JP2008291866A - オイルポンプ駆動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】組み付け容易なオイルポンプ駆動機構を提供する。
【解決手段】トルクコンバータ２から径方向に離間して配置されるオイルポンプ３を駆動する第２プロケット３２とチェーン３３によって連結する第１スプロケット３４の凹部３４ｂに係合爪２３ｂを嵌合させる場合に、第１スプロケット３４の側面３４ａをテーパ形状とすることで、側面３４ａと係合爪２３ｂの端面２３ｃとの摩擦抵抗を小さくする。
【選択図】図６

Description

本発明はオイルポンプ駆動機構に関するものである。

従来、オイルポンプを駆動する技術として、特許文献１や特許文献２に記載の技術が公知である。具体的には、トルクコンバータのコンバータカバーと溶接などにより結合されるインペラシェルの内径側に軸方向に延出するトルコンスリーブを設け、トルコンスリーブの端部に係合爪を設けている。

係合爪は、変速機本体側に支持されるドライブスプロケットの側面に設けられた挿入孔に挿入され、挿入孔内の側壁に当接することによりエンジンの駆動力を伝達している。

ドライブスプロケット（第１スプロケット）とオイルポンプ側に支持されるドリブンスプロケット（第２スプロケット）とは、チェーンにより掛け渡され、このチェーンがドライブスプロケットの回転をドリブンスプロケットに伝達してオイルポンプが駆動される。

一般に、トルクコンバータ内の油温上昇や油圧によってコンバータカバーは膨張するため、トルコンスリーブは軸方向に若干の移動を許容する必要がある。よって係合爪の外周面とのドライブスプロケット（挿入孔）の内周面とは互いに軸方向に移動可能な嵌合とされ、軸方向に若干の移動を許容する必要がある。よって、係合爪の外周面とドライブスプロケット（挿入孔）の内周面とは互いに軸方向に移動可能な嵌合とされ、軸方向の移動を許容しつつ駆動力を伝達するようにしている。
特開２００３−１５６１３０号公報 特開２００５−３２５９７９号公報

一般に、トルクコンバータを変速機入力軸に設けられたドライブスプロケットに装着する際に、係合爪がドライブスプロケットに少なくとも一つ設けられた挿入孔の位置と必ずしも合わないことから、トルクコンバータを回転させつつ係合爪と挿入孔との位置合わせを行い、係合爪を挿入孔に挿入している。

そのため係合爪が挿入孔に入らずに、ドライブスプロケットの側面に当接してしまうと、係合爪の先端部の面は平坦形状のため、側面に面接触となり、摩擦抵抗が大きくなる。よって、例えばオイルポンプの駆動抵抗が小さい場合に、係合爪とドライブスプロケットの側面との摩擦抵抗によりドライブスプロケットが係合爪と共回りしてしまい、係合爪を挿入孔に容易に挿入することができなくなり、トルクコンバータそのものも入力軸に容易に装着できなくなるといった問題が生じる。

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、係合爪をドライブスプロケットの挿入孔に装着する場合に、容易に装着することを目的とする。

本発明は、トルクコンバータの回転軸から径方向に離間した位置に配置されるオイルポンプを駆動する第２スプロケットにチェーンによって連結し、トルクコンバータの回転軸を中心に回転する第１スプロケットと、トルクコンバータの係合爪と、が連結する連結機構を有するオイルポンプ駆動機構において、連結機構は、トルクコンバータと向かい合う第１スプロケットの側面から軸方向に延設され、トルクコンバータの係合爪が挿入される凹部と、側面と係合爪の少なくともどちらか一方に設けた摩擦低減機構と、を備える。

本発明によると、例えばトルクコンバータの係合爪を回転させながら、第１スプロケットの凹部に挿入する場合に、第１スプロケットの側面と係合爪の少なくとも一方に、摩擦低減機構を設けることで、係合爪が第１スプロケットの側面に当接した場合でも、係合爪と第１スプロケットの側面との摩擦抵抗を小さくし、係合爪と第１スプロケットの凹部との位置合わせを容易にし、係合爪を第１スプロケットの凹部に容易に挿入することができる。

本発明の第１実施形態について説明する。

図１はオイルポンプ駆動機構を備えた自動変速機のトルクコンバータ近傍を表す部分断面図である。エンジン１に取着された変速機ユニットハウジング４０には、トルクコンバータ２を収装するトルコンハウジング４１と、インプットシャフト５及びトルクコンバータ２等を軸支するカバー４２及びステータシャフト４３と、オイルポンプ３を収装するオイルポンプハウジング４４が設けられている。この実施形態のカバー４２はアルミ等の材料で形成され軽量化を図り、ステータシャフト４３は鉄系の材料で形成され支持体としての強度を確保している。この実施形態のオイルポンプ３はインプットシャフト５と径方向に離間して配置されている。

エンジン１の駆動力を出力するクランクシャフト１１には、エンジンドライブプレート１２がボルトにより接続されている。エンジンドライブプレート１２の径方向外側には連結部１２ａが設けられ、トルクコンバータ２のコンバータカバー２１に接続されている。コンバータカバー２１のエンジン１側軸心部にはパイロットボス２１ａが設けられ、クランクシャフト１１の軸心に設けられた軸受穴１１ａによりトルクコンバータ２をセンタリングすると共に軸支している。コンバータカバー２１のエンジン１と対向する側と反対側にはインペラシェル２２が溶接により接続され、インペラシェル２２の内径側にはトルコンスリーブ２３が溶接により接続されている。トルコンスリーブ２３の外周であって、トルコンハウジング４１の軸方向外側には、第１スプロケット３４が嵌合している。

インペラシェル２２の内周側にはポンプインペラ２４が設けられ、軸方向エンジン１側にはステータ２６を介してタービンランナ２５が配置されている。ステータ２６の内周にはステータシャフト４３に固定されたワンウェイクラッチOWCが設けられている。

エンジン１が駆動すると、クランクシャフト１１、エンジンドライブプレート１２、コンバータカバー２１、インペラシェル２２及びトルコンスリーブ２３が一体に回転する。この回転はトルクコンバータ２内の油によりステータ２６及びタービンランナ２５を介して、インプットシャフト５に伝達される。更に、トルコンスリーブ２３が嵌合した第１スプロケット３４は、エンジン１の駆動力をチェーン３３を介してオイルポンプ駆動軸３１に設けられた第２スプロケット３２に伝達し、オイルポンプ３を駆動する。この実施形態では、変速機構を省略したが、例えばベルト式無段変速機や有段式自動変速機等を適宜設定すればよく、特に限定しない。

図２はトルコンスリーブ２３及び第１スプロケット３４部分の拡大断面図である。トルコンスリーブ２３の軸方向延材部２３ａ内周とステータシャフト４３外周との間には第１ブッシュ６０が設けられ、トルコンスリーブ２３を回転可能に支持している。また、第１スプロケット３４とステータシャフト４３との間には第２ブッシュ７０が設けられ、第１スプロケット３４を回転可能に支持している。第１スプロケット３４とトルクコンバータハウジング４１との間にはワッシャ４１ａが設けられ、また、第１スプロケット３４とカバー４２との間にはスラストベアリング４２ａが設けられ、これにより第１スプロケット３４の軸方向の位置決めを達成している。

図３はトルコンスリーブ２３を軸方向変速機側から見た正面図、図４は第１スプロケット３４を軸方向エンジン１側から見た正面図、図５は図４におけるＡ−Ａ断面図である。

図３に示すようにトルコンスリーブ２３の軸方向延材部２３ａの上端と下端には、軸方向に延在された係合爪２３ｂが設けられ、更に内周側には第１ブッシュ６０が圧入されている。

また、図４に示すように第１スプロケット３４の内周側には、上下左右四カ所に軸方向に貫通した凹部３４ｂが設けられ、更に内周側には第２ブッシュ７０が圧入されている。

さらに、図５に示すように第１スプロケット３４のトルクコンバータ２側の側面３４ａ（摩擦低減機構）は、中心側となるにつれて軸方向における厚さが厚くなるテーパ形状、つまり径方向に厚さが薄くなるテーパ形状であり、係合爪２３ｂの先端部の面２３ｃ（以下、端面２３ｃとする）に対して傾斜している。

係合爪２３ｂの端面２３ｃと側面３４ａとが当接した場合に、端面２３ｃと側面３４ａとの間に摩擦が生じるが、摩擦によって生じるフリクショントルクＴは、
Ｔ＝μＦＲ・・・式（１）
のように表すことができる（μ：摩擦係数、Ｆ：荷重、Ｒ：有効半径）。そのため、側面３４ａを、中心側となるにつれて軸方向における厚さが厚くなるようなテーパ形状とすることで、側面３４ａと係合爪２３ｂの端面２３ｃとが接触した場合でも、接触半径を小さくし、フリクショントルクを小さくすることができ、摩擦抵抗を小さくすることができる。

また、係合爪２３ｂの端面２３ｃと第１スプロケット３４の側面３４ａとが当接した場合に、係合爪２３ｂの端面２３ｃとスプロケット３４の側面３４ａとが、面接触とはならず線接触となることで、係合爪２３ｂの断面積に対して接触面積が小さくなり摩擦抵抗を小さくすることができる。

なお、この実施形態では、第１スプロケット３４の側面３４ａをテーパ形状とし、側面３４ａと係合爪２３ｂの端面２３ｃとの摩擦抵抗を小さくしたが、これに限られることはなく、例えば係合爪２３ｂの端面２３ｃをテーパ形状、または半球形状などとして、第１スプロケット３４の側面３４ａと係合爪２３ｂの端面２３ｃとが線接触または点接触となるようにすることで、摩擦抵抗を小さくしてもよい。

係合爪２３ｂの径方向厚さは、凹部３４ｂの径方向厚さよりも振動を吸収可能な所定間隔分小さく形成され、第２ブッシュ７０と凹部３４ｂとの間に係合爪２３ｂを串刺し状に嵌合することで、トルコンスリーブ２３の回転力を第１スプロケット３４に伝達するようにしている。このとき、係合爪２３ｂが軸倒れ方向に振動したとしても、凹部３４ｂの内周面と所定間隔分離れて直接当接しないようにすることで、第１スプロケット３４への振動の伝達を防止できるように、係合爪２３ｂと凹部３４ｂとの間隔の大きさを設定している。

また、係合爪２３ｂが凹部３４ｂに嵌合した際、凹部３４ｂは貫通穴であるため、係合爪２３ｂと第１スプロケット３４と第２ブッシュ７０が軸方向に少なくとも一部がオーバーラップして配置されることとなる。尚、係合爪２３ｂは２つに対し、凹部３４ｂは４つ設けられているのは、組み付け時の位置決めを容易にするものであり、凹部３４ｂを２つとしてもよく、また係合爪２３ｂを４つとしてもよく特に限定しない。

次にこの実施形態の作用について説明する。

トルクコンバータ２を組み付ける際には、チェーン３３と第１スプロケット３４および第２スプロケット３２とを組み付け、トルクコンバータハウジング４１を取り付け、トルクコンバータ２を取り付ける、といった順に行われる。

このうちトルクコンバータ２を取り付ける際には、さらに（１）インプットシャフト５とタービン５１とのスプライン結合、（２）ステータシャフト４３とステータ２６のスプライン結合、（３）係合爪２３ｂの凹部３４ｂへの嵌合の順に行われる。

インプットシャフト５とタービン５１とをスプライン結合する場合、またはステータシャフト４３とステータ２６とをスプライン結合する場合には、トルクコンバータ２を回転させながら嵌合させるので、係合爪２３ｂを凹部３４ｂへ嵌合させる場合には、係合爪２３ｂと凹部３４ｂとの位置が定まっていない状態で嵌合が行われる。

そのため係合爪２３ｂと凹部３４ｂとが軸方向に一致している場合には、係合爪２３ｂは凹部３４ｂへ挿入され、嵌合することになるが、係合爪２３ｂと凹部３４ｂとが軸方向に一致していない場合には、図６に示すように第１スプロケット３４の側面３４ａに係合爪２３ｂの端面２３ｃが当接する。

この場合に側面３４ａと係合爪２３ｂの端面２３ｃとの摩擦抵抗が大きい場合には、第１スプロケット３４が係合爪２３ｂと共回りし、第１スプロケット３４と係合爪２３ｂとの相対回転速度が小さくなり、係合爪２３ｂが凹部３４ｂへ嵌合し難くなる。特に、オイルポンプ３として、例えばベーンポンプを使用した場合など、ポンプを回転させていないときに第２スプロケット３２を固定することが可能な程度のフリクショントルクが発生していない場合には、第１スプロケット３４と係合爪２３ｂとが共回りが生じ易くなる。

この実施形態では、第１スプロケット３４の側面３４ａを係合爪２３ｂの端面２３ｃに対して傾斜させることで、第１スプロケット３４の側面３４ａと係合爪２３ｂの端面２３ｃとの摩擦抵抗を小さくする。これにより、第１スプロケット３４と係合爪２３ｂとの共回りを抑制することができ、第１スプロケット３４と係合爪２３ｂとの相対回転速度が大きくなる。そのため、係合爪２３ｂが第１スプロケット３４の凹部３４ｂに嵌合し易くなり、トルクコンバータ２の組み付け時間を大幅に短縮することができ、作業効率を向上させることができる。

なお、この実施形態では、第１スプロケット３４の側面３４ａを係合爪２３ｂの端面２３ｃに対して傾斜させることで、側面３４ａと係合爪２３ｂとの摩擦抵抗を小さくしたが、第１実施形態において、側面３４ａと係合爪２３ｂの端面２３ｃとに摩擦抵抗が小さくなるような表面処理を施すことによって、摩擦抵抗を小さくしてもよい。

本発明の第１実施形態の効果について説明する。

この実施形態では、第１スプロケット３４のトルクコンバータ２側の側面３４ａを係合爪２３ｂの端面２３ｃに対して傾けて設けることで、側面３４ａと係合爪２３ｂの端面２３ｃとの接触面積を小さくし、摩擦抵抗を小さくする。これによって、係合爪２３ｂを回転させながら、係合爪２３ｂを凹部３４ｂへ嵌合させる場合に、係合爪２３ｂの端面２３ｃが側面３４ａに当接した場合でも、側面３４ａと係合爪２３ｂの端面２３ｃとの摩擦抵抗が小さくなる。そのため、第１スプロケット３４と係合爪２３ｂとの相対回転速度が比較的大きくなり、第１スプロケット３４と係合爪２３ｂとの共回りを抑制し、係合爪２３ｂが第１スプロケット３４の凹部３４ｂへ挿入、嵌合し易くなる。これによって、組み付け時間を短縮することができ、作業効率を向上させることができる。

また、側面３４ａを径方向に厚さが薄くなるテーパ形状とすることで、係合爪２３ｂの端面２３ｃと側面３４ａとの接触半径を小さくし、摩擦抵抗を小さくすることができ、係合爪２３ｂを凹部３４ｂへ嵌合し易くし、組み付け時間を短縮し、作業効率を向上させることができる。

次に本発明の第２実施形態について図７を用いて説明する。この実施形態は、第１実施形態と比較して、第１スプロケットが異なるものであり、第１スプロケット８０について説明する。その他の構成については第１実施形態と同じ構成なので、ここでの説明は省略する。

第１スプロケット８０は、側面８０ａにトルクコンバータ２側へ突出し、インプットシャフト５と同心円上に設けられた環状の突出部８１を備える。突出部８１は、トルクコンバータ２を取り付ける場合に、係合爪２３ｂの端面２３ｃと当接する。これによって、係合爪２３ｂの端面２３ｃと第１スプロケット８０との接触面積を小さくすることができ、摩擦抵抗を小さくすることができる。

なお、突出部８１は係合爪２３ｂの端部に設けてもよい。また、第２実施形態において、側面８０ａと突出部８１及び端面２３ｃとに摩擦抵抗が小さくなるような表面処理を施すことによって、摩擦抵抗を小さくしてもよい。

本発明の第２実施形態の効果について説明する。

この実施形態では、第１スプロケット８０の側面８０ａに環状の突出部８１を備えることで、トルクコンバータ２を組み付ける際に、係合爪２３ｂの端面２３ｃが第１スプロケット８０に当接した場合に、第１スプロケット８０から突出する突出部８１と端面２３ｃとが当接する。これによって、突出部８１と端面２３ｃとの摩擦抵抗を小さくすることができ、第１スプロケット８０の共回りを抑制し、係合爪２３ｂを凹部３４ｂへ容易に挿入、嵌合することができ、組み付け時間を短縮し、作業効率を向上させることができる。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

本発明の第１実施形態の自動変速機のトルクコンバータ近傍を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態の第１スプロケットと係合爪との近傍を示す概略拡大図である。 本発明の第１実施形態のトルコンスリーブを変速機側から見た概略構成図である。 本発明の第１実施形態の第１スプロケットをトルクコンバータ側から見た概略構成図である。 本発明の第１実施形態の第１スプロケットのＡ−Ａ断面図である。 本発明の第１実施形態の係合爪を凹部に嵌合させる場合の状態を示す概略図である。 本発明の第２実施形態の第１スプロケットの概略構成図である。

符号の説明

２ トルクコンバータ
３ オイルポンプ
２３ トルコンスリーブ
２３ｂ 係合爪
２３ｃ 面（端面）
３２ 第２スプロケット
３３ チェーン
３４、８０ 第１スプロケット
３４ａ、８０ａ 側面
３４ｂ 凹部
８１ 突出部

Claims (6)

1. トルクコンバータの回転軸から径方向に離間した位置に配置されるオイルポンプを駆動する第２スプロケットにチェーンによって連結し、トルクコンバータの回転軸を中心に回転する第１スプロケットと、前記トルクコンバータの係合爪と、が連結する連結機構を有するオイルポンプ駆動機構において、
   前記連結機構は、
   前記トルクコンバータと向かい合う前記第１スプロケットの側面から軸方向に延設され、前記トルクコンバータの係合爪が挿入される凹部と、
   前記側面と前記係合爪の少なくともどちらか一方に設けた摩擦低減機構と、を備えることを特徴とするオイルポンプ駆動機構。
2. 前記摩擦低減機構は、前記側面へ当接時に、前記係合爪の端面との接触面積が、前記係合爪の断面積よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ駆動機構。
3. 前記側面は、前記係合爪の端面に対して、傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載のオイルポンプ駆動機構。
4. 前記側面は、径方向に厚さが薄くなることを特徴とする請求項３に記載のオイルポンプ駆動機構。
5. 前記側面は、前記トルクコンバータ側へ突出し、前記トルクコンバータの前記回転軸と同心円状に設けられた環状の突出部を備え、
   前記係合爪の端面が前記側面に当接した場合に、前記突出部と前記係合爪の端面とが当接することを特徴とする請求項１または２に記載のオイルポンプ駆動機構。
6. 前記摩擦低減機構は、前記側面と前記係合爪の端面の少なくとも一方の表面に表面処理が施されることによって構成することを特徴とする請求項２または５に記載のオイルポンプ駆動機構。