JPS6114383B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業業上の利用分野〕 本発明は、直結クラツチ付流体式トルクコンバ
ータに関し、特に、エンジン出力軸側とトルクコ
ンバータ出力軸側とを選択的かつ機械的に連結す
るダンパ機構を備えた直結クラツチの構造に係る
ものある。

〔従来の技術〕

一般に流体式トルクコンバータは、エンジン出
力軸に連結されたポンプインペラと、補助変速機
に連結されたタービンランナと、タービンランナ
からポンプインペラへ戻る流体の流れを偏向して
適宣トルクの変換を行うステータよりなり、エン
ジン出力軸と補助変速機の入力軸との間の回転速
度差に応じて適当なトルク変換を行いつつ動力を
流体を介して伝達するようになつている。

係るトルクコンバータに於いては、タービンラ
ンナの回転速度がポンプインペラの回転速度に最
も近づいた伝動状態に於いても、ポンプインペラ
とタービンランナの間に必然的に滑りが存在す
る。このため、機械的クラツチによる直結伝導機
構に比して動力伝達効率が低下し、それだけ自動
車の燃料消費率を増大させ、資源の節約及び排気
ガス浄化対策の観点からかなりの不利益をもたら
す。

そこで、エンジン出力軸とポンプインペラを連
結するための入力部材であるハウジングの内面と
タービンランナの外周面とで形成される環状空間
に、エンジン出力軸とトルクコンバータの出力軸
側を選択的かつ機械的に廉連結する直結クラツチ
を配設した直結クラツチ付流体式トルクコンバー
タが知られている。（例えば、米国特許第3491617
号明細書、米国特許第3497043号明細書、米国特
許第4138003号明細書）。

しかしながら、米国特許第3491617号細書及び
米国特許第3497043号明細書に開示された直結ク
ラツチは、ダンパスプリングを介して互いに駆動
される環状プレートと環状ハブとが一枚づつであ
り、トルク伝達時にダンパスプリングに回転方向
以外の方向（回転方向に傾斜した方向）の力が作
用するため、ダンパスプリングの保持性が悪い。

この点、米国特許第4138003号明細書に開示さ
れた半径方向内方に配設された直結クラツチは、
ダンパスプリングが二枚の環状プレートと一枚の
環状ハブとの間で作用するように配置されている
ため、トルク伝達時のダンパスプリングの保持性
が良好である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した米告国特許第4138003
号明細書に開示された構成の直結クラツチ付流体
式トルクコンバータに於いては、二枚の環状プレ
ートを互いに一体的に締結する複数個のリベツト
（又は溶接）位置が、ダンパスプリングの配置位
置とは半径方向に大きくずれている。

このため、直結クラツチ作動時時（直結時）に
於いて、リベツトを介して両プレート間に相互に
作用する力と、ダンパスプリングを介して両プレ
ートに作用する力とによつてモーメントが発生
し、上記プレートが不整歪を生じ易いといつた問
題があつた。

なお、係るプレートの不整歪の発生を防止する
ためには、両プレートの肉厚を厚くするか、リベ
ツトの径を大きくしたり本数を増やすことが考え
られるが、流体式トルクコンバータの軸方向寸法
を増大させることになるため、好ましい対策とは
言えない。

従つて、本発明の目的は、流体式トルクコンバ
ータの軸方向寸法を余り増大させることなく、上
記環状プレートの不整歪の発生を防止することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、上述の問題点を解決するため
の手段として、次のような構成を採用したもので
ある。

すなわち、本発明は、直結クラツチ付流体式ト
ルクコンバータに於いて、二枚の環状プレート
と、一枚の環状ハブ間で作用する複数個のダンパ
スプリングと、両プレートを互いに一体的に締結
するリベツトとをピストンの摩擦係合面に近接し
た外周縁部の円周方向に交互に設けると共に、リ
ベツトをダンパスプリングの略回転領域内に配設
し、更にこれら両プレート、ハブ、リベツト及び
ダンパスプリングをハウジングの内面とタービン
ランナの外周肩部にて形成された断面略三角形の
環状空間内に配設したことを特徴とする。

具体的には、図面を参照して説明すると、直結
クラツチ付流体式トルクコンバータは、エンジン
出力軸１とポンプインペラ８を連結するための入
力部材であるハウジング５と、ポンプインペラ８
と流体力学的に連結して動力をトルクコンバータ
の出力軸１３へ伝達するタービンランナ１０と、
このタービンランナ１０からポンプインペラ８へ
流体を環流するステータ１１と、このステータ１
１の回転方向を一方向に限定するための一方向ク
ラツチ１８から成る流体式トルクコンバータ７
と、エンジン出力軸１とトルクコンバータの出力
軸１３間に組み込まれこれら両者を選択的かつ機
械的に連結する直結クラツチ２２を有する。

直結クラツチ２２は、トルクコンバータの出力
軸１３上に支承されかつハウジング５とタービン
ランナ１０の間に設置されてハウジング５の内面
と摩擦材２３を介して摩擦係合する環状のピスト
ン１５と、このピストン１５とトルクコンバータ
の出力軸１３間の回転動力伝達経路の途中に互い
に軸方向に隔置されかつ互いに回転方向に対し連
結された二枚の環状プレート２７，２８と、両プ
レート２７，２８間に配置されかつ両プレート２
７，２８に対し相対回転可能な環状のハブ２６
と、これら両プレート２７，２８とハブ２６が互
いに重なる円環状部に円周に沿つて隔置して形成
された複数個の孔２９，２４内に配置されこれら
両プレート２７，２８とハブ２６間で作用する複
数個のダンパスプリング２５と、両プレート２
７，２８を互いに一体的に締結する複数個のリベ
ツト３１とを有している。

そして、前記ダンパスプリング２５とリベツト
３１とは、前記ピストン１５の摩擦係合面に近し
た外周縁部の円周方向に交互に設けられていると
共に、前記リベツト３１はダンパスプリング２５
の略回転領域内に配設されており、これら両プレ
ート２７，２８、ハブ２６、リベツト３１及びダ
ンパスプリング２５は前記ハウジング５の内面と
タービンランナ１０の外周肩部にて形成された断
面略三角状の環状の環状空間Ｃ内に配設されてい
る。

〔作用〕

上述の手段によれば、直結クラツチ２２が解除
された通常の状態に於いては、ピストン１５が第
１図（第３図）の右方向へ移動し、ピストン１５
はハウジング５の内面から離れており、エンジン
出力軸１からの動力は流体式トルクコンバータ７
を介してその出力軸１３へ伝達される。

次に、ピストン１５の背面に油圧が作用される
と、ピストン１５が第１図（第３図）の左方向へ
移動し、ピストン１５が摩擦材２３を介してハウ
ジング５の内面に摩擦係合する。この結果、エン
ジン出力軸１からの動力は流体式トルクコンバー
タ７を介することなく直結クラツチ２２を介して
機械的にトルクコンバータの出力軸１３へ伝達さ
れる。

この直結クラツチ２２の作動（直結）状態に於
いては、リベツト３１を介して両プレート２７，
２８間に相互に作用する力と、ダンパスプリング
２５を介して両プレート２７，２８に作用する力
とは、略同一円周上にて互いに平衡する。

従つて、両プレート２７，２８に不整歪げが生
じることが回避される。

更に、これら両プレート２７，２８、ハブ２
６、リベツト３１及びダンパスプリング２５が前
記ハウジング５の内面とタービンランナ１０の外
周肩部にて形成された断面略三角状の環状空間Ｃ
内に配設されているため、流体式トルクコンバー
タの軸方向寸法を余り増大させることがない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は、本発明の一つの好ましい実施例に係
る直結クラツチ付流体式トルクコンバータを示し
ている。

図に於いて、１はエンジン出力軸の後端部であ
り、その端面部にはフライホイール２が複数個の
ボルト３により装着されている。フライホイール
２は複数個のボルト４により符号５にて全体的に
示されたハウジングと連結されており、エンジン
出力軸１、フライホイール２、ハウジング５は一
体となつて軸線Ｘ−Ｘの周りに回転し得るように
なつている。

ハウジング５は、直結クラツチ付流体式トルク
コンバータの主要部を内蔵すると共に、それ自身
も主たる伝動要素を構成するものであり、前記エ
ンジン出力軸１をその入力軸として前記軸線Ｘ−
Ｘの周りに回転駆動されるように構成されている
ものである。このハウジング５は、前述の如くボ
ルト４によつてフライホイール２と結合された前
方の端壁部６と、その後方に位置し符号７にて全
体的に示された流体式トルクコンバータのポンプ
インペラ８を構成するポンプハウジング部９から
なつている。

流体式トルクコンバータ７は、周知の如くター
ビンランナ１０及びステータ１１を含んでいる。
タービンランナー１０はタービンデイスク１２を
備え、このタービンデイスク１２は軸線Ｘ−Ｘに
沿つて延びるトルクコンバータの出力軸１３上に
スプライン１４を介して装着されている。出力軸
１３の前端部（図にて左端部）はハウジング端壁
部６に装着された後述するハブ２１に対しオイル
シール１６ａを介して液密に接合しており、更に
ハブ２１の外周に形成された円周溝には環状のピ
ストン１５の内周面と液密に接合するオイルシー
ル１６ｂが取り付けられている。また、出力軸１
３の後端部（図にて右端部）は図示していない補
助変速機の遊星歯車変速機構の入力軸として構成
されている。出力軸１３の周りにはステーク軸１
７が設けられており、このステータ軸１７はその
後端部（図にて右端部）にて車体より固定保持さ
れた外側ハウジング（図示せず）により支持され
ている。ステータ軸１７上にはステータ１１が一
方向クラツチ１８を介して一方向に回転可能に装
着されている。なお、ポンプインペラ８を構成し
たポンプハウジング部９の後端部は、オイルポン
プ１９の中空軸として構成されたポンプ駆動軸２
０に接続されており、その回転によつてオイルポ
ンプ１９を駆動するようになつている。

さて、このように構成された流体式トルクコン
バータ７に於いて、エンジン出力軸１とトルクコ
ンバータの出力軸１３間には、これら両者を選択
的かつ機械的に連結する直結クラツチ２２が組み
込まれている。

直結クラツチ２２は、摩擦材２３を介してハウ
ジング５の内面と摩擦係合する環状のピストン１
５、一枚の環状ハブ２６、二枚の環状プレート２
７，２８、複数個のダンパスプリング２５、複数
個のリベツト３１等から構成されている。

前述のハブ２１を介して出力軸１３上に軸方向
へ移動可能に支承された環状のピストン１５は、
ハウジング端壁部６の内径と一定の隙間を与える
外径を有すると共に、ハウジング端壁部６の内面
（摩擦面）に面する側に一定幅を持つた環状の摩
擦材２３が接着にて固着されている。係るピスト
ン１５によつてハウジング５と流体式トルクコン
バータ７の内側に郭定された空間は、ピストン１
５の一方の側（図にて左側）に位置する室Ａと他
方の側（図にて右側）に位置する室Ｂとに分けら
れている。

トルクコンバータの出力軸側部材であるタービ
ンランナ１０外周左方上方部（肩部）には、後述
するように、円周上に隔置して形成した複数個の
孔２４にダンパスプリング（この実施例では圧縮
コイルスプリング）２５を収容したハブ２６が溶
接にて固着されている。このハブ２６の両側は軸
方向に一定の空隙を設けて配置された二枚の環状
プレート２７及び２８が配設されており、両プレ
ート２７，２８にも上記ハブの孔２４と対応する
複数個の孔２９が形成されている。そして、ハブ
２６と両プレート２７，２８とは互いに所定の角
度範囲にわたつて相対回転可能であり、これらハ
ブ２６と両プレート２７，２８が互いに重なつた
円環状部にて整合した孔２４及び２９内に配置し
たダンパスプリング２５を介して両者間（ハブ２
６と両プレート２７，２８間）の動力伝達がなさ
れるようになつている。

一方のプレート２７はハブの後面側と摩擦係合
する摩擦面を有し、また、他方のプレート２８は
ハブ２６の前面側と摩擦係合する摩擦面を有し、
その内周縁部がピストン１５の摩擦材２３背面位
置に溶接されている。

第２図は第１図の−線に沿つた要部断面図
である。

この図に示されたように、ハブ２６の同一円周
上には複数個の孔２４が接線方向に形成されてお
り、その孔２４の両端部は垂直であり、この孔２
４内にダンパスプリング２５が接線方向に収容さ
れている。更に、ハブ２６に於ける互いに隣接す
る孔２４の間には後述するリベツト３１が貫通す
る切り欠き溝３０が複数個設けられている。この
切り欠き溝３０は、リベツト３１の径よりも十分
大きな周方向寸法と法線方向寸法を有する矩形の
溝である（勿論のことながら、切り欠き溝３０は
周知の円弧状の孔としても良い）。そして、直結
クラツチ２２が作動状態（直結状態）に於いて所
定のトルクに達すると、リベツト３１が切り欠き
溝３０の垂直壁に当接するようになつている。こ
の切り欠き溝３０の半径方向内方に位置するハブ
３６の両面には、摩擦材３２及び３３が接着され
て取り付けられている。

第３図は第２図の−線に沿つた要部断面図
である。

この図に示されたように、ピストン１５の外周
縁部と両プレート２７，２８とはこの配列にて複
数個のリベツト３１でもつて一体的に締結されて
おり、ハブ２６の両面に接着された摩擦材３２，
３３は両プレート２７，２８によつて強く押圧さ
れている。このように、両プレート２７，２８と
ハブ２６の連結をダンパスプリング２５のみの連
結でなく摩擦材３２，３３を介することにより、
ダンパスプリング２５の特性にヒステリシスを与
えてダンピング作用を与えて、ピストン１５とタ
ービンランナ１０の動力伝達をスムーズにしてい
る。

更に、第２図示されているように、前記ダンパ
スプリング２５とリベツト３１とは、ピストン１
５の摩擦係合面に近接した外周縁部の円周方向に
交互に設けられており、かつリベツト３１はダン
パスプリング２５の略回転領域内に配設されてい
る。

そして、これら両プレート２７，２８、ハブ２
６、リベツト３１及びダンパスプリング２５は、
前記したハウジング５の内面とタービンランナ１
０の外周肩部にて形成された断面三角状の環状空
間Ｃ内に配設されている。

このような構成にて、通常は図示していない油
圧制御装置からステータ軸１７と出力軸１３との
間の油路３４を通つて圧油が室Ａに供給される
と、ピストン１５がタービンランナ１０側（第１
図の右方）に移動し、ハウジング５とピストン１
５を第１に示すように非係合とする。この結果、
エンジン出力軸１からの動力は流体式トルクコン
バータ７、すなわちハウジング５→ポンプインペ
ラ８→タービンランナ１０→タービンデイスク１
２→出力軸１３を介して補助変速機に伝達され
る。

また、油圧制御装置からステータ軸１７とポン
プインペラ１９を駆動するポンプ駆動軸２０の間
を通つて圧油が室Ｂに供給されると、タービンラ
ンナ１０のハウジング５側（第１図の左方向）へ
の変形、及び室Ａと室Ｂに於ける圧力左による力
により、ピストン１５が左方向に移動し、ピスト
ン１５の摩擦材２３がハウジング端壁部６の内面
に摩擦係合する。こＱの結果、エンジン出力軸１
からの動力は流体式トルクコンバータ７を介する
ことなく直結クラツチ２２、すなわちハウジング
５→摩擦材２３→ピストン１５→両プレート２
７，２８→ダンパスプリング２５→ハブ２６→タ
ービンランナ１０→タービンデイスク１２を介し
て出力軸１３へ機械的に伝達されるようになつて
いる。なお、この時、室Ａ内に供給されていた油
は油路３４を通つて排出されるようになつてい
る。

このように本発明は、直結クラツチ付流体式ト
ルクコンバータに於いて、二枚の環状プレート２
７，２８と一枚の環状ハブ２６間で作用する複数
個のダンパスプリング２５と、両プレート２７，
２８を互いに一体的に締結する複数個のリベツト
３１とを、ピストンの摩擦係合面に近接した外周
縁部の円周方向に交互に設けると共に、リベツト
３１をダンパスプリング２の略回転領域内に配設
したことにより、直結クラツチ２２の作動（直
結）状態に於いては、リベツト３１を介して両プ
レート２７，２８間に相互に作用する力と、ダン
パスプリング２５を介して両プレート２７，２８
に作用する力とが、略同一円周上にて互いに平衡
する。

従つて、両プレート２７，２８の不整歪の発生
を回避ことができる。

また、摩擦材２３を介してピストン１５に作用
する力とダンパスプリング２５及びリベツト３１
を介して両プレート２７，２８及びハブ２６に作
用する力とが、略同一円周上にて互いに平衡する
結果、直結クラツチ２２の剛性、耐久性上有利で
ある。

更に、直結クラツチ２２の主要構成部材である
両プレート２７，２８、ハブ２６、リベツト３１
及びダンパスプリング２５を、流体式トルクコン
バータ７の入力部材であるハウジング５の内面と
タービンランナ１０の外周肩部にて形成された断
面略三角状の環状空間（デツドスペース）Ｃを利
用してこの環状空間Ｃ内に直結クラツチ２２を配
設したので、軸方向寸法を余り長くすることな
く、コンパクトに設計することができる。

特に、大きな軸方向寸法をとるリベツト３１を
外周縁部の円周方向にダンパスプリング２５と交
互に、かつダンパスプリング２５の略回転領域内
に配設したので、リベツト３１による軸方向寸法
の増大を最小に抑えることができる。

また、リベツト３１の取付け半径を大きくでき
るので、直結クラツチの剛性、耐久性上有利であ
ると共に、リベツト３１の本数を少なくすること
もできる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、流体式トルクコ
ンバータの軸方向寸法を余り増大させることな
く、環状プレートの不整歪の発生を防止すること
ができる。

また、直結クラツチの剛性、耐久性を向上する
こともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一つの実施例に係る直結クラ
ツチ付流体式トルクコンバータの上半を示す縦断
面図である。第２図は第１図の−線に沿つた
要部断面図である。第３図は第２図の−に沿
つた要部断面図である。 符号の説明１……エンジン出力軸、５……ハウ
ジング、６……ハウジング端壁部、７……流体式
トルクコンバータ、８……ポンプインペラ、１０
……タービンランナ、１１……ステータ、１３…
…トルクコンバータの出力軸、１５……環状のピ
ストン、１８……一方向クラツチ、２２……直結
クラツチ、２３……摩擦材、２４……ハブの孔、
２５……ダンパスプリング（圧縮コイルスプリン
グ）、２６……環状ハブ、２７，２８……環状プ
レート、２９……環状プレートの孔、３０……切
り欠き溝、３１……リベツト、３２，３３……ハ
ブの摩擦材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン出力軸とポンプインペラを連結する
   ための入力部材であるハウジングと、該ポンプイ
   ンペラと流体力学的に連結して動力をトルクコン
   バータの出力軸へ伝達するタービンランナと、該
   タービンランナからポンプインペラへ流体を環流
   するステータ、及びステータの回転方向を一方向
   に限定するための一方向クラツチから成る流体止
   トルクコンバータと、前記エンジン出力軸と前記
   トルクコンバータの出力軸間に組み込まれこれら
   両者を選択的かつ機械的に結合する直結クラツチ
   を有する直結クラツチ付流体式トルクコンバータ
   に於いて、 前記直結クラツチはトルクコンバータの出力軸
   上に支承されかつ前記ハウジングとタービンラン
   ナの間に配置されて該ハウジングの内面と摩擦材
   を介して摩擦係合する環状のピストンと、該ピス
   トンと前記トルクコンバータの出力軸間の回転動
   力伝達経路の途中に互いに軸方向に隔隔置されか
   つ互いに回筒転方向に対し連結された二枚の環状
   プレートと、両プレート間に配置されかつ両プレ
   ートに対し相対回転可能な環状のハブと、これら
   両プレートとハブが互いに重なる円環状部に円周
   に沿つて隔置して形成された複数個の孔内に配置
   されこれら両プレートとハブ間で作用する複数個
   のダンパスプリングと、前記両プレートを互いに
   一体的に締結する複数個のリベツトとを有し、前
   記ダンパスプリングとリベツトとは前記ピストン
   の摩擦係合面に近接した外周縁部の円周方向に交
   互に設けられると共に、前記リベツトは前記ダン
   パスプリングの略回転領域内に配設されており、
   これら両プレート、ハブ、リベツト及びダンパス
   プリングは前記ハウジングの内面とタービンラン
   ナの外周肩部にて形成された断面略三角状の還状
   空間内に配設されていることを特徴とする直結ク
   ラツチ付流体式トルクコンバータ。