| 【発明の名称】 |
ロックアップクラッチ機構 |
| 【発明者】 |
【氏名】渡辺 久志
【氏名】入谷 昌徳
【氏名】黒石 真且
【氏名】大森 俊英
【氏名】大澤 正敬
【氏名】小嶋 昌洋
【氏名】武内 博明
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| 【要約】 |
【課題】ピストンを効果的に冷却することにより、スリップ制御作動領域（伝達トルクやスリップ回転数の範囲）を拡大する。
【解決手段】トルクコンバータ１０におけるフロントカバー２６には摩擦材３４が設けられている。ロックアップピストン３０には、摩擦材３４の対向面よりも内周側（回転中心側）の位置に、冷却通路３６が形成されており、ケース１４内のオイルは外周側からロックアップピストン３０を冷却しながら内周側の冷却通路３６に流れ込む。また、冷却通路３６は、ロックアップピストン３０の回転中心線Ｃに対して、所定の傾斜角で傾斜しており、冷却通路３６を通るオイルはロックアップ解放側油室３３のフロントカバー２６側において、内周側から外周側へと向かう速度成分を持つように流動方向が変換されロックアップ解放側油室の循環流が促進される。その結果、上記流れによりロックアップピストン３０は両側より効果的に冷却される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ロックアップ係合側油室からの油圧力によってピストンとフロントカバーを摩擦材を介して接触させるロックアップクラッチ機構において、前記フロントカバー側に前記摩擦材を貼り付けると共に、前記ピストンにおける前記摩擦材の対向面の内周側となる部位に前記ピストンを効果的に冷却するための冷却通路を設けたことを特徴とするロックアップクラッチ機構。
【請求項２】前記冷却通路を通った前記オイルが内周側から外周側または回転方向へと向かう速度成分を持つように流動方向を変換する変換手段を有す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。
【請求項３】 前記変換手段が、前記冷却通路を傾斜させることにより構成されていることを特徴とする請求項２に記載のロックアップクラッチ機構。
【請求項４】 前記変換手段が、前記フロントカバーと前記ピストンとの間に設けられた傾斜面であることを特徴とする請求項２に記載のロックアップクラッチ機構。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力側部材の回転でオイルに運動エネルギーを与えこの運動エネルギーによって出力側部材を回転させるトルクコンバータにおいて、ロックアップ係合側油室とロックアップ解放側油室との圧力差によって作動するロックアップクラッチ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ロックアップクラッチ機構においては、スリップ制御作動領域（伝達トルクやスリップ回転数の範囲）を拡大しようとすると、スリップ時の摩擦仕事の増大により摩擦面の温度上昇が大きくなる。そして、摩擦面の温度が上昇するほど、摩擦材の熱劣化は速まり、寿命が短くなるので、摩擦面の温度上昇を抑制するため、種々の工夫が施されている。
【０００３】例えば、特開平５−３０６７４２号公報に示されるロックアップクラッチでは、図１５に示される如く、フロントカバー１００に摩擦材１０２を貼付け、対向するピストン１０４側に孔１０６が形成されている。このため、摩擦材１０２が係合させられている間、ロックアップ係合側油室１０８側（背面側）からロックアップ解放側油室１１０側（正面側）へオイル（図１５の矢印Ｗ）が孔１０６を通って摩擦材１０２の摩擦面に供給され、摩擦材１０２全体が冷却される。即ち、スリップ時における発熱をオイルによる熱吸収分を多くして防いでいる。
【０００４】また、特開平２−８０８５７号公報に示されるロックアップクラッチでは、図１６に示される如く、ピストン１２０の一方の側にロックアップ解放側油室１２２を、他方の側にロックアップ係合側油室１２４を形成すると共にピストン１２０には、ロックアップ係合側油室１２４とロックアップ解放側油室１２２とを互いに連通するオリフィス１２６が形成されている。なお、上記実施例では摩擦材１３０はピストン１２０に貼付けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ロックアップクラッチの作動のためにはロックアップ係合側油室側とロックアップ解放側油室側で圧力差が必要なため、摩擦材はオイルシールとしての機能も兼ねている。しかしながら、図１５に示した特開平５−３０６７４２号公報におけるロックアップクラッチでは、摩擦材１０２の摩擦面にオイルが流れるため冷却には効果的であるが、オイルが流れることでシール性が犠牲になり、伝達トルクの低下が発生する。また、摩擦材１０２の相手材１０４に孔１０６があるので、摩擦材１０２に対して損傷を与えることになる。
【０００６】また、図１６に示した特開平２−８０８５７号公報におけるロックアップクラッチでは、ピストン１２０に摩擦材１３０を貼り付け、フロントカバー１３２側が摩擦面となる構成となっている。この結果、スリップ時にフロントカバー１３２が発熱する。この時、外部空気流れによる熱伝達率は、オイル流れによる熱伝達率より小さいため、外部空気によって冷却されるフロントカバー１３２の片側面１３２Ａは、十分な冷却効果が得られない。
【０００７】本発明は、上記事実を考慮し、ピストンを効果的に冷却することができ、その結果としてスリップ制御作動領域（伝達トルクやスリップ回転数の範囲）を拡大できるロックアップクラッチを得ることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明では、ロックアップ係合側油室からの油圧力によってピストンとフロントカバーを摩擦材を介して接触させるロックアップクラッチ機構において、前記フロントカバー側に前記摩擦材を貼り付けると共に、前記ピストンにおける前記摩擦材の対向面の内周側となる部位に前記ピストンを効果的に冷却するための冷却通路を設けたことを特徴とする。
【０００９】従って、摩擦材をフロントカバー側に貼り付けることで、オイルとの接触が両側接触であるピストンが発熱体となるので、片側接触（他方は空気）のフロントカバーよりオイルとの接触面積が大きく、その結果として、ピストンを効果的に冷却できる。また、ロックアップ係合側油室からの油圧力によって、ピストンとフロントカバーとが摩擦材を介して接触する時、冷却通路により、ロックアップ係合側油室のオイルがピストン外周側から内周側に回り込み、このオイル流れによって、摩擦材との接触により発熱体となっているピストンを効果的に冷却することができる。この結果、許容摩擦仕事を増やせるので伝達トルクやスリップ回転数などを増大できる。
【００１０】請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のロックアップクラッチ機構において、前記冷却通路を通った前記オイルが内周側から外周側または回転方向へと向かう速度成分を持つように流動方向を変換する変換手段を有することを特徴とする。
【００１１】従って、請求項１に記載の内容に加えて、オイルは変換手段によって、内周側から外周側または回転方向へと向かう速度成分を持つように流動方向を変換される。これにより、冷却通路を通ったオイルは、摩擦材に向かって積極的に流動され、フロントカバーとピストンとの間のオイルの流れが促進されるので、ピストンを更に効果的に冷却することができる。また、変換手段を設けるだけで摩擦材をより効果的に冷却できるので、製造コストを増大させることもない。
【００１２】請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のロックアップクラッチ機構において、前記変換手段が、前記冷却通路を傾斜させることにより構成されていることを特徴とする。
【００１３】従って、請求項３に記載の内容に加えて、部品点数を増大させることなく変換手段を構成できる。
【００１４】請求項４に記載の発明では、請求項２に記載のロックアップクラッチ機構において、前記変換手段が、前記フロントカバーと前記ピストンとの間に設けられた傾斜面であることを特徴とする。
【００１５】従って、請求項２に記載の内容に加えて、傾斜面を設けるだけの簡単な構成で、変換手段を構成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１には、本発明の第１実施形態のロックアップクラッチ機構として、自動車のオートマチックトランスミッションと組み合わせて使用されるトルクコンバータ１０が示されている。
【００１７】このトルクコンバータ１０では、入力側部材である駆動軸（図示省略）と一体で回転するケーシング１４を有している。駆動軸は、同じく図示しないエンジンの回転軸と結合されており、エンジンの回転力を受けて回転する。
【００１８】ケーシング１４内にはオイルが充填されると共に、互いに対向するように、ポンプインペラー１６及びタービンランナー１８が配置されている。ポンプインペラー１６は図示しない駆動軸に、タービンランナー１８は被動軸２０にそれぞれ結合されており、駆動軸と共にポンプインペラー１６が回転すると、オイルに運動エネルギーが与えられてオイル流が生じ、このオイル流がさらにタービンランナー１８に回転トルクを与えて、被動軸２０が回転するようになっている。
【００１９】ポンプインペラー１６とタービンランナー１８との間には、ワンウェイクラッチ２２を介して、ステータ２４が一方向に回転可能に設けられている。タービンランナー１８を出たオイルはステータ２４に沿って流れ、再度ポンプインペラー１６に戻る。
【００２０】ケーシング１４は、図示しないエンジン側（図１では左側）に配置されたフロントカバー２６と、同じく図示しないオートマチックトランスミッション側（図１では右側）に配置されたケーシングシェル２８と、で構成されており、これらが一体的に結合されている。
【００２１】タービンランナー１８とフロントカバー２６との間には、被動軸２０及びタービンランナー１８と一体で回転するロックアップピストン３０が設けられている。図２（Ｃ）にも示すように、フロントカバー２６の外周に形成されたフランジ部２６Ａと、ロックアップピストン３０の外周に形成されたフランジ部３０Ａとの間には所定の間隙３２が構成されており、ロックアップ係合側油室３１とロックアップ解放側油室３３との圧力差によって生じるオイル流の一部が、この間隙３２を通ってフロントカバー２６とロックアップピストン３０との間に流れこむことができるようになっている。
【００２２】フロントカバー２６の外周近傍には、ロックアップピストン３０との対向面に、摩擦材３４が取り付けられており、この摩擦材３４と対向するロックアップピストン３０の面が摩擦材対向面３５となっている。図２（Ａ）及び（Ｂ）から分かるように、摩擦材３４は、一定の厚みを有するリング状に形成されている。ロックアップを作動させるための一定条件が満たされていない状態では、摩擦材３４とロックアップピストン３０との間に所定の間隙が構成されているが、一定条件が満たされると、オイルからの荷重がロックアップピストン３０に作用してロックアップピストン３０がフロントカバー２６に接近する方向へとストロークし、図２（Ｃ）に示すように、ロックアップピストン３０が摩擦材３４に押し付けられる。そして、摩擦材３４とロックアップピストン３０との摩擦係合により、ロックアップピストン３０がフロントカバー２６と一体で回転する（ロックアップの作動）。
【００２３】また、このようにロックアップピストン３０が摩擦材３４に接触して押し付けられることで、摩擦材３４がシールとして働くことによってロックアップ係合側油室３１とロックアップ解放側油室３３とが隔離され、各油室内のオイルに圧力差が生じる。この圧力差がロックアップピストン３０をフロントカバー２６に向かって押し付ける荷重（押し付け荷重）として作用するので、ロックアップピストン３０はフロントカバー２６に向かってより強く押し付けられ、摩擦材３４とロックアップピストン３０との摩擦力が大きくなる。
【００２４】さらに、本実施形態のトルクコンバータ１０では、油圧制御回路（図示省略）が設けられており、一定条件下では、摩擦材３４のロックアップ係合側油室３１とロックアップ解放側油室３３との圧力差を調整できるようになっている。そして、このように圧力差を調整することで、フロントカバー２６とロックアップピストン３０とに相対回転を生じさせて、いわゆるスリップ制御を作動させることができるようになっている。
【００２５】ロックアップピストン３０には、摩擦材３４よりも内周側（回転中心側）の位置に、ロックアップピストン３０を板厚方向に貫通する１又は複数（本実施形態では１つ）の冷却通路３６が形成されている。ロックアップ状態及びスリップ状態では、この冷却通路３６を通ってオイルがロックアップ係合側油室３１からロックアップ解放側油室３３に流れる。
【００２６】図３（Ａ）に詳細に示すように、この冷却通路３６は、ロックアップピストン３０の回転中心線Ｃに対して、所定の傾斜角αで傾斜している。このため、冷却通路３６を通るオイルは、ロックアップ解放側油室３３のフロントカバー２６側において、内周側から外周側へと向かう速度成分を持つように、その流動方向が変換される。
【００２７】次に、本実施形態のトルクコンバータ１０の作用を説明する。
【００２８】ロックアップ状態とするための一定条件が満たされていない場合には、ロックアップピストン３０はフロントカバー２６に向かってストロークしておらず、摩擦材３４はロックアップピストン３０に接触していない。このため、フロントカバー２６はロックアップピストン３０とは別体で回転し、図示しない駆動軸とポンプインペラー１６の回転によって運動エネルギーが与えられたオイルが、さらにタービンランナー１８に回転トルクを与えて、被動軸２０が回転する。
【００２９】なお、上記した一定条件は、トルクコンバータ１０自体や、このトルクコンバータ１０が設けられた自動車の走行状態との関係によって、所望の条件に設定される。例えば、自動車の車速によってこの条件を決めても良いし、さらに他の条件も勘案し、制御装置等を介してオイルの流れを制御することで、ロックアップピストン３０のストロークを制御するようにしても良い。
【００３０】この一定条件が満たされると、ケーシング１４内を流れるオイルからの荷重を受けてロックアップピストン３０がフロントカバー２６に向かってストロークし、ロックアップピストン３０は摩擦材３４に接触する。この過程における摩擦材３４周辺のオイル流れの状況は、従来品では、図１４（Ｂ）に示す様に、摩擦材１３０がロックアップピストン１２０側に配設されているため、摩擦材１３０とフロントカバー１３２との間を流れるオイル流（矢印Ｅ）が、ロックアップ解放側油室１２２内の循環流れ（矢印Ｆ）を減衰させるが、本実施形態では、図１４（Ａ）に示す様に、摩擦材３４がフロントカバー２６側に配設されているため、摩擦材３４とロックアップピストン３０との間を流れるオイル流（矢印Ｅ）が、ロックアップ解放側油室３３の循環流れ（矢印Ｆ）を促進させるので、冷却効果が増加する働きを有する。
【００３１】ロックアップピストン３０が摩擦材３４に摩擦係合すると、ロックアップピストン３０とフロントカバー２６とが摩擦材３４を介して一体で回転するようになる。
【００３２】さらに、スリップ状態とするための一定条件が満たされると、図示しない油圧制御回路が作動して摩擦材３４のロックアップ係合側油室３１とロックアップ解放側油室３３との圧力差が調整され、フロントカバー２６とロックアップピストン３０とに相対回転が生じる（スリップ制御の作動）。
【００３３】このスリップ制御時には、摩擦材３４とロックアップピストン３０とのすべりにより発熱する。
【００３４】また、ロックアップ時及びスリップ制御時には、ケーシング１４内のオイルは、図３（Ｂ）、図２（Ｂ）に矢印Ｇで示す様に、ロックアップ係合側油室３１内において、ロックアップピストン３０に沿って外周側から内周側（回転中心側）に流れることによってロックアップピストン３０を冷却してから、ロックアップピストン３０に形成された冷却通路３６を通って、図３（Ａ）に矢印Ｇで示すように、フロントカバー２６とロックアップピストン３０との間に流れ込み、図３（Ａ）、図２（Ａ）、（Ｃ）に矢印Ｆで示す様に、ロックアップ解放側油室３３内において、再度ロックアップピストン３０に沿って流れることによってロックアップピストン３０を冷却する。このため、発熱体であるロックアップピストン３０のオイルとの接触が両側接触状態となる。
【００３５】この時の流れを従来品と比較すると以下のようになる。
【００３６】まず、ロックアップ係合側油室内の流れは、本発明、従来品とも図２（Ｂ）のようになり、流れとしての差異はない。しかし、本発明のときは、ロックアップピストン３０が発熱体であるので、有効に冷却される。次に、冷却通路３６を出たロックアップ解放側油室流れの従来品は図２（Ｄ）のように、径方向の循環流れの形成が弱いために、冷却が十分に行われない。
【００３７】即ち、本実施形態では、オイルの片側接触状態（他方は空気）のフロントカバー２６よりオイルとの接触面積の大きいロックアップピストン３０に摩擦材３４の相手面である摩擦面を設け、オイルへの放熱面積を大きくとれるロックアップピストン３０を放熱体とすることで、発熱体であるロックアップピストン３０を効果的に冷却することができる。この結果、許容摩擦仕事を増やせるので伝達トルクやスリップ回転数などを増大できる。
【００３８】特に、スリップ制御時には、図４に示すように、一般にフロントカバー２６とロックアップピストン３０との相対回転による遠心力の大きさの違いのため（図４には、フロントカバー２６近傍の遠心力を矢印Ｆ１で、ロックアップピストン３０近傍の遠心力を矢印Ｆ２でそれぞれ示す）、フロントカバー２６の近傍のオイルの流速Ｖ１と、ロックアップピストン３０の近傍のオイルの流速Ｖ２との間に速度差が生じる。そして、この速度差による遠心力の違いにより、摩擦材３４の近傍の高温オイルは内周側へ、回転中心線Ｃの近傍の低温オイルは外周側へと流動し、図２（Ａ）、図２（Ｃ）、図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図４に矢印Ｆで示すように、径方向に沿って循環するオイルの流動が生じる。
【００３９】また、本実施形態では、冷却通路３６を所定の傾斜角αで傾斜させ、ロックアップ解放側油室３３のフロントカバー２６側で、内周側から外周側へと向かう速度成分を持つように、オイルの流動方向が変換されるようになっている。従って、このように冷却通路３６が傾斜していない場合と比較して、図２（Ａ）及び（Ｂ）、図３（Ａ）及び（Ｂ）に矢印Ｆで示すオイルの流れが促進され、より多くのオイルが摩擦材３４の内周側を流れ、より効果的に摩擦材３４、フロントカバー２６及びロックアップピストン３０を冷却することができる。なお、フロントカバー２６及びロックアップピストン３０から熱を吸収して高温となったオイルは、被動軸２０の中心に形成された孔部４４を通り、冷却装置等を備えた専用の油圧回路（図示省略）を経て、ケーシング１４内を循環する。
【００４０】さらに、本発明は、運転状況の中で、スリップ作動状態が変化したとき、熱負荷変動が生じるが、これに対し冷却能力が自己制御的に対応できるという優れた特徴を有する。
【００４１】第１、に伝達トルクが増大した場合、ロックアップ係合側油室とロックアップ解放側油室の圧力差が大きくなることにより、ロックアップ係合側油室内とロックアップ解放側油室内のオイルの流量が大きくなり、ピストンの冷却効果が大きくなる。
【００４２】第２に、スリップ回転数が増大した場合、ロックアップ解放側油室のフロントカバー側オイルとピストン側オイルの遠心力の差が大きくなるので径方向の循環流れが促進され、ロックアップ解放側油室内の冷却効果が大きくなる。
【００４３】しかも、このようにオイルの流動方向を変換するために別部材を設ける必要がないので、部品点数が増大せず、トルクコンバータ１０の製造コストの上昇を招くことがない。
【００４４】従って、本第１実施形態（摩擦材３４をフロントカバー２６に配設し、冷却通路３６を傾斜させた構成）における装置の寿命と、比較例２（摩擦材３４をロックアップピストン３０に配設し、冷却通路３６を傾斜させた構成）における寿命と、比較例１（摩擦材３４をロックアップピストン３０に配設し、冷却通路３６を傾斜させない構成）における寿命とを同一条件でテストし、その結果を比較すると、図５（Ａ）に示される如く、比較例１に対して比較例２の寿命が約１．１倍となり、比較例２に対して本第１実施形態の寿命が約２倍以上となる。また、本第１実施形態における装置の伝達トルクと、比較例１における伝達トルクと、比較例２における伝達トルクとを同一条件でテストし、その結果を比較すると、図５（Ｂ）に示される如く、比較例１に対して比較例２の伝達トルクが約１．０５倍となり、比較例２に対して本第１実施形態の伝達トルクが約１．５倍以上となる。
【００４５】なお、本実施形態では、図３に示すように、冷却通路３６を通るオイルが、ロックアップ解放側油室３３のフロントカバー２６側で、内周側から外周側へと向かう速度成分を持つように、冷却通路３６を、ロックアップピストン３０の回転中心線Ｃに対して、外周側へ所定の傾斜角αで傾斜させたが、これに代えて、図６に示される如く、冷却通路３６をロックアップピストン３０の回転方向へ所定の傾斜角βで傾斜させ、スリップ時におけるフロントカバー２６の回転速度（Ｎｐ）及びロックアップピストン３０の回転速度（Ｎｔ：Ｎｐ＞Ｎｔ）の差で発生する周方向（回転方向）の流れを増大する構成としても良い。
【００４６】図７には、本発明の第２実施形態におけるトルクコンバータの冷却通路５８の近傍が拡大して示されている。第２実施形態では、この冷却通路５８の近傍の構成が第１実施形態と異なるが、他は同一とされているので、異なっている部分のみ説明し、同一部分は説明を省略する。なお、図７（Ａ）は非ロックアップ時、図７（Ｂ）はロックアップ時及びスリップ制御時をそれぞれ示す。
【００４７】第２実施形態の冷却通路５８は、第１実施形態と異なり、ロックアップピストン３０の回転中心線Ｃ（図１参照）に対して傾斜することなく、平行に形成されている。
【００４８】ロックアップピストン３０のロックアップ解放側油室３３側には、冷却通路５８に隣接する内周側の位置に、フロントカバー２６に向かって突出するガイド壁６０が形成されている。ガイド壁６０は、回転中心線Ｃに対して、所定の傾斜角γで傾斜するガイド面６２を有している。
【００４９】このような構成とされた第２実施形態のトルクコンバータでは、ロックアップ状態及びスリップ制御状態で、冷却通路５８を通ってフロントカバー２６とロックアップピストン３０との間に流れこんだオイルの流動方向が、ガイド面６２によって、内周側から外周側へと向かう速度成分を持つように変換される。このため、第１実施形態と同様に、フロントカバー２６とロックアップピストン３０との間の径方向のオイル流れが促進され、より多くのオイルが摩擦材３４の内周側を流れるので、より効果的に摩擦材３４、フロントカバー２６及びロックアップピストン３０を冷却することができる。
【００５０】なお、ガイド壁６０の突出長（ロックアップピストン３０のロックアップ解放側油室３３側面からの長さ）は特に限定されないが、オイルの内周側から外周側へと向かう速度成分を大きくするためには、突出長は、図７（Ｂ）に示すように、ロックアップ状態で突出端がフロントカバー２６に接触しない範囲で長い方が好ましい。
【００５１】また、ガイド壁６０は冷却通路５８に対応した位置にのみ形成すれば、冷却通路５８を通ったオイルの流動方向を確実に変換することができるため、高温となったオイルが、被動軸２０の中心に形成された孔部４４を通って、ケーシング１４内に戻るときに、この流れが妨げられることはない。
【００５２】ガイド壁６０を形成する方法としては特に限定されず、例えば、ロックアップピストン３０を成形した後、別途成形したガイド壁６０を取り付けても良いが、冷却通路５８を形成した際に生じる加工ダレを利用し、この加工ダレを加工することで、部品点数を増大させることなく容易にガイド壁６０を形成することができ、トルクコンバータの製造コストの上昇を招くことがない。
【００５３】なお、本実施形態では、ガイド壁６０は、回転中心線Ｃに対して、所定の傾斜角γで傾斜するガイド面６２を有しているが、これに代えて、図８に示される如く、ガイド壁６０のガイド面６２をロックアップピストン３０の回転方向へ所定の傾斜角εで傾斜させ、スリップ時におけるフロントカバー２６の回転速度（Ｎｐ）及びロックアップピストン３０の回転速度（Ｎｔ：Ｎｐ＞Ｎｔ）の差で発生する周方向（回転方向）の流れを増大する構成としても良い。
【００５４】図９には、本発明の第３実施形態におけるトルクコンバータの冷却通路６８の近傍が拡大して示されている。第３実施形態でも、この冷却通路６８の近傍の構成が第１実施形態と異なるが、他は同一とされているので、異なっている部分のみ説明し、同一部分は説明を省略する。なお、図９（Ａ）は非ロックアップ時、図９（Ｂ）はロックアップ時及びスリップ制御時をそれぞれ示す。
【００５５】第３実施形態の冷却通路６８も、第１実施形態と異なり、ロックアップピストン３０の回転中心線Ｃ（図１参照）に対して傾斜することなく、平行に形成されている。
【００５６】フロントカバー２６のロックアップピストン３０と対向する面には、ロックアップ状態で冷却通路６８よりも内周側で冷却通路６８に隣接するように、ロックアップピストン３０に向かって突出するガイド壁７０が、フロントカバー２６の全周にわたって形成されている。ガイド壁７０は、回転中心線Ｃに対して、所定の傾斜角δで傾斜するガイド面７２を有している。
【００５７】このような構成とされた第３実施形態のトルクコンバータでは、ロックアップ状態及びスリップ制御状態で、冷却通路６８を通ってフロントカバー２６とロックアップピストン３０との間に流れこんだオイルの流動方向が、ガイド面７２によって、内周側から外周側へと向かう速度成分を持つように変換される。このため、第１実施形態と同様に、フロントカバー２６とロックアップピストン３０との間の径方向のオイル流れが促進され、より多くのオイルが摩擦材３４の内周側を流れ、より効果的に摩擦材３４、フロントカバー２６及びロックアップピストン３０を冷却することができる。
【００５８】なお、非ロックアップ時及びスリップ制御時にはフロントカバー２６とロックアップピストン３０とが相対回転しているため、非ロックアップ時及びスリップ制御時からロックアップ状態に移行すると、冷却通路６８がフロントカバー２６に対してその都度、周方向に異なった位置となる。この点を考慮すると、ガイド壁７０はフロントカバー２６の全周にわたって形成されていることが好ましい。
【００５９】ガイド壁７０の突出長（フロントカバー２６のロックアップ解放側油室３３側面からの長さ）は特に限定されないが、オイルの内周側から外周側へと向かう速度成分を大きくするためには、突出長は、ロックアップ状態で突出端がフロントカバー２６に接触しない範囲で長い方が、摩擦材３４をフロントカバー２６に確実に接触させる観点からは好ましい。しかし、前述のように、ガイド壁７０をフロントカバー２６の全周にわたって形成した場合には、高温となったオイルの被動軸２０の中心に向かう流れを確保するために、ロックアップ状態でガイド壁７０の突出端とロックアップピストン３０との間に所定の間隙７４が構成されるような突出長とされる。
【００６０】ガイド壁７０を形成する方法としては特に限定されず、例えば、フロントカバー２６を成形した後、別途成形したガイド壁６０を取り付けても良いが、例えば、プレス加工等によってフロントカバー２６とガイド壁７０とを一体的に成形することで、部品点数を増大させることなく容易にガイド壁６０を形成することができ、トルクコンバータの製造コストの上昇を招くことがない。
【００６１】なお、上記各実施形態において、冷却通路３６、ガイド面６２及びガイド面７２の傾斜角α、β、γ、δ、εは、それぞれ冷却通路３６、５８、６８を通ったオイルに外周側へ向かう速度成分を与えることができれば特に限定されないが、例えば、３０°以上６０°以下とすることができる。すなわち、３０°以上とすることで、外周側へ向かうオイルの速度成分を十分大きくすることができる。また、６０°以下とすることで、冷却通路３６、ガイド壁６０、７０の成形が容易になる。
【００６２】また、上記各実施形態においては、冷却通路５８、６８の断面形状を一定にしたが、これに代えて、図１０に示される如く、冷却通路５８、６８の入口角部に面取部５８Ａ、６８Ａを設け、冷却通路５８、６８の入口でのオイル流れの剥離を抑制し、管路損失を低減し、冷却オイル流量を増大させる構成としても良い。
【００６３】また、図１１に示される如く、冷却通路５８、６８の入口角部にＲ部５８Ｂ、６８Ｂを設け、冷却通路５８、６８の入口でのオイル流れの剥離を抑制し、管路損失を低減し、冷却オイル流量を増大させる構成としても良い。
【００６４】また、図１２に示される如く、冷却通路５８、６８を入口側５８Ｃ、６８Ｃから出口側５８Ｄ、６８Ｄへ向かって縮径する細まり管とすることで、冷却通路５８、６８の入口でのオイル流れの剥離を抑制し、管路損失を低減し、冷却オイル流量を増大させる構成としても良い。
【００６５】また、上記各実施形態においては、冷却通路３６、５８、６８の数や大きさ（開口断面積）も特に限定されず、摩擦材３４、フロントカバー２６及びロックアップピストン３０を冷却するために必要なオイルがフロントカバー２６とロックアップピストン３０との間に流れこむだけの数や大きさであれば良い。なお、一般的に使用されているトルクコンバータの場合には、冷却通路総体での開口断面積が略一定の値をとるように、冷却通路の数及び開口断面積を決定することが好ましい。従って、冷却通路の数をｎ倍に増やした場合には、それぞれの冷却通路の径(多角形状の孔の場合には辺の長さ）を概ね（１／ｎ1/2）倍とすれば良い。例えば、図１３に示すように、冷却通路３６の数を４つとした場合には、それぞれの冷却通路３６の径は、冷却通路３６を１つのみ形成した場合の１／２とすれば良い。但し、冷却通路の開口断面積があまりに小さくなると、オイルはそれ自身の粘性等によって流動が妨げられるおそれがあるので、このような流動抵抗が生じない範囲で冷却通路を大きくすることが好ましい。また、冷却通路を複数形成する場合には、摩擦材３４、フロントカバー２６及びロックアップピストン３０を偏りなく均一に冷却するという観点から、図１３にも示すように、ロックアップピストン３０の周方向に等しい間隔をあけて配置することが好ましい。
【００６６】摩擦材の例としても、上記に説明した摩擦材３４に限られず、ロックアップ時にフロントカバー２６とロックアップピストン３０とに接触して、摩擦抵抗によってこれらを一体的に回転させることが可能な構成とされていれば良い。例えば、摩擦材の数は１枚に限られず、複数枚の摩擦材が厚み方向に並べて設けられて、全体として本発明の摩擦材３４が構成されていても良い。
【００６７】また、上記説明では、本発明のロックアップクラッチ機構の例として、自動車のオートマチックトランスミッションと組み合わせて使用されるトルクコンバータを挙げたが、本発明がこれに限定されないのはもちろんである。要するに、入力側部材と出力側部材とを摩擦材を介して回転するように連結するロックアップクラッチ機構であって、摩擦材のロックアップ係合側油室側とロックアップ解放側油室側とで一定の圧力差が必要とされるようなロックアップクラッチ機構であれば良い。従って、一般的な流体クラッチであっても良い。特に、摩擦材の摩擦熱による温度上昇が問題となるロックアップクラッチ機構や、すべり状態が継続するいわゆるスリップ制御付きロックアップクラッチ機構等を冷却する場合に、特に有効である。
【００６８】
【発明の効果】請求項１に記載の発明では、ロックアップ係合側油室からの油圧力によってピストンとフロントカバーを摩擦材を介して接触させるロックアップクラッチ機構において、フロントカバー側に摩擦材を貼り付けると共に、ピストンにおける摩擦材の対向面の内周側となる部位にピストンを効果的に冷却するための冷却通路を設けたため、ピストンを効果的に冷却することができ、その結果としてスリップ制御作動領域（伝達トルクやスリップ回転数の範囲）を拡大できるという優れた効果を有する。
【００６９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のロックアップクラッチ機構において、冷却通路を通ったオイルが内周側から外周側または回転方向へと向かう速度成分を持つように流動方向を変換する変換手段を有するため、請求項１に記載の効果に加えて、更に効果的に冷却することができると共に、製造コストを増大させることもないという優れた効果を有する。
【００７０】請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のロックアップクラッチ機構において、変換手段が、冷却通路を傾斜させることにより構成されているため、請求項２に記載の効果に加えて、部品点数を増大させることなく変換手段を構成できるという優れた効果を有する。
【００７１】請求項４に記載の発明では、請求項２に記載のロックアップクラッチ機構において、変換手段が、フロントカバーとピストンとの間に設けられた傾斜面であるため、請求項２に記載の効果に加えて、傾斜面を設けるだけの簡単な構成で変換手段を構成できるという優れた効果を有する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３６０９
【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所
【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年６月１２日（２０００．６．１２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９０４９
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１３２８１９（Ｐ２００１−１３２８１９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１８日（２００１．５．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１７４７０２（Ｐ２０００−１７４７０２） |
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