JP2007155103A - 動力伝達装置の連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達装置の入力部に設けられた連結部材の負担を軽減することを可能にする動力伝達装置の連結構造を提供する。
【解決手段】トルクコンバータ（動力伝達装置）１０のフロントカバー（入力部）２０に設けられたセンターピース（連結部材）１２０に形成された凸部１２０Ｂをエンジン（動力源）のクランクシャフト（出力軸）１００に形成された穴（凹部）１００Ｂに嵌合させ、両者を同心に連結する動力伝達装置の連結構造であって、前記凸部と前記凹部との嵌合により形成される内部空間Ｓを、外部に連通させる切欠（連通手段）１２０Ｄを設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力伝達装置の入力部に設けられた連結部材と動力源の出力軸との連結構造、より詳しくは、自動車用自動変速機等に用いられるトルクコンバータとエンジンのクランクシャフトとの連結に好適な連結構造に関する。

一般に、有段および無段を問わず、自動車用の自動変速機に用いられる動力伝達装置としてのトルクコンバータと動力源としてのエンジンの出力軸であるクランクシャフトとは、それぞれの回転中心が一致される、いわゆる同心に連結される必要がある。そのための連結構造として、従来、例えば、特許文献１に記載の構造が知られている。

この特許文献１に記載の連結構造においては、フロントカバーおよびポンプシェルからなるトルクコンバータ外殻内に配設されたポンプインペラ、タービンランナおよびステータを備えるトルクコンバータの該フロントカバーの前面中央にセンターピースが溶接されると共に、同じく前面の同一半径位置に複数個のセットブロックが溶接されている。そして、クランクシャフト端面の回転軸中心には位置決めのための穴が穿設されており、上述のセンターピースが前記穴に嵌合されることにより、トルクコンバータとクランクシャフトとの同心性が確保されると共に、上記セットブロックに、エンジンのクランクシャフトに固定されたドライブプレートがボルトにより固定されることにより、トルクコンバータが、ドライブプレートを介してクランクシャフトと動力伝達可能に連結されるように構成されている。

なお、前記トルクコンバータ内は作動油で満たされており、前記ドライブプレートを介して前記トルクコンバータ外殻を構成するポンプシェルに伝達されたエンジンの駆動力は、前記作動油を介してポンプインペラからタービンランナに伝達され、該タービンランナと動力伝達可能に連結された出力軸から変速装置へ出力される。また、前記ステータは、自動変速装置のハウジングに設けられたスリーブにワンウェイクラッチを介して支持されており、ポンプインペラとタービンランナの回転差が大きい、いわゆるコンバータ領域において、トルクの増幅作用を行う。さらに、ロックアップピストンがトーショナルダンパーを介してタービンランナと動力伝達可能に連結されており、車両の走行状態に応じてフロントカバー側に押圧されてエンジンからの駆動力を作動油を介さずに直接タービンランナに伝達するようにされている。

特開平９−１５９００５号公報

上述の特許文献１に記載の連結構造においては、フロントカバーの前面中央に溶接されたセンターピースが、クランクシャフト端面の回転軸中心に穿設された穴に嵌合されて両者が連結されていることから、センターピースと穴の底部との間には密閉された内部空間が形成されている。

ところで、上述のトルクコンバータは内部に充填された作動油により動力伝達を行うものであり、そして、動力伝達時にはポンプの作用によりトルクコンバータ内の油圧が上昇するので、トルクコンバータ外殻には内圧上昇による応力が発生し、フロントカバーの回転軸方向への変形が発生する。この結果、これに溶接されているセンターピースについても同様に回転軸方向への移動が生ずることになる。

すると、上記密閉された内部空間は、このセンターピースの移動により閉じ込められた空気の圧縮および膨張を繰り返し、この密閉された内部空間内に熱が発生すると共に、センターピースに対しては回転軸方向への引張りおよび圧縮作用が繰返されることになる。結果として、センターピースに対してもこの分の引張りおよび圧縮力が作用し、強度的に好ましくなく、必要以上に溶接強度等を上げざるを得ないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、かかる従来の問題を解消し、動力伝達装置の入力部に設けられた連結部材の負担を軽減することを可能にする動力伝達装置の連結構造を提供することにある。

上記目的を達成する本発明による動力伝達装置の連結構造は、動力伝達装置の入力部に設けられた連結部材と動力源の出力軸とのいずれか一方に形成された凸部を、そのいずれか他方に形成された凹部に嵌合させ、両者を同心に連結する動力伝達装置の連結構造であって、前記凸部と前記凹部との嵌合により形成される内部空間を、外部に連通させる連通手段を設けたことを特徴とする。

上述構成によれば、前記凸部と前記凹部との嵌合により形成される内部空間が連通手段により外部に連通されるので、動力伝達装置の入力部に設けられた連結部材が回転軸方向に移動したとしても内部空間における空気の圧縮および膨張が生ずることがない。従って、連結部材に対しても引張りおよび圧縮力が作用しないので、連結部材の負担を軽減することができる。

ここで、前記連結部材は、動力伝達装置のフロントカバーに溶接されたセンターピースであり、前記連通手段が該センターピースの凸部外周面に設けられた切欠であってもよい。

この構成によれば、動力伝達装置のフロントカバーに溶接されたセンターピースが回転軸方向に移動したとしても内部空間における空気の圧縮および膨張が生ずることがない。従って、センターピースの溶接部に対しても引張りおよび圧縮力が作用しないので、センターピースの溶接部の負担を軽減することができると共に、動力伝達装置の取り外しに際しセンターピースが動力源の出力軸に形成された凹部内に残存した場合でも、センターピースの凸部外周面に設けられた切欠を利用することにより、センターピースを容易に取外すことができる。

また、前記連結部材は、動力伝達装置のフロントカバーに溶接されたセンターピースであり、前記連通手段が該センターピースの凹部に嵌合される前記出力軸の凸部外周面に設けられた切欠であってもよい。

この構成によれば、上記と同様に、センターピースの溶接部に対しても引張りおよび圧縮力が作用しないので、センターピースの溶接部の負担を軽減することができると共に、動力伝達装置の取り外しに際しセンターピースが外れた場合でも、センターピースはその凹部が前記出力軸の凸部に嵌合されているので、特別な工具等を必要とすることなく容易に取外すことができる。

本発明による動力伝達装置の連結構造の第１の実施形態を図１および図２に基づき説明する。

まず、本発明が適用される動力伝達装置としてのトルクコンバータ１０の概要について、図１を参照しながら説明する。

トルクコンバータ１０は、図１に示されるように、フロントカバー２０およびポンプシェル２２からなるトルクコンバータ外殻２４内に配設されたポンプインペラ３０、タービンランナ４０、タービンハブ５０、ステータ６０、ロックアップクラッチ機構７０、及び、ダンパ装置８０等により構成されている。

このように構成されたトルクコンバータ１０において、図示されないエンジンからクランクシャフト１００を介して伝達される回転は、後述のように、ドライブプレート１１０およびフロントカバー２０を介してポンプインペラ３０に伝達され、該ポンプインペラ３０の回転に伴って発生する作動油の流れによってタービンランナ４０を回転させ、該タービンランナ４０の回転を不図示の変速装置の入力軸に伝達するようになっている。ステータ６０は、ポンプインペラ３０とタービンランナ４０との回転速度差が大きい時に、作動油の流れをポンプインペラ３０の回転を助ける方向に変換する。なお、ステータ６０の回転方向は、ワンウェイクラッチ６５によって一方向のみの回転に制限される。これにより、トルクコンバータ１０は、ポンプインペラ３０とタービンランナ４０との回転速度差が大きい時には、前述のようにトルク増幅機として作動し、両者の回転速度差が小さくなると、流体継手として作動する。

そして、車両の発進後、車両速度が所定の速度に達すると、ロックアップクラッチ機構７０が作動され、エンジンからフロントカバー２０に伝えられた動力が、出力部材としてのタービンハブ５０に直接伝達されるようになり、これにより、エンジンと不図示の変速装置の入力軸とが直結される。なお、ロックアップクラッチ機構７０の入力側のピストン７５と、出力側のタービンハブ５０との間に介設されているダンパ装置８０によって、ロックアップＯＮ時にフロントカバー２０からタービンハブ５０に伝達されるトルクの変動が吸収されることになる。

フロントカバー２０はプレス加工により製造され、平面形状を円形とした円盤状部２０Ａと、該円盤状部２０Ａの縁部を絞り加工により円筒状に形成した円筒部２０Ｂとからなる部材であり、前記円盤状部２０Ａには連結部材としてのセンターピース１２０および複数個のセットブロック１２２が溶接により取り付けられ、前記円筒部２０Ｂの端部は、ポンプシェル２２の端部に衝合され、溶接により接合されている。本実施の形態においては、前記フロントカバー２０の円盤状部２０Ａの同一半径位置に等角度間隔で４個のセットブロック１２２が溶接により固定されている。該セットブロック１２２には、ドライブプレート１１０をボルトで固定するための雌ねじ１２２Ａが形成されている。

そして、フロントカバー２０の前面中央部に溶接されるセンターピース１２０が、本実施の形態においては、以下のように形成されている。すなわち、センターピース１２０は、基本形状が円柱状の柱体部１２０Ａと、この柱体部１２０Ａから径方向に突出する環状突出部１２０Ｂとから形成され、柱体部１２０Ａの一端には軽量化ないしは加工時の芯だしのための座繰り穴１２０Ｃが穿設されている。そして、本発明に云う凸部である、この環状突出部１２０Ｂの外周面には、図２に示すように連通手段としての切欠１２０Ｄが設けられている。なお、本実施の形態では、切欠１２０Ｄが環状突出部１２０Ｂの外周面における平行な二面、いわゆる二面幅として形成されている。

一方、クランクシャフト１００においては、その端部にフランジ１００Ａが形成されると共に、その端面の回転軸中心に凹部としての穴１００Ｂが穿設されている。また、フランジ１００Ａには、ドライブプレート１１０をボルトで固定するための雌ねじ１００Ｃが複数個形成されている。

上記構成になる本実施の形態においては、まず、治具を用いて、フロントカバー２０の前面中央部にセンターピース１２０の柱体部１２０Ａの他端が溶接され、さらに、複数個（本実施の形態においては４個）のセットブロック１２２が治具を用いて位置決めされつつ、フロントカバー２０前面の同一半径位置にそれぞれ溶接される。一方、エンジンのクランクシャフト１００においては、ドライブプレート１１０がボルトを雌ねじ１００Ｃに締付けることにより固定される。

そして、エンジンと自動変速機を連結するに際しては、センターピース１２０がクランクシャフト１００の穴１００Ｂに嵌合された後、ドライブプレート１１０がボルトをセットブロック１２２の雌ねじ１００Ｃに締付けることにより固定される。かかる状態では、センターピース１２０の環状突出部１２０Ｂの外周面とクランクシャフト１００の穴１００Ｂとの嵌合でもって同心性が確保される。同時に、嵌合により形成される内部空間Ｓは連通手段としての切欠１２０Ｄにより外部に連通されるので、前述したように、センターピース１２０が回転軸方向に移動したとしても、内部空間Ｓ内の空気に圧縮および膨張が生ずることがない。従って、センターピース１２０の溶接部に対しても引張りおよび圧縮力が作用しないので、溶接部の負担を軽減することができるのである。なお、本実施の形態においては、切欠１２０Ｄとして二面幅を形成したが、これに限定されないことは云うまでも無く、要するに、内部空間Ｓを外部に連通する形態であれば如何なる形態でもよい。例えば、環状突出部１２０Ｂの外周面またはクランクシャフト１００の穴１００Ｂの内周面に回転軸方向の連通溝を形成してもよい。この観点から、本明細書に云う切欠とは、溝や通路をも含む意味で用いられている。

また、車両の点検や整備の際の自動変速機脱着作業におけるトルクコンバータ取り外し作業のときなどに、トルクコンバータが抉られて取り外されるおそれがあり、このような場合には、溶接部が破断されてセンターピースがクランクシャフトに穿設された穴内に残存するおそれもある。仮に、センターピースが穴内に残存すると、従来技術の場合、センターピースは密閉された内部空間を形成する程に密に嵌合されているので、その取り外しは容易ではないが、この第１の実施形態では、仮に、トルクコンバータ１０の取り外しの際にセンターピース１２０がエンジンのクランクシャフト１００の穴１００Ｂ内に残存した場合でも、センターピース１２０の環状突出部１２０Ｂの外周面に設けられた切欠１２０Ｄとしての二面幅を利用することにより、例えばフック状の工具を挿入してセンターピース１２０を容易に取外すことができる。

次に、本発明による動力伝達装置の連結構造の第２の実施形態を図３および図４に基づき説明する。

この第２の実施形態は、第１の実施形態がトルクコンバータのフロントカバーに溶接により設けられた凸部としてのセンターピースをエンジンのクランクシャフトに形成された凹部としての穴に嵌合させたのに対し、クランクシャフトに形成された凸部としての突起をセンターピースに形成された凹部としての穴に嵌合させるようにしたものである。なお、第１の実施形態と同一機能部位については同一符号を用い、重複説明を避ける。

本第２の実施形態においては、センターピース１２０’は、基本形状が円柱状の柱体部１２０Ａ’に、この柱体部１２０Ａ’の一端から凹部としての穴１２０Ｂ’が穿設されて形成されている。一方、クランクシャフト１００’においては、その端部にフランジ１００Ａ’が形成されると共に、その端面の回転軸中心に凸部としての柱状の突起１００Ｂ’が突設されている。また、フランジ１００Ａ’には、ドライブプレート１１０をボルトで固定するための雌ねじ１００Ｃ’が複数個形成されている。そして、本発明に云う凸部である、この突起１００Ｂ’の外周面には、図４に示すように、連通手段としての切欠１００Ｄ’が設けられている。なお、本第２の実施形態においても、切欠１００Ｄ’が突起１００Ｂ’の外周面における平行な二面、いわゆる二面幅として形成されている。しかしながら、連通手段としてしては、前にも述べたが、この形態に限らず、柱状の突起１００Ｂ’の外周面またはセンターピース１２０’の穴１２０Ｂ’の内周面に回転軸方向の連通溝を形成してもよい。

そして、エンジンと自動変速機を連結するに際して本第２の実施形態では、センターピース１２０’の穴１２０Ｂ’にクランクシャフト１００’の突起１００Ｂ’が嵌合された後、ドライブプレート１１０がボルトをセットブロック１２２の雌ねじ１００Ｃに締付けることにより固定される。かかる状態では、センターピース１２０’の穴１２０Ｂ’の内周面とクランクシャフト１００’の突起１００Ｂ’との嵌合でもって同心性が確保される。同時に、嵌合により形成される内部空間Ｓは連通手段としての切欠１２０Ｄにより外部に連通されるので、前述したように、センターピース１２０’が回転軸方向に移動したとしても、内部空間Ｓ’内の空気に圧縮および膨張が生ずることがない。従って、センターピース１２０’の溶接部に対しても引張りおよび圧縮力が作用しないので、溶接部の負担を軽減することができるのである。

さらに、本第２の実施形態によれば、トルクコンバータの取り外しに際し、仮に、センターピース１２０’が外れた場合でも、センターピース１２０’はその凹部の穴１２０Ｂ’がクランクシャフト１００’の突起１００Ｂ’に嵌合されているので、外部に露出しており、特別な工具等を必要とすることなく容易に取外すことができる。

本発明の第１の実施形態に係るトルクコンバータの連結構造を示す断面図である。 図１において、ＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るトルクコンバータの連結構造の要部を示す断面図である。 図３において、ＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

符号の説明

１０ トルクコンバータ
２０ フロントカバー
３０ ポンプインペラ
４０ タービンランナ
５０ タービンハブ
６０ ステータ
１００ クランクシャフト
１００Ａ フランジ
１００Ｂ 穴
１００’ クランクシャフト
１００Ａ’ フランジ
１００Ｂ’ 突起
１００Ｄ’ 切欠
１２０ センターピース
１２０Ａ 柱体部
１２０Ｂ 環状突出部
１２０Ｃ 座繰り穴
１２０Ｄ 切欠
１２０’ センターピース
１２０Ａ’ 柱体部
１２０Ｂ’ 穴
１２２ セットブロック

Claims (3)

1. 動力伝達装置の入力部に設けられた連結部材と動力源の出力軸とのいずれか一方に形成された凸部を、そのいずれか他方に形成された凹部に嵌合させ、両者を同心に連結する動力伝達装置の連結構造であって、
   前記凸部と前記凹部との嵌合により形成される内部空間を、外部に連通させる連通手段を設けたことを特徴とする動力伝達装置の連結構造。
2. 前記連結部材は、動力伝達装置のフロントカバーに溶接されたセンターピースであり、前記連通手段が該センターピースの凸部外周面に設けられた切欠であることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の連結構造。
3. 前記連結部材は、動力伝達装置のフロントカバーに溶接されたセンターピースであり、前記連通手段が該センターピースの凹部に嵌合される前記出力軸の凸部外周面に設けられた切欠であることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の連結構造。

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