JPH0223735B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は速度応答型遠心クラツチに関するもの
であつて、特にトルクコンバータ用のロツクアツ
プクラツチとして使用するのに好適な速度応答型
遠心クラツチに関するものである。

従来、トルクコンバータにおいて、回転速度が
上昇し遠心力が増加するに従い駆動側の入力軸と
被駆動側の出力軸とを接触摩擦により機械的に結
合させるロツクアツプクラツチが使用されてい
る。この様なロツクアツプクラツチは、通常、遠
心力の増加に伴い半径方向外側へ突出され駆動側
表面と摩擦接触するシユー組立体を有している。
更に、シユー組立体を介しての駆動側から被駆動
側への駆動力の伝達を滑らかにする為に、ダンパ
ーを設けることが提案されているが、この様なダ
ンパーを設けた場合にはクラツチが全体として大
型化するという欠点がある。トルクコンバータ等
に適用する場合には、クラツチ自体すでにかなり
寸法が大きいので、更に大型化されるということ
は、取り付けスペース上の問題のみならず、重量
が増大しコスト高となるという問題がある。

本発明は、以上の点に鑑みなされたものであつ
て、上述した如き従来技術の欠点を解消し、滑ら
かなクラツチ動作が可能であると共に全体として
小型な構成を有する速度応答型遠心クラツチを提
供することを目的とする。

以下、添付の図面を参考に本発明の具体的実施
の態様に付いて詳細に説明する。

第１図は、本発明クラツチをトルクコンバータ
のロツクアツプクラツチとして適用した場合の実
施例を示した断面図である。図示した如く、トル
クコンバータ１０の入力軸１１は駆動側であつ
て、入力軸１１と一体的にカバー１２が設けられ
ており、カバー１２上に円周上に固設した適数個
の突起１２ａを介してエンジン等の原動機に接続
されている。又、カバー１２と一体的にケーシン
グ１３が設けられている。ケーシング１３はポン
プ羽根車１４が固着されている。従つて、カバー
１２が駆動回転されると、ケーシング１３、ポン
プ羽根車４も共に回転される。トルクコンバータ
１０は更に矢印方向に流動される作動流体によつ
て回転されるタービン羽根車１６を有すると共
に、ステータ１５を有している。タービン羽根車
１６はリベツト１８によつてタービンハブ１７に
固着されている。タービンハブ１７は、出力軸と
して機能し、被駆動部材であるタービンシヤフト
に接続される。

以上の構成において、駆動側のカバー１２と被
駆動側のタービンハブ１７とは作動流体を介して
動作結合されて、回転駆動力がカバー１２からタ
ービンハブ１７へ伝達される。第１図に示したト
ルクコンバータ１０には、更にロツクアツプクラ
ツチが設けられており、回転速度が上昇すると駆
動側と被駆動側とが機械的摩擦力により結合され
る。この点に関し説明すると、略円板状のクラツ
チプレート２０がリベツト１８によつてタービン
ハブ１７に固着されており、クラツチプレート２
０にはリアクシヨンリング３０を介して複数個の
摩擦シユー組立体５０がその外周に沿つた適宜の
箇所に設けられている。後に詳説する如く、リア
クシヨンリング３０はクラツチプレート２０に担
持されており、それと大略一体的に回転するが、
所定の角度範囲に渡つてクラツチプレート２０に
対し相対的に回転自在である。

シユー組立体５０は、リアクシヨンリング３０
に対し半径方向外側に突出可能である様に設けら
れており、タービン羽根車１６、従つてクラツチ
プレート２０の回転速度が上昇してシユー組立体
５０に加わる遠心力が増加すると半径方向外側に
延在し、そのライニング５６がカバー１２の内表
面と摩擦接触し、これによりカバー１２と出力軸
１７とが機械的に結合される。一方、回転速度が
低下すると、シユー組立体５０は常時スプリング
の弾発力によつて半径方向内側へ向かつて付勢さ
れているので、遠心力に打ち勝つて半径方向内側
へ移動しライニング５６とカバー１２内表面との
間の接触状態を解除する。

第１図の下側に図示した如く、クラツチプレー
ト２０とそれに担持されているリアクシヨンリン
グ３０との間に介装されてダンパー部材としての
コイルスプリング４１（以下、ダンパースプリン
グとも呼称する、）が設けられている。後に詳説
する如く、ダンパースプリング４１は、リテーナ
プレート４０によつてクラツチプレート２０とリ
アクシヨンリング３０との間に介装されており、
ライニング５６がカバー１２と接触し、回転力が
カバー１２からシユー組立体５０を介してリアク
シヨンリング３０に伝達された場合に、リアクシ
ヨンリング３０から直接クラツチプレート２０に
回転力を伝達する代りに、ダンパースプリング４
１を介してクラツチプレート２０へ回転力を伝達
させる構成となつている。この様な構成とするこ
とにより、カバー１２からタービンハブ１７へク
ラツチプレート２０を介して直接機械的に回転力
が伝達される場合でも、極めて滑らかな駆動力の
伝達を行なうことが可能である。

ところで、本発明においては、上述した如きダ
ンパースプリング４１をシユー組立体５０と同一
円周上に配設したことを特徴としている。第１図
からも明らかな如く、ダンパースプリング４１と
シユー組立体５０とはその断面が比較的大きなも
のであるから、この様にダンパースプリング４１
とシユー組立体５０とを同一円周上、即ち本実施
例ではクラツチプレート２０の略外周に沿つて配
設することにより、特に軸方向の大きさを小さく
することが可能であり、装置全体を小型化するこ
とが可能である。

第２図は、クラツチプレート２０とリアクシヨ
ンリング３０の組み立て状態を示すと共に、本実
施例におけるシユー組立体５０（第２図において
は５０′及び５０″として示してある）とダンパー
スプリング４１の配設状態を示している。第２図
に示した如く、本実施例では、同一円周上に、６
個のシユー組立体５０と３個のダンパースプリン
グ４１とが設けられている（第２図中において
は、実際には、２傾のシユー組立体５０と３個の
ダンパースプリング４１が示されている。）尚、
後に詳説する如く、シユー組立体５０はそれに作
用される遠心力の大きさに応じてリアクシヨンリ
ング３０に対して半径方向に移動自在であり、そ
れが殆ど遠心力を受けることなく後退位置に位置
した場合を５０′で示してあり、一方大きな遠心
力を受けて半径方向外側に突出し作動位置に位置
した場合を５０″で示してある。従つて、５０″で
示した場合には、ライニング５６がカバー１２と
接触し、クラツチはロツクアツプ状態となる。

第３図は、第２図中−線に沿つて取つた断
面図であり、リアクシヨンリング３０とクラツチ
プレート２０とのダンパー部材４１による相対的
回転変位にヒステリシス特性を持たせる為のヒス
テリシス付与部の構造を示している。尚、この構
造は更に詳細に第７図に斜視図で示してあり、そ
の詳細に付いては後述する。簡単に説明すると、
シユー組立体５０を介してリアクシヨンリング３
０がカバー１２と接離される際にリアクシヨンリ
ング３０とクラツチプレート２０との間のダンパ
ースプリング４１を介しての力の伝達を滑らかな
ものとする為にリアクシヨンリング３０とクラツ
チプレート２０との間のダンパー特性にヒステリ
シスを与えている。

第４図は、クラツチプレート２０の構成を示し
た平面図であつて、大略円板状の形状を有してい
る。クラツチプレート２０の外周に沿つて６箇所
にシユー組立体取り付け部２１が設けられてお
り、各取り付け部２１の一部が片側（第４図中下
側）へ曲折されてタブ２５を形成している。本実
施例では、２個ずつ連続してシユー組立体取り付
け部２１が設けられている。又、図示例では、タ
ブ２５は６箇所設けられており、リアクシヨンリ
ング３０はこのタブ２５によつて案内され摺動し
てクラツチプレート２０と相対的な角度関係を変
化させる。

クラツチプレート２０の外周部には更に120度
間隔でダンパー取り付け用の突出部２２が形成さ
れている。各突出部２２には中央部に略矩形の窓
２２ａが穿設されており、両側には一対のピン挿
入孔２２ｃ，２２ｃが穿設されている。更に、突
出部２２の先端両側付近には、一対の切欠部２２
ｂ，２２ｂが刻設されている。又、クラツチプレ
ート２０の中心部にはタービンハブ１７に挿入さ
れる中心孔２４が形成されており、その周りの適
宜の箇所には複数個の取り付け孔２３が穿設され
ており、第１図に示した如く、リベツト１８が孔
２３に挿入されてクラツチプレート２０がタービ
ンハブ１７に固定される。

第５図は、第４図中−線に沿つたクラツチ
プレート２０の断面図である。シユー組立体取り
付け部２１の一部を曲折してタブ２５が形成され
た状態を示すと共に、ダンパー取り付け用の突出
部２２に形成した窓２２ａの上下側部を片側へ折
曲げて傾斜部２６を形成した状態を示している。
この様な上下一対の傾斜部２６を形成することに
より、クラツチプレート２０とリアクシヨンリン
グ３０との間に介装されるダンパースプリング４
１の坐りを良くしている。

第６図は、リアクシヨンリング３０の全体的構
成を示した平面図であつて、前述したクラツチプ
レート２０の構成に対応して６箇所のシユー組立
体取り付け部３１が周方向に沿つて適宜の位置に
形成されており、且つダンパー取り付け用の突出
部３２が120度の角度関係をもつて対称的に形成
されている。リアクシヨンリング３０の内周に沿
つてフランジ部３４が形成されており、このフラ
ンジ部３４はその先端がクラツチプレート２０と
摺動自在に当接する。クラツチプレート２０の曲
折タブ２５は、リアクシヨンリング３０のフラン
ジ内径部３４ａ、フランジ外径部３４ｂ、又はシ
ユー取り付け部３１の溝外径部３１ｂの何れかと
回転方向に摺動する構成とすることが可能であ
る。又、隣接する一対のシユー組立体取り付け部
３１，３１の間に中間突出部３３が形成されてい
る。各シユー組立体取り付け部３１の両側に一対
の取り付け用孔３１ａ，３１ａが設けられてい
る。

ダンパー取り付け用突出部３２の中央には略矩
形の保持孔３２ａが穿設されており、ダンパース
プリング４１をその中に収納することを可能とし
ている。保持孔３２ａの両側にはスロツト３２
ｂ，３２ｂが設けられており、後述する如く、こ
のスロツト３２ｂの長さによつてリアクシヨンリ
ング３０のクラツチプレート２０に対する相対的
角度変位の範囲を規制している。

第７図は、ダンパー取り付け部及びヒステリシ
ス付与部の詳細な構成を示した斜視図である。第
２図及び第３図をも参考にこの部分の構成に付い
て説明する。クラツチプレート２０の突出部２２
は、リテーナスプリング４５及びフエーシング４
４を保持するフエーシングプレート４３を介して
リアクシヨンリング３０の突出部３２に相対して
おり、更にリテーナスプリング４０が同じくフエ
ーシング４４を保持するフエーシングプレート４
３を介してクラツチプレート２０とは反対側から
リアクシヨンリング３０の突出部３２に取り付け
られている。リテーナスプリング４５は上部曲折
部４５ａを有しており、この曲折部４５ａは組み
立て状態において、クラツチプレート２０の切欠
部２２ｂ内に挿入され自己回転を防止している。
更に、リテーナスプリング４５は、フエーシング
プレート４３を介してフエーシング４４をリアク
シヨンリング３０の突出部３２の両側から圧接す
る作用をしている。リテーナスプリング４５は、
更に、側部曲折部４５ｂを有しており、フエーシ
ングプレート４３を抱きかかえてそれが回転する
ことを防止している。一方、リテーナスプレート
４０の下側には一対の突起４０ｃが突設されてお
り、フエーシングプレート４３の下側に当接して
フエーシングプレート４３の回転を防止してい
る。

リテーナプレート４０及びリアクシヨンリング
３０はリベツト４２によつてクラツチプレート２
０に装着されるが、リベツト４２の小径部４２ｂ
及び４２ｃがリテーナプレート４０の円形孔４０
ｂ及びクラツチプレート２０の円形孔２２ｃに挿
入され先端部をかしめて軸方向に分解不能に一体
化されており、リベツト４２の太径部４２ａはリ
アクシヨンリング３０のスロツト３２ｂ内に位置
される。従つて、リアクシヨンリング３０のクラ
ツチプレート２０に対する相対的な角度変位はリ
ベツト４２とスロツト３２ｂとの間の位置関係に
よつて決定される。

リアクシヨンリング３０のスプリング保持孔３
２ａ内にダンパースプリング４１が収納され、組
み立てられた状態では、ダンパースプリング４１
はクラツチプレート２０及びリテーナプレート４
０の夫々の窓２２ａ及び４０ａ内にも一部収納さ
れて、クラツチプレート２０及びリテーナプレー
ト４０と係合された状態となる。従つて、リアク
シヨンリング３０が後述する如くシユー組立体５
０を介して回転力を受けると、その回転力はダン
パースプリング４１を介してクラツチプレート２
０に伝達される。この状態を第８ａ図及び第８ｂ
図に模式的に示してある。又、ロツクアツプされ
たときの回転駆動力の伝達経路をブロツク図で第
９図に示してある。

第１０ａ図乃至第１０ｅ図は、シユー組立体５
０の詳細な構成とその動作状態を示した説明図で
ある。シユー組立体５０は、カバー１２の内周面
と接離自在なライニング５６と、ライニング５６
を保持するシユー５１と、ウエイト５２と、リト
ラクタースプリング５３と、メインスプリング５
４と、ピン５５とを有している。この様な構成を
有するシユー組立体５０を具備した遠心式ロツク
アツプクラツチはトルクリミターとしての機能を
有し、その場合の典型的なトルク性能曲線を第１
１図に示してある。この場合のトルク曲線は４段
に折れ曲がつており、中及び低速度領域ではトル
ク容量が相対的に高く、一方高速度領域ではトル
ク容量があまり増加しない特性となつている。

シユー組立体５０の動作を４つの速度領域に分
けて以下説明する。第１１図のトルク曲線中、Ａ
で示した領域は低速度非作動領域であり、この場
合のシユー組立体５０の状態を第１０ａ図に示し
てある。即ち、この状態においては、ライニング
５６、シユー５１及びウエイト５２に作用する遠
心力よりもリトラクタースプリング５３の復帰力
が大きいので、ライニング５６は内側に引き寄せ
られており、カバー１２の内表面から離隔されて
いる。従つて、この状態においては、クラツチは
非結合状態にあり、トルクの伝達は行なわれな
い。一方、回転が除々に増加し、ライニング５６
等に作用する遠心力がリトラクタースプリング５
３の弾発力より僅かに大きくなると、ライニング
５６がカバー１２と接触し、カバー１２からシユ
ー５１を介してリアクシヨンリング３０へのトル
ク伝達が開始される。この状態を第１０ｂ図に示
してあり、第１１図のトルク曲線中のＡ点′に対
応する。

第１１図のトルク曲線中Ｂで示した部分は、中
速度−低速度遠心クラツチ領域であり、シユー組
立体５０の状態を第１０ｃ図に示してある。この
場合には、ウエイト５２に作用する遠心力によつ
てメインスプリング５４が屈曲しウエイト５２が
シユー５１のコ字状下端部５１ａから離隔して浮
き上がつた状態となる。ウエイト５２に作用する
遠心力の一部は、リトラクタースプリング５３か
らピン５５へ伝達されるが、その大部分はメイン
スプリング５４を介してライニング５６をカバー
１２へ押し付けるべく機能しトルクを伝達する力
となる。一方、ライニング５６とシユー５１に作
用する遠心力はウエイト５２の動きとは無関係に
直接ライニング５６をカバー１２に押し付ける力
となる。従つて、この領域では、トルク伝達に必
要なライニング５６の押し付け力は、（ライニン
グ56とそのシユー51自体に作用する遠心力）＋（ウ
エイト52に作用する遠心力）−（リトラクタースプ
リング53の復帰力）である。更に回転数が高くな
りウエイト５２に作用する遠心力が大きくなつて
メインスプリング５４がそれだけ大きく屈曲する
と、ウエイト５２の両端部がリトラクタースプリ
ング５３を介してピン５５に当接し、それ以上半
径方向外側へは移動しなくなる。

次に、トルク曲線中のＣで示した部分は中速度
−高速度トルクリミツター領域であり、シユー組
立体５０の状態は第１０ｄ図に対応する。この場
合、回転数が高い為に、ウエイト５２は完全に両
端のピン５５へ押し付けられて止まつている。こ
の状態では、ウエイト５２に働く遠心力は直接ウ
エイト５２からピン５５そしてリアクシヨンリン
グ３０へと逃げ、ライニング５６へは伝達されな
い。従つて、この領域では、クラツチの伝達トル
クはライニング５６及びそのシユー５１に作用す
る遠心力によつて発生する摩擦力のみによつて決
定され、回転数の増加に体するトルクの増加率は
前のＢ領域よりも大幅に低下し、所謂トルクリミ
ツターの状態となる。

最後のトルク曲線中Ｄで示した領域は、高速度
領域であり、シユー組立体５０の状態は第１０ｅ
図に対応する。この状態では、メインスプリング
５４がそれぞれ自身に作用する遠心力によつて半
径方向外側へ大きく屈曲されウエイト５２及びリ
トラクタースプリング５３から離れるので、ウエ
イト５２がメインスプリング５４をカバー１２側
に向かつて押し付ける図中上向の押し付け荷重が
無くなる。Ｃ領域では、メインスプリング５４に
作用する遠心力はウエイト５２の押し付け荷重と
相殺されているが、Ｄ領域ではメインスプリング
５４に作用する遠心力はそのままライニング５６
へ伝達される為、クラツチの伝達トルクがその分
だけ大きくなり、トルク容量がやや増加する。

次に、本発明の別の実施例を第１２図乃至第１
４図を参考に説明する。前述した実施例において
は、シユー組立体５０を担持するリアクシヨンリ
ング３０がクラツチプレート２０とリテーナプレ
ート４０との間に介装されていたが、本実施例に
おいては、クラツチプレート２０′をリアクシヨ
ンリング３０′とリテーナプレート４０′との間に
介装させている。尚、第１２図乃至第１４図に示
した実施例においては、前述した実施例の要素に
対応する要素には同一の番号にダツシユを付して
示してあり、又同一の要素には同一の番号を付し
て示してある。クラツチプレート２０′に設けら
れたタブ２５′は前述した実施例の場合と反対側
に突出して設けられており、リアクシヨンリング
３０′のフランジ部３４′を摺動自在に案内してい
る。又、リアクシヨンリング３０′には、一対の
段差部６０が各ダンパー取り付け部３２′に形成
されており、リアクシヨンリング３０′を部分的
にクラツチプレート２０′に近接させている。こ
の様な構成とすることにより、小さな径のダンパ
ースプリング４１を使用することを可能としてい
る。

本実施例では、第１３図に示した如く、クラツ
チプレート２０′とリアクシヨンリング３０′とリ
テーナプレート４０′とを一体的に保持している
リベツト４２′の箇所にヒステリシス付与構造を
設けていないが、前述した第３図に示した実施例
の如く、ダンパースプリング４１のダンパー特性
にヒステリシスを与える為に、第３図と同様なヒ
ステリシス付与構造を設けることが可能であるこ
とは勿論である。

更に、第２図及び第１２図に示した夫々の実施
例に設けたシユー組立体５０（不作動位置にある
ものを５０′で示してあり、作動位置にあるもの
を５０″で示してある。）には、第１０ａ図乃至第
１０ｅ図に示したシユー組立体５０の構成に更に
シユーウエイト５７が付加的に設けられている。
このシユーウエイト５７は別体に形成されてシユ
ー組立体５０内に組み込まれるものであるが、組
み込まれるとシユー５１と一体化されてシユー５
１の一部として作用する。即ち、この様な構成と
することにより、単にシユーウエイト５７の重量
を変えることにより異なつた特性を与える事が可
能となる。

以上、詳説した如く、本発明よれば、クラツチ
動作が極めて滑らかであると共に全体的に小型の
構成を有する速度応答型遠心クラツチを提供する
ことが可能である。又、シユー組立体及びダンパ
ー部材を同一円周上に配設させているので、小さ
なスペースに組み込むことが可能であり、システ
ム全体の小型化が図られ、コストが低減化される
ので、その実用的効果は著しい。

以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細
に説明したが、本発明はこれら具体例にのみ限定
されるべきものでは無く、本発明の技術的範囲を
逸脱すること無しに種々の変形が可能であること
は勿論である。例えば、上述した実施例において
は、ダンパー部材としてスプリングを使用た場合
を示したが、本発明はこれに限定されるべきもの
ではなく、ゴムその他の適宜の部材を使用可能な
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明クラツチをトルクコンバータに
適用した場合の１実施例を示した概略断面図、第
２図は第１図のトルクコンバータに設けられてい
る本クラツチの組み立て状態を示した概略図、第
３図は第２図中−線に沿つて取つた断面図、
第４図はクラツチプレート２０を示した平面図、
第５図は第４図中−線に沿つて取つた断面
図、第６図はリアクシヨンリング３０を示した平
面図、第７図はダンパー部の組み立て状態を示し
た分解斜視図、第８ａ図及び第８ｂ図はダンパー
部の動作を説明する各説明図、第９図はトルクの
伝達経路を示したブロツク図、第１０ａ図乃至第
１０ｅ図はシユー組立体５０の各速度領域におけ
る状態を示した各説明図、第１１図は本クラツチ
の典型的なトルク性能曲線を示したグラフ図、第
１２図は本発明の別の実施例を示した概略図、第
１３図は第１２図中の−線に沿つた部分断面
図、第１４図は第１２図中の−線に沿つた断
面図である。 （符号の説明）、２０：クラツチプレート、３
０：リアクシヨンリング、４１：ダンパースプリ
ング、５０：シユー組立体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸に固着される略円板状のクラツチプレ
   ートと、前記クラツチプレートに対し相対的に回
   転可能に保持したリアクシヨンリングと、前記リ
   アクシヨンリングに保持され遠心力によつて半径
   方向外側に移動自在な複数個のシユー組立体と、
   前記クラツチプレートとリアクシヨンリングとの
   間に介装され前記シユー組立体と同一円周上に配
   設された複数個のダンパー部材とを有することを
   特徴とする速度応答型遠心クラツチ。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記クラツ
   チがトルクコンバータ用のロツクアツプクラツチ
   であることを特徴とする速度応答型遠心クラツ
   チ。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記ダンパ
   ー部材がコイルスプリングであることを特徴とす
   る速度応答型遠心クラツチ。 ４ 特許請求の範囲第２項において、前記ダンパ
   ー部材がゴムであることを特徴とする速度応答型
   遠心クラツチ。 ５ 特許請求の範囲第２項において、前記クラツ
   チプレートとリアクシヨンリングとの間にヒステ
   リシス付与部が設けられており、前記ダンパー部
   材による弾発力で前記クラツチプレートとリアク
   シヨンリングとの間の相対的回転変位にヒステリ
   シスを与えることを特徴とする速度応答型遠心ク
   ラツチ。