JP4629422B2 - ロックアップクラッチ機構 - Google Patents

Description

本発明は、車両用自動変速機のトルクコンバータに使用されるロックアップクラッチ機構に関し、より詳細には、ロックアップクラッチ機構の摩擦摺動面の改良に関する。

自動変速機に使用されているトルクコンバータは、スムースな発進、加速、減速ができる反面、流体を介して動力を伝達するので、伝達効率が悪いという側面がある。そのため、車両が所定速度以上になると、エネルギーロスを減少させ、燃費を向上させるため、ロックアップクラッチを備えたロックアップクラッチ機構を作動させることによりエンジンと駆動輪とを直結した状態とすることが行われている。

また最近ではより一層の燃費向上のため、低速時においてもロックアップクラッチ機構を作動している。この場合、低速時のエンジン振動及び、変速ショックを低減するために、所定回転数でのスリップ量を維持させて、ロックアップ制御を行う、いわゆるスリップロックアップ制御を行っている。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開２００４−０１１７１０号（第１図等）

一般に、ロックアップクラッチには、ジャダーといわれる自励振動が生じることがあり、車の乗り心地がはなはだ悪くなる。ジャダーは、特に摩擦面でのスリップ時における円周方向の面圧分布の不均衡の影響が大きい。面圧分布の不均衡は、摩擦面の精度に大きく影響され、ロックアップクラッチのピストンの僅かなうねりやフロントカバーに設けられているドライブプレートの取付ボルトなどの歪により、摩擦面の円周方向のバラツキが生じる。

このようなジャダーの発生を抑えるため、例えば、特許文献１では、摩擦材の圧縮により、ロックアップピストンに固定する摩擦材の半径方向内径側と外径側で密度を異なるようにする、また摩擦材にテーパー形状を設けるなどの対策により、摩擦面のμ−Ｖ特性の低下を抑えることを提案している。

しかしながら、前述のようにジャダーの発生は、摩擦面でのスリップ時における円周方向の面圧分布の不均衡に起因するところが大きく、特許文献１の対策では、必ずしも満足のいくジャダー対策とはならなかった。

従って、本発明の目的は、簡単な構成で、ロックアップクラッチのピストン押圧力の変化にかかわらず、より摩擦面の円周方向の面圧を均一にすることができ、それによりジャダーを防止するロックアップクラッチ機構を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明のロックアップクラッチ機構は、
トルクコンバータ用のロックアップクラッチ機構であって、前記ロックアップクラッチ機構は、摩擦面を有する摩擦材を固定したロックアップクラッチと、前記摩擦面が軸方向に押圧され係合可能な係合面を有するフロントカバーとからなり、前記摩擦材の摩擦面は軸方向に突出した突出領域を有する形状であることを特徴としている。

上記目的を達成するため、本発明のロックアップクラッチ機構の製造方法は、
トルクコンバータ用のロックアップクラッチ機構であって、前記ロックアップクラッチ機構は、摩擦面を有する摩擦材を固定したロックアップクラッチと、前記摩擦面が軸方向に押圧され係合可能な係合面を有するフロントカバーとからなるロックアップクラッチ機構を製造する方法であって、前記摩擦材の摩擦面は、軸方向に突出した突出領域を備えた曲面形状を有し、前記曲面形状は、前記摩擦材を前記ロックアップクラッチに固定する際、成形加工により形成することを特徴としている。

上記目的を達成するため、本発明のロックアップクラッチ機構の製造方法は更に、
トルクコンバータ用のロックアップクラッチ機構であって、前記ロックアップクラッチ機構は、摩擦面を有する摩擦材を固定したロックアップクラッチと、前記摩擦面が軸方向に押圧され係合可能な係合面を有するフロントカバーとからなるロックアップクラッチ機構を製造する方法であって、前記摩擦材はほぼ均一の軸方向厚さを有し、の摩擦面は、軸方向に突出した突出領域を備えた曲面形状を有し、前記ロックアップクラッチの前記摩擦材が固定される位置に軸方向に突出する突出領域を設け、前記摩擦面に、曲面形状を形成することを特徴としている。

摩擦面に軸方向に突出する突出領域を設けたことより、ロックアップスリップ時のロックアップクラッチのピストンが比較的低い押圧力で押圧している場合でも、突出領域の頂点部分での接触面圧は高く摩擦材の可撓性により円周方向でほぼ均一に接触可能となるための円周方向の摩擦面圧力の均一性が改善される。

また、ピストンの押圧力の変化に対しても、円周方向の摩擦面圧の均一性がより安定的に保たれることによりジャダーを低減できる。

以下、本発明の各実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。図面中、同一部分は同一符号にて示してある。また、以下説明する実施例は本発明を例示として示すものであり、いかなる意味でも限定するものでないことは言うまでもない。

図１は、本発明の各実施例が適用できるロックアップクラッチ機構付きトルクコンバータ３０の軸方向部分断面図であり、ロックアップクラッチの解放状態で示している。トルクコンバータ３０は、トルクコンバータ３０のハウジングの一部を形成するフロントカバー２と、フロントカバー２に固定されたドーナッツ状の羽根車であるインペラ９と、インペラ９の羽根と互いに対向する羽根を有するドーナッツ状の羽根車であるタービン１０と、インペラ９とタービン１０との間に回転可能に設けられたステータ５とから成っている。インペラ９、タービン１０、ステータ５とでトルクコンバータ本体を構成している。

インペラ９は、図示しない車両エンジンのクランクシャフトに接続されており、フロントカバー２と共にエンジンの回転に伴って回転する。また、タービン１０は、出力軸１１に直結されており、不図示の変速機構を介して不図示の車輪に連結されている。ステータ５は、インペラ９とタービン１０の内周中央に挟まれた形で、トルクコンバータ３０内に充填されている流体の流れを変える機能を有している。

フロントカバー２の内面とタービン１０の外面との間には、フロントカバー２の内面に対向した面に摩擦材１２を接着剤により貼着固定した、ロックアップクラッチ機構を構成し、ピストン動作をする円環状のプレートであるロックアップクラッチ、すなわちロックアップピストン１が設けられ、出力軸１１と一体に回転する。摩擦材１２の摩擦面１３はフロントカバー２の内面に対向している。尚、説明の便宜上「ロックアップピストン」は以下単に「ピストン」と称する。

タービン１０の外面とピストン１との間には、ピストン１が締結した時の衝撃を緩和するため、コイルバネ６および７から成るダンパ機構が設けられている。また、トルクコンバータ３０の中央には中央空間８が画成されている。

次に、ピストン１の動作を説明する。車両の車速が所定速以上になると、不図示のコントロール機構によりフィードバック制御され、インペラ９とタービン１０とで画成されるトルクコンバータ３０内の流体の流れが自動的に変化する。その変化により、ピストン１はフロントカバー２の内面に押しつけられることになり、ピストン１の摩擦材１２がフロントカバー２の内面と締結され、ピストン１は直結状態となり、エンジンの駆動力が直接、出力軸１１に伝達される。従って、駆動側と出力側とが流体を介さずに機械的にロックアップ（直結）されるので、流体ロスを防ぎ燃費を向上することができる。

尚、トルクコンバータ３０は、不図示の油圧制御機構に連結されており、この油圧制御機構はロックアップピストン、すなわちピストン１のスリップ状態を維持するためピストン１を挟む２つのオイル経路、すなわち外周側と内周側との間の圧力差（ピストン１の前後の圧力差）をほぼ一定に保ちながら、オイルの流量を変更、すなわち増減している。

（第１実施例）
図２は、本発明の第１実施例を示す、ピストン及び摩擦材の拡大部分断面図である。摩擦材１２は、摩擦面１３の軸方向に突出する突出領域１４を有する。本実施例では、突出領域１４は摩擦面１３の半径方向の内端１３ａと外端１３ｂとの間に曲面として形成されており、半径方向のほぼ中央に位置する頂部１５で摩擦材１２の軸方向厚さが最大となる。

突出領域１４は、ほぼ環状の摩擦材１２の周方向全周にわたって設けられている。摩擦面１３の曲面形状は、摩擦材１２をピストン１に固定する際、成形加工により形成する。すなわち、曲面形状を形成するための別工程は必要としない。

本実施例にかかるロックアップクラッチ機構を製造するには、先ず、ピストン１を用意し、次にピストン１に摩擦材１２を固定する。固定とほぼ同時に摩擦材１２を成形加工し、曲面からなる摩擦面１３を形成する。

（第２実施例）
図３は、本発明の第２実施例を示す、ピストン及び摩擦材の拡大部分断面図である。摩擦材１２は、摩擦面１３の軸方向に突出する突出領域１６を有する。本実施例においても、突出領域１４は摩擦面１３の半径方向の内端１３ａと外端１３ｂとの間に曲面として形成されている。突出領域１６の頂部１７で摩擦材１２の軸方向厚さが最大となる。本実施例では、頂部１７は、摩擦材１２の外端１３ｂ寄りに位置しており、頂部１７から内端１３ａまでの間は緩やかな傾斜を有する曲面として形成されている。

第１実施例と同様に、突出領域１６は、ほぼ環状の摩擦材１２の周方向全周にわたって設けられている。また、摩擦面１３の曲面形状は、摩擦材１２をピストン１に固定する際、成形加工により形成する。すなわち、曲面形状を形成するための別工程は必要としない。

本実施例にかかるロックアップクラッチ機構を製造するには、第１実施例と同様に、先ず、ピストン１を用意し、次にピストン１に摩擦材１２を固定する。固定とほぼ同時に摩擦材１２を成形加工し、曲面からなる摩擦面１３を形成する。

（第３実施例）
図４は、本発明の第３実施例を示す、ピストン及び摩擦材の拡大部分断面図である。摩擦材１２は、摩擦面１３の軸方向に突出する突出領域１８を有する。本実施例では、突出領域１８は摩擦面１３の半径方向の内端１３ａと外端１３ｂとの間に曲面として形成されており、半径方向のほぼ中央に位置する頂部１９において軸方向の突出量が最大となる。

第１及び第２実施例と同様に、突出領域１８は、ほぼ環状の摩擦材１２の周方向全周にわたって設けられている。しかしながら、第３実施例は、第１及び第２実施例と異なり、図４から明らかなように、摩擦材１２は湾曲しているがほぼ均一の厚さを有する。

本実施例では、摩擦材１２を固定するピストン１の表面の一部が、曲面形状に***した環状の***部２０を有し、その***部２０にほぼ均一の厚さを有する摩擦材１２を固定するため、固定後の摩擦材１２には、***部２０の曲面形状に合わせた曲面形状を有する突出領域１８が形成される。また、摩擦材１２の摩擦面１３の曲面形状は、摩擦材１２をピストン１に固定すると同時に形成されるので、曲面形状を形成するための別工程は必要としない。

本実施例にかかるロックアップクラッチ機構を製造するには、先ず、***部２０を備えたピストン１を用意し、次にピストン１に摩擦材１２を固定する。摩擦材１２を固定すると、ほぼ自動的に曲面からなる摩擦面１３が形成される。図４では、ピストン１に***部２０を付け加えているが、ピストン１そのものをプレス加工することにより、***部２０を設けることもできる。

以上説明した各実施例において摩擦材１２は、ほぼ環状の形状を有するが、必ずしも環状ではなく、分離したセグメント状の複数の摩擦材を環状に配置することもできる。また、摩擦材１２の摩擦面１３は、曲面として形成するが、部分的に直線状であってもよい。また、摩擦材１２は、半径方向の厚さが異なるものであってもよい。

本発明の各実施例が適用できるロックアップクラッチ機構付きトルクコンバータの軸方向部分断面図である。 本発明の第１実施例を示す、ロックアップピストン及び摩擦材の拡大部分断面図である。 本発明の第２実施例を示す、ロックアップピストン及び摩擦材の拡大部分断面図である。 本発明の第３実施例を示す、ロックアップピストン及び摩擦材の拡大部分断面図である。

符号の説明

１ ロックアップピストン
２ フロントカバー
１２ 摩擦材
１３ 摩擦面
１４、１６、１８ 突出領域
２０ ***部
３０ ロックアップクラッチ機構

Claims (9)

1. トルクコンバータ用のロックアップクラッチ機構であって、前記ロックアップクラッチ機構は、摩擦面を有する摩擦材を固定したロックアップクラッチと、前記摩擦面が軸方向に押圧され係合可能な係合面を有するフロントカバーとを備え、前記摩擦材の摩擦面は軸方向に突出した突出領域を備えた曲面形状を有し、前記突出領域は半径方向の中央に軸方向に最も突出した頂点を有することを特徴とするロックアップクラッチ機構。
2. 前記摩擦材と前記フロントカバーとは円周方向で均一に接触可能であ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。
3. 前記突出領域は、前記摩擦材の半径方向のほぼ中央に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のロックアップクラッチ機構。
4. 前記摩擦材の摩擦面は、曲面形状を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロックアップクラッチ機構。
5. 摩擦面を有する摩擦材を固定したロックアップクラッチと、前記摩擦面が軸方向に押圧され係合可能な係合面を有するフロントカバーとからなる、トルクコンバータ用のロックアップクラッチ機構を製造する方法であって、前記摩擦材の摩擦面は、軸方向に突出した突出領域を備えた曲面形状を有し、前記突出領域は、半径方向の中央に軸方向に最も突出した頂点を有し、前記曲面形状は、前記摩擦材を前記ロックアップクラッチに固定する際、成形加工により形成することを特徴とするロックアップクラッチ機構の製造方法。
6. 摩擦面を有する摩擦材を固定したロックアップクラッチと、前記摩擦面が軸方向に押圧され係合可能な係合面を有するフロントカバーとからなる、トルクコンバータ用のロックアップクラッチ機構を製造する方法であって、前記摩擦材はほぼ均一の厚さを有すると共に、軸方向に突出した突出領域を備えた曲面形状を有し、前記突出領域は、半径方向の中央に、軸方向に最も突出した頂点を有し、前記ロックアップクラッチの前記摩擦材が固定される位置に軸方向に突出する***部を設け、前記摩擦材は前記***部に固定され、それにより前記摩擦面に曲面形状を形成することを特徴とするロックアップクラッチ機構の製造方法。
7. 前記摩擦材と前記フロントカバーとは円周方向で均一に接触可能であることを特徴とする請求項５または６に記載のロックアップクラッチ機構の製造方法。
8. 前記突出領域は、前記摩擦材の半径方向のほぼ中央に設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載のロックアップクラッチ機構の製造方法。
9. 前記***部は、前記ロックアップクラッチをプレス加工することにより形成されることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載のロックアップクラッチ機構の製造方法。

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