JP4021244B2 - トルクコンバータ - Google Patents
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- F16H41/00—Rotary fluid gearing of the hydrokinetic type
- F16H41/24—Details
- F16H2041/246—Details relating to one way clutch of the stator
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,車両や産業機械に使用されるトルクコンバータに関し,特に,入力軸に結合されるポンプ羽根車と,このポンプ羽根車に対置されて出力軸が結合されるタービン羽根車と,それらポンプ羽根車及びタービン羽根車の内周部間に配置されるステータ羽根車とを備え,このステータ羽根車のステータハブと,その中心部に配置されるステータ軸との間に介装されるフリーホイールが,ステータハブに結合されるアウタレース,ステータ軸に結合されるインナレース,その両レース間に介装される環状配列のスプラグ群,及びこのスプラグ群を保持する環状配列の保持窓群を有する環状のリテーナより構成され,そのアウタレース及びリテーナの一端を支承する端壁をステータハブに一体に形成する一方,リテーナの他端に対向する押さえ板をアウタレースに設けたトルクコンバータの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
かゝるトルクコンバータは,例えば特開2000−130552号公報に開示されているように,既に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
かゝるトルクコンバータのフリーホイールでは,一般に,各スプラグの,両レースに対する接触部の軸方向長さが大きい程,負荷容量が増加して耐久性を高めることができるところ,従来のトルクコンバータでは,前記端壁及び押さえ板間の狭小なスペースにスプラグ群を単に収容していたので,両レースの軸方長さを増加させない限り,各スプラグの両レースに対する接触部の軸方向長さを充分に確保することができない。しかしながら,特にアウタレースの軸方向長さの増加には,アウタレースを内周面に結合するステータハブの軸方向長さの増加を必要するため,ステータハブのコンパクト化を損じることになって好ましくない。
【0004】
本発明は,かゝる事情に鑑みてなされたもので,ステータハブやアウタレースの軸方向長さを特に増加させずに,前記端壁及び押さえ板間の狭小なスペースでも,各スプラグ及びアウタレースの接触部の軸方向長さを充分に確保しながら,スプラグ群の収容を可能にする前記トルクコンバータを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために,本発明は,入力軸に結合されるポンプ羽根車と,このポンプ羽根車に対置されて出力軸が結合されるタービン羽根車と,それらポンプ羽根車及びタービン羽根車の内周部間に配置されるステータ羽根車とを備え,このステータ羽根車のステータハブと,その中心部に配置されるステータ軸との間に介装されるフリーホイールが,ステータハブに結合されるアウタレース,ステータ軸に結合されるインナレース,その両レース間に介装される環状配列のスプラグ群,及びこのスプラグ群を保持する環状配列の保持窓群を有する環状のリテーナより構成され,そのアウタレース及びリテーナの一端を支承する端壁をステータハブに一体に形成する一方,リテーナの他端に対向する押さえ板をアウタレースに設けたトルクコンバータにおいて,前記端壁に,前記リテーナの,保持窓外に延びる一端部を受容する環状凹部を形成したことを第1の特徴とする。
【0006】
尚,前記入力軸は,後述する本発明の実施例中のエンジンのクランク軸1に対応する。
【0007】
上記第1の特徴によれば,フリーホイールのリテーナの一端部が,端壁の環状凹部に受容される分だけ,アウタレースの内周面におけるスプラグ群の接触面を軸方向に拡張することが可能となり,端壁及び押さえ板間の狭小なスペースでも軸方向長さが比較的長いスプラグ群を収めることができ,その結果,スプラグ群とアウタレースとの接触面の拡大,それに伴なう面圧の低下を得てフリーホイールの負荷容量を増加させ,その耐久性の向上を図ることができる。したがって,負荷容量の大なるフリーホイールを使用するためにステータハブやアウタレースの軸方向長さを特別に増加させる必要もないからステータハブのコンパクト化,延いてはトルクコンバータのコンパクト化に寄与することができる。
【0008】
また本発明は,第1の特徴に加えて,前記アウタレースをステータハブの内周面に圧入し,このアウタレースの内周面の仕上げ切削と同時に,前記端壁に前記環状凹部を切削により形成したことを第2の特徴とする。
【0009】
この第2の特徴によれば,端壁への環状凹部の形成を,圧入後のアウタレースの内周面の仕上げ切削と同時に簡単に行うことができ,その形成によるコストアップは殆どない。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を,添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【0011】
図1は本発明に係るトルクコンバータの縦断側面図,図2は図1の2部拡大図,図3は図2の3−3線断面図,図4はフリーホイールの一部の加工工程説明図である。
【0012】
先ず,図1において,トルクコンバータTは,ポンプ羽根車2と,それと対置されるタービン羽根車3と,それらの内周部間に配置されるステータ羽根車4とを備え,これら羽根車2,3,4間には作動オイルによる動力伝達のための循環回路6が画成される。
【0013】
ポンプ羽根車2には,タービン羽根車3の外側面を覆うサイドカバー5が溶接により一体的に連設される。サイドカバー5の外周面には,始動用のリングギヤ7が嵌合して溶接されており,このリングギヤ7に,クランク軸1に結合した駆動板8がボルト9で固着される。タービン羽根車3のタービンハブ3hとサイドカバー5との間にスラストベアリング26が介裝される。
【0014】
トルクコンバータTの中心部にクランク軸1と同軸上に並ぶ出力軸10が配置され,この出力軸10は,タービンハブ3hにスプライン嵌合されると共に,サイドカバー5中心部の支持筒5aに軸受ブッシュ23を介して回転自在に支承される。出力軸10は図示しない多段変速機の主軸となる。
【0015】
出力軸10の外周には,ステータ羽根車4のステータハブ4hをフリーホイール11を介して支承する中空円筒状のステータ軸12が配置され,これら出力軸10及びステータ軸12間には,それらの相対回転を許容する軸受ブッシュ13が介裝される。ステータ軸12の外端部はミッションケース14に回転不能に支持される。
【0016】
図2及び図3に明示するように,フリーホイール11は,ステータハブ4hの内周面に圧入により結合されるアウタレース15と,ステータ軸12の外周にスプライン結合されるインナレース16と,これらレース15,16間に介裝される環状配列のスプラグ17,17…群と,このスプラグ17,17…群を保持する環状配列の保持窓18c,18c…群を有する環状のリテーナ18と,スプラグ17,17…群を起立方向に付勢するリングばね19とからなっており,リテーナ18は,保持窓18c,18c…群の軸方向外方で半径方向外方に屈曲するフランジ状の両端部18a,18bを有する。アウタレース15は,インナレース16よりも軸方向長さが短くなっている。
【0017】
ステータ羽根車4は,Al合金等の軽合金製であり,そのステータハブ4hの内周面に圧入されるアウタレース15は鋼鉄製である。このアウタレース15の一端面を支承する端壁27がステータハブ4hに一体に形成され,この端壁27とポンプ羽根車2のポンプハブ2hとの間にスラストベアリング29が介装される。
【0018】
図4に示すように,アウタレース15の内周面は,アウタレース15のステータハブ4hへの圧入後に仕上げ切削されるもので,その切削と同時に,アウタレース15の内周面に連なる環状凹部30が端壁27に切削加工される。そして,この環状凹部30に前記リテーナ18の一端部18aが受容される(図2参照)。
【0019】
またステータハブ4h内には,アウタレース15の外端面に当接すると共に,前記リテーナ18の他端部18bを外側方から押さえるべくアウタレース15の内周面に嵌合する押さえ板28が配置され,この押さえ板28とステータハブ4hとの間にスラストベアリング29′が介装される。このスラストベアリング29′は,前記スラストベアリング29と協働してステータハブ4hをポンプハブ2h及びタービンハブ3h間の定位置に保持する。両スラストベアリング29,29′は,何れも内外一対のスラスト板31,32と,両スラスト板31,32間に介装される環状配列のニードル33,33…群と,このニードル33,33…群を保持するリテーナ34とから構成されており,各内側スラスト板31はステータハブ4hの内周面に回転不能に係止されると共に,押さえ板28側の内側スラスト板31は止環35によりステータハブ4hに軸方向にも固定される。
【0020】
端壁27及び押さえ板28の,各対応する内側スラスト板31に対面する外側面には放射状に延びる複数のオイル溝36,37がそれぞれ設けられ,またこれらオイル溝36,37を前記リテーナ18の半径方向内方でアウタレース15内に連通する通孔38,39が端壁27及び押さえ板28に穿設される。
【0021】
また端壁27及び押さえ板28の内周端部は,それらの協働により前記インナレース16の両端部を押さえて,その軸方向移動を阻止するようになっている。
【0022】
再び図1において,ステータ軸12の外周には,ポンプ羽根車2に結合した補機駆動軸20が相対回転可能に配置され,この補機駆動軸20によって,トルクコンバータTに作動オイルを供給するオイルポンプ21が駆動されるようになっている。
【0023】
タービン羽根車3及びサイドカバー5には,前記循環回路6と外周部で連通するクラッチ室22画成され,このクラッチ室22には,タービン羽根車3及びサイドカバー5間を直結し得るロックアップクラッチLが設けられる。即ち,ロックアップクラッチLの主体をなすクラッチピストン25が,クラッチ室22をタービン羽根車3側の内側室22aとサイドカバー5側の外側室22bとに区画するようにクラッチ室22に配置される。クラッチピストン25は,その一端面に備えた摩擦ライニング25aをサイドカバー5内側壁に圧接させる接続位置と,その内壁から離間する非接続位置との間を軸方向に移動し得るように,タービンハブ3hの外周面に摺動可能に支承される。
【0024】
またクラッチ室22には,クラッチピストン25及びタービン羽根車3間を緩衝的に連結する公知のトルクダンパDが配設される。
【0025】
出力軸10の中心部には,横孔24及びスラストベアリング26を介してクラッチ室22の外側室22bに連通する第1油路40が設けられる。また補機駆動軸20とステータ軸12との間には,前記オイル溝36,37及び通孔38,39を介して循環回路6の内周部に連通する第2油路41が画成され,これら第1油路40及び第2油路41は,ロックアップ制御弁42により,オイルポンプ21の吐出側とオイル溜め43とに交互に接続されるようになっている。
【0026】
次に,この実施例の作用について説明する。
【0027】
エンジンのアイドリングないし極低速運転域では,ロックアップ制御弁42は,図1に示すように,第1油路40をオイルポンプ21の吐出側に接続する一方,第2油路41をオイル溜め43に接続するように,図示しない電子制御ユニットにより制御される。したがって,エンジンのクランク軸1の出力トルクが駆動板8,サイドカバー5,ポンプ羽根車2へと伝達して,それを回転駆動し,更にオイルポンプ21をも駆動すると,オイルポンプ21の吐出作動オイルがロックアップ制御弁42から第1油路40,横孔24及びスラストベアリング26,クラッチ室22の外側室22b,内側室22aを順次経て循環回路6に流入し,該回路6を満たした後,オイル溝36,37及び通孔38,39を経て第2油路41に移り,ロックアップ制御弁42からオイル溜め43に還流する。通孔38,39を通過する作動オイルによってフリーホイール11のスプラグ17,17…群が潤滑される。
【0028】
而して,クラッチ室22では,上記のような作動オイルの流れにより外側室22bの方が内側室22aよりも高圧となり,その圧力差によりクラッチピストン25がサイドカバー5の内壁から引き離される方向へ押圧されるので,ロックアップクラッチLは非接続状態となっており,ポンプ羽根車2及びタービン羽根車3の相対回転を許容している。したがって,クランク軸1からポンプ羽根車2が回転駆動されると,循環回路5を満たしている作動オイルが矢印のように循環回路5を循環することにより,ポンプ羽根車3の回転トルクをタービン羽根車4に伝達し,出力軸10を駆動する。
【0029】
このとき,ポンプ羽根車2及びタービン羽根車3間でトルクの増幅作用が生じていれば,それに伴う反力がステータ羽根車4に負担され,ステータ羽根車4は,フリーホイール11のロック作用により,即ちスプラグ17,17…群がアウタレース15及びインナレース16の相対回転を阻止するように両レース15,16間にロックされることにより,ステータ軸12に連結,固定される。
【0030】
トルク増幅作用を終えると,ステータ羽根車4は,これが受けるトルク方向の反転により,フリーホイール11が空転すること,即ちスプラグ17,17…群が両レース15,16の相対回転を許容することでポンプ羽根車2及びタービン羽根車3と共に同一方向へ回転するようになる。
【0031】
トルクコンバータTがこのようなカップリング状態となったところで,電子制御ユニットによりロックアップ制御弁42を切換える。その結果,オイルポンプ21の吐出作動オイルは,先刻とは反対に,ロックアップ制御弁42から第2油路41を経て循環回路6に流入して,該回路6を満たした後,クラッチ室22の内側室22aに移って,該内側室22aをも満たす。一方,クラッチ室22の外側室22bは,第1油路40及びロックアップ制御弁42を介してオイル溜め43に開放されるので,クラッチ室22では,内側室22aの方が外側室22bよりも高圧となり,クラッチピストン25は,その圧力差によりサイドカバー5側に押圧され,摩擦ライニング25aをサイドカバー5の内側壁に圧接させ,ロックアップクラッチLは接続状態となる。すると,クランク軸1からポンプ羽根車2に伝達した回転トルクは,サイドカバー5からクラッチピストン25,トルクダンパDを介してタービン羽根車3に機械的に伝達することになるから,ポンプ羽根車2及びタービン羽根車4は直結の状態となり,クランク軸1の出力トルクを出力軸10に効率良く伝達することができ,燃費の低減を図ることができる。
【0032】
ところで,このようなトルクコンバータTにおいて,フリーホイール11のリテーナ18の一端部18aが,ステータハブ4hの端壁27に形成された環状凹部30に受容されるので,その分,アウタレース15の内周面において,スプラグ17,17…群が接する接触面を軸方向に拡張することが可能となり,したがって端壁27及び押さえ板28間の狭小なスペースでも軸方向長さが比較的長いスプラグ17,17…群を収めることができるから,スプラグ17,17…群とアウタレース15との接触面の拡大,それに伴なう面圧の低下を得てフリーホイール11の負荷容量を増加させ,その耐久性の向上を図ることができる。したがって,負荷容量の大なるフリーホイールを使用するためにステータハブ4hやアウタレース15の軸方向長さを特別に増加させる必要もないからステータハブ4hのコンパクト化,延いてはトルクコンバータTのコンパクト化に寄与し得る。
【0033】
また前記環状凹部30は,アウタレース15をステータハブ4hの内周面に圧入した後,このアウタレース15の内周面の仕上げ切削と同時に,端壁27に切削加工されるので,その環状凹部30の形成を簡単に行うことができ,その形成によるコストアップは殆どない。
【0034】
またこの実施例にように,フリーホイール11のリテーナ18を単一型とすることは,リテーナ18の一端を受容する端壁27の環状凹部30を溝幅の狭い一条の環状溝とすることが可能にするので,環状凹部30による端壁27の強度低下を最小限に留めることができて好ましい。
【0035】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく,その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【0036】
【発明の効果】
以上のように本発明の第1の特徴によれば,入力軸に結合されるポンプ羽根車と,このポンプ羽根車に対置されて出力軸が結合されるタービン羽根車と,それらポンプ羽根車及びタービン羽根車の内周部間に配置されるステータ羽根車とを備え,このステータ羽根車のステータハブと,その中心部に配置されるステータ軸との間に介装されるフリーホイールが,ステータハブに結合されるアウタレース,ステータ軸に結合されるインナレース,その両レース間に介装される環状配列のスプラグ群,及びこのスプラグ群を保持する環状配列の保持窓群を有する環状のリテーナより構成され,そのアウタレース及びリテーナの一端を支承する端壁をステータハブに一体に形成する一方,リテーナの他端に対向する押さえ板をアウタレースに設けたトルクコンバータにおいて,前記端壁に,前記リテーナの,保持窓外に延びる一端部を受容する環状凹部を形成したので,フリーホイールのリテーナの一端部が,端壁の環状凹部に受容される分だけ,アウタレースの内周面におけるスプラグ群の接触面を軸方向に拡張することが可能となり,端壁及び押さえ板間の狭小なスペースでも軸方向長さが比較的長いスプラグ群を収めることができ,その結果,スプラグ群とアウタレースとの接触面の拡大,それに伴なう面圧の低下を得てフリーホイールの負荷容量を増加させ,その耐久性の向上を図ることができる。したがって,負荷容量の大なるフリーホイールを使用するためにステータハブやアウタレースの軸方向長さを特別に増加させる必要もないからステータハブのコンパクト化,延いてはトルクコンバータのコンパクト化に寄与することができる。
【0037】
また本発明の第2の特徴によれば,前記アウタレースをステータハブの内周面に圧入し,このアウタレースの内周面の仕上げ切削と同時に,前記端壁に前記環状凹部を切削により形成したので,端壁への環状凹部の形成を,圧入後のアウタレースの内周面の仕上げ切削と同時に簡単に行うことができ,その形成によるコストアップは殆どない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るトルクコンバータの縦断側面図
【図2】図1の2部拡大図
【図3】図2の3−3線断面図
【図4】フリーホイールの一部の加工工程説明図
【符号の説明】
T・・・・・・トルクコンバータ
1・・・・・・入力軸(エンジンのクランク軸)
2・・・・・・ポンプ羽根車
3・・・・・・タービン羽根車
4・・・・・・ステータ羽根車
10・・・・・出力軸
11・・・・・フリーホイール
12・・・・・ステータ軸
15・・・・・アウタレース
16・・・・・インナレース
17・・・・・スプラグ
18・・・・・リテーナ
18a・・・・リテーナの一端部
18b・・・・リテーナの他端部
18c・・・・保持窓
27・・・・・アウタレースの端壁
28・・・・・押さえ板
30・・・・・環状凹部
Claims (2)
- 入力軸(1)に結合されるポンプ羽根車(2)と,このポンプ羽根車(2)に対置されて出力軸(10)が結合されるタービン羽根車(3)と,それらポンプ羽根車(2)及びタービン羽根車(3)の内周部間に配置されるステータ羽根車(4)とを備え,このステータ羽根車(4)のステータハブ(4h)と,その中心部に配置されるステータ軸(12)との間に介装されるフリーホイール(11)が,ステータハブ(4h)に結合されるアウタレース(15),ステータ軸(12)に結合されるインナレース(16),その両レース(15,16)間に介装される環状配列のスプラグ(17)群,及びこのスプラグ(17)群を保持する環状配列の保持窓(18c)群を有する環状のリテーナ(18)より構成され,そのアウタレース(15)及びリテーナ(18)の一端を支承する端壁(27)をステータハブ(4h)に一体に形成する一方,リテーナ(18)の他端に対向する押さえ板(28)をアウタレース(15)に設けたトルクコンバータにおいて,
前記端壁(27)に,前記リテーナ(18)の,保持窓(18c)外に延びる一端部(18a)を受容する環状凹部(30)を形成したことを特徴とするトルクコンバータ。 - 請求項1記載のトルクコンバータにおいて,
前記アウタレース(15)をステータハブ(4h)の内周面に圧入し,このアウタレース(15)の内周面の仕上げ切削と同時に,前記端壁(27)に前記環状凹部(30)を切削により形成したことを特徴とするトルクコンバータ。
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