JPH06685Y2 - トルクコンバータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は主として自動車用自動変速機に用いられるトル
クコンバータ、特にロックアップ機構を備えたトルクコ
ンバータに関する。

（従来の技術） 自動車用自動変速機に用いられるトルクコンバータにお
いては、所謂スベリに起因する燃費性能の悪化を低減す
るため、トルク増大作用や変速ショック吸収作用等を要
しない所定の運転領域で入・出力部材間を直結するロッ
クアップ機構が備えられることがある。

一方、エンジンについても、同じく燃費性能の向上を目
的として、燃料を必要としない所定の減速領域で燃料供
給を遮断する燃料遮断制御が行われることがある。

このような燃料遮断制御を行うエンジンと、上記のロッ
クアップ機構付きトルクコンバータを備えた自動車変速
機とを組み合わせた自動車用のパワープラントにおい
て、燃費性能を更に向上させるために、減速時における
エンジンの燃料遮断領域でロックアップ機構を作動させ
ようという試みがある。つまり、トルクコンバータをロ
ックアップしない場合には、エンジン回転数がアイドル
回転数近くに設定されている所定の燃料復帰回転数まで
急速に低下して、燃料遮断状態に保持される時間が短く
なる。それを防止するために、トルクコンバータをロッ
クアップさせることにより、エンジン回転数が上記燃料
復帰回転数まで低下するのを遅らせて燃料遮断時間を長
くし、これにより燃費性能を更に向上させようとするも
のである。

この場合におけるロックアップ機構の制御方法には、ロ
ックアップ機構を完全に締結してしまうロックアップ制
御と、ロックアップ機構を締結状態に近い比較的小さな
スリップ量でスリップさせるロックアップスリップ制御
とがあるが、種々の理由から最近では後者のロックアッ
プスリップ制御が主流となっている（例えば、特開昭５
７−３３２５３号公報参照）。

ところで、一般にロックアップ機構付きトルクコンバー
タ１は、第６図に示すように、作動流体が充填されたケ
ーシング２の内部に、このケーシング２と一体的に回転
すうポンプ３と、このポンプ３に相対向して配置された
回転自在のタービンと、両者間に配置されたステータ５
と、上記タービン４の背面側に配設されてケース内面壁
２ａに対して締結可能とされたロックアップピストン６
とを有する構造とされている。この場合、例えば低速走
行状態でのロックアップ操作時においては、上記のロッ
クアップピストン６とケース内面壁２ａとの間に形成さ
れた解放室７の流体圧が解放されるように制御されるこ
とにより、上記タービン４の外側に形成された締結室８
における流体圧が相対的に高まり、これによってロック
アップピストン６と上記ケース内面壁２ａとが互いに摩
擦係合して締結状態になる。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記のトルクコンバータ１において、減
速時に例えばロックアップスリップ制御しようとして
も、安定して動作しないという問題が生じ得る。つま
り、このトルクコンバータ１のポンプ３及びタービン４
の間に充填された作動流体は減速時において、第６図の
矢印（ア）で示すように、ポンプ３→ステータ５→ター
ビン４→ポンプ３という通常とは反対の回りの経路で循
環する。その場合において、タービン４の外側に形成さ
れた締結室８の作動流体が、タービン４を出てポンプ３
へと流入する上記の循環流に随伴し、矢印（イ）で示す
ように、両者間に形成された隙間９を通ってポンプ３へ
吸い込まれるという現象が発生することがある。そのた
めに、上記締結室８の流体圧が一種の負圧状態になっ
て、例えばロックアップピストン６がケース内面壁２ａ
から離反してロックアップが不測に解除される等、ロッ
クアップ機構が安定して動作しないという問題点があっ
たのである。

本考案はロックアップ機構を備えたトルクコンバータに
関する上記のような実情に対処するもので、減速時にお
いてもロックアップ機構が安定して動作し得るトルクコ
ンバータを実現することを課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するために、本考案は以下のように構
成したことを特徴とする。

すなわち、本考案では作動流体が充填されたケーシング
の内部に、このケーシングと一体的に回転するポンプ
と、このポンプに相対向して配置された回転自在のター
ビンと、両者間に配置されたステータと、上記タービン
の背面側に配設されたケース内面壁に締結可能とされた
ロックアップピストンとを有するトルクコンバータにお
いて、上記タービンを形成するタービンシェルに、この
タービンシェルの外側の流体圧が内側の流体圧よりも低
下したとき開弁する弁を設けている。

（作用） 上記の構成によれば、タービンシェルの外側における流
体圧が減速時に低下したとしても、タービンシェルの内
側の流体圧の方が高ければ、上記の弁が開いて作動流体
が補われることによって流体圧の異常低下が防止される
ことになるので、減速時においてもロックアップ機構が
安定して制御されることになる。

（実施例） 以下、本考案の実施例について説明する。

第１図に示すように、本考案に係るトルクコンバータ１
０は、エンジン出力軸１１に結合されたケーシング１２
を有する。このケーシング１２の内部には、その後半部
１２ａにエンジン出力軸１１と一体回転するポンプ１３
と、ケーシング１２の前半側において上記ポンプ１３に
対向するように配置された回転自在のタービン１４と、
このポンプ１３とタービン１４との内周部間に配置され
てワンウェイクラッチ１５を介して固定部材１６に支持
されたステータ１７とが備えられ、上記タービン１４が
出力軸としてのタービン１８に連結されている。

周知のように、上記のポンプ１３が、ケース後半部１２
ａの内面と、その内側に位置するインナコア１９との間
に多数のブレード２０…２０が略放射状に配設された構
造とされており、これによりケース後半部１２ａとイン
ナコア１９との間において半径方向に通じる流体通路２
１が、互いに隣接した２枚のブレード２０，２０の間に
形成されている。

一方、タービン１４は、上記ポンプ１３に対向する中空
円盤状のタービンシェル２２と、このタービンシェル２
２の内周部にリベット２３…２３により周方向複数箇所
を連結されたタービンハブ２４とで構成され、このター
ビンハブ２４に上記タービン軸１８がスプライン嵌合さ
れている。このタービン１４についても、上記タービン
シェル２２とその内側のインナコア２５との間に、多数
のブレード２６…２６が略放射状に配設されており、こ
の場合においても互いに隣接した２枚のブレード２６，
２６の間には作動流体が通る流体通路２７が半径方向に
形成されることになる。

そして、上記タービンシェル１４の背面側には、ロック
アップ機構２８の一部を構成するロックアップピストン
２９が、ケース内面壁１２ｂへ相対向した状態でケーシ
ング１２に収納配置されている。このロックアップピス
トン２９の基部２９ａは、上記タービン軸１８にスプラ
イン嵌合された支持部材３０に軸方向に摺動可能に嵌合
支持されるとともに、ロックアップピストン２９に対向
する上記ケース内面壁１２ｂの内方には、ロックアップ
ピストン２９との間に解放室３１が形成されている。

そして、本実施例においては、上記のタービンシェル２
２の外周部分に、このタービンシェル２２とロックアッ
プ機構２８とに間に形成された締結室３２の上部に臨ん
で配置されたチェック弁３３が一体的に設けられてい
る。このチェック弁３３は、タービンシェル２２の外側
の上記締結室３２の流体圧が、同じくタービンシェル２
２の内側の上記流体通路２７を流動する作動流体の流体
圧よりも低下したときに開弁するようになっている。第
２図に示すように、このようなチェック弁３３…３３が
タービン１４の周方向に略９０度の角度をおいて設けら
れている。

次に、上記チェック弁３３の具体的な構造について説明
する。

すなわち、第３図に示すように、チェック弁３３の中空
円筒状に形成された弁本体３４は、タービンシェル２２
を内外に貫通した状態でタービン１４へ一体的に固定さ
れている。この弁本体３４の中空部３５には球状弁体３
６が収容配置されるとともに、上部にテーパ状の弁座３
７ａを有するプラグ３７が弁本体３４の底部に一体的に
挿入されて、これにより上記球状弁体３６が抜け落ちな
いように支えている。なお、このプラグ３７には、下端
が上記流体通路２７に臨んで開口するとともに、上端が
上記弁座３７ａの底部に臨んで開口する連通路３８が形
成されている。また、上記締結室３２に臨んで弁本体３
４に形成された流体出口３４ａは球状弁体３６よりの小
径状とされて、これで球状弁体３６がタービン１４に生
じる遠心力によって弁本体３４から抜け出るのを防止し
ている。

このような構成をしたトルクコンバータ１０における作
用を次に説明する。

まず、通常の走行状態においては、エンジン出力軸と一
体回転するケーシング１２によりポンプ１３が駆動され
て、ポンプ１３→タービン１４→ステータ１７という経
路で作動流体が循環する。その際、ポンプ１３から流出
した作動流体の一部が、ポンプ１３とタービン１４との
間に形成された隙間３９を通り、タービンシェル２２の
背部の締結室３２へと流出する。そのため、締結室３２
における流体圧は幾分高めとなり、第３図に示すよう
に、球状弁体３６が弁座３７ａに押し付けられて閉弁状
態を維持する。

それに対して、減速時においては、ポンプ１３→ステー
タ１７→タービン１４→ポンプ１３という通常とは逆方
向の経路で作動流体が循環し、それに随伴して上記締結
室３２の作動流体が上記の隙間３９を経てポンプ１３へ
吸い込まれて、この締結室３２における流体圧が幾分低
下した状態にはなる。しかし、その流体圧がタービンシ
ェル２２の内側の流体通路２７を流れる作動流体の流体
圧よりも低下したときには、両者間の圧力差によって上
記チェック弁３３における球状弁体３６が、第４図に示
すように弁座３７ａから離れることによって開弁し、こ
れにより上記流体通路２７の作動流体が球状弁体３６の
横を通って、流体出口３４ａから締結室３２へと流出し
て、この締結室３２における圧力低下を補うことにな
る。

したがって、タービンシェル２２の背面側、つまりロッ
クアップピストン２９の表面側の締結室３２における流
体圧が減速時においても異常に低下することがなくな
り、ロックアップ機構２８が確実に動作することにな
る。

なお、通常運転時において上記のタービン１４が、第５
図の矢印で示す反時計まわりの方向に回転するものとす
ると、図示のようにブレード２６の向かって左側の近傍
位置に上記のチェック弁３３を設置するようにすれば、
このチェック弁３３に面した流体通路２７における流体
圧が通常運転時には低圧状態となるため、チェック弁３
３からの作動流体がリリーフ量が少なくなって、トルク
伝達効率の悪化を防止することができるばかでなく、減
速時には上記流体通路２７における流体圧が逆に高圧状
態になるため、上記締結室３２への作動流体の供給がス
ムーズに行われて、ロックアップ機構２８がより確実に
動作することになる。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、作動流体が充填されたケ
ーシングの内部に、ポンプ、タービン、ステータ及び上
記タービンの背面側に配設されてケース内面壁に締結可
能とされたロックアップピストンとを有するトルクコン
バータにおいて、上記タービンを形成するタービンシェ
ルに、このタービンシェルの外側の流体圧が内側の流体
圧よりも低下したときに開弁する弁を設けたことによ
り、上記タービンシェルの外側の流体圧が何らかの原因
によって内側の流体圧より低下したとしても、タービン
シェルに設けられた弁が開いて作動流体が補われること
になるので、減速時におてもロックアップ機構が確実に
動作することになる。特に、本考案におけるトルクコン
バータと、減速時において燃料遮断制御が行われるエン
ジンとを組み合わせた場合には、ロックアップ機構が確
実に動作することから、燃料遮断状態が比較的長時間に
わたって維持され、優れた燃費性能が得られるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本考案の実施例を示すもので、第１図
はトルクコンバータの上部縦断面図、第２図は第１図に
おいてタービンのみを示した上部背面図、第３図は本実
施例に係るチェック弁の要部拡大断面図、第４図は減速
時におけるチェック弁の動作状態を示す要部拡大断面
図、第５図はタービンをインナコア側から見た要部正面
図である。第６図は従来のロックアップ機構付きトルク
コンバータの概略構成図である。 １０…トルクコンバータ、１２…ケーシング、１２ａ…
ケース内面壁、１３…ポンプ、１４…タービン、１７…
ステータ、２２…タービンシェル、２７…流体通路、２
９…ロックアップピストン、３２…締結室、３３…弁
（チェック弁）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】作動流体が充填されたケーシングの内部
   に、このケーシングと一体的に回転するポンプと、この
   ポンプに相対向して配置された回転自在のタービンと、
   両者間に配置されたステータと、上記タービンの背面側
   に配設されてケース内面壁に締結可能とされたロックア
   ップピストンとを有するトルクコンバータであって、上
   記タービンを形成するタービンシェルに、このタービン
   シェルの外側の流体圧が内側の流体圧よりも低下したと
   き開弁する弁が設けられていることを特徴とするトルク
   コンバータ。