JPH074497A - ロックアップクラッチ付流体伝動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車の駆動系に用いられるロックアップク
ラッチ付流体伝動装置において、コンパクトとしなが
ら、しかも、高い伝達トルク容量と高いトルク変動減衰
との両立を図ること。 【構成】 ロックアップクラッチをクラッチ摺動面を３
面有する多板ロックアップクラッチ９とし、かつ、トー
ションダンパー１０（捩りダンパー）を多板ロックアッ
プクラッチ９より外径側に配置する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の駆動系に用い
られるロックアップクラッチ付流体伝動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロックアップクラッチ付トルクコ
ンバータとしては、例えば、特開昭５５ー５４７５８号
公報に記載のものが知られている。

【０００３】上記従来公報には、図３に示すように、ポ
ンプインペラ１０２，タービンランナ１０３及びステー
タ１０４を有するトルクコンバータ１０１において、タ
ービンランナ１０３とコンバータカバー１０５との間に
形成された空間にクラッチピストン１０８を配置し、該
ピストン１０８の上部とコンバータカバー１０５との間
に多板ロックアップクラッチ１０６を設け、機関の捩り
振動を減衰する捩りダンパーとしてのトーションダンパ
ー１０７を多板ロックアップクラッチ１０６より内径側
のクラッチピストン１０８に組み込んだものが示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術にあっては、多板ロックアップクラッチ１０６
とトーションダンパー１０７とのレイアウト関係が、図
３に示すように、多板ロックアップクラッチ１０６より
内径側にクラッチ締結ピストン１０８を配置した構成と
なっているため、下記に列挙する問題があった。

【０００５】（１）トーションダンパー１０７の線径及
びスプリング外径を大きくする構成とすると、高い伝達
トルクと高いトルク変動減衰との両立を図ることはでき
るものの、トーションダンパー１０７が大きくなって、
トルクコンバータ１０１の軸方向長が長くなりコンパク
ト性に欠ける。

【０００６】（２）トーションダンパー１０７の線径及
びスプリング外径を小さくする構成とすると、コンパク
ト性は達成できるものの、所望のトルク変動減衰効果を
得ることができない。

【０００７】つまり、トーションダンパー１０７が多板
ロックアップクラッチ１０６の内径側に配置される関係
上、回転軸心からトーションダンパー１０７までの捩り
半径ｒを十分に確保することができない。また、スプリ
ング押し付け力をＦとした場合、ΔＴ＝Ｆ・ｒとあらわ
されるため、捩り半径ｒが小さいと所定の変動トルクΔ
Ｔに対するスプリング押し付け力Ｆが大きくなる。

【０００８】よって、変動トルクΔＴに対し変動減衰効
果を確保する捩り角度θを得るには、トーションダンパ
ー１０７の線径及びスプリング外径を大きくして高バネ
定数に設定し、大きなスプリング押し付け力Ｆに対抗す
るようにせざるを得ない。

【０００９】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、その目的とするところは、自動車の駆動
系に用いられるロックアップクラッチ付流体伝動装置に
おいて、コンパクトとしながら、しかも、高い伝達トル
ク容量と高いトルク変動減衰との両立を図ることにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】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付流体伝動装置では、ロ
ックアップクラッチをクラッチ摺動面を２面以上有する
多板ロックアップクラッチとし、かつ、捩りダンパーを
多板ロックアップクラッチより外径側に配置した手段と
した。

【００１１】すなわち、入力軸にカバーを介して連結さ
れるポンプインペラと、前記ポンプインペラに対向配置
され、出力軸に連結されるタービンランナと、前記カバ
ーとタービンランナとで形成される室をクラッチピスト
ンによりロックアップ室と羽根要素室とに画成し、ロッ
クアップ室の圧力を低下させることによる締結で前記入
出力軸を直結可能とするロックアップクラッチと、前記
ロックアップクラッチによる直結時に伝達されるトルク
伝達経路の途中に設けられる捩りダンパーと、を備えた
ロックアップクラッチ付流体伝動装置において、前記ロ
ックアップクラッチをクラッチ摺動面を２面以上有する
多板ロックアップクラッチとし、かつ、前記捩りダンパ
ーを多板ロックアップクラッチより外径側に配置した。

【００１２】

【作用】ロックアップ時には、クラッチピストンにより
画成されたロックアップ室の圧力低下させることによ
り、クラッチピストンに作用する羽根要素室からの油圧
との差圧でロックアップクラッチが締結され、入力軸と
出力軸とがロックアップクラッチを介して直結され、ポ
ンプインペラとタービンランナによる流体トルク伝達状
態から直結トルク伝達状態とされる。

【００１３】この直結トルク伝達状態では、高伝達トル
クに対してロックアップクラッチの滑りを無くした十分
な伝達トルク容量によるトルク伝達が要求されるし、伝
達トルク変動に対しても流体滑りによる変動吸収に代え
トルク伝達経路の途中に設けらた捩りダンパーによる減
衰が要求される。

【００１４】前者の伝達トルク容量要求に対しては、ロ
ックアップクラッチをクラッチ摺動面を２面以上有する
多板ロックアップクラッチとしていることで、例えば、
クラッチ摺動面が２面の多板ロックアップクラッチでは
要求される伝達トルク容量に達しない場合にはクラッチ
摺動面を３面あるいは４面と増やすことで高伝達トルク
容量要求に応じることができる。

【００１５】後者のトルク変動吸収に対しては、捩りダ
ンパーを多板ロックアップクラッチより外径側に配置し
ていることで、回転軸心から捩りダンパーまでの捩り半
径が十分に確保され、所定の変動トルクに対する押し付
け力が小さくなる。よって、トルク変動の十分な減衰を
達成する捩り角度を得るのに捩りダンパーをバネ定数の
小さなコンパクトなサイズにすることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１７】まず、構成を説明する。

【００１８】図１は本発明実施例のロックアップクラッ
チ付トルクコンバータ（ロックアップクラッチ付流体伝
動装置の一例）を示す全体断面図である。

【００１９】図１において、１はロックアップクラッチ
付トルクコンバータ、２はポンプインペラ、３はタービ
ンランナ、４はステータ、５はコバータカバー（カバー
に相当）、６はクラッチピストン、７はロックアップ
室、８はコンバータ室（羽根要素室に相当）、９は多板
ロックアップクラッチ、１０はトーションダンパー（捩
りダンパーに相当）である。

【００２０】前記ポンプインペラ２は、図外のクランク
シャフト（入力軸）にコンバータカバー５を介して連結
されている。

【００２１】前記タービンランナ３は、ポンプインペラ
２に対向配置されていて、タービンランナ３を固定する
タービンハブ１１には、図外のトランスミッション入力
軸（出力軸）がスプライン連結される。

【００２２】前記ステータ４は、ワンウェイクラッチ１
２の外側レースに固定されていて、このワンウェイクラ
ッチ１２の内側レースには、図外のトランスミッション
ケースがスプライン連結される。

【００２３】前記クラッチピストン６は、コンバータカ
バー５とタービンランナ３のアウターシェルとで形成さ
れる室をロックアップ室７とコンバータ室８とに画成す
る。ここで、このクラッチピストン６の内径部６ａは、
タービンハブ１１に対しスプライン結合されることな
く、単に油密状態で摺動可能とされている。

【００２４】前記多板ロックアップクラッチ９は、コン
バータカバー５とクラッチピストン６との間に介装さ
れ、ロックアップ室７の圧力低下させることによる締結
で、コンバータカバー５→多板ロックアップクラッチ９
→トーションダンパー１０→タービンランナ３→タービ
ンハブ１１に至る直結トルク伝達経路を形成する。

【００２５】前記トーションダンパー１０は、クラッチ
ピストン６の上端部とタービンランナ３のアウターシェ
ルとの間に介装され、レイアウト上、多板ロックアップ
クラッチ９より外径側に配置されている。

【００２６】ここで、トーションダンパー１０は、クラ
ッチピストン６の上端部に固定されスプリング挿着空間
を周方向に複数有するガイドプレート１０ａと、タービ
ンランナ３のアウターシェルに固定され変動トルク入力
による相対回転でスプリング押し縮める押圧プレート１
０ｂと、ガイドプレート１０ａと押圧プレート１０ｂと
の間に挿着されるコイルスプリング１０ｃにより構成さ
れている。

【００２７】図２は多板ロックアップクラッチの拡大断
面図である。

【００２８】図２において、多板ロックアップクラッチ
９は、コンバータカバー５側にスプライン結合された第
１クラッチディスク９ａと、クラッチピストン６側にス
プライン結合された第２クラッチディスク９ｂと、第１
クラッチディスク９ａの両面に貼り付けられた第１摩擦
パッド９ｃ及び第２摩擦パッド９ｄと、第２クラッチデ
ィスク９ｂのコンバータカバー５側に貼り付けられた第
３摩擦パッド９ｅとによってクラッチ摺動面を３面有す
るクラッチ構造としている。

【００２９】また、前記第１クラッチディスク９ａのス
プライン歯９ｆは、コンバータカバー５に固定された第
１環状部材９ｇに形成されたスプライン歯９ｈとスプラ
イン結合させている。前記第２クラッチディスク９ｂの
スプライン歯９ｉは、クラッチピストン６に固定された
第２環状部材９ｊに形成されたスプライン歯９ｋとスプ
ライン結合させている。

【００３０】次に、作用を説明する。

【００３１】［非ロックアップ時］発進時等でトルクコ
ンバータによるトルク伝達が望まれる時には、作動油は
ロックアップ室７からコンバータ室８へ向けられ、多板
ロックアップクラッチ９の両クラッチディスク９ａ−９
ｂの間を通り、多板ロックアップクラッチ９の解放状態
が維持され、エンジンからのすべての入力トルクはトル
クコンバータを介して伝達される。

【００３２】この非ロックアップ時には、ステータ４の
固定によるトルク増大作用や流体滑りによるトルク変動
吸収作用が享受される。

【００３３】［ロックアップ時］高速段にシフトしたま
までの高速走行時等で直結によるトルク伝達が望まれる
時には、クラッチピストン６により画成されたロックア
ップ室７の圧力をドレーン等により低下させることで、
クラッチピストン６に作用するコンバータ室８からの油
圧とに差圧を持たせ、この差圧による力で多板ロックア
ップクラッチ９が締結され、クランクシャフトが連結さ
れるコンバータカバー５と、トランスミッション入力軸
が連結されるタービンランナ３とが、多板ロックアップ
クラッチ９を介して直結され、ポンプインペラ２とター
ビンランナ３による流体トルク伝達状態から直結トルク
伝達状態とされる。

【００３４】この直結トルク伝達状態では、エンジンか
らの高伝達トルクに対して多板ロックアップクラッチ９
の滑りを無くした十分な伝達トルク容量によるトルク伝
達が要求されるし、エンジンからの伝達トルク変動に対
しても流体滑りによる変動吸収に代えトルク伝達経路の
途中に設けらたトーションダンパー１０による減衰が要
求される。

【００３５】［定常トルク伝達作用］ロックアップ時の
伝達トルク容量要求に対しては、ロックアップクラッチ
をクラッチ摺動面を３面有する多板ロックアップクラッ
チ９としていることで、高伝達トルク容量要求に応じる
ことができる。

【００３６】すなわち、多板ロックアップクラッチ９を
トーションダンパー１０の内径位置に配置している関係
からクラッチ摺動面が同じ数のトーションダンパーがロ
ックアップクラッチの内側にある場合と比較して伝達ト
ルク容量的に少し不利となる。しかし、多板ロックアッ
プクラッチ９はクラッチ摺動面の数の設定が自由であ
り、例えば、高出力エンジン搭載車であり、実施例のよ
うにクラッチ摺動面が３面の多板ロックアップクラッチ
９では要求される伝達トルク容量に達しない場合にはク
ラッチ摺動面を４面あるいは５面と増やすことで伝達ト
ルク容量要求に応じることができる。

【００３７】［変動トルク吸収作用］ロックアップ時の
トルク変動吸収に対しては、トーションダンパー１０を
多板ロックアップクラッチ９より外径側に配置している
ことで、下記の理由により、トルク変動の十分な減衰を
達成する捩り角度を得るのにトーションダンパー１０を
バネ定数の小さなコンパクトなサイズにすることができ
る。

【００３８】第１に、回転軸心からトーションダンパー
１０までの捩り半径Ｒが十分に確保され、所定の変動ト
ルクΔＴに対するスプリング押し付け力ｆが小さくな
る。

【００３９】つまり、（変動トルク）＝（スプリング押
し付け力）・（捩り半径）という関係があるため、変動
トルクΔＴが同じであれば、捩り半径Ｒ（＞ｒ）が大き
くなった分、スプリング押し付け力ｆ（＜Ｆ）が小さく
なる。

【００４０】第２に、トーションダンパー１０に周方向
に複数設けられるコイルスプリング１０ｃの数が同じで
ある場合、回転軸心からトーションダンパー１０までの
捩り半径Ｒが大きいほどコイルスプリング１０ｃの長さ
を長くとれる。

【００４１】第３に、同一の捩り角度の場合、回転軸心
からトーションダンパー１０までの捩り半径Ｒが大きい
ほどコイルスプリング１０ｃの撓み量が増大する。

【００４２】次に、効果を説明する。

【００４３】（１）自動車の駆動系に用いられるロック
アップクラッチ付トルクコンバータ１において、ロック
アップクラッチをクラッチ摺動面を３面有する多板ロッ
クアップクラッチ９とし、かつ、トーションダンパー１
０を多板ロックアップクラッチ９より外径側に配置した
ため、コンパクトとしながら、しかも、高い伝達トルク
容量と高いトルク変動減衰との両立を図ることができ
る。

【００４４】（２）トーションダンパー１０をコンバー
タ室８内に設けたため、トーションダンパー１０に密封
シール性が要求されず、構造的に簡単となる。

【００４５】つまり、従来のトーションダンパーは、ク
ラッチピストンの途中にロックアップ室とコンバータ室
に跨って設けられていたので、両室を画成するべくトー
ションダンパーを密閉シールカバーで覆う必要があっ
た。

【００４６】（３）ロックアップ時のトルク伝達経路を
従来と異ならせたのに伴いクラッチピストン６とタービ
ンハブ１１とは単に油密状態で摺動可能としているた
め、ロックアップ室７とコンバータ室８との油密シール
性の向上を図ることができる。

【００４７】つまり、ロックアップ時のトルク伝達経路
が、従来はクラッチピストン→タービンハブであり、両
者をスプライン結合していたので、そのスプライン結合
部分からの油の漏れ確実に抑えることが困難であった。

【００４８】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【００４９】例えば、実施例では、流体伝動装置として
トルクコンバータの例を示したが、ステータ無しのフル
ードカップリングとしても良い。

【００５０】実施例では、多板ロックアップクラッチと
して、クラッチディスク２枚による例を示したが、１枚
（クラッチ摺動面が２面）や３枚以上のものでも良い。

【００５１】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、自動車の駆動系に用いられるロックアップクラッチ
付流体伝動装置において、ロックアップクラッチをクラ
ッチ摺動面を２面以上有する多板ロックアップクラッチ
とし、かつ、捩りダンパーを多板ロックアップクラッチ
より外径側に配置した手段としたため、コンパクトとし
ながら、しかも、高い伝達トルク容量と高いトルク変動
減衰との両立を図ることができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のロックアップクラッチ付トルク
コンバータを示す全体断面図である。

【図２】実施例トルクコンバータの多板ロックアップク
ラッチを示す拡大断面図である。

【図３】従来のロックアップクラッチ付トルクコンバー
タを示す全体断面図である。

【符号の説明】 １ ロックアップクラッチ付トルクコンバータ （ロックアップクラッチ付流体伝動装置） ２ ポンプインペラ ３ タービンランナ ４ ステータ ５ コバータカバー（カバー） ６ クラッチピストン ７ ロックアップ室 ８ コンバータ室（羽根要素室） ９ 多板ロックアップクラッチ １０ トーションダンパー（捩りダンパー）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸にカバーを介して連結されるポン
   プインペラと、 前記ポンプインペラに対向配置され、出力軸に連結され
   るタービンランナと、 前記カバーとタービンランナとで形成される室をクラッ
   チピストンによりロックアップ室と羽根要素室とに画成
   し、ロックアップ室の圧力を低下させることによる締結
   で前記入出力軸を直結可能とするロックアップクラッチ
   と、 前記ロックアップクラッチによる直結時に伝達されるト
   ルク伝達経路の途中に設けられる捩りダンパーと、 を備えたロックアップクラッチ付流体伝動装置におい
   て、 前記ロックアップクラッチをクラッチ摺動面を２面以上
   有する多板ロックアップクラッチとし、 かつ、前記捩りダンパーを多板ロックアップクラッチよ
   り外径側に配置したことを特徴とするロックアップクラ
   ッチ付流体伝動装置。