JPH0643862B2 - トルクコンバ−タのロックアップ装置 - Google Patents

トルクコンバ−タのロックアップ装置

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JPH0643862B2
JPH0643862B2 JP62198550A JP19855087A JPH0643862B2 JP H0643862 B2 JPH0643862 B2 JP H0643862B2 JP 62198550 A JP62198550 A JP 62198550A JP 19855087 A JP19855087 A JP 19855087A JP H0643862 B2 JPH0643862 B2 JP H0643862B2
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正博 大窪
克磨 中村
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    • F16H45/00Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches
    • F16H45/02Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F16H2045/0273Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type characterised by the type of the friction surface of the lock-up clutch
    • F16H2045/0278Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type characterised by the type of the friction surface of the lock-up clutch comprising only two co-acting friction surfaces
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    • F16H45/02Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F16H2045/0273Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type characterised by the type of the friction surface of the lock-up clutch
    • F16H2045/0284Multiple disk type lock-up clutch

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば建設機械用トルクコンバータ等低速で
伝達トルクが大きい車輌用トルクコンバータに好適な所
謂加圧ピストン形のロックアップ装置に関するものであ
る。
(従来技術及びその問題点) トルクコンバータと変速用歯車と歯車制御用の摩擦要素
を備えた自動変速機の分野で、トルクコンバータの入力
側と出力側とを機械的に直結し、トルクコンバータでの
動力損失を減らすロックアップ機構付自動変速機が知ら
れている。
本件出願人は、前述の加圧ピストン形ロックアップ装置
に関して実開昭62−98857号を出願している。
この先行技術では、トルクコンバータのフロントカバー
とタービン羽根車の間に、油圧力で摺動するピストンお
よびロックアップダンパーを配置し、ピストンからの圧
接力でロックアップダンパーのフリクションプレートを
フロントカバー側のフリクションプレートに圧接するよ
うになっている。
このロックアップダンパーはトーションスプリングを備
えており、ロックアップダンパーは円周方向にトーショ
ンスプリングのばね力で捩れるが、ロックアップダンパ
ーに入力されたトルク変動を減衰し得るようなヒステリ
シストルクを発生することはできない。
ところで、近年の電子技術の発達で自動変速機の分野に
おいても、電子制御が実用化され、燃費を重視したエコ
ノミ−セレクトの場合、トルクコンバータで入力トルク
を増幅するトルクコンバータ領域でもロックアップする
ことが要望され、エンジンの運転領域の内で、ロックア
ップ領域が益々増えることが予想される。したがって、
ロックアップ状態でのトルク変動をロックアップダンパ
ーで吸収して、ロックアップ状態での振動を示減するこ
とが要望されている。
(発明の目的) 本発明は、ロックアップピストンに作用する油圧力を利
用して、簡単な構造でヒステリシストルクを発生できる
トルクコンバータのロックアップ装置を提供することを
目的としている。
(発明の構成) (1)技術的手段 本発明は、トルクコンバータ10のフロントカバー22
とタービン羽根車16の間に、フロントカバー22側か
ら順次油圧力で摺動する環状のピストン21aおよびロ
ックアップダンパー21を配置し、ピストン21aの圧
接力でロックアップダンパー21の外周部に設けられた
フリクションプレート60をフロントカバー22側のフ
リクションプレート64に圧接するトルクコンバータの
ロックアップ装置において、ピストン21a内周の突起
77をフロントカバー22内周の凹部76に軸方向への
み摺動可能に嵌合して、ロックアップ動作時にピストン
21aに働く油圧力によりピストン21aの中央部がタ
ービン羽根車16側へ変形するようにピストン21aを
薄肉板状に形成し、前記ピストン21aの変形で、前記
ピストン21aの内周ボス部71とタービン羽根車16
のハブ44との間隔Bを、ピストン21aの外周ボス部
70がフロントカバー22側のフリクションプレート6
4に圧接した後にピストン21aの内周ボス部71と前
記ハブ44が摺接してロックアップダンパーにヒステリ
シストルクを発生するように設定したことを特徴とする
トルクコンバータのロックアップ装置である。
(2)(作用) ロックアップ動作時にエンジン動力は、ロックアップダ
ンパーのフリクションプレートからと、ロックアップピ
ストンが摺接するハブからの両方から伝わり、ロックア
ップピストンとハブとの間でヒステリシストルクを発生
する。
(実施例) (1)第1実施例 本発明を例えば建設機械等の重車輌の自動変速機に適用
した場合を示す第1図において、10は4要素2段型の
トルクコンバータである。トルクコンバータ10の後段
には図示しない前進3速、後進1速の変速機が連結され
ている。この変速機は前述の実開昭62−98857号
に記載のように1個の遊星キャリアを共有する第1遊星
ギャ、第2遊星ギャからなる遊星ギャ列および遊星ギャ
列を制御するクラッチ或はブレーキを有している。この
変速機、トルクコンバータ10および油圧変速段制御装
置で自動変速機が構成されている。
トルクコンバータ10はポンプ14、タービン16、固
定ステータ18、逆転ステータ20、ロックアップダン
パー21(ロックアップクラッチ)からなり、フロント
カバー22からポンプ14にエンジンの動力が伝達され
る構造である。
ロックアップダンパー21とフロントカバー22との間
にはピストン21aが摺動自在に設けられており、ピス
トン21aが油圧力でロックアップダンパー21方向へ
摺動した時に、ロックアップダンパー21の両面がトル
ク伝達面になる所謂加圧ピストン型になっている。
次に、フロントカバー22とタービン16(タービン羽
根車)の間に配置されているロックアップダンパー21
の詳細を説明する。
第1図中で、タービン16はタービンブレード40、タ
ービンシェル42、ハブ44等から形成されている。タ
ービンシェル42の内周部は、ハブ44の外周部後面に
リベット46で固定されており、ハブ44の外周部前面
には詳しくは後述するロックアップダンパー21がリベ
ット46で共締めされている。
ハブ44の内周部はタービン軸16aの前端部にスプラ
イン嵌合しており、ハブ44はスラストベアリング44
a、逆転ステータ20のハブ45の内周部前端部45a
で軸方向の移動が禁止された状態で保持されている。
フロントカバー22には詳しくは後述する本発明の要旨
である略環状のピストン21aがリング48、48aを
介して液密状態で軸方向に摺動自在に嵌合しており、フ
ロントカバー22とピストン21aの間には油室50が
形成されている。フロントカバー22の中央部には通路
50aが穿孔されており、通路50aの図中の上端部は
空間50b、隙間50cを通じて油室50に連通してい
る。又通路50aの下端部は空間50dを介して、ター
ビン軸16aの通路16bに繋がっている。
ピストン21aとタービンシェル42の間には、前記ロ
ックアップダンパー21が配置されている。このロック
アップダンパー21は第1リティニングプレート52、
第2リティニングプレート54、サポートディスク5
6、トーションスプリング58、フリクションプレート
60、ストップピン62等から構成されている。
第1リティニングプレート52は略区板状をなし、第1
リティニングプレート52には円周方向に等間隔に隔て
て例えば6箇所にトーションスプリング58を収容する
窓孔53が形成されている。又窓孔53の間には円周方
向に等間隔を隔てて3箇所にストップピン62が貫通す
る孔53aが穿孔されている。更に第1リティニングプ
レート52の内周部には前記リベット46が貫通する8
個の孔53bが円周方向に等間隔を隔てて穿孔されてい
る。
以上の両リティニングプレート52、54の内周部を第
1図に示すように衝合した状態では、孔53b、55b
を前記リベット46が貫通して、ハブ44の前面に共締
めされている。この状態ではタービンシェル42に対向
する第2リティニングプレート54の後面はタービンシ
ェル42の前面に沿って半径方向外方へ伸びており、タ
ービンシェル42と第2リティニングプレート54の間
のクリアランスCは極く僅かに設定されている。
両リティニングプレート52、54の間にはサポートデ
ィスク56が挟まれている。このサポートディスク56
はストップ62で両リティニングプレート52、54の
外周部を締め付けた状態で両リティニングプレート5
2、54に対して所定の捩れ角の範囲で円周方向に摺動
自在である。また、ピストン21aが油圧力で後方へ摺
動するとフリクションプレート60の両摩耗面60b、
60cはフリクションプレート64に圧接して、ロック
アップ時のトルク伝達面になるように構成されている。
トルクコンバータ10のポンプ14はハブ14aで軸支
されており、ハウジング12の隔壁66とハブ14aの
間にはオイルシール68が介装されている。なお、ロッ
クアップダンパー21の各部品の詳細構造については前
述の実開昭62−98857号に詳しく記載されてい
る。
前記ピストン21aは薄肉のアルミ鋳物製であり、ピス
トン21aの外周部には全周にわたって連続した環状の
外周ボス部70が一体に形成され、内周部には同様に環
状の内周ボス部71が突出している。外周ボス部70の
端面72はフリクションプレート64に間隔Aを隔てて
対向している。内周ボス部71の摺接面73はタービン
羽根車40のハブ44の摺接面74に間隔Bを隔てて対
向している。摺接面73、74は滑らかに摺接し得るよ
うな平滑面に仕上げられている。
間隔Aと間隔Bの寸法差は、 B−A=δ……(1) 設定されている。更に、このδは油室50に働く通常の
定常圧でピストン21aの内周部が撓む撓み量に設定さ
れている。本件発明者による試験によると、油室50の
油圧を5.0kg/cm2に上げた場合、外周ボス部70は
フリクションプレート64に圧接して撓まないが、内周
ボス部71は油圧で押されて約1.5mm撓むことが確認
されている。
したがって、外周ボス部70がフリクションプレート6
4を押圧してロックアップ動作が完了する時に、摺接面
73と摺接面74が摺接してヒステリシストルクを発生
するようになっている。
フロントカバー22の内周ボス部71の外方側近傍に
は、円周方向の複数箇所に凹部76が形成されている。
この凹部76にはピストン21aの突起77が嵌合して
おり、凹部76と突起77でピストン21aは軸方向に
摺動自在に、かつフロントカバー22と一体に回転する
ように連結している。
なお、ピストン21aはアルミ鋳物製に限らず、一層薄
い板金製でもよいし、外周部と内周部のボスを鋳物で形
成し、鋳物製の両ボスを板金製の環状板で連結する組合
せ型にもできる。
次に作用を説明する。トルクコンバータ10のフロント
カバー22とタービン軸16aをロックアップダンパー
21で連結するロックアップ時には、通路16bから圧
油が空間50d、通路50a、空間50b、隙間50c
を通って油室50へ供給される。油室50へ流入した圧
油の油圧がピストン21aの広い受圧面に働き、ピスト
ン21aを後方へ押すと、ピストン21aから油圧力で
ロックアップダンパー21のフリクションプレート60
はフロントカバー側のフリクションプレート64に圧接
される。
このとき、フリクションプレート64からフリクション
プレート60へ伝わるトルクは両摩耗面60b、60c
の広い面積で伝わり、低回転運転が多く、油室50の圧
力が比較的低圧の建設機械用トルクコンバータ10でも
大きなトルクが伝達される。
一方、ピストン21aの外周ボス部70、内周ボス部7
1は間隔A、Bが前記(1)式の関係に設定されている
ので、外周ボス部70でフリクションプレート64を押
し付けるロックアップ完了時には、内周ボス部71の摺
接面73はハブ44の摺接面74に摺接し、摺接面7
3、74間でヒステリシストルクが発生する。
したがって、ロックアップダンパー21に入力されるエ
ンジンのトルク変動等の回転振動は、摺接面73、74
間のヒステリシストルクで減衰し、ロックアップ領域を
拡げてもエンジンのトルク変動が駆動系に伝わることを
防止して運転フィーリングが向上する。
(2)第2実施例 本発明の第2実施例を示す第2図で第1図と異なる部分
を説明すると、内周ボス部71とハブ44の摺接面74
との間には、摩擦板80が設けられている。摩擦板80
は環状のプレート81の図中の右端面にフェーシング8
2を固着してある。
プレート81はフロントカバー22のスプライン83に
スプライン嵌合するスプライン内歯84を有している。
フェーシング82と摺接面74との間には間隔Bが隔て
られており、間隔Bと間隔Aの寸法差は前記(1)式と
同様に設定されている。
この第2実施例では、摩擦板80のフェーシング82が
摺接面74に摺接するので、第1図の場合より更に大き
なヒステリシストルクが発生する。
(3)第3実施例 本発明の第3実施例を示す第3図で第1図と異なる部分
だけを説明すると、内周ボス部71とハブ44の摺接面
74との間には、摩擦板80とコーンスプリング86
(ばね部材)が設けられている。摩擦板80のフェーシ
ング82と摺接面74との間には間隔Bが隔てられてお
り、間隔Bと間隔Aの寸法差は前記(1)式と同様に設
定されている。
この第3実施例では、フェーシング82と摺接面74で
発生するヒステリシストルクの大きさをコーンスプリン
グ86のばね力で一定に維持し、振動防止効果が安定す
る。
(別の実施例) (1)本発明は以上のようにサポートディスク56をリ
ティニングプレート52、54で挾んだロックアップダ
ンパー21に限らず、通常の形式のロックアップダンパ
ーにも適用できる。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によるトルクコンバータのロ
ックアップ装置では、例えば第1図に示すようにロック
アップ動作時にピストン21aに働く油圧力によるピス
トン21aの変形で、前記ピストン21aの内周ボス部
71とタービン羽根車16のハブ44との間隔Bを、ピ
ストン21aと前記ハブ44が摺接してヒステリシスト
ルクを発生するように設定したので、外周ボス部70で
フリクションプレート64を押し付けるロックアップ完
了時には、内周ボス部71の摺接面73をハブ44の摺
接面74に摺接でき、摺接面73、74間でヒステリシ
ストルクを発生することができる。
したがって、ロックアップダンパー21に入力されるエ
ンジンのトルク変動等の回転振動を、摺接面73、74
間のヒステリシストルクで減衰することができ、例えば
700〜800rpm.という低回転域から高回転域にまでロック
アップ領域を拡げてもエンジンのトルク変動が駆動系に
伝わることを防止して運転フィーリングが向上する。
また、ピストン21aの内周部は、内周ボス部71と摺
接面74が摺接した後は、それ以上撓まないので、ピス
トン21aの厚さを薄くすることができ、ピストン21
aの質量を軽減できるとともに、トルクコンバータ10
の幅Wを短縮できる。トルクコンバータ10の分野では
僅な小型化が大きなコストダウンを招き、ピストン21
aの薄肉化の効果は大きい。
更に本発明によると、ロックアップ動作時にピストン2
1aに働く油圧力によりピストン21aの中央部がター
ビン羽根車16側へ変形するようにピストン21aを薄
肉板状に形成したので、ピストン21aの外周ボス部7
0がフロントカバー22側のフリクションプレート64
に圧接した後にピストン21aの内周ボス部71と前記
ハブ44が摺接することになり、ロックアップ動作完了
後に於ける制振効果が向上する。又ピストン21a内周
の突起77をフロントカバー22内周の凹部76に軸方
向へのみ摺動可能に嵌合しているので、摺接面73、7
4の部分の摩擦が確実になり、フロントカバー22側の
捩り振動に対する制振効果が向上する。摺接面73、7
4へは充分に潤滑油が供給されるので、耐久性を維持す
ることができる。ロックアップ作動時、安定したロック
アップ圧がピストン21aの全面に作用する。ピストン
21aは外周と内周が摺接する程度に撓み、外周の摩擦
材は殆ど摩耗しない為、内周側には安定した撓み量が得
られる。即ち安定した荷重で摩擦減衰機構の摩擦材を押
し付ける為、安定した減衰が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示すトルクコンバータの
縦断面部分図、第2図は第2実施例の縦断面部分図、第
3図は第3実施例の縦断面部分図である。 10……トルクコンバータ、16……タービン羽根車、
21……ロックアップダンパー、21a……ピストン、
70……外周ボス部、71……内周ボス部、80……摩
擦板、86……コーンスプリング

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トルクコンバータ10のフロントカバー2
    2とタービン羽根車16の間に、フロントカバー22側
    から順次油圧力で摺動する環状のピストン21aおよび
    ロックアップダンパー21を配置し、ピストン21aの
    圧接力でロックアップダンパー21の外周部に設けられ
    たフリクションプレート60をフロントカバー22側の
    フリクションプレート64に圧接するトルクコンバータ
    のロックアップ装置において、ピストン21a内周の突
    起77をフロントカバー22内周の凹部76に軸方向へ
    のみ摺動可能に嵌合し、ロックアップ動作時にピストン
    21aに働く油圧力によりピストン21aの中央部がタ
    ービン羽根車16側へ変形するようにピストン21aを
    薄肉板状に形成し、前記ピストン21aの変形で、前記
    ピストン21aの内周ボス部71とタービン羽根車16
    のハブ44との間隔Bを、ピストン21aの外周ボス部
    70がフロントカバー22側のフリクションプレート6
    4に圧接した後にピストン21aの内周ボス部71と前
    記ハブ44が摺接してロックアップダンパーにヒステリ
    シストルクを発生するように設定したことを特徴とする
    トルクコンバータのロックアップ装置。
JP62198550A 1987-08-07 1987-08-07 トルクコンバ−タのロックアップ装置 Expired - Lifetime JPH0643862B2 (ja)

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