JPH0141864B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 流体式トルクコンバータまたはフルードカツプ
リングは、入力軸から伝達される動力をポンプイ
ンペラを介して流体の流れに変換し、該流体の流
れにより出力軸に連結されたタービンランナを回
転せしめることにより、出力軸にトルクを伝達す
るものとして慣用されているが、さらに継手効率
を良好にするため、これらトルクコンバータまた
はフルードカツプリングにロツクアツプ・クラツ
チを併設し、入力軸と出力軸とをクラツチにより
機械的に直結せしめる状態を追加しようとする試
みがある。

本発明はかかるロツクアツプ・クラツチを併設
したトルクコンバータに係るもので、本発明にお
いてトルクコンバータと称するは、入力軸に連結
されたポンプインペラと、出力軸に連結されたタ
ービンランナとを少くとも有し、入力軸の回転に
より流体がポンプインペラからタービンランナへ
循環して流れ、出力軸にトルクを伝達するものを
総称するものとする。

従来自動車用自動変速機に用いられる流体式ト
ルクコンバータにおいては、ポンプインペラを入
力軸に連結するコンバータハウジングとタービン
ランナとの間に、出力軸または前記タービンラン
ナの軸方向に摺動自在にかつ前記タービンランナ
と一体に回転すべくスプライン連結せしめられた
ピストンを設けるとともに、前記コンバータハウ
ジングの内壁に摩擦材を固着せしめて、前記ピス
トンを油圧により摺動せしめ、コンバータハウジ
ングに設けた摩擦材に押圧せしめる形式のクラツ
チを構成せしめていた。かかる構成においてクラ
ツチ容量を大にするために摩擦材の外径を大にし
た場合、これに伴つてピストンの外径も大とな
り、かつトルクコンバータの軸方向寸法を長くす
ると重量増加が著るしくなる制約もあるため、前
記ピストンを鋼板のプレス成形により成形するこ
とになる。外径の大なる鋼板プレス成形のピスト
ンは、クラツチ係合時作用油圧によつて軸方向に
変形することが多く、かかる変形を生ずるとピス
トンの摩擦材に対する当接面は摩擦材に対し半径
方向に斜めに接触し、摩擦材の大径部においては
殆んど接触せずに小径部においてのみ接触する傾
向を生ずる。このことはクラツチ性能の低下をも
たらすと同時に、摩擦材の小径部に局部的に係合
発熱が集中し、焼付きを生ずる心配がある。

本発明はかかる欠点を改良するものであつて、
前記ピストンを出力軸に関しほぼ垂直面内にある
ピストン主体と、該ピストン主体の外周縁に液密
的に取付けられる環状の係合環とに分割し、前記
ピストン主体にはクラツチ係合のための油圧の作
用力を受けさせ、前記係合環はピストン主体に作
用する力によるコンバータハウジングとの間の摩
擦係合のみを受けもたせるようにし、前記ピスト
ン主体が仮に油圧の作用力により変形したとして
も、係合環によるコンバータハウジングとの間の
摩擦係合状態に変化を及ぼさないように構成した
ものである。

そして上記のように構成することによりコンバ
ータハウジングとピストンとの間に構成されるク
ラツチ係合面はトルクコンバータの回転中心軸よ
り直径方向外方位置に設けてクラツチ容量を大容
量とすることができ、併せてピストンとトルクコ
ンバータのタービンランナとの間にダンパを形成
するにあたつても、該ダンパは前記タービンの大
径部とコンバータハウジングとの間の余裕のある
空間に収納することができ、トルクコンバータの
軸方向寸法を節約できるものである。

以下添付図面に示す本発明の一実施例に基いて
説明する。図面は本発明を車輌用自動変速機の流
体式トルクコンバータに施した実施例であつて、
該トルクコンバータの回転中心軸を含む面におけ
る断面図によりその要部を示したものである。

流体式トルクコンバータ１はポンプインペラ
２、タービンランナ３およびステータ４により構
成され、ポンプインペラ２はパイロツト６および
連結ナツト７を有するハウジング８の周縁部にお
いてその周縁を固着され、パイロツト６および連
結ナツト７を介して入力軸即ちエンジンの出力軸
（図示せず）に連結せしめられ、タービンランナ
３は出力軸９即ち変速歯車装置（図示せず）の入
力軸にスプライン嵌合するタービンハブ１０にリ
ベツト１１により固着されている。ステータ４は
一方向クラツチ１２を介して固定軸１３に連結せ
しめられている。

前記タービンハブ１０には前記リベツト１１に
よりタービンランナ３とともに駆動板２０の支持
体１５がその内周縁部を固着されている。該支持
体１５は前記タービンランナ３に近接せしめられ
て出力軸９に関しほぼ垂直面内にある環状の鋼板
により形成され、その外周縁部には適宜間隔を置
いて周方向に沿う膨出部１６が形成され、かつ、
該膨出部１６と同様の膨出部１７を設けた細巾の
環状の鋼板よりなる副板１８を前記支持板１５の
周縁部に、前記膨出部１６，１７を互いに対向せ
しめた状態に駒１９を介在せしめて固着し、前記
支持板１５と副板１８の間に駒１９により形成さ
れた空間に駆動板２０を支承せしめている。該駆
動板２０は環状の鋼板により形成され、その周方
向に沿つて窓孔２１が形成され、該窓孔２１にコ
イルスプリング２２を弾装せしめ、かつ該コイル
スプリング２２は前記支持板１５と副板１８の対
向する膨出部１６，１７間に挿入せしめられ、そ
の両端は該膨出部１６，１７の周方向両端部間に
弾発せしめられている。前記駆動板２０の外周縁
にはスプラインに噛合する形状の係合用歯列２３
が形成されている。

前記タービンハブ１０とコンバータハウジング
８との間には、出力軸９上にすべり軸受２４が介
装されており、該すべり軸受２４の外周には環状
ピストン２５がＯリング２６により液密に、かつ
軸方向に摺動自在に嵌装されている。前記ピスト
ン２５は内周縁２７を前記すべり軸受２４に嵌合
せしめ、鋼板によりプレス成形され、出力軸に関
しほぼ垂直面内に延在する環状のピストン主体２
８と、該ピストン主体２８の外周縁に止着されて
いる係合環２９とから成つている。該係合環２９
は前記コンバータハウジング８のポンプインペラ
１との接合端縁と近接して前記出力軸９とほぼ平
行の円筒状部３０および前記出力軸９に関しほぼ
垂直であつて前記円筒状部３０より直径方向内方
に向う所要幅の環状係合部３１とから成る環状体
であつて、前記円筒状部３０の一端縁には前記駆
動板２０の係合用歯列２３と係合するスプライン
状に切り込んだ係合用歯列３２を刻設せしめられ
ている。前記係合環２９の円筒状部３０と環状係
合部３１との折曲接合部内側には弾性に富むＯリ
ング３３が前記係合環２９とピストン主体２８の
外周縁との間に介装せしめられ、ピストン主体２
８のＯリング３３が当接する面の反対側面には、
係合環２９の円筒状部３０の内周面に係止せしめ
られたスナツプリング３４が緩く当接せしめら
れ、係合環２９とピストン主体２８とを連結せし
めている。前記Ｏリング３３の弾力はピストン主
体２８の外周縁を緩くスナツプリング３４に圧接
せしめる程度でよく、ピストン主体２８の外周縁
に周方向に沿う環状の凹所３５を形成せしめ、該
凹所３５と円筒状部３０の内周面との間に液密を
保つ接触が得られる場合には、スナツプリング３
４とピストン主体２８との間は若干の空隙を形成
しておくとピストン主体２８が油圧の作用力によ
り変形した場合にピストン主体２８の逃げの空隙
となる。

コンバータハウジング８には前記係合環２９の
環状係合部３１に対向する面に該係合部３１と平
行する出力軸９に垂直な係合面３６を環状に形成
し、該面３６に摩擦板３７を接着保持せしめる。
一方前記ピストン主体２８には前記環状係合部３
１に対向する部分に該係合部３１に向つて膨出す
る膨出部３８を、出力軸９を中心とした環状に形
成せしめる。該膨出部３８はピストン主体２８の
軸方向移動により係合環３１が摩擦板３７に摩擦
係合するにあたり、ピストン主体２８に作用する
油圧の作用力を確実に係合環３１に伝達すること
を保証するものである。

前記ピストン２５とコンバータハウジング８と
の間の圧力室４０には前記すべり軸受２４の側面
に形成した油溝４１、および出力軸９に形成した
油孔４２，４３を介して出力軸９と固定軸１３と
の間の油路４４に連通され、圧力油供給源から矢
印Ａ方向に前記油路４４に供給される作動油は圧
力室４０に供給されてピストン主体２８を図の右
方に押し、係合環２９の環状係合部３１を摩擦板
３７から離脱せしめてクラツチ・オフの状態と
し、係合環２９の円筒状部３０とコンバータハウ
ジング８との隙間を通つて流体トルクコンバータ
１を作動せしめている作動油に混合し、該トルク
コンバータ１と圧力油供給源とを連通する油路４
５から余剰の作動油は排出される。

一方入力軸と前記出力軸９とを機械的に直結し
たいときは、前記圧力室４０に連通する油路４４
をドレインに連結するとともに、前記固定軸１３
の外周に形成した前記油路４５に圧力作動油を加
えるときは、油路４５からの作動油は矢印Ｂに沿
つてトルクコンバータ１内に流入し、トルクコン
バータ１の内圧は上昇し、矢印Ｃに示すようにピ
ストン主体２８を図の左方に押圧する。この際係
合環２９の円筒状部３０とコンバータハウジング
８の間隙より圧力室４０へ流入する作動油の流れ
もあるが、圧力室４０はドレインに連結されてい
るので、ピストン主体２８に作用する圧力は容易
に係合環２９の環状係合部３１を摩擦材３７に押
圧しクラツチ・オンの状態とする。環状係合部３
１が摩擦材３７を介してコンバータハウジング８
に摩擦係止せしめられると、係合環２９の円筒状
部３０は係合用歯列３２，２３を介して駆動板２
０と連結されているので、タービンランナ３はポ
ンプインペラ２と機械的に連結され、出力軸９は
入力軸と機械的に連結される。スプリング２２は
このクラツチ係合の際の衝撃を緩和させるもので
ある。

本発明における前記ピストン２５はピストン主
体２８および係合環２９の２個の部分に分割さ
れ、係合環２９はピストン主体２８の周縁にＯリ
ング３３とスナツプリング３４により液密的に係
止されているのみのものであるから、クラツチ係
合時に仮にピストン主体２８が作動油の圧力によ
り撓んだとしても、係合環２９にピストン主体２
８の撓みは伝達されないから、係合環２９の環状
係合部３１は摩擦材３７を介して係合面３６に常
時正対して圧接せしめられるので、クラツチ性能
は不変に維持せられ、かつピストン主体２８の摺
動中係合環２９の円筒状部３０に形成した係合用
歯列３２はタービンランナ３に支承せしめた駆動
板２０の係合用歯列２３とスプライン嵌合を維持
している。またクラツチ係合時にピストン主体２
８に作用する液圧はピストン主体２８の外周縁ま
たは該ピストン主体２８に環状に形成した膨出部
を介して係合環２９に伝達されるので、ピストン
２５をピストン主体２８および係合環２９に分割
してもクラツチ係合力を弱めることはない。そし
てピストン主体２８の外周縁とスナツプリング３
４との間に若干の空隙を形成しておくときは、ピ
ストン主体２８が作動油圧力で軸方向に変形した
とき、その変形に伴う反力を係合環２９に加える
ことがない。さらに前記係合環２９の環状係合部
３１は出力軸９の軸を中心とする円錐面に形成す
る場合は、コンバータハウジング８の係合面３６
との間にコーンクラツチを形成せしめることもで
きる。

以上実施例に基いて詳細に説明したように、本
発明は入力軸に連結されたポンプインペラと出力
軸に連結されたタービンランナとを少くとも具備
するトルクコンバータにおいて、コンバータハウ
ジングとタービンランナとの間に前記出力軸に関
しほぼ垂直な面内に配設されて前記タービンラン
ナと一体的に回転すべく該タービンランナに支承
せしめられ、かつ外周縁に係合用歯列を形成せし
めた環状の駆動板と、前記ハウジングと駆動板と
の間に前記出力軸またはタービンランナと液密に
軸方向に摺動自在に設けられたピストンとを有せ
しめ、該ピストンの軸方向摺動によつて該ピスト
ンとコンバータハウジングを機械的に直結または
相互に回転自在の状態とする液圧式クラツチを形
成せしめたものであつて、特に前記ピストンを、
前記出力軸またはタービンランナとその内周縁に
より摺動自在であつて、前記出力軸に関しほぼ垂
直面内に配設された環状のピストン主体と、該ピ
ストン主体の外周縁に液密に止着せしめられ、自
由端縁に前記駆動板の係合歯列に係合する歯列を
形成した円筒状部と該円筒状部の他端から前記出
力軸にほぼ垂直な面内に延在する環状係合部とを
形成した係合環との２個の部材に分割し、ピスト
ン主体は該ピストン主体に作用する液圧を係合環
に伝達する役割を、係合環は伝達された圧力によ
つてコンバータハウジング内壁に前記環状係合部
に平行するように形成された係合面と摩擦材を介
してクラツチ作用をする役割および前記駆動板と
スプライン係合する役割を分担せしめたものであ
る。

このように構成したことによりピストンは一体
成形する従来の場合に比して成形が容易となり、
直径の大なる、クラツチ係合面の大なるピストン
が容易に構成でき、ロツクアツプ・クラツチの容
量を大に構成できるとともに、容量を大にしたク
ラツチのピストンに生じやすいピストンの作動圧
に基く撓みを生じても、その撓みを係合環に伝達
しないから常に設計容量のクラツチ作用を奏する
ことができ、かつ駆動板との間のスプライン係合
にも前記撓みによる変化を及ぼさないものであ
る。そして係合環はクラツチ主体と別体に形成せ
しめられているから、環状係合部３１の出力軸９
に関する傾斜を容易に設定でき、該環状係合部を
出力軸に垂直な面にあらしめるほか、該出力軸に
若干傾斜をもたせた円錐面に形成し、該環状係合
部と平行面のコンバータハウジングの係合面との
間にコーンクラツチを形成せしめることも可能で
あるほか、前記駆動板の係合用歯列との間のスプ
ライン係合用の歯列に十分な強度をもたせること
を可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例の要部断面図である。 なお図中、１はトルクコンバータ、２はそのポ
ンプインペラ、３はそのタービンランナ、４はそ
のステータ、８はコンバータハウジング、９は出
力軸、１５は支持板、２０は駆動板、２３はその
係合用歯列、２５はピストン、２８はそのピスト
ン主体、２９はその係合環、３０はその円筒状
部、３１はその環状係合部、３３はＯリング、３
４はスナツプリング、３６はコンバータハウジン
グの係合面、３７は摩擦板、４０は圧力室、を
夫々示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力軸に連結されたコンバータハウジングの
   周縁部にその周縁部を連結せしめられたポンプイ
   ンペラと、前記ハウジングの内側に配設せしめら
   れて出力軸に連結されたタービンランナとを少く
   とも具備するコンバータと、 前記ハンジングとタービンランナとの間に前記
   出力軸に関しほぼ垂直な面内に配設されて前記タ
   ービンランナと一体的に回転すべく該タービンラ
   ンナに支承せしめられ、かつ外周縁に係合用歯列
   を形成せしめられた環状の駆動板と、 前記ハウジングと駆動板との間に前記出力軸に
   関しほぼ垂直な面内に配設され、その内周縁にお
   いて前記出力軸またはタービンランナと液密に軸
   方向に摺動自在に設けられた環状のピストン主体
   および該ピストン主体の外周縁に液密に止着せし
   められ、自由端縁に前記駆動板の係合用歯列に係
   合する歯列を形成した円筒状部と、該円筒状部の
   他端から前記出力軸にほぼ垂直な面内に延在する
   環状係合部とを形成した係合環とからなるピスト
   ンと、 前記コンバータハウジングの内壁において、前
   記ピストンの環状係合部と軸方向に対向する部分
   に該環状係合部と平行するように形成された係合
   面と、 前記ピストンの環状係合部または前記ハウジン
   グの係合面の少くとも一方に固着せしめた摩擦部
   材とから成り、 前記ピストンと前記ハウジングとにより液圧式
   クラツチを形成せしめたことを特徴とするロツク
   アツプ・トルクコンバータ。 ２ 前記ピストンの係合環は、前記出力軸にほぼ
   平行に延在する円筒状部と、前記出力軸にほぼ垂
   直な面内に直径方向内方に延在する環状係合部と
   を有するＬ字状断面を有し、前記ピストン主体は
   その外周縁は前記係合環の円筒状部内周縁にスナ
   ツプリングにより係止せしめられ、かつ前記係合
   環の環状係合部と前記ピストン主体の外周縁部と
   の間に介装せしめられた弾性的な液密部材の弾力
   によつて前記スナツプリングに緩く圧接せしめら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載のロツクアツプ・トルクコンバータ。 ３ 前記ピストンの係合環は、前記出力軸にほぼ
   平行に延在する円筒状部と、前記出力軸にほぼ垂
   直な面内に直径方向内方に延在する環状係合部と
   を有するＬ字状断面を有し、前記ピストン主体の
   外周縁に環状の凹所を形成し、前記係合環の折曲
   部とピストン主体の環状凹所との間にＯリング等
   弾性を有する液密部材を支承せしめ、該液密部材
   の当接するピストン主体外周縁の反対面は前記係
   合環の内周面に係止せしめたスナツプリングを係
   止せしめ、かつ該スナツプリングと前記ピストン
   主体外周縁との間に若干の空隙を形成せしめたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のロ
   ツクアツプ・トルクコンバータ。 ４ 前記ピストンのピストン主体には前記係合環
   の環状係合部と対応する直径位置に、前記環状係
   合部に向つて膨出する突起を前記出力軸を中心と
   する環状に形成せしめ、前記ピストン主体の一方
   向摺動時に前記環状の突起が前記係合環と前記ハ
   ウジングの環状係合部との間の前記摩擦部材を介
   しての摩擦係合を保証せしめることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載のロツクアツプ・ト
   ルクコンバータ。 ５ 前記コンバータハウジングと前記クラツチ主
   体の一側面との間の空間は前記出力軸に設けられ
   た第１の油路と連通せしめられ、前記クラツチ主
   体の他側面はコンバータの前記インペラおよびタ
   ービンランナ内の循環室に連通すしめられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   ロツクアツプ・トルクコンバータ。 ６ 前記環状の駆動板は前記タービンに固着せし
   めた環状の支持体の周縁部に周方向に弾発するバ
   ネを介して支承せしめられていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のロツクアツプ・
   トルクコンバータ。