通電できるようにしなければならない。
これに対し、スリップリング10,10を、ポンプインペラー1の回転軸部9に設け、同じポンプインペラー1側に電磁コイル54を設けているので、1組のスリップリング10,10と電磁コイル54を直接、電気的に接続することができる。
したがって、1組のスリップリング10,10を設けるだけの簡単な構成で、スリップリング10,10と電磁コイル54を電気的に接続することができる。
In the first embodiment, slip rings 10 and 10 for applying a current to the electromagnetic coil 54 are provided in the rotary shaft portion 9 of the pump impeller 1 including the output shaft 8, and the electromagnetic coil 54 is connected to the pump impeller 1. The structure provided in the cover 7 was adopted.
For example, when an electromagnetic coil is provided on the turbine liner side, the turbine liner is contained in a torque converter cover that rotates with the pump impeller, so two sets of slip rings are provided so that current can be passed even when there is relative rotation. There must be.
On the other hand, since the slip rings 10 and 10 are provided in the rotating shaft part 9 of the pump impeller 1 and the electromagnetic coil 54 is provided on the same pump impeller 1 side, the pair of slip rings 10 and 10 and the electromagnetic coil 54 are provided. Direct electrical connection is possible.
Therefore, the slip rings 10 and 10 and the electromagnetic coil 54 can be electrically connected with a simple configuration in which only one set of slip rings 10 and 10 is provided.

次に、効果を説明する。
実施例1のロックアップクラッチ付きトルクコンバータA1にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the torque converter A1 with the lock-up clutch according to the first embodiment, the following effects can be obtained.

(1) 入力軸6にコンバータカバー7を介して連結されるポンプインペラー1と、前記ポンプインペラー1に対向配置され、出力軸8に連結されるタービンランナー2と、内部に封入される磁気粘性流体(MR流体4)と、を有し、ロックアップクラッチを、磁気粘性流体(MR流体4)を用いたMR流体クラッチ5により構成したロックアップクラッチ付きトルクコンバータであって、
前記ポンプインペラー1に連結された第1ディスク51と、
前記タービンランナー2に連結された第2ディスク52と、
前記第1ディスク51と前記第2ディスク52のディスク対向面間に形成された磁気粘性流体層(MR流体層53)に対する通電により磁場を生成する電磁コイル54と、を備え、
前記電磁コイル54を、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生する前記磁気粘性流体層(MR流体層53)の径方向内側位置に配置した。
このため、伝達トルクの向上と、消費電力の抑制と、磁気粘性流体(MR流体4)の粒子分離抑制と、を併せて達成することができる。
(1) A pump impeller 1 connected to the input shaft 6 via a converter cover 7, a turbine runner 2 disposed opposite to the pump impeller 1 and connected to the output shaft 8, and a magnetorheological fluid sealed inside (MR fluid 4) and a torque converter with a lockup clutch in which the lockup clutch is constituted by an MR fluid clutch 5 using a magnetorheological fluid (MR fluid 4),
A first disk 51 connected to the pump impeller 1;
A second disk 52 connected to the turbine runner 2;
An electromagnetic coil 54 that generates a magnetic field by energizing a magneto-rheological fluid layer (MR fluid layer 53) formed between the disk-facing surfaces of the first disk 51 and the second disk 52;
The electromagnetic coil 54 is disposed at a radially inner position of the magnetorheological fluid layer (MR fluid layer 53) that generates a transmission torque according to a change in viscosity due to a magnetic field.
For this reason, improvement of transmission torque, suppression of power consumption, and particle separation suppression of the magnetorheological fluid (MR fluid 4) can be achieved together.

(2) 前記第1ディスク51及び前記第2ディスク52を、それぞれドーナツ盤形状による多層ディスク構造とし、
前記磁気粘性流体層(MR流体層53)を、コンバータ回転軸CLに直交する面に沿って延在するように複数層形成した。
このため、(1)の効果に加え、磁気粘性流体層(MR流体層53)の多層化に際し、製造容易性の向上とコスト低減を達成しながら、MR流体クラッチ5の伝達トルク容量の増大を図ることができる。
(2) Each of the first disk 51 and the second disk 52 has a multi-layer disk structure having a donut shape,
The magnetorheological fluid layer (MR fluid layer 53) was formed in a plurality of layers so as to extend along a plane orthogonal to the converter rotation axis CL.
For this reason, in addition to the effect of (1), when the magnetorheological fluid layer (MR fluid layer 53) is multi-layered, the transmission torque capacity of the MR fluid clutch 5 is increased while improving the manufacturability and reducing the cost. Can be planned.

(3) 前記第1ディスク51の内周端部を、前記コンバータカバー7から前記タービンランナー2に向かって軸方向に延在する第1フランジ部57の外周面に設け、
前記第2ディスク52の外周端部を、前記ポンプインペラー1の外周端部から前記コンバータカバー7に向かって軸方向に延在する第2フランジ部58の内周面に設けた。
このため、(2)の効果に加え、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータA1の装置全体としての径方向のサイズの大型化が回避され、良好な車両搭載性を確保することができる。
(3) An inner peripheral end portion of the first disk 51 is provided on an outer peripheral surface of a first flange portion 57 extending in the axial direction from the converter cover 7 toward the turbine runner 2,
The outer peripheral end portion of the second disk 52 is provided on the inner peripheral surface of the second flange portion 58 that extends in the axial direction from the outer peripheral end portion of the pump impeller 1 toward the converter cover 7.
For this reason, in addition to the effect (2), an increase in the radial size of the entire device of the torque converter A1 with the lock-up clutch can be avoided, and good vehicle mountability can be ensured.

(4) 前記コンバータカバー7のうち前記磁気粘性流体層(MR流体層53)が形成される領域を、磁力線経路による磁気回路を構成するヨーク部55とし、
前記電磁コイル54を、前記第1フランジ部57の内周側位置であって、前記第1フランジ部57を除く外周部分が前記ヨーク部55により囲まれる位置に配置した。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータA1の装置全体としての軸方向のサイズの大型化が回避され、良好な車両搭載性を確保することができる。
(4) A region of the converter cover 7 in which the magnetoviscous fluid layer (MR fluid layer 53) is formed is a yoke portion 55 that constitutes a magnetic circuit using a line of magnetic force,
The electromagnetic coil 54 is disposed at a position on the inner peripheral side of the first flange portion 57 and an outer peripheral portion excluding the first flange portion 57 is surrounded by the yoke portion 55.
For this reason, in addition to the effects (1) to (3), an increase in the axial size of the torque converter A1 with the lockup clutch as a whole can be avoided, and good vehicle mountability can be ensured.

(5) 前記電磁コイル54に電流を印加するスリップリング10,10を、前記出力軸8を内包する前記ポンプインペラー1の回転軸部9に設け、
前記電磁コイル54を、前記ポンプインペラー1に連結された前記コンバータカバー7に設けた。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、1組のスリップリング10,10を設けるだけの簡単な構成で、スリップリング10,10と電磁コイル54を電気的に接続することができる。
(5) Slip rings 10 and 10 for applying a current to the electromagnetic coil 54 are provided on the rotary shaft portion 9 of the pump impeller 1 including the output shaft 8;
The electromagnetic coil 54 is provided on the converter cover 7 connected to the pump impeller 1.
Therefore, in addition to the effects (1) to (4), the slip rings 10 and 10 and the electromagnetic coil 54 can be electrically connected with a simple configuration in which only one set of slip rings 10 and 10 is provided. .

実施例2は、電磁コイルへの通電遮断時、ロックアップ締結状態であるノーマルクローズのMR流体クラッチとした例である。   The second embodiment is an example of a normally closed MR fluid clutch that is in a lock-up fastening state when the energization of the electromagnetic coil is cut off.

まず、構成を説明する。
図4は、実施例2のロックアップクラッチ付きトルクコンバータA2を示す。以下、図4に基づき、全体構成を説明する。
前記ロックアップクラッチ付きトルクコンバータA2は、図4に示すように、ポンプインペラー1と、タービンランナー2と、ステータ3と、MR流体4と、MR流体クラッチ5と、永久磁石59と、クラッチ制御回路60と、を備えている。
First, the configuration will be described.
FIG. 4 shows a torque converter A2 with a lock-up clutch according to the second embodiment. The overall configuration will be described below with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the torque converter A2 with a lockup clutch includes a pump impeller 1, a turbine runner 2, a stator 3, an MR fluid 4, an MR fluid clutch 5, a permanent magnet 59, and a clutch control circuit. 60.

前記永久磁石59は、MR流体層53に対し、N極とS極の関係により決まる方向の磁力線により所定の磁場を生成するもので、図4に示すように、MR流体層53の径方向内側位置に配置される。すなわち、永久磁石59は、MR流体層53の径方向内側位置であって、第1フランジ部57と電磁コイル54に挟まれた位置に配置される。   The permanent magnet 59 generates a predetermined magnetic field with respect to the MR fluid layer 53 by a magnetic force line in a direction determined by the relationship between the N pole and the S pole, and as shown in FIG. Placed in position. That is, the permanent magnet 59 is disposed at a position radially inside the MR fluid layer 53 and sandwiched between the first flange portion 57 and the electromagnetic coil 54.

前記クラッチ制御回路60は、電磁コイル54に接続され、入力情報に基づき、電磁コイル54に対しコイル電流の流れ方向とコイル電流の大きさを制御する回路である。ここで、コイル電流の流れ方向は、永久磁石59による磁力線方向と同じ方向の磁力線を形成する側を(+)とし、永久磁石59による磁力線方向と反対方向に磁力線を形成する側を(-)とする。
なお、他の構成は、実施例1の図1と同様であるので、図面に同一符号を付して説明を省略する。
The clutch control circuit 60 is connected to the electromagnetic coil 54 and controls the flow direction of the coil current and the magnitude of the coil current with respect to the electromagnetic coil 54 based on input information. Here, the direction in which the coil current flows is defined as (+) on the side where the magnetic lines of force in the same direction as the direction of the magnetic lines of force by the permanent magnet 59 is formed, and (−) on the side of forming the magnetic lines of force in the direction opposite to the direction of magnetic lines of force by the permanent magnet 59. And
Since other configurations are the same as those in FIG. 1 of the first embodiment, the same reference numerals are given to the drawings and description thereof is omitted.

次に、実施例2のクラッチ制御回路60によるMR流体クラッチ5のトルク伝達容量制御作用を、図5に基づき説明する。
まず、電磁コイル54への通電をゼロにすると、永久磁石59のN極とS極の関係により決まる方向の磁力線により所定の磁場が生成され、この永久磁石59により生成された磁場に応じてMR流体層53の粘性が変化することによりMR流体クラッチ5を介してトルクが伝達される(ノーマルクローズ)。
したがって、電磁コイル54への電気系統が断線フェールになっても、MR流体クラッチ5を介したトルク伝達が確保される。
Next, the torque transmission capacity control action of the MR fluid clutch 5 by the clutch control circuit 60 of the second embodiment will be described with reference to FIG.
First, when energization to the electromagnetic coil 54 is made zero, a predetermined magnetic field is generated by a magnetic field line in a direction determined by the relationship between the N pole and the S pole of the permanent magnet 59, and MR is generated according to the magnetic field generated by the permanent magnet 59. Torque is transmitted through the MR fluid clutch 5 by changing the viscosity of the fluid layer 53 (normally closed).
Therefore, torque transmission through the MR fluid clutch 5 is ensured even if the electrical system to the electromagnetic coil 54 is broken.

そして、電磁コイル54への(+)側通電を徐々に高くしてゆくと、電磁コイル54による磁力線が永久磁石59による磁力線に加わり、加算された磁力線により生成された磁場に応じてMR流体層53の粘性が高くなってゆくことにより、MR流体クラッチ5を介して伝達されるトルクも上昇する。
したがって、電磁コイル54への(+)側通電を徐々に高くしてゆくと、MR流体クラッチ5を介したトルク伝達容量を上乗せすることができる(図5のトルク上乗せ区間)。
Then, when the (+) side energization to the electromagnetic coil 54 is gradually increased, the magnetic field lines by the electromagnetic coil 54 are added to the magnetic field lines by the permanent magnet 59, and the MR fluid layer according to the magnetic field generated by the added magnetic field lines. As the viscosity of 53 increases, the torque transmitted via the MR fluid clutch 5 also increases.
Therefore, if the (+) side energization to the electromagnetic coil 54 is gradually increased, the torque transmission capacity via the MR fluid clutch 5 can be increased (torque addition section in FIG. 5).

更に、電磁コイル54への(-)側通電を徐々に高くしてゆくと、電磁コイル54による磁力線が永久磁石59による磁力線とは反対方向に発生し、減算された磁力線により生成された磁場に応じてMR流体層53の粘性が低くなってゆくことによりMR流体クラッチ5を介して伝達されるトルクも低下してゆく。そして、電磁コイル54による磁力線の絶対値を、永久磁石59による磁力線と一致させる(-)側通電を行うと、2つの磁力線が互いに相殺され、MR流体クラッチ5はロックアップ開放状態となる。
したがって、電磁コイル54への(-)側通電を徐々に高くしてゆくと、MR流体クラッチ5を介したトルク伝達容量を減少することができると共に(図5のトルク減少区間)、MR流体クラッチ5をロックアップ開放とすることができる。
なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
Furthermore, when the (−) side energization to the electromagnetic coil 54 is gradually increased, the magnetic lines of force generated by the electromagnetic coil 54 are generated in a direction opposite to the magnetic lines of force of the permanent magnet 59, and the magnetic field generated by the subtracted magnetic lines of force is generated. Accordingly, the torque transmitted through the MR fluid clutch 5 also decreases as the viscosity of the MR fluid layer 53 decreases. When the (−) side energization is performed so that the absolute value of the magnetic field lines generated by the electromagnetic coil 54 coincides with the magnetic field lines generated by the permanent magnet 59, the two magnetic field lines cancel each other, and the MR fluid clutch 5 enters the lockup release state.
Accordingly, if the (−) side energization to the electromagnetic coil 54 is gradually increased, the torque transmission capacity via the MR fluid clutch 5 can be reduced (torque reduction section in FIG. 5), and the MR fluid clutch. 5 can be a lock-up release.
Since other operations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

次に、効果を説明する。
実施例2のロックアップクラッチ付きトルクコンバータA2にあっては、実施例1の(1)〜(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the torque converter A2 with the lock-up clutch of the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (5) of the first embodiment.

(6) 前記磁気粘性流体層(MR流体層53)の径方向内側位置に、前記磁気粘性流体層(MR流体層53)に対し所定の磁場を生成する永久磁石59を、前記電磁コイル54とともに配置した。
このため、電磁コイル54への通電をゼロにしても、MR流体クラッチ5を介したトルク伝達を確保するノーマルクローズのMR流体クラッチ5とすることができる。
(6) A permanent magnet 59 that generates a predetermined magnetic field with respect to the magnetorheological fluid layer (MR fluid layer 53) at a radially inner position of the magnetorheological fluid layer (MR fluid layer 53) together with the electromagnetic coil 54. Arranged.
For this reason, even if energization to the electromagnetic coil 54 is made zero, the normally closed MR fluid clutch 5 that ensures torque transmission via the MR fluid clutch 5 can be obtained.

(7) 前記電磁コイル54に、コイル電流の流れ方向とコイル電流の大きさを制御するクラッチ制御回路60を接続した。
このため、(6)の効果に加え、MR流体クラッチ5によるロックアップ開放機能を得ることができると共に、MR流体クラッチ5を介したトルク伝達容量の上乗せ機能と減少機能を達成することができる。
(7) A clutch control circuit 60 for controlling the flow direction of the coil current and the magnitude of the coil current is connected to the electromagnetic coil 54.
For this reason, in addition to the effect of (6), it is possible to obtain a lockup release function by the MR fluid clutch 5, and to achieve an increase function and a decrease function of the torque transmission capacity via the MR fluid clutch 5.

以上、本発明のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを実施例1及び実施例2に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。   As mentioned above, although the torque converter with a lockup clutch of this invention has been demonstrated based on Example 1 and Example 2, it is not restricted to these Examples about a concrete structure, Each of Claims Design changes and additions are permitted without departing from the scope of the claimed invention.

実施例1,2では、MR流体クラッチ5として、MR流体層53がコンバータ回転軸CLに直交する面に沿って6層延在する例を示した。しかし、MR流体クラッチとしては、MR流体層がコンバータ回転軸に直交する面に沿って6層以外の層(1層〜5層、7層以上)延在する例であっても良い。また、MR流体層がコンバータ回転軸を中心とする円筒形の面に沿って単一層或いは多層延在する例であっても良い。   In the first and second embodiments, the MR fluid clutch 53 extends as six layers along the plane orthogonal to the converter rotation axis CL as the MR fluid clutch 5. However, the MR fluid clutch may be an example in which the MR fluid layer extends other than 6 layers (1 to 5 layers, 7 layers or more) along a plane orthogonal to the converter rotation axis. Further, the MR fluid layer may be a single layer or a multilayer extending along a cylindrical surface centering on the converter rotation axis.

実施例1,2では、MR流体クラッチ5の第1ディスク51を第1フランジ部57に設け、MR流体クラッチ5の第2ディスク52を第2フランジ部58に設け、径方向のサイズの大型化を回避する例を示した。しかし、径方向サイズの大型化が問われない場合、MR流体クラッチを、ポンプインペラーやタービンランナーの外径位置にする例であっても良い。   In the first and second embodiments, the first disk 51 of the MR fluid clutch 5 is provided in the first flange portion 57, and the second disk 52 of the MR fluid clutch 5 is provided in the second flange portion 58, thereby increasing the size in the radial direction. An example to avoid this is shown. However, when the increase in the radial size is not required, the MR fluid clutch may be an example of setting the outer diameter position of the pump impeller or the turbine runner.

実施例1,2では、コンバータカバー7の一部にヨーク部55を一体に設ける例を示した。しかし、コンバータカバーとヨーク部を、それぞれ別体に設ける例であっても良い。   In the first and second embodiments, an example in which the yoke portion 55 is provided integrally with a part of the converter cover 7 is shown. However, the converter cover and the yoke portion may be provided separately.

実施例1では、本発明のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを、油圧システムを持たない電動車両(ハイブリッド車、電気自動車等)に適用する例を示した。しかし、本発明のロックアップクラッチ付きトルクコンバータは、電動車両に限らず、エンジン車等の他の車両に対しても適用することもできる。   In the first embodiment, an example in which the torque converter with a lock-up clutch of the present invention is applied to an electric vehicle (hybrid vehicle, electric vehicle, etc.) having no hydraulic system has been shown. However, the torque converter with a lock-up clutch of the present invention can be applied not only to an electric vehicle but also to other vehicles such as an engine vehicle.

A1、A2 ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ
1 ポンプインペラー
2 タービンランナー
3 ステータ
4 MR流体(磁気粘性流体)
5 MR流体クラッチ
51 第1ディスク
52 第2ディスク
53 MR流体層(磁気粘性流体層)
54 電磁コイル
55 ヨーク部
56 クラッチ制御回路
57 第1フランジ部
58 第2フランジ部
59 永久磁石
60 クラッチ制御回路
A1, A2 Torque converter 1 with lock-up clutch 1 Pump impeller 2 Turbine runner 3 Stator 4 MR fluid (magnetic viscous fluid)
5 MR fluid clutch 51 First disk 52 Second disk 53 MR fluid layer (magnetoviscous fluid layer)
54 Electromagnetic coil 55 Yoke part 56 Clutch control circuit 57 First flange part 58 Second flange part 59 Permanent magnet 60 Clutch control circuit

Claims (6)

入力軸にコンバータカバーを介して連結されるポンプインペラーと、前記ポンプインペラーに対向配置され、出力軸に連結されるタービンランナーと、内部に封入される磁気粘性流体と、を有し、ロックアップクラッチを、磁気粘性流体を用いたMR流体クラッチにより構成したロックアップクラッチ付きトルクコンバータであって、
前記ポンプインペラーに連結された第1ディスクと、
前記タービンランナーに連結された第2ディスクと、
前記第1ディスクと前記第2ディスクのディスク対向面間に形成された磁気粘性流体層に対する通電により磁場を生成する電磁コイルと、を備え、
前記電磁コイルを、磁場による粘性変化に応じて伝達トルクを発生する前記磁気粘性流体層の径方向内側位置に配置し
前記第1ディスク及び前記第2ディスクを、それぞれドーナツ盤形状による多層ディスク構造とし、
前記磁気粘性流体層を、コンバータ回転軸に直交する面に沿って延在するように複数層形成し
ことを特徴とするロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
A lock-up clutch having a pump impeller coupled to an input shaft via a converter cover, a turbine runner disposed opposite to the pump impeller and coupled to an output shaft, and a magnetorheological fluid sealed inside Is a torque converter with a lock-up clutch configured by an MR fluid clutch using a magnetorheological fluid,
A first disk coupled to the pump impeller;
A second disk coupled to the turbine runner;
An electromagnetic coil that generates a magnetic field by energizing a magnetorheological fluid layer formed between the disk-facing surfaces of the first disk and the second disk;
The electromagnetic coil is disposed at a radially inner position of the magneto-rheological fluid layer that generates a transmission torque according to a viscosity change caused by a magnetic field ,
Each of the first disk and the second disk has a multi-layer disk structure with a donut shape,
A torque converter with a lock-up clutch, wherein the magnetorheological fluid layer is formed in a plurality of layers so as to extend along a plane orthogonal to the converter rotation axis .
請求項1に記載されたロックアップクラッチ付きトルクコンバータにおいて、
前記第1ディスクの内周端部を、前記コンバータカバーから前記タービンランナーに向かって軸方向に延在する第1フランジ部の外周面に設け、
前記第2ディスクの外周端部を、前記ポンプインペラーの外周端部から前記コンバータカバーに向かって軸方向に延在する第2フランジ部の内周面に設けた
ことを特徴とするロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
The torque converter with a lock-up clutch according to claim 1 ,
An inner peripheral end portion of the first disk is provided on an outer peripheral surface of a first flange portion extending in the axial direction from the converter cover toward the turbine runner,
With the lock-up clutch, the outer peripheral end portion of the second disk is provided on the inner peripheral surface of the second flange portion extending in the axial direction from the outer peripheral end portion of the pump impeller toward the converter cover. Torque converter.
請求項2に記載されたロックアップクラッチ付きトルクコンバータにおいて、
前記コンバータカバーのうち前記磁気粘性流体層が形成される領域を、磁力線経路による磁気回路を構成するヨーク部とし、
前記電磁コイルを、前記第1フランジ部の内周側位置であって、前記第1フランジ部を除く外周部分が前記ヨーク部により囲まれる位置に配置した
ことを特徴とするロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
The torque converter with a lock-up clutch according to claim 2 ,
A region of the converter cover in which the magneto-rheological fluid layer is formed is a yoke part that constitutes a magnetic circuit by a magnetic force line path,
The torque converter with a lockup clutch, wherein the electromagnetic coil is disposed at an inner peripheral side position of the first flange portion, and an outer peripheral portion excluding the first flange portion is surrounded by the yoke portion. .
請求項1から3までの何れか一項に記載のロックアップクラッチ付きトルクコンバータにおいて、
前記電磁コイルに電流を印加するスリップリングを、前記出力軸を内包する前記ポンプインペラーの回転軸部に設け、
前記電磁コイルを、前記ポンプインペラーに連結された前記コンバータカバーに設けた
ことを特徴とするロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
In the torque converter with a lock-up clutch according to any one of claims 1 to 3 ,
A slip ring for applying a current to the electromagnetic coil is provided on a rotary shaft portion of the pump impeller including the output shaft,
A torque converter with a lock-up clutch, wherein the electromagnetic coil is provided in the converter cover connected to the pump impeller.
請求項1から4までの何れか一項に記載のロックアップクラッチ付きトルクコンバータにおいて、
前記磁気粘性流体層の径方向内側位置に、前記磁気粘性流体層に対し所定の磁場を生成する永久磁石を、前記電磁コイルとともに配置した
ことを特徴とするロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
In the torque converter with a lock-up clutch according to any one of claims 1 to 4 ,
A torque converter with a lock-up clutch, wherein a permanent magnet that generates a predetermined magnetic field with respect to the magnetorheological fluid layer is disposed together with the electromagnetic coil at a radially inner position of the magnetorheological fluid layer.
請求項5に記載のロックアップクラッチ付きトルクコンバータにおいて、
前記電磁コイルに、コイル電流の流れ方向とコイル電流の大きさを制御するクラッチ制御回路を接続した
ことを特徴とするロックアップクラッチ付きトルクコンバータ。
The torque converter with a lock-up clutch according to claim 5 ,
A torque converter with a lockup clutch, wherein a clutch control circuit for controlling a flow direction of the coil current and a magnitude of the coil current is connected to the electromagnetic coil.
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