JP2015203432A - スラスト感応型回転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化及びコスト低減を図りながら、ロック状態とフリー状態の切り替え機能を達成すること。
【解決手段】ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡは、ステータシャフト４と、ステータ内輪３ａと、軸方向楔溝面１４，１５と、軸方向楔溝面１４，１５の対向面間に介装されたトルクカム６と、を備える。トルクカム６は、軸方向楔溝面１４，１５の対向面間に挟圧されるロック状態と、軸方向楔溝面１４，１５の対向面間に拘束されないフリー状態と、の切り替えを、ステータ内輪３ａに対して軸方向に作用するスラスト力の発生方向により決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トルクコンバータ等に適用され、スラスト力に感応して回転部材（ステータ等）の回転を制御するスラスト感応型回転制御装置に関する。

従来、トルクコンバータとしては、ワンウェイクラッチのロック/フリーを、ポンプインペラとタービンランナの回転速度差により発生する流体の流れにより切り替える構成のものが一般的に知られている（特許文献１の図２参照）。

これに対し、ワンウェイクラッチを廃止し、ステータをケース等の静止部材に固定する構成のトルクコンバータが知られている（特許文献１の図８Ａ参照）。

特開２００７−３３３２１２号公報

しかしながら、特許文献１の図２に記載されたトルクコンバータにあっては、ワンウェイクラッチを用いているため、軽量化及びコスト低減ができないし、流体の流れに依存してステータのロック/フリーの切り替えが一義的に行われる、という問題があった。

一方、特許文献１の図８Ａに記載されたトルクコンバータにあっては、ワンウェイクラッチを廃止しているため、軽量化及びコスト低減はできるものの、ステータが常時固定であり、抵抗にならないフリー状態に切り替えることができない、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、軽量化及びコスト低減を図りながら、ロック状態とフリー状態の切り替え機能を達成することができるスラスト感応型回転制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のスラスト感応型回転制御装置は、軸部材と、前記軸部材の中心軸を回転中心軸とし、前記軸部材の対向位置に隙間を介して配置された回転部材と、前記軸部材と前記回転部材の径方向に対向する面の少なくとも一方に設けられた軸方向楔溝面と、前記軸方向楔溝面の対向面間に介装されたトルクカムと、を備える。
前記トルクカムは、前記軸方向楔溝面の対向面間に挟圧されるロック状態と、前記軸方向楔溝面の対向面間に拘束されないフリー状態と、の切り替えを、前記回転部材に対して軸方向に作用するスラスト力の発生方向により決定する。

よって、回転部材に対して軸方向に作用するスラスト力の発生方向が一方向のとき、軸方向楔溝面の対向面間にトルクカムが挟圧され、軸部材と回転部材を拘束するロック状態になる。一方、回転部材に対して軸方向に作用するスラスト力の発生方向が一方向とは反対方向のとき、軸部材と回転部材がトルクカムにより拘束されないフリー状態になる。
すなわち、軸方向楔溝面とトルクカムを用いた構造とし、ワンウェイクラッチを廃止した構成としているため、ワンウェイクラッチを用いる場合に比べ、部品点数が削減され、軽量化及びコスト低減になる。
そして、回転部材に対して軸方向に作用するスラスト力に着目し、ロック状態とフリー状態の切り替えを、回転部材に対して軸方向に作用するスラスト力の発生方向により決定するようにしている。このため、回転部材に作用するスラスト力の発生方向が一方向のときはロック状態（又はフリー状態）であるが、スラスト力の発生方向が一方向とは逆方向に変わるとフリー状態（又はロック状態）に切り替わるというように、ロック状態とフリー状態の切り替え機能が達成される。
この結果、軽量化及びコスト低減を図りながら、ロック状態とフリー状態の切り替え機能を達成することができる。

実施例１のロックアップクラッチ付きトルクコンバータ（スラスト感応型回転制御装置の一例）を示す全体断面図である。 実施例１のロックアップクラッチ付きトルクコンバータのステータロック状態での要部構成を示すロック状態断面図である。 実施例１のロックアップクラッチ付きトルクコンバータのステータフリー状態での要部構成を示すロック状態断面図である。 実施例１のロックアップクラッチ付きトルクコンバータにおける速度比に対するステータスラスト力Fs・タービンスラスト力Ft・合力（Fs＋Ft）・ポンプインペラからの反力Fiの各特性を示すスラスト力特性図である。

以下、本発明のスラスト感応型回転制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１におけるロックアップクラッチ付きトルクコンバータ（スラスト感応型回転制御装置の一例）の構成を、「全体構成」、「ステータのロック/フリー切り替え構成」に分けて説明する。

［全体構成］
図１は、実施例１のロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡを示す。以下、図１に基づき、全体構成を説明する。

前記ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡは、図１に示すように、ポンプインペラ１と、タービンランナ２と、ステータ３と、ステータシャフト４と、ロックアップクラッチ５と、トルクカム６と、を備えている。

前記ポンプインペラ１は、エンジン等の駆動源に連結される入力軸７にコンバータカバー８を介して連結されたものである。このポンプインペラ１は、ポンプ外殻１ａと、ポンプ外殻１ａの内面からタービンランナ２側に突設させた複数のポンプ翼１ｂと、複数のポンプ翼１ｂの内端部を連結するポンプ内殻１ｃと、ポンプ外殻１ａから延長して設けられたポンプ外殻延長ハブ１ｄと、を有して構成される。

前記タービンランナ２は、ポンプインペラ１に対向配置され、出力ハブ９を介して出力軸１０（例えば、変速機入力軸）に連結されたものである。このタービンランナ２は、タービン外殻２ａと、該タービン外殻２ａの内面からポンプインペラ１側に突設させた複数のタービン翼２ｂと、該タービン翼２ｂの内端部を連結するタービン内殻２ｃと、を有して構成される。

前記ステータ３は、ポンプインペラ１とタービンランナ２の間であって、両者１，２の対向領域のうち内側領域に配置され、トルクカム６を介して、コンバータケース１１（静止部材）に固定されているステータシャフト４に設けられる。このステータ３は、ステータ内輪３ａと、該ステータ内輪３ａの外面から外径方向に突設させた複数のステータ翼３ｂと、該ステータ翼３ｂの外端部を連結するステータ外輪３ｃと、を有して構成される。なお、ポンプ内殻１ｃとタービン内殻２ｃとステータ外輪３ｃにより、ポンプ翼１ｂとタービン翼２ｂとステータ翼３ｂを循環する作動油の流れ（図１の矢印）のコア領域を形成する。

前記ロックアップクラッチ５は、クラッチ締結により入力軸７と出力ハブ９（＝出力軸１０）とを直結することでロックアップ状態とするクラッチである。ロックアップクラッチ５は、コンバータカバー８とタービンランナ２の間に軸方向移動可能に配置されたロックアップピストン５１と、ロックアップピストン５１と出力ハブ９を接続する位置に配置されたダンパスプリング５２と、を有して構成される。ロックアップピストン５１は、コンバータ圧油室１２とロックアップ圧油室１３を画成する位置に配置され、２つの油室１２，１３が共にコンバータ圧の作動油で満たされているときはクラッチ解放状態である。このクラッチ解放状態からロックアップ圧油室１３のロックアップ圧のみを低下させると、ロックアップピストン５１に作用する差圧（コンバータ圧−ロックアップ圧）と受圧面積の積算による締結力により締結される。なお、ロックアップ圧油室１３のロックアップ圧をドレーンすると差圧が最大となり、差圧と受圧面積の積算による高い締結力にて完全ロックアップ状態に移行する。

前記トルクカム６は、軸方向楔溝面１４，１５の対向面間に介装されローディングカムである。このトルクカム６は、軸方向楔溝面１４，１５の対向面間に挟圧されるロック状態（ステータ回転停止状態）と、軸方向楔溝面１４，１５の対向面間に拘束されないフリー状態（ステータ空転状態）と、を切り替える。

［ステータのロック/フリー切り替え構成］
図２はステータロック状態を示し、図３はステータフリー状態を示す。以下、図１〜図３に基づき、ステータ３のロック/フリー切り替え構成を説明する。

前記ステータ３のロック/フリー切り替え構成としては、ステータシャフト４（軸部材）と、ステータ内輪３ａ（回転部材）と、軸方向楔溝面１４，１５と、トルクカム６と、皿バネ１６（バネ）と、ロックアップクラッチ５と、を備える。

前記ステータ内輪３ａは、ステータシャフト４の中心軸CLを回転中心軸とし、ステータシャフト４の対向位置に一定間隔の隙間を介して配置される。ステータ内輪３ａの入力側端面と出力ハブ９との間には、トルクカム６がフリー状態（図１）のとき接しロック状態で離れる第１ニードルベアリング１７が軸方向に介装される。ステータ内輪３ａの出力側端面とポンプ外殻延長ハブ１ｄとの間には、トルクカム６がロック状態で接しフリー状態（図１）で離れる第２ニードルベアリング１８が軸方向に介装される。なお、第１ニードルベアリング１７と第２ニードルベアリング１８は、相対回転を吸収しながらステータ内輪３ａを支持する機能に加え、ステータ内輪３ａが軸方向に移動するとき、その移動範囲を規定する入力側ストッパと出力側ストッパの役割を果たす。

前記軸方向楔溝面１４，１５は、図２及び図３に示すように、ステータシャフト４とステータ内輪３ａの径方向に対向する外面４ｄ及び内面３ｄの両方にそれぞれ設けられている。この一対の軸方向楔溝面１４，１５は、ステータ３の支持強度等を考慮して周方向に３箇所以上の複数箇所配置される。また、一対の軸方向楔溝面１４，１５の傾斜角θ１，θ２は、内径位置から外径方向に向かうにしたがって対向面の隙間間隔が徐々に狭くなる楔形状となると共に、トルクコンバータ領域（トルク飛躍領域）で確実にロックする推力が得られるように設定される。なお、カム式のワンウェイクラッチの場合は、円周方向に楔形カム面が形成されるが、軸方向楔溝面１４，１５は、円周方向ではなく、軸方向に楔形カム面が形成される。

前記トルクカム６は、軸方向楔溝面１４，１５の対向面により形成される斜め円錐状空間に介装されたカムボールである。トルクカム６は、軸方向楔溝面１４，１５の対向面間に挟圧されるロック状態（図２）と、軸方向楔溝面１４，１５の対向面間に拘束されないフリー状態（図３）と、の切り替えを、ステータ外輪３ｃに対して軸方向に作用するスラスト力の発生方向により決定する。具体的には、ステータ外輪３ｃに対して軸方向に作用するタービンスラスト力Ftとステータスラスト力Fsの合計スラスト力（Fs＋Ft）とポンプインペラ１からの反力Fiとの大小関係に応じて決定する。
そして、タービンスラスト力をFt、ステータスラスト力をFs、ポンプインペラ１からの反力をFiというとき、これらのスラスト力の関係が、Fi＜(Ft＋Fs)になったとき、ステータ３をフリー状態からロック状態へ切り替える。また、タービンスラスト力Ftとステータスラスト力Fsと反力Fiの関係が、Fi＞(Ft＋Fs)になったとき、ステータ３をロック状態からフリー状態へ切り替える（図２、図３）。

前記皿バネ１６は、ステータ内輪３ａに軸方向のバネ力（反力Fi）を与える部材であり、図１に示すように、ポンプインペラ１のポンプ外殻延長ハブ１ｄと、ステータ内輪３ａの出力側端面との間に介装される。つまり、ポンプインペラ１からステータ内輪３ａに与える反力Fiを、皿バネ１６によるバネ力の大きさにて設定するようにしている。

前記ロックアップクラッチ５は、ステータ内輪３ａに軸方向の油圧力（反力Fi）を与える部材であり、図１に示すように、コンバータカバー８とタービンランナ２との間に介装される。つまり、ポンプインペラ１からステータ内輪３ａに与える反力Fiを、ロックアップクラッチ５のクラッチ締結力の大きさ（差圧の大きさ）にて設定するようにしている。

次に、作用を説明する。
実施例１のロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡにおける作用を、「トルクコンバータ作用」、「ステータのロック/フリー切り替え作用」、「他の特徴作用」に分けて説明する。

［トルクコンバータ作用］
ワンウェイクラッチを介してステータを静止部材に支持するトルクコンバータ（特開２００７−３３３２１２号公報の図２等）を比較例１とする。
この比較例１にあっては、ワンウェイクラッチのロック/フリーの切り替えが、ポンプインペラとタービンランナの作動状態、特に、ステータに流れ込む油の角度変化により決まってしまう。このため、ポンプインペラとタービンランナの差回転数が小さい速度比が１に近い領域において、伝達トルクを増大するトルク飛躍ができない。なお、速度比とは、速度比＝（タービンランナ回転数／ポンプインペラ回転数）の式により与えられる回転数比である。

一方、ステータを常時固定するトルクコンバータ（特開２００７−３３３２１２号公報の図８Ａ等）を比較例２とする。
この比較例２にあっては、ワンウェイクラッチを廃止しているため、伝達トルクを増大するトルク飛躍をしない状態のカップリング領域では、常時固定されているステータが油の流れにとって抵抗になってしまう。以下、これらの問題を解消する実施例１のトルクコンバータ作用を説明する。

車両停止時であって入力軸７から回転駆動力の入力が無いときは、タービンスラスト力Ft＝０、ステータスラスト力Fs＝０であり、ステータ内輪３ａに作用するスラスト力としては、ポンプインペラ１からの皿バネ１６による反力Fiのみとなる。このため、皿バネ１６による反力Fiを受けるステータ内輪３ａは、図１に示すように、第１ニードルベアリング１７に押付けられた状態となる。

車両停止からの発進時であって入力軸７から回転駆動力が入力されると、ポンプインペラ１が回転し、停止しているタービンランナ２に向かって作動油の循環流が生じ、タービンスラスト力Ftとステータスラスト力Fsが発生する。このため、ステータ内輪３ａには、タービンスラスト力Ftとステータスラスト力Fsの合力（Fs＋Ft）が、皿バネ１６による反力Fiとは反対方向に作用する。すなわち、発進時のように駆動力が欲しいときには、軸力（＝Fs＋Ft）が、ポンプインペラ１に向かう方向に発生する。

このとき、ステータ内輪３ａに作用するスラスト力の関係は、図２に示すように、Fi＜（Fs＋Ft）となるため、ステータ内輪３ａは、図１に示す位置から図１の左方向にスライド移動し、軸方向楔溝面１４，１５の対向面間にトルクカム６が挟圧されてロック状態になる。すなわち、軸方向楔溝面１４，１５とトルクカム６により、図２に示すように、トルクカム６の溝面接触位置で押し付け力Ｆを生む効果が生じ、ステータ３をステータシャフト４に固定するロック状態が確保される。

このロック状態では、ステータ３が静止固定となるため、入力軸７からの入力トルクを増大して出力軸１０に伝達するトルク増大作用が発揮される。そして、Fi＜（Fs＋Ft）という関係が維持されている領域は、図４に示すように、トルクコンバータ領域（トルク飛躍領域）になる。

次に、発進後に定速走行状態に移行することで、タービンランナ２の回転数がポンプインペラ１の回転数に近づくことで速度比が上昇し、速度比が0.9になると、ステータ内輪３ａに作用するスラスト力の関係は、Fi≒（Fs＋Ft）となる。その後、さらに速度比が上昇すると、ステータ内輪３ａに作用するスラスト力の関係は、図３に示すように、Fi＞（Fs＋Ft）となり、ステータ内輪３ａは、図１の左方向に移動した位置から右方向にストローク移動し、トルクカム６が軸方向楔溝面１４，１５の対向面による拘束から解かれてフリー状態になる。すなわち、図３に示すように、軸方向楔溝面１４，１５とトルクカム６とに僅かな隙間が形成されることで押し付け力が解除され、ステータ３がステータシャフト４に対して空転するフリー状態が確保される。

このフリー状態では、ステータ３が循環する流体に伴って連れ回るため、ステータ３が循環流の抵抗になることが抑えられる。また、入力軸７からの入力トルクに変動成分が含まれる場合、流体継手によるトルク変動吸収作用が発揮され、変動成分を除去したトルクを出力軸１０に伝達する。そして、Fi＞（Fs＋Ft）という関係が維持されている領域は、図４に示すように、カップリング領域（ステータ空転領域）になる。

このように、トルクコンバータのワンウェイクラッチ部分を、軸方向楔溝面１４，１５とトルクカム６を用いた構造にしている。このため、速度比が１に近い領域（例えば、速度比＝0.9までの領域）において、伝達トルクを増大するトルクコンバータ領域（トルク飛躍領域）を確保することができる。そして、トルクコンバータ領域以外に、ステータ３がフリー状態となるカップリング領域を有するため、このカップリング領域でステータ３が循環流の抵抗になることもない。

［ステータのロック/フリー切り替え作用］
実施例１では、ステータ内輪３ａに対して軸方向に作用するスラスト力の発生方向が一方向（ポンプインペラ方向）のとき、軸方向楔溝面１４，１５の対向面間にトルクカム６が挟圧され、ステータシャフト４とステータ内輪３ａを拘束するロック状態にする。一方、ステータ内輪３ａに対して軸方向に作用するスラスト力の発生方向が一方向とは反対方向（タービンランナ方向）のとき、ステータシャフト４とステータ内輪３ａがトルクカム６により拘束されないフリー状態にする構成とした。
すなわち、軸方向楔溝面１４，１５とトルクカム６を用いた構造とし、ワンウェイクラッチを廃止した構成としているため、ワンウェイクラッチを用いる場合に比べ、部品点数が削減され、軽量化及びコスト低減することができる。
そして、ステータ内輪３ａに対して軸方向に作用するスラスト力に着目し、ロック状態とフリー状態の切り替えを、ステータ内輪３ａに対して軸方向に作用するスラスト力の発生方向により決定するようにしている。このため、ステータ内輪３ａに作用するスラスト力の発生方向が一方向のときはロック状態（又はフリー状態）であるが、スラスト力の発生方向が一方向とは逆方向に変わるとフリー状態（又はロック状態）に切り替わるというように、ロック状態とフリー状態の切り替え機能が達成される。
この結果、軽量化及びコスト低減を図りながら、ロック状態とフリー状態の切り替え機能を達成することができる。

次に、ロック状態とフリー状態の切り替え制御機能について説明する。
ステータ内輪３ａに作用するスラスト力は、バネ力や油圧力等を用いて調整することが可能である。したがって、スラスト力の調整自由度を活用し、要求に応じてロック状態とフリー状態の切り替え条件を適切に決めることができるという切り替え制御機能を達成することができる。

まず、スラスト方向の合力（Fs＋Ft）は、図４の太線特性に示すように、速度比＝0.0のときに最も高く、速度比が高くなるにしたがって緩やかに低下してゆく。この合力特性は、トルクコンバータの設計寸法や形状等により一義的に決まる特性である。よって、ポンプインペラ１からの反力Fiを、図４に示すように、Fi＝Fi0にすると、速度比＝1.2になってもFi＜（Fs＋Ft）という関係が維持され、ステータ３をロックするトルクコンバータ領域を拡大することができる。また、皿バネ１６によるポンプインペラ１からの反力Fiを、図４に示すように、Fi＝Fi1とすると、速度比＝0.9になるまでFi＜（Fs＋Ft）という関係が維持され、速度比＝0.9を切り替え速度比として、トルクコンバータ領域とカップリング領域を規定することができる。

このように、ポンプインペラ１からの反力Fiは、皿バネ１６の大きさ、或いは、ロックアップクラッチ５の差圧の大きさ、或いは、皿バネ１６の大きさとロックアップクラッチ５の差圧の大きさを加えた大きさにより設定することができる。このため、例えば、図４のＢで示す範囲のように、ポンプインペラ１からの反力Fiを適切にコントロールすることで、トルクコンバータ領域とカップリング領域の境界になる切り替え速度比を制御することができる。

［他の特徴作用］
実施例１では、スラスト感応型回転制御装置をロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡに適用した。そして、トルクカム６によるステータ３のロック状態とフリー状態の切り替えを、ステータ内輪３ａに対してポンプインペラ１に向かう方向に作用するタービンスラスト力Ftとステータスラスト力Fsの合計スラスト力（Fs＋Ft）と、ポンプインペラ１からの反力Fiと、の大小関係に応じて決定する構成とした。
すなわち、ステータ３のロック状態とフリー状態の切り替え、言い換えると、トルクコンバータ領域とカップリング領域の切り替えが、合計スラスト力（Fs＋Ft）とポンプインペラ１からの反力Fiとの大小関係に応じて決定される。
したがって、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡにおいて、ステータ内輪３ａに対して軸方向に作用するスラスト力を用い、トルクコンバータ領域とカップリング領域を規定することができる。

実施例１では、タービンスラスト力Ftとステータスラスト力Fsとポンプインペラ１からの反力Fiの関係が、Fi＞(Ft＋Fs)になったとき、トルクカム６によりステータ３をロック状態からフリー状態へ切り替える構成とした。
すなわち、速度比が上昇し、ポンプインペラ１からの反力Fiを、ステータ内輪３ａに対して軸方向に作用するタービンスラスト力Ftとステータスラスト力Fsの合計スラスト力（Fs＋Ft）が上回ると、ステータ３がロック状態からフリー状態へ切り替えられる。
したがって、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡがトルクコンバータ領域からカップリング領域に移行するとき、ステータ内輪３ａに作用する軸方向力の関係がFi＞(Ft＋Fs)になると、ステータ３を確実にフリー状態にすることができる。

実施例１では、タービンスラスト力Ftとステータスラスト力Fsとポンプインペラ１からの反力Fiの関係が、Fi＜(Ft＋Fs)になったとき、トルクカム６によりステータ３をフリー状態からロック状態へ切り替える構成とした。
すなわち、速度比が低下し、ステータ内輪３ａに対して軸方向に作用するタービンスラスト力Ftとステータスラスト力Fsの合計スラスト力（Fs＋Ft）が、ポンプインペラ１からの反力Fiを上回ると、ステータ３がフリー状態からロック状態へ切り替えられる。
したがって、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡがカップリング領域からトルクコンバータ領域に移行するとき、ステータ内輪３ａに作用する軸方向力の関係がFi＜(Ft＋Fs)になると、ステータ３を確実にロック状態にすることができる。

実施例１では、ポンプインペラ１とステータ内輪３ａとの間に皿バネ１６を介装し、ポンプインペラ１からの反力Fiを、皿バネ１６によるバネ力の大きさにて設定する構成とした。
すなわち、ポンプインペラ１からの反力Fiが、調整代を持つ皿バネ１６によるバネ力の大きさにて設定される。
したがって、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡのトルクコンバータ領域とカップリング領域の境界になる切り替え速度比を、皿バネ１６によるバネ力設定により制御することができる。

実施例１では、ポンプインペラ１からの反力Fiを、ロックアップクラッチ５のクラッチ締結力の大きさにて設定する構成とした。
すなわち、ポンプインペラ１からの反力Fiが、差圧制御により変更可能なロックアップクラッチ５のクラッチ締結力の大きさにて設定される。
したがって、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡのトルクコンバータ領域とカップリング領域の境界になる切り替え速度比を、ロックアップクラッチ５のクラッチ締結力設定により制御することができる。さらに、走行状況や車両状況等に応じて目標差圧を変えることで、トルクコンバータ領域とカップリング領域の境界になる切り替え速度比の変更制御を行うこともできる。

次に、効果を説明する。
実施例１のロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 軸部材（ステータシャフト４）と、
軸部材（ステータシャフト４）の中心軸CLを回転中心軸とし、軸部材（ステータシャフト４）の対向位置に隙間を介して配置された回転部材（ステータ内輪３ａ）と、
軸部材（ステータシャフト４）と回転部材（ステータ内輪３ａ）の径方向に対向する面の少なくとも一方に設けられた軸方向楔溝面１４，１５と、
軸方向楔溝面１４，１５の対向面間に介装されたトルクカム６と、を備え、
トルクカム６は、軸方向楔溝面１４，１５の対向面間に挟圧されるロック状態と、軸方向楔溝面１４，１５の対向面間に拘束されないフリー状態と、の切り替えを、回転部材（ステータ内輪３ａ）に対して軸方向に作用するスラスト力の発生方向により決定する（図１）。
このため、軽量化及びコスト低減を図りながら、ロック状態とフリー状態の切り替え機能を達成することができる。

(2) スラスト感応型回転制御装置は、ポンプインペラ１、タービンランナ２、ステータ３を含んで構成されるトルクコンバータ（ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ）であり、
軸部材を、静止部材（コンバータケース１１）に固定されたステータシャフト４とし、
回転部材を、ステータシャフト４の中心軸CLを回転中心軸とするステータ３に有するステータ内輪３ａとし、
トルクカム６は、ステータ３のロック状態とフリー状態の切り替えを、ステータ内輪３ａに対してポンプインペラ１に向かう方向に作用するタービンスラスト力Ftとステータスラスト力Fsの合計スラスト力（Fs＋Ft）と、ポンプインペラ１からの反力Fiと、の大小関係に応じて決定する（図２、図３）。
このため、(1)の効果に加え、トルクコンバータ（ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ）において、ステータ内輪３ａに対して軸方向に作用するスラスト力を用い、トルクコンバータ領域とカップリング領域を規定することができる。

(3) タービンスラスト力をFt、ステータスラスト力をFs、ポンプインペラ１からの反力をFiというとき、スラスト力の関係がFi＞(Ft＋Fs)になったとき、トルクカム６によりステータ３をロック状態からフリー状態へ切り替える（図３）。
このため、(2)の効果に加え、トルクコンバータ（ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ）がトルクコンバータ領域からカップリング領域に移行するとき、ステータ内輪３ａに作用する軸方向力の関係がFi＞(Ft＋Fs)になると、ステータ３を確実にフリー状態にすることができる。

(4) タービンスラスト力Ftとステータスラスト力Fsと反力Fiの関係がFi＜(Ft＋Fs)になったとき、トルクカム６によりステータ３をフリー状態からロック状態へ切り替える（図２）。
このため、(3)の効果に加え、トルクコンバータ（ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ）がカップリング領域からトルクコンバータ領域に移行するとき、ステータ内輪３ａに作用する軸方向力の関係がFi＜(Ft＋Fs)になると、ステータ３を確実にロック状態にすることができる。

(5) ポンプインペラ１とステータ内輪３ａとの間にバネ（皿バネ１６）を介装し、
ポンプインペラ１からの反力Fiを、バネ（皿バネ１６）によるバネ力の大きさにて設定する（図１）。
このため、(2)〜(4)の効果に加え、トルクコンバータ（ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ）のトルクコンバータ領域とカップリング領域の境界になる切り替え速度比を、バネ（皿バネ１６）によるバネ力設定により制御することができる。

(6) トルクコンバータ（ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ）の入力軸７とポンプインペラ１をコンバータカバー８により連結すると共に、コンバータカバー８とタービンランナ２との間にロックアップクラッチ５を介装し、
ポンプインペラ１からの反力Fiを、ロックアップクラッチ５のクラッチ締結力の大きさにて設定する（図１）。
このため、(2)〜(5)の効果に加え、トルクコンバータ（ロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡ）のトルクコンバータ領域とカップリング領域の境界になる切り替え速度比を、ロックアップクラッチ５のクラッチ締結力設定により制御することができる。さらに、走行状況や車両状況等に応じて目標差圧を変えることで、トルクコンバータ領域とカップリング領域の境界になる切り替え速度比の変更制御を行うこともできる。

以上、本発明のスラスト感応型回転制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、軸方向楔溝面１４，１５を、ステータシャフト４とステータ内輪３ａの径方向に対向する面の両方に設ける例を示した。しかし、軸方向楔溝面としては、軸部材と回転部材の径方向に対向する面の一方のみに設けるような例であっても良い。

実施例１では、トルクカム６として、カムボールを用いる例を示した。しかし、トルクカムとしては、カムローラを用いる例としても良い。

実施例１では、本発明のスラスト感応型回転制御装置を、１ステータによるロックアップクラッチ付きトルクコンバータＡに適用する例を示した。しかし、本発明のスラスト感応型回転制御装置は、ロックアップクラッチを有さないトルクコンバータに適用しても良いし、複数のステータを持つトルクコンバータに適用しても良い。

実施例１では、本発明のスラスト感応型回転制御装置をトルクコンバータのステータ支持部に設けられるワンウェイクラッチに代えて適用する例を示した。しかし、本発明のスラスト感応型回転制御装置は、自動変速機内に係合要素として設けられるワンウェイクラッチに代えて適用することができる。この場合、例えば、軸部材を変速機軸（回転する軸部材）やトランスミッションケース（静止している中空軸部材）とし、回転部材を遊星歯車の「はすば歯車」とし、スラスト力を「はすば歯車」の噛み合い歯面で生じる力の軸方向分力により得る。さらに、本発明のスラスト感応型回転制御装置は、ワンウェイクラッチを用いる他の機械や装置に対しても適用できる。

Ａ ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ（スラスト感応型回転制御装置）
１ ポンプインペラ
２ タービンランナ
３ ステータ
３ａ ステータ内輪（回転部材）
４ ステータシャフト（軸部材）
５ ロックアップクラッチ
６ トルクカム
７ 入力軸
８ コンバータカバー
９ 出力ハブ
１０ 出力軸
１１ コンバータケース（静止部材）
１４，１５ 軸方向楔溝面
１６ 皿バネ（バネ）

Claims (6)

1. 軸部材と、
   前記軸部材の中心軸を回転中心軸とし、前記軸部材の対向位置に隙間を介して配置された回転部材と、
   前記軸部材と前記回転部材の径方向に対向する面の少なくとも一方に設けられた軸方向楔溝面と、
   前記軸方向楔溝面の対向面間に介装されたトルクカムと、を備え、
   前記トルクカムは、前記軸方向楔溝面の対向面間に挟圧されるロック状態と、前記軸方向楔溝面の対向面間に拘束されないフリー状態と、の切り替えを、前記回転部材に対して軸方向に作用するスラスト力の発生方向により決定する
   ことを特徴とするスラスト感応型回転制御装置。
2. 請求項１に記載されたスラスト感応型回転制御装置において、
   前記スラスト感応型回転制御装置は、ポンプインペラ、タービンランナ、ステータを含んで構成されるトルクコンバータであり、
   前記軸部材を、静止部材に固定されたステータシャフトとし、
   前記回転部材を、前記ステータシャフトの中心軸を回転中心軸とする前記ステータに有するステータ内輪とし、
   前記トルクカムによる前記ステータのロック状態とフリー状態の切り替えを、前記ステータ内輪に対して前記ポンプインペラに向かう方向に作用するタービンスラスト力とステータスラスト力の合計スラスト力と、前記ポンプインペラからの反力と、の大小関係に応じて決定する
   ことを特徴とするスラスト感応型回転制御装置。
3. 請求項２に記載されたスラスト感応型回転制御装置において、
   前記タービンスラスト力をFt、前記ステータスラスト力をFs、前記ポンプインペラからの反力をFiというとき、前記タービンスラスト力Ftと前記ステータスラスト力Fsと前記反力Fiの関係が、Fi＞(Ft＋Fs)になったとき、前記トルクカムにより前記ステータをロック状態からフリー状態へ切り替える
   ことを特徴とするスラスト感応型回転制御装置。
4. 請求項３に記載されたスラスト感応型回転制御装置において、
   前記タービンスラスト力Ftと前記ステータスラスト力Fsと前記反力Fiの関係が、Fi＜(Ft＋Fs)になったとき、前記トルクカムにより前記ステータをフリー状態からロック状態へ切り替える
   ことを特徴とするスラスト感応型回転制御装置。
5. 請求項２から４までの何れか一項に記載されたスラスト感応型回転制御装置において、
   前記ポンプインペラと前記ステータ内輪との間にバネを介装し、
   前記ポンプインペラからの反力を、前記バネによるバネ力の大きさにて設定する
   ことを特徴とするスラスト感応型回転制御装置。
6. 請求項２から５までの何れか一項に記載されたスラスト感応型回転制御装置において、
   前記トルクコンバータの入力軸と前記ポンプインペラをコンバータカバーにより連結すると共に、前記コンバータカバーと前記タービンランナとの間にロックアップクラッチを介装し、
   前記ポンプインペラからの反力を、前記ロックアップクラッチのクラッチ締結力の大きさにて設定する
   ことを特徴とするスラスト感応型回転制御装置。