JPH0914386A - トルクコンバータのワンウェイクラッチ機構 - Google Patents

トルクコンバータのワンウェイクラッチ機構

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JPH0914386A
JPH0914386A JP7159137A JP15913795A JPH0914386A JP H0914386 A JPH0914386 A JP H0914386A JP 7159137 A JP7159137 A JP 7159137A JP 15913795 A JP15913795 A JP 15913795A JP H0914386 A JPH0914386 A JP H0914386A
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side member
fixed shaft
fluid flow
clutch
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清仁 村田
Hiroyuki Shioiri
広行 塩入
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    • 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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワンウェイクラッチ機構において、軸寸法を
短縮し、更に衝撃音の発生を防止する。 【構成】 ステータと一体的に設けられたステータ側部
材18と、固定軸と一体的に設けられた固定軸側部材2
2との間にサイドクラッチ部材20を設け、ステータ側
部材18とサイドクラッチ部材20のそれぞれの対峙面
に、傾斜面18a、18bを形成し、ステータが流体流
から特定の方向の回転力を受けたときのみ、前記傾斜面
18a、18bの働きにより前記ステータ側部材18と
サイドクラッチ部材20とを離反させ、ステータ側部材
18と固定軸側部材22とを係合させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トルクコンバータのワ
ンウェイクラッチ機構に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、流体流を生じさせるポンプインペ
ラと、その流体流によって回転させられるタービンラン
ナと、固定軸と、前記ポンプインペラとタービンランナ
との間に配置され流体流からの回転力を受けるステータ
と、該ステータが流体流から特定の方向の回転力を受け
たときに該ステータを前記固定軸に連結するためのワン
ウェイクラッチと、を備えたトルクコンバータのワンウ
ェイクラッチ機構が知られている。
【0003】前記ワンウェイクラッチの構成としては、
いわゆるスプラグタイプやローラタイプが広く採用され
ている。
【0004】しかしながら、これらのタイプのワンウェ
イクラッチは、いずれもパーツ同士が線接触する構成を
有するため、該パーツに大きな応力(面圧)が発生する
という問題がある。そのため、該線接触する部分の面圧
を許容範囲に収めるために、ある程度の幅が必要とな
り、軸寸法の増大が避けられない。
【0005】これに対し、例えば実開平5−45306
号公報において、図9に示されるような構成のワンウェ
イクラッチが開示されている。
【0006】このワンウェイクラッチ912は、アウタ
レース913と、インナレース914と、ウェーブスプ
リング915とを備える。アウタレース913は、ステ
ータ(図示せず)の内周側に回転不能に固定され、複数
の第1歯913aを有する。インナレース914は、ア
ウタレース913に対し離反可能であり、前記第1歯9
13aに噛み合う第2歯914aを有する。ウェーブス
プリング915は、アウタレース913及びインナレー
ス914のいずれか一方を他方側へ付勢する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この実
開平5−45306号公報において開示されたワンウェ
イクラッチ912は、空転時にアウタレース913が前
記第1歯913a及び第2歯914aの高さhに相当す
る分だけ、1歯分回転する毎に軸方向Xにおいて変位す
る。
【0008】そのため、ウェーブスプリング915が該
変位を許容するだけのストローク代を有する必要があ
り、軸寸法を大きく短縮することはできなかった。
【0009】又、空転時に前記第1歯913a、第2歯
914aが噛み合った状態からその係止が外れ再び噛み
合い状態に戻る際に衝撃音が発生するという問題もあっ
た。
【0010】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、軸寸法を一層短縮し、しかも空
転時に衝撃音の発生しないトルクコンバータのワンウェ
イクラッチ機構を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、流体流を生じ
させるポンプインペラと、その流体流によって回転させ
られるタービンランナと、固定軸と、前記ポンプインペ
ラとタービンランナとの間に配置され流体流からの回転
力を受けるステータと、該ステータが流体流から特定の
方向の回転力を受けたときに該ステータを前記固定軸に
連結するためのワンウェイクラッチ手段と、を備えたト
ルクコンバータのワンウェイクラッチ機構において、前
記固定軸の外周に、前記ステータ側部材と対峙して該固
定軸と一体的に設けられた固定軸側部材と、前記ステー
タ側部材と固定軸側部材との間に設けられ、ステータ側
部材と回転方向に一体化されたサイドクラッチ部材と、
を備え、且つ、前記ステータ側部材とサイドクラッチ部
材のそれぞれの対峙面に、ステータが流体流から前記特
定の方向の回転力を受けたときのみ、該サイドクラッチ
部材をステータ側部材から固定軸側部材へと離反させ、
前記ステータ側部材と固定軸側部材とを係合させるため
の傾斜面が形成されたことにより、前記目的を達成した
ものである。
【0012】本発明は又、前記固定軸側部材とサイドク
ラッチ部材との間に第1の油室が形成されると共に、前
記ステータ側部材とサイドクラッチ部材との間に第2の
油室が形成され、前記第1の油室には、ステータのハブ
部近傍の油圧が導入されると共に、前記第2の油室に
は、ステータに作用する前記流体流の流体圧が導入され
たことにより、同様に前記目的を達成したものである。
【0013】本発明は更に、前記ステータ側部材とサイ
ドクラッチ部材のそれぞれの対峙面には、ステータが流
体流から前記特定の方向とは逆方向の回転力を受けたと
き、前記ステータ側部材とサイドクラッチ部材とを近接
させるための第2傾斜面が形成されたことにより、同様
に前記目的を達成したものである。
【0014】
【作用】ステータが流体流から特定の方向の回転力を受
けると、ステータ側部材とサイドクラッチ部材のそれぞ
れの対峙面に形成された傾斜面の働きにより、軸力(軸
方向の分力)が発生する。その結果、ステータ側部材と
サイドクラッチ部材とが互いに離反し、サイドクラッチ
部材は固定軸側部材と係合する。サイドクラッチ部材は
ステータ側部材と回転方向において一体化されているた
め、結局この係合によりステータ側部材と固定軸側部材
とがクラッチ係合することになる。
【0015】一方、ステータが流体流から前記特定の方
向と反対の方向の回転力を受けた場合には、この傾斜面
による軸力(軸方向の分力)が発生しなくなるため、サ
イドクラッチ部材と固定軸側部材との係合が解かれ、結
局ステータ側部材は固定軸側部材に対して空転できるよ
うになる。この際、空転にあたってサイドクラッチ部材
とステータ側部材は一体的に回転するため、従来のよう
に「歯を乗り越える」という作用がないため、歯の噛み
合いによる衝撃音を招くこともない。
【0016】又、このクラッチの係合、解放にあたり、
サイドクラッチ部材が固定軸側部材と係合、離反可能な
分だけ、該サイドクラッチ部材がステータ側部材と固定
軸側部材との間で軸方向に変位するだけですむため、ス
トローク代は大きくする必要がなく、その分軸寸法が短
縮される。
【0017】なお、前記固定軸側部材とサイドクラッチ
部材との間に第1の油室が形成されると共に、ステータ
側部材とサイドクラッチ部材との間に第2の油室が形成
され、この第1の油室にステータのハブ部近傍の油圧が
導入されると共に、第2の油室にステータに作用する流
体流の流体圧が導入されるように構成することができ
る。この場合、ステータのハブ部近傍の油圧と流体流の
流体圧との差圧を利用してサイドクラッチ部材と固定軸
側部材とをより容易に近接、離反させることができるよ
うになり、ワンウェイクラッチの係合及び解放が一層確
実にできるようになる。
【0018】又、ステータ側部材とサイドクラッチ部材
のそれぞれの対峙面に、ステータが流体流から前記特定
の方向とは逆方向の回転力を受けたときに、前記サイド
クラッチ部材と固定軸側部材とを離反させるための第2
傾斜面が形成されるように構成することもできる。この
場合、特にステータ側部材と固定軸側部材との離反をよ
り確実にすることができ、ワンウェイクラッチをより確
実に解放(空転)させることができるようになる。
【0019】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
【0020】図1は、本発明の第1実施例に係るワンウ
ェイクラッチ機構を備えたトルクコンバータTCの概要
を示す縦断面図である。
【0021】図1において、エンジン出力軸(図示せ
ず)と連結されたフロントカバー4の後方(図中右方)
にはポンプ6が設けられている。フロントカバー4とポ
ンプ6との間には、タービン8が設けられている。ター
ビン8はタービンハブ12を介してトルクコンバータT
Cの出力軸(図示せず)に取り付けられている。
【0022】又、タービン8とポンプ6との間には、ト
ルクコンバータ流体の流れを調整するためのステータ1
0が設けられている。ステータ10にはステータ側部材
18が取り付けられている。ステータ側部材18はスナ
ップリング16を介してステータ10と軸方向に一体化
され、又回転方向にも一体化されている。
【0023】このステータ側部材18を挟んで両側に2
つのサイドクラッチ部材20と、更にその外側に固定軸
側部材22が設けられている。固定軸側部材22はステ
ータハブ24を介して固定軸(図示せず)に一体的に固
定されている。
【0024】主に、上述したステータ側部材18、サイ
ドクラッチ部材20及び固定軸側部材22によってワン
ウェイクラッチ機構が構成される。この部分の拡大図を
図2示す。又、図2のIII −III 線に沿う断面を図3に
示す。
【0025】図3に示すように、ステータ側部材18は
斜面18a、18b及び垂直面18c、18dを有して
いる。一方、サイドクラッチ部材20は、ステータ側部
材18と固定軸側部材22との間に両者とは少しの隙間
を有しながら配置されている。このサイドクラッチ部材
20のステータ側部材18に面する側は前記斜面18
a、18b及び垂直面18c、18dの形状に対応する
斜面20a、20b及び垂直面20c、20dが形成さ
れている。又、固定軸側部材22に面する側には摩擦材
21が取り付けられている。
【0026】ステータ側部材18とサイドクラッチ部材
20との間の隙間は、該サイドクラッチ部材20が固定
軸側部材22に接した状態であっても、垂直面18c、
18dの高さHより小さい。そのため、ステータ側部材
18とサイドクラッチ部材20は常に同一方向に同一速
度で(一体的に)回転する。
【0027】以下、第1実施例の作用を説明する。エン
ジン出力軸の駆動によりポンプ6が回転すると、トルク
コンバータ流体の流れが生じ、この流れの力を受けてタ
ービン8が回転する。タービン8の回転はタービンハブ
12を介して出力軸へと伝達される。
【0028】ステータ10はタービン8を回転させた流
体がポンプ6側へ戻る流れを調整する。このときステー
タ10は流体から力を受け、この力がステータと一体化
されたステータ側部材18に働く。
【0029】タービン8とポンプ6の速度比が小さいと
きは、ステータ側部材18は流体より図3に示す方向の
力F1を受ける。しかしながら、ステータ10(ステー
タ側部材18)はこの力F1によって回転してはならな
い。このステータ10の固定は次のようにして行われ
る。
【0030】即ち、ステータ側部材18が力F1を受け
ると該ステータ側部材18の斜面18a、18bがサイ
ドクラッチ部材20の対応する斜面20a、20bを押
す。これにより力F1の分力F1a、F1bが該斜面2
0a、20bを介してサイドクラッチ部材20に作用す
る。この結果、サイドクラッチ部材20は図3において
左右に広げられ、摩擦材21が固定軸側部材22に押圧
され摩擦係合する。サイドクラッチ部材20が固定軸側
部材22側に摩擦係合(固定)されると、斜面18a、
18b及び斜面20a、20bの存在により、ステータ
側部材18も図の矢印F1の方向にはそれ以上回転でき
なくなる。その結果、ステータ側部材18と一体化され
たステータ10も固定される。
【0031】なお、斜面18a(20a)の角度αは、
摩擦材21と固定軸側部材22との間の摩擦係数をμと
するときtanα<μとしておかないと、サイドクラッ
チ部材20を左右に押し広げることができない。αは数
度程度である。
【0032】一方、速度比が大きいときは、ステータ1
0にあたる流体の流れが変わり、ステータ側部材18に
は図3の力F1とは逆向きの力F2が働くようになる。
ステータ10は、この力F2を受けて円滑に回転しなけ
ればならない。このときステータ10の回転は次のよう
にして行われる。
【0033】即ち、ステータ側部材18が力F2を受け
るときは、サイドクラッチ部材20がステータ側部材1
8の垂直面18c、18dに乗るようになるため、サイ
ドクラッチ部材20に対する押圧力(固定軸側部材22
への分力)は発生しない。従って、サイドクラッチ部材
20を介した固定軸側部材22に対する押圧力も発生せ
ず、ステータ側部材18及びステータ10は該力F2に
よって容易に回転することができる。
【0034】なお、本実施例では摩擦材21をサイドク
ラッチ部材20に設けたが、固定軸側部材22に設けて
もよい。更に、サイドクラッチ部材20と固定軸側部材
22に接触する摩擦面の摩擦係数が適切に保たれるので
あれば、摩擦材21はなくともよい。
【0035】次に本発明の第2実施例について説明す
る。
【0036】第2実施例は、図2、図3に示された第1
実施例のワンウェイクラッチ機構に対してサイドクラッ
チ部材20と固定軸側部材22との係合、離反がより確
実に行われるようにしたものである。
【0037】図4は、第2実施例に係るトルクコンバー
タTC2のワンウェイクラッチ機構の概略を示す縦断面
図である。又、図5は図4のV−V線に沿う断面の拡大
図である。
【0038】図4に示すように、固定軸側部材122に
は孔130が形成されている。ステータハブ124部近
傍の油圧P1はこの孔130を介して固定軸側部材12
2とサイドクラッチ部材120との間の隙間(第1の油
室)131に導入される。一方、ステータ110にはス
テータ側部材118にまで貫通する孔132が形成され
ている。ステータ10に作用する流体圧P2は、この孔
132を介してステータ側部材118とサイドクラッチ
部材120との間の隙間(第2の油室)133に導入さ
れる。
【0039】なお、摩擦材121はサイドクラッチ部材
120ではなく固定軸側部材122に取り付けられてい
るが、第1実施例同様サイドクラッチ部材120側に取
り付けてもよい。
【0040】既に述べたように、速度比が小さいとき、
ステータ側部材118は図5の矢印の方向の力F3を受
け、斜面118a、118bがサイドクラッチ部材12
0を両側に押し広げる。このとき、第2の油室133に
働くステータ10に作用する流体圧P2の方が第1の油
室131に働くステータハブ124部近傍の油圧P1よ
り大きい(P2>P1)ため、この差圧(P2−P1)
により、クラッチの係合動作がより円滑且つ確実に行わ
れる。
【0041】一方、速度比が大きいときには、ステータ
側部材118には図5の力F3とは逆の方向の力F4が
働くと共に、ステータ110に作用する流体圧P2より
ステータハブ124部近傍の油圧P1の方が大きくなる
(P2<P1)。従って、サイドクラッチ部材120に
はこの差圧(P1−P2)が働き、クラッチの解放(空
転)がより円滑且つ確実に行われる。
【0042】なお、他の構成及び作用は先の第1実施例
と同様であるため、図中において同一又は類似の部分に
下2桁が同一の符号を付すに止どめ、重複説明を省略す
る。
【0043】次に、本発明の第3実施例について説明す
る。
【0044】図6は、第3実施例に係るワンウェイクラ
ッチ機構を備えたトルクコンバータTC3の概略を示す
回転軸より上半分の縦断面図である。図6においてa−
a線が回転軸であり、符号206がポンプ、208がタ
ービン、210がステータをそれぞれ示している。又、
ワンウェイクラッチ機構は今までの実施例と同様、ステ
ータ側部材218、サイドクラッチ部材220、固定軸
側部材222a、222bから主に構成される。図7は
図6のVII −VII 線に沿う断面図である。
【0045】図7に示すように、第3実施例は、サイド
クラッチ部材220がステータ側部材218の片側にの
み設けられている。又、摩擦材221もサイドクラッチ
部材220と対面する側の固定軸側部材222aにのみ
設けられている。このため、軸寸法がより一層短縮され
ている。
【0046】ステータ側部材218がサイドクラッチ部
材220と対面する側には、第1実施例と同様の斜面2
18a及び垂直面218cが設けられ、サイドクラッチ
部材220の側もこれに対応する斜面220a及び垂直
面220cが設けられている。
【0047】速度比が小さい場合には、図7の矢印の方
向の力F5が流体からステータ側部材218に作用す
る。この結果、斜面218aがサイドクラッチ部材22
0を図の右方に押すため、サイドクラッチ部材220は
固定軸側部材222aの摩擦材221に押圧される。
【0048】一方、反力によりステータ側部材218は
固定軸側部材222bに接近する。このようにして、固
定軸側部材222a及び222bのそれぞれの面で摩擦
係合が行われる。
【0049】一方、速度比が大きい場合には、図7の力
F5とは逆の方向に流体からの力F6が働き、サイドク
ラッチ部材220がステータ側部材218の垂直面21
8cに乗るようになる。この結果、ステータ側部材21
8及びサイドクラッチ部材220の固定軸側部材222
a、222bに対する押圧力が作用しなくなるため、ク
ラッチは解放される(空転する)。
【0050】次に、本発明の第4実施例について説明す
る。
【0051】第4実施例は、図8に示すように上述した
第3実施例において、ステータ側部材218の垂直面2
18cを、90°より小さなテーパ角θを有する第2傾
斜面318cに変更したものである。なお、ステータ側
部材318に面したサイドクラッチ部材320側にもこ
れと対応する第2傾斜面320cを形成してある。
【0052】速度比が大きいときに図の矢印の力F7が
作用すると、上述した第2傾斜面318c、320cの
テーパ角θの分力で、サイドクラッチ部材320とステ
ータ側部材318は容易に接近でき、クラッチは円滑に
解放される(空転する)。従って、固定軸側部材322
aとサイドクラッチ部材320との間、及びステータ側
部材318と固定軸側部材322bとの間にそれぞれク
リアランスc1及びc2が確実に確保され、引き摺りト
ルクをほぼ零にできる。
【0053】なお、本第4実施例におけるテーパ角θの
第2傾斜面318c及び320cの構成は、第1、第2
実施例の垂直面118c、120c及び218c、22
0cにそのまま代用することができ、同様な作用を得る
ことができる。又、第2実施例における流体の圧力をク
ラッチの係合及び解放の補助に利用する方法を第3、第
4実施例に適用することもできる。更には、上述した方
法を同時に用いることにより、より一層その効果を上げ
ることもできる。
【0054】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
空転の際に歯の噛み合いを外すだけのストロークを確保
する必要がなくなるため、軸寸法の更なる短縮を図るこ
とができ、又1歯分空転する毎に歯と歯が接触すること
もないため、衝撃音を発生することもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係るワンウェイクラッチ機構を備
えたトルクコンバータの概要を示す縦断面図
【図2】図1におけるワンウェイクラッチ機構の拡大図
【図3】図2のIII −III 線による断面図
【図4】第2実施例に係るワンウェイクラッチ機構の概
略を示す縦断面図
【図5】図4のV−V線による断面図
【図6】第3実施例に係るワンウェイクラッチ機構を備
えたトルクコンバータの回転軸より上部を示す縦断面図
【図7】図6のVII −VII 線による断面図
【図8】第4実施例に係るワンウェイクラッチ機構を示
す図7と同様の断面図
【図9】従来のトルクコンバータのワンウェイクラッチ
構成の構成例を示す図3相当の断面図
【符号の説明】
4…フロントカバー 6…ポンプ 8…タービン 10…ステータ 12…タービンハブ 16…スナップリング 18…ステータ側部材 20…サイドクラッチ部材 22…固定軸側部材 24…ステータハブ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年8月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流体流を生じさせるポンプインペラと、そ
    の流体流によって回転させられるタービンランナと、固
    定軸と、前記ポンプインペラとタービンランナとの間に
    配置され流体流からの回転力を受けるステータと、該ス
    テータが流体流から特定の方向の回転力を受けたときに
    該ステータを前記固定軸に連結するためのワンウェイク
    ラッチ手段と、を備えたトルクコンバータのワンウェイ
    クラッチ機構において、 前記ステータの内周に該ステータと一体的に設けられた
    ステータ側部材と、 前記固定軸の外周に、前記ステータ側部材と対峙して該
    固定軸と一体的に設けられた固定軸側部材と、 前記ステータ側部材と固定軸側部材との間に設けられ、
    ステータ側部材と回転方向に一体化されたサイドクラッ
    チ部材と、を備え、且つ、 前記ステータ側部材とサイドクラッチ部材のそれぞれの
    対峙面に、ステータが流体流から前記特定の方向の回転
    力を受けたときのみ、該サイドクラッチ部材をステータ
    側部材から固定軸側部材へと離反させ、前記ステータ側
    部材と固定軸側部材とを係合させるための傾斜面が形成
    されたことを特徴とするトルクコンバータのワンウェイ
    クラッチ機構。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記固定軸側部材とサ
    イドクラッチ部材との間に第1の油室が形成されると共
    に、前記ステータ側部材とサイドクラッチ部材との間に
    第2の油室が形成され、 前記第1の油室には、ステータのハブ部近傍の油圧が導
    入されると共に、前記第2の油室には、ステータに作用
    する前記流体流の流体圧が導入されることを特徴とする
    トルクコンバータのワンウェイクラッチ機構。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記ステータ側部材と
    サイドクラッチ部材のそれぞれの対峙面には、ステータ
    が流体流から前記特定の方向とは逆方向の回転力を受け
    たとき、前記サイドクラッチ部材と固定軸側部材とを離
    反させるための第2傾斜面が形成されたことを特徴とす
    るトルクコンバータのワンウェイクラッチ機構。
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