JP2011089580A - トルクコンバータのステータシャフト固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステータシャフトの軸部とフランジ部とを別部材で構成して軽量化を図りながら、軸部とフランジ部との結合部からのオイル漏れを防止する。
【解決手段】 トルクコンバータ２６のステータ５６を支持するステータシャフト６１の鉄製の軸部５９のボス部５９ａを軽合金製のフランジ部６０の圧入孔６０ａに圧入し、軸部５９のボス部５９ａの外周面に開口するシャフト側油路Ｑ１，Ｑ２とフランジ部６０の圧入孔６０ａの内周面に開口するフランジ側油路Ｐ１，Ｐ２とを相互に連通させ、シャフト側油路Ｑ１，Ｑ２およびフランジ側油路Ｐ１，Ｐ２の連通部にパイプ部材６２を圧入したので、ステータシャフト６１全体を鉄製にする場合に比べてフランジ部６０を軽合金製とした分だけ重量を軽減しながら、熱膨張率に差がある鉄製の軸部５９と軽合金製のフランジ部６０とをパイプ部材６２により強固に結合し、かつ油路の連通部からのオイル漏れを確実に阻止することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジンの駆動力を変速機に伝達するトルクコンバータのステータを支持するステータシャフトの回転を拘束すべく、前記ステータシャフトの鉄製の軸部の圧入部を軽合金製のフランジ部の被圧入部に圧入し、前記フランジ部を前記変速機のケーシングに締結するトルクコンバータのステータシャフト固定構造に関する。

自動車用の変速機に設けられたトルクコンバータは、エンジンのクランクシャフトに接続されたポンプと、変速機のインプットシャフトに接続されたタービンと、変速機のケーシングに一方向クラッチおよびステータシャフトを介して接続されたステータとを備えている。このステータシャフトを変速機のケーシングに回転不能に固定するために、ステータシャフトに一体に設けたフランジ部をボルトでケーシングに締結するものが、下記特許文献１により公知である。

特開２００６−６４００９号公報

ところでトルクコンバータのステータシャフトのフランジ部の果たすべき機能には、ステータからステータシャフトを介して伝達されるトルクを変速機のケーシングに伝達して支持するトルク支持機能と、周囲の部品からステータシャフトに加わる軸方向の荷重を変速機のケーシングに伝達して支持する軸方向荷重支持機能と、その内部に作動油や潤滑油の油路を形成する油路形成機能とがあり、従来はステータシャフトと一体にフランジ部を形成することで上記機能を確保していた。

しかしながら、ステータシャフトは強度上の要請から鉄製であることが必要であり、それと一体に形成されたフランジ部も鉄製となるため、レイアウトの都合上フランジ部が大型化する場合には重量が増加してしまう問題があった。

そこでステータシャフトを鉄製の軸部とアルミニウム製のフランジ部とに分割し、軸部のボス部をフランジ部の圧入孔に圧入して一体化することが考えられるが、このようにすると鉄とアルミニウムとの熱膨張率の差によって結合部に隙間が発生し、その結合部を通過するように形成された油路からオイルが漏れてしまう可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ステータシャフトの軸部とフランジ部とを別部材で構成して軽量化を図りながら、軸部とフランジ部との結合部からのオイル漏れを防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、エンジンの駆動力を変速機に伝達するトルクコンバータのステータを支持するステータシャフトの回転を拘束すべく、前記ステータシャフトの鉄製の軸部の圧入部を軽合金製のフランジ部の被圧入部に圧入し、前記フランジ部を前記変速機のケーシングに締結するトルクコンバータのステータシャフト固定構造であって、前記軸部に径方向に形成されて前記圧入部の外周面に開口するシャフト側油路と、前記フランジ部に径方向に形成されて前記被圧入部の内周面に開口するフランジ側油路とを相互に連通させ、前記シャフト側油路および前記フランジ側油路の連通部にパイプ部材を圧入したことを特徴とするトルクコンバータのステータシャフト固定構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記フランジ部の前記被圧入部の周囲はベアリングを支持すべく厚肉部になっており、前記被圧入部は前記厚肉部内に段部を有して前記軸部の圧入部を位置決めすることを特徴とするトルクコンバータのステータシャフト固定構造が提案される。

尚、実施の形態のベルト式無段変速機Ｔは本発明の変速機に対応し、実施の形態の中間ケーシング１２は本発明の変速機のケーシングに対応し、実施の形態のボス部５９ａは本発明の圧入部に対応し、実施の形態の圧入孔６０ａは本発明の被圧入部に対応し、実施の形態のボールベアリング８１は本発明のベアリングに対応する。

請求項１の構成によれば、トルクコンバータのステータを支持するステータシャフトの鉄製の軸部の圧入部を軽合金製のフランジ部の被圧入部に圧入し、軸部の圧入部の外周面に開口するシャフト側油路とフランジ部の被圧入部の内周面に開口するフランジ側油路とを相互に連通させ、シャフト側油路およびフランジ側油路の連通部にパイプ部材を圧入したので、ステータシャフト全体を鉄製にする場合に比べてフランジ部を軽合金製とした分だけ重量を軽減しながら、熱膨張率に差がある鉄製の軸部と軽合金製のフランジ部とをパイプ部材により強固に結合し、かつ油路の連通部からのオイル漏れを確実に阻止することができる。

また請求項２の構成によれば、フランジ部の被圧入部の周囲を厚肉部としたのでベアリングを強固に支持できるだけでなく、厚肉部内に形成した被圧入部の段部により該被圧入部に圧入される軸部の圧入部を位置決めすることができる。

ベルト式無段変速機の縦断面図。 図１の２部拡大図（図４の２−２線断面図）。 図２の３−３線断面図。 図２の４−４線断面図。 図４の５−５線断面図。 図４の６−６線断面図。 図２の７部拡大図。

以下、図１〜図７に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、車両用のベルト式無段変速機Ｔは、右ケーシング１１、中間ケーシング１２および左ケーシング１３を備えており、中間ケーシング１２および左ケーシング１３にそれぞれボールベアリング１４，１５を介してメインシャフト１６が支持され、右ケーシング１１、中間ケーシング１２および左ケーシング１３にそれぞれローラベアリング１７、ボールベアリング１８およびローラベアリング１９を介してカウンタシャフト２０が支持され、右ケーシング１１および中間ケーシング１２にそれぞれアンギュラローラベアリング２１，２２を介してリダクションシャフト２３が支持される。メインシャフト１６の右端内周に左端外周を相対回転自在に嵌合するインプットシャフト２４の右端は、右ケーシング１１の開口部においてエンジンＥのクランクシャフト２５の左端に同軸に対向する。

右ケーシング１１の内部には、インプットシャフト２４の右端外周を囲むようにトルクコンバータ２６が配置され、中間ケーシング１２の内部には、インプットシャフト２４およびメインシャフト１６の嵌合部の外周を囲むように前後進切替機構２７が配置されるとともに、前後進切替機構２７の径方向外側に隣接するようにオイルポンプ２８が配置される。

中間ケーシング１２に内部において、メインシャフト１６の外周に設けられたドライブプーリ２９とカウンタシャフト２０の外周に設けられたドリブンプーリ３０とに、無端状の金属ベルト３１が巻き掛けられる。ドライブプーリ２９は固定側プーリ半体２９ａと、その固定側プーリ半体２９ａに対して接近・離間可能な可動側プーリ半体２９ｂとを備え、油室３２に作用する油圧により溝幅を制御可能である。同様に、ドリブンプーリ３０は固定側プーリ半体３０ａと、その固定側プーリ半体３０ａに対して接近・離間可能な可動側プーリ半体３０ｂとを備え、油室３３に作用する油圧により溝幅を制御可能である。

右ケーシング１１および中間ケーシング１２にそれぞれアンギュラローラベアリング３４，３５を介してディファレンシャルギヤ３６が支持される。カウンタシャフト２０に設けた第１リダクションギヤ３７がリダクションシャフト２３に設けた第２リダクションギヤ３８に噛合し、リダクションシャフト２３に設けたファイナルドライブギヤ３９がディファレンシャルギヤ３６の外周に設けたファイナルドリブンギヤ４０に噛合する。そしてディファレンシャルギヤ３６から左右に延出する左右のドライブシャフト４１，４２が左右の車輪に接続される。

トルクコンバータ２６はエンジンＥのクランクシャフト２５の左端にドライブプレート５１およびトルクコンバータカバー５２を介して接続されたポンプ５３と、トランスミッションＴのインプットシャフト２４の右端に接続されたタービン５４と、中間ケーシング１２に一方向クラッチ５５を介して支持されたステータ５６と、ポンプ５３およびタービン５４を一体に結合可能なロックアップクラッチ５７とを備える。

エンジンＥのクランクシャフト２５に接続されたポンプ５３が回転すると、ポンプ５３から押し出されたオイルがタービン５４に流入し、タービン５４にトルクを与えてトランスミッションＴのインプットシャフト２４を回転させた後、ステータ５６を通過してポンプ５３に還流することで、クランクシャフト２５の回転が減速され、かつトルク増幅されてインプットシャフト２４に伝達される。

ロックアップクラッチ５７はトルクコンバータカバー５２の内面に当接可能なクラッチピストン５８を備えており、油圧でクラッチピストン５８がトルクコンバータカバー５２に当接するとロックアップクラッチ５７が係合し、クランクシャフト２５のトルクが直接インプットシャフト２４に伝達される。

図１および図２から明らかなように、トルクコンバータ２６のステータ５６を一方向クラッチ５５を介して支持するステータシャフト６１は、インプットシャフト２４の外周に同軸に嵌合する鉄製の軸部５９と、軸部５９に結合されたアルミニウム製のフランジ部６０とで構成される。即ち、筒状の軸部５９が大径になったボス部５９ａの円形の外周面が、板状のフランジ部６０に形成された円形の圧入孔６０ａの内周面に圧入により結合されており、フランジ部６０は複数本のボルト６３…で中間ケーシング１２に締結される。トルクコンバータ２６のポンプ５３と一体の筒状のポンプシャフト６４がステータシャフト６１の軸部５９の外周に嵌合しており、ポンプシャフト６４に駆動スプロケット６５がスプライン結合される。

中間ケーシング１２の内部に配置されたステータシャフト６１のフランジ部６０の一端にオイルポンプ２８が固定されており、そのロータシャフト９４にスプライン結合した従動スプロケット６６と前記駆動スプロケット６５とが無端チェーン６７で接続される。従って、クランクシャフト２５に接続されたトルクコンバータ２６のポンプ５３の回転は、ポンプシャフト６４→駆動スプロケット６５→無端チェーン６７→従動スプロケット６６→ロータシャフト９４の経路でオイルポンプ２８に伝達される。

シングルピニオン型の遊星歯車機構からなる前後進切替機構２７は、リングギヤ７１と、サンギヤ７２と、プラネタリキャリヤ７３と、複数のピニオン７４…とを備え、リングギヤ７１はクラッチアウター７５を介してインプットシャフト２４の左端に結合され、サンギヤ７２はメインシャフト１６の右端に結合され、ピニオン７４…を支持するプラネタリキャリヤ７３はサンギヤ７２の外周にボールベアリング７６を介して相対回転自在に支持される。サンギヤ７２と一体のクラッチインナー７７と前記クラッチアウター７５とがフォワードクラッチ７８を介して結合可能であり、またプラネタリキャリヤ７３と中間ケーシング１２とがリバースブレーキ７９を介して結合可能である。

従って、フォワードクラッチ７８およびリバースブレーキ７９を共に係合解除するとインプットシャフト２４およびメインシャフト１６は切り離されるが、フォワードクラッチ７８を係合すると、インプットシャフト２４の回転がクラッチアウター７５→フォワードクラッチ７８→クラッチインナー７７→サンギヤ７２の経路でメインシャフト１６に伝達され、メインシャフト１６はインプットシャフト２４と同一回転数で同一方向に回転する。

一方、リバースブレーキ７９を係合するとプラネタリキャリヤ７３が中間ケーシング１２に回転不能に拘束されるため、インプットシャフト２４の回転がクラッチアウター７５→リングギヤ７１→ピニオン７４…→サンギヤ７２の経路でメインシャフト１６に伝達され、メインシャフト１６はインプットシャフト２４に対して増速されて逆方向に回転する。

しかして、エンジンＥのクランクシャフト２５の回転がトルクコンバータ２６からインプットシャフト２４および前後進切替機構２７を介してメインシャフト１６に伝達されると、メインシャフト１６の回転がドライブプーリ２９、金属ベルト３１およびドリブンプーリ３０を介してカウンタシャフト２０に伝達される。このとき、ドライブプーリ２９の溝幅を広げてドリブンプーリ３０の溝幅を狭めると、変速比がＬＯＷ側に連続的に変化し、逆にドライブプーリ２９の溝幅を狭めてドリブンプーリ３０の溝幅を広げると、変速比がＯＤ側に連続的に変化する。

そしてカウンタシャフト２０の回転は、第１リダクションギヤ３７→第２リダクションギヤ３８→リダクションシャフト２３→ファイナルドライブギヤ３９→ファイナルドリブンギヤ４０→ディファレンシャルギヤ３６→ドライブシャフト４１，４２の経路で左右の車輪に伝達される。

図２〜図４に示すように、ステータシャフト６１のフランジ部６０は板状の部材であって、その中央部にステータシャフト６１の軸部５９のボス部５９ａを圧入すべく形成された圧入孔６０ａの周囲に、駆動スプロケット６５がボールベアリング８１を介して回転自在に支持される。フランジ部６０の一端にはオイルポンプ２８のポンプ取付部６０ｂが開口するとともに、他端にはベルト式無段変速機Ｔの前後進を切り替えるマニュアルバルブを収納するバルブブロック８２がボルト８３…で固定される。

オイルポンプ２８の外郭は、ポンプケース８４にポンプカバー８５を重ね合わせてボルト８６…で締結して構成される。ポンプケース８４およびポンプカバー８５の内部には一対のサイドプレート８７，８８に挟まれたポンプハウジング８９が収納されており、それらの内部に相互に噛合するアウターロータおよびインナーロータが回転自在に支持される。インナーロータ９１を貫通するロータシャフト９４はポンプケース８４およびポンプカバー８５に回転自在に支持される。

ポンプケース８４に突設した嵌合部８４ａをステータシャフト６１のフランジ部６０のポンプ取付部６０ｂにインロー嵌合した状態で、フランジ部６０を貫通する２本のボルト９２，９２をポンプケース８４に螺合することで、オイルポンプ２８がフランジ部６０に固定される。フランジ部６０のポンプ取付部６０ｂの近傍に従動スプロケット６６がボールベアリング９３を介して回転自在に支持されており、駆動スプロケット６５および従動スプロケット６６に無端チェーン６７が巻き掛けられる。

ステータシャフト６１のフランジ部６０には、インプットシャフト２４を中心とする６本の放射状のフランジ側油路Ｐ１〜Ｐ６が形成されており、これらのフランジ側油路Ｐ１〜Ｐ６に直線状に連通する６本のシャフト側油路Ｑ１〜Ｑ６がステータシャフト６１の軸部５９のボス部５９ａに形成される。そして６本のフランジ側油路Ｐ１〜Ｐ６と、それらに対応する６本のシャフト側油路Ｑ１〜Ｑ６とが、フランジ部６０の圧入孔６０ａおよび軸部５９のボス部５９ａに跨がるように圧入された６本の鉄製のパイプ部材６２…により液密に接続される。６本のフランジ側油路Ｐ１〜Ｐ６の径方向外端は、図示せぬ油路を介してオイルポンプ２８あるいはバルブブロック８２に連通する。

図２から明らかなように、フランジ部６０の油路Ｐ１からのオイルは軸部５９の油路Ｑ１を経てフォワードクラッチ７８の作動油室９５に供給されるとともに、フランジ部６０の油路Ｐ２からのオイルは軸部５９の油路Ｑ２を経てフォワードクラッチ７８のキャンセラ油室９６およびサンギヤ７２の内周部に供給される。

図５から明らかなように、フランジ部６０の油路Ｐ３からのオイルは軸部５９の油路Ｑ３およびポンプシャフト６４の内周面を経てトルクコンバータ２６の内部に供給されるとともに、トルクコンバータ２６の内部からのオイルは軸部５９の内周面、軸部５９の油路Ｑ４およびフランジ部６０の油路Ｐ４を経て排出される。

図６から明らかなように、フランジ部６０の油路Ｐ５からのオイルは軸部５９の油路Ｑ５およびインプットシャフト２４の内部を経てドライブプーリ２９の油室３２（図１参照）に供給されるとともに、フランジ部６０の油路Ｐ６からのオイルは軸部５９の油路Ｑ６およびインプットシャフト２４の内部を経てトルクコンバータ２６のロックアップクラッチ５７（図１参照）に供給される。

以上のように、トルクコンバータ２６のステータ５６を中間ケーシング１２に支持するステータシャフト６１を、鉄製の軸部５９とアルミニウム製のフランジ部６０とに分割して構成したので、そのステータシャフト６１全体を鉄製とする場合に比べて重量を軽減することができる。

また熱膨張率が小さい鉄製の軸部５９と熱膨張率が大きいアルミニウム製のフランジ部６０とを単に圧入して一体化するだけでは、高温時に軸部５９およびフランジ部６０の結合面が緩んでフランジ側油路Ｐ１〜Ｐ６とシャフト側油路Ｑ１〜Ｑ６の接続部のシール性が低下する虞がある。しかしながら、前記接続部に軸部５９およびフランジ部６０に跨がるように鉄製のパイプ部材６２…を圧入したので、軸部５９およびフランジ部６０を強固に結合するとともに、前記接続部のシール性を確保してオイルのリークを防止することができる。このとき、鉄製のパイプ部材６２…とアルミニウム製のフランジ部６０との圧入部の締め代は温度上昇に伴って減少するが、パイプ部材６２…の寸法は軸部５９の寸法に比べて遥かに小さいため、温度上昇に伴ってパイプ部材６２…およびフランジ部６０の圧入部が緩む虞はない。

また図７に示すように、ステータシャフト６１のフランジ部６０の圧入孔６０ａの周囲はボールベアリング８１を強固に支持すべく厚肉部６０ｃになっており、その厚肉部６０ｃに形成された圧入孔６０ａは段部６０ｄを有している。よって、ステータシャフト６１の軸部５９のボス部５９ａを圧入孔６０ａに圧入する際に、ボス部５９ａを圧入孔６０ａの段部６０ｄに付き当てて軸部５９およびフランジ部６０間の位置決めを行うことができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の変速機は実施の形態のベルト式無段変速機Ｔに限定されず、任意の形式の変速機であっても良い。

Ｅ エンジン
Ｐ１〜Ｐ６ フランジ側油路
Ｑ１〜Ｑ６ シャフト側油路
Ｔ ベルト式無段変速機（変速機）
１２ 中間ケーシング（変速機のケーシング）
２６ トルクコンバータ
５６ ステータ
５９ 軸部
５９ａ ボス部（圧入部）
６０ フランジ部
６０ａ 圧入孔（被圧入部）
６０ｃ 厚肉部
６０ｄ 段部
６１ ステータシャフト
６２ パイプ部材
８１ ボールベアリング（ベアリング）

Claims (2)

1. エンジン（Ｅ）の駆動力を変速機（Ｔ）に伝達するトルクコンバータ（２６）のステータ（５６）を支持するステータシャフト（６１）の回転を拘束すべく、前記ステータシャフト（６１）の鉄製の軸部（５９）の圧入部（５９ａ）を軽合金製のフランジ部（６０）の被圧入部（６０ａ）に圧入し、前記フランジ部（６０）を前記変速機（Ｔ）のケーシング（１２）に締結するトルクコンバータのステータシャフト固定構造であって、
   前記軸部（５９）に径方向に形成されて前記圧入部（５９ａ）の外周面に開口するシャフト側油路（Ｑ１〜Ｑ６）と、前記フランジ部（６０）に径方向に形成されて前記被圧入部（６０ａ）の内周面に開口するフランジ側油路（Ｐ１〜Ｐ６）とを相互に連通させ、前記シャフト側油路（Ｑ１〜Ｑ６）および前記フランジ側油路（Ｐ１〜Ｐ６）の連通部にパイプ部材（６２）を圧入したことを特徴とするトルクコンバータのステータシャフト固定構造。
2. 前記フランジ部（６０）の前記被圧入部（６０ａ）の周囲はベアリング（８１）を支持すべく厚肉部（６０ｃ）になっており、前記被圧入部（６０ａ）は前記厚肉部（６０ｃ）内に段部（６０ｄ）を有して前記軸部（５９）の圧入部（５９ａ）を位置決めすることを特徴とする、請求項１に記載のトルクコンバータのステータシャフト固定構造。

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