JPH05126230A - 自動変速機のロツクアツプ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 確実に遮断状態に切り換えることができ、エ
ンジンストール等の種々の不具合を未然に防止する。 【構成】 環状の圧接面６ａ，１６ａが対向して形成さ
れたフランジ６及びピストン１６と、インプットシャフ
ト１１と接続されて前記両圧接面６ａ，１６ａ間に位置
するクラッチディスク２３と、フランジ側圧接面６ａに
形成された環状の溝３１と、フランジ側圧接面６ａと反
対面側とを連通する貫通孔４１とを設け、接続状態から
遮断状態への切換時には、フランジ側圧接面６ａが溝３
１により複数に分割されているため、クラッチディスク
２３との間にＡＴフルードが流入し易く、かつ、フラン
ジ側圧接面６ａに貫通孔４１を経て反対面側のＡＴフル
ードが供給されて、その圧力でクラッチディスクとの離
間が積極的に行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動変速機に関するもの
で、特に、燃費向上等を目的として所定の走行条件のと
きに、エンジン側と変速機のインプット車側とをトルク
コンバータを介さずに機械的に直結する自動変速機のロ
ックアップ機構に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来のこの種の自動変速機のロックアップ
機構として、図１０乃至図１２に示すものを挙げること
ができる。

【０００３】図１０は従来の自動変速機のロックアップ
機構の全体構成を示す断面図、図１１は従来の自動変速
機のロックアップ機構の遮断状態を示す部分拡大断面
図、図１２は従来の自動変速機のロックアップ機構の接
続状態を示す部分拡大断面図である。なお、図において
左方がエンジン側であり、右方が変速機側である。

【０００４】図に示すように、エンジンのクランクシャ
フト１の後端にはドライブプレート２が固定され、その
ドライブプレート２の後面にはトルクコンバータ３が図
示しないボルトで装着されている。トルクコンバータ３
のハウジングは、エンジン側の第１のハウジング４と変
速機側の第２のハウジング５とから構成され、両ハウジ
ング４，５はリング状のフランジ６を介装した状態でボ
ルト７で相互に結合されている。第１のハウジング４の
エンジン側の面には中心に嵌合部８が突設され、その嵌
合部８は前記クランクシャフト１の後端にインロー嵌合
してトルクコンバータ３を位置決めしている。また、第
１のハウジング４の変速機側の面には、中心に円柱状の
ボス部９が突設され、そのボス部９には嵌合孔１０が形
成されている。

【０００５】前記トルクコンバータ３内には、第２のハ
ウジング５を貫通して前記エンジンのクランクシャフト
１と同軸上に変速機のインプットシャフト１１が挿入さ
れ、インプットシャフト１１の先端は、第１のハウジン
グ４の嵌合孔１０内に回転可能に挿入されている。トル
クコンバータ３内において、インプットシャフト１１の
先端部にはタービンランナ１２がスプライン嵌合され、
そのタービンランナ１２は、前記第２のハウジング５に
設けられたポンプインペラ１３と相対向している。ま
た、タービンランナ１２とポンプインペラ１３との間に
おいて、インプットシャフト１１にはワンウェイクラッ
チ１４を介してステータ１５が支持されている。

【０００６】前記第１のハウジング４は、変速機側に開
口するごく浅い有底円筒状をなし、その第１のハウジン
グ４内にはリング状の極めて薄いピストン１６が嵌入さ
れ、このピストン１６の外周付近に形成されたピストン
側圧接面１６ａは、前記フランジ６のフランジ側圧接面
６ａに対し所定間隔をおいて相対向している。このピス
トン１６の外周面と第１のハウジング４の内周面との間
にはＯリング１７が介装され、同様に、ピストン１６の
内周面と第１のハウジング４のボス部９の外周面との間
にはＯリング１８が介装されている。その結果、ピスト
ン１６は第１のハウジング４内でインプットシャフト１
１の軸方向に僅かに移動可能して、そのピストン側圧接
面１６ａがフランジ側圧接面６ａに対して接離するよう
になっている。以下、ピストン１６より変速機側の大容
量の空間をコンバータ室１９とし、ピストン１６よりエ
ンジン側の小容量の薄い空間を加圧室２０とする。

【０００７】前記タービンランナ１２の中心部には第１
の油通路２１が形成され、この第１の油通路は、図示し
ない変速機のオイルポンプからのＡＴフルードを前記コ
ンバータ室１９に導入して、トルクコンバータ３の作動
に供するようになっている。また、前記第１のハウジン
グ４には第２の油通路２２が形成され、この第２の油通
路２２は、前記オイルポンプからのＡＴフルードを図示
しない制御バルブの切換動作に応じて前記加圧室２０に
導入するようになっている。

【０００８】また、前記タービンランナ１２の中心部に
は、ロックアップ用のクラッチディスク２３がインプッ
トシャフト１１の軸方向に移動可能にスプライン嵌合さ
れ、クラッチディスク２３の外周のフェーシング２４
は、前記フランジ側圧接面６ａとピストン側圧接面１６
ａとの間に位置している。なお、このクラッチディスク
２３は接続時の衝撃を緩和するダンパコイル２５を備え
ている。

【０００９】次に、上記のように構成された自動変速機
のロックアップ機構の動作を説明する。

【００１０】このロックアップクラッチは、通常、ドラ
イバーの好みに応じて設けたメモリマップに格納したシ
フトパターンの、“エコノミー”，“ノーマル”，“パ
ワー”の設定により、車速及びスロットル開度に応じた
シフトパターンによって制御されるが、基本的に、自動
変速機のシフト位置がニュートラルレンジやリバースレ
ンジであるとき、或いはシフト位置がドライブレンジで
変速段がローであるときに、遮断状態に保持され、一
方、それ以外のシフト位置のときには、接続状態に保持
されるようになっている。以下、その詳細を説明する。

【００１１】ロックアップ機構の遮断状態においては、
前記加圧室２０内にはＡＴフルードが供給されず低圧に
保たれる。したがって、コンバータ室１９の内圧により
ピストン１６はエンジン側に移動し、ピストン側圧接面
１６ａとフランジ側圧接面６ａとの間隔が拡大されて、
両圧接面６ａ，１６ａはクラッチディスク２３のフェー
シング２４から離間する。その結果、エンジンのクラン
クシャフト１の回転力はポンプインペラ１３からタービ
ンランナ１２、インプットシャフト１１を経て変速機に
伝達される。なお、周知のように、トルクコンバータ３
には滑りが生じ、インプットシャフト１１の回転数はエ
ンジン回転数より若干低くなる。

【００１２】このとき、フランジ側圧接面６ａ及びピス
トン側圧接面１６ａとクラッチディスク２３のフェーシ
ング２４との間には、矢印で示すように、遠心力により
ＡＴフルードがクラッチディスク２３の中心側より導入
されて外周方向に流され、フランジ６に適当な間隔で貫
設された排出孔２６を経てコンバータ室１９に排出され
る。

【００１３】また、ロックアップ機構の接続状態におい
ては、制御バルブの切換動作に伴い第２の油通路２２を
経て加圧室２０内に所定圧のＡＴフルードが供給され
る。したがって、加圧室２０が昇圧されてピストン１６
を変速機側に移動させ、ピストン側圧接面１６ａがフラ
ンジ側圧接面６ａとの間でフェーシング２４を挾持す
る。その結果、エンジンのクランクシャフト１の回転力
はフランジ６及びピストン１６、クラッチディスク２
３、インプットシャフト１１を経て機械的に変速機に伝
達される。つまり、このときにはエンジン回転数とイン
プットシャフト１１の回転数とが等しくなり、トルクコ
ンバータ３の滑りによる車両の燃費悪化等が未然に防止
される。

【００１４】一方、走行条件が変更されて、ロックアッ
プ機構が接続状態から再び遮断状態に切り換えられると
きには、加圧室２０内へのＡＴフルードの供給が中止さ
れ、コンバータ室１９の内圧によりピストン１６がエン
ジン側に移動する。したがって、ピストン側圧接面１６
ａとフランジ側圧接面６ａとの間隔が拡大されて、両圧
接面６ａ，１６ａがフェーシング２４から離間し、前記
したロックアップ機構による伝達が中止されてトルクコ
ンバータ３の伝達に切り換えられる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の自動変速機
のロックアップ機構では、自動変速機のセレクトポジシ
ョンをＮレンジからＤレンジ或いはＮレンジからＲレン
ジにシフトしたとき、エンジン回転の乱れ、エンジンス
トールが起きる場合がある。これには種々の理由が考え
られるが、次のようなことが考えられる。

【００１６】図１１に示すように、ロックアップ機構の
遮断状態において、コンバータ室１９内の油は遠心力に
よってフェーシング２４と圧接面６ａ間及びフェーシン
グ２４と圧接面１６ａ間を経て排出孔２６を通流する
が、フェーシング２４と圧接面１６ａ間の油の流れはピ
ストン１６の側面に沿って通流するので、フェーシング
２４と圧接面６ａ間よりも多くなり、このため、フェー
シング２４が圧接面６ａに接触してひきずりが起きる。
その結果、自動変速機のセレクトポジションを、例え
ば、ＮレンジからＤレンジにシフトしたとき、ひきずり
によってエンジンに大きな負荷が加わり、エンジン回転
の乱れ、エンジンストールが起きる。

【００１７】そこで、本発明は確実に遮断状態に切り換
えることができ、エンジンストール等の種々の不具合を
未然に防止することができる自動変速機のロックアップ
機構の提供を課題とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
自動変速機のロックアップ機構は、環状の圧接面が相互
に対向して形成されたフランジ及びピストンと、変速機
のインプットシャフトと接続されるとともに、前記両圧
接面間に位置するクラッチディスクとを設けたものにお
いて、前記両圧接面のいずれかに、周方向に環状に連続
する溝を設けたものである。

【００１９】請求項２の発明にかかる自動変速機のロッ
クアップ機構は、第１の発明のロックアップ機構に加え
て、溝内に圧接面側と反対面側とを連通する貫通孔を設
けたものである。

【００２０】

【作用】請求項１の発明においては、圧接面は溝によっ
て複数に分割されているため、ロックアップ機構の接続
状態から遮断状態への切換時には、圧接面とクラッチデ
ィスクとの間にＡＴフルードが流入し易く、離間が容易
となる。

【００２１】請求項２の発明においては請求項１の発明
の作用に加えて、圧接面とその反対面側とが貫通孔によ
って連通しているため、ロックアップ機構の接続状態か
ら遮断状態への切換時には、反対面側のＡＴフルードが
貫通孔を通じて圧接面側に供給されて、その圧力により
圧接面とクラッチディスクとを積極的に離間させること
が可能となる。

【００２２】

【実施例】

〈第一実施例〉以下、本発明の第一実施例を説明する。

【００２３】図１は本発明の第一実施例である自動変速
機のロックアップ機構の遮断状態を示す部分拡大断面
図、図２は本発明の第一実施例である自動変速機のロッ
クアップ機構のフランジ側圧接面を示す正面図である。
なお、本実施例の自動変速機のロックアップ機構の全体
的な構成は従来技術で説明したロックアップ機構と同様
である。特に、本実施例では相違点を重点的に説明す
る。

【００２４】図に示すように、本実施例のロックアップ
機構は従来技術で説明したロックアップ機構に対してフ
ランジ６の形状が相違しており、フランジ側圧接面６ａ
には、断面半円状の溝３１が周方向に環状に連続して形
成されている。したがって、フランジ側圧接面６ａは溝
３１により内周側と外周側とに２分割されている。

【００２５】次に、上記のように構成された本実施例の
自動変速機のロックアップ機構の動作を説明する。

【００２６】ロックアップ機構の接続状態から遮断状態
への切換時においては、ピストン１６のエンジン側への
移動に伴なってピストン側圧接面１６ａがフランジ側圧
接面６ａから離間するとともに、フェーシング２４の外
周付近のＡＴフルードが、遠心力により排出孔２６を経
てコンバータ室１９内に排出され始める。したがって、
フェーシング２４と両圧接面６ａ，１６ａとの間、特
に、排出孔２６により接近したフランジ側圧接面６ａと
フェーシング２４との間に大きな負圧が発生し、その負
圧はフェーシング２４がフランジ側圧接面６ａから離間
するのを妨げる方向に作用する。

【００２７】ところで、周知のように、液体中で相互に
密着した２平面を離間させる場合は、平面の面積が狭い
ほど、境界に液体が流入し易いため離間が容易となり、
仮に、同一面積であれば、平面を複数に分割した方が１
平面の場合に比較して離間が容易となる。

【００２８】本実施例においては、前記したようにフラ
ンジ側圧接面６ａが溝３１によって２分割されているた
め、その圧接面６とクラッチディスク２３のフェーシン
グ２４との間にＡＴフルードが流入し易く、離間が容易
となる。なお、ピストン側圧接面１６ａには溝３１が形
成されていないが、この側は発生する負圧が小さいた
め、フェーシング２４の密着が生じる虞はない。

【００２９】したがって、ロックアップ機構が接続状態
から遮断状態に切り換えられたときには、フェーシング
２４は前記負圧の影響を受けることなく、いずれの圧接
面６ａ，１６ａとも密着せずに十分な間隔をおいて離間
する。よって、フェーシング２４と圧接面６ａ，１６ａ
との密着による動力伝達が防止されるだけでなく、フェ
ーシング２４と圧接面６ａ，１６ａが十分に離間してい
ることから、ＡＴフルードを介して行われる動力伝達も
未然に防止され、ロックアップ機構が確実に遮断状態に
切り換えられる。

【００３０】このように本実施例は、エンジンのクラン
クシャフト１に固定されたトルクコンバータ３の第１の
ハウジング４及び第２のハウジング５内に設けられ、環
状のフランジ側圧接面６ａが形成されたフランジ６と、
前記第１のハウジング４及び第２のハウジング５内に、
前記クランクシャフト１の軸方向に移動可能に設けら
れ、前記フランジ側圧接面６ａに対し所定間隔をおいて
相対向する環状のピストン側圧接面１６ａが形成された
ピストン１６と、円板状をなして前記第１のハウジング
４及び第２のハウジング５内に配設され、中心部に変速
機のインプットシャフト１１が接続されるとともに、外
周のフェーシング２４が前記フランジ側圧接面６ａ及び
ピストン側圧接面１６ａの間に位置するクラッチディス
ク２３と、前記フランジ側圧接面６ａに、周方向に環状
に連続して形成された溝３１とを具備している。

【００３１】したがって、溝３１によってフランジ側圧
接面６ａが２分割されて、クラッチディスク２３のフェ
ーシング２４との間にＡＴフルードが流入し易くなり、
接続状態から遮断状態への切換時には、負圧によるフラ
ンジ側圧接面６ａとフェーシング２４との密着現象が未
然に防止される。故に、確実に遮断状態に切り換えるこ
とができ、従来のロックアップ機構のように、動力伝達
の継続により、ドライブレンジでの停車時にエンジンが
ストールする等の不具合を未然に防止することができ
る。

【００３２】ところで、上記実施例の溝はフランジ側圧
接面６ａに周方向に環状に連続して形成された断面半円
状の１本の溝３１として構成されているが、本発明を実
施する場合には、これに限定されるものではなく、フラ
ンジ側圧接面６ａを内周側と外周側とに複数分割できる
ものであればよい。したがって、例えば、溝３１の断面
形状を四角形状や三角形状に変更したり、或いは、複数
の環状の溝３１を同心円に形成したりしてもよい。

【００３３】〈第二実施例〉以下、本発明の第二実施例
を説明する。

【００３４】図３は本発明の第二実施例である自動変速
機のロックアップ機構の遮断状態を示す部分拡大断面
図、図４は本発明の第二実施例である自動変速機のロッ
クアップ機構のフランジ側圧接面を示す正面図である。
なお、本実施例の自動変速機のロックアップ機構の全体
的な構成は第一実施例で説明したロックアップ機構と同
様である。特に、本実施例では相違点を重点的に説明す
る。

【００３５】図に示すように、本実施例のロックアップ
機構は第一実施例で説明したロックアップ機構に対して
フランジ６の形状が相違しており、フランジ側圧接面６
ａの溝３１内の等分８個所には、圧接面６ａ側と反対面
側とを連通するように貫通孔４１が貫設されている。な
お、本実施例の各貫通孔４１は、フランジ側圧接面６ａ
と完全に直交している。

【００３６】次に、上記のように構成された本実施例の
自動変速機のロックアップ機構の動作を説明する。

【００３７】ロックアップ機構の接続状態から遮断状態
への切換時においては、第一実施例と同様に、フランジ
側圧接面６ａが溝３１によって２分割されているため、
ＡＴフルードの流れによる負圧の影響を受けることな
く、フランジ側圧接面６ａとクラッチディスク２３のフ
ェーシング２４との離間が容易となる。

【００３８】加えて、フランジ側圧接面６ａとその反対
面側とが貫通孔４１によって連通しているため、譬えＡ
Ｔフルードの流れによってフランジ側圧接面６ａとフェ
ーシング２４との間に負圧が発生しても、新たなＡＴフ
ルードが貫通孔４１を通じてコンバータ室１９内から供
給され、圧接面６ａとフェーシング２４との間の圧力が
高められる。よって、フランジ側圧接面６ａとフェーシ
ング２４とを積極的に離間させることが可能となる。

【００３９】このように本実施例は第一実施例に加え
て、溝３１内に形成されて、フランジ側圧接面６ａと反
対面側とを連通する８つの貫通孔４１を具備している。

【００４０】したがって、接続状態から遮断状態への切
換時には、フランジ側圧接面６ａとフェーシング２４と
の間に、貫通孔４１を経てコンバータ室１９内のＡＴフ
ルードが供給されて圧力が高められ、その圧力によりフ
ランジ側圧接面６ａとフェーシング２４とを積極的に離
間させることができる。故に、第一実施例に比較して、
遮断状態への切換をより確実に行なうことができる。

【００４１】図５は本発明の第二実施例である自動変速
機のロックアップ機構と従来のロックアップ機構の特性
を示す特性図である。なお、この特性図において、実施
例のロックアップ機構の特性は破線で示され、従来のロ
ックアップ機構の特性は実線で示されている。

【００４２】図に示すように、本実施例のロックアップ
機構は従来のものと比較して、特に低回転域でのトルク
比が向上し、ロックアップ機構の遮断状態への切換が確
実に行なわれていることがわかる。

【００４３】ところで、上記実施例の貫通孔は溝３１内
の等分８個所に形成された貫通孔４１として構成されて
いるが、本発明を実施する場合には、これに限定される
ものではなく、フランジ圧接面６ａ側と反対面側とを連
通して、コンバータ室１９内のＡＴフルードをフランジ
圧接面６ａとフェーシング２４との間に供給できるもの
であればよい。したがって、例えば、貫通孔４１の本数
を変更したり、貫通孔４１をフランジ圧接面６ａに対し
て所定角度傾斜させたりしてもよい。

【００４４】図６及び図７は本発明の第二実施例である
自動変速機のロックアップ機構の貫通孔の別例を示す部
分拡大断面図である。

【００４５】図に示すように、貫通孔４１をクラッチデ
ィスク２３の半径方向に傾斜させた場合には、遠心力の
影響によりＡＴフルードの流れを活発化することができ
る。特に、図７に示すように、貫通孔４１のコンバータ
室１９側を中心側に位置させた場合には、ＡＴフルード
の流量を増大させて、フランジ圧接面６ａとフェーシン
グ２４との間の圧力をより高めることができる。

【００４６】図８及び図９は本発明の第二実施例である
自動変速機のロックアップ機構の貫通孔の別例を示す図
３のＸ−Ｘ線に対応する断面図である。

【００４７】図に示すように、貫通孔４１をクラッチデ
ィスク２３の周方向に傾斜させた場合には、フランジ６
の回転力の影響によりＡＴフルードの流れを活発化する
ことができる。特に、図８に示すように、貫通孔４１の
コンバータ室１９側を、矢印ａで示すクラッチディスク
２３の回転方向の前方に位置させた場合には、ＡＴフル
ードの流量を増大させて、フランジ圧接面６ａとフェー
シング２４との間の圧力をより高めることができる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明の自動変
速機のロックアップ機構は、環状の圧接面が相互に対向
して形成されたフランジ及びピストンと、変速機のイン
プットシャフトと接続されるとともに、前記両圧接面間
に位置するクラッチディスクと、前記両圧接面のいずれ
かに、周方向に環状に連続して形成された溝とを具備し
ているため、自動変速機のセレクトポジションをＮレン
ジからＤレンジ或いはＮレンジからＲレンジにシフトし
たときでも、クラッチディスクのフェージングのひきず
りが発生しないので、エンジンストール等の種々の不具
合を未然に防止することができる。

【００４９】また、請求項２の発明の自動変速機のロッ
クアップ機構は、請求項１の発明のロックアップ機構に
加えて、溝内に圧接面側と反対面側とを連通する貫通孔
を具備しているため、自動変速機のセレクトポジション
をＮレンジからＤレンジ或いはＮレンジからＲレンジに
シフトしたときでも、クラッチディスクのフェージング
のひきずりが発生しないので、エンジンストール等の種
々の不具合を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第一実施例である自動変速機の
ロックアップ機構の遮断状態を示す部分拡大断面図であ
る。

【図２】図２は本発明の第一実施例である自動変速機の
ロックアップ機構のフランジ側圧接面を示す正面図であ
る。

【図３】図３は本発明の第二実施例である自動変速機の
ロックアップ機構の遮断状態を示す部分拡大断面図であ
る。

【図４】図４は本発明の第二実施例である自動変速機の
ロックアップ機構のフランジ側圧接面を示す正面図であ
る。

【図５】図５は本発明の第二実施例である自動変速機の
ロックアップ機構と従来のロックアップ機構の特性を示
す特性図である。

【図６】図６は本発明の第二実施例である自動変速機の
ロックアップ機構の貫通孔の別例を示す部分拡大断面図
である。

【図７】図７は本発明の第二実施例である自動変速機の
ロックアップ機構の貫通孔の別例を示す部分拡大断面図
である。

【図８】図８は本発明の第二実施例である自動変速機の
ロックアップ機構の貫通孔の別例を示す図３のＸ−Ｘ線
に対応する断面図である。

【図９】図９は本発明の第二実施例である自動変速機の
ロックアップ機構の貫通孔の別例を示す図３のＸ−Ｘ線
に対応する断面図である。

【図１０】図１０は従来の自動変速機のロックアップ機
構の全体構成を示す断面図である。

【図１１】図１１は従来の自動変速機のロックアップ機
構の遮断状態を示す部分拡大断面図である。

【図１２】図１２は従来の自動変速機のロックアップ機
構の接続状態を示す部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１ クランクシャフト ３ トルクコンバータ ４ 第１のハウジング ５ 第２のハウジング ６ フランジ ６ａ フランジ側圧接面 １１ インプットシャフト １６ ピストン １６ａ ピストン側圧接面 ２３ クラッチディスク ２４ フェーシング ３１ 溝 ４１ 貫通孔

フロントページの続き (72)発明者 木村 逸郎 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのクランクシャフトに固定され
   たトルクコンバータのハウジング内に設けられ、環状の
   フランジ側圧接面が形成されたフランジと、 前記ハウジング内に、前記クランクシャフトの軸方向に
   移動可能に設けられ、前記フランジ側圧接面に対し所定
   間隔をおいて相対向する環状のピストン側圧接面が形成
   されたピストンと、 円板状をなして前記ハウジング内に配設され、中心部に
   変速機のインプットシャフトが接続されるとともに、外
   周のフェーシングが前記フランジ側圧接面及びピストン
   側圧接面の間に位置するクラッチディスクと、 前記フランジ側圧接面またはピストン側圧接面のいずれ
   かに、周方向に環状に連続して形成された溝とを具備す
   ることを特徴とする自動変速機のロックアップ機構。
2. 【請求項２】 溝内に形成されて、フランジまたはピス
   トンの圧接面側と反対面側とを連通する貫通孔を具備す
   る請求項１に記載の自動変速機のロックアップ機構。