JP2002147563A

JP2002147563A - トルクコンバータ

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Publication number: JP2002147563A
Application number: JP2000347889A
Authority: JP
Inventors: Takao Fukunaga; 福永　　孝夫; Kozo Mori; 幸三森
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2002-05-22
Also published as: US6575276B2; KR20020038492A; DE10154286B4; US20020056600A1; DE10154286A1; KR100487061B1

Abstract

(57)【要約】【課題】ロックアップ装置が設けられたトルクコンバ
ータにおいて、トルクコンバータの軸方向寸法が大きく
なるのを抑えつつトーションスプリングの高性能化を実
現させる。【解決手段】トルクコンバータ１は、インペラー１
０、タービン１１、及びステータ１２からなるトーラス
形状の流体作動部３を備えている。流体作動部３の外径
Ｄ１に対する内径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）は０．６１以
上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトルクコンバータ、
特に、ロックアップ装置を有するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トルクコンバータは、流体によ
り動力を伝達するために加速及び減速をスムーズに行う
ことができる。しかし、流体の滑りによりエネルギーロ
スが生じ、燃費が悪い。

【０００３】そこで従来のトルクコンバータには、入力
側のフロントカバーと出力側のタービンとを機械的に連
結するロックアップ装置が取り付けられたものがある。
ロックアップ装置はフロントカバーとタービンとの間の
空間に配置されている。ロックアップ装置は、主に、フ
ロントカバーに圧接可能な円板状ピストンと、タービン
の背面側に取り付けられたドリブンプレートと、ピスト
ンとドリブンプレートとを回転方向に弾性的に連結する
トーションスプリングとから構成されている。ピストン
には、フロントカバーの平坦な摩擦面に対向する位置に
円環状の摩擦部材が接着されている。

【０００４】前記従来のロックアップ装置では、ピスト
ンの作動は流体室内の油圧変化によって制御されてい
る。具体的には、ロックアップ連結解除時にピストンと
フロントカバーとの間に外部の油圧回路から作動油が供
給される。この作動油はフロントカバーとピストンとの
間の空間を半径方向外側に流れ、さらに外周部側におい
てトルクコンバータ本体内に流れ込む。ロックアップ連
結時には、フロントカバーとピストンとの間の空間の作
動油が内周側からドレンされ、その結果油圧差によって
ピストンがフロントカバー側に移動する。この結果ピス
トンに設けられた摩擦部材がフロントカバーの摩擦面に
押し付けられる。このようにしてフロントカバーのトル
クがロックアップ装置を介してタービン側に伝達され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、車輌の低速時か
らの使用や高トルク化によりダンパー機構の高性能化が
要求されている。また、近年は発進時にのみ流体による
トルク伝達を行い、例えば時速２０ｋｍ以上ではロック
アップ装置を連結させておくトルクコンバータが知られ
ている。このようにロックアップ領域を増大させた構造
では、エンジンからのトルク変動に対して捩じり振動を
十分に吸収・減衰できるようにトーションスプリングの
性能向上が求められている。具体的にはトーションスプ
リングの径を大きくすることで、捩じり振動に対する振
動吸収・減衰特性を向上させることが要求されている。

【０００６】しかし、トーションスプリングはフロント
カバーとタービンとの軸方向間に配置されているため、
トーションスプリングの大型化を実現すると、トルクコ
ンバータ全体が大型化してしまう。

【０００７】本発明の課題は、ロックアップ装置が設け
られたトルクコンバータにおいて、トルクコンバータの
軸方向寸法が大きくなるのを抑えつつトーションスプリ
ングの高性能化を実現させることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のトルク
コンバータは、インペラー、タービン、及びステータか
らなるトーラス形状の流体作動部を備えている。流体作
動部の外径Ｄ１に対する内径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）は
０．６１以上である。

【０００９】このトルクコンバータでは、流体作動部の
内径が従来に比べて大きくなっているため、流体作動部
の内周側にロックアップ装置のトーションスプリングを
配置することができる。したがって、トルクコンバータ
の軸寸法を大きくすることなく、トーションスプリング
を十分に大きくして性能を向上させることができる。

【００１０】請求項２に記載のトルクコンバータでは、
請求項１において、Ｄ２／Ｄ１は０．６１〜０．７７の
範囲にある。Ｄ２／Ｄ１が０．７７以上となると、トー
ラス内の流路面積が非常に小さくなり、その結果ブレー
ドに作用する流量が減少インペラーのトルク容量が小さ
くなる。また、タービンの出口半径が大きくなりトルク
コンバータの最高効率も悪化する結果となる。

【００１１】請求項３に記載のトルクコンバータは、フ
ロントカバーと、流体作動部と、ロックアップ装置とを
備えている。流体作動部は、フロントカバーに連結され
たインペラー、タービン、及びステータからなる。ロッ
クアップ装置は、フロントカバーとタービンとの間に配
置され両者を機械的に連結するための装置であり、捩じ
り振動を吸収・減衰するためのトーションスプリングを
有する。トーションスプリングの外周縁は流体作動部の
内周縁より内周側に位置している。

【００１２】このトルクコンバータでは、ロックアップ
装置のトーションスプリングは、流体作動部に対して、
軸方向に並ぶことなく半径方向内方に位置している。し
たがって、トルクコンバータの軸方向寸法を大きくする
ことなく、トーションスプリングを十分に大きくして性
能を向上させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】（１）構成図１は本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバー
タ１を示している。図１において、トルクコンバータ１
は、主に、フロントカバー２と、フロントカバー２と同
心に配置された３種の羽根車（インペラー１０、タービ
ン１１、ステータ１２）からなるトーラス形状の流体作
動部３と、フロントカバー２とタービン１１との軸方向
間の空間に配置されたロックアップ装置４とから構成さ
れている。フロントカバー２とインペラー１０のインペ
ラーシェル１５は外周部が溶接により固定されており、
両者で作動油が充填された流体室Ａを形成している。

【００１４】フロントカバー２は、エンジンのクランク
シャフト（図示せず）からトルクが入力される部材であ
る。フロントカバー２は主に円板状の本体５から構成さ
れている。本体５の中心にはセンターボス６が固定され
ている。本体５の外周部エンジン側面には複数のナット
７が固定されている。本体５の外周部にはトランスミッ
ション側に延びる外周筒状部８が一体に形成されてい
る。

【００１５】外周筒状部８は、軸方向エンジン側部８ａ
と軸方向トランスミッション側部８ｂとから構成されて
いる。軸方向トランスミッション側部８ｂは、軸方向エ
ンジン側部８ａに対して外周側に位置している。軸方向
エンジン側部８ａの内周面８ｃは、断面が軸方向にスト
レートに延びている。軸方向トランスミッション側部８
ｂの内周面にはスプライン９が形成されている。

【００１６】フロントカバー２の本体５の内側で外周部
には環状かつ平坦な摩擦面７０が形成されている。摩擦
面７０は軸方向トランスミッション側を向いている。流
体作動部３は流体室Ａ内で軸方向トランスミッション側
に配置されている。これにより、流体室内Ａは、流体作
動部３内の空間である流体作動室Ｂと、フロントカバー
２の本体５とタービン１１との間に形成された空間Ｃと
に分かれている。

【００１７】インペラー１０は、インペラーシェル１５
と、インペラーシェル１５の内側に固定された複数のイ
ンペラーブレード１６と、インペラーブレード１６の内
側に固定されたインペラーコア１７と、インペラーシェ
ル１５の内周縁に固定されたインペラーハブ１８とから
構成されている。

【００１８】インペラーブレード１６は、従来に比べて
半径方向寸法が大幅に短く、インペラーシェル１５の外
周側部分に固定されている。タービン１１は流体室Ａ内
でインペラー１０に対向して配置されている。タービン
１１は、タービンシェル２０と、タービンシェル２０に
固定された複数のタービンブレード２１と、タービンブ
レード２１の内側に固定されたタービンコア２２と、タ
ービンシェル２０の内周縁に固定されたタービンハブ２
３とから構成されている。

【００１９】タービンブレード２１は、従来に比べて半
径方向寸法が大幅に短く、タービンシェル２０の外周側
部分に固定されている。タービンハブ２３は、円筒状の
ボス２３ａと、そこから外周側に延びるフランジ２３ｂ
を有している。フランジ２３ｂは複数のリベット２４に
よってタービンシェル２０の内周部に固定されいる。さ
らに、ボス２３ａの内周面にはスプライン２３ｃが形成
されている。スプライン２３ｃにはトランスミッション
側から延びる図示しないシャフトが係合している。これ
によりタービンハブ２３からのトルクは図示しないシャ
フトに出力される。

【００２０】また、タービンハブ２３のフランジ２３ｂ
の外周面にはスプライン２５が形成されている。また、
ボス２３ａの軸方向エンジン側の外周面２６は、断面で
軸方向にストレートに延びている。

【００２１】ステータ１２はインペラー１０の内周部と
タービン１１の内周部との間に配置されている。ステー
タ１２はタービン１１からインペラー１０へと戻る作動
油を整流し、トルクコンバータ１におけるトルク増幅作
用を実現するための機構である。このトルク増幅作用に
よって、発進時に優れた加速性能が得られる。ステータ
１２は、ステータキャリア２７と、その外周面に設けら
れた複数のステータブレード２８と、ステータブレード
２８の外周側に設けられたステータコア２９とから構成
されている。

【００２２】さらに、ステータブレード２８は入口側面
の内周側部が外周側面より軸方向位置ではトランスミッ
ション側に位置している。つまり、ステータブレード２
８の入口側面はテーパー形状になっており、具体的には
ステータブレード２８の入口側面の外周側部分は流体作
動部３の軸方向中心位置Ｃ１より軸方向位置ではエンジ
ン側にあるが、ステータブレード２８の入口側面の内周
側部分は流体作動部３の軸方向中心位置Ｃ１より軸方向
位置ではトランスミッション側にある。このような形状
になっていることで、流体作動部３の内周側にスペース
を確保でき、後述のダンパー機構４４を大型化できる。
なお、ステータブレード２８の出口側面も入口側面と同
様のテーパー形状になっており、その結果ステータブレ
ード２８は軸方向幅が概ね一定になっている。なお、ス
テータブレード２８は従来に比べて半径方向寸法及び軸
方向寸法が大幅に短くなっている。

【００２３】ステータキャリア２７はワンウェイクラッ
チ３０を介して図示しない固定シャフトに支持されてい
る。ステータキャリア２７は、従来に比べて半径方向に
長く延び、軸方向エンジン側の面が全体にわたって凹ん
だ形状になっている。具体的には、ステータキャリア２
７の軸方向エンジン側の面の半径方向中間部分は、ステ
ータブレード２８の入口側面の外周側部分はもとよりそ
の内周側部分より軸方向トランスミッション側に位置し
ており、当然、流体作動部３の軸方向中心位置Ｃ１より
軸方向位置ではトランスミッション側に位置している。

【００２４】また、タービンシェル２０の内周側部分
（タービンブレード２１が固定されていない部分）はス
テータキャリア２７に沿って軸方向に湾曲しており、そ
の半径方向中間部分は流体作動部３の軸方向中心位置Ｃ
１より軸方向位置ではトランスミッション側に位置して
いる。以上のようにステータキャリア２７及びタービン
シェル２０を軸方向トランスミッション側に大きく湾曲
させて、軸方向エンジン側を向いた凹部を形成すること
で、流体作動部３の内周側特にタービン１１に相当する
部分の内周側に、後述のダンパー機構４４のためのスペ
ースが確保できている。

【００２５】フロントカバー２の本体５とタービンハブ
２３との軸方向間には、第１ワッシャ３２が配置されて
いる。なお、第１ワッシャ３２の軸方向エンジン側端面
には半径方向に延びる複数の溝が形成されており、これ
らの溝により第１ワッシャ３２の半径方向両側を作動油
が流通可能となっている。タービンハブ２３とワンウェ
イクラッチ３０との間には第２ワッシャ３３が配置され
ている。なお、第２ワッシャ３３の軸方向トランスミッ
ション側端面には半径方向に延びる複数の溝が形成され
ており、これらの溝により第２ワッシャ３３の半径方向
両側を作動油が流通可能となっている。

【００２６】ステータキャリア２７の軸方向エンジン側
には、インペラーシェル１５の内周部に当接する複数の
当接部２７ａが形成されている。当接部２７ａは回転方
向に並んで形成され、その間は半径に連通する隙間とな
っている。これらの隙間により当接部２７ａの半径方向
両側を作動油が流通可能となっている。

【００２７】なお、この実施形態ではインペラーハブ１
８とステータ１２との軸方向間に油圧回路の第１油路が
連結され、ステータ１２とタービンハブ２３との軸方向
間に油圧回路の第２油路が連結され、タービンハブ２３
とフロントカバー２の内周部との間に油圧回路の第３油
路が連結されている。第１油路と第２油路は通常は共通
の油圧回路につながっており、ともに、流体作動部３に
作動油を供給し、又は流体作動部３から作動油を排出す
る。第３油路は、図示しないシャフトの内部に形成さ
れ、フロントカバー２とタービンハブ２３との間にすな
わち空間Ｃの内周部に作動油を供給したり又は空間Ｃか
ら作動油を排出することができる。

【００２８】次に、空間Ｃについて説明する。空間Ｃ
は、フロントカバー２の本体５とタービン１１との軸方
向間に形成された環状の空間である。空間Ｃは、軸方向
エンジン側がフロントカバー２の本体５により形成さ
れ、軸方向トランスミッション側がタービン１１のター
ビンシェル２０により形成されている。さらに、空間Ｃ
は外周側が主に外周筒状部８の内周面により形成され、
その内周側がタービンハブ２３の外周面により形成され
ている。空間Ｃは、前述のように、内周側すなわちフロ
ントカバー２の内周部とタービンハブ２３との間におい
て外部の油圧回路に連結している。さらに、空間Ｃは外
周部においてインペラー１０出口とタービン１１入口と
の間の隙間から流体作動室Ｂに連通している。

【００２９】ロックアップ装置４は、空間Ｃ内に配置さ
れ、空間Ｃ内の油圧変化によってフロントカバー２とタ
ービン１１とを機械的に連結・連結解除するための装置
である。ロックアップ装置４は、主に、ピストン機構４
１と第２ピストン４２とから構成されている。

【００３０】ピストン機構４１は自らが空間Ｃ内で油圧
変化によって作動するピストン機能と、回転方向の捩じ
り振動を吸収・減衰するためのダンパー機能とを有して
いる。ピストン機構４１は第１ピストン４３とダンパー
機構４４とから構成されている。第１ピストン４３は空
間Ｃ内においてフロントカバー２の本体５側に近接して
配置された円板状の部材である。第１ピストン４３は、
空間Ｃ内をフロントカバー２側の第１空間Ｄと、タービ
ン１１側の第２空間Ｅとに分割している。第１ピストン
４３の外周部は、フロントカバー２の摩擦面７０の軸方
向トランスミッション側に配置された摩擦連結部４９と
なっている。摩擦連結部４９は、環状かつ平坦な板状部
分であり、軸方向両側に環状の摩擦部材４６が貼られて
いる。以下の説明では、摩擦部材４６において摩擦面７
０に対向するものを第１摩擦部材４６ａとし、その反対
側のものを第２摩擦部材４６ｂとする。第１摩擦部材４
６ａ及び第２摩擦部材４６ｂの表面には半径方向に貫通
する油溝が形成されていてもよい。

【００３１】第１ピストン４３の内周縁には内周筒状部
７１が形成されている。内周筒状部７１は第１ピストン
４３の内周縁から軸方向トランスミッション側に延びて
いる。内周筒状部７１の内周面はタービンハブ２３の外
周面２６によって軸方向及び回転方向に移動可能に支持
されている。内周筒状部７１の軸方向トランスミッショ
ン側は、タービンハブ２３のフランジ２３ｂに当接可能
となっている。これにより第１ピストン４３の軸方向ト
ランスミッション側への移動が制限されている。なお、
外周面２６には環状の溝が形成されており、その溝内に
はシールリング５７が配置されいる。シールリング５７
は内周筒状部７１の内周面に当接している。このシール
リング５７によって第１空間Ｄと第２空間Ｅとが互いに
遮断されている。

【００３２】以上に述べたように、第１空間Ｄの内周部
は、第３油路と連通しており、シールリング５７によっ
て第２空間Ｅから遮断されている。第１空間Ｄの外周部
は、摩擦連結部４９が摩擦面７０に当接した状態で第２
空間Ｅから遮断され、離れた状態で第２空間Ｅと連通す
る。

【００３３】ダンパー機構４４は、第１ピストン４３か
らのトルクをタービン１１側に伝達すると共に、捩じり
振動を吸収・減衰するための機構である。ダンパー機構
４４は第２空間Ｅ内において第１ピストン４３の内周部
とタービンシェル２０の内周部との間に配置されてい
る。ダンパー機構４４は、主に、ドライブ部材５０とド
リブン部材５１とトーションスプリング５２とから構成
されている。

【００３４】ドライブ部材５０は、第１ピストン４３の
軸方向エンジン側に間を空けて配置された環状かつ円板
状の部材である。ドライブ部材５０の外周部は第１ピス
トン４３に対して複数のリベット５６により固定されて
いる。ドライブ部材５０にはトーションスプリング５２
を支持するための複数の角窓３５が形成されている。角
窓３５は軸方向に貫通しており、軸方向トランスミッシ
ョン側に突出する切り起こし部が半径方向両側縁に形成
されている。また、第１ピストン４３において角窓３５
に対応する位置には支持部３６が形成されている。支持
部３６は軸方向に絞り加工等により形成され軸方向トラ
ンスミッション側が凹状となる突出部である。支持部３
６においてトーションスプリング５２に接触する部分に
は所定の熱処理等が施されている。このように第１ピス
トン４３がダンパー機構４４のダンパーケーシングとし
て機能しており、従来のドライブプレートの一方を省略
できる。この結果部品点数が少なくなり、全体構造が簡
単になる。

【００３５】なお、ドライブ部材５０は、リベット５６
により第１ピストン４３に固定された外周部５０ａと、
外周部５０ａから軸方向トランスミッション側に延びる
筒状部５０ｂと、筒状部５０ｂから半径方向内側に延び
る環状部５０ｃとを有している。前述の角窓３５は環状
部５０ｃに形成されている。

【００３６】ドリブン部材５１は、環状のプレートであ
り、第１ピストン４３とドライブ部材５０の軸方向間に
配置されている。ドリブン部材５１には、ドライブ部材
５０の角窓３５に対応する位置に軸方向に貫通する窓孔
５８が形成されている。ドリブン部材５１の内周縁には
軸方向トランスミッション側に延びる筒状部５１ａが形
成されている。筒状部５１ａの内周面には、タービンハ
ブ２３のスプライン２５に係合するスプライン５１ｂが
形成されている。このスプライン係合によってドリブン
部材５１はタービンハブ２３に対して相対回転不能にか
つ軸方向に移動可能となっている。また、筒状部５１ａ
の外周面はドライブ部材５０の内周面に当接しており、
これによりドリブン部材５１はドライブ部材５０に対し
て半径方向に位置決めされている。

【００３７】窓孔５８内にはトーションスプリング５２
が配置されている。トーションスプリング５２は回転方
向に延びるコイルスプリングである。トーションスプリ
ング５２は前述の窓孔５８、角窓３５及び支持部３６に
よって回転方向端部を支持されいる。さらに、トーショ
ンスプリング５２はドライブ部材５０の角窓３５及び支
持部３６により軸方向の移動を制限されている。トーシ
ョンスプリング５２は、タービンシェル２０の内周部に
対応して配置され、一部が内周部の凹状溝内に入ってい
る。

【００３８】第２ピストン４２は、第２空間Ｅ内におい
て、第１ピストン４３外周部の軸方向トランスミッショ
ン側、かつ、ダンパー機構４４の外周側に配置されてい
る。第２ピストン４２は、環状のプレートであり、摩擦
連結部４９の軸方向トランスミッション側に近接する摩
擦連結部６８を有している。摩擦連結部６８は、環状か
つ平坦な押圧面６９を軸方向エンジン側に有している。
押圧面６９は第２摩擦部材４６ｂに対して軸方向に対向
している。

【００３９】第２ピストン４２の外周面６２は、外周筒
状部８の内周面８ｃに当接し支持されている。外周面６
２には環状の溝が形成され、溝内にはＤリング６３が配
置されている。Ｄリング６３は内周面８ｃに当接し、そ
の軸方向両側をシールしている。第２ピストン４２の外
周部の軸方向トランスミッション側には、さらに外周側
に突出する環状部６４が形成されている。環状部６４の
外周面には、フロントカバー２の外周筒状部８に形成さ
れたスプライン９に係合するスプライン６４ａが形成さ
れている。このスプライン係合により第２ピストン４２
はフロントカバー２に対して相対回転不能にかつ軸方向
に移動可能となっている。なお、外周筒状部８の軸方向
トランスミッション側部８ｂにはワイヤーリング６５が
固定されており、第２ピストン４２の環状部６４に当接
可能となっている。このワイヤーリング６５によって第
２ピストン４２の軸方向トランスミッション側への移動
が制限されている。

【００４０】ドライブ部材５０の筒状部５０ｂの外周面
には筒状部材６６が固定されている。筒状部材６６の外
周面は第２ピストン４２の内周面に当接し、第２ピスト
ン４２を半径方向に支持している。第２ピストン４２は
筒状部材６６に対して軸方向及び回転方向に移動可能で
ある。筒状部材６６の外周面に環状の溝が形成され、溝
内にはシールリング６７が配置されている。シールリン
グ６７は、第２ピストン４２の内周面に当接し、その軸
方向両側をシールしている。

【００４１】以上の構成の結果、第１ピストン４３の外
周部分と第２ピストン４２との軸方向間に第３空間Ｆが
形成されている。第３空間Ｆの内周部は、前述のシール
リング６７により第２空間Ｅにおける他の部分と遮断さ
れている。さらに、第３空間Ｆの外周部は、摩擦連結部
４９と摩擦連結部６８とが互いに当接した状態では閉ざ
されており、両者が離れた状態では開放されている。第
１ピストン４３において摩擦連結部４９の半径方向内側
部分には、軸方向に貫通する複数の孔４７が形成されて
いる。この孔４７により、第１空間Ｄと第３空間Ｆとは
互いに連通している。

【００４２】さらに、第１ピストン４３の摩擦連結部４
９の外周側には、フロントカバー２と第２ピストン４２
の外周部とによって環状の第４空間Ｇが確保されてい
る。第２ピストン４２のの外周部には軸方向に貫通する
複数の孔４２ａ（連通部）が形成され、この孔４２ａに
よって第４空間Ｇは第２ピストン４２の軸方向トランス
ミッション側の空間（第２空間Ｅ）と連通している。孔
４２ａは比較的小さな孔であり、円周方向に並んでい
る。孔４２ａは、作動油を通過させて、後述するコンタ
ミネーションの排出と、スリップ制御中における摩擦面
への作動油供給とを実現している。

【００４３】以上の説明をまとめながら、ロックアップ
装置４のクラッチ連結部４０について説明する。クラッ
チ連結部４０は、フロントカバー２の摩擦面７０と、第
１ピストン４３の摩擦連結部４９と、第２ピストン４２
の摩擦連結部６８の押圧面６９とから構成されている。
このようにしてクラッチ連結部４０は２面の摩擦面を有
している。

【００４４】ここでは、摩擦連結部４９と摩擦連結部６
８とがそれぞれ軸方向に自ら移動するピストンとなって
いるため、摩擦面７０と摩擦部材４６との間には第１ピ
ストン４３からの押圧力が作用し、摩擦部材４６と押圧
面６９との間には第２ピストン４２からの押圧力が作用
する。

【００４５】フロントカバー２と一体回転する入力部材
として第２ピストン４２がダンパー機構４４の外周側に
配置されるため、より具体的には、第２ピストン４２の
内径がダンパー機構４４の外径より大きくかつ第２ピス
トン４２がダンパー機構４４の外周に配置されているた
め、ダンパー機構４４の軸方向片側のスペースが制約さ
れていない。したがって、ダンパー機構４４におけるト
ーションスプリング５２の軸方向寸法を大きくすること
ができる。これにより、設計が容易になりさらに低剛性
化などのトーションスプリング５２の高機能化を実現で
きる。

【００４６】さらに、第２ピストン４２がダンパー機構
４４の一部特にドライブ部材５０によって半径方向に支
持されることによって、第２ピストン４２を支持するた
めの特別な部材や構成を設けることがなくなり、ロック
アップ装置４全体の構造が簡単になる。

【００４７】また、第１ピストン４３の内周面がシール
リング５７によってシールされ、第２ピストン４２の内
周面と外周面がシールリング６７，Ｄリング６３によっ
てシールされているため、第１ピストン４３及び第２ピ
ストン４２の軸方向エンジン側には、独立した油圧室が
形成されている。この油圧室は、前述の説明を利用すれ
ば、主に空間Ｄであり、また空間Ｆもその一部であると
みなせる。この油圧室の油圧をコントロールすること
で、ロックアップ装置４のＯＮ・ＯＦＦを制御できる。（２）寸法関係次に、トルクコンバータ１の各機構の寸法について説明
する。トーラス形状の流体作動室Ｂの内径Ｄ２と外径Ｄ
１との比（Ｄ２／Ｄ１）が０．６１以上の範囲にある。
なお、内径Ｄ２はステータ１２のキャリア２７の外周面
に一致する円の直径であり、外径Ｄ１はインペラー１０
又はタービン１１の最外周部分（インペラー１０出口又
はタービン１１入口における各ブレードの最外周縁）に
一致する円の直径である。前記比は、外径Ｄ１が従来と
同程度であるとすると、内径Ｄ２が大幅に大きくなって
いることを意味する。このため、流体作動室Ｂの内周側
に空間を確保でき、そこにロックアップ装置のトーショ
ンスプリングを配置可能となる。Ｄ２／Ｄ１は０．６１
〜０．７７の範囲にあることが好ましい。なぜなら、Ｄ
２／Ｄ１が０．７７以上となると、トーラス内の流路面
積が非常に小さくなり、その結果ブレードに作用する流
量が減少インペラーのトルク容量が小さくなる。また、
タービンの出口半径が大きくなりトルクコンバータの最
高効率も悪化する結果となるからである。

【００４８】トーラスの外径Ｄ１に対する流体作動室Ｂ
の軸寸法Ｌの比（Ｌ／Ｄ１）は０．１２２以下である。
これは、トーラスの外径Ｄ１が従来と同程度であるとす
ると、軸寸法Ｌが大幅に短くなっていることを意味す
る。

【００４９】さらに、トーラスの半径方向寸法Ｈに対す
るトーラスの軸寸法Ｌの比（Ｌ／Ｈ＝偏平率）は０．６
５以下である。このようにして、流体作動室Ｂの半径方
向寸法Ｈが従来に比べて大幅に短くなっているにもかか
わらず、流体作動室Ｂは偏平化を維持しており、結果と
して、流体作動室Ｂの軸寸法は従来に比べて半分程度に
なっている。

【００５０】さらに、タービン１１はインペラー１０に
比べて軸寸法が短くなっている。すなわちトーラス形状
の流体作動部３においてインペラー１０とタービン１１
が軸方向に非対称である。具体的には、インペラー１０
の軸寸法Ｌｐに対するタービン１１の軸寸法Ｌｔの比
（Ｌｔ／Ｌｐ）は０．８〜０．９５の範囲にある。ター
ビン１１の軸寸法Ｌｔは、インペラー１０の出口及びタ
ービン１１の入口の間の軸方向中心位置Ｃ１と、タービ
ンシェル２０の内側で最もエンジン側の部分との間の軸
方向距離である。インペラー１０の軸寸法Ｌｐは、軸方
向中心位置Ｃ１とインペラーシェル１５の内側で最もト
ランスミッション側の部分との間の軸方向距離である。

【００５１】ロックアップ装置４のトーションスプリン
グ５２は流体作動室Ｂの内周側に配置されている。より
正確には、トーションスプリング５２の外周側縁は、流
体作動室Ｂの内周側縁（ステータキャリア２７の外周
面）より内周側に位置している。また、トーションスプ
リング５２は流体作動室Ｂの内周側に一部が入り込んで
おり、トーションスプリング５２の軸方向トランスミッ
ション側縁はタービン１１の軸方向トランスミッション
側縁を越えてトーラスの軸方向中心位置Ｃ１に近接して
いる。

【００５２】以上より、トーションスプリング５２は、
トルクコンバータ１全体の軸方向寸法を大きくすること
なく、コイル径が従来に比べて大幅に大きくなってい
る。具体的には、トーションスプリング５２のコイル径
Ｌｄは、トーラスの軸寸法Ｌよりは短いが、インペラー
１０の軸寸法Ｌｐやタービン１１の軸寸法Ｌｔより長く
なっている。このようにトーションスプリング５２のコ
イル径Ｌｄを大きくできることで、トーションスプリン
グ５２の性能を向上させることが容易になる。この結
果、トルクコンバータ１のトーラスによる流体トルク伝
達を車輌の発進時のみに利用し、その後はロックアップ
装置４を連結させた機械トルク伝達状態で使用すること
が可能となる。

【００５３】以上に述べたようにトーラスを小型化する
と、流体によるトルク伝達性能は低下することが考えら
れる。しかし、発進時にのみ流体によるトルク伝達を行
い、例えば時速２０ｋｍ以上ではロックアップ装置を連
結させておくトルクコンバータでは、流体によるトルク
伝達性能の低下はさほど問題にならない。さらに、本実
施形態では、前述の性能低下を補償するために、インペ
ラー１０の軸寸法Ｌｐをタービン１１の軸寸法Ｌｔより
長くしている。また、ステータ１２の軸寸法Ｌｓを６ｍ
ｍ以上とすることで性能低下を補償している。なお、ス
テータ１２の軸寸法Ｌｓとは、軸方向幅が最も短い部分
の長さをいう。（３）動作次に動作について説明する。クラッチ連結解除状態で
は、第３油路から第１空間Ｄの内周側に作動油が供給さ
れている。第１空間Ｄ内の作動油はを半径方向外側に流
れ、摩擦面７０と第１摩擦部材４６ａとの間を流れ、第
４空間Ｇから孔４２ａを通って第２空間Ｅの外周側に流
れる。第２空間Ｅの作動油は、インペラーシェル１５と
タービンシェル２０との隙間を通り、インペラー１０出
口とタービン１１の入口間の隙間から流体作動室Ｂ内に
流れる。また、第１空間Ｄ内を移動する作動油は第１ピ
ストン４３に形成された孔４７を通って第３空間Ｆ内に
流れ込む。第３空間Ｆ内の作動油は押圧面６９と第２摩
擦部材４６ｂとの間を通って半径方向外側に流れる。そ
の作動油も孔４２ａを通って第２空間Ｅの外周側に流れ
る。

【００５４】以上の作動油の流れでは、第４空間Ｇの作
動油が孔４２ａを通って排出されるため、摩擦面等で発
生したコンタミネーション（ヘドロ状の摩耗粉酸化物）
は、十分に排出され、第４空間Ｇに溜まりにくい。この
結果、コンタミネーションによるＤリング６３の劣化等
が生じにくい。

【００５５】ここでは、第１ピストン４３と第２ピスト
ン４２とがそれぞれ空間Ｃ内の油圧の変化によって軸方
向に移動するピストンとして機能しているため、両部材
の軸方向動作が安定している。そのためクラッチ連結部
４０において各部材は互いに接触しにくい。つまりドラ
グトルクが生じにくい。具体的には、第２ピストン４２
はワイヤーリング６５により軸方向トランスミッション
側への移動を制限され、第１ピストン４３はタービンハ
ブ２３によって軸方向への移動を制限されている。この
結果、図２に示すように、摩擦面７０と第１摩擦部材４
６ａとの間、さらには第２摩擦部材４６ｂと押圧面６９
との間に所定のクリアランスが確保されている。

【００５６】次に、クラッチ連結動作について説明す
る。第３油路から第１空間Ｄ内の作動油をドレンする。
これより第１空間Ｄ内の作動油は内周側に流れ、さらに
第３空間Ｆ内の作動油は孔４７を通って第１空間Ｄ内に
流れ込む。この結果、油圧差によって、第１ピストン４
３は軸方向エンジン側に移動し、摩擦連結部４９がフロ
ントカバー２の摩擦面７０に当接する。さらに、第２ピ
ストン４２も軸方向エンジン側に移動し、押圧面６９が
第２摩擦部材４６ｂに当接する。このとき、孔４７によ
って第１空間Ｄと第３空間Ｆとが互いに連通することに
よって、第２ピストン４２の応答性が向上している。

【００５７】以上の説明では、トルクコンバータの動作
を、流体によるトルク伝達（ロックアップ装置４の連結
解除中）と、機械的トルク伝達（ロックアップ装置４の
連結中）とに区分したが、流体によるトルク伝達と機械
的なトルク伝達の割合が連続して変化するスリップ制御
を行ってもよい。

【００５８】以下、スリップ制御について説明する。ロ
ックアップクラッチのダンパー機構はエンジンの燃焼変
動に伴うトルク変動を吸収する。しかし、車両の低速領
域ではダンパー機構で充分に吸収できないレベルのトル
ク変動が発生するため、ロックアップクラッチを使用で
きない。そこで、より低車速領域でロックアップクラッ
チを用いてさらなる燃費向上を図るために、近年になっ
てスリップ制御が行われるようになった。スリップ制御
とは、弱い締結力でピストンをフロントカバーに押し付
けることで、ピストンとフロントカバーとの間に所定の
スリップ回転を定常的に与えておくものである。スリッ
プ回転があると、動力は機械伝達と流体伝達とにより分
担されて行われる。スリップ回転数が大きいときは、機
械伝達動力の割合が小さく、流体伝達動力の割合が大き
い。スリップ回転数が小さいときは、機械伝達動力の割
合が大きく、流体伝達動力の割合が小さい。スリップ回
転数の制御は、油圧制御装置がトルクコンバータ内でピ
ストンの両側の油圧差を制御して行われる。

【００５９】スリップ制御で生じる問題は、摩擦面で常
に摺動が生じるため、摩擦面での仕事量が大きい点であ
る。そこで、スリップ制御を行うには、複数の摩擦面を
設けて摩擦面の単位面積当たりの仕事量を減らすことが
望ましい。また、摩擦面に対して冷却及び潤滑用の作動
油を供給することが望ましい。本発明の実施形態では、
前者を実現するために、２つのピストンを用いて複数の
摩擦面を確保している。また、後者を実現するためにピ
ストン４２の外周側部に孔４２ａを形成している。具体
的には、孔４２ａによって、スリップ制御中でも、摩擦
面すなわち摩擦面７０と第１摩擦部材４６ａの間、及び
押圧面６９と第２摩擦部材４６ｂで作動油が流れること
が可能になっている。

【００６０】スリップ制御で生じるさらなる問題として
は、コースト時にロックアップ装置を連結されている
と、急減速時にエンジンストールが生じる問題がある。
この問題を解決するためには、一般に、車輌のエンジン
の回転数を検出して、その低下が急激な場合にはロック
アップ装置を強制的に解除する制御が行われている。本
発明の実施形態では、第２ピストン４２の外周側と内周
側をシールすることで、第１ピストン４３と第２ピスト
ン４２を作動させるための独立した油室をフロントカバ
ー２と第１ピストン４３との間に確保している。このよ
うにして、第１ピストン４３及び第２ピストン４２の応
答性を高めているため、急ブレーキに対してロックアッ
プ装置４を速やかに連結解除できる。特に、第１ピスト
ン４３に孔４７を形成することで、第２ピストン４２の
応答性はさらに向上している。

【００６１】

【発明の効果】本発明に係るトルクコンバータでは、流
体作動部の内径が従来に比べて大きくなっているため、
流体作動部の半径方向内方にロックアップ装置のトーシ
ョンスプリングを配置することができる。したがって、
トルクコンバータの軸方向寸法を大きくすることなく、
トーションスプリングを十分に大きくして性能を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバ
ータの縦断面概略図。

【図２】図１の部分拡大図であり、ロックアップ装置の
クラッチ連結部を示す図。

【符号の説明】

１トルクコンバータ２フロントカバー３流体作動部４ロックアップ装置１０インペラー１１タービン１２ステータ２０タービンシェル２１タービンブレード２３タービンハブ４１ピストン機構４２第２ピストン４３第１ピストン４６摩擦部材５０ドライブ部材５１ドリブン部材５２トーションスプリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インペラー、タービン、及びステータから
なるトーラス形状の流体作動部を備え、前記流体作動部の外径Ｄ１に対する内径Ｄ２の比（Ｄ２
／Ｄ１）が０．６１以上である、トルクコンバータ。
【請求項２】前記Ｄ２／Ｄ１は０．６１〜０．７７の範
囲にある、請求項１に記載のトルクコンバータ。
【請求項３】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ー、タービ
ン、及びステータからなるトーラス形状の流体作動部
と、前記フロントカバーと前記タービンとの間に配置され両
者を機械的に連結するための装置であり、捩じり振動を
吸収・減衰するためのトーションスプリングを備えたロ
ックアップ装置とを備え、前記トーションスプリングの外周縁は前記流体作動部の
内周縁より内周側に位置している、トルクコンバータ。