JP2008101741A - 流体伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＴＦを排出しやすい構造の流体伝動装置を提供する。
【解決手段】トルクコンバータ１は、クランクシャフト１０３に接続されてクランクシャフト１０３とともに回転することが可能であり、第１油圧室１０ａおよび第２油圧室１０ｂを構成するフロントカバー３と、フロントカバー３の回転軸６０に着脱自在に設けられたセンターピース１０１とを備える。センターピース１０１は、フロントカバー３の貫通孔３０５に係合しており、センターピース１０１を取り外すことで貫通孔３０５から第１油圧室１０ａおよび第２油圧室１０ｂのＡＴＦを排出することが可能である。
【選択図】図１

Description

この発明は流体伝動装置に関し、より特定的には動力装置に接続される流体伝動装置に関するものである。

従来、流体伝動装置は、たとえば特開平１１−１９７７５６号公報（特許文献１）に開示されている。
特開平１１−１９７７５６号公報

従来の流体伝動装置では、油圧室内の作動流体を抜き取ることが困難であるという問題があった。

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、油圧室内の作動流体の抜き取りを容易にすることが可能な流体伝動装置を提供することを目的とする。

この発明に従った流体伝動装置は、入力シャフトと出力シャフトに接続される流体伝動装置であって、入力シャフトに接続されて入力シャフトとともに回転することが可能であり、油圧室を構成するフロントカバーと、フロントカバーの回転中心に着脱自在に設けられたセンターピースとを備え、センターピースは入力シャフトと同一軸上に設けられ、センターピースはフロントカバーの貫通孔に係合しており、センターピースを取り外すことで貫通孔から油圧室内の作動流体を排出することが可能である。

このように構成された流体伝動装置では、センターピースを取り外すことで貫通孔から油圧室内の作動流体を排出でき、作動流体の排出が容易となる。

好ましくは、フロントカバーは回転軸から外周に向かって延在しており、外周から回転軸に近づくにつれてフロントカバーが油圧室の軸方向長さを長くするようにフロントカバーが構成されている。この場合、回転軸に近づくにつれて、すなわち中心側に向かって油圧室の軸方向長さが長くなるようにフロントカバーが構成されるため、フロントカバーが回転軸に向かって傾斜することになる。その結果、中心に設けられるセンターピースを取り外せば貫通孔から容易に作動流体を排出することが可能である。

好ましくは、フロントカバーは回転軸から外周に向かって回転軸に直交するように延在している。この場合、フロントカバーのサイズを小さくできる。

好ましくは、センターピースは入力シャフトに係合して入力シャフトから動力が伝達される。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では、同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各々の実施の形態を組合せることも可能である。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従ったトルクコンバータの断面図である。図１を参照して、トルクコンバータ１は、エンジンのクランクシャフト１０３からアウトプットシャフト６へトルクを伝達するための装置である。図１の左側にエンジンが配置されて、図１の右側にトランスミッションが配置される。クランクシャフト１０３およびアウトプットシャフト６はいずれも回転軸６０を中心として回転することが可能である。

トルクコンバータ１は、流体作動室と、ロックアップ機構７０とにより構成され、流体作動室は、３種類の羽根車であるタービンランナー４０と、ポンプインペラ３０と、ステータ２３とを有する。

トルクコンバータ１の前側、すなわちエンジンに近い側には円盤形状のフロントカバー３が配置されており、回転軸６０から外側に延びるように、すなわちラジアル方向に延びるようにフロントカバー３が位置している。フロントカバー３はトルクコンバータ１の前面筐体として作用する。フロントカバー３にはポンプシェル３３が固定されており、フロントカバー３とポンプシェル３３とにより所定の空間を構成し、この空間内にトルクコンバータ１のさまざまな要素が配置される。トルクコンバータ１とインペラシェル（ポンプシェル）３３とで取り囲まれる空間はほぼ密閉された空間であり、この空間内に作動流体としてのオートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）が封入されている。

フロントカバー３はエンジンからの動力を受けとる部材であり、エンジンのクランクシャフト１０３からドライブプレート１０７を介してフロントカバー３へ動力が入力されるとフロントカバー３が回転し、この回転力がポンプシェル３３へ伝わる。

ポンプシェル３３はポンプインペラ３０を構成しており、ポンプシェル３３はポンプインペラ３０の外側の構成部材である。ポンプインペラ３０はタービンランナー４０と向かい合うように配置され、アウトプットシャフト６の回転軸６０を中心として回転することが可能である。ポンプインペラ３０には、ＡＴＦをタービンランナー４０へ向かって押し出すような形状のブレード３１が設けられており、ポンプインペラ３０が回転することでポンプインペラ３０近傍のＡＴＦはブレード３１によりタービンランナー４０へ向かって押し出される。

ステータ２３は、ポンプインペラ３０とタービンランナー４０との間に介在し、タービンランナー４０からポンプインペラ３０へ流れるＡＴＦの流れ方向を変える働きをする。ステータ２３はワンウェイクラッチ３７を介して固定シャフト３９に取り付けられており、一方向にのみ回転することが可能である。ワンウェイクラッチ３７としては、ローラー、スプラグまたはラチェットを用いる構造を採用することができる。ステータ２３はタービンランナー４０からポンプインペラ３０へ戻るＡＴＦの流れを整流するための羽根であり、樹脂またはアルミニウムなどにより構成される。

タービンランナー４０は、ＡＴＦを循環させる空間を構成するタービンシェル４３を有し、ポンプインペラ３０と向かい合うように配置される。タービンランナー４０はポンプインペラ３０が送り出すＡＴＦを受け取り、このＡＴＦにより回転力が付与される。タービンランナー４０へ伝えられたＡＴＦは内周側へ移動してステータ２３を介して再度ポンプインペラ３０へ送られる。タービンランナー４０はポンプインペラ３０と別個独立に回転することが可能である。

ポンプインペラ３０はフロントカバー３と一体回転するのに対し、タービンランナー４０はロックアップピストン４と一体的に回転する。タービンシェル４３と接触するように動力伝達部材４４が配置される。動力伝達部材４４はリベットまたはボルトなどの締結具でタービンシェル４３と一体化されており、タービンシェル４３とともに回転する。

動力伝達部材４４およびタービンシェル４３は、ともにタービンハブ７に固定されている。タービンハブ７とともにアウトプットシャフト６を回転軸６０として動力伝達部材４４およびタービンシェル４３は回転することが可能である。タービンハブ７はアウトプットシャフト６にスプライン嵌合しており、アウトプットシャフト６の外周側に位置する。タービンハブ７はアウトプットシャフト６とタービンシェル４３とを接続し、タービンシェル４３に入力された回転をアウトプットシャフト６へ伝える働きをする。

ブレード３１はタブとしての先端部分３１ａ，３１ｂを有し、先端部分３１ａがポンプシェル３３に係合している。また、先端部分３１ｂはポンプコア３２に差し込まれている。

ブレード４１はタブとしての先端部分４１ａ，４１ｂを有し、先端部分４１ａはタービンシェル４３に差し込まれている。先端部分４１ｂはタービンコア４２に差し込まれている。

入力シャフトであるクランクシャフト１０３の先端部に凹部１０５が構成されており、この凹部１０５にはセンターピース１０１が嵌り合っている。センターピース１０１はボルトにより構成される。センターピース１０１とフロントカバー３との間にはガスケット１０２が存在している。ガスケット１０２はシール材などに置き換えることが可能である。

フロントカバー３は回転軸６０近傍に位置する中心部３０１、外周端に位置する外周部３０３および中心部３０１と外周部３０３の間に位置する中間部３０２とを有する。中心部３０１には貫通孔３０５が設けられており、この貫通孔３０５にセンターピース１０１を構成するボルトが螺合している。ボルトが貫通孔３０５に係合している間は貫通孔３０５からＡＴＦが漏れない。これに対して、センターピース１０１が貫通孔３０５から外れると、第１油圧室１０ａおよび第２油圧室１０ｂに溜められたＡＴＦを排出することが可能である。

クランクシャフト１０３はフランジ部１０４を有し、このフランジ部１０４には、ボルト１０６を用いてドライブプレート１０７が固定されている。ドライブプレート１０７はクランクシャフト１０３とフロントカバー３との両方に固定され、ドライブプレート１０７はクランクシャフト１０３からフロントカバー３への動力の伝達経路となる。

ボルト１０６によりドライブプレート１０７とフランジ部１０４が固定され、ボルト１１０によりフロントカバー３とドライブプレート１０７が固定される。

ロックアップ機構７０は、フロントカバー３の回転力をアウトプットシャフト６に直接伝えるための装置であり、摩擦部材としてのフェーシング７６がフロントカバー３の内周面に接触することでフロントカバー３の回転力がアウトプットシャフト６へ伝えられる。ロックアップ機構７０はフェーシング７６を取り付けるためのロックアップピストン４を有する。ロックアップピストン４は、軸方向、すなわち、フロントカバー３に近づく方向とフロントカバー３から遠ざかる方向とに移動することが可能であり、フェーシング７６がフロントカバー３に当接することを可能にしている。ロックアップピストン４は回転の半径方向（ラジアル方向）に向かって延びる円盤形状であり、フロントカバー３に向かい合うように配置されている。

ロックアップピストン４の外周側にフェーシング７６が固定されており、ロックアップピストン４の内周側に位置するワッシャー５と接触している。ロックアップピストン４の内周面４ｉはワッシャー５と直接接触している。ワッシャー５はアウトプットシャフト６の端部を取り囲み、ロックアップ圧を封止する働きをする。ワッシャー５はロックアップピストン４に向かい合う外周面５ｕ、アウトプットシャフト６に接触する内周面５ｉ、フロントカバー３と接触する摩擦面５１、タービンハブ７と接触する作用面５２を有する。

フロントカバー３とロックアップピストン４との間の空間は第１油圧室で１０ａであり、ロックアップピストン４と動力伝達部材４４との間の空間が第２油圧室１０ｂである。それぞれの第１油圧室および第２油圧室１０ａ，１０ｂにはＡＴＦが満たされており、このＡＴＦの油圧を変更することにより、ロックアップピストン４をフロントカバー３に近づく方向およびフロントカバー３から遠ざかる方向に移動させることが可能である。

ロックアップピストン４は、ロックアップダンパ７４が設けられており、入力変動を緩和する役割を果たす。ロックアップダンパ７４はロックアップピストン４と動力伝達部材４４との間に介在している。

ロックアップ機構７０の動作について説明すると、トルクコンバータ１のトルク増幅作用を特に必要としないとき、フェーシング７６をフロントカバー３に直接接触させることでフロントカバー３の回転力をアウトプットシャフト６に直接伝える。具体的には、第１油圧室１０ａのＡＴＦを、貫通孔６ｈを介して放出する。これにより、第１油圧室１０ａの油圧は、第２油圧室１０ｂの油圧よりも低くなる。その結果、ロックアップピストン４がフロントカバー３へ近づく方向へ移動し、フェーシング７６がフロントカバー３に接触する。これにより、フロントカバー３の動力がフェーシング７６、ロックアップピストン４、動力伝達部材４４、タービンハブ７を介してアウトプットシャフト６へ伝えられる。この状態では、トルクコンバータ１により動力の損失はほとんど生じない。

トルクコンバータ１のトルク増幅作用が必要な場合には、貫通孔６ｈを介して第１油圧室１０ａにＡＴＦを送り込む。これにより、第１油圧室１０ａの圧力が高くなり、ロックアップピストン４はフロントカバー３から遠ざかる方向へ押し戻される。その結果、フロントカバー３とフェーシング７６との間に隙間が生じ、フロントカバー３の回転力がフェーシング７６へ直接伝えられることはない。

図２は、トルクコンバータにおける動力伝達を説明するための模式図である。図２を参照して、ポンプインペラ３０は回転体としてのポンプシェル３３と、ポンプシェル３３に対向するように半径方向内側に位置するポンプコア３２と、ポンプコア３２とポンプシェル３３とに固定されるブレード３１とを有する。ブレード３１は先端部分３１ｂを有し、先端部分３１ｂがポンプコア３２に差し込まれている。

ポンプインペラ３０と向かい合うタービンランナー４０は、外面筐体としてのタービンシェル４３と、タービンシェル４３の内側に位置するタービンコア４２と、タービンコア４２およびタービンシェル４３に固定されるブレード４１とを有する。

ブレード４１は先端部分４１ａ，４１ｂを有し、先端部分４１ａはタービンシェル４３に差し込まれており、先端部分４１ｂはタービンコア４２に差し込まれている。ブレード３１，４１はＡＴＦを駆動させるための羽根である。ポンプインペラ３０が回転すると、中心付近のＡＴＦはブレード３１と外壁に沿ってタービンランナー４０側に押し出され、矢印３００で示す方向にＡＴＦが流れる。タービンランナー４０側では外側から中心方向へＡＴＦが流れる。

このように、第１油圧室１０ａおよび第２油圧室１０ｂにはＡＴＦが満たされている。トルクコンバータ１を分解する場合には、ＡＴＦを抜き取る必要があり、この抜き取り作業を容易にしたいという要請がある。従来のトルクコンバータなどの流体継手内のＡＴＦが抜き取れないために、解体作業のコストが高くなっていた。このような問題は、図１で示したロックアップ機構付きのトルクコンバータだけでなく、ロックアップ機構が存在しないトルクコンバータにも当てはまる。また、トルク増幅機能を有さないいわゆる流体継手に関しても当てはまる。

これに対し、実施の形態１に係る発明では、入力シャフトとしてのクランクシャフト１０３とアウトプットシャフト６に接続される流体伝動装置としてのトルクコンバータ１であって、クランクシャフト１０３に接続されてクランクシャフト１０３とともに回転することが可能であり、第１および第２油圧室１０ａ，１０ｂを構成するフロントカバー３と、フロントカバー３の回転中心としての回転軸６０に着脱自在に設けられたセンターピース１０１とを備える。センターピース１０１はフロントカバー３の貫通孔３０５に係合しており、センターピース１０１を取り外すことで貫通孔３０５から油圧室内のＡＴＦを抜き取ることが可能である。フロントカバー３は回転軸６０から外周に向かって回転軸６０と直交するように延在している。センターピース１０１はクランクシャフト１０３に係合してクランクシャフト１０３からセンターピース１０１へ動力が入力される。

実施の形態１では、センターピース１０１として六角のヘッド部を有するボルトを用いている。このボルトの六角のヘッドがクランクシャフト１０３の凹部１０５とかみ合って、クランクシャフト１０３の回転力がボルトのヘッドと通じてフロントカバー３へ伝えられてもよい。また、六角ボルトのセンターピース１０１が凹部１０５とかみ合わず、クランクシャフト１０３からセンターピース１０１へ回転力が伝えられなくてもよい。

なお、六角ヘッドのボルトではなく、円柱形状のヘッド部を有するボルトをセンターピース１０１として用いてもよい。この場合、クランクシャフト１０３からセンターピース１０１へ直接回転力が伝わることはない。

このように構成されたトルクコンバータ１では、センターピース１０１を着脱自在の構造としたことで、センターピース１０１を取り外すことで貫通孔３０５からＡＴＦを排出することが可能となる。その結果、ＡＴＦの排出作業をスムーズに行なえ、解体コストを低減することができる。

さらに、回転軸６０に直交するようにフロントカバー３を設けているため、トルクコンバータ１を小型化することができる。

また、センターピース１０１が着脱自在であるため、クランクシャフト１０３および凹部１０５の大きさが変わった場合であっても、センターピース１０１の大きさを変更することでクランクシャフト１０３とセンターピース１０１との位置合わせをすることができる。

（実施の形態２）
図３は、この発明の実施の形態２に従ったトルクコンバータの断面図である。図３を参照して、この発明の実施の形態２に従ったトルクコンバータでは、センターピース１２１の外周が円柱形状であり、かつセンターピース１２１の内部に六角孔１２２が設けられている点で、実施の形態１に従ったトルクコンバータ１と異なる。センターピース１２１の外周部を円柱形状としたために、センターピース１２１を回転させるために工具と係合させる部分が必要となる。この工具と係合する部分として、六角孔１２２を採用している。センターピース１２１の外周の直径φはＤとされており、クランクシャフト１０３の凹部１０５の内径もＤである。

このように構成された、実施の形態２に従ったトルクコンバータ１では、実施の形態１に従ったトルクコンバータ１と同様の効果がある。

（実施の形態３）
図４は、この発明の実施の形態３に従ったトルクコンバータの断面図である。図４を参照して、この発明の実施の形態３に従ったトルクコンバータ１では、フロントカバー３が外周部３０３から中心部３０１に近づくにつれて徐々に湾曲している点で、実施の形態１に従ったトルクコンバータと異なる。フロントカバー３が湾曲しており、この湾曲はクランクシャフト１０３に近づく方向の湾曲である。すなわち、実施の形態３に従ったフロントカバー３は外周部３０３から中心部３０１に近づくにつれて油圧室の軸方向長さを長くするように湾曲している。すなわち、外周部３０３から中心部３０１に近づくにつれて、フロントカバー３がセンターピース１０１に近づくようにフロントカバー３が傾斜している。

このように構成された実施の形態３に従ったトルクコンバータ１では、センターピース１０１が最も下側に位置するようにトルクコンバータ１を配置した状態でセンターピース１０１を外すと、貫通孔３０５からほぼすべてのＡＴＦが排出できる。その結果、排出効率の高い構造を適用することができる。

（実施の形態４）
図５は、この発明の実施の形態４に従ったトルクコンバータの断面図である。図５を参照して、この発明の実施の形態４に従ったトルクコンバータ１では、フロントカバー３に凹凸が設けられている点で、実施の形態１に従ったトルクコンバータ１と異なる。特に中間部３０２に凹凸が形成されている。このように凹凸を形成することでフロントカバー３の強度を向上させることができる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。

まず、クランクシャフト１０３はエンジンのクランクシャフトであったが、これに限られるものではなく、クランクシャフト１０３をモータの出力軸などに置き換えてもよい。

また、オートマチックトランスミッションの一部分としてトルクコンバータ１を用いる場合には作動流体としてＡＴＦを用いたが、これに限られるものではなく、作動流体として通常の油または水溶性流体を用いてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１に従ったトルクコンバータの断面図である。 トルクコンバータにおける動力伝達を説明するための模式図である。 この発明の実施の形態２に従ったトルクコンバータの断面図である。 この発明の実施の形態３に従ったトルクコンバータの断面図である。 この発明の実施の形態４に従ったトルクコンバータの断面図である。

符号の説明

１ トルクコンバータ、３ フロントカバー、１０ａ 第１油圧室、１０ｂ 第２油圧室、２３ ステータ、３０ ポンプインペラ、３１，４１ ブレード、３２ ポンプコア、３３ ポンプシェル、３７ ワンウェイクラッチ、４０ タービンランナー、４２ タービンコア、４３ タービンシェル、６０ 回転軸、１０１ センターピース、１０２ ガスケット、１０３ クランクシャフト、３０５ 貫通孔。

Claims (4)

1. 入力シャフトと出力シャフトに接続される流体伝動装置であって、
   前記入力シャフトに接続されて前記入力シャフトとともに回転することが可能であり、油圧室を構成するフロントカバーと、
   前記フロントカバーの回転中心に着脱自在に設けられたセンターピースとを備え、
   前記センターピースは前記入力シャフトと同一軸上に設けられ、
   前記センターピースは前記フロントカバーの貫通孔に係合しており、前記センターピースを取り外すことで前記貫通孔から前記油圧室内の作動流体を排出することが可能である、流体伝動装置。
2. 前記フロントカバーは回転軸から外周に向かって延在しており、前記外周から前記回転軸に近づくにつれて前記フロントカバーが前記油圧室の軸方向長さを長くするように前記フロントカバーが構成されている、請求項１に記載の流体伝動装置。
3. 前記フロントカバーは前記回転軸から外周に向かって前記回転軸に直交するように延在している、請求項１に記載の流体伝動装置。
4. 前記センターピースは前記入力シャフトに係合して前記入力シャフトから前記センターピースに動力が伝達される、請求項１から３のいずれか１項に記載の流体伝動装置。

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