WO2012053280A1 - 流体式動力伝達装置のロックアップ装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a lockup device, and more particularly to a lockup device for a fluid power transmission device for mechanically coupling power from a front cover to a turbine of the fluid power transmission device.
  • a lock-up device is provided to reduce fuel consumption.
  • the lockup device is disposed in a space between the turbine and the front cover, mechanically connects the front cover and the turbine, and directly transmits torque between the two.
  • the lock-up device generally has a piston and a damper mechanism.
  • the piston is pressed against the front cover by the action of hydraulic pressure, and torque is transmitted from the front cover.
  • the damper mechanism also includes an output-side member connected to the turbine and a plurality of torsion springs for elastically connecting the piston and the output-side member.
  • the torque transmitted to the piston is transmitted to the output side member via a plurality of torsion springs, and further transmitted to the turbine.
  • Patent Document 1 discloses a lock-up device that suppresses engine rotation fluctuations by attaching an inertia member to an output-side member.
  • an inertia member is attached to an output member fixed to a turbine so as to be relatively rotatable.
  • a torsion spring as an elastic member is provided between the output member and the inertia member.
  • lock-up rotational speed In recent passenger cars, in order to improve fuel efficiency, it is required to lower the rotational speed at which the front cover and the turbine are connected (hereinafter referred to as “lock-up rotational speed”).
  • the engine speed fluctuation is large in the region where the engine speed is low. Therefore, if the lockup speed is set to a low speed, the output speed fluctuation becomes larger. Therefore, by using a lock-up device having an inertia member as shown in Patent Document 1, even if the lock-up rotation speed is about 1200 rpm, for example, rotation fluctuation can be suppressed.
  • the rotational speed fluctuation on the output side is minimized near 1200 rpm
  • the rotational speed fluctuation becomes large near 1600 rpm.
  • the characteristic of this rotational speed fluctuation that is, at which rotational speed the rotational speed fluctuation is minimized and maximized is mainly due to the magnitude of the hysteresis torque generated between the output member and the inertia member. Yes.
  • An object of the present invention is to make it possible to suppress rotational fluctuations on the output side in a wide rotational speed range even when the lockup rotational speed is set to a low rotational speed.
  • a lockup device for a fluid power transmission device is a device for mechanically coupling power from a front cover to a turbine of the fluid power transmission device, the piston being pressed against the front cover, and the turbine And an output side unit provided so as to be integrally rotatable.
  • the output side unit includes an output member fixed to the turbine, an inertia member provided so as to be rotatable relative to the output member, an elastic member that elastically connects the inertia member and the output member in the rotation direction, and hysteresis A torque generating mechanism.
  • the hysteresis torque generating mechanism is disposed between the inertia member and the output member, and generates a variable hysteresis torque between the inertia member and the output member.
  • the output member and the inertia member are rotating relative to each other, and a hysteresis torque generated by a hysteresis torque generating mechanism acts between them.
  • a hysteresis torque generated by a hysteresis torque generating mechanism acts between them.
  • the characteristics of the rotational speed fluctuation on the output side change.
  • the hysteresis torque is changed depending on the rotational speed range so that the rotational speed fluctuation on the output side becomes small in a wide rotational speed range. Therefore, even when the lockup rotational speed is set to a low rotational speed, fluctuations in rotational speed can be suppressed in a wide rotational speed region.
  • the lockup device of the fluid power transmission device is the lockup device of the first aspect, wherein the hysteresis torque generating mechanism generates the first hysteresis torque in the low speed range and increases from the medium speed range to the high level. A second hysteresis torque larger than the first hysteresis torque is generated in the rotation speed range.
  • Rotational speed fluctuation on the output side decreases in the low rotation speed range when the hysteresis torque between the output member and the inertia member is small, and conversely decreases in the medium rotation speed range when the hysteresis torque is large. Therefore, in the present invention, the first hysteresis torque is generated in the low rotation speed range, and the larger second hysteresis torque is generated in the medium rotation speed range to the high rotation speed range. Therefore, the rotational speed fluctuation on the output side can be suppressed in a wide rotational speed range.
  • the lockup device for the fluid power transmission device wherein the output member is fixed to a driven plate to which power is input from the piston and an inner peripheral portion of the driven plate. And a hub flange fixed to the turbine.
  • the inertia member has an annular inertia plate elastically connected to the hub flange in the rotational direction via an elastic member, and an inertia block fixed to the outer peripheral portion of the inertia plate.
  • the hysteresis torque generating mechanism is disposed between the outer periphery of the hub flange and the inner peripheral portion of the inertia plate.
  • the hysteresis torque generating mechanism is disposed between the outer periphery of the hub flange and the inner periphery of the inertia plate, it is possible to avoid an increase in the axial space.
  • a lockup device for a fluid power transmission device wherein the hysteresis torque generating mechanism has a plurality of sliders that rotate together with the hub flange and are movable in the radial direction.
  • the slider moves radially outward by centrifugal force and comes into contact with the inertia plate.
  • a hysteresis torque generating mechanism can be realized with a simple configuration.
  • the hysteresis torque generating mechanism further includes a pressing mechanism for pressing the plurality of sliders against the inertia plate.
  • a pressing mechanism for pressing the slider is further provided so that a large hysteresis can be generated even with a small slider.
  • the lockup device for the fluid power transmission device according to the fifth aspect, wherein the pressing mechanism is disposed between the hub flange and each of the plurality of sliders, and the plurality of sliders are caused by rotational fluctuations. Has a plurality of rollers that press against the inertia plate.
  • the slider can be strongly pressed against the inertia plate with a simple mechanism, and a large hysteresis torque can be easily generated.
  • a lockup device for a fluid power transmission device is the lockup device according to any one of the first to sixth aspects, further comprising an elastic member that elastically connects the piston and the output side unit in the rotational direction. I have.
  • the lockup rotational speed can be set to a lower rotational speed, and the turbine rotational fluctuation can be suppressed in a wide rotational speed range. For this reason, low fuel consumption can be realized.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3.
  • the front view of a hysteresis torque generation mechanism The front view of a side plate.
  • VII-VII sectional view taken on the line of FIG. The front view of a slider.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram of engine speed and rotational speed fluctuation. The operation principle figure for demonstrating operation
  • FIG. 1 shows a torque converter as a fluid type power transmission device according to an embodiment of the present invention.
  • An engine is arranged on the left side of FIG. 1, and a transmission is arranged on the right side of FIG.
  • a line OO shown in FIG. 1 is a rotation axis of the torque converter.
  • the torque converter 1 is a device for transmitting power from a crankshaft of an engine to an input shaft of a transmission, and mainly includes a front cover 2 to which power is input, an impeller 3, a turbine 4, a stator 5, And a lock-up device 6.
  • the outer periphery of the front cover 2 and the impeller 3 are fixed by bolts 7, and a fluid chamber is formed by the front cover 2 and the impeller 3.
  • the turbine 4 is disposed so as to face the impeller 3 in the fluid chamber.
  • the turbine 4 includes a turbine shell 8, a plurality of turbine blades 9 fixed inside the turbine shell 8, and a turbine hub 10 fixed to the inner peripheral portion of the turbine shell 8.
  • the turbine hub 10 includes a cylindrical portion 11 that extends in the axial direction, and a disk-shaped flange 12 that extends radially outward from the cylindrical portion 11.
  • the inner peripheral portion of the turbine shell 8 is fixed to the outer peripheral portion of the flange 12 by a rivet 13.
  • the tubular portion 11 of the turbine hub 10 has a spline hole 11a formed in the inner peripheral portion and a spline shaft 11b formed in the outer peripheral portion. And the input shaft of the transmission which is not illustrated is connected with the spline hole 11a.
  • the stator 5 is a mechanism for adjusting the flow of hydraulic oil from the turbine 4 to the impeller 3, and is disposed between the impeller 3 and the turbine 4.
  • FIG. 2 shows the lock-up device 6 taken out.
  • the lockup device 6 is a device for mechanically connecting the front cover 2 and the turbine 4 when the engine speed reaches a predetermined speed (lockup speed), as shown in FIG. Between the front cover 2 and the turbine 4.
  • the lockup device 6 includes a piston 15, an output side unit 16, and a plurality of first torsion springs (first elastic members) 17.
  • the piston 15 has a cylindrical portion 15a formed by being bent toward the engine side on the inner peripheral portion. And this cylindrical part 15a is supported by the outer peripheral surface of the cylindrical part 11 of the turbine hub 10 so that sliding is possible in an axial direction and a rotation direction. An annular friction member 18 that is pressed against the side surface of the front cover 2 is fixed to the outer peripheral portion 15 b of the piston 15.
  • the output unit 16 includes an output member 20, an inertia member 21, a plurality of second torsion springs (second elastic members) 22, and a hysteresis torque generating mechanism 23.
  • the output member 20 includes a driven plate 25 and a hub flange 26.
  • the driven plate 25 and the hub flange 26 are fixed to each other by a rivet 27.
  • the driven plate 25 is a substantially disk-shaped member whose outer peripheral portion is inclined toward the engine side. The outer peripheral tip is engaged with the end of the first torsion spring 17.
  • the hub flange 26 includes a boss 30 and a flange 31 extending radially outward from the outer periphery of one end in the axial direction of the boss 30 as shown in FIG. Have.
  • a spline hole 30 a is formed in the inner peripheral portion of the boss 30, and the spline hole 30 a is engaged with the spline shaft 11 b of the turbine hub 10. Further, four arc-shaped concave portions 30b are formed on the outer peripheral surface of the boss 30 at equiangular intervals (90 ° intervals).
  • a plurality of window holes 31 a are formed in the outer peripheral portion of the flange 31.
  • the second torsion spring 22 is supported by the plurality of window holes 31a.
  • a plurality of stopper notches 31b are formed on the inner peripheral side of the window hole 31a.
  • the stopper notch 31b has a predetermined length in the circumferential direction.
  • the inertia member 21 functions as a dynamic damper that further suppresses fluctuations in rotational speed input from the driven plate 25, and includes first and second inertia plates 34 and 35 and an inertia block 36. .
  • the two inertia plates 34 and 35 and the inertia block 36 are fixed to each other by a rivet 37.
  • the first and second inertia plates 34 and 35 are arranged to face each other so as to sandwich the flange 31 of the hub flange 26 from both sides in the axial direction.
  • a plurality of notches 34a and 35a for supporting the second torsion spring are formed in the radial intermediate portions of the plates 34 and 35, and the second torsion spring 22 is supported by the notches 34a and 35a. .
  • a plurality of stopper bent portions 34 b are formed at the inner peripheral end of the first inertia plate 34.
  • the stopper bent portion 34 b is formed by bending the inner peripheral end of the first inertia plate 34 toward the axial transmission side, and is inserted into a stopper notch 31 b formed in the flange 31 of the hub flange 26.
  • the inertia plates 34 and 35 and the inertia block 36 can be rotated relative to the hub flange 26 in the range (angle range) of the circumferential length of the stopper notch 31b.
  • the second inertia plate 35 has a positioning recess 35b on the outer periphery of the notch 35a.
  • the positioning recess 35 b is formed to be recessed toward the axial engine side, and the inner peripheral surface thereof can abut on the outer peripheral end surface of the flange 31 of the hub flange 26. Further, the inner peripheral edge of the second inertia plate 35 is bent toward the axial transmission side to form a cylindrical contact portion 35c.
  • the inertia block 36 is an annular member, and has a main body portion 36a and an attachment portion 36b formed on the inner peripheral side of the main body portion 36a.
  • the mounting portion 36b is fixed to the inertia plates 34 and 35 by the rivet 37 as described above.
  • the hysteresis torque generating mechanism 23 is disposed between the flange 31 of the hub flange 26 and the flange 12 of the turbine hub 10 in the axial direction, and the cylindrical shape of the boss 30 of the hub flange 26 and the second inertia plate 35 in the radial direction. It arrange
  • the hysteresis torque generating mechanism 23 generates variable hysteresis torque between the hub flange 26 constituting the output member 20 and the second inertia plate 35 constituting the inertia member 21.
  • the hysteresis torque generating mechanism 23 includes a pair of side plates 40, 41, four sliders 42 disposed between the pair of side plates 40, 41, and four sliders.
  • a spring 43 provided in correspondence with 42 and four rollers 44.
  • FIG. 5 (a) is shown with one side plate removed, and
  • FIG. 5 (b) is a partial sectional view of FIG. 5 (a).
  • the side plate 40 is formed in an annular shape as shown in FIG. 7 which is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIGS. 6 and 6, and has four mounting portions 40a and four slider sliding portions 40b. is doing.
  • the four attachment portions 40a are formed at equal angular intervals in the circumferential direction in a part of the outer peripheral portion, and are offset from the slider sliding portion 40b in the axial direction, as is apparent from FIG.
  • Each attachment portion 40a is formed with a rivet mounting hole 40c. And these four attaching parts 40a contact
  • a space corresponding to the offset of the mounting portion 40a (4 in this example) is provided between the slider sliding portion 40b of one side plate 40 and the slider sliding portion of the other side plate 41. Two separated spaces) are formed.
  • the four slider sliding portions 40b are formed between two adjacent mounting portions 40a.
  • Each slider sliding portion 40b is formed with an opening 40d for accommodating the spring 43. Further, a bent portion 40e for locking the spring 43 is formed at the inner peripheral end of each slider sliding portion 40b.
  • each slider 42 has substantially the same shape as the slider sliding portion 40 b, and the outer peripheral portion is formed in a circular arc shape, and the cylindrical contact formed on the inner peripheral portion of the second inertia plate 35. It can contact
  • an opening 42a for accommodating the spring 43 is provided at a position corresponding to the opening 40d of the slider sliding portion 40b.
  • the four springs 43 are housed in the corresponding slider sliding portions 40b and openings 40d and 42a of the slider 42, respectively.
  • One end on the radially inner side of each spring 43 is in contact with the slider 42, and one end on the radially outer side is in contact with the side plates 40 and 41.
  • the slider 42 is urged radially inward when the lock-up device 6 is not rotating (when no centrifugal force is acting), and the cylindrical contact of the second inertia plate 35 is achieved. It does not contact the portion 35c.
  • each roller 44 is arranged on the inner peripheral side of the slider 42 as shown in FIG. Specifically, each roller 44 is disposed between an arcuate recess 42 b of two adjacent sliders 42 and an arcuate recess 30 b formed in the boss 30 of the hub flange 26.
  • the plurality of first torsion springs 17 are members for elastically connecting the drive plate 50 and the driven plate 25 fixed to the piston 15 in the rotational direction.
  • the first torsion spring 17 is supported by a plurality of members such as the drive plate 50 and is restricted from moving in the axial direction and the radial direction.
  • the difference between the characteristics E2 and E3 in the low speed range is due to the magnitude of the hysteresis torque in the hysteresis torque generating mechanism 23. That is, characteristic E2 is when the hysteresis torque is relatively large, and characteristic E3 is when the hysteresis torque is relatively small.
  • characteristic E2 the rotational speed fluctuation of the turbine decreases near the engine speed lower than 1200 rpm, reaches a maximum near 1500 rpm, and gradually decreases in the higher engine speed range.
  • the rotational speed fluctuation of the turbine shows a minimum value smaller than the characteristic E2 when the engine speed exceeds 1200 rpm, and becomes the maximum exceeding the characteristic E2 near 1600 rpm.
  • the rotational speed fluctuation of the turbine is smaller when the hysteresis torque is smaller in the engine speed range where the engine speed is low, and is smaller when the hysteresis torque is greater in the intermediate speed range.
  • the influence on the turbine rotational speed fluctuation due to the magnitude of the hysteresis torque is small.
  • the hysteresis torque generating mechanism 23 is configured such that the hysteresis torque changes depending on the rotation speed range. Specifically, the hysteresis torque generated by the hysteresis torque generating mechanism 23 is small in a region where the engine speed is low, and is large in regions where the engine speed is high.
  • the centrifugal force F0 acting on the slider 42 is relatively small in the low rotational speed range. For this reason, the slider 42 is urged radially inward by the spring 43, and the outer peripheral surface of the slider 42 is not in contact with the cylindrical contact portion 35 c of the second inertia plate 35. Therefore, the hysteresis torque is relatively small. That is, only the hysteresis torque due to the friction of each part.
  • the roller 44 contacts the hub flange 26 at a point P1, and receives a force F1 from the contact point P1. Further, since the roller 44 is in contact with the slider 42 at the point P2, the slider 42 receives the force F2 from the roller 44. Then, the slider 42 receives a further clockwise moment, and as a result, the outer peripheral surface of the slider 42 is strongly pressed against the cylindrical contact portion 35c.
  • a hysteresis torque larger than the hysteresis torque in the low rotation speed region is generated between the inertia member 21 (second inertia plate 35) and the hub flange 26 that are rotating relative to each other. .
  • the characteristic of the turbine rotational speed fluctuation is characteristic E3 in the low rotational speed range and characteristic E2 in the middle rotational speed range to the high rotational speed range as shown in FIG. For this reason, the turbine rotational speed fluctuation can be kept small in the entire engine speed range.
  • the configuration of the hysteresis torque generating mechanism is not limited to the above embodiment. Any configuration may be used as long as the hysteresis torque generated by the rotational speed region changes.
  • a torque converter is described as an example of the fluid power transmission device, but the fluid power transmission device may be a fluid coupling that does not have a stator.
  • the lock-up rotation speed of the lock-up device can be set to a lower rotation speed, and the turbine rotation fluctuation can be suppressed in a wide rotation speed range. For this reason, low fuel consumption can be realized.

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Abstract

　ロックアップ回転数を低い回転数に設定した場合でも、広い回転数域において出力側の回転変動を抑えることができるようにする。このロックアップ装置は、フロントカバー（２）に押し付けられるピストン（１５）と、タービン（４）と一体回転可能に設けられた出力側ユニット（１６）と、ピストン（１５）と出力側ユニット（１６）とを弾性的に連結する第１トーションスプリング（１７）と、を備えている。出力側ユニット（１６）は、タービン（４）に固定された出力部材（２０）と、出力部材（２０）に対して相対回転可能に設けられたイナーシャ部材（２１）と、イナーシャ部材（２１）と出力部材（２０）とを弾性的に連結する第２トーションスプリング（２２）と、ヒステリシストルク発生機構（２３）と、を有している。ヒステリシストルク発生機構（２３）は、イナーシャ部材（２１）と出力部材（２０）との間で可変のヒステリシストルクを発生する。

Description

流体式動力伝達装置のロックアップ装置
　本発明は、ロックアップ装置、特に、フロントカバーから流体式動力伝達装置のタービンに機械的に動力を連結するための流体式動力伝達装置のロックアップ装置に関する。
　流体式動力伝達装置としてのトルクコンバータにおいては、燃費低減のためにロックアップ装置が設けられている。ロックアップ装置は、タービンとフロントカバーとの間の空間に配置されており、フロントカバーとタービンとを機械的に連結して両者の間でトルクを直接伝達するものである。
　ロックアップ装置は、一般に、ピストンと、ダンパ機構と、を有している。ピストンは、油圧の作用によってフロントカバーに押し付けられ、フロントカバーからトルクが伝達される。また、ダンパ機構は、タービンに連結された出力側の部材と、ピストンと出力側の部材とを弾性的に連結するための複数のトーションスプリングと、を有している。そして、ピストンに伝達されたトルクは、複数のトーションスプリングを介して出力側の部材に伝達され、さらにタービンに伝達される。
　また、特許文献１には、出力側の部材にイナーシャ部材を装着することにより、エンジンの回転変動を抑えるようにしたロックアップ装置が示されている。この特許文献１に示されたロックアップ装置は、タービンに固定された出力部材に相対回転可能にイナーシャ部材が装着されている。また、出力部材とイナーシャ部材との間には弾性部材としてのトーションスプリングが設けられている。
　この特許文献１のロックアップ装置では、出力部材にイナーシャ部材がトーションスプリングを介して連結されているため、イナーシャ部材及びトーションスプリングがダイナミックダンパとして機能し、これらによって出力側の部材（タービン）の回転速度変動が減衰される。
特開２００９－２９３６７１号公報
　最近の乗用車においては、燃費向上のために、フロントカバーとタービンとが連結される回転数（以下、「ロックアップ回転数」と記す）をより低い回転数にすることが求められている。しかし、一般にエンジン回転数が低い領域ではエンジンの回転速度変動が大きいので、ロックアップ回転数を低い回転数にすると、出力側の回転速度変動がより大きくなってしまう。そこで、特許文献１に示すようなイナーシャ部材を有するロックアップ装置を用いることにより、ロックアップ回転数を例えば1200rpm程度にしても、回転変動を抑えることができる。
　しかし、イナーシャ部材を有するロックアップ装置の仕様を、例えば1200rpm付近で出力側の回転速度変動が最小になるようにした場合、1600rpm付近で回転速度変動が大きくなるという問題がある。この回転速度変動の特性、すなわちどの回転数付近で回転速度変動が最小になり、また最大になるかは、主に、出力部材とイナーシャ部材との間で発生するヒステリシストルクの大小に起因している。
　特許文献１に示されたロックアップ装置においては、ヒステリシストルク発生機構が設けられているが、広い回転数域において出力側の回転速度変動を抑えることはできない。
　本発明の課題は、ロックアップ回転数を低い回転数に設定した場合でも、広い回転数域において出力側の回転変動を抑えることができるようにすることにある。
　第１発明に係る流体式動力伝達装置のロックアップ装置は、フロントカバーから流体式動力伝達装置のタービンに機械的に動力を連結するための装置であって、フロントカバーに押し付けられるピストンと、タービンと一体回転可能に設けられた出力側ユニットと、を備えている。出力側ユニットは、タービンに固定された出力部材と、出力部材に対して相対回転可能に設けられたイナーシャ部材と、イナーシャ部材と出力部材とを回転方向に弾性的に連結する弾性部材と、ヒステリシストルク発生機構と、を有している。ヒステリシストルク発生機構は、イナーシャ部材と出力部材との間に配置され、イナーシャ部材と出力部材との間で可変のヒステリシストルクを発生する。
　この装置では、フロントカバーに押し付けられたピストンを介して出力側ユニットに動力が伝達される。出力側ユニットでは、タービンに固定された出力部材から動力が出力される。このとき、出力部材には第２弾性部材を介してイナーシャ部材が連結されており、このイナーシャ部材によって出力側の回転速度変動が抑えられる。
　ここで、出力部材とイナーシャ部材とは相対回転しており、両者の間にはヒステリシストルク発生機構によって発生したヒステリシストルクが作用している。このヒステリシストルクの大きさによって、出力側の回転速度変動の特性が変化する。
　そこで、この発明では、回転数域によってヒステリシストルクを変化させ、広い回転数域において出力側の回転速度変動が小さくなるようにしている。したがって、ロックアップ回転数を低い回転数に設定した場合でも、広い回転数領域において回転速度変動を抑えることができる。
　第２発明に係る流体式動力伝達装置のロックアップ装置は、第１発明のロックアップ装置において、ヒステリシストルク発生機構は、低回転数域では第１ヒステリシストルクを発生し、中回転数域から高回転数域では第１ヒステリシストルクよりも大きな第２ヒステリシストルクを発生する。
　出力側の回転速度変動は、出力部材とイナーシャ部材との間のヒステリシストルクが小さい場合には低回転数域で小さくなり、逆に大きい場合には中回転数域で小さくなる。そこで、この発明では、低回転数域では第１ヒステリシストルクを発生し、中回転数域から高回転数域ではより大きな第２ヒステリシストルクを発生するようにしている。したがって、広い回転数域で出力側の回転速度変動を抑えることができる。
　第３発明に係る流体式動力伝達装置のロックアップ装置は、第２発明のロックアップ装置において、出力部材は、ピストンから動力が入力されるドリブンプレートと、ドリブンプレートの内周部に固定されるとともにタービンに固定されたハブフランジと、を有している。また、イナーシャ部材は、弾性部材を介してハブフランジに回転方向に弾性的に連結された環状のイナーシャプレートと、イナーシャプレートの外周部に固定されたイナーシャブロックと、を有している。そして、ヒステリシストルク発生機構はハブフランジの外周とイナーシャプレートの内周部との間に配置されている。
　ここでは、ヒステリシストルク発生機構がハブフランジの外周とイナーシャプレートの内周部との間に配置されているので、軸方向スペースが長くなるのを避けることができる。
　第４発明に係る流体式動力伝達装置のロックアップ装置は、第３発明のロックアップ装置において、ヒステリシストルク発生機構は、ハブフランジとともに回転し径方向に移動自在な複数のスライダを有し、複数のスライダはハブフランジが所定の回転数以上のときに遠心力で径方向外方に移動してイナーシャプレートに当接する。
　ここでは、スライダに作用する遠心力を利用して、回転数によって変化するヒステリシストルクを発生することができる。このため、簡単な構成でヒステリシストルク発生機構を実現できる。
　第５発明に係る流体式動力伝達装置のロックアップ装置は、第４発明のロックアップ装置において、ヒステリシストルク発生機構は複数のスライダをイナーシャプレートに押し付ける押付機構をさらに有している。
　大きなヒステリシストルクを発生するためにはスライダを大きくしてその遠心力を大きくする必要がある。しかし、そのためには大きな占有スペースが必要になる。一方、小型化のためにスライダを小さくすると、スライダに作用する遠心力も小さくなり、大きなヒステリシストルクを発生させることができない。
　そこで本発明では、スライダを押し付ける押付機構をさらに設け、小さいスライダでも大きなヒステリシスが発生できるようにしている。
　第６発明に係る流体式動力伝達装置のロックアップ装置は、第５発明のロックアップ装置において、押付機構は、ハブフランジと複数のスライダのそれぞれとの間に配置され、回転変動により複数のスライダをイナーシャプレートに押圧する複数のローラを有している。
　ここでは、簡単な機構でスライダをイナーシャプレートに強く押し付けることができ、大きなヒステリシストルクを容易に発生させることができる。
　第７発明に係る流体式動力伝達装置のロックアップ装置は、第１から第６発明のいずれかのロックアップ装置において、ピストンと出力側ユニットとを回転方向に弾性的に連結する弾性部材をさらに備えている。
　以上のような本発明では、ロックアップ回転数をより低い回転数に設定でき、しかも広い回転数域においてタービン回転変動を抑えることができる。このため、低燃費の実現が可能になる。
本発明の一実施形態によるロックアップ装置を備えたトルクコンバータの断面構成図。 前記ロックアップ装置の断面構成図。 ハブフランジの正面部分図。 図3のIV-IV線断面図。 ヒステリシストルク発生機構の正面図。 サイドプレートの正面図。 図６のVII-VII線断面図。 スライダの正面図。 エンジン回転数と回転速度変動の特性図。 ヒステリシストルク発生機構の動作を説明するための作動原理図。
　「全体構成」
　図１に、本発明の一実施形態による流体式動力伝達装置としてのトルクコンバータを示す。図１の左側にはエンジンが配置され、図１の右側にはトランスミッションが配置されている。図１に示す線Ｏ－Ｏはトルクコンバータの回転軸線である。
　トルクコンバータ１は、エンジンのクランクシャフトからトランスミッションの入力シャフトに動力を伝達するための装置であり、主に、動力が入力されるフロントカバー２と、インペラ３と、タービン４と、ステータ５と、ロックアップ装置６と、を備えている。
　フロントカバー２とインペラ３とは、ボルト７により互いの外周部が固定されており、フロントカバー２とインペラ３とにより流体室が形成されている。タービン４は流体室内でインペラ３に対向するように配置されている。タービン４は、タービンシェル８と、タービンシェル８の内部に固定された複数のタービンブレード９と、タービンシェル８の内周部に固定されたタービンハブ１０と、を有している。タービンハブ１０は、軸方向に延びる筒状部１１と、筒状部１１から径方向外方に延びる円板状のフランジ１２と、を有している。そして、フランジ１２の外周部に、タービンシェル８の内周部がリベット１３により固定されている。なお、タービンハブ１０の筒状部１１には、内周部にスプライン孔１１ａが形成され、外周部にスプライン軸１１ｂが形成されている。そして、スプライン孔１１ａに、図示しないトランスミッションの入力シャフトが連結されている。また、ステータ５は、タービン４からインペラ３への作動油の流れを調節するための機構であり、インペラ３とタービン４との間に配置されている。
　［ロックアップ装置６］
　図２にロックアップ装置６を取り出して示している。ロックアップ装置６は、エンジン回転数が所定の回転数（ロックアップ回転数）に到達したときに、フロントカバー２とタービン４とを機械的に連結するための装置であり、図１に示すようにフロントカバー２とタービン４との間に配置されている。このロックアップ装置６は、ピストン１５と、出力側ユニット１６と、複数の第１トーションスプリング（第１弾性部材）１７と、を有している。
　　＜ピストン１５＞
　ピストン１５は、内周部にエンジン側に折り曲げられて形成された筒状部１５ａを有している。そして、この筒状部１５ａが、タービンハブ１０の筒状部１１の外周面に、軸方向及び回転方向に摺動自在に支持されている。また、ピストン１５の外周部１５ｂにはフロントカバー２の側面に押し付けられる環状の摩擦部材１８が固定されている。
　＜出力側ユニット１６＞
　出力側ユニット１６は、出力部材２０と、イナーシャ部材２１と、複数の第２トーションスプリング（第２弾性部材）２２と、ヒステリシストルク発生機構２３と、を有している。
　　－出力部材２０－
　出力部材２０は、ドリブンプレート２５と、ハブフランジ２６と、から構成されている。ドリブンプレート２５とハブフランジ２６とは、リベット２７によって互いに固定されている。
　ドリブンプレート２５は、外周部がエンジン側に傾斜するほぼ円板状の部材である。そして、外周先端部が第１トーションスプリング１７の端部に係合している。
　ハブフランジ２６は、図３及び図３のIV-IV線断面である図４に示すように、ボス３０と、ボス３０の軸方向一端部の外周から径方向外方に延びるフランジ３１と、を有している。ボス３０の内周部にはスプライン孔３０ａが形成されており、このスプライン孔３０ａがタービンハブ１０のスプライン軸１１ｂに係合している。また、ボス３０の外周面には、４つの円弧状凹部３０ｂが等角度間隔（９０°間隔）で形成されている。フランジ３１の外周部には、複数の窓孔３１ａが形成されている。この複数の窓孔３１ａに第２トーションスプリング２２が支持されている。窓孔３１ａの内周側には、複数のストッパ用切欠き３１ｂが形成されている。ストッパ用切欠き３１ｂは円周方向に所定の長さを有している。
　　－イナーシャ部材２１－
　イナーシャ部材２１は、ドリブンプレート２５から入力される回転速度変動をさらに抑制するダイナミックダンパとして機能するものであり、第１及び第２イナーシャプレート３４，３５と、イナーシャブロック３６と、から構成されている。２つのイナーシャプレート３４，３５とイナーシャブロック３６とは互いにリベット３７によって固定されている。
　第１及び第２イナーシャプレート３４，３５は、ハブフランジ２６のフランジ３１を軸方向両側から挟むように対向して配置されている。両プレート３４，３５の径方向中間部には、第２トーションスプリング支持用の複数の切欠き３４ａ，３５ａが形成されており、この切欠き３４ａ，３５ａに第２トーションスプリング２２が支持されている。
　また、第１イナーシャプレート３４の内周端には、複数のストッパ用折り曲げ部３４ｂが形成されている。ストッパ用折り曲げ部３４ｂは、第１イナーシャプレート３４の内周端を軸方向トランスミッション側に折り曲げて形成されており、ハブフランジ２６のフランジ３１に形成されたストッパ用切欠き３１ｂに挿入されている。これにより、両イナーシャプレート３４，３５及びイナーシャブロック３６は、ハブフランジ２６に対してストッパ用切欠き３１ｂの円周方向長さの範囲（角度範囲）で相対回転が可能である。
　第２イナーシャプレート３５は、切欠き３５ａの外周部に位置決め用凹部３５ｂを有している。位置決め用凹部３５ｂは軸方向エンジン側に凹んで形成されており、その内周面がハブフランジ２６のフランジ３１の外周端面に当接可能である。また、第２イナーシャプレート３５の内周端縁は軸方向トランスミッション側に折り曲げられて、筒状当接部３５ｃが形成されている。
　イナーシャブロック３６は、環状の部材であって、本体部３６ａと、本体部３６ａの内周側に形成された取付部３６ｂと、を有している。そして、取付部３６ｂが、前述のように、リベット３７によって両イナーシャプレート３４，３５に固定されている。
　　－ヒステリシストルク発生機構２３－
　ヒステリシストルク発生機構２３は、軸方向においてはハブフランジ２６のフランジ３１とタービンハブ１０のフランジ１２との間に配置され、径方向においてはハブフランジ２６のボス３０と第２イナーシャプレート３５の筒状当接部３５ｃとの間に配置されている。このヒステリシストルク発生機構２３は、出力部材２０を構成するハブフランジ２６とイナーシャ部材２１を構成する第２イナーシャプレート３５との間で可変のヒステリシストルクを発生するものである。
　ヒステリシストルク発生機構２３は、図２及び図５に示すように、１対のサイドプレート４０，４１と、１対のサイドプレート４０，４１の間に配置された４つのスライダ４２と、４つのスライダ４２に対応して設けられたスプリング４３と、４つのローラ４４と、を有している。なお、図５（ａ）は一方のサイドプレートを取り外して示したものであり、図５（ｂ）は図５（ａ）の断面部分図である。
　１対のサイドプレート４０，４１はともに同形状であるので、一方のサイドプレート４０についてのみ説明する。
　サイドプレート４０は、図６及び図６のVII-VII線断面である図７に示すように、環状に形成されており、４つの取付部４０ａと、４つのスライダ摺動部４０ｂと、を有している。
　４つの取付部４０ａは、外周部の一部に円周方向に等角度間隔で形成されており、図７から明らかなように、スライダ摺動部４０ｂとは軸方向においてオフセットされている。各取付部４０ａにはリベット装着用の孔４０ｃが形成されている。そして、この４つの取付部４０ａが他方のサイドプレート４１に形成された取付部に当接し、リベット４６（図５参照）によって互いに固定されている。このような構成では、一方のサイドプレート４０のスライダ摺動部４０ｂと他方のサイドプレート４１のスライダ摺動部との間には、取付部４０ａがオフセットされた分だけの空間（この例では４つの区切られた空間）が形成される。
　４つのスライダ摺動部４０ｂは、２つの隣接する取付部４０ａの間に形成されている。各スライダ摺動部４０ｂには、スプリング４３を収容するための開口４０ｄが形成されている。また、各スライダ摺動部４０ｂの内周端には、スプリング４３を係止するための折り曲げ部４０ｅが形成されている。
　４つのスライダ４２は、それぞれ１対のサイドプレート４０，４１のスライダ摺動部に挟まれて、それらの表面に沿って径方向に摺動自在である。また、各スライダ４２は、サイドプレート４０，４１の取付部４０ａの側面によって円周方向の移動が規制されている。各スライダ４２は、図８に示すように、スライダ摺動部４０ｂとほぼ同形状であり、外周部は円弧状に形成されて、第２イナーシャプレート３５の内周部に形成された筒状当接部３５ｃの内周面に当接可能である。また、スライダ摺動部４０ｂの開口４０ｄに対応する位置にスプリング４３を収容するための開口４２ａを有している。さらに、スライダ４２の内周側の円周方向両端には、ローラ４４の外周面の一部が当接する円弧状凹部４２ｂが形成されている。
　４つのスプリング４３は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、それぞれ対応するスライダ摺動部４０ｂ及びスライダ４２の各開口４０ｄ，４２ａに収容されている。各スプリング４３の径方向内側の一端はスライダ４２に当接し、径方向外側の一端はサイドプレート４０，４１に当接している。このスプリング４３によって、スライダ４２は、ロックアップ装置６が回転していないとき（遠心力が作用していないとき）には径方向内側に付勢されて、第２イナーシャプレート３５の筒状当接部３５ｃには当接していない。
　４つのローラ４４は、図５に示すように、スライダ４２の内周側に配置されている。具体的には、各ローラ４４は、隣接する２つのスライダ４２の円弧状凹部４２ｂとハブフランジ２６のボス３０に形成された円弧状凹部３０ｂとの間に配置されている。
　＜第１トーションスプリング１７＞
　複数の第１トーションスプリング１７は、図２に示すように、ピストン１５に固定されたドライブプレート５０とドリブンプレート２５とを回転方向に弾性的に連結するための部材である。第１トーションスプリング１７は、ドライブプレート５０等の複数の部材により支持されており、軸方向及び径方向の移動が規制されている。
　［動作］
　トルクコンバータ自体の動作について簡単に説明する。
　フロントカバー２及びインペラ３が回転している状態では、インペラ３からタービン４へ作動油が流れ、作動油を介してインペラ３からタービン４へ動力が伝達される。タービン４に伝達された動力はタービンハブ１０を介して入力シャフト（図示せず）に伝達される。
　入力シャフトの回転数がある一定の回転数になると、ロックアップ装置６を介した動力伝達が開始される。具体的には、油圧の変化によりピストン１５がエンジン側へ移動し、ピストン１５の摩擦材１８がフロントカバー２に押し付けられる。この結果、ピストン１５がフロントカバー２と一体回転し、フロントカバー２からピストン１５及び第１トーションスプリング１７等を介して出力側ユニット１６に動力が伝達される。
　［出力側ユニットの動作］
　出力側ユニット１６では、ドリブンプレート２５に入力された動力がハブフランジ２６を介してタービンハブ１０に伝達される。このとき、ハブフランジ２６にはイナーシャ部材２１が設けられているので、エンジンの回転変動を効果的に抑制することができる。以下。この点について詳細に説明する。
　図９に示すように、一般に、エンジンの回転数が低くなると、燃焼変動により発生するエンジンの回転変動は増加する（特性E1）。このとき、イナーシャ部材がない場合、すなわちダイナミックダンパがない場合は、エンジン回転数が低くなると、トルクコンバータから出力される回転速度変動が徐々に大きくなる。一方、本実施形態のようにダイナミックダンパが設けられている場合は、特定のエンジン回転数付近（図９の例では1200rpm付近）において、出力側であるタービンの回転速度変動を低減することができる（特性E2,E3）。
　ここで、低回転数域における特性E2,E3の相違は、ヒステリシストルク発生機構２３におけるヒステリシストルクの大小に起因するものである。すなわち、特性E2はヒステリシストルクが比較的大きい場合であり、特性E3はヒステリシストルクが比較的小さい場合である。特性E2においては、タービンの回転速度変動は、エンジン回転数が1200rpmより低い回転数付近で小さくなり、1500rpm付近で最大になってそれより高い回転数域では徐々に小さくなる。一方で、特性E3では、タービンの回転速度変動は、エンジン回転数が1200rpmを越えたあたりで特性E2より小さい最小値を示し、1600rpm付近で特性E2を越えて最大となる。
　これらの特性から明らかなように、タービンの回転速度変動は、エンジン回転数が低い回転数域ではヒステリシストルクが小さい方が小さく、中間の回転数域ではヒステリシストルクが大きい方が小さい。また、高回転数域では、ヒステリシストルクの大小によるタービン回転速度変動への影響を少ない。
　そこでこの実施形態によるヒステリシストルク発生機構２３は、回転数域によってヒステリシストルクが変化するように構成されている。具体的には、ヒステリシストルク発生機構２３によって発生されるヒステリシストルクは、エンジン回転数が低い領域では小さく、中間及び高い回転数域では大きくなる。
　［ヒステリシストルク発生機構の動作］
　図１０を用いて、回転数域によってヒステリシストルクが変化する動作について説明する。
　まず、低回転数域では、スライダ４２に作用する遠心力F0が比較的小さい。このため、スライダ４２はスプリング４３によって径方向内方に付勢され、スライダ４２の外周面は第２イナーシャプレート３５の筒状当接部３５ｃには当接していない。したがって、ヒステリシストルクは比較的小さい。すなわち、各部の摩擦によるヒステリシストルクのみである。
　回転数が高くなると、スライダ４２に作用する遠心力F0が大きくなる。スライダ４２に大きい遠心力F0が作用すると、スライダ４２はスプリング４３の付勢力に抗して外周側に移動し、P0点あたりでスライダ４２の外周面と第２イナーシャプレート３５の筒状当接部３５ｃとが当接する。このとき、回転速度変動が生じている状態では、ハブフランジ２６（図１０ではボス３０）と筒状当接部３５ｃとは逆位相で回転しているので、筒状当接部３５ｃに当接したスライダ４２はモーメントMを受けて図１０において時計回りに回転しようとする。一方、ローラ４４はハブフランジ２６とP1点で接触し、この接触点P1から力F1を受ける。さらに、ローラ４４はスライダ４２にP2点で接触しているので、スライダ４２はローラ４４から力F2を受ける。すると、スライダ４２はさらに時計回りのモーメントを受けることになり、結果的にスライダ４２の外周面は筒状当接部３５ｃに強く押し当てられることになる。
　以上のようにして、相対回転しているイナーシャ部材２１（第２イナーシャプレート３５）とハブフランジ２６との間に、低回転数域のときのヒステリシストルクよりも大きなヒステリシストルクが発生することになる。
　以上のような構成では、タービン回転速度変動の特性は、図９に示すように、低回転数域では特性E3となり、中回転数域～高回転数域では特性E2となる。このため、全エンジン回転数域において、タービン回転速度変動を小さく抑えることができる。
　［特徴］
　（１）低回転数域では小さいヒステリシストルクを発生し、中回転数域から高回転数域ではより大きなヒステリシストルクを発生するので、広い回転数域でタービンの回転速度変動を抑えることができる。
　（２）ヒステリシストルク発生機構２３がハブフランジ２６の外周とイナーシャプレート３５の内周部との間に配置されているので、装置の軸方向寸法をコンパクトにすることができる。
　（３）スライダ４２に作用する遠心力を利用して、ヒステリシストルクを変化させているので、簡単な構成で回転数域によって異なるヒステリシストルクを発生することができる。
　（４）スライダ４２をローラ４４によってイナーシャプレート３５に押し付けるようにしているので、小型のスライダを用いて、また簡単な機構で大きなヒステリシストルクを発生することができる。
　［他の実施形態］
　本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
　（ａ）ヒステリシストルク発生機構の構成は前記実施形態に限定されるものではない。回転数域によって発生するヒステリシストルクが変化すれば、どのような構成でもよい。
　（ｂ）前記実施形態では、流体式動力伝達装置としてトルクコンバータを例に説明しているが、流体式動力伝達装置は、ステータを有していないフルードカップリングであってもよい。
　この発明では、ロックアップ装置のロックアップ回転数をより低い回転数に設定でき、しかも広い回転数域においてタービン回転変動を抑えることができる。このため、低燃費の実現が可能になる。
１　トルクコンバータ
２　フロントカバー
３　インペラ
４　タービン
６　ロックアップ装置
１０　タービンハブ
１５　ピストン
１６　出力側ユニット
１７　第１トーションスプリング（第１弾性部材）
２０　出力部材
２１　イナーシャ部材
２２　第２トーションスプリング（第２弾性部材）
２３　ヒステリシストルク発生機構
２５　ドリブンプレート
２６　ハブフランジ
３０　ボス
３１　フランジ
３４，３５　イナーシャプレート
３６　イナーシャブロック
４０，４１　サイドプレート
４２　スライダ
４３　スプリング
４４　ローラ

Claims (7)

  1. 　フロントカバーから流体式動力伝達装置のタービンに機械的に動力を連結するためのロックアップ装置であって、
    　前記フロントカバーに押し付けられるピストンと、
    　前記タービンと一体回転可能に設けられた出力側ユニットと、
    を備え、
    　前記出力側ユニットは、
    　前記タービンに固定された出力部材と、
    　前記出力部材に対して相対回転可能に設けられたイナーシャ部材と、
    　前記イナーシャ部材と前記出力部材とを回転方向に弾性的に連結する弾性部材と、
    　前記イナーシャ部材と前記出力部材との間に配置され、前記イナーシャ部材と前記出力部材との間で可変のヒステリシストルクを発生するヒステリシストルク発生機構と、
    を有する流体式動力伝達装置のロックアップ装置。
  2. 　前記ヒステリシストルク発生機構は、低回転数域では第１ヒステリシストルクを発生し、中回転数域から高回転数域では前記第１ヒステリシストルクよりも大きな第２ヒステリシストルクを発生する、請求項１に記載の流体式動力伝達装置のロックアップ装置。
  3. 　前記出力部材は、前記ピストンから動力が入力されるドリブンプレートと、前記ドリブンプレートの内周部に固定されるとともに前記タービンに固定されたハブフランジと、を有し、
    　前記イナーシャ部材は、前記弾性部材を介して前記ハブフランジに回転方向に弾性的に連結された環状のイナーシャプレートと、前記イナーシャプレートの外周部に固定されたイナーシャブロックと、を有し、
    　前記ヒステリシストルク発生機構は前記ハブフランジの外周と前記イナーシャプレートの内周部との間に配置されている、
    請求項２に記載の流体式動力伝達装置のロックアップ装置。
  4. 　前記ヒステリシストルク発生機構は、前記ハブフランジとともに回転し径方向に移動自在な複数のスライダを有し、前記複数のスライダは前記ハブフランジが所定の回転数以上のときに遠心力で径方向外方に移動して前記イナーシャプレートに当接する、請求項３に記載の流体式動力伝達装置のロックアップ装置。
  5. 　前記ヒステリシストルク発生機構は複数の前記スライダを前記イナーシャプレートに押し付ける押付機構をさらに有している、請求項４に記載の流体式動力伝達装置のロックアップ装置。
  6. 　前記押付機構は、前記ハブフランジと複数の前記スライダのそれぞれとの間に配置され、回転変動により複数の前記スライダを前記イナーシャプレートに押圧する複数のローラを有している、請求項５に記載の流体式動力伝達装置のロックアップ装置。
  7. 　前記ピストンと前記出力側ユニットとを回転方向に弾性的に連結する弾性部材をさらに備えた、請求項１から６のいずれかに記載の流体式動力伝達装置のロックアップ装置。
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