JPH0626561A - トルクコンバータのロックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トルクコンバータのロックアップ装置連結時
に生じるトルク変動を効果的に吸収する。 【構成】 トルクコンバータ１は、クランクシャフト２
８に連結され内部に液体が充填された油室を形成するフ
ロントカバー３と、前記油室内に配置され出力軸に連結
されたタービン５とを含んでいる。ロックアップ装置７
は、ピストン１２と、粘性ダンパー機構１３とを備えて
いる。ピストン１２は、タービン５とフロントカバー３
との間に軸方向に移動自在に配置され、フロントカバー
３に圧接可能な円板状部材である。粘性ダンパー機構１
３は、前記油室内の液体を作動流体として共有し、ピス
トン１２とタービン５とは作動流体を介して連結されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロックアップ装置、特
に、トルクコンバータのフロントカバーとタービンとを
連結するロックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トルクコンバータは、３種の羽根車（ポ
ンプ，タービン，ステータ）を内部に有し、内部の液体
により動力を伝達する装置である。ポンプは、入力側部
材に連結されたフロントカバーに固定されており、ポン
プからの流込む液体により駆動されるタービンは出力側
部材に連結されている。

【０００３】トルクコンバータの内部において、タービ
ンとフロントカバーとの間にロックアップ装置が配置さ
れたものがある。ロックアップ装置は、フロントカバー
とタービンとを機械的に連結し、フロントカバーから出
力側部材に回転力を直接伝達するためのものである。特
開昭５９−６４６３号に開示されたロックアップ装置に
は、フロントカバーと出力軸とが機械的に連結されたと
きに伝えられるトルク変動を吸収する目的で粘性流体継
手が使用されている。この粘性流体継手は、シール部材
により密閉された流体室を有し、その内部に作動油が充
填されている。液体室内では、フロントカバーに連結さ
れた部材と出力軸側のハブに連結された部材との両方に
複数の円環状の突起物が形成されている。これらの複数
の突起物は、両部材が円周方向に回転可能なように互い
に差し込まれている。ロックアップ装置がフロントカバ
ーに連結されると、液体室内部の流体を介して出力側の
ハブが回転させられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の粘性流体継
手を有するロックアップ装置では、流体室内部の作動油
は密封されているために高温になりやすく、劣化しやす
い。劣化すると粘性が変化し、所望の特性が得られなく
なる。また、密封式のためにシール部材が必要になり、
しかも耐熱性の良好なシール部材を用いる必要があるた
めに、高価になる。

【０００５】また、前記従来の装置では、入力側の部材
と出力側の部材とが互いに差し込まれる構造であるた
め、加工が複雑となり、しかも厳しい加工精度が要求さ
れる。さらに、組付誤差が大きい場合には互いに接触し
てしまうため、組付精度も厳しく管理する必要があり、
装置全体が高価になってしまう。本発明の目的は、粘性
を介して動力を伝達するトルクコンバータのロックアッ
プ装置において、作動液体の劣化を抑え、長期にわたっ
て安定した特性を維持することにある。

【０００６】本発明の別の目的は、トルクコンバータの
ロックアップ装置において、安価な粘性ダンパー機構を
実現することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るトルク
コンバータのロックアップ装置は、入力側部材に連結さ
れたフロントカバーと、出力側部材に連結されたタービ
ンとを含むトルクコンバータに用いられる。このロック
アップ装置は、ピストンと、粘性ダンパー機構とを備え
ている。前記ピストンは、タービンとフロントカバーと
の間に軸方向に移動自在に配置され、前記フロントカバ
ーに圧接可能な円板状部材である。前記粘性ダンパー機
構は、油室内の液体を作動流体として共有し、ピストン
とタービンとを作動流体を介して連結している。

【０００８】第２の発明に係るトルクコンバータのロッ
クアップ装置は、入力側部材に連結されたフロントカバ
ーと、出力側部材に連結されたタービンとを含むトルク
コンバータに用いられる装置である。このロックアップ
装置は、円板状ピストンと、環状ケースと、スライダ
と、連結部材とを備えている。前記円板状ピストンは、
タービンとフロントカバーとの間に軸方向に移動自在に
配置され、フロントカバーに圧接可能な部材である。前
記環状ケースはピストンに固定され、仕切り壁により円
周方向に区画された複数の液体室を有している。前記ス
ライダは、環状ケースの液体室内に円周方向に移動自在
に配置され、液体室の周壁との間に所定の隙間を有して
いる。前記連結部材は、タービンとスライダとを連結し
ている。

【０００９】

【作用】第１の発明に係るトルクコンバータのロックア
ップ装置では、ロックアップ装置連結時に、入力側部材
の回転力は、フロントカバーから円板状ピストンと粘性
ダンパー機構とを介してタービンに伝達される。このた
め、ロックアップ装置に伝達されるトルク変動は、粘性
ダンパー機構により吸収される。

【００１０】しかも、粘性ダンパー機構の液体は、トル
クコンバータの油室内の液体と共有されているために循
環される。このため、冷却が容易となり、液体の劣化ま
たは減少を抑えることができる。また、シール部材が不
要となる。第２の発明に係るトルクコンバータのロック
アップ装置では、ロックアップ装置連結時に、入力側部
材の回転力はフロントカバーからピストン，液体，スラ
イダ及び連結部材を介してタービンに伝達される。入力
側部材からトルク変動が伝達されると、ピストン及び環
状ケースがスライダ及び連結部材に対して捩じれる。す
ると、液体室内でスライダーにより区画された両端部分
の一方から他方に、液体がスライダと液体室の周壁との
間の所定の隙間を通って流れる。このとき隙間内で発生
する摩擦抵抗により粘性減衰が行われ、その結果トルク
変動が吸収される。

【００１１】このような構成では、加工精度及び組付精
度を厳しく管理する必要がない。また、たとえ液体室内
部の流体が失われた場合でも、環状ケースの仕切り壁が
ピストンに当接することで動力の伝達は行われる。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の一実施例としてのロックア
ップ装置が採用されたトルクコンバータを示している。
この例では、トルクコンバータ１の前段に動力伝達装置
２が配置されている。なお、図１において、Ｏ−Ｏがト
ルクコンバータ機構１及び動力伝達装置２の回転中心線
である。

【００１３】トルクコンバータ１は、フロントカバー３
と、フロントカバー３の外周壁３ａに固定されたインペ
ラシェル４ａとで内部に作動油が充填された作動油室を
形成している。インペラシェル４ａは内周端部がインペ
ラハブ３１に固定されている。フロントカバー３の前方
（図１の左方）には、動力伝達装置２が固定され、動力
伝達装置２からエンジンからの駆動力がフロントカバー
４に入力されるようになっている。フロントカバー３の
半径方向外周側の内壁には、平坦な摩擦面３ｂが円環状
に形成されている。

【００１４】トルクコンバータ１内の作動油室には、ポ
ンプ４と、タービン５と、ステータ６と、ロックアップ
装置７とが配置されている。インペラシェル４ａの内部
には、複数のポンプブレード４ｂが固定されている。イ
ンペラシェル４ａとポンプブレード４ｂとによりポンプ
４が構成されている。ポンプ４と対向する位置には、タ
ービン５が配置されている。タービン５は、タービンシ
ェル５ａとタービンシェル５ａ上に固定された複数のタ
ービンブレード５ｂとにより構成されている。タービン
シェル５ａの内周端部は、タービンハブ８のフランジ部
８ａにリベット９により固定されている。タービンハブ
８は、内周部に出力軸（図示せず）と係合するスプライ
ン８ｂを有している。タービンシェル５ａの外壁の外周
部には、複数の折曲げ爪５ｃが固定されている。この折
曲げ爪５ｃがロックアップ装置７と係合し、ロックアッ
プ装置７からの回転力をタービン５に伝達するようにな
っている。

【００１５】ポンプ４の内周部とタービン５の内周部と
の間には、ステータ６が配置されている。ステータ６
は、タービン５からポンプ４へと戻される作動油の方向
を調整するものであり、円環状のステータキャリア６ａ
と、ステータキャリア６ａの外周面に形成された複数の
ステータブレード６ｂとから構成されている。ステータ
キャリア６ａはワンウェイクラッチ機構を介してインナ
ーレース１０に連結されている。

【００１６】ロックアップ装置７は、フロントカバー１
２とタービン５のタービンシェル５ａとの間に配置され
ている。このロックアップ装置７は、円板状のピストン
１２と粘性ダンパー機構１３とから主に構成されてい
る。ピストン１２は、内周端がタービンハブ９の外周端
に摺動自在に支持されている。ピストン１２の外周端に
は、フロントカバー３の摩擦面３ｂと対向する面に円環
状の摩擦部材２０が接着されている。ピストン１２は、
外周側端部に軸方向後方（図１の右方）に延びる筒状の
端壁１２ａを有している。

【００１７】粘性ダンパー機構１３は、ピストン１２の
端壁１２ａの内周側に配置されており、ケース１４を有
している。ケース１４は、円環状で、一方に開口を有す
る箱部材であり、端壁１２ａの内周にピストン１２と密
着して配置されている。ケース１４は、軸方向前方側が
開口しており、ピストン１２との間に所定の空間を形成
している。なお、ケース１４は円周方向複数箇所に前記
空間を円周方向において区画する仕切り壁１４ａを有し
ている。ケース１４の半径方向内周側には、図２に示す
ように、複数の突起部１４ｅが形成されている。この突
起部１４ｅが、図３に示すように、ピストン１２に形成
された孔に挿入されており、ケース１４はピストン１２
と一体回転する。

【００１８】図２から明らかなように、各仕切り壁１４
ａにより区画された空間内には、樹脂製の箱型スライダ
１５が配置されている。箱型スライダ１５の外周壁及び
内周壁は、ケース１４内部の外周壁及び内周壁と同様な
円弧形状であり、前記空間内を円周方向に移動可能とな
っている。なお、スライダ１５とケース１４の内周壁及
び外周壁との間には、小さな隙間１９が確保されてい
る。このスライダ１５により、前記空間が第１分室１４
ｂと第２分室１４ｃに分割されている。スライダ１５
は、仕切り壁１４ａに一端が固定されたトーションスプ
リング１６により両側から押され、前記空間内の中央に
位置決めされている。スライダ１５の軸方向後方には、
タービンシェル５ａから延びる折曲げ爪５ｃが挿入され
ており、両者は円周方向に一体回転するようになってい
る。ケース１４の軸方向後方の壁には、折曲げ爪５ｃが
両方向に所定の角度だけ移動できるように円周方向に延
びる孔が形成されている。

【００１９】ケース１４の第１分室１４ｂ及び第２分室
１４ｃの半径方向内周側には、外部に繋がる油路１４ｄ
が形成されている。図２及び図１から明らかなように、
油路１４ｄは、各分室側から出口に向かって流路面積が
大きくなるように形成されている。ケース１４の軸方向
後方には円環状係止板１７が配置されている。係止板１
７は、外周端がピストン１２の端壁１２ａに形成された
切欠きに挿入されており、内周端が複数のリベット１８
によりピストン１２に固定されている。係止板１７の折
曲げ爪５ｃに対応する位置には、折曲げ爪５ｃが所定の
角度だけ円周方向に移動できるように円周方向に延びる
孔１７ｃが形成されている。また、係止板１７の油路１
４ｄに対応する位置には、切起し１７ａが形成されてい
る。この切起し１７ａによって形成された切欠き１７ｂ
を通じて、油路１４ｄとトルクコンバータ１内の作動油
室が連通している。

【００２０】以上に説明したように、ピストン１２とタ
ービンシェル５ａとは、ケース１４，第１分室１４ｂ及
び第２分室１４ｃ内の作動油，スライダ１５，折曲げ爪
５ｃを介して連結されている。次に、動力伝達装置２に
ついて説明する。動力伝達装置２は、主に、第１円板プ
レート２１と、トーションスプリング２２と、第２円板
プレート２３とから構成されている。

【００２１】第１円板プレート２１の内周端は、フロン
トカバー３の内周端が固定された支持部材２４にカラー
２５を介して回転自在に支持されている。第１円板プレ
ート２１の外周端はフロントカバー３の外周端付近まで
延び、円周方向の複数箇所にナット２６が固定されてい
る。ナット２６には、エンジン側のクランクシャフト２
８に固定されたフレキシブルプレート２７が固定されて
おり、エンジン側からの回転力が第１円板プレート２１
に伝達されるようになっている。第１円板プレート２１
の半径方向中間部には、円周方向に延びる複数の窓孔２
１ａが形成されている。第２円板プレート２３は、外周
端がフロントカバー３に溶接により固定されている。第
２円板プレート２３の内周端には、第１円板プレート２
１の窓孔２１ａに対応する位置に開いた切欠き２３ａが
形成されている。第１円板プレート２１の窓孔２１ａと
第２円板プレート２３の切欠き２３ａ内には、比較的捩
じり剛性の高いトーションスプリング２２が配置されて
いる。

【００２２】リテーニングプレート３０は、トーション
スプリング２２を軸方向前方側から保持するためのもの
である。リテーニングプレート３０は円板状の部材であ
り、外周端はリベット２５により第２円板プレート２３
に固定されている。リベット２５は、第１円板プレート
２１に形成された複数の円周方向に延びる孔内に挿入さ
れており、円周方向に移動可能となっている。

【００２３】次に、上述の実施例の動作について説明す
る。エンジン側のクランクシャフト２８からの回転力
は、動力伝達装置２のフレキシブルプレート２７から、
第１円板プレート２１，トーションスプリング２２，第
２円板プレート２３を介して、トルクコンバータ本体１
のフロントカバー３に伝達される。この伝達時におい
て、エンジンが低速回転のときに生じる大きなトルク変
動は、トーションスプリング２２によって低減させられ
る。

【００２４】トルクコンバータ１のフロントカバー３が
回転すると、それとともにポンプ４が回転する。この回
転は作動油を介してタービン５に伝達される。タービン
５からポンプ４へと戻る油の流れはステータ６により調
整される。そして、タービン５の回転はタービンハブ８
を介して出力軸（図示せず）に伝わる。出力軸（図示せ
ず）が一定の回転になると、トルクコンバータ１内の作
動油室の油圧が高められるとともに、フロントカバー３
とピストン１２との間の作動油がドレンされ、その結果
ピストン１２が前方に押し付けられる。そして、ピスト
ン１２の摩擦部材２０がフロントカバー３の摩擦面３ｂ
に圧接される。この結果、フロントカバー３の回転は、
ピストン１２からケース１４，第１分室１４ｂ及び第２
分室１４ｃ内の作動油，スライダ１５を介してタービン
５に伝達される。つまり、フロントカバー４の回転はタ
ービン５を介して機械的に出力軸（図示せず）に伝わ
り、エネルギーロスが少なく燃費のよい状態が得られ
る。

【００２５】以上のロックアップ動作時（エンジンの高
速回転時）には、エンジン側からトルクコンバータ１に
比較的振幅の小さいトルク変動が伝達されることがあ
る。トルクコンバータ１の外部に設けられたトーション
スプリング２２では、小さいトルク変動を低減させるこ
とができず、フロントカバー３にそのままトルク変動が
伝えられてしまう。ロックアップ動作時にトルク変動が
伝えられると、ピストン１２及びケース１４がスライダ
１５に対して捩じれる。図２の状態から、ピストン１２
及びケース１４がたとえば時計回りに捩じれると、第１
分室１４ｂが圧縮されて小さくなると同時に、第２分室
１４ｃが拡大されて大きくなる。この結果、第１分室１
４ｂ内の作動油は通路１９を通って第２分室１４ｃに流
れる。これにより通路１９において粘性減衰力が発生し
トルク変動が吸収される。また、第１分室１４ｂ内の作
動油は作動油油路１４ｄから係止板１７の切欠き１７ｂ
を通ってトルクコンバータ１の作動油室に流れ出す。こ
の作動油油路１４ｄにおいても所定の粘性減衰力が発生
する。一方、拡大された第２分室１４ｃ内には、係止板
１７の切欠き１７ｂ及びケース１４の油路１４ｄを介し
て、図１に矢印で示すように、作動油が流れ込む。特
に、遠心力により第２分室１４ｃへの作動油の供給は速
やかに行われる。

【００２６】このように、粘性ダンパー機構１３はトル
クコンバータ１の作動油室の作動油を共有しているた
め、図示しない冷却部に作動油を導いて、作動油を充分
に冷却することができる。したがって、作動油の劣化が
抑えられ、所望の粘性減衰機能を長期にわたって維持で
きる。また、密封式でないために、分室１４ｂ，１４ｃ
をシールするための部材が不要となる。

【００２７】以上に説明したように、本発明の一実施例
が採用されたトルクコンバータ機構では、エンジン低速
回転時の大きなトルク変動は動力伝達装置２のトーショ
ンスプリング２２によって吸収され、エンジン高速回転
時かつロックアップ装置７の動作時に伝わる小さなトル
ク変動はロックアップ装置７の粘性ダンパー機構１３に
より低減される。この結果、トルク変動がトランスミッ
ション側に伝達するのが防止され、運転中の騒音が低減
される。

【００２８】さらには、従来のトルクコンバータでは、
ロックアップ装置に設けられたトーションスプリングの
トルク変動吸収効果が充分でなかったために、より低速
時においてロックアップ連結を行うのが困難であった。
つまり、比較的低速回転時にロックアップ装置を動作さ
せると、比較的大きいトルク変動が機械的に直接出力側
部材側に伝達されてしまう。本発明の一実施例としての
ロックアップ装置７では、そのような場合にも粘性ダン
パー機構１３によりトルク変動を効果的に吸収すること
ができる。したがって、本発明の一実施例としてのロッ
クアップ装置７を用いれば、より低速回転の段階でロッ
クアップ動作を行うことが可能となる。言い換えると、
エネルギーロスが少なく燃費の良い状態を早い段階から
得ることができ、省燃費が達成される。

【００２９】また本実施例では、ケース１４とスライダ
１５の加工精度を管理するだけで通路１９の寸法を高精
度に確保でき、従来装置に比較して、簡単な加工で良好
な特性の再現性が得られる。他の実施例 前記実施例では、ケース１４の液体室は、油路１４ｄと
係止板１７に形成された切欠き１７ｂを通じてトルクコ
ンバータ１内の作動油室と連通している。両者を連通さ
せずに、液体室を密封させた場合でも、通路１９間に通
じる所望の粘性減衰は得られる。この実施例で液体室内
部の作動油が劣化あるいは外部に流出した場合には、粘
性減衰機能は得られなくなる。しかし、たとえ作動油が
なくなった場合でも、環状ケース１４の仕切り壁１４ａ
がスライダー１５に当接することにより、動力の伝達は
行われる。すなわち、本実施例においては、粘性ダンパ
ー機構１３は、内部の作動油が漏出した場合でもロック
アップ機能は維持できる。

【００３０】

【発明の効果】第１の発明に係るトルクコンバータのロ
ックアップ装置では、粘性ダンパー機構が液体を共有す
るため、粘性ダンパー機構の流体の劣化が抑えられ、所
望の粘性減衰機能を長期にわたって維持できる。第２の
発明に係るトルクコンバータのロックアップ装置では、
加工・組付けが簡単となり、また環状ケース内の液体の
劣化・漏出等によって粘性減衰機能が十分に作用しない
場合でも、環状ケースの仕切り壁がスライダーに当接す
ることで動力伝達が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのロックアップ装置が
採用されたトルクコンバータ及びその動力伝達装置の縦
断面概略図。

【図２】図１のII−II断面図。

【図３】図２のIII −III 断面図。

【符号の説明】

１ トルクコンバータ ２ 動力伝達装置 ３ フロントカバー ５ タービン ７ ロックアップ装置 １２ ピストン １３ 粘性ダンパー機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力側部材に連結され内部に液体が充填さ
   れた油室を形成するフロントカバーと、前記油室内に配
   置され出力側部材に連結されたタービンとを含むトルク
   コンバータのロックアップ装置であって、 前記タービンと前記フロントカバーとの間に軸方向に移
   動自在に配置され、前記フロントカバーに圧接可能な円
   板状ピストンと、 前記油室内の液体を作動流体として共有し、前記ピスト
   ンと前記タービンとを前記作動流体を介して連結する粘
   性ダンパー機構と、を備えたトルクコンバータのロック
   アップ装置。
2. 【請求項２】入力側部材に連結されたフロントカバー
   と、出力側部材に連結されたタービンとを含むトルクコ
   ンバータのロックアップ装置であって、 前記タービンと前記フロントカバーとの間に軸方向に移
   動自在に配置され、前記フロントカバーに圧接可能な円
   板状ピストンと、 前記ピストンに固定され、仕切り壁により円周方向に区
   画された複数の液体室を有する環状ケースと、 前記環状ケースの前記液体室内に円周方向に移動自在に
   配置され、前記液体室の周壁との間に所定の隙間を有す
   るスライダと、 前記タービンとスライダとを連結する連結部材と、を備
   えたトルクコンバータのロックアップ装置。