JP2016080138A - 流体伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブと支持軸との間に設けられた軸受が、隣接して設けたシール部材に干渉することを防止しつつ、軸長の短縮化を図ることができる流体伝動装置を提供すること。【解決手段】スリーブ２１と支持軸１９との間に軸受３１とシール部材３４を配置し、スリーブ２１において、シール部材３４が接触するシール部材接触部２１ｂを、軸受３１が接触する軸受接触部２１ａに対して凸状に形成した。【選択図】図２

Description

本発明は、流体伝動装置に関するものである。

この種の技術としては、下記の特許文献1に記載の技術が開示されている。この文献には、タービン羽根車とともに回転するタービン軸と、ステータ羽根車とともに回転するステータ軸との間に、ラジアルニードルベアリングが設けられたものが開示されている。このラジアルニードルベアリングに隣接して、ラジアルニードルベアリングを潤滑したオイルが外部へリークすることを防ぐシールリングが設けられている。

特願2003-278880号公報

上記特許文献1に記載の技術では、ラジアルニードルベアリングとシールリングとの間に隔壁を形成している。これにより、ステータ軸に対してタービン軸を組み付ける際に、ラジアルニードルベアリングがシールリングに干渉しないようにしている。しかし、隔壁を設けた分、ステータ軸を延長して形成しなければならないため、トルクコンバータのユニット全体の軸長も長くなる問題があった。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、回転体（スリーブ）と回転体を回転支持する支持軸との間に設けられた軸受が、隣接して設けたシール部材に干渉することを防止しつつ、軸長の短縮化を図ることができる流体伝動装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明では、スリーブと支持軸との間に軸受とシール部材を配置し、スリーブにおいて、シール部材が接触するシール部材接触部を、軸受が接触する軸受接触部に対して凸状に形成した。

よって本発明では、軸受とシール部材との干渉することを防止しつつ、軸長の短縮化を図ることができる。

実施例1のトルクコンバータを示す図である。 実施例1の中空固定軸にポンプインペラを回転支持する支持構造部分の拡大図である。 実施例1のテーパの開口端の内径とシールリングの外径のずれ量を示す図である。

〔実施例1〕
［トルクコンバータの構成］
図1は、本発明の流体伝動装置であるトルクコンバータ11を示す図である。トルクコンバータ11は、自動変速機12の変速機入力軸13と、変速機入力軸13の図中の右側における突出端に同軸配置したエンジンの出力軸（クランクシャフト）とを駆動結合する。

変速機ケース14内に自動変速機12を収容している。変速機ケース14の開口端をポンプカバー15により封止している。変速機ケース14の開口端にはさらに、同軸に付き合わせたコンバータハウジング16を装着している。コンバータハウジング16内にトルクコンバータ11を収容している。

トルクコンバータ11とポンプカバー15との間に、オイルポンプ17を設けている。オイルポンプ17は、インナギア17inとアウタギア17outを噛合させて内接ギアポンプとしている。インナギア17inおよびアウタギア17outを、ポンプカバー15とこのポンプカバー15に同軸に結着したポンプハウジング18との間に画成された空所内に収納する。

ポンプカバー15の中心孔内に中空固定軸19を嵌着して両者を一体化している。つまり、中空固定軸19を変速機ケース14に一体結合している。中空固定軸19は、ポンプカバー15からポンプハウジング18を貫通してコンバータハウジング16内に突出するよう延在している。

中空固定軸19内に、変速機ケース14内に収納した変速歯車機構の変速機入力軸13を回転自在に支持している。変速機入力軸13の先端は、コンバータハウジング16内に突出している。

コンバータハウジング16内に収納したトルクコンバータ11は、以下のようにして中空固定軸19上に配置して支持するとともに、変速機入力軸13の先端上に配置して駆動結合する。

トルクコンバータ11は、入力要素であるポンプインペラ11pと、出力要素であるタービンランナ11tと、反力要素であるステータ11sとを主たる構成要素とする。

ポンプインペラ11pとタービンランナ11tとは同軸に向かい合わせて対向配置している。これらポンプインペラ11pおよびタービンランナ11tの対向内周部間に、ステータ11sを配置している。

中空固定軸19は、ポンプインペラ11pをポンプインペラ11pの図中左側の内周端に固定したスリーブ21を介して回転自在に支持している。ポンプインペラ11pの図中右端の開口を塞ぐように装着したコンバータカバー22を介してエンジンクランクシャフトに結合している。

タービンランナ11tを、変速機入力軸13の先端に一体に回転可能に係合している。ステータ11sを、ワンウェイクラッチ23を介し、エンジンの回転方向に対して逆方向へ回転しないようにして中空固定軸19上に載置している。

タービンランナ11tから遠い側におけるスリーブ21の端部を、オイルポンプ17のインナギア17inと一体回転可能に係合している。ポンプインペラ11pを介してオイルポンプ17（インナギア17in）をエンジン駆動する。

オイルポンプ17は、自動変速機12の下部オイルパン内に貯留されている作動油（作動流体）を吸入して変速制御部や潤滑要求箇所に吐出する。

作動油（作動流体）はその後、変速機入力軸13および中空固定軸19間の環状空所を含む油路24を経てトルクコンバータ11に向かう。トルクコンバータ11に通流した作動油は、変速機入力軸13の中心孔を含む油路25を経てオイルクーラに向かう。オイルクーラで冷却された作動油は自動変速機12の下部オイルパンに戻る。

トルクコンバータ11は、エンジン駆動されるポンプインペラ11pにより内部作動流体を遠心力によりタービンランナ11tに衝突させる。その後作動流体をステータ11sによる案内下でポンプインペラ11pに戻す間、ステータ11sによる反力下でトルク増大する。また、作動流体を介してポンプインペラ11pからタービンランナ11tおよび変速機入力軸13へ動力を伝達することによりトルク変動を吸収できる。

トルクコンバータ11は、上記のトルク増大機能およびトルク変動吸収機能が不要な状況下において伝動効率を高めるために、入力要素であるポンプインペラ11pと、出力要素であるタービンランナ11tとを直結可能なロックアップクラッチピストン26を内蔵する。このロックアップクラッチピストン26は、トーショナルダンパ27を介してタービンランナ11tに回転結合させるが、軸線方向に変位可能とする。

ロックアップクラッチピストン26をコンバータカバー22と対面するよう配置する。これにより、トルクコンバータ11内をロックアップクラッチピストン26およびコンバータカバー22間の空間であるロックアップ室28と、他の空間であるコンバータ室29とに区画する。

油路24はコンバータ室29に連通する。また、油路25はロックアップ室28に連通する。ロックアップ室28から油路25を経て流出する油量を制限する場合、ロックアップクラッチピストン26の両側におけるロックアップ室28およびコンバータ室29が同圧となる。そのため、ロックアップクラッチピストン26がコンバータカバー22から離され、ポンプインペラ11pおよびタービンランナ11t間の直結を行わず、トルクコンバータ11をコンバータ状態で作動させる。

ロックアップ室28から油路25を経て流出する油量を制限しない場合、ロックアップクラッチピストン26が作動油の動圧によりコンバータカバー22に押圧される。そのため、ポンプインペラ11pおよびタービンランナ11t間が直結し、トルクコンバータ11をロックアップ状態で作動させる。

［ポンプインペラの支持構造］
図2は中空固定軸19にポンプインペラ11pを回転支持する支持構造部分の拡大図である。

ポンプインペラ11pに固定したスリーブ21と、中空固定軸19との間に円筒状のブッシュ31を設けている。ブッシュ31は、スリーブ21の内周面（ブッシュ接触部21a）と接触するとともに、中空固定軸19の外周に接触している。

ブッシュ31の図中左側にシールリング34を設けている。中空固定軸19の外周に、周方向に渡って溝状にシールリング溝19aを形成している。シールリング溝19aにシールリング34を保持している。

シールリング34の外周は、スリーブ21のブッシュ接触部21aに対して凸状に形成したシールリング接触部21bに接触している。シールリング接触部21bの内径を、ブッシュ接触部21aの内径よりも小さく形成している。またシールリング接触部21bの内径を、ブッシュ31の内径よりも大きく形成している。

ここで、ブッシュ31の図中左端部とシールリング34の図中右端部との距離を距離Aとする。また、スリーブ21の図中左端部と、スリーブ21の端部と対向するポンプカバー15の面との距離を距離Bとする。このとき、ブッシュ31とシールリング34との距離Aが、スリーブ21とポンプカバー15との距離Bよりも長くなるように設定している。

シールリング接触部21bの図中左端部には、開口端に向かって内径が徐々に大きくなるように形成したテーパ21cを設けている。テーパ21cの開口端の内径を、テーパ21cの開口端に対してシールリング34の外径が最もずれたときに、テーパ21cの開口端がシールリング34の外径よりも外側にくるように形成している。

図3は、テーパ21cの開口端の内径とシールリング34の外径のずれ量を示す図である。テーパ21cの開口端に対してシールリング34の外径が最もずれるときとは、シールリング溝19aの内径が公差の範囲で最小であり、シールリング34の内径および外径が公差の範囲で最大であり、スリーブ21の軸心の偏心量が公差の範囲で最大となったときである。

［作用］
シールリング34にブッシュ31が干渉すると、特にシールリング34が破損して十分なシール性を確保できない。そのため、ブッシュ31とシールリング34との距離を確保する必要がある。

そこで実施例1では、スリーブ21のシールリング接触部21bを、ブッシュ接触部21aに対して凸状に形成した。シールリング接触部21bとブッシュ接触部21aとの間の段部21dによって、ブッシュ31のシールリング34側への移動が規制される。そのため、ブッシュ31とシールリング34との距離を確保し、ブッシュ31とシールリング34との干渉を抑制することができる。また、ブッシュ31とシールリング34に隔壁を設けること無く、ブッシュ31とシールリング34との間の距離を確保することができ、スリーブ21の軸方向長さの短縮化を図ることができる。

さらに実施例1では、シールリング接触部21bの内径を、ブッシュ31の内径よりも大きく形成した。シールリング接触部21bとブッシュ接触部21aとの間の段部21dによって、ブッシュ31のシールリング34側への移動が規制される。そのため、ブッシュ31とシールリング34との距離を確保し、ブッシュ31とシールリング34との干渉を抑制することができる。

さらに実施例1では、ブッシュ接触部21aの内径をシールリング接触部21bの内径より大きく形成した。すなわち、シールリング接触部21bの内径を小さくした。これにより、シールリング34の外径を小さくすることができる。シールリング34は、摺動面の面積が大きくなるほどフリクションが大きくなる。シールリング34の外径を小さくすることができるため、摺動面の面積を小さくすることができる。したがって、シールリング34とシールリング接触部21bとの間のフリクションを小さくすることができる。

スリーブ21を中空固定軸19に組み付ける際に、スリーブ21の先端とポンプカバー15とが接触する位置までスリーブ21が移動してしまうことがある。また、トルクコンバータ11を車両に搭載して車両の運転を行っているときに、コンバータハウジング16内の温度変化や内圧変化により各部材が膨張し、中空固定軸19に対してスリーブ21が移動することがある。ブッシュ31はスリーブ21に対して、ブッシュ接触部21aとシールリング接触部21bとの間の段部21dにより位置決めされている。シールリング34は中空固定軸19に対して、シールリング溝19aにより位置決めされている。そのため、中空固定軸19に対してスリーブ21が移動すると、ブッシュ31がスリーブ21とともに移動し、ブッシュ31とシールリング34が干渉するおそれがある。

そこで実施例1では、ブッシュ31とシールリング34との距離Aが、スリーブ21とポンプカバー15との距離Bよりも長くなるように設定した。これにより、スリーブ21が移動したとしても、ブッシュ31とシールリング34が干渉する前に、スリーブ21とポンプカバー15とが当接する。そのため、ブッシュ31とシールリング34との干渉を防止することができる。

シールリング34を中空固定軸19のシールリング溝19aに装着した後に、スリーブ21を中空固定軸19に組み付ける。このときのスリーブ21の組み付け方向は、図1または図2において左方向となる。シールリング接触部21bの組み付け方向側の端部が角状となっていると、スリーブ21の組み付け時にシールリング接触部21bの端部がシールリング34の側面が接触し、スリーブ21の組み付け性が悪くなるおそれがある。また、シールリング34を破損するおそれがある。

そこで実施例1では、シールリング接触部21bの組み付け方向側の端部にテーパ21cを形成した。スリーブ21の組み付け時にテーパ21cにより、シールリング34がシールリング接触部21bの内部にガイドされるため、スリーブ21の組み付け性を向上させることができる。また、シールリング34とテーパ21cが面で接触するため、シールリング34の破損を抑制することができる。

また実施例1では、テーパ21cの開口端の内径を、テーパ21cの開口端に対してシールリング34の外径が最もずれたときに、テーパ21cの開口端の内径がシールリング34の外径よりも外側にくるように形成した。これにより、シールリング34の外径の位置が、テーパ21cに対して最もずれたときであっても、シールリング34をテーパ21cによりガイドできる。また、シールリング34をテーパ21cの面で接触させることができるため、シールリング34の破損を抑制することができる。

［効果］

(1) エンジン（動力源）により駆動されるポンプインペラ11p（入力要素）と、
ポンプインペラ11pと同軸に対向配置し、ポンプインペラ11pにより作動流体を介して流体駆動されるタービンランナ11t（出力要素）と、ポンプインペラ11pまたはタービンランナ11tとともに回転するスリーブ21と、スリーブ21をブッシュ31（軸受）を介して回転支持する中空固定軸19（支持軸）と、スリーブ21と中空固定軸19との間に配置し、作動流体の漏出を規制するシールリング34（シール部材）と、を有し、スリーブ21において、シールリング34が接触するシールリング接触部21b（シール部材接触部）を、ブッシュ31が接触するブッシュ接触部21a（軸受接触部）に対して凸状に形成した。
よって、ブッシュ31とシールリング34との距離を確保し、ブッシュ31とシールリング34との干渉を抑制することができる。また、ブッシュ31とシールリング34に隔壁を設けること無く、ブッシュ31とシールリング34との間の距離を確保することができ、スリーブ21の軸方向長さの短縮化を図ることができる。

(2) スリーブ21を中空固定軸19に組み付ける際に、ブッシュ31とシールリング34との間の距離を、スリーブ21が移動可能な距離よりも大きくなるように設定した。
よって、中空固定軸19に対してスリーブ21が移動したとしても、ブッシュ31とシールリング34との干渉を防止することができる。

(3) 中空固定軸19は、中空に形成したスリーブ21の内周側に挿入しており、シールリング接触部21bの内径を、ブッシュ31の内径よりも大きく形成した。
よって、ブッシュ31とシールリング34との距離を確保し、ブッシュ31とシールリング34との干渉を抑制することができる。

(4) ブッシュ接触部21aの内径を、シールリング接触部21bの内径よりも大きく形成した。
よって、シールリング34の外径を小さくし、摺動面の面積を小さくすることができ、シールリング34とシールリング接触部21bとの間のフリクションを小さくすることができる。

(5) シールリング接触部21bにおいて、スリーブ21を中空固定軸19に組み付ける際の組み付け方向側の端部にテーパ21cを形成した。
よって、スリーブ21の組み付け性を向上させることができる。また、シールリング34の破損を抑制することができる。

(6) テーパ21cにおいて、スリーブ21を中空固定軸19に組み付ける際の組み付け方向側の端部の内径を、スリーブ21に対するシールリング34の外周面の位置の誤差が最大であるときよりも大きく形成した。
よって、シールリング34の外径の位置が、テーパ21cに対して最もずれたときであっても、シールリング34をテーパ21cによりガイドできる。また、シールリング34をテーパ21cの面で接触させることができるため、シールリング34の破損を抑制することができる。

〔他の実施例〕
以上、本発明は上記実施例の構成に限らず、他の構成であっても構わない。
実施例1では、回転部材であるスリーブ21と固定部材である中空固定軸19との間の支持構部材（ブッシュ31）とシール部材（シールリング34）の周辺の構造についての発明について説明した。これを両部材が回転部材とし、その両部材の間の支持部材およびシール部材の周辺の構造について適用しても良い。

また実施例1では、入力要素であるポンプインペラ11pとともに回転するスリーブ21と中空固定軸19との間の支持構部材（ブッシュ31）とシール部材（シールリング34）の周辺の構造についての発明について説明した。これを出力要素であるタービンランナ11t側とともに回転する部材と、他の部材との間の支持構造とシール部材の周辺の構造について適用しても良い。

また実施例1では、ブッシュ31とシールリング34との距離Aが、スリーブ21とポンプカバー15との距離Bよりも長くなるように設定した。スリーブ21と、スリーブ21と対向するポンプハウジング18の面との距離を距離Cとする。距離Cが距離Bより短い場合は、ブッシュ31とシールリング34との距離Aが、スリーブ21とポンプハウジング18との距離Cよりも長くなるように設定しても良い。つまり、ブッシュ31とシールリング34との距離Aを、スリーブ21とスリーブ21に対して軸方向に対向する各部材との距離のうち最も小さい距離より長くなるよう設定すれば良い。

11 トルクコンバータ（流体伝動装置）
11p ポンプインペラ（入力要素）
11t タービンランナ（出力要素）
19 中空固定軸（支持軸）
21 スリーブ
21a ブッシュ接触部（軸受接触部）
21b シールリング接触部（シール部材接触部）
21c テーパ
31 ブッシュ（軸受）
34 シールリング（シール部材）

Claims (6)

1. 動力源により駆動される入力要素と、
   前記入力要素と同軸に対向配置し、前記入力要素により作動流体を介して流体駆動される出力要素と、
   前記入力要素または前記出力要素とともに回転するスリーブと、
   前記スリーブを軸受を介して回転支持する支持軸と、
   前記スリーブと前記支持軸との間に配置し、作動流体の漏出を規制するシール部材と、
   を有し、
   前記スリーブにおいて、前記シール部材が接触するシール部材接触部を、前記軸受が接触する軸受接触部に対して凸状に形成したことを特徴とする流体伝動装置。
2. 請求項1に記載の流体伝動装置において、
   前記スリーブを前記支持軸に組み付ける際に、前記軸受と前記シール部材との間の距離を、前記スリーブが移動可能な距離よりも大きくなるように設定したことを特徴とする流体伝動装置。
3. 請求項1または請求項2に記載の流体伝動装置において、
   前記支持軸は、中空に形成した前記スリーブの内周側に挿入しており、
   前記シール部材接触部の内径を、前記軸受の内径よりも大きく形成したことを特徴とする流体伝動装置。
4. 請求項1ないし請求項3のいずれか１項に記載の流体伝動装置において、
   前記支持軸は、中空に形成した前記スリーブの内周側に挿入しており、
   前記軸受接触部の内径を、前記シール部材接触部の内径よりも大きく形成したことを特徴とする流体伝動装置。
5. 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の流体伝動装置において、
   前記シール部材接触部において、前記スリーブを前記支持軸に組み付ける際の組み付け方向側の端部にテーパを形成したことを特徴とする流体伝動装置。
6. 請求項5に記載の流体伝動装置において、
   前記支持軸は、中空に形成した前記スリーブの内周側に挿入しており、
   前記テーパにおいて、前記スリーブを前記支持軸に組み付ける際の組み付け方向側の端部の内径を、前記スリーブに対する前記シール部材の外周面の位置の誤差が最大であるときよりも大きく形成したことを特徴とする流体伝動装置。

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