JPS6131731A - 速度応答型遠心クラツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は速度応答型遠心クラッチに関するものであって
、特にトルクコンバータ用のロックアツプクラッチとし
て使用するのに好適な速度応答型遠心クラッチに関する
ものである。

従来、トルクコンバータにおいて、回転速度が上昇し遠
心力が増加するに従い駆動側の久方軸と被駆動側の出力
軸とを接触摩擦により機械的に結合させるロックアツプ
クラッチが使用されている。

この様なロックアツプクラッチは、通常、遠心力の増加
に伴い半径方向外側へ突出され駆動側表面と摩擦接触す
るシュー組立体を有している。更に。

シュー組立体を介しての駆動側から被駆動側への駆動力
の伝達を滑らかにする為に、ダンパーを設けることが提
案されているが、この様なダンパーを設けた場合にはク
ラッチが全体として大型化するという欠点がある。トル
クコンバータ等に適用する場合には、クラッチ自体すで
にかなり寸法が大きいので、更に大型化されるというこ
とは、取り付はスペース上の問題のみならず、重量が増
大しコスト高となるという問題がある。

本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、滑らかなりラッチ動
作が可能であると共に全体として小型な構成を有する速
度応答型遠心クラッチを提供することを目的とする。

以下、添付の図面を参考に本発明の具体的実施の態様に
付いて詳細に説明する。

第１図は、本発明クラッチをトルクコンバータのロック
アツプクラッチとして適用した場合の実施例を示した断
面図である。図示した如く、トルクコンバータ１０の入
力軸１１は駆動側であって、入力軸１１と一体的にカバ
ー１２が設けられており、カバー１２上に円周上に固設
した適数個の突でいる。又、カバー１２と一体的にケー
シング１３が設けられている。ケーシング１３にはポン
プ羽根車１４が固着されている。従って、カバー１２が
駆動回転されると、ケーシング１３、ポンプ羽根車１４
も共に回転される。トルクコンバータ１０は更に矢印方
向に流動される作動流体によって回転されるタービン羽
根車１６を有すると共に、ステータ１５を有している。

タービン羽根車１６はリベット１８によってタービンハ
ブ１７に固着されている。タービンハブ１７は、出力軸
として機能し、被駆動部材であるタービンシャフトに接
続される。

以上の構成において、駆動側のカバー１２と被駆動側の
タービンハブ１７とは作動流体を介して動作結合されて
、回転駆動力がカバー１２からタービンハブ１７へ伝達
される。第１図に示したトルクコンバータ１０には、更
にロックアツプクラッチが設けられており、回転速度が
上昇すると駆動側と被駆動側とが機械的摩擦力により結
合される。この点に関し説明すると、略円板状のクラッ
チプレート２０がリベット１８によってタービンハブ１
７に固着されており、クラッチプレート２０にはリアク
ションリング３０を介して複数個の摩擦シュー組立体５
０がその外周に沿った適宜の箇所に設けられている。後
に詳説する如く、リアクションリング３０はクラッチプ
レート２０に担持されており、それと大略一体的に回転
するが、所定の角度範囲に渡ってクラッチプレート２０
番二対し相対的に回転自在である。

シュー組立体５０は、リアクションリング３０に対し半
径方向外側に突出可能である様しこ設番すられており、
タービン羽根車１６、従ってクラッチプレート２０の回
転速度が上昇してシュー組立体５０に加わる遠心力が増
加すると半径方向外側にｘｌｆＪ：１．　　Ｐのライニ
ング５６がカバー１２の内表面と摩擦接触し、これによ
りカバー１２と出力軸１７とが機械的に結合される。一
方、回転速度が低下すると、シュー組立体５０は常時ス
プリングの弾発力によって半径方向内側へ向かって付勢
されているので、遠心力に打ち勝って半径方向内側へ移
動しライニング５６とカバ−１２内表面との間の接触状
態を解除する。

第１図の下側に図示した如く、クラッチプレート２０と
それに担持されているリアクションリング３０との間に
介装されてダンパー部材としてのコイルスプリング４１
（以下、ダンパースプリングとも呼称する、）が設けら
れている。後に詳説する如く、ダンパースプリング４１
は、リテーナブレード４０によってクラッチプレート２
０とリアクションリング３０との間に介装されており、
ライニング５６がカバー１２と接触し、回転力がカバー
１２からシュー組立体５０を介してリアクションリング
３０に伝達された場合に、リアクションリング′３０か
ら直接クラッチプレート２０に回転力を伝達する代りに
、ダンパースプリング４１を介してクラッチプレート２
０へ回転力を伝達させる構成となっている。この様な構
成とすることにより、カバー１２からタービンハブ１７
ヘクラツチプレート２０を介して直接機械的に回転力が
伝達される場合でも、極めて滑らかな駆動力の伝達を行
なうことが可能である。

ところで、本発明においては、上述した如きダンパース
プリング４１をシュー組立体５０と同一円周上に配設し
たことを特徴としている。第１図からも明らかな如く、
ダンパースプリング４１とシュー組立体５０とはその断
面が比較的大きなものであるから、この様にダンパース
プリング４１とシュー組立体５０とを同一円周上、即ち
本実施例ではクラッチプレート２０の路外周に沿って配
設することにより、特に軸方向の大きさを小さくするこ
とが可能であり、装置全体を小型化することが可能であ
る。

第２図は、クラッチプレート２０とリアクションリング
３０の組み立て状態を示すと共に、本実施例におけるシ
ュー組立体５０（第２図においては５０′及び５ｏ”と
して示しである）とダンパースプリング４１の配設状態
を示している。第２図に示した如く、本実施例では、同
一円周上に、６個のシュー組立体５０と３個のダンパー
スプリング４１とが設けられている（第２図中において
は、実際には、２個のシュー組立体５０と３個のダンパ
ースプリング４１が示されている。）尚、後に詳説する
如く、シュー組立体５０はそれに作用される遠心力の大
きさに応じてリアクションリング３０に対して半径方向
に移動自在であり、それが殆ど遠心力を受けることなく
後退位置に位置した場合を５０′で示してあり、一方大
きな遠心力を受けて半径方向外側に突出し作動位置に位
置した場合を５０”で示しである。従って、５０”で示
した場合には、ライニング５６がカバー１２と接触し、
クラッチはロックアツプ状態となる。

第３図は、第２図中Ｉ−Ｉ線に沿って取った断面図であ
り、リアクションリング３０とクラッチプレート２０と
の間のダンパー部材４１による相対的回転変位にヒステ
リシス特性を持たせる為のヒステリシス付与部の構造を
示している。尚、この構造は更に詳細に第７図に斜視図
で示してあり、その詳細に付いては後述する。簡単に説
明すると、シュー組立体５０を介してリアクションリン
グ３０がカバー１２と接離される際にリアクシボンリン
グ３０とクラッチプレート２０との間のダンパースプリ
ング４１を介しての力の伝達を滑らかなものとする為に
リアクションリング３０とクラッチプレート２０との間
のダンパー特性にヒステリシスを与えている。

第４図は、クラッチプレート２０の構成を示した平面図
であって、大略円板状の形状を有している。クラッチプ
レート２０の外周に沿って６箇所にシュー組立体取り付
は部２１が設けられており、各取り付は部２１の一部が
片側（第４図中下側）へ曲折されてタブ２５を形成して
いる。本実施例では、２個ずつ連続してシュー組立体取
り付は部２１が設けられている。又、図示例では、タブ
２５は６箇所設けられており、リアクションリングラッ
チプレート２０と相対的な角度関係を変化させる。

クラッチプレート２０の外周部には更に１２０度間隔で
ダンノ゛（−取り付は用の突出部２２が形成されている
。各突出部２２には中央部に略矩形の窓２２ａが穿設さ
れており１両側には一対のピン挿入孔２２ｃ、２２ｃが
穿設されている。更に、突出部２２の先端両側付近には
、一対の切欠部２２ｂ、２２ｂが刻設されている。又、
クラッチプレート２０の中心部にはタービンハブ１７に
挿入される中心孔２４が形成されており、その周りの適
宜の箇所には複数個の取り付は孔２３が穿設されており
、第１図に示した如く、リベット１８が孔２３に挿入さ
れてクラッチプレート２０がタービンハブ１７に固定さ
れる。

第５図は、第４図中Ｉ　Ｉ−Ｉ　Ｉ線に沿ったクラッチ
プレート２０の断面図である。シュー組立体取り付は部
２１の一部を曲折してタブ２５が形成された状態を示す
と共に、ダンパー取り付は用のへ折り曲げて傾斜部２６
を形成した状態を示している。この様な上下一対の傾斜
部２６を形成することにより、クラッチプレート２０と
リアクションリング３０との間に介装されるダンパース
プリング４１の坐りを良くしている。

第６図は、リアクションリング３０の全体的構成を示し
た平面図であって、前述したクラッチプレート２０の構
成に対応して６箇所のシュー組立体取り付は部３１が周
方向に沿って適宜の位置に形成されており、且つダンパ
ー取り付は用の突出部３２が１２０度の角度関係をもっ
て対称的に形成されている。リアクションリング３０の
内周に沿ってフランジ部３４が形成されており、このフ
ランジ部３４はその先端がクラッチプレート２０と摺動
自在に当接する。クラッチプレート２０の曲折タブ２５
は、リアクションリング３０のフランジ内径部３４ａ、
フランジ外径部３４ｂ、又はシュー取り付は部３１の溝
外径部３１ｂの何れかと回転ｉ向に摺動する構成とする
ことが可能である。又、隣接する一対のシュー組立体取
り付は部３１．３１の間に中間突出部３３が形成されて
いる。各シュー組立体取り付は部３１の両側に一対の取
り付は用孔３１ａ、３１ａが設けられている。

ダンパー取り付は用突出部３２の中央には略矩形の保持
孔３２ａが穿設されており、ダンパースプリング４１を
その中に収納することを可能としている。保持孔３２ａ
の両側にはスロット３２ｂ。

３２ｂが設けられており、後述する如く、このスロット
３２ｂの長さによってリアクションリング３ｏのクラッ
チプレート２０に対する相対的角度変位の範囲を規制し
ている。

第７図は、ダンパー取り付は部及びヒステリシス付与部
の詳細な構成を示した斜視図である。第２図及び第３図
をも参考にこの部分の構成に付いて説明する。クラッチ
プレート２０の突出部２２は、リテーナスプリング４５
及びフェーシング４４を保持するフェーシングプレート
４３を介してリアクションリング３０の突出部３２に相
対しており、更にリテーナプレート４０が同じくフェー
シング４４を保持するフェーシングプレート４３を介し
てクラッチプレート２０とは反対側からリアクションリ
ング３０の突出部３２に取り付けられている。リテーナ
スプリング４５は上部曲折部４５ａを有しており、この
曲折部４５ａは組み立て状態において、クラッチプレー
ト２０の切欠部２２ｂ内に挿入され自己回転を防止して
いる。更に、リテーナスプリング４５は、フェーシング
プレート４３を介してフェーシング４４をリアクション
リング３０の突出部３２の両側から圧接する作用をして
いる。リテーナスプリング４５は、更に、側部曲折部４
５ｂを有しており、フェーシングプレート４３を抱きか
かえてそれが回転することを防止している。一方、リテ
ーナスプリング４０の下側には一対の突起４０ｃが突設
されており、フェーシングプレート４３の下側に当接し
てフェーシングプレート４３の回転を防止している。

リテーナプレート４０及びリアクションリング３０はリ
ベット４２によってクラッチプレート２０に装着される
が、リベット４２の小径部４２ｂｂ及びクラッチプレー
ト２０の円形孔２２ｃに挿入され先端部をかしめて軸方
向に分解不能に一体化されており、リベット４２の太径
部４２’ａはリアクションリング３０のスロット３２ｂ
内に位置される。従って、リアクションリング３０のク
ラッチプレート２０に対する相対的な角度変位はリベッ
ト４２とスロット３２ｂとの間の位置関係によって決定
される。

リアクションリング３０のスプリング保持孔３２ａ内に
ダンパースプリング４１が収納され、組み立てられた状
態では、ダンパースプリング４１はクラッチプレート２
０及びリテーナプレート４０の夫々の窓２２ａ及び４０
ａ内にも一部収納されて、クラッチプレート２０及びリ
テーナプレート４０と係合された状態となる。従って、
リアクションプレート３０が後述する如くシュー組立体
５０を介して回転力を受けると、その回転力はダンパー
スプリング４１を介してクラッチプレート２０に伝達さ
れる。この状態を第８ａ図及び第８１−　ｍ　Ｌ＋　Ｊ
＃→飴１−二１ず七＠　　Ｔ７　　Ｍ＋＋ｈマ、、、−
／七れたときの回転駆動力の伝達経路をブロック図で第
９図に示しである。

第１０ａ図乃至第１０ｅ図は、シュー組立体５０の詳細
な構成とその動作状態を示した説明図である。シュー組
立体５０は、カバー１２の内周面と接離自在なライニン
グ５６と、ライニング５６を保持するシュー５１と、ウ
ェイト５２と、リトラクタ−スプリング５３と、メイン
スプリング５４と、ピン５５とを有している。この様な
構成を有するシュー組立体５０を具備した遠心式ロツタ
アップクラッチはトルクリミタ−としての機能を有し、
その場合の典型的なトルク性能曲線を第１１図に示しで
ある。この場合のトルク曲線は４段に折れ曲がっており
、中及び低速度領域ではトルク容量が相対的に高く、−
１高速度領域ではトルク容量があまり増加しない特性と
なっている。

シュー組立体５０の動作を４つの速度領域に分けて以下
説明する。第１１図のトルク曲線中、Ａで示した領域は
低速度非作動領域であり、この場合のシュー組立体５０
の状態を第１０ａ図に示しである。即ち、この状態にお
いては、ライニング５６、シュー５１及びウェイト５２
に作用する遠心力よりもリトラクタ−スプリング５３の
復帰力゛が大きいので、ライニング５６は内側に引き寄
せられており、カバー１２の内表面から離隔されている
。従って、この状態においては、クラッチは非結合状態
にあり、トルクの伝達は行なわれない。

一方、回転が除々に増加し、ライニング５６等に作用す
る遠心力がリトラクタ−スプリング５３の弾発力より僅
かに大きくなると、ライニング５６がカバー１２と接触
し、カバー１２からシュー５１を介してリアクションリ
ング３０へのトルク伝達が開始される。この状態を第１
０ｂ図に示してあり、第１１図のトルク曲線中の点Ａ′
に対応する。

第１１図のトルク曲線中Ｂで示した部分は、中速度−低
速度遠心クラッチ領域であり、シュー組立体５０の状態
を第１０ｃ図に示しである。この場合には、ウェイト５
２に作用する遠心力によってメインスプリング５４が屈
曲しウェイト５２がシュー５１のコ字状下端部５１ａか
ら離隔して浮き上がった状態となる。ウェイト５２に作
用する遠心力の一部は、リトラクタ−スプリング５３か
らピン５５へ伝達されるが、その大部分はメインスプリ
ング５４を介してライニング５６をカバー１．２へ押し
付けるべく機能しトルクを伝達する力となる。一方、ラ
イニング５６とシュー５１に作用する遠心力はウェイト
５２の動きとは無関係に直接ライニング５６をカバー１
２に押し付ける力となる。従って、この領域では、トル
ク伝達に必要なライニング５６の押し付は力は、（ライ
ニング５６とそのシュ−５１自体に作用する遠心力）＋
（ウェイト５２に作用する遠心力）−（リトラクタ−ス
プリング５３の復帰力）である。更に回転数が高くなり
ウェイト５２に作用する遠心力が大きくなってメインス
プリング５４がそれだけ大きく屈曲すると、ウェイト５
２の両端部かりトラクタースプリング５３を介してピン
５５に当接し、それ以上半径方向外側へは移動しなくな
る。

＆Ｌこ−トルク曲線中のＣで示した部分は中速度−高速
度トルクリミッタ−領域であり、シュー組立体５０の状
態は第１０ｄ図に対応する。この場合、回転数が高い為
に、ウェイト５２は完全に両端のピン５５へ押し付けら
れて止まっている。この状態では、ウェイト５２に働く
遠心力は直接ウェイト５２からピン５５そしてリアクシ
ョンリング３０へと逃げ、ライニング５６へは伝達され
ない。従って、この領域では、クラッチの伝達トルクは
ライニング５６及びそのシュー５１に作用する遠心力に
よって発生する摩擦力のみによって決定され、回転数の
増加に体するトルクの増加率は前のＢ領域よりも大幅に
低下し°、所謂トルクリミッタ−の状態となる 最後のトルク曲線中りで示した領域は、高速度領域であ
り、シュー組立体５０の状態は第１０ｅ図に対応する。

この状態では、メインスプリング５４がそれ自身に作用
する遠心力によって半径方向外側へ大きく屈曲されウェ
イト５２及びリトラクタ−スプリング５３から離れるの
で、ウェイト５２がメインスプリング５４をカバー１２
側に向かって押し付ける図中上向の押し付は荷重が無く
なる。Ｃ領域では、メインスプリング５４に作用する遠
心力はウェイト５２の押し付は荷重と相殺されているが
、Ｄ領域ではメインスプリング５４に作用する遠心力は
そのままライニング５６へ伝達される為、クラッチの伝
達トルクがその分だけ大きくなり、トルク容量がやや増
加する。

次に、本発明の別の実施例を第１２図乃至第１４図を参
考に説明する。前述した実施例においては、シュー組立
体５０を担持するリアクションリング３０がクラッチプ
レート２０とリテーナプレ−ト４０との間に介装されて
いたが１本実施例においては、クラッチプレート２０′
をリアクションリング３０′とリテーナプレート４０′
との間に介装させている。尚、第１２図乃至第１４図に
示した実施例においては、前述した実施例の要素に対応
する要素には同一の番号にダッシュを付して示してあり
、又同−の要素には同一の番号を付して示しである。ク
ラッチプレート２０’　に設けられたタブ２５′は前述
した実施例の場合と反対側に突出して設けられており、
リアクションリング３０″のフランジ部３４′を摺動自
在に案内している。又、リアクションリング３０’　に
は、一対の段差部６０が各ダンパー取り付は部３２′に
形成されており、リアクションリング３０′を部分的に
クラッチプレート２０′に近接させている。

この様な構成とすることにより、小さな径のダンパース
プリング４１を使用することを可能としている。

本実施例では、第１３図に示した如く、クラッチプレー
ト２０′とリアクションリング３０’とリテーナプレー
ト４０′とを一体的に保持しているリベット４２′の箇
所にヒステリシス付与構造を設けていないが、前述した
第３図に示した実施例の如く、ダンパースプリング４１
のダンパー特性にヒステリシスを与える為に、第３図と
同様なヒステリシス付与構造を設けることが可能である
ことは勿論である。

更に、第２図及び第１２図に示した夫々の実施例に設け
たシュー組立体５０（不作動位置にあるものを５０′で
示してあり、作動位置にあるものを５０′″で示しであ
る。）には、第１０ａ図乃至第１０ｅ図に示したシュー
組立体５０の構成に更にシューウェイト５７が付加的に
設けられている。

このシューウェイト５７は別体に形成されてシュー組立
体５０内に組み込まれるものであるが、組み込まれると
シュー５１と一体化されてシュー５１の一部として作用
する。即ち、この様な構成とすることにより、単にシュ
ーウェイト５７の重量を変えることにより異なった特性
を与える事が可能となる。

以上、詳説した如く、本発明によれば、クラッチ動作が
極めて滑らかであると共に全体的に小型の構成を有する
速度応答型遠心クラッチを提供することが可能である。

又、シュー組立体及びダンパー部材を同一円周上に配設
させているので、小さなスペースに組み込むことが可能
であり、システム全体の小型化が図られ、コストが低減
化されるので、その実用的効果は著しい。

ＤＩ　ｌ−−太Ｓ明のＸ体的零膚のＳ椹に付いて詳細に
説明したが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべ
きものでは無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無
しに種々の変形が可能であることは勿論である。例えば
、上述した実施例においては、ダンパー部材としてスプ
リングを使用した場合を示したが、本発明はこれに限定
されるべきものではなく、ゴムその他の適宜の部材を使
用可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明クラッチをトルクコンバータに適用した
場合の１実施例を示した概略断面図、第２図は第１図の
トルクコンバータに設けられている本クラッチの組み立
て状態を示した概略図、第３図は第２図中Ｉ−Ｉ線に沿
って取った断面図、第４図はクラッチプレート２０を示
した平面図、第５図は第４図中ＩＩ−ＩＩ線に沿って取
った断面図、第６図はリアクションリング３０を示した
平面図、第７図はダンパー部の組み立て状態を示した分
解斜視図、第８ａ図及び第８ｂ図はダンパー部の動作を
説明する各説明図、第９図はトルクの伝達経路を示した
ブロック図、第１０ａ図乃至第１０ｅ図はシュー組立体
５０の各速度領域における状態を示した各説明図、第１
１図は本クラッチの典型的なトルク性能曲線を示したグ
ラフ図、第１２図は本発明の別の実施例を示した概略図
、第１３図は第１２図中のＩＶ−ＩＶ線に沿った部分断
面図、第１４図は第１２図中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿っ
た断面図である。 （符号の説明） ２０：　クラッチプレート ３０：　リアクションリング ４１：　ダンパースプリング ５０：　シュー組立体 特許出願人　工ヌエスケー・ワーナー株式会社第８０図 第９図 第１０ａ図 第１０ｂ図 第１０ｃ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸に固着される略円板状のクラッチプレートと
   、前記クラッチプレートに対し相対的に回転可能に保持
   したリアクションリングと、前記リアクションリングに
   保持され遠心力によって半径方向外側に移動自在な複数
   個のシュー組立体と、前記クラッチプレートとリアクシ
   ョンリングとの間に介装され前記シュー組立体と同一円
   周上に配設された複数個のダンパー部材とを有すること
   を特徴とする速度応答型遠心クラッチ。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記クラッチがト
   ルクコンバータ用のロックアップクラッチであることを
   特徴とする速度応答型遠心クラッチ。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記ダンパー部材
   がコイルスプリングであることを特徴とする速度応答型
   遠心クラッチ。 ４、特許請求の範囲第２項において、前記ダンパー部材
   がゴムであることを特徴とする速度応答型遠心クラッチ
   。 ５、特許請求の範囲第２項において、前記クラッチプレ
   ートとリアクションリングとの間にヒステリシス付与部
   が設けられており、前記ダンパー部材による弾発力で前
   記クラッチプレートとリアクションリングとの間の相対
   的回転変位にヒステリシスを与えることを特徴とする速
   度応答型遠心クラッチ。