JP4811215B2 - 流体伝動装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の自動変速機等に用いられる、ロックアップクラッチを備えた流体伝動装置に関するものである。

自動車の自動変速機においては、エンジンの出力を自動変速機に伝達するに際し、その伝動装置の一種として流体伝動装置（トルクコンバータ）が用いられている。しかし、流体伝動装置では流体を介して動力伝達を行なうため、動力を１００％伝達できない。そこで、ロックアップクラッチを設けて入力軸と出力軸とを機械的に接続可能とする技術が知られている（特許文献１）。

特許文献１に記載のような加圧式のロックアップクラッチでは、入力軸に連結されるクラッチドラムの内周面にスプラインを形成し、このスプラインに係合するドライブプレート及びリテイニングプレートが設けられる。そして、ロックアップピストンの押圧力によりドライブプレートを押圧して、出力軸に連結される摩擦プレートをドライブプレートとリテイニングプレートとを挟持することで、入力軸と出力軸とを機械的に接続する。

特開２００５−２２０９７２号公報

ここで、クラッチドラム内周面のスプラインの歯とこれに係合するドライブプレート及びリテイニングプレートのスプラインの歯との間にはバッククラッシュが存在し、また、エンジンの出力トルクは変動する。このため、非ロックアップ時に互いのスプラインの歯側面が離間した状態から衝突し、歯打ち音を生じるという問題がある。

従って、本発明の目的は、ロックアップクラッチの歯打ち音を低減する流体伝動装置を提供することにある。

本発明によれば、エンジンからの回転力が入力される入力軸に連結され、内方に作動油が充填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インペラシェルと、前記インペラシェルに設けられたポンプインペラと、前記インペラシェルと対向するように配置され、前記ポンプインペラの回転により作動油を介して回転駆動されるタービンランナと、前記タービンランナの外殻を形成すると共に、前記入力軸と同軸上に設けられた出力軸に連結されたタービンシェルと、上記フロントカバーの内方空間に設けられたロックアップクラッチと、を備え、前記ロックアップクラッチが、前記フロントカバーに連結され、前記入力軸と同軸回りに形成されたクラッチ外筒部と、前記クラッチ外筒部の内周面に、前記クラッチ外筒部の軸方向に沿って形成された第１スプラインと、前記出力軸に連結され、前記入力軸と同軸回りに形成されたクラッチ内筒部と、前記クラッチ内筒部の外周面に、前記クラッチ内筒部の軸方向に沿って形成された第２スプラインと、前記第１スプラインに係合するスプラインが外周縁に形成され、前記第１スプラインに沿って移動可能に設けられた円板状の第１プレートと、前記第１スプラインに係合するスプラインが外周縁に形成され、前記第１スプラインに沿う移動が規制された円板状のリテイニングプレートと、前記第１プレートと前記リテイニングプレートとの間に介在する外周縁と、前記第２スプラインに係合するスプラインが形成された内周縁と、を有し、前記第２スプラインに沿って移動可能に設けられた円板状の第２プレートと、前記フロントカバー内方に形成されたクラッチ油圧室への作動油の導入により移動して前記第１プレートを前記リテイニングプレート側へ押圧し、前記第１プレートと前記リテイニングプレートとにより前記第２プレートを狭持させるピストンと、を備えた流体伝動装置において、前記第１プレートと前記リテイニングプレートとの間に、これらを互いに周方向逆方向に付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする流体伝動装置が提供される。

本発明の流体伝動装置では、前記付勢部材の付勢により、前記第１プレートと前記リテイニングプレートの前記スプラインの歯側面を前記第１スプラインの歯側面に常時当接させておくことができ、非ロックアップ時に、前記第１プレートと前記リテイニングプレートの前記スプラインと前記第１スプラインとから歯打ち音が発生することを低減することができる。

本発明においては、前記付勢部材は、前記第１プレートの前記スプラインの歯底部と、前記第１スプラインの歯先部と、の間に配設された一方端部と、前記リテイニングプレートの前記スプラインの歯底部と、前記第１スプラインの歯先部と、の間に配設された他方端部と、前記第１スプラインと前記第２プレートの前記外周縁との間に配設され、前記一方端部と前記他方端部とを接続する中間部と、を備えた弾性片である構成を採用できる。

この構成によれば、より簡易な構成で、かつ、前記ロックアップクラッチの動作に影響を与えることなく、前記付勢部材を構成できる。

また、本発明においては、前記第１プレートが、前記一方端部と係合し、前記第１プレートの径方向に前記一方端部が脱落することを防止する第１係合部を備え、前記リテイニングプレートが、前記他方端部と係合し、前記リテイニングプレートの径方向に前記他方端部が脱落することを防止する第２係合部を備えた構成を採用できる。

この構成によれば、前記付勢部材である前記弾性片が前記第１プレート及び前記リテイニングプレートから脱落することを比較的簡易な構成でより確実に防止することができる。

また、本発明においては、前記第１及び第２プレート並びに前記リテイニングプレートに、それぞれ、前記付勢部材を組付ける際に、これらの回転位相合わせを行なうためのピンが挿入される孔を設けた構成を採用できる。

この構成によれば、前記第１及び第２プレート、前記リテイニングプレート並びに前記付勢部材の組付け性を向上することができる。

また、本発明においては、前記付勢部材を、前記第１プレート及び前記リテイニングプレートの周方向の複数箇所に等間隔で複数配設した構成を採用できる。

この構成によれば、前記付勢部材を設けたことによる、前記入力軸及び前記出力軸の回転バランスへの影響を最小とすることができる。

以上述べた通り、本発明によれば、ロックアップクラッチの歯打ち音を低減する流体伝動装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るロックアップクラッチ付き流体伝動装置Ａ（トルクコンバータ）の全体的な構成を示す概略図であり、入力軸１の軸線Ｌを境界として流体伝動装置Ａの上半分の断面図を示している。

流体伝動装置Ａは、エンジンのクランクシャフト（図示せず）に連結されてエンジンからの回転力が入力される入力軸１に連結されたフロントカバー２と、フロントカバー２に連結されたインペラシェル３と、インペラシェル３の内方に設けられたポンプインペラ４と、インペラシェル３及びポンプインペラ４と対向して配置されたタービン１０と、を備える。

タービン１０は、インペラシェル３と対向するように配置されたタービンランナ１１と、タービンランナ１１の外殻を形成すると共に、入力軸１と同軸上に設けられた出力軸（タービンシャフト）５に連結されたタービンシェル１２と、を備える。タービンシェル１２は、出力軸５に固定された固定スリーブ６を介して出力軸５に連結されている。インペラシェル３とポンプインペラ４とから構成されるポンプとタービン１０との間にはステータ７が配設されている。

フロントカバー２及びインペラシェル３で形成される内方空間には作動油（不図示）が充填されている。ポンプインペラ４は入力軸１と一体的に回転し、ポンプインペラ４の回転により作動油を介してタービンランナ１１が回転駆動され、タービン１０及び出力軸５が回転する。出力軸５の回転力は不図示の変速歯車機構に入力されることになる。

フロントカバー２の内方空間にはロックアップクラッチ２０が設けられている。ロックアップクラッチ２０は、入力軸１と出力軸５とを機械的に且つ選択的に連結する。即ち、機械的に締結状態、締結解除状態或いは半クラッチ状態にされる。完全に締結されたときには、エンジンの回転を、ロックアップクラッチ２０を介して出力軸５に直接に伝達することが出来る。

ロックアップクラッチ２０はフロントカバー２に固定されたクラッチドラム２１を有する。クラッチドラム２１は入力軸１と同軸回りに形成されたクラッチ外筒部２１ａを有し、クラッチ外筒部２１ａの内周面にはその軸方向（軸線Ｌ方向）に沿ってスプライン２１ｂが形成されている。

ロックアップクラッチ２０はクラッチハブ２２を有する。クラッチハブ２２は入力軸１と同軸回りに形成されたクラッチ内筒部２２ａを有し、クラッチ内筒部２２ａの外周面にはその軸方向（軸線Ｌ方向）に沿ってスプライン２２ｂが形成されている。クラッチハブ２２はロックアップ時のエンジントルクの変動を吸収するダンパ部２３及び固定スリーブ６を介して出力軸５に連結されている。

ロックアップクラッチ２０はスプライン２１ｂに係合するスプライン２４ａが外周縁に形成され、スプライン２１ｂに沿って軸線Ｌ方向に移動可能に設けられた円板状のドライブプレート（第１プレート）２４と、スプライン２１ｂに係合するスプライン２５ａが外周縁に形成され、スプライン２１ｂに沿う移動が規制された円板状のリテイニングプレート２５と、を備える。スプライン２１ｂの端部にはスプリングリテーナ２６が固定されており、これによりリテイニングプレート２５のタービン１０側への移動が規制される。なお、スプライン２４ａとスプライン２５ａの歯形は同形である。

ドライブプレート２４とリテイニングプレート２５との間には、円板状のドリブンプレート（第２プレート）２６が配設されている。ドリブンプレート２６はドライブプレート２４とリテイニングプレート２５との間に介在する外周縁２６ａと、スプライン２２ｂに係合するスプライン２６ｂが形成された内周縁と、を有し、スプライン２２ｂに沿って軸線Ｌ方向に移動可能に設けられている。なお、外周縁２６の表裏には摩擦材２６ｃが配設されている。

ロックアップクラッチ２０は、ロックアップピストン２７を有する。ロックアップピストン２７は、フロントカバー２に固定されたピストンハウジング２８のボス部２８ａと、ピストンハウジング２８の上端部２８ｂとで案内されて、軸線Ｌ方向に移動可能となっている。

フロントカバー２の内方空間において、ロックアップピストン２７とピストンハウジング２８との間には、クラッチ油圧室２９が形成されている。ロックアップピストン２７は、クラッチ油圧室２９の作動油の油圧の変化によって軸線Ｌ方向に移動するようになっている。

ロックアップピストン２７は、主に、クラッチ油圧室２９の作動油から油圧を受ける受圧部２７ａと、ドライブプレート２４を押圧する押圧部２９ｂとを有する。しかして、ロックアップ時には、クラッチ油圧室２９への作動油の導入により、クラッチ油圧室２９内が加圧されて、ロックアップピストン２７が軸線Ｌ方向タービン１０側に移動してドライブプレート２４をリテイニングプレート２５側へ押圧する。この結果、ドライブプレート２４とリテイニングプレート２５とによりドリブンプレート２６が挟持され、入力軸１と出力軸５とが機械的に連結される。また、クラッチ油圧室２９の作動油を減圧することで、ロックアップピストン２７が軸線Ｌ方向入力軸１側に移動して、ドライブプレート２４とドリブンプレート２６とが小さな圧力で接触する半クラッチ状態、或いは、ドライブプレート２４とドリブンプレート２６とが完全に離れる締結解除状態とすることが出来る。

次に、図２乃至図４（ａ）及び（ｂ）を参照して流体伝動装置Ａはドライブプレート２４とリテイニングプレート２５との間に、これらを互いに周方向逆方向に付勢する付勢部材３０を備える。図２は付勢部材３０の装着態様を示すドライブプレート２４、ドリブンプレート２６、リテイニングプレート２５の斜視図であり、図３はその分解斜視図である。また、図４（ａ）は付勢部材３０の装着態様をリテイニングプレート２５側から見た要部正面図（破断図）、図４（ｂ）は図４（ａ）の構成の要部平面図である。

本実施形態の場合、付勢部材３０は、ドライブプレート２４のスプライン２４ａの歯底部２４ａ’と、クラッチドラム２１のスプライン２１ｂの歯先部２１ｂ’と、の間に配設された端部３１と、リテイニングプレート２５のスプライン２５ａの歯底部２５ａ’と、クラッチドラム２１のスプライン２１ｂの歯先部２１ｂ’と、の間に配設された端部３２と、クラッチドラム２１のスプライン２１ｂとドリブンプレート２６の外周縁２６ａとの間に配設され、端部３１と端部３２とを接続する中間部３３と、を備えた弾性片であり、例えば、バネ鋼の金属片である。

中間部３３の軸方向（図４（ｂ）参照。）の幅はドリブンプレート２６の厚さよりも小さくされている。これはロックアップ時にドライブプレート２４とリテイニングプレート２５とが中間部３３を噛むことを防止するためである。付勢部材３０の周方向（図４（ａ）及び（ｂ）参照。）の長さは、スプライン２４ａ（スプライン２５ａ）の歯底部２４ａ’（２５ａ’）の周方向の幅よりも大きくされている。

なお、本実施形態では、端部３１と端部３２とを、スプライン２４ａ及び２５ａの互いに同位相となる歯底部２４ａ’、２５ａ’に配設しているが、異なる位相の歯底部に配設してもよい。この場合、付勢部材３０の周方向の長さを配設箇所間の距離に応じて適宜変更することになる。例えば、端部３１を設けた歯底部２４ａ’の隣の歯底部に対応する歯底部２５ａ’に端部３２を配設する構成の場合、（歯底部２４ａ’（２５ａ’）の周方向の幅）×２＋（隣接する歯底部２４ａ’（２５ａ’）間の距離）から算出される幅よりも付勢部材３０の周方向の長さは長くすることになる。

ドライブプレート２４は、付勢部材３０の端部３１と係合し、ドライブプレート２４の径方向に端部３１が脱落することを防止する係合部２４１を備える。図４（ｃ）は係合部２４１の斜視図であり、スプライン２４ａの歯側面下部に形成された切り欠きである。なお、端部３１は軸方向（図４（ｂ）参照。）については係合部２４１に沿って摺動可能である。リテイニングプレート２５も、付勢部材３０の端部３２と係合し、リテイニングプレート２５の径方向に端部３２が脱落することを防止する係合部２５１を備え、その構成は図４に示した係合部２４１と同様である。

このような係合部２４１、２５１を設けておくことで、付勢部材３０がドライブプレート２４及びリテイニングプレート２５から脱落することを比較的簡易な構成でより確実に防止することができ、流体伝動装置Ａの信頼性を向上することができる。

しかして、係る構成からなる付勢部材３０は、図４（ａ）に示すように、ドライブプレート２４については周方向の矢印Ｄ１方向に、リテイニングプレート２５については矢印Ｄ１方向とは逆の周方向の矢印Ｄ２方向に、これらをそれぞれ付勢する。

このような付勢部材３０の付勢により、ドライブプレート２４とリテイニングプレート２５のスプライン２４ａ、２５ａの歯側面をクラッチドラム２１のスプライン２１ｂの歯側面に常時当接（図４（ａ）のＰ１、Ｐ２参照。）させておくことができ、非ロックアップ時に、ドライブプレート２４とリテイニングプレート２５のスプライン２４ａ、２５ａとクラッチドラム２１のスプライン２１ｂとから歯打ち音が発生することを低減することができる。

付勢部材（３０）としては、上記構成の弾性片以外にも様々な構成のものを採用することができる。しかし、上記構成の付勢部材３０は、より簡易な構成で、ドライブプレート２４とリテイニングプレート２５とを互いに周方向逆方向に付勢して歯打ち音の発生を低減できる。また、ドライブプレート２４とリテイニングプレート２５とは、いずれもクラッチドラム２１のスプライン２１ｂに係合する構成であり、ドライブプレート２４は可動であることに加えて、ドライブプレート２４とリテイニングプレート２５との間にはドリブンプレート２６が存在する構成である。

本実施形態の付勢部材３０はその端部３１、３２がスプライン２４ａの歯底部２４ａ’、スプライン２５ａの歯底部２５ａ’と、クラッチドラム２１のスプライン２１ｂの歯先部２１ｂ’との間にそれぞれ配されることにより、ドライブプレート２４及びリテイニングプレート２５とクラッチドラム２１とのスプライン係合を妨げることなく、また、ドライブプレート２４の移動を妨げることもない。更に、中間部３３がクラッチドラム２１のスプライン２１ｂとドリブンプレート２６の外周縁２６ａとの間に配されることにより、ドライブプレート２４とリテイニングプレート２５とによるドリブンプレート２６の挟持を妨げることなく端部３１、３２間を連結することができる。このように本実施形態の付勢部材３０はロックアップクラッチ２０の動作に影響を与えることなく、上記作用を発揮する。

ところで、ドライブプレート２４及びリテイニングプレート２５をクラッチドラム２１に組付ける際には、スプライン２４ａ、２５ａをスプライン２１ｂに係合させ、また、ドリブンプレート２６をクラッチハブ２２に組付ける際には、スプライン２６ｂをスプライン２２ｂに係合させることが必要となる。

これらの係合作業と共に付勢部材３０の組付けを行なうためには、ドライブプレート２４、リテイニングプレート２５、ドリブンプレート２６の回転位相合わせを行なっておき、同時に組付けることが便利である。

本実施形態では、図３に示すようにドライブプレート２４、リテイニングプレート２５、ドリブンプレート２６に、それぞれ、付勢部材３０を組付ける際に、これらの回転位相合わせを行なうためのピン１００が挿入される孔１２４、１２５、１２６が形成されている。各孔１２４、１２５、１２６はドライブプレート２４、リテイニングプレート２５、ドリブンプレート２６のスプライン２４ａ、２５ａ、２６ｂの位相が合うように位置決めされて形成されている。

しかして、付勢部材３０の組付け時には、まず、ピン１００を各孔１２４、１２５、１２６に挿入する。続いて、付勢部材３０をドライブプレート２４、リテイニングプレート２５に組付け、ドライブプレート２４、リテイニングプレート２５、ドリブンプレート２６をまとめてクラッチドラム２１、クラッチハブ２２に組付ける。その後、ピン１００は抜き取られる。このように構成することで、ドライブプレート２４、リテイニングプレート２５、ドリブンプレート２６並びに付勢部材３０の組付け性を向上することができる。

次に、上記実施形態では付勢部材３０を一つのみ設けたが複数設けることもできる。複数設けることにより、全周に渡ってより確実に、ドライブプレート２４とリテイニングプレート２５のスプライン２４ａ、２５ａの歯側面をクラッチドラム２１のスプライン２１ｂの歯側面に常時当接させておくことができ、歯打ち音が発生することを低減することができる。

付勢部材３０を複数設ける場合、ドライブプレート２４及びリテイニングプレート２５の周方向の複数箇所に等間隔で配設することが望ましい。図５は付勢部材３０を３つ設けた場合の例を示しており、１２０度間隔で等間隔（孤長ｄ）にて配設した例を示している。このように等間隔で複数の付勢部材３０を配設することにより、付勢部材３０を設けたことによる、入力軸１及び出力軸５の回転バランスへの影響を最小とすることができる。

本発明の一実施形態に係るロックアップクラッチ付き流体伝動装置Ａ（トルクコンバータ）の全体的な構成を示す概略図である。 付勢部材３０の装着態様を示す、ドライブプレート２４、ドリブンプレート２６、リテイニングプレート２５の斜視図である。 図２の構成の分解斜視図である。 （ａ）は付勢部材３０の装着態様をリテイニングプレート２５側から見た要部正面図（破断図）、（ｂ）は図４（ａ）の構成の要部平面図、（ｃ）は係合部２４１の斜視図である。 複数の付勢部材３０を等間隔に配設した例を示す図である。

符号の説明

Ａ 流体伝動装置
１ 入力軸
２ フロントカバー
３ インペラシェル
４ ポンプインペラ
５ 出力軸
１１ タービンランナ
１２ タービンシェル
２０ ロックアップクラッチ
２１ａ クラッチ外筒部
２１ｂ スプライン
２２ａ クラッチ内筒部
２２ｂ スプライン
２４ａ スプライン
２４ ドライブプレート
２５ａ スプライン
２５ リテイニングプレート
２６ａ 外周縁
２６ｂ スプライン
２６ ドリブンプレート
２９ クラッチ油圧室
２７ ピストン
３０ 付勢部材

Claims (5)

1. エンジンからの回転力が入力される入力軸に連結され、内方に作動油が充填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インペラシェルと、
   前記インペラシェルに設けられたポンプインペラと、
   前記インペラシェルと対向するように配置され、前記ポンプインペラの回転により作動油を介して回転駆動されるタービンランナと、
   前記タービンランナの外殻を形成すると共に、前記入力軸と同軸上に設けられた出力軸に連結されたタービンシェルと、
   上記フロントカバーの内方空間に設けられたロックアップクラッチと、
   を備え、
   前記ロックアップクラッチが、
   前記フロントカバーに連結され、前記入力軸と同軸回りに形成されたクラッチ外筒部と、
   前記クラッチ外筒部の内周面に、前記クラッチ外筒部の軸方向に沿って形成された第１スプラインと、
   前記出力軸に連結され、前記入力軸と同軸回りに形成されたクラッチ内筒部と、
   前記クラッチ内筒部の外周面に、前記クラッチ内筒部の軸方向に沿って形成された第２スプラインと、
   前記第１スプラインに係合するスプラインが外周縁に形成され、前記第１スプラインに沿って移動可能に設けられた円板状の第１プレートと、
   前記第１スプラインに係合するスプラインが外周縁に形成され、前記第１スプラインに沿う移動が規制された円板状のリテイニングプレートと、
   前記第１プレートと前記リテイニングプレートとの間に介在する外周縁と、前記第２スプラインに係合するスプラインが形成された内周縁と、を有し、前記第２スプラインに沿って移動可能に設けられた円板状の第２プレートと、
   前記フロントカバー内方に形成されたクラッチ油圧室への作動油の導入により移動して前記第１プレートを前記リテイニングプレート側へ押圧し、前記第１プレートと前記リテイニングプレートとにより前記第２プレートを狭持させるピストンと、
   を備えた流体伝動装置において、
   前記第１プレートと前記リテイニングプレートとの間に、これらを互いに周方向逆方向に付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする流体伝動装置。
2. 前記付勢部材は、
   前記第１プレートの前記スプラインの歯底部と、前記第１スプラインの歯先部と、の間に配設された一方端部と、
   前記リテイニングプレートの前記スプラインの歯底部と、前記第１スプラインの歯先部と、の間に配設された他方端部と、
   前記第１スプラインと前記第２プレートの前記外周縁との間に配設され、前記一方端部と前記他方端部とを接続する中間部と、
   を備えた弾性片であることを特徴とする請求項１に記載の流体伝動装置。
3. 前記第１プレートが、前記一方端部と係合し、前記第１プレートの径方向に前記一方端部が脱落することを防止する第１係合部を備え、
   前記リテイニングプレートが、前記他方端部と係合し、前記リテイニングプレートの径方向に前記他方端部が脱落することを防止する第２係合部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の流体伝動装置。
4. 前記第１及び第２プレート並びに前記リテイニングプレートに、それぞれ、前記付勢部材を組付ける際に、これらの回転位相合わせを行なうためのピンが挿入される孔を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流体伝動装置。
5. 前記付勢部材を、前記第１プレート及び前記リテイニングプレートの周方向の複数箇所に等間隔で複数配設したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の流体伝動装置。

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