JP2011190845A - Lockup clutch mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロックアップクラッチ機構に関し、特に、流体伝動装置のフロントカバーに多板クラッチを介して連結されるロックアップピストンを備えたロックアップクラッチ機構に関する。 The present invention relates to a lockup clutch mechanism, and more particularly to a lockup clutch mechanism including a lockup piston connected to a front cover of a fluid transmission device via a multi-plate clutch.
従来、自動車などの車両の自動変速機内にはトルクコンバータに代表される流体伝動装置が装備されており、エンジンのトルクは、このトルクコンバータを介して自動変速機の入力軸に伝達される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an automatic transmission of a vehicle such as an automobile is equipped with a fluid transmission device represented by a torque converter, and engine torque is transmitted to the input shaft of the automatic transmission via the torque converter.
このトルクコンバータは、フロントカバーと、ポンプインペラと、タービンランナと、自動変速機のケースに固定されたステータとを有している。このトルクコンバータにおいては、ポンプインペラおよびタービンランナに設けられている羽根車が油などの作動流体中に浸漬されており、この作動流体を媒介としてポンプインペラからタービンランナにトルクが伝達されることにより、エンジンから自動変速機の入力軸にトルクが伝達されるようになっている。 This torque converter has a front cover, a pump impeller, a turbine runner, and a stator fixed to a case of an automatic transmission. In this torque converter, an impeller provided on a pump impeller and a turbine runner is immersed in a working fluid such as oil, and torque is transmitted from the pump impeller to the turbine runner via the working fluid. Torque is transmitted from the engine to the input shaft of the automatic transmission.
このトルクコンバータにおいては、エンジンの動力伝達が作動流体を介して行われるので、トルクが増幅され、滑らかな発進、加速、減速が可能となり、作動流体により駆動系の衝撃や振動が吸収される。反面、作動流体を媒介とすると、入出力間で生ずる滑べりによってトルクの伝達効率が低下してしまうことがある。この伝達効率の低下を改善するため、一般的に、トルクコンバータ内にロックアップクラッチ機構が組み込まれている。 In this torque converter, the power transmission of the engine is performed via the working fluid, so that the torque is amplified and smooth start, acceleration, and deceleration are possible, and the shock and vibration of the drive system are absorbed by the working fluid. On the other hand, if the working fluid is used as a medium, the torque transmission efficiency may be reduced due to slippage between the input and output. In order to improve this decrease in transmission efficiency, a lock-up clutch mechanism is generally incorporated in the torque converter.
このロックアップクラッチ機構は、ロックアップピストンと、摩擦材とを有する単板クラッチや、複数のクラッチプレートおよび摩擦材で構成し、互いに摺動する個所および面積を大きくしてトルク容量(N・m)や熱容量(J/K)を増大させるとともに小型化した多板クラッチが知られている。 This lock-up clutch mechanism is composed of a single-plate clutch having a lock-up piston and a friction material, or a plurality of clutch plates and a friction material. The torque sliding capacity (N · m ) And heat capacity (J / K) are increased, and a multi-plate clutch that is downsized is known.
このロックアップピストンは、エンジンの出力軸に連結されたフロントカバーに対向するよう配置されるとともに、自動変速機の入力軸に連結されている。ロックアップピストンは、トルクコンバータ内で区画された係合側油室と解放側油室との圧力差によって軸線方向に往復運動するようになっている。摩擦材は、ロックアップピストンのフロントカバーに対向する側面やクラッチプレートに固着されている。 The lock-up piston is disposed so as to face a front cover connected to the output shaft of the engine and is connected to the input shaft of the automatic transmission. The lock-up piston reciprocates in the axial direction due to a pressure difference between the engagement side oil chamber and the release side oil chamber defined in the torque converter. The friction material is fixed to the side surface facing the front cover of the lockup piston and the clutch plate.
この構成により、係合側油室の圧力が解放側油室の圧力よりも高くなるとロックアップピストンがフロントカバーに近接する方向に移動し摩擦材を介してロックアップピストンとフロントカバーとが摩擦係合する。他方、解放側油室の圧力が係合側油室の圧力よりも高くなるとロックアップピストンがフロントカバーから離隔する方向に移動しロックアップピストンとフロントカバーとが摩擦係合から解放される。 With this configuration, when the pressure in the engagement side oil chamber becomes higher than the pressure in the release side oil chamber, the lockup piston moves in a direction close to the front cover, and the lockup piston and the front cover are frictionally engaged via the friction material. Match. On the other hand, when the pressure in the release side oil chamber becomes higher than the pressure in the engagement side oil chamber, the lockup piston moves away from the front cover, and the lockup piston and the front cover are released from frictional engagement.
この摩擦係合によるロックアップクラッチ機構が係合状態、すなわちロックアップ状態の時には、エンジンから出力されたトルクが自動変速機の入力軸に直接伝達される。その結果、入出力間の滑りがなくなるので、伝達効率が高まり、ひいてはエンジンの燃費を向上させることができる。 When the lock-up clutch mechanism by this friction engagement is in the engaged state, that is, in the lock-up state, the torque output from the engine is directly transmitted to the input shaft of the automatic transmission. As a result, since there is no slip between input and output, transmission efficiency is improved, and as a result, engine fuel efficiency can be improved.
従来、このようなロックアップクラッチ機構をロックアップ状態にするロックアップ制御は、エンジンのトルク変動が小さい車速の高い運転状態において行われていた。しかし、近時では、比較的に車速の低い運転状態においても、可能な限りロックアップ制御を実行し、動力の伝達効率をさらに改善するようにしたものが知られている。 Conventionally, such lock-up control for bringing the lock-up clutch mechanism into a lock-up state has been performed in a driving state where the engine torque fluctuation is small and the vehicle speed is high. However, recently, it has been known that lockup control is executed as much as possible even in a driving state with a relatively low vehicle speed to further improve the power transmission efficiency.
この場合、ロックアップクラッチ機構に対して、いわゆる半クラッチ状態になるスリップ制御を実行し、完全に直結したロックアップ状態を回避して、エンジンのトルク変動を吸収するとともに、動力の伝達効率を高めるようにしている。その結果、ロックアップクラッチ機構において、スリップする摩擦材の摩擦熱により温度が上昇してしまうので、この温度上昇に対する改善策が必要となる。 In this case, the slip-up control for executing the so-called half-clutch state is executed for the lock-up clutch mechanism to avoid the lock-up state that is completely directly connected to absorb the engine torque fluctuation and increase the power transmission efficiency. I am doing so. As a result, in the lock-up clutch mechanism, the temperature rises due to the frictional heat of the slipping friction material, so an improvement measure for this temperature rise is required.
従来、この種の流体伝動装置として、フロントカバーと、ポンプインペラと、タービンランナと、ロックアップクラッチ機構とを備え、ロックアップクラッチ機構を、フロントカバーと一緒に回転する第1摩擦係合板と、タービンランナと一緒に回転する第2摩擦係合板と、第1摩擦係合板と第2摩擦係合板を係合および解放させるロックアップピストンとを含んで構成したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a fluid transmission device of this type, a front cover, a pump impeller, a turbine runner, and a lockup clutch mechanism are provided, and a first friction engagement plate that rotates together with the front cover, A configuration including a second friction engagement plate that rotates together with the turbine runner, and a lock-up piston that engages and releases the first friction engagement plate and the second friction engagement plate is known (for example, a patent). Reference 1).
この流体伝動装置においては、ロックアップピストンが各摩擦係合板に押圧力を付与する状態となる場合に、各摩擦係合板が配置された側のクラッチ領域内からクラッチ領域外に作動油を流出させる一方、ロックアップピストンが各摩擦係合板に押圧力を付与しない状態となる場合に、解放側油室としてのクラッチ領域内に係合側油室としてのクラッチ領域外から作動油を流入させる作動油流通手段を、ロックアップピストンの軸線を中心とする径方向において、各摩擦係合板と対応した位置に設けている。 In this fluid transmission device, when the lock-up piston is in a state of applying a pressing force to each friction engagement plate, the hydraulic oil flows out from the clutch region on the side where each friction engagement plate is disposed to the outside of the clutch region. On the other hand, when the lock-up piston does not apply a pressing force to each friction engagement plate, the hydraulic oil causes the hydraulic oil to flow from outside the clutch area as the engagement side oil chamber into the clutch area as the release side oil chamber. The circulation means is provided at a position corresponding to each friction engagement plate in the radial direction centered on the axis of the lockup piston.
この作動油流通手段は、流体伝動装置内に区画された前述の係合側油室内に位置するロックアップピストンの部分を貫通する貫通孔をロックアップピストンの円周方向に等間隔に6箇所設けたものから構成されている。 This hydraulic oil distribution means is provided with six through-holes at equal intervals in the circumferential direction of the lock-up piston in the circumferential direction of the lock-up piston. It is composed of things.
この構成により、従来の流体伝動装置においては、ロックアップクラッチ機構が、第1摩擦係合板と第2摩擦係合板とが係合した係合状態から、第1摩擦係合板と第2摩擦係合板とが解放される非係合状態に切り替わるとき、ロックアップピストンの貫通孔を介して、作動油を係合側油室としてのクラッチ領域外から解放側油室としてのクラッチ領域内にすばやく流入させている。このように貫通孔を介して作動油が流通するので、貫通孔がない場合と比較して、第1摩擦係合板と第2摩擦係合板の近傍の作動油をより速やかに流通させることができる。その結果、第1摩擦係合板と第2摩擦係合板に発生した摩擦熱が効率よく放熱されることになる。 With this configuration, in the conventional fluid transmission device, the lock-up clutch mechanism is engaged with the first friction engagement plate and the second friction engagement plate from the engaged state in which the first friction engagement plate and the second friction engagement plate are engaged. When the engine is switched to the disengaged state, the hydraulic fluid is quickly allowed to flow from the outside of the clutch area as the engagement side oil chamber into the clutch area as the release side oil chamber through the through hole of the lockup piston. ing. As described above, since the hydraulic oil flows through the through hole, the hydraulic oil in the vicinity of the first friction engagement plate and the second friction engagement plate can be distributed more quickly than in the case where there is no through hole. . As a result, the frictional heat generated in the first friction engagement plate and the second friction engagement plate is efficiently radiated.
しかしながら、従来の流体伝動装置にあっては、ロックアップクラッチ機構が、第1摩擦係合板と第2摩擦係合板の係合状態から、第1摩擦係合板と第2摩擦係合板の非係合状態に切り替わるとき、すなわち、第1摩擦係合板と第2摩擦係合板とが互いに離隔し相互間に隙間が画成されたときに、この隙間を経由して作動油の流通が行われるようになっている。 However, in the conventional fluid transmission device, the lockup clutch mechanism is disengaged between the first friction engagement plate and the second friction engagement plate from the engagement state of the first friction engagement plate and the second friction engagement plate. When switching to a state, that is, when the first friction engagement plate and the second friction engagement plate are separated from each other and a gap is defined between them, the working oil is circulated through the gap. It has become.
したがって、第1摩擦係合板と第2摩擦係合板の係合状態のときや、第1摩擦係合板と第2摩擦係合板とがスリップした状態で係合しているスリップ制御が実行されているときには、前述の隙間から作動油を流通させることができない。その結果、ロックアップクラッチ機構に発生する摩擦熱を放熱することが不充分となっていた。 Therefore, slip control is executed when the first friction engagement plate and the second friction engagement plate are engaged, or when the first friction engagement plate and the second friction engagement plate are slipped. Sometimes, hydraulic oil cannot be circulated through the aforementioned gap. As a result, it has been insufficient to dissipate frictional heat generated in the lockup clutch mechanism.
特に、スリップ制御が実行されている場合には、第1摩擦係合板と第2摩擦係合板とが連続して摺動するので摩擦熱により、温度が上昇し続けるにもかかわらず、放熱による冷却が追いつかなかった。その結果、スリップ制御を実行する運転領域が狭められ、効率的なスリップ制御を行うことができないという問題があった。 In particular, when slip control is being performed, the first friction engagement plate and the second friction engagement plate slide continuously, so that although the temperature continues to rise due to frictional heat, cooling by heat dissipation is performed. Did not catch up. As a result, there is a problem in that the operation region for executing the slip control is narrowed and the efficient slip control cannot be performed.
この場合、第1摩擦係合板および第2摩擦係合板などの放熱作用を有する構成要素の表面積を大きくするよう厚みを増大させて放熱量を増やすことが考えられる。しかしながら、これらの構成要素の厚みを増大させると、より大きなスペースが必要となったり、生産コストが増大してしまうという問題がある。 In this case, it is conceivable to increase the heat radiation amount by increasing the thickness so as to increase the surface area of the heat-radiating component such as the first friction engagement plate and the second friction engagement plate. However, when the thickness of these components is increased, there is a problem that a larger space is required or the production cost is increased.
また、第1摩擦係合板および第2摩擦係合板を構成する摩擦材に作動油を流通させる溝を設け、スリップ制御を実行している最中であっても、作動油をこの溝内を通って、係合側油室としてのクラッチ領域外から解放側油室としてのクラッチ領域内との間で流通させて放熱することも考えられる。しかしながら、摩擦材に作動油を流通させる溝を設けると、溝を通過する作動油により、係合側油室内の油圧が低下し、ロックアップピストンをフロントカバーに押圧する押圧力が低下するおそれが生じてしまう。その結果、ロックアップクラッチ機構のトルク容量を確保することが困難になってしまうという問題がある。 In addition, a groove for circulating hydraulic oil is provided in the friction material constituting the first friction engagement plate and the second friction engagement plate, and the hydraulic oil passes through the groove even during slip control. Thus, it is conceivable that heat is circulated between the outside of the clutch area as the engagement side oil chamber and the inside of the clutch area as the release side oil chamber. However, if the friction material is provided with a groove through which the hydraulic oil flows, the hydraulic oil passing through the groove may reduce the hydraulic pressure in the engagement-side oil chamber and reduce the pressing force that presses the lockup piston against the front cover. It will occur. As a result, there is a problem that it is difficult to ensure the torque capacity of the lockup clutch mechanism.
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、スペースや生産コストを増大させることなく、トルク容量を確保することができ、優れた冷却性能を有するロックアップクラッチ機構を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and can secure a torque capacity without increasing space and production cost, and has a superior cooling performance. It is an issue to provide.
本発明に係るロックアップクラッチ機構は、上記課題を解決するため、(1)駆動源の出力軸に連結されたフロントカバーと、前記フロントカバーに連結されたポンプインペラと、前記ポンプインペラに対向して配置され、被駆動側の入力軸に連結されたタービンランナとを備えた流体伝動装置に設けられ、油圧に基づいて係合および解放されるロックアップクラッチ機構であって、前記入力軸の軸線方向に沿って前記フロントカバーに近接および離隔するロックアップピストンと、前記入力軸および前記出力軸のいずれか一方と一体回転するように設けられた外側ドラムと、前記入力軸および前記出力軸のいずれか他方と一体回転するように前記外側ドラムに対して径方向内方に対向して設けられた内側ドラムと、前記フロントカバーと前記ロックアップピストンとの間に位置して前記外側ドラムに取付けられ、前記軸線方向に移動自在で前記外側ドラムと一体回転する複数の外側クラッチプレートと、前記外側クラッチプレートの前記軸線方向に対向するようにして前記内側ドラムに取付けられ、前記内側ドラムの前記軸線方向に移動自在で前記内側ドラムと一体回転する少なくとも1つ以上の内側クラッチプレートと、前記外側クラッチプレートの前記軸線方向両面に取付けられた複数の摩擦材とを備え、前記ロックアップピストンが前記外側クラッチプレートおよび前記内側クラッチプレートを介して前記フロントカバーに締結されるときに、前記摩擦材に対向する前記内側クラッチプレートの対向面が前記摩擦材に対して摩擦係合する摩擦係合面を構成することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a lockup clutch mechanism according to the present invention is (1) a front cover coupled to an output shaft of a drive source, a pump impeller coupled to the front cover, and the pump impeller. The lockup clutch mechanism is provided in a fluid transmission device including a turbine runner connected to an input shaft on the driven side, and is engaged and released based on hydraulic pressure, the axis of the input shaft A lock-up piston that approaches and separates from the front cover along a direction, an outer drum that is provided to rotate integrally with one of the input shaft and the output shaft, and any of the input shaft and the output shaft. An inner drum provided radially inwardly facing the outer drum so as to rotate integrally with the other, the front cover and the front A plurality of outer clutch plates that are positioned between the lock-up piston and are attached to the outer drum, are movable in the axial direction and rotate integrally with the outer drum, and are opposed to the axial direction of the outer clutch plate. At least one inner clutch plate that is attached to the inner drum, is movable in the axial direction of the inner drum and rotates together with the inner drum, and is attached to both axial surfaces of the outer clutch plate. A plurality of friction materials, and when the lock-up piston is fastened to the front cover via the outer clutch plate and the inner clutch plate, the opposing surface of the inner clutch plate facing the friction material is the And a friction engagement surface that frictionally engages the friction material. That.
この構成により、ロックアップクラッチ機構が、ロックアップ状態に切り替わる際の、摩擦材の摩擦により発生する摩擦熱の上昇が効果的に抑制される。特に、ロックアップクラッチ機構に対してスリップ制御が実行されているときに、摩擦材のスリップにより連続的に発生する摩擦熱の上昇が速やかに抑えられる。その結果、スリップ制御が実行される車両の運転領域が拡大され、駆動源の動力が効率よく伝達され、ひいては駆動源の燃費が向上する。
このロックアップクラッチ機構においては、内側クラッチプレートの各対向面が摩擦材に対して摩擦係合する摩擦係合面を構成するようにしたので、内側クラッチプレートの摩擦係合面に発生する摩擦熱が、熱伝導率の高い内側クラッチプレート内を急速に伝達し、摩擦熱が速やかに低下する。
内側クラッチプレートの軸線方向両面に、摩擦材を取付けずに、金属表面を露出させた摩擦係合面としたので、摩擦熱が摩擦係合面から速やかに作動油に伝達し、冷却性能が向上する。
特に、内側クラッチプレートの軸線方向両面を摩擦係合面とする簡単な構成により、熱容量が増大するので、従来のロックアップクラッチ機構と同様に構成することができ、トルク容量が確保される。したがって、従来のスペースが増大することはなく、また生産コストも増大することはない。その結果、トルク容量の確保と、熱容量の増大の双方を両立させることができる。
With this configuration, an increase in frictional heat generated by friction of the friction material when the lockup clutch mechanism is switched to the lockup state is effectively suppressed. In particular, when slip control is performed on the lock-up clutch mechanism, an increase in frictional heat that is continuously generated due to slipping of the friction material can be quickly suppressed. As a result, the driving range of the vehicle on which the slip control is executed is expanded, the power of the driving source is efficiently transmitted, and the fuel efficiency of the driving source is improved.
In this lock-up clutch mechanism, each opposing surface of the inner clutch plate constitutes a friction engagement surface that frictionally engages with the friction material, so that the frictional heat generated on the friction engagement surface of the inner clutch plate. However, the inside of the inner clutch plate having a high thermal conductivity is rapidly transmitted, and the frictional heat is rapidly reduced.
Friction heat is quickly transferred from the frictional engagement surface to the hydraulic oil, improving the cooling performance, because the frictional surfaces are exposed on the both sides in the axial direction of the inner clutch plate without attaching friction material. To do.
In particular, since the heat capacity is increased by a simple configuration in which both axial surfaces of the inner clutch plate are frictional engagement surfaces, the heat capacity can be increased and the torque lock capacity can be ensured. Therefore, the conventional space does not increase and the production cost does not increase. As a result, both securing the torque capacity and increasing the heat capacity can be achieved.
上記(1)に記載のロックアップクラッチ機構において、(2)前記ロックアップピストンが、前記ロックアップピストンと前記ポンプインペラとの間で前記ロックアップピストンを前記フロントカバーに近接する方向に移動させるよう油圧を発生させる係合側油室を画成するとともに、前記ロックアップピストンと前記フロントカバーとの間で前記ロックアップピストンを前記フロントカバーから離隔する方向に移動させるよう油圧を発生させる解放側油室を画成し、前記外側クラッチプレートおよび前記内側クラッチプレートが前記解放側油室内に設置されることを特徴とする。 In the lockup clutch mechanism according to the above (1), (2) the lockup piston moves the lockup piston between the lockup piston and the pump impeller in a direction close to the front cover. A release-side oil that defines an engagement-side oil chamber that generates hydraulic pressure and that generates hydraulic pressure to move the lock-up piston away from the front cover between the lock-up piston and the front cover. A chamber is defined, and the outer clutch plate and the inner clutch plate are installed in the release-side oil chamber.
この構成により、内側クラッチプレート内を急速に伝達した摩擦熱は、内側クラッチプレートの表面から作動油に伝達され、解放側油室内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。この熱交換により、摩擦熱が速やかに低下する。すなわち、内側クラッチプレートにおける熱容量(J/K)が増大する。 With this configuration, the frictional heat that is rapidly transmitted in the inner clutch plate is transmitted to the hydraulic oil from the surface of the inner clutch plate, and heat is quickly exchanged by thermal convection of the hydraulic oil in the release side oil chamber. By this heat exchange, the frictional heat is quickly reduced. That is, the heat capacity (J / K) in the inner clutch plate increases.
上記(1)または(2)に記載のロックアップクラッチ機構において、(3)前記外側ドラムが、前記タービンランナに連結された第1ダンパプレートおよび前記第1ダンパプレートに弾性部材を介して連結され前記弾性部材が圧縮することにより前記第1ダンパプレートに対して相対回転する第2ダンパプレートを有するダンパ機構を介して前記入力軸に連結されるとともに、前記内側ドラムが、前記フロントカバーに連結されることを特徴とする。 In the lockup clutch mechanism according to the above (1) or (2), (3) the outer drum is connected to the first damper plate connected to the turbine runner and the first damper plate via an elastic member. The elastic member is connected to the input shaft via a damper mechanism having a second damper plate that rotates relative to the first damper plate by compression, and the inner drum is connected to the front cover. It is characterized by that.
この構成により、上記(1)に記載のロックアップクラッチ機構における作用に加えて、ロックアップクラッチ機構がロックアップ状態に切り替わる際、およびスリップ制御が実行される際、ダンパ機構により駆動源のトルク変動が吸収されるとともに、駆動源から出力される動力が、被駆動側の入力軸に効率よく伝達される。 With this configuration, in addition to the operation of the lockup clutch mechanism described in (1) above, when the lockup clutch mechanism switches to the lockup state and when slip control is performed, the damper mechanism causes torque fluctuations of the drive source. Is absorbed, and the power output from the drive source is efficiently transmitted to the input shaft on the driven side.
上記(1)ないし(3)に記載のロックアップクラッチ機構において、(4)前記外側クラッチプレートが、前記フロントカバーに前記摩擦材を介して対向する第1外側クラッチプレートと、前記ロックアップピストンに前記摩擦材を介して対向する第2外側クラッチプレートとを有し、前記内側クラッチプレートが、前記第1外側クラッチプレートと前記第2外側クラッチプレートとの間に配置され、前記摩擦係合面が、前記内側クラッチプレートの前記軸線方向両面と、前記フロントカバーの前記第1外側クラッチプレートに対向する第1対向面と、前記ロックアップピストンの前記第2外側クラッチプレートに対向する第2対向面とからなる4面を有する多板クラッチで構成されたことを特徴とする。 In the lockup clutch mechanism according to the above (1) to (3), (4) the outer clutch plate is connected to the first outer clutch plate facing the front cover through the friction material, and the lockup piston. A second outer clutch plate opposed via the friction material, the inner clutch plate is disposed between the first outer clutch plate and the second outer clutch plate, and the friction engagement surface is A first opposing surface of the inner clutch plate facing the first outer clutch plate; a second opposing surface of the lockup piston facing the second outer clutch plate; It is characterized by comprising a multi-plate clutch having four surfaces.
この構成により、ロックアップクラッチ機構が、4面多板クラッチ構造を有しているので、熱容量およびトルク容量を大きくすることができ、ロックアップ状態に切り替わる際の、摩擦材の摩擦により発生する摩擦熱の上昇が効果的に抑制される。ロックアップクラッチ機構に対してスリップ制御が実行されているときに、摩擦材のスリップにより連続的に発生する摩擦熱の上昇が速やかに抑えられる。その結果、スリップ制御が実行される車両の運転領域が拡大され、駆動源の動力が効率よく伝達され、ひいては駆動源の燃費が向上する。
この4面多板クラッチ構造のロックアップクラッチ機構においては、内側クラッチプレートの各対向面が摩擦材に対して摩擦係合する摩擦係合面を構成するようにしたので、内側クラッチプレートの摩擦係合面に発生する摩擦熱が、熱伝導率の高い内側クラッチプレート内を急速に伝達し、摩擦熱が速やかに低下する。
内側クラッチプレートの軸線方向両面に、摩擦材を取付けずに、金属表面を露出させた摩擦係合面としたので、摩擦熱が摩擦係合面から速やかに作動油に伝達し、冷却性能が向上する。特に、内側クラッチプレートの軸線方向両面を摩擦係合面とする簡単な構成により、熱容量が増大するので、従来のロックアップクラッチ機構と同様に構成することができ、トルク容量が確保される。したがって、従来のスペースが増大することはなく、また生産コストも増大することはない。その結果、トルク容量の確保と、熱容量の増大の双方を両立させることができる。
With this configuration, since the lockup clutch mechanism has a four-sided multi-plate clutch structure, the heat capacity and torque capacity can be increased, and the friction generated by the friction of the friction material when switching to the lockup state. The rise in heat is effectively suppressed. When slip control is being performed on the lockup clutch mechanism, an increase in frictional heat that is continuously generated due to slipping of the friction material is quickly suppressed. As a result, the driving range of the vehicle on which the slip control is executed is expanded, the power of the driving source is efficiently transmitted, and the fuel efficiency of the driving source is improved.
In this lockup clutch mechanism of the four-sided multi-plate clutch structure, each opposing surface of the inner clutch plate constitutes a friction engagement surface that frictionally engages with the friction material. The frictional heat generated on the mating surface is rapidly transmitted through the inner clutch plate having a high thermal conductivity, and the frictional heat is quickly reduced.
Friction heat is quickly transferred from the frictional engagement surface to the hydraulic oil, improving the cooling performance, because the frictional surfaces are exposed on the both sides in the axial direction of the inner clutch plate without attaching friction material. To do. In particular, since the heat capacity is increased by a simple configuration in which both axial surfaces of the inner clutch plate are frictional engagement surfaces, the heat capacity can be increased and the torque lock capacity can be ensured. Therefore, the conventional space does not increase and the production cost does not increase. As a result, both securing the torque capacity and increasing the heat capacity can be achieved.
上記(1)ないし(4)に記載のロックアップクラッチ機構において、(5)前記内側クラッチプレートが、前記内側ドラムに連結される連結部を有し、前記連結部に、前記内側クラッチプレートと前記摩擦材との摩擦摺動により発生する摩擦熱を放熱する放熱手段が設けられたことを特徴とする。 In the lockup clutch mechanism according to the above (1) to (4), (5) the inner clutch plate has a connecting portion connected to the inner drum, and the connecting portion includes the inner clutch plate and the A heat dissipating means for dissipating frictional heat generated by frictional sliding with the friction material is provided.
この構成により、内側クラッチプレートで発生した摩擦熱は、急速に放熱手段に伝達され、内側クラッチプレートの放熱手段を含む各表面から作動油に伝達され、解放側油室内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。内側クラッチプレートに放熱手段が設けられているので、内側クラッチプレートの表面積が増大する。
その結果、低温の作動油と高温の作動油との熱交換がより確実に促進され、摩擦熱を速やかに低下させることができる。すなわち、内側クラッチプレートにおける熱容量がさらに増大する。
With this configuration, the frictional heat generated in the inner clutch plate is rapidly transmitted to the heat radiating means, transmitted from each surface including the heat radiating means of the inner clutch plate to the working oil, and by the thermal convection of the working oil in the release side oil chamber. The heat will be exchanged quickly. Since the inner clutch plate is provided with heat dissipation means, the surface area of the inner clutch plate is increased.
As a result, heat exchange between the low temperature hydraulic oil and the high temperature hydraulic oil is more reliably promoted, and the frictional heat can be quickly reduced. That is, the heat capacity in the inner clutch plate is further increased.
本発明によれば、スペースや生産コストを増大させることなく、トルク容量を確保することができ、優れた冷却性能を有するロックアップクラッチ機構を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a lock-up clutch mechanism that can ensure torque capacity without increasing space and production cost and has excellent cooling performance.
以下、本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第1実施形態ないし第3実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, first to third embodiments of a fluid transmission device in which a lockup clutch mechanism according to the present invention is implemented will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1ないし図9は、本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第1実施形態を示す図である。
図1に示すように、第1実施形態の流体伝動装置20は、自動車などの車両に搭載される自動変速機10を構成しており、内部に供給された作動流体を媒介としてトルクを伝達するトルクコンバータから構成され、本発明に係るロックアップクラッチ機構を含んで構成されている。
まず、構成を説明する。
(First embodiment)
1 to 9 are views showing a first embodiment of a fluid transmission apparatus in which a lock-up clutch mechanism according to the present invention is implemented.
As shown in FIG. 1, the
First, the configuration will be described.
自動変速機10は、車体に装着されたハウジング11と、エンジン1からの動力が入力される被駆動側の入力軸12と、ハウジング11内に収容され入力軸12から動力が入力される変速機構13と、流体伝動装置20とを含んで構成されている。
The
この自動変速機10は、入力軸12に入力された動力のトルクおよび回転速度を変速機構13により、所定の大きさに自動的に変換して図示しない出力軸に出力するようになっている。この自動変速機10は、流体伝動装置20を除き、公知の構成要素で構成されているので、公知の構成については、その説明を省略する。
The
流体伝動装置20は、図1ないし図3に示すように、フロントカバー21と、ポンプインペラ22と、タービンランナ23と、タービンハブ24と、ステータ25と、ワンウェイクラッチ26と、ダンパ機構27と、ロックアップクラッチ機構28とを含んで構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
フロントカバー21は、カバー部材31と、複数の連結部材32と、支持部材33とを有している。
カバー部材31は、側壁部34と、この側壁部34の径方向外方側に形成された摩擦係合部35と、この摩擦係合部35からロックアップクラッチ機構28側に突出して形成された筒状部36とを有している。この側壁部34、摩擦係合部35および筒状部36は一体的に形成されている。
The
The
側壁部34および摩擦係合部35は、円板状に形成されており、摩擦係合部35はエンジン1に対向し連結部材32が取付けられる取付面37と、ロックアップクラッチ機構28に対向し摩擦係合する摩擦係合面38とを有している。
摩擦係合部35の取付面37には、溶接などの接合手段により、複数の連結部材32が円周上で等間隔に接合されている。
The
A plurality of connecting
連結部材32は、所定の厚みを有する方形のブロックで形成されており、貫通したねじ孔32aを有している。このねじ孔32aには、ドライブプレート3をカバー部材31に締結するためのボルト4が挿通されるようになっている。
The connecting
ドライブプレート3は、図1に示すように、円板状に形成され、外周部にはエンジン始動時に図示しないセルモーターが噛み合うリングギヤ3aが設けられており、エンジン1の出力軸としてのクランクシャフト2の端部2aに、複数のボルト5で固定されている。
ドライブプレート3は、クランクシャフト2と一緒に回転しエンジン1で生ずるトルク変動を抑制しつつ、クランクシャフト2からフロントカバー21にトルクを伝達するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
The
ポンプインペラ22は、図1、図2に示すように、内壁面からタービンランナ23側に突出して形成された複数の羽根車22aと、径方向内方でハウジング11に回転自在に支持された中空軸22bとを有しており、フロントカバー21の筒状部36に連結されている。ポンプインペラ22は、フロントカバー21が回転すると、フロントカバー21と一体的に軸線Cを中心に回転するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
そして、ポンプインペラ22が回転すると、ポンプインペラ22内に供給されている作動油は、羽根車22aに押されて回転し、この回転によって発生した遠心力でポンプインペラ22の外周方向に追いやられるようになっている。
When the
タービンランナ23は、内壁面からポンプインペラ22側に突出して形成された複数の羽根車23aを有しており、複数のリベット23bにより、ダンパ機構27とともにタービンハブ24に固定されている。
The
このタービンランナ23の羽根車23aに、ポンプインペラ22の羽根車22aにより回転する作動油が衝突し、衝突の衝撃力によりタービンランナ23が回転するようになっている。この作動油は、タービンランナ23を回転させた後、羽根車23aの局面に沿って流動し、ステータ25を通ってポンプインペラ22に戻り、流体伝動装置20内を循環するようになっている。
The hydraulic oil rotated by the
タービンハブ24は、ボス部24aと、プレート部24bとを有している。このボス部24aは、自動変速機10の入力軸12と一体回転するよう、スプライン嵌合により入力軸12に連結されている。また、プレート部24bは、タービンランナ23およびダンパ機構27と連結されている。したがって、タービンランナ23が回転すると、タービンハブ24を介して、タービンランナ23と一緒に入力軸12が回転するようになっている。
The
ステータ25は、羽根車25aを有し、ポンプインペラ22とタービンランナ23との間で径方向内方側に設けられている。また、ステータ25は、ワンウェイクラッチ26を介してハウジング11に回転可能に支持されている。
The
ステータ25は、ポンプインペラ22の回転を開始したときやポンプインペラ22およびタービンランナ23の相対回転差が大きいときに、ポンプインペラ22の回転を妨げる方向に流れる作動油の流動方向に対して、羽根車25aによって作動油の流動方向をポンプインペラ22の回転を助ける方向に変換するようになっている。
When the rotation of the
一方、ステータ25は、タービンランナ23の回転数が上昇し、ポンプインペラ22およびタービンランナ23の相対回転差が小さくなったとき、タービンランナ23から流出する作動油がポンプインペラ22の回転を妨げる方向に流れてしまうのを防止している。
すなわち、相対回転差が小さくなったとき、ステータ25がタービンランナ23から流出する作動油をポンプインペラ22の回転を妨げる方向に流してしまうが、ステータ25に連結されているワンウェイクラッチ26によって、ステータ25は一方向の回転のみが許容されることにより、回転を妨げる方向に流れてしまうことが防止されるようになっている。
On the other hand, in the
That is, when the relative rotational difference becomes small, the
ダンパ機構27は、図2、図3に示すように、一対のクッションプレート41、42と、このクッションプレート41、42に挟持されたセンタープレート43と、クッションプレート41、42とセンタープレート43との間に介装されたコイルスプリング44、45とを備えている。
クッションプレート42は、リベット23bによってタービンハブ24およびタービンランナ23に連結されており、クッションプレート41は、図1に示すリベット27aによってクッションプレート42に一体的に取り付けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
The
センタープレート43には、逃げ孔43aが形成されており、逃げ孔43aにはリベット27aが移動可能に挿通されている。したがって、センタープレート43は、クッションプレート41、42の間で、クッションプレート41、42と相対回転できるようになっている。
A
センタープレート43の円周方向には、円周方向に延在する複数の中空部が等間隔に形成されており、この中空部にコイルスプリング44、45が内蔵されている。
センタープレート43の半径方向の外周部には、スプライン外歯43bが形成されており、このスプライン外歯43bにはロックアップクラッチ機構28がスプライン嵌合されている。
In the circumferential direction of the
Spline
また、クッションプレート41、42の円周方向にはセンタープレート43の中空部に対向する複数の開口窓が等間隔に形成されており、クッションプレート41、42は、センタープレート43の回転時に開口窓の円周方向一端部または円周方向他端部がコイルスプリング44、45に当接することにより、クッションプレート41、42およびセンタープレート43を一体回転させるようになっている。
A plurality of opening windows facing the hollow portion of the
このダンパ機構27は、タービンランナ23が受けるエンジン1のトルク変動を吸収することができ、特に、ロックアップクラッチ機構28がロックアップ状態となりエンジン1の動力がロックアップクラッチ機構28を介して直接自動変速機10に伝達される際のトルク変動が効果的に吸収されるようになっている。
The
ロックアップクラッチ機構28は、ロックアップピストン51と、外側ドラム52と、内側ドラム53と、第1外側クラッチプレート54と、第2外側クラッチプレート55と、内側クラッチプレート56と、摩擦材57a、57b、57c、57dとからなる摩擦材57と、ロックアップピストン51とフロントカバー21の支持部材33との間に介装されるオイルシール58とを有している。
The lockup
ロックアップピストン51は、側壁部61と、この側壁部61の径方向内方側でフロントカバー21側に突出して設けられた筒状部62と、この側壁部61の径方向外方側に形成された摩擦係合部63と、この摩擦係合部63からダンパ機構27側に突出して形成された環状突出部64とを有している。
The lock-up
筒状部62は、貫通孔62aを有しており、この貫通孔62aにはフロントカバー21の支持部材33が挿通されるようになっている。そしてこの支持部材33の外周面と筒状部62の内周面との間にオイルシール58が介装されており、フロントカバー21に近接および離隔するように入力軸12の軸線Cの方向に摺動することができるようになっている。
The
摩擦係合部63は、第2外側クラッチプレート55に対向する摩擦係合面63aを有している。また、環状突出部64によって、摩擦係合部63の剛性が高められており、ロックアップクラッチ機構28が係合した状態にあるときに、摩擦係合部63の変形が抑制され確実に係合するようになっている。
The
外側ドラム52は、両端が開口された円筒からなり、軸線方向のフロントカバー21に対向する端部の内壁には、スプライン内歯52aが形成されており、第1外側クラッチプレート54および第2外側クラッチプレート55とスプライン嵌合するようになっている。
また、軸線方向の他端部の内壁には、スプライン内歯52bが形成されており、ダンパ機構27とスプライン嵌合するようになっている。したがって、外側ドラム52は、ダンパ機構27と一緒に回転するとともに、ダンパ機構27によって支持されている。この外側ドラム52は、ダンパ機構27およびこのダンパ機構27に連結されたタービンハブ24を介して自動変速機10の入力軸12と一体回転するようになっている。
The
Further, spline
内側ドラム53は、側壁部66と、側壁部66からロックアップピストン51の方向に突出して一体的に形成された筒状部67とを有している。この内側ドラム53は、側壁部66がカバー部材31の側壁部34に溶接などの接合手段により接合されている。
筒状部67には、スプライン内歯67aが形成されており、内側クラッチプレート56とスプライン嵌合するようになっている。
The
Spline inner teeth 67a are formed in the
第1外側クラッチプレート54は、図3および図4に示すように、金属材料で円板状に形成され、軸線方向の中央部に貫通孔54aを有するとともに、外周にスプライン外歯54bを有しており、ロックアップピストン51とカバー部材31との間に配置されている。
このスプライン外歯54bで、外側ドラム52のスプライン内歯52aとスプライン嵌合するようになっている。また、第1外側クラッチプレート54のカバー部材31側の側面には、摩擦材57aが取付けられており、ロックアップピストン51側の側面には、摩擦材57bが取付けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the first outer
The spline
第2外側クラッチプレート55も第1外側クラッチプレート54と同様に、金属材料で円板状に形成されており、第1外側クラッチプレート54とカバー部材31との間に配置されている。また、図3に示すように、第2外側クラッチプレート55の第1外側クラッチプレート54側の側面には、摩擦材57cが取付けられており、ロックアップピストン51側の側面には、摩擦材57dが取付けられている。
Similarly to the first outer
内側クラッチプレート56は、図3および図5に示すように、金属材料で円板状に形成され、軸線方向の中央部にスプライン内歯56aを有しており、第1外側クラッチプレート54と第2外側クラッチプレート55との間に配置され、内側ドラム53とスプライン嵌合するようになっている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the inner
この内側クラッチプレート56の軸線方向両面、すなわち、摩擦材57bに対向する第1対向面と摩擦材57cに対向する第2対向面のそれぞれが、摩擦材57bおよび摩擦材57cに対して摩擦係合する摩擦係合面56bを構成している。
この摩擦係合面56bは、図5に示すように1点鎖線で示す円周Aと円周Bとにより囲まれる領域で構成されている。
The both axial surfaces of the inner
As shown in FIG. 5, the
摩擦材57a、57b、57c、57dによって構成される摩擦材57は、それぞれ、綿、木材などの繊維や合成繊維に無機、有機の摩擦性能向上材やプラスチックを配合、含浸させ硬化させたいわゆるペーパベースからなり、高摩擦係数を有し、面圧、温度、周速に対する高い安定性を有している。
The friction material 57 composed of the
このロックアップクラッチ機構28においては、ロックアップピストン51がフロントカバー21に近接する方向に摺動したとき、摩擦材57a、第1外側クラッチプレート54、摩擦材57b、内側クラッチプレート56、摩擦材57c、第2外側クラッチプレート55および摩擦材57dを介してロックアップピストン51がフロントカバー21に摩擦係合し係合状態となるよう構成されている。
In the lock-up
このロックアップクラッチ機構28は、フロントカバー21の1面からなる摩擦係合面38と、内側クラッチプレート56の2面からなる摩擦係合面56bと、ロックアップピストン51の1面からなる摩擦係合面63aの4面の摩擦係合面で摩擦係合する、いわゆる4面多板クラッチとなっている。
The lockup
この流体伝動装置20においては、ロックアップピストン51のダンパ機構27側の側面と、タービンハブ24の側面と、ポンプインペラ22の内側の側面とにより、係合側油室20Aが画成されており、この係合側油室20A内に図示しない油圧装置から作動油が供給されるようになっている。また、この係合側油室20Aから作動油が排出されるようになっており、係合側油室20A内の油圧が図示しない電子制御装置により制御されるようになっている。
In the
また、ロックアップピストン51のフロントカバー21側の側面と、フロントカバー21のロックアップピストン51側の側面とにより、解放側油室20Bが画成されており、この解放側油室20B内に図示しない油圧装置から作動油が供給されるようになっている。また、この解放側油室20Bから作動油が排出されるようになっており、解放側油室20B内の油圧が図示しない電子制御装置により制御されるようになっている。
Further, a release-
したがって、ロックアップピストン51は、係合側油室20Aを画成するとともに、解放側油室20Bを画成しており、第1外側クラッチプレート54、第2外側クラッチプレート55および内側クラッチプレート56は、解放側油室20B内に設置されていることになる。
Accordingly, the
より詳しくは、ロックアップクラッチ機構28が係合状態にあるときは、摩擦材57a、57b、57c、57dがそれぞれ密着しているので、係合側油室20Aおよび解放側油室20Bはロックアップピストン51により区画されるとともに、摩擦材57a、57b、57c、57dによって区画されることになる。すなわち、摩擦材57a、57b、57c、57dの外周側面が係合側油室20A内に位置し、摩擦材57a、57b、57c、57dの内周側面が解放側油室20B内に位置することになる。
More specifically, when the lockup
また、第1外側クラッチプレート54および第2外側クラッチプレート55および内側クラッチプレート56の摩擦材57a、57b、57c、57dの外周側面よりも径方向外方側の部分と、内側クラッチプレート56の図5に示す円周Aよりも径方向外方側の部分が、係合側油室20B内に位置することになる。そして、第1外側クラッチプレート54および第2外側クラッチプレート55および内側クラッチプレート56の摩擦材57a、57b、57c、57dの内周側面よりも径方向内方側の部分と、内側クラッチプレート56の図5に示す円周Bよりも径方向内方側の部分が、解放側油室20B内に位置することになる。
Further, a portion of the first outer
この係合側油室20Aに作動油が供給され油圧が高まると、ロックアップピストン51が油圧を受けてフロントカバー21に向かって移動し、解放側油室20Bから作動油が排出されるようになっている。このとき、ロックアップクラッチ機構28は、フロントカバー21とロックアップピストン51とが摩擦係合することにより係合状態となる。すなわち、ロックアップクラッチ機構28は、ロックアップ状態となり、エンジン1の動力が直接、自動変速機10に伝達される。
When hydraulic oil is supplied to the engagement
そして、このロックアップ状態のとき、第1外側クラッチプレート54、第2外側クラッチプレート55、内側クラッチプレート56および摩擦材57によって、係合側油室20Aと解放側油室20Bとが仕切られることになる。この摩擦材57はシール性能を有しているので、係合側油室20Aと解放側油室20Bのそれぞれの油圧が確保されることになる。
In this lock-up state, the engagement-
他方、解放側油室20Bに作動油が供給され油圧が高まると、ロックアップピストン51が油圧を受けてフロントカバー21から離隔する方向に移動し、係合側油室20Aから作動油が排出されるようになっている。このとき、ロックアップクラッチ機構28は、フロントカバー21とロックアップピストン51との係合状態から解放される。すなわち、ロックアップクラッチ機構28は、ロックアップ状態から解放された非ロックアップ状態となる。
On the other hand, when the hydraulic oil is supplied to the release
次いで、第1実施形態に係る流体伝動装置20の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、エンジン1が始動すると、エンジン1から出力される動力は、図1に示すクランクシャフト2からドライブプレート3および連結部材32を経由してフロントカバー21に伝達され、フロントカバー21が回転する。そして、ポンプインペラ22がフロントカバー21と一緒に回転し、ポンプインペラ22の羽根車22aが回転し、流体伝動装置20内の作動油が羽根車22aに押されて回転する。
First, when the engine 1 is started, the power output from the engine 1 is transmitted from the
このとき、作動油がタービンランナ23の羽根車23aに衝突しその衝撃力でタービンランナ23を回転させ、羽根車23aの曲面に沿って流動し、ステータ25を通ってポンプインペラ22に戻り、流体伝動装置20内を循環し、連続的にタービンランナ23を回転させる。
At this time, the hydraulic oil collides with the
このステータ25によりタービンランナ23に伝達されるトルクが増幅されることになる。タービンランナ23が回転すると、タービンハブ24を経由して、自動変速機10の入力軸12にトルクが伝達されることになる。同時に、作動油の流動およびダンパ機構27により、エンジン1で発生するトルク変動が吸収される。
The torque transmitted to the
エンジン1の始動後に、車両がロックアップ車速(km/h)に達すると、例えば、車速が60km/hに達すると、エンジン1から出力される動力の伝達効率を高め、ひいては燃費を向上させるため、エンジン1のクランクシャフト2と自動変速機10の入力軸12とを直結させる制御が行われる。すなわち、ロックアップクラッチ機構28をロックアップ状態にさせるロックアップ制御が行われる。
When the vehicle reaches the lock-up vehicle speed (km / h) after the engine 1 is started, for example, when the vehicle speed reaches 60 km / h, the transmission efficiency of the power output from the engine 1 is increased, thereby improving the fuel efficiency. Control for directly connecting the
図6に示すように、フロントカバー21とロックアップピストン51とが非係合状態のとき、すなわち、ロックアップクラッチ機構28が非ロックアップ状態のときは、黒矢印で示すように、解放側油室20Bに作動油が供給され、係合側油室20Aから作動油が排出されるよう油圧が制御される。その結果、解放側油室20Bの油圧が係合側油室20Aの油圧よりも高くなり、ロックアップピストン51が白矢印で示すように、フロントカバー21から離隔する方向に移動し、ロックアップクラッチ機構28が非係合状態となる。
このとき、作動油は係合側油室20Aと解放側油室20Bとの間を流通することができる。
As shown in FIG. 6, when the
At this time, the hydraulic oil can flow between the engagement
他方、図7に示すように、ロックアップクラッチ機構28をロックアップ状態にさせるロックアップ制御が行われると、黒矢印で示すように、係合側油室20Aに作動油が供給され、解放側油室20Bから作動油が排出されるよう油圧が制御される。その結果、係合側油室20Aの油圧が解放側油室20Bの油圧よりも高くなり、ロックアップピストン51が白矢印で示すように、フロントカバー21に近接する方向に移動し、ロックアップクラッチ機構28が係合状態となる。このとき、作動油は、係合側油室20Aと解放側油室20Bとの間の流通が遮断される。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when lock-up control is performed to bring the lock-up
車両がスリップ制御される所定の車速(km/h)に達すると、例えば、車速が40km/hに達すると、ロックアップクラッチ機構28が、いわゆる半クラッチ状態になるスリップ制御が電子制御装置により実行される。
When the vehicle reaches a predetermined vehicle speed (km / h) at which slip control is performed, for example, when the vehicle speed reaches 40 km / h, the electronic control unit executes slip control in which the lockup
このとき、ロックアップクラッチ機構28が完全に直結するロックアップ状態が回避され、フロントカバー21の摩擦係合面38と、内側クラッチプレート56の摩擦係合面56bと、ロックアップピストン51の摩擦係合面63aの各摩擦係合面で摩擦材57a、57b、57c、57dがそれぞれ摩擦係合しながら摺動するスリップ状態となる。このようなスリップ制御により、エンジン1のトルク変動が吸収されるとともに、エンジン1から出力される動力が、自動変速機10に効率よく伝達される。
At this time, the lockup state in which the lockup
ロックアップクラッチ機構28がスリップ状態にあるとき、図9に示すように、前述の各摩擦係合面で、摩擦材57a、57b、57c、57dの摩擦摺動による仕事が摩擦熱に変換され各摩擦係合面の破線Hで囲む部分が発熱することになる。このように発生した熱は、フロントカバー21、第1外側クラッチプレート54、第2外側クラッチプレート55、内側クラッチプレート56、ロックアップピストン51の各構成要素内では、それぞれが金属材料で形成されているので、熱伝導率(W/m・K)が比較的に高く、その伝播が1点鎖線D1で示すように比較的に急速に行われる。
When the lock-up
これに対して、摩擦材57a、57b、57c、57dは、ペーパベースで形成されているので、熱伝導率(W/m・K)が金属材料と比べ著しく低いので、摩擦材57a、57b、57c、57dの内部では、1点鎖線D2で示すように熱伝播が遅い。
On the other hand, since the
このとき、解放側油室20B内に位置する内側クラッチプレート56の図5に示す円周Bよりも径方向内方側の部分が、図8および図9の太線の矢印Tで示すように、解放側油室20B内の作動油の熱対流によって冷却される。
At this time, as shown by a thick arrow T in FIGS. 8 and 9, a portion on the inner side in the radial direction from the circumference B shown in FIG. 5 of the inner
すなわち、摩擦摺動により発生した熱は、急速に内側クラッチプレート56の径方向内方側の部分に伝播し、解放側油室20B内の内側クラッチプレート56の近傍の作動油が、加熱される。そして、加熱された部分は熱膨張し密度が小さくなる。その密度が小さくなった作動油の領域に、周囲の低温の作動油が流入して熱の移動が行われる。すなわち、図8に示すように、解放側油室20B内で比較的に低温の作動油と、比較的に高温の作動油との間で熱対流が励起され、内側クラッチプレート56が冷却されることになる。
That is, the heat generated by the frictional sliding is rapidly propagated to the radially inner portion of the inner
第1実施形態に係る流体伝動装置20におけるロックアップクラッチ機構28は、前述のように構成されているので、以下の効果が得られる。
Since the lock-up
すなわち、第1実施形態におけるロックアップクラッチ機構28は、フロントカバー21と、ポンプインペラ22と、自動変速機10の入力軸12に連結されたタービンランナ23とを備えた流体伝動装置20に設けられ、ロックアップピストン51と、外側ドラム52と、内側ドラム53と、第1外側クラッチプレート54と、第2外側クラッチプレート55と、内側クラッチプレート56と、摩擦材57a、57b、57c、57dとを備えている。
That is, the lock-up
そして、ロックアップピストン51がフロントカバー21に締結されるときに、摩擦材57b、57cに対向する内側クラッチプレート56の各対向面が摩擦材57b、57cに対して摩擦係合する摩擦係合面56bを構成することを特徴としている。
When the lock-up
このロックアップピストン51は、ポンプインペラ22との間で係合側油室20Aを画成するとともに、フロントカバー21との間で解放側油室20Bを画成し、この解放側油室20B内に、第1外側クラッチプレート54と、第2外側クラッチプレート55と、内側クラッチプレート56が設置されている。
The lock-up
その結果、ロックアップクラッチ機構28が、ロックアップ状態に切り替わる際の、摩擦材57a、57b、57c、57dの摩擦により発生する摩擦熱の上昇を効果的に抑制することができる。特に、ロックアップクラッチ機構28に対してスリップ制御が実行されているときに、摩擦材57a、57b、57c、57dのスリップにより連続的に発生する摩擦熱の上昇を速やかに抑えることができるという効果が得られる。その結果、スリップ制御が実行される車両の運転領域を拡大することができ、エンジン1の動力を効率よく伝達することができ、ひいては燃費をより向上させることができる。
As a result, when the lock-up
ロックアップクラッチ機構28においては、内側クラッチプレート56の各対向面が摩擦材57b、57cに対して摩擦係合する摩擦係合面56bを構成するようにしたので、内側クラッチプレート56の摩擦係合面56bに発生する摩擦熱を、熱伝導率の高い内側クラッチプレート56内を急速に伝達させることができる。
In the lockup
内側クラッチプレート56内を急速に伝達した摩擦熱は、内側クラッチプレート56の表面から作動油に伝達され、解放側油室20B内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。この熱交換により、摩擦熱を速やかに低下させることができる。すなわち、内側クラッチプレート56における熱容量(J/K)を増大させることができるという効果が得られる。
The frictional heat rapidly transmitted in the inner
このように、内側クラッチプレート56の軸線方向両面に、摩擦材を取付けずに、金属表面を露出させた摩擦係合面とすることで、摩擦熱を摩擦係合面から速やかに作動油に伝達させることができ、優れた冷却性能を得ることができる。
In this way, frictional heat is quickly transferred from the frictional engagement surface to the hydraulic oil by providing a frictional engagement surface with the metal surface exposed without attaching a friction material on both axial surfaces of the inner
特に、内側クラッチプレート56の軸線方向両面を前述のような摩擦係合面とする簡単な構成により、熱容量を増大させることができるので、従来のロックアップクラッチ機構と同様に構成することができ、トルク容量を確保することができる。したがって、従来のスペースを増大させることはなく、また生産コストも増大することはない。
その結果、トルク容量の確保と、熱容量の増大の双方を両立させることができるという効果が得られる。
In particular, since the heat capacity can be increased by a simple configuration in which both axial surfaces of the inner
As a result, it is possible to achieve both the securing of the torque capacity and the increase of the heat capacity.
第1実施形態におけるロックアップクラッチ機構28においては、内側ドラム53がカバー部材31の側壁部34に溶接などの接合手段により接合された場合について説明した。
しかしながら、外側ドラム52を他の構成要素に支持されるよう構成してもよい。
In the lock-up
However, the
例えば、図10に示すように、外側ドラム52をロックアップピストン51のフロントカバー21に対向する側の側壁部61に溶接などの接合手段により接合するよう構成してよい。この場合にも、内側ドラム53がカバー部材31の側壁部34に溶接などの接合手段により接合された場合と同様の作用および効果が得られる。すなわち、スペースや生産コストを増大させることなく、トルク容量を確保することができ、優れた冷却性能が得られる。
For example, as shown in FIG. 10, the
(第2実施形態)
図11ないし図16は、本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第2実施形態を示す図であり、第1実施形態と同一の構成には同一の番号を付して説明を省略する。
まず、構成を説明する。
(Second Embodiment)
11 to 16 are views showing a second embodiment of the fluid transmission device in which the lock-up clutch mechanism according to the present invention is implemented. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Description is omitted.
First, the configuration will be described.
図11ないし図13に示すように、第2実施形態の流体伝動装置40は、第1実施形態と同様、自動変速機30を構成しており、トルクコンバータから構成され本発明に係るロックアップクラッチ機構を含んで構成されている。また、自動変速機30は、流体伝動装置40を除き他の構成要素は第1実施形態の自動変速機10と同様に構成されている。
As shown in FIGS. 11 to 13, the
第2実施形態の流体伝動装置40は、フロントカバー71と、タービンハブ72と、ロックアップクラッチ機構73を除き、他の構成要素は第1実施形態の流体伝動装置20と同様に構成されている。
The
フロントカバー71は、カバー部材74と、複数の連結部材32とを有している。
カバー部材74は、側壁部75と、この側壁部75の径方向外方側に形成された摩擦係合部76と、この摩擦係合部76からロックアップクラッチ機構73側に突出して形成された筒状部77とを有している。この側壁部75、摩擦係合部76および筒状部77は一体的に形成されている。
The
The
側壁部75および摩擦係合部76は、円板状に形成されており、摩擦係合部76はエンジン1に対向し連結部材32が取付けられる取付面76aと、ロックアップクラッチ機構73に対向し摩擦係合する摩擦係合面76bとを有している。
取付面76aには、溶接などの接合手段により、複数の連結部材32が円周上で等間隔に接合されている。
The
A plurality of connecting
タービンハブ72は、第1実施形態と同様、ボス部72aと、プレート部72bとを有している。このボス部72aは、自動変速機30の入力軸12と一体回転するよう、スプライン嵌合により入力軸12に連結されている。また、プレート部72bは、タービンランナ23およびダンパ機構27と連結されている。
The
ロックアップクラッチ機構73は、ロックアップピストン81と、外側ドラム82と、内側ドラム83と、第1外側クラッチプレート84と、第2外側クラッチプレート85と、第1内側クラッチプレート86と、第2内側クラッチプレート87と、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eとからなる摩擦材88とを有している。
The lock-up
ロックアップピストン81は、側壁部91と、この側壁部91の径方向内方側でダンパ機構27側に突出して一体的に設けられた筒状部92と、この側壁部91の径方向外方側でフロントカバー71側に突出して設けられた筒状部93と、摩擦係合部94とを有している。
The lock-up
筒状部92は、軸線方向に貫通する貫通孔92aを有しており、この貫通孔92aにはタービンハブ72のボス部72aが挿通されている。ロックアップピストン81は、筒状部92でフロントカバー71に近接および離隔するように入力軸12の軸線Cの方向に摺動することができるようになっている。
筒状部93は、摩擦係合部94の径方向外方側で円環状に形成されており、内壁には、スプライン内歯93aが形成されている。
The
The cylindrical portion 93 is formed in an annular shape on the radially outer side of the friction engagement portion 94, and spline inner teeth 93a are formed on the inner wall.
外側ドラム82は、側壁部95と、この側壁部95の径方向外方側でダンパ機構27側に突出して設けられた筒状部96とを有している。側壁部95は、ロックアップピストン81の摩擦係合部94のダンパ機構27側の側面に溶接などの接合手段により接合されている。筒状部96には、その内壁にスプライン内歯96aが形成されており、ダンパ機構27とスプライン嵌合するようになっている。
The
内側ドラム83は、側壁部97と、側壁部97からロックアップピストン81の方向に突出して一体的に形成された筒状部98とを有している。この内側ドラム83は、側壁部97がカバー部材74の側壁部75のロックアップピストン81に対向する側面に溶接などの接合手段により接合されている。
筒状部98には、スプライン外歯98aが形成されており、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87とスプライン嵌合するようになっている。
The
The
第1外側クラッチプレート84は、第1実施形態と同様、金属材料で円板状に形成され、外周にスプライン外歯を有しており、ロックアップピストン81とカバー部材74との間に配置されている。また、第1外側クラッチプレート84のカバー部材74側の側面には、摩擦材88aが取付けられており、ロックアップピストン81側の側面には、摩擦材88bが取付けられている。
Similar to the first embodiment, the first outer
第2外側クラッチプレート85も第1外側クラッチプレート84と同様に、金属材料で円板状に形成されており、第1外側クラッチプレート84とロックアップピストン81との間に配置されている。この第2外側クラッチプレート85の第1外側クラッチプレート84側の側面には、摩擦材88cが取付けられており、ロックアップピストン81側の側面には、摩擦材88dが取付けられている。
Similarly to the first outer
第1内側クラッチプレート86は、第1実施形態と同様、金属材料で円板状に形成され、軸線方向の中央部にスプライン内歯を有しており、第1外側クラッチプレート84と第2外側クラッチプレート85との間に配置され、内側ドラム83とスプライン嵌合するようになっている。
As in the first embodiment, the first inner
この第1内側クラッチプレート86の軸線方向両面、すなわち、摩擦材88bに対向する対向面と摩擦材88cに対向する対向面のそれぞれが、摩擦材88bおよび摩擦材88cに対して摩擦係合する摩擦係合面86bを構成している。
Friction that frictionally engages both the
第2内側クラッチプレート87も、第1内側クラッチプレート86と同様、金属材料で円板状に形成され、軸線方向の中央部にスプライン内歯を有しており、第2外側クラッチプレート85とロックアップピストン81との間に配置され、内側ドラム83とスプライン嵌合するようになっている。この第2内側クラッチプレート87の軸線方向両面、すなわち、摩擦材88dに対向する対向面と摩擦材88eに対向する対向面のそれぞれが、摩擦材88dおよび摩擦材88eに対して摩擦係合する摩擦係合面87bを構成している。
Similarly to the first inner
摩擦材88eは、ロックアップピストン81の摩擦係合部94の第2内側クラッチプレート87側に取付けられている。
摩擦材88a、88b、88c、88d、88eによって構成される摩擦材88は、第1実施形態と同様、それぞれ、綿、木材などの繊維や合成繊維に無機、有機の摩擦性能向上材やプラスチックを配合、含浸させ硬化させたいわゆるペーパベースからなり、高摩擦係数を有し、面圧、温度、周速に対する高い安定性を有している。
The
As in the first embodiment, the friction material 88 composed of the
このロックアップクラッチ機構73においては、ロックアップピストン81がフロントカバー71に近接する方向に摺動したとき、摩擦材88a、第1外側クラッチプレート84、摩擦材88b、第1内側クラッチプレート86、摩擦材88c、第2外側クラッチプレート85、摩擦材88d、第2内側クラッチプレート87、摩擦材88eを介してロックアップピストン81がフロントカバー71に摩擦係合し係合状態となるよう構成されている。
In this lockup
このロックアップクラッチ機構73は、フロントカバー71の1面からなる摩擦係合面76bと、第1内側クラッチプレート86の2面からなる摩擦係合面86bと、第2内側クラッチプレート87の2面からなる摩擦係合面87bとの5面の摩擦係合面で摩擦係合する、いわゆる5面多板クラッチとなっている。
The lock-up
この流体伝動装置40においては、ロックアップピストン81のダンパ機構27側の側面と、タービンハブ72の側面と、ポンプインペラ22の内側の側面とにより、係合側油室40Aが画成されており、この係合側油室40A内に図示しない油圧装置から作動油が供給されるようになっている。また、この係合側油室40Aから作動油が排出されるようになっており、係合側油室40A内の油圧が図示しない電子制御装置により制御されるようになっている。
In the
また、ロックアップピストン81のフロントカバー71側の側面と、フロントカバー71のロックアップピストン81側の側面とにより、解放側油室40Bが画成されており、この解放側油室40B内に図示しない油圧装置から作動油が供給されるようになっている。また、この解放側油室40Bから作動油が排出されるようになっており、解放側油室40B内の油圧が図示しない電子制御装置により制御されるようになっている。
Further, a release-
したがって、ロックアップピストン81は、係合側油室40Aを画成するとともに、解放側油室40Bを画成しており、第1外側クラッチプレート84、第2外側クラッチプレート85、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87は、解放側油室40B内に設置されていることになる。
Accordingly, the
第1実施形態と同様に、ロックアップクラッチ機構73が係合状態にあるときは、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eがそれぞれ密着しているので、係合側油室40Aおよび解放側油室40Bはロックアップピストン81により区画されるとともに、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eによって区画されることになる。すなわち、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eの外周側面が係合側油室40A内に位置し、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eの内周側面が解放側油室40B内に位置することになる。
As in the first embodiment, when the lockup
また、第1外側クラッチプレート84、第2外側クラッチプレート85、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の摩擦材88a、88b、88c、88d、88eの外周側面よりも径方向外方側の部分が、係合側油室40A内に位置することになる。
Also, radially outward from the outer peripheral side surfaces of the
そして、第1外側クラッチプレート84、第2外側クラッチプレート85、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の摩擦材88a、88b、88c、88d、88eの外周側面よりも径方向内方側の部分が、解放側油室40B内に位置することになる。
Then, radially inward of the outer peripheral side surfaces of the
この係合側油室40Aに作動油が供給され油圧が高まると、ロックアップピストン81が油圧を受けてフロントカバー71に向かって移動し、解放側油室40Bから作動油が排出されるようになっている。このとき、ロックアップクラッチ機構73は、フロントカバー71とロックアップピストン81とが摩擦係合することにより係合状態となる。すなわち、ロックアップクラッチ機構73は、ロックアップ状態となり、エンジン1の動力が直接、自動変速機30に伝達される。
When hydraulic oil is supplied to the engagement
そして、このロックアップ状態のとき、第1外側クラッチプレート84、第2外側クラッチプレート85、第1内側クラッチプレート86、第2内側クラッチプレート87および摩擦材88によって、係合側油室40Aと解放側油室40Bとが仕切られることになる。この摩擦材88はシール性能を有しているので、係合側油室40Aと解放側油室40Bのそれぞれの油圧が確保されることになる。
In this lock-up state, the engagement-
他方、解放側油室40Bに作動油が供給され油圧が高まると、ロックアップピストン81が油圧を受けてフロントカバー71から離隔する方向に移動し、係合側油室40Aから作動油が排出されるようになっている。このとき、ロックアップクラッチ機構73は、フロントカバー71とロックアップピストン81との係合状態から解放され、非ロックアップ状態となる。
On the other hand, when the hydraulic oil is supplied to the release
次いで、第2実施形態に係る流体伝動装置40の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、エンジン1が始動すると、第1実施形態と同様に、エンジン1から出力される動力は、図11に示すクランクシャフト2からドライブプレート3および連結部材32を経由してフロントカバー71に伝達され、フロントカバー71が回転する。そして、ポンプインペラ22がフロントカバー71と一緒に回転し、ポンプインペラ22の羽根車22aが回転し、流体伝動装置40内の作動油が羽根車22aに押されて回転する。
First, when the engine 1 is started, the power output from the engine 1 is transmitted from the
このとき、作動油がタービンランナ23の羽根車23aに衝突しその衝撃力でタービンランナ23を回転させ、羽根車23aの曲面に沿って流動し、ステータ25を通ってポンプインペラ22に戻り、流体伝動装置40内を循環し、連続的にタービンランナ23を回転させる。
At this time, the hydraulic oil collides with the
このステータ25によりタービンランナ23に伝達されるトルクが増幅されることになる。タービンランナ23が回転すると、タービンハブ72を経由して、自動変速機30の入力軸12にトルクが伝達されることになる。同時に、作動油の流動およびダンパ機構27により、エンジン1で発生するトルク変動が吸収される。
The torque transmitted to the
第1実施形態と同様に、車両がロックアップ車速(km/h)に達すると、エンジン1のクランクシャフト2と自動変速機30の入力軸12とを直結させるロックアップ制御が行われる。
Similar to the first embodiment, when the vehicle reaches the lockup vehicle speed (km / h), lockup control is performed in which the
図14に示すように、ロックアップクラッチ機構73が非ロックアップ状態のときは、黒矢印で示すように、解放側油室40Bに作動油が供給され、係合側油室40Aから作動油が排出されるよう油圧が制御される。その結果、解放側油室40Bの油圧が係合側油室40Aの油圧よりも高くなり、ロックアップピストン81が白矢印で示すように、フロントカバー71から離隔する方向に移動し、ロックアップクラッチ機構73が非係合状態となる。このとき、作動油は係合側油室40Aと解放側油室40Bとの間を流通することができる。
As shown in FIG. 14, when the lock-up
他方、図15に示すように、ロックアップ制御が行われると、黒矢印で示すように、係合側油室40Aに作動油が供給され、解放側油室40Bから作動油が排出されるよう油圧が制御される。その結果、係合側油室40Aの油圧が解放側油室40Bの油圧よりも高くなり、ロックアップピストン81が白矢印で示すように、フロントカバー71に近接する方向に移動し、ロックアップクラッチ機構73が係合状態となる。このとき、作動油は、係合側油室40Aと解放側油室40Bとの間の流通が遮断される。
On the other hand, as shown in FIG. 15, when the lock-up control is performed, the hydraulic oil is supplied to the engagement-
第1実施形態と同様に、車両がスリップ制御される所定の車速(km/h)に達すると、スリップ制御が電子制御装置により実行される。このとき、フロントカバー71の摩擦係合面76bと、第1内側クラッチプレート86の摩擦係合面86bと、第2内側クラッチプレート87の摩擦係合面87bの各摩擦係合面で摩擦材88a、88b、88c、88d、88eがそれぞれ摩擦係合しながら摺動するスリップ状態となる。このようなスリップ制御により、エンジン1のトルク変動が吸収されるとともに、エンジン1から出力される動力が、自動変速機30に効率よく伝達される。
Similar to the first embodiment, when the vehicle reaches a predetermined vehicle speed (km / h) at which slip control is performed, the slip control is executed by the electronic control unit. At this time, the
ロックアップクラッチ機構73がスリップ状態にあるとき、第1実施形態と同様に、前述の各摩擦係合面で、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eの摩擦摺動による仕事が摩擦熱に変換され、各摩擦係合面で発熱することになる。この摩擦熱は、第1実施形態と同様に、金属材料で形成されているフロントカバー71、第1外側クラッチプレート84、第2外側クラッチプレート85、第1内側クラッチプレート86、第2内側クラッチプレート87の各構成要素は、熱伝導率(W/m・K)が比較的に高く、その伝播が比較的に急速に行われる。
When the lock-up
これに対して、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eは、熱伝導率(W/m・K)が金属材料と比べ著しく低いので、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eの内部では、熱伝播が遅い。このとき、図16に示すように、解放側油室40B内に位置する第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の径方向内方側の部分が、解放側油室40B内の作動油の熱対流によって冷却される。
On the other hand, the
すなわち、摩擦摺動により発生した熱は、急速に第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の径方向内方側の部分に伝播し、解放側油室40B内の第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の近傍の作動油が、加熱される。そして、加熱された部分は熱膨張し密度が小さくなる。その密度が小さくなった作動油の領域に、周囲の低温の作動油が流入して熱の移動が行われる。すなわち、解放側油室40B内で比較的に低温の作動油と、比較的に高温の作動油との間で熱対流が励起され、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87が冷却されることになる。
That is, the heat generated by the frictional sliding rapidly propagates to the radially inner portions of the first inner
第2実施形態に係る流体伝動装置40におけるロックアップクラッチ機構73は、前述のように構成されているので、以下の効果が得られる。
Since the lock-up
すなわち、第2実施形態におけるロックアップクラッチ機構73は、フロントカバー71と、ポンプインペラ22と、自動変速機30の入力軸12に連結されたタービンランナ23とを備えた流体伝動装置40に設けられ、ロックアップピストン81と、外側ドラム82と、内側ドラム83と、第1外側クラッチプレート84と、第2外側クラッチプレート85と、第1内側クラッチプレート86と、第2内側クラッチプレート87と、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eとを備えている。
That is, the lock-up
そして、ロックアップピストン81がフロントカバー71に締結されるときに、摩擦材88b、88cに対向する第1内側クラッチプレート86の各対向面が摩擦材88b、88cに対して摩擦係合する摩擦係合面86bを構成するとともに、摩擦材88d、88eに対向する第2内側クラッチプレート87の各対向面が摩擦材88b、88cに対して摩擦係合する摩擦係合面87bを構成することを特徴としている。
When the
このロックアップピストン81は、ポンプインペラ22との間で係合側油室40Aを画成するとともに、フロントカバー71との間で解放側油室40Bを画成し、この解放側油室40B内に、第1外側クラッチプレート84と、第2外側クラッチプレート85と、第1内側クラッチプレート86と、第2内側クラッチプレート87が設置されている。
The
その結果、ロックアップクラッチ機構73が、ロックアップ状態に切り替わる際の、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eの摩擦により発生する摩擦熱の上昇を効果的に抑制することができる。特に、ロックアップクラッチ機構73に対してスリップ制御が実行されているときに、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eのスリップにより連続的に発生する摩擦熱の上昇を速やかに抑えることができるという効果が得られる。その結果、スリップ制御が実行される車両の運転領域を拡大することができ、エンジン1の動力を効率よく伝達することができ、ひいては燃費をより向上させることができる。
As a result, when the lock-up
ロックアップクラッチ機構73においては、摩擦材88b、88cに対向する第1内側クラッチプレート86の各対向面が摩擦材88b、88cに対して摩擦係合する摩擦係合面86bを構成するとともに、摩擦材88d、88eに対向する第2内側クラッチプレート87の各対向面が摩擦材88b、88cに対して摩擦係合する摩擦係合面87bを構成するようにしたので、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の摩擦係合面86b、87bに発生する摩擦熱を、熱伝導率の高い第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87内を急速に伝達させることができる。
In the lock-up
第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87内を急速に伝達した摩擦熱は、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の各表面から作動油に伝達され、解放側油室40B内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。この熱交換により、摩擦熱を速やかに低下させることができる。すなわち、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87における熱容量(J/K)を増大させることができるという効果が得られる。
The frictional heat that is rapidly transmitted in the first inner
このように、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の軸線方向両面に、摩擦材を取付けずに、金属表面を露出させた摩擦係合面とすることで、摩擦熱を摩擦係合面から速やかに作動油に伝達させることができ、優れた冷却性能を得ることができる。
As described above, the frictional heat is applied to the frictional engagement surfaces by exposing the metal surfaces to the both surfaces in the axial direction of the first inner
特に、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の軸線方向両面を前述のような摩擦係合面とする簡単な構成により、熱容量を増大させることができるので、従来のロックアップクラッチ機構と同様に構成することができ、トルク容量を確保することができる。したがって、従来のスペースを増大させることはなく、また生産コストも増大することはない。
その結果、トルク容量の確保と、熱容量の増大の双方を両立させることができるという効果が得られる。
In particular, since the heat capacity can be increased by a simple configuration in which both the axial inner surfaces of the first inner
As a result, it is possible to achieve both the securing of the torque capacity and the increase of the heat capacity.
第2実施形態におけるロックアップクラッチ機構73においては、第2内側クラッチプレート87の軸線方向両面を金属材料が露出した摩擦係合面87bとし、摩擦材88eをロックアップピストン81の摩擦係合部94の第2内側クラッチプレート87に対向する側に取付けた場合について説明した。
しかしながら、第2内側クラッチプレート87の軸線方向片面を摩擦係合面87bとするよう構成してもよい。すなわち、図17に示すように、第2内側クラッチプレート87の第2外側クラッチプレート85に対向する対向面を金属材料が露出した摩擦係合面87bとし、ロックアップピストン81の摩擦係合部94に対向する対向面に摩擦材88eを取付けるよう構成してよい。
In the lock-up
However, one axial direction surface of the second inner
この場合にも、第2内側クラッチプレート87の軸線方向両面を金属材料が露出した摩擦係合面87bとした場合と同様の作用および効果が得られる。すなわち、スペースや生産コストを増大させることなく、トルク容量を確保することができ、優れた冷却性能が得られる。
Also in this case, the same operation and effect as the case where the frictional engagement surfaces 87b where the metal material is exposed are provided on both axial surfaces of the second inner
(第3実施形態)
図18ないし図21は、本発明に係るロックアップクラッチ機構が実施される流体伝動装置の第3実施形態を示す図であり、第2実施形態と同一の構成には同一の番号を付して説明を省略する。
まず、構成を説明する。
(Third embodiment)
18 to 21 are views showing a third embodiment of the fluid transmission device in which the lock-up clutch mechanism according to the present invention is implemented. The same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals. Description is omitted.
First, the configuration will be described.
図18ないし図20に示すように、第3実施形態の流体伝動装置60は、第2実施形態と同様、自動変速機50を構成しており、トルクコンバータから構成され本発明に係るロックアップクラッチ機構を含んで構成されている。また、自動変速機50は、流体伝動装置60を除き他の構成要素は第2実施形態の自動変速機30と同様に構成されている。
As shown in FIGS. 18 to 20, the
第3実施形態の流体伝動装置60は、ロックアップクラッチ機構101を除き、他の構成要素は第2実施形態の流体伝動装置40と同様に構成されている。
The
ロックアップクラッチ機構101は、ロックアップピストン102と、外側ドラム103と、内側ドラム104と、第1外側クラッチプレート84と、第2外側クラッチプレート85と、第1内側クラッチプレート86と、第2内側クラッチプレート87と、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eとからなる摩擦材88とを有している。
The lockup
ロックアップピストン102は、側壁部105と、この側壁部105の径方向内方側でダンパ機構27側に突出して一体的に設けられた筒状部106と、この側壁部105の径方向外方側でフロントカバー71側に突出して設けられた筒状部107と、摩擦係合部108とを有している。
The lock-up
筒状部106は、軸線方向に貫通する貫通孔106aを有しており、この貫通孔106aにはタービンハブ72のボス部72aが挿通されている。ロックアップピストン102は、筒状部106でフロントカバー71に近接および離隔するように入力軸12の軸線Cの方向に摺動することができるようになっている。
The
筒状部107は、摩擦係合部108の径方向外方側で円環状に形成されており、内壁には、スプライン内歯107aが形成されている。
外側ドラム103は、両端が開口された円筒状に形成されており、ロックアップピストン81側の内壁にはスプライン内歯103aが形成されている。
外側ドラム103のフロントカバー71側の端部は、フロントカバー71の摩擦係合部76の径方向外方側の側面に溶接などの接合手段により接合されており、第1外側クラッチプレート84および第2外側クラッチプレート85とスプライン嵌合するようになっている。
The
The
The end of the
内側ドラム104は、側壁部111と、側壁部111からフロントカバー71の方向に突出して一体的に形成された筒状部112とを有している。この内側ドラム104は、側壁部111がロックアップピストン81のカバー部材74に対向する側面に溶接などの接合手段により接合されている。
筒状部112には、スプライン外歯112aが形成されており、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87とスプライン嵌合するようになっている。
The
The
このロックアップクラッチ機構101においては、ロックアップピストン81がフロントカバー71に近接する方向に摺動したとき、摩擦材88a、第1内側クラッチプレート86、摩擦材88b、第1外側クラッチプレート84、摩擦材88c、第2内側クラッチプレート87、摩擦材88d、第2外側クラッチプレート85、摩擦材88eを介してロックアップピストン81がフロントカバー71に摩擦係合し係合状態となるよう構成されている。このロックアップクラッチ機構101においては、摩擦材88aは、第1内側クラッチプレート86のフロントカバー71に対向する側面に取付けられている。
In this lockup
次いで、第3実施形態に係る流体伝動装置60の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、エンジン1が始動すると、第2実施形態と同様に、エンジン1から出力される動力は、自動変速機50の入力軸12にトルクが伝達されるとともに、作動油の流動およびダンパ機構27により、エンジン1で発生するトルク変動が吸収される。
第2実施形態と同様に、車両がロックアップ車速(km/h)に達すると、エンジン1のクランクシャフト2と自動変速機30の入力軸12とを直結させるロックアップ制御が行われる。
First, when the engine 1 is started, the power output from the engine 1 is transmitted to the
Similar to the second embodiment, when the vehicle reaches the lockup vehicle speed (km / h), lockup control is performed to directly connect the
第2実施形態と同様に、車両がスリップ制御される所定の車速(km/h)に達すると、スリップ制御が電子制御装置により実行される。このとき、図21に示すように、解放側油室60B内に位置する第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の径方向内方側の部分が、解放側油室60B内の作動油の熱対流によって冷却される。
Similar to the second embodiment, when the vehicle reaches a predetermined vehicle speed (km / h) at which slip control is performed, the slip control is executed by the electronic control unit. At this time, as shown in FIG. 21, the radially inner portions of the first inner
すなわち、摩擦摺動により発生した熱は、第2実施形態と同様、急速に第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の径方向内方側の部分に伝播し、解放側油室60B内の第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の近傍の作動油が、加熱される。そして、加熱された部分は熱膨張し密度が小さくなる。その密度が小さくなった作動油の領域に、周囲の低温の作動油が流入して熱の移動が行われる。すなわち、解放側油室60B内で比較的に低温の作動油と、比較的に高温の作動油との間で熱対流が励起され、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87が冷却されることになる。
That is, the heat generated by the frictional sliding is rapidly propagated to the radially inner portions of the first inner
第2実施形態に係る流体伝動装置60におけるロックアップクラッチ機構101は、前述のように構成されているので、以下の効果が得られる。
Since the lockup
すなわち、第2実施形態におけるロックアップクラッチ機構101は、フロントカバー71と、ポンプインペラ22と、自動変速機50の入力軸12に連結されたタービンランナ23とを備えた流体伝動装置60に設けられ、ロックアップピストン102と、外側ドラム103と、内側ドラム104と、第1外側クラッチプレート84と、第2外側クラッチプレート85と、第1内側クラッチプレート86と、第2内側クラッチプレート87と、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eとを備えている。
That is, the lockup
そして、ロックアップピストン102がフロントカバー71に締結されるときに、摩擦材88bに対向する第1内側クラッチプレート86の対向面が摩擦材88bに対して摩擦係合する摩擦係合面86bを構成するとともに、摩擦材88c、88dに対向する第2内側クラッチプレート87の各対向面が摩擦材88c、88dに対して摩擦係合する摩擦係合面87bを構成することを特徴としている。
When the
このロックアップピストン81は、ポンプインペラ22との間で係合側油室60Aを画成するとともに、フロントカバー71との間で解放側油室60Bを画成し、この解放側油室60B内に、第1外側クラッチプレート84と、第2外側クラッチプレート85と、第1内側クラッチプレート86と、第2内側クラッチプレート87が設置されている。
The
その結果、ロックアップクラッチ機構101が、ロックアップ状態に切り替わる際の、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eの摩擦により発生する摩擦熱の上昇を効果的に抑制することができる。特に、ロックアップクラッチ機構101に対してスリップ制御が実行されているときに、摩擦材88a、88b、88c、88d、88eのスリップにより連続的に発生する摩擦熱の上昇を速やかに抑えることができるという効果が得られる。その結果、スリップ制御が実行される車両の運転領域を拡大することができ、エンジン1の動力を効率よく伝達することができ、ひいては燃費をより向上させることができる。
As a result, when the lock-up
ロックアップクラッチ機構101においては、第1内側クラッチプレート86の対向面が摩擦係合面86bを構成するとともに、第2内側クラッチプレート87の対向面が摩擦材88c、88dに対して摩擦係合する摩擦係合面87bを構成するようにしたので、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の摩擦係合面86b、87bに発生する摩擦熱を、熱伝導率の高い第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87内を急速に伝達させることができる。
In the lockup
第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87内を急速に伝達した摩擦熱は、第2実施形態と同様、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の各表面から作動油に伝達され、解放側油室60B内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。この熱交換により、摩擦熱を速やかに低下させることができる。すなわち、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87における熱容量(J/K)を増大させることができるという効果が得られる。
The frictional heat rapidly transmitted in the first inner
このように、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の軸線方向両面に、摩擦材を取付けずに、金属表面を露出させた摩擦係合面とすることで、摩擦熱を摩擦係合面から速やかに作動油に伝達させることができ、優れた冷却性能を得ることができる。特に、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の軸線方向両面を前述のような摩擦係合面とする簡単な構成により、熱容量を増大させることができるので、従来のロックアップクラッチ機構と同様に構成することができ、トルク容量を確保することができる。したがって、従来のスペースを増大させることはなく、また生産コストも増大することはない。
その結果、トルク容量の確保と、熱容量の増大の双方を両立させることができるという効果が得られる。
As described above, the frictional heat is applied to the frictional engagement surfaces by exposing the metal surfaces to the both surfaces in the axial direction of the first inner
As a result, it is possible to achieve both the securing of the torque capacity and the increase of the heat capacity.
第2ないし第3実施形態におけるロックアップクラッチ機構73、101においては、いわゆる5面多板クラッチで構成される場合について説明した。
しかしながら、本発明に係るロックアップクラッチ機構においては、5面多板クラッチ以外の多板クラッチで構成するようにしてもよい。例えば、ロックアップクラッチ機構を6面以上の多板クラッチで構成するようにしてもよい。
In the lock-up
However, the lock-up clutch mechanism according to the present invention may be configured by a multi-plate clutch other than the 5-sided multi-plate clutch. For example, the lockup clutch mechanism may be composed of a multi-plate clutch having six or more surfaces.
第1ないし第3実施形態におけるロックアップクラッチ機構28、73、101においては、内側クラッチプレート56、第1内側クラッチプレート86および第2内側クラッチプレート87の各側面が平坦な円板で構成された場合について説明した。
しかしながら、本発明に係るロックアップクラッチ機構の内側クラッチプレートを平坦な円板以外の構造で構成するようにしてもよい。
In the lock-up
However, the inner clutch plate of the lock-up clutch mechanism according to the present invention may be configured with a structure other than a flat disk.
例えば、図22に示すように、内側クラッチプレート121の円周Aおよび円周Bで示される摩擦係合面121aと、径方向内方に形成されたスプライン内歯121bとの間に軸線方向に貫通する作動油流通孔121cを設けるようにしてもよい。
この場合、作動油流通孔121cは、円周C上に等間隔に、12個設けられる。
For example, as shown in FIG. 22, between the
In this case, twelve hydraulic oil circulation holes 121c are provided on the circumference C at equal intervals.
この構成により、内側クラッチプレート121で発生した摩擦熱は、急速に作動油流通孔121cの近傍に伝達され、内側クラッチプレート121の作動油流通孔121cを含む各表面から作動油に伝達され、解放側油室内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。内側クラッチプレート121に作動油流通孔121cが設けられているので、解放側油室内の作動油を作動油流通孔121c内で流通させることができる。
その結果、低温の作動油と高温の作動油との熱交換がより確実に促進され、摩擦熱を速やかに低下させることができる。すなわち、内側クラッチプレート121における熱容量(J/K)をさらに増大させることができるという効果が得られる。
With this configuration, the frictional heat generated in the inner
As a result, heat exchange between the low temperature hydraulic oil and the high temperature hydraulic oil is more reliably promoted, and the frictional heat can be quickly reduced. That is, the effect that the heat capacity (J / K) in the inner
また、図23に示すように、前述の内側クラッチプレート121の円周Bで示される摩擦係合面121aと、径方向内方に形成されたスプライン内歯121bとの間に相当する部分に、その側面から円環状に突出して形成した冷却フィン131aを有する内側クラッチプレート131で、本発明に係るロックアップクラッチ機構を構成するようにしてもよい。この場合、冷却フィン131aよりも径方向内方にスプライン内歯131bが設けられ、本発明における内側ドラムとスプライン嵌合するよう構成される。
Further, as shown in FIG. 23, in a portion corresponding to between the
この構成により、内側クラッチプレート131で発生した摩擦熱は、急速に冷却フィン131aに伝達され、内側クラッチプレート131の冷却フィン131aを含む各表面から作動油に伝達され、解放側油室内の作動油の熱対流によって速やかに熱交換することになる。内側クラッチプレート131に冷却フィン131aが設けられているので、内側クラッチプレート131の表面積を著しく増大させることができる。
その結果、低温の作動油と高温の作動油との熱交換がより確実に促進され、摩擦熱を速やかに低下させることができる。すなわち、内側クラッチプレート131における熱容量(J/K)をさらに増大させることができるという効果が得られる。
With this configuration, the frictional heat generated in the inner
As a result, heat exchange between the low temperature hydraulic oil and the high temperature hydraulic oil is more reliably promoted, and the frictional heat can be quickly reduced. That is, the effect that the heat capacity (J / K) in the inner
以上のように、本発明に係るロックアップクラッチ機構は、スペースや生産コストを増大させることなく、トルク容量を確保することができ、優れた冷却性能を有するロックアップクラッチ機構を提供することができ、ロックアップクラッチ機構全般に有用である。 As described above, the lock-up clutch mechanism according to the present invention can provide a torque capacity without increasing space and production cost, and can provide a lock-up clutch mechanism having excellent cooling performance. It is useful for lockup clutch mechanisms in general.
1 エンジン(駆動源)
2 クランクシャフト(駆動源の出力軸)
10、30、50 自動変速機
12 入力軸(被駆動側の入力軸)
20、40、60 流体伝動装置
20A、40A、60A 係合側油室
20B、40B、60B 解放側油室
21、71 フロントカバー
22 ポンプインペラ
23 タービンランナ
27 ダンパ機構
28、73、101 ロックアップクラッチ機構
38、56b、63a、76b、86b、87b、121a 摩擦係合面
51、81、102 ロックアップピストン
52、82、103 外側ドラム
53、83、104 内側ドラム
54、84 第1外側クラッチプレート(外側クラッチプレート)
55、85 第2外側クラッチプレート(外側クラッチプレート)
56、121、131 内側クラッチプレート
57、57a、57b、57c、57d、88、88a、88b、88c、88d、88e 摩擦材
86 第1内側クラッチプレート(内側クラッチプレート)
87 第2内側クラッチプレート(内側クラッチプレート)
121c 作動油流通孔(放熱手段)
131a 冷却フィン(放熱手段)
1 Engine (drive source)
2 Crankshaft (drive shaft output shaft)
10, 30, 50
20, 40, 60
55, 85 Second outer clutch plate (outer clutch plate)
56, 121, 131 Inner
87 Second inner clutch plate (inner clutch plate)
121c Hydraulic oil circulation hole (heat dissipation means)
131a Cooling fin (heat dissipation means)
Claims (4)
前記入力軸の軸線方向に沿って前記フロントカバーに近接および離隔するロックアップピストンと、
前記入力軸および前記出力軸のいずれか一方と一体回転するように設けられた外側ドラムと、
前記入力軸および前記出力軸のいずれか他方と一体回転するように前記外側ドラムに対して径方向内方に対向して設けられた内側ドラムと、
前記フロントカバーと前記ロックアップピストンとの間に位置して前記外側ドラムに取付けられ、前記軸線方向に移動自在で前記外側ドラムと一体回転する複数の外側クラッチプレートと、
前記外側クラッチプレートの前記軸線方向に対向するようにして前記内側ドラムに取付けられ、前記内側ドラムの前記軸線方向に移動自在で前記内側ドラムと一体回転する少なくとも1つ以上の内側クラッチプレートと、
前記外側クラッチプレートの前記軸線方向両面に取付けられた複数の摩擦材とを備え、
前記ロックアップピストンが前記外側クラッチプレートおよび前記内側クラッチプレートを介して前記フロントカバーに締結されるときに、前記摩擦材に対向する前記内側クラッチプレートの対向面が前記摩擦材に対して摩擦係合する摩擦係合面を構成することを特徴とするロックアップピストン機構。 A front cover coupled to the output shaft of the drive source, a pump impeller coupled to the front cover, and a turbine runner disposed opposite to the pump impeller and coupled to the input shaft on the driven side. A lock-up clutch mechanism provided in the fluid transmission device and engaged and released based on hydraulic pressure,
A lock-up piston approaching and separating from the front cover along the axial direction of the input shaft;
An outer drum provided to rotate integrally with any one of the input shaft and the output shaft;
An inner drum provided radially inwardly with respect to the outer drum so as to rotate integrally with the other of the input shaft and the output shaft;
A plurality of outer clutch plates that are positioned between the front cover and the lock-up piston, are attached to the outer drum, are movable in the axial direction, and rotate integrally with the outer drum;
At least one inner clutch plate that is attached to the inner drum so as to face the axial direction of the outer clutch plate, is movable in the axial direction of the inner drum, and rotates integrally with the inner drum;
A plurality of friction materials attached to both sides in the axial direction of the outer clutch plate,
When the lock-up piston is fastened to the front cover via the outer clutch plate and the inner clutch plate, the facing surface of the inner clutch plate facing the friction member is frictionally engaged with the friction member. A lockup piston mechanism comprising a friction engagement surface that performs
前記ロックアップピストンと前記フロントカバーとの間で前記ロックアップピストンを前記フロントカバーから離隔する方向に移動させるよう油圧を発生させる解放側油室を画成し、
前記外側クラッチプレートおよび前記内側クラッチプレートが前記解放側油室内に設置されることを特徴とする請求項1に記載のロックアップクラッチ機構。 The lockup piston defines an engagement side oil chamber that generates hydraulic pressure to move the lockup piston in a direction close to the front cover between the lockup piston and the pump impeller, and
A release-side oil chamber that generates hydraulic pressure to move the lock-up piston in a direction away from the front cover between the lock-up piston and the front cover;
The lockup clutch mechanism according to claim 1, wherein the outer clutch plate and the inner clutch plate are installed in the release side oil chamber.
前記内側ドラムが、前記フロントカバーに連結されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のロックアップクラッチ機構。 The outer drum is connected to the first runner plate connected to the turbine runner and the first damper plate via an elastic member, and the elastic member compresses so that the outer drum rotates relative to the first damper plate. Connected to the input shaft through a damper mechanism having two damper plates;
The lockup clutch mechanism according to claim 1, wherein the inner drum is connected to the front cover.
前記内側クラッチプレートが、前記第1外側クラッチプレートと前記第2外側クラッチプレートとの間に配置され、
前記摩擦係合面が、前記内側クラッチプレートの前記軸線方向両面と、前記フロントカバーの前記第1外側クラッチプレートに対向する第1対向面と、前記ロックアップピストンの前記第2外側クラッチプレートに対向する第2対向面とからなる4面を有する多板クラッチで構成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1の請求項に記載のロックアップクラッチ機構。 The outer clutch plate has a first outer clutch plate facing the front cover via the friction material, and a second outer clutch plate facing the lockup piston via the friction material,
The inner clutch plate is disposed between the first outer clutch plate and the second outer clutch plate;
The friction engagement surfaces are opposed to the axially opposite surfaces of the inner clutch plate, a first opposing surface of the front cover facing the first outer clutch plate, and the second outer clutch plate of the lockup piston. The lockup clutch mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein the lockup clutch mechanism is constituted by a multi-plate clutch having four surfaces including a second opposing surface.
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