JP4155458B2 - トルクコンバータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の自動変速機等の変速機に用いられ、作動流体によりトルクを変換して動力を伝達するトルクコンバータの技術分野に属し、特に、このトルクコンバータにおけるロックアップピストンのセンタリング、ロックアップピストンの軸方向位置決め、およびロックアップピストンとこのロックアップピストンを支持するタービンハブとの間のシールの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車においては、従来から、エンジンと自動変速機との間に、流体によりエンジンの動力を自動変速機の入力軸にそのトルクを変換して伝達するトルクコンバータが設けられている。このトルクコンバータには、ロックアップピストンを有するロックアップ機構が設けられており、このロックアップ機構は、そのロックアップピストンが作動して摩擦材をトルクコンバータのフロントカバーに摩擦係合させることにより、エンジンからのトルクをトルクコンバータの入力軸に機械的に直接伝達する直結状態になるようになっている。
【０００３】
ところで、このようなトルクコンバータにおけるロックアップピストンは、その機能を確実に果たすことができるようにするために、ロックアップピストンのセンタリングを行うとともに、ロックアップピストンの軸方向の位置決めを行う必要がある。
【０００４】
そこで、従来、ロックアップピストンのセンタリングを、トルクコンバータのエンジンクランク軸に対する芯出しを行うセンターピースで行うとともに、ロックアップピストンの軸方向位置決めを、センターピースに取り付けたスナップリングにより行うようにしたトルクコンバータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に開示のトルクコンバータでは、センターピースに設けたシールリングにより、ロックアップピストンとセンターピースとの間を液密にシールしている。
【０００５】
また、従来、ロックアップピストンのセンタリングをセンターピースで行うとともに、ロックアップピストンの軸方向位置決めを、タービンハブに設けた軸受けで行うようにしたトルクコンバータが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２に開示のトルクコンバータでも、センターピースに設けたシールリングにより、ロックアップピストンとセンターピースとの間を液密にシールしている。
【特許文献１】
米国特許第４,９２６,９８８号明細書
【特許文献２】
特開２０００−６５１８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献１および２に開示のトルクコンバータでは、いずれも、ロックアップピストンの軸方向位置決めを行うためのスナップリングやベアリングを必要とするばかりでなく、ロックアップピストンとセンターピースとの間をシールするシールリングが必要としている。このため、部品点数が多くなっているばかりでなく、ロックアップピストンの内周端部の支持構造が煩雑であるという問題がある。
また、シールリングを設けることから、シールリングを設置するスペースが必要となり、その分、必然的に軸方向の長さは長くなるという問題もある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数をできるだけ削減しつつ、ロックアップピストンのセンタリング、ロックアップピストンの軸方向位置決め、およびロックアップピストンとこれを支持する部材との間のシールを確実に行うことができるトルクコンバータを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、フロントカバーに伝達されるエンジンの動力を作動流体によりトルクを変換して入力軸にタービンハブを介して伝達するとともに、少なくともロックアップピストンと摩擦材とを有するロックアップ機構が直結状態になることにより前記動力を前記入力軸に前記タービンハブを介して直接伝達するトルクコンバータにおいて、前記ロックアップ機構のロックアップピストンが前記タービンハブに相対回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に支持されており、前記ロックアップピストンと前記タービンハブとの間に、前記ロックアップピストンのセンタリング、前記ロックアップピストンの軸方向位置決め、および前記ロックアップピストンと前記タービンハブとの間のシールをともに行う部材が設けられており、前記ロックアップピストンの内周端部に、このロックアップピストンの軸方向移動をガイドするガイド部材が設けられているとともに、このガイド部材が、エンジンの出力が伝達されるセンターピースに軸方向に移動可能にかつ前記センターピースと一体回転可能に嵌合されており、前記フロントカバーと前記ロックアップピストンおよび前記タービンハブとの間にある作動油が、前記センターピースと前記タービンハブとの間および記入力軸の軸方向孔を通って排出されて前記ロックアップピストンが軸方向に前記フロントカバーの方へ移動し、前記摩擦材が前記ロックアップピストンと前記フロントカバーとの間に挟圧されることで、前記ロックアップ機構が前記直結状態となることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２の発明は、前記部材がブッシュからなり、該ブッシュが、前記ロックアップピストンおよび前記タービンハブのいずれか一方に固定されているとともに前記ロックアップピストンおよび前記タービンハブのいずれか他方に嵌合されていることを特徴としている。
【００１０】
【発明の作用および効果】
このように構成された請求項１および２の発明のトルクコンバータにおいては、ロックアップピストンとタービンハブとの間に設けられた部材が、ロックアップピストンのセンタリング機能、ロックアップピストンの軸方向の位置決め機能、およびロックアップピストンとタービンハブとの間のシール機能の３つの機能を有するようになる。
したがって、従来用いられているロックアップピストンの軸方向の位置決めを行うための部材とロックアップピストンとタービンハブとの間のシールを行うためのシール部材とが１つの部材で済ませることができる。これにより、部品点数を削減することができるとともに、ロックアップピストンとタービンハブとの間の構造をより一層簡略化でき、この構造を効果的にコンパクトに形成することができる。
【００１１】
更に、本発明の前述の部材がシール機能を有して、従来のようなシールリングが不要となることから、このシールリングを設けるためのスペースも必要でなくなるので、その分、トルクコンバータの軸方向の長さを短くすることができる。
また、ロックアップピストンの内周端部に設けたガイド部材を、エンジン出力が伝達されるセンターピースに軸方向に移動可能にかつセンターピースと一体的に回転可能に、つまりエンジン出力の動力伝達可能に嵌合してロックアップピストンの軸方向移動をガイドするようにしている。したがって、前述の３つの機能を有する部材で、ロックアップピストンをタービンハブに対してセンタリングするようにしても、エンジン出力をロックアップピストンに伝達可能にすることができる。
特に、請求項２の発明においては、前述の３つの機能を有する部材をブッシュで構成しているので、この部材を３つの機能を有するようにしつつ、その構造を簡単にすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明のトルクコンバータの実施の形態の第１例を示す断面図である。
図１に示すように、この第１例のトルクコンバータ１は、図示しないエンジンの出力軸に連結部材２を介して連結されるフロントカバー３とこのフロントカバー３に連結されたリヤカバー４とからなり、作動油が充填されているコンバータカバー５を備えている。
【００１３】
このコンバータカバー５内には、リヤカバー４によって構成されているポンプ羽根車６が配設されているとともに、このポンプ羽根車６に対向するようにしてタービン羽根車７が配設されている。このタービン羽根車７は、リヤカバー４側からコンバータカバー５内に挿入された自動変速機の入力軸８にスプライン嵌合されたタービンハブ９に、リベット１０により連結されている。また、ポンプ羽根車６とタービン羽根車７との間には、ステータ羽根車１１が配設されており、このステータ羽根車１１は自動変速機のケース２に固定されたステータシャフト１２に、一方向クラッチ１３を介して一方向にのみ回転可能に支持されている。この一方向クラッチ１３は、図においてその右側がスラストベアリング１４を介してポンプハブ１５に軸方向に支持されているとともに、その左側がスラストベアリング１６を介してタービンハブ９に軸方向に支持されている。このタービンハブ９も、フロントカバー３に入力軸８と同心状に固定されたセンターピース１７にスラストベアリング１８を介して軸方向に支持されている。センターピース１７は、図示しないエンジンのクランク軸の軸穴に嵌合されて、トルクコンバータ１をクランク軸に対して芯出しを行うようになっている。
【００１４】
更に、タービンハブ９には、ロックアップ機構１９のロックアップピストン２０とダンパ機構２１とが設けられている。ロックアップピストン２０の内周端部２０ａの軸方向孔には、ブッシュ（本発明の部材に相当）２３が図１において右方から圧入されて固定されている。このブッシュ２３は例えば焼結アルミニウム材を用いて形成され、軸方向筒状部２４とこの軸方向筒状部２４の右端に径方向外側に突出するようにして形成された径方向外側フランジ部２５とから構成されている。ブッシュ２３の径方向外側フランジ部２５がロックアップピストン２０の内周端部２０ａに密着されている。そして、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａに圧入されたブッシュ２３はタービンハブ９に隙間なく、相対回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に嵌合されている。したがって、ロックアップピストン２０はタービンハブ９に相対回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に支持されている。また、ブッシュ２３の図１において右端がタービンハブ９に軸方向にかつ相対回転可能に密着可能となっている。
【００１５】
このように、ブッシュ２３はタービンハブ９に隙間なく嵌合されることで、ロックアップピストン２０のセンタリングが行われるとともに、ブッシュ２３の右端がタービンハブ９に軸方向に密着可能とされることで、ロックアップピストン２０の軸方向の位置決めが行われる。また、ブッシュ２３がロックアップピストン２０の内周端部２０ａに圧入されかつタービンハブ９に隙間なく嵌合されることで、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間が、液密にシールされている。したがって、ブッシュ２３は、ロックアップピストン２０のセンタリング機能、ロックアップピストン２０の軸方向の位置決め機能、およびロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間のシール機能の３つの機能を有している。
【００１６】
一方、ダンパ機構２１の内周端は、前述のリベット１０によりタービンハブ９にタービン羽根車７とともに一緒に連結されている。また、ダンパ機構２１の外周端には、摩擦材２６が軸方向に相対移動可能にかつ相対回転不能に設けられている。そして、ロックアップピストン２０が作動して摩擦材２６をフロントカバー３に摩擦係合させることにより、ロックアップ機構１９は、トルクをフロントカバー３から入力軸８に機械的に直接伝達する直結状態になるようにされている。
なお、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａにはガイド部材２８が設けられており、このガイド部材２８はセンターピース１７に形成された軸方向溝１７ａに軸方向に移動可能にかつセンターピース１７と一体的に回転可能（つまり、動力伝達可能）に嵌合されてロックアップピストン２０の軸方向移動をガイドするようになっている。
【００１７】
このように構成されたトルクコンバータ１においては、エンジンの駆動力によりフロントカバー３を介してポンプ羽根車６が回転すると、作動油が矢印のように流れ、更にポンプ羽根車６→タービン羽根車７→ステータ羽根車１１→ポンプ羽根車６の順に循環して流れる。これにより、タービン羽根車７が回転し、この回転がタービンハブ９を介して自動変速機の入力軸８に、例えばトルクが増大されて伝達される。
【００１８】
また、トルクコンバータ１の直結指令が出ると、圧油がステータシャフト１２とポンプハブ１５との間の隙間およびスラストベアリング１４を通ってトルクコンバータカバー５内に導入される。一方、フロントカバー３とロックアップピストン２０およびタービンハブ９との間にある作動油は、スラストベアリング１８および入力軸８に穿設されている軸方向孔２７を通って排出される。その場合、スラストベアリング１８の支持プレートには、図示しないが作動油の流れが阻害されることがないように、通路が設けられている。これにより、ロックアップピストン２０の両面に圧力差が生じ、このロックアップピストン２０がフロントカバー３の方へ移動して、摩擦材２６がロックアップピストン２０とフロントカバー３との間に挟圧されて、トルクコンバータ１は直結状態となる。
【００１９】
この第１例のトルクコンバータ１によれば、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａに圧入されたブッシュ２３に、ロックアップピストン２０のセンタリング機能、ロックアップピストン２０の軸方向の位置決め機能、およびロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間のシール機能の３つの機能を持たせているので、従来のようなロックアップピストン２０の軸方向の位置決めを行うための部材とロックアップピストン２０とタービンハブ９との間のシールを行うためのシール部材が１つの部材で済ませることができる。これにより、部品点数を削減することができる。
【００２０】
また、ロックアップピストン２０のセンタリングを前述の従来例のようにセンターピース１７で行わないことから、センターピース１７の軸方向長さを短くできる。しかも、ブッシュ２３に前述の３つの機能を持たせることで、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間の構造が簡略化されて、この構造を効果的にコンパクトに形成することができる。
【００２１】
更に、ブッシュ２３が前述のようにシール機能を有して、従来のようなシールリングが不要となることから、このシールリングを設けるためのスペースも必要でなくなるので、その分、軸方向の長さを短くすることができる。
特に、前述の３つの機能を有する部材を１つのブッシュで構成しているので、この部材を３つの機能を有するようにしつつ、その構造を簡単にすることができる。
なお、ブッシュ２３はタービンハブ９に図１において左方から圧入するようにしてもよい。この場合には、ブッシュ２３はロックアップピストン２０の内周孔に隙間なく嵌合されるようになる。
【００２２】
図２は、本発明のトルクコンバータの実施の形態の第２例を示す、図１と同様の断面図である。なお、以下の実施の形態の各例の説明において、それより前の例と同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。前述の第１例のトルクコンバータ１では、ブッシュ２３が軸方向筒状部２４と径方向外側フランジ部２５とから構成されているが、図２に示すように、この第２例のトルクコンバータ１では、ブッシュ２３は径方向外側フランジ部２５を有していなく、軸方向筒状部２４のみから構成されている。
【００２３】
また、ブッシュ２３が径方向外側フランジ部２５を有していないことから、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａはブッシュ２３の端面に密着していない。このため、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａに設けられたガイド部材２８がブッシュ２３の図２において左端に軸方向に密着されている。また、ブッシュ２３の図２において右端はタービンハブ９に軸方向に密着可能となっている。したがって、ロックアップピストン２０はガイド部材２８を介してブッシュ２３により軸方向の位置決めがされている。
【００２４】
このように構成された第２例のトルクコンバータ１においても、ブッシュ２３は第１例の場合と同様に、ロックアップピストン２０のセンタリング機能、ロックアップピストン２０の軸方向の位置決め機能、およびロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間のシール機能の３つの機能を有している。
【００２５】
この第２例のトルクコンバータ１によれば、ブッシュ２３が径方向外側フランジ部２５を有さず、軸方向筒状部２４のみから構成されているので、ブッシュ２３の構造が簡単になり、このブッシュ２３を容易に製造することができるとともにコストを低減できる。
この第２例のトルクコンバータ１の他の構成および他の作用効果は、前述の第１例と同じである。
【００２６】
図３は、本発明のトルクコンバータの実施の形態の第３例を示す、図１と同様の断面図である。
前述の第２例のトルクコンバータ１では、ブッシュ２３が軸方向筒状部２４のみから構成されているが、図３に示すように、この第３例のトルクコンバータ１では、ブッシュ２３は軸方向筒状部２４とこの軸方向筒状部２４の左端から径方向内側の突出するように形成された径方向内側フランジ部２９とから構成されている。径方向内側フランジ部２９はタービンハブ９の径方向突出部の左端に密着されているとともに、センターピース１７の右端を軸方向に支持するスラストベアリングとして機能している。
【００２７】
この第３例では、ブッシュ２３はタービンハブ９に圧入により固定されており、ロックアップピストン２０はこのブッシュ２３に対して軸方向に相対移動可能にかつ相対回転可能にとなっている。また、第３例では、ブッシュ２３はタービンハブ９とセンターピース１７との間に軸方向に挟持されているため、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａには圧入されない。
なお、径方向内側フランジ部２９には径方向油路溝２９ａが形成されており、この径方向油路溝２９ａは、フロントカバー３とロックアップピストン２０およびタービンハブ９との間にある作動油を入力軸８の軸方向孔２７に流動させるための油路溝である。
【００２８】
このように構成された第３例のトルクコンバータ１においても、ブッシュ２３は第１および第２例の場合と同様に、ロックアップピストン２０のセンタリング機能、ロックアップピストン２０の軸方向の位置決め機能、およびロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間のシール機能の３つの機能を有している。更に、この第３例では、ブッシュ２３の径方向内側フランジ部２９がセンターピース１７とタービンハブ９との相対回転吸収用のスラストベアリング１８を兼ねている。したがって、第３例のブッシュ２３はスラストベアリングの機能も有している。また、ブッシュ２３がスラストベアリングの機能を有することから、第１および第２例のスラストベアリング１８が不要となり、部品点数を更に削減することができる。
この第３例のトルクコンバータ１の他の構成および他の作用効果は、前述の第２例と同じである。
【００２９】
図４は、本発明のトルクコンバータの実施の形態の第４例を示す、図１と同様の断面図である。
前述の第１ないし３例のトルクコンバータ１は、いずれもロックアップピストン２０の内周端部２０ａがタービンハブ９に嵌合されているとともに、この内周端部２０ａにガイド部材２８が別体に設けられているが、図４に示すように、この第４例のトルクコンバータ１では、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａがタービンハブ９に嵌合されておらず、しかも、このロックアップピストン２０にガイド部材２８が一体に設けられている。そして、この第４例のトルクコンバータ１では、ブッシュ２３は、その軸方向筒状部２４の図４において左端に径方向外側に突出するようにして形成された径方向外側フランジ部３０を備えている。この径方向外側フランジ部３０がリベット３によりロックアップピストン２０の内周端部２０ａに固定されている。
【００３０】
このように構成された第４例のトルクコンバータ１においては、ロックアップピストン２０とガイド部材２８が一体に設けられているので、部品点数が削減されている。
また、この第４例のトルクコンバータ１においても、ブッシュ２３は第１例の場合と同様に、ロックアップピストン２０のセンタリング機能、ロックアップピストン２０の軸方向の位置決め機能、およびロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間のシール機能の３つの機能を有している。
【００３１】
この第４例のトルクコンバータ１によれば、ロックアップピストン２０とガイド部材２８を一体に設けて部品点数を前述の各例に比べて削減しているので、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａ、タービンハブ９、およびブッシュ２３の部分の構造が簡略化され、この部分の構造をコンパクトにできる。
この第４例のトルクコンバータ１の他の構成および他の作用効果は、前述の第２例と同じである。
【００３２】
図５は、本発明のトルクコンバータの実施の形態の第５例を示す、図１と同様の断面図、図６は図５におけるVI−VI線に沿う断面図である。
前述の第４例では、ロックアップピストン２０の内周端側に一体に形成されたガイド部材２８がセンターピース１７に形成された軸方向溝１７ａに軸方向に移動可能にかつセンターピース１７と一体的に回転可能（つまり、動力伝達可能）に嵌合されているが、図５に示すように、この第５例のトルクコンバータ１では、ロックアップピストン２０の内周端側にガイド部材２８が形成されていない。
【００３３】
また、フロントカバー３の内外周端の中間部に、環状のフロントカバー側係合部３ａが形成されているとともに、ロックアップピストン２０の内外周端の中間部に、環状のロックアップピストン側係合部２０ｂが形成されている。図６に示すように、フロントカバー側係合部３ａおよびロックアップピストン側係合部２０ｂは、ともに環状に繰り返される三角波状の凹凸から形成されている。これらの三角波状の凹凸からなるフロントカバー側係合部３ａおよびロックアップピストン側係合部２０ｂは、それぞれ、フロントカバー３およびロックアップピストン２０をプレス成形する際に、同時にプレス成形されて形成される。
そして、ロックアップピストン側係合部２０ｂの凸部２０ｂ1がフロントカバー側係合部３ａの凹部３ａ1に嵌合し、ロックアップピストン側係合部２０ｂの凹部２０ｂ2がフロントカバー側係合部３ａの凸部３ａ2に嵌合することで、ロックアップピストン２０はフロントカバー３に対して軸方向に移動可能にかつ一体的に回転可能（つまり、動力伝達可能）にされている。
【００３４】
このように構成された第５例のトルクコンバータ１においては、前述第１ないし第４例のようにフロントカバー３からロックアップピストン２０への動力伝達部でセンターピース１７に軸方向溝１７ａを形成する必要がない。したがって、第５例のトルクコンバータ１では、軸方向溝１７ａを形成するための機械加工が不要となり、単にプレス成形するだけでフロントカバー３からロックアップピストン２０への動力伝達部を簡単にかつ安価に形成することができるようになる。
この第５例のトルクコンバータ１の他の構成および他の作用効果は、前述の第４例と同じである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のトルクコンバータの実施の形態の第１例を示す断面図である。
【図２】 本発明のトルクコンバータの実施の形態の第２例を示す断面図である。
【図３】 本発明のトルクコンバータの実施の形態の第３例を示す断面図である。
【図４】 本発明のトルクコンバータの実施の形態の第４例を示す断面図である。
【図５】 本発明のトルクコンバータの実施の形態の第５例を示す断面図である。
【図６】 は図５におけるVI−VI線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１…トルクコンバータ、３…フロントカバー、３ａ…フロントカバー側係合部、６…ポンプ羽根車、７…タービン羽根車、８…入力軸、９…タービンハブ、１１…ステータ羽根車、１９…ロックアップ機構、２０…ロックアップピストン、２０ａ…ロックアップピストンの内周端部、２０ｂ…ロックアップピストン側係合部、２１…ダンパ機構、２３…ブッシュ、２４…軸方向筒状部、２５,３０…径方向外側フランジ部、２６…摩擦材、２８…ガイド部材、２９…径方向内側フランジ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の自動変速機等の変速機に用いられ、作動流体によりトルクを変換して動力を伝達するトルクコンバータの技術分野に属し、特に、このトルクコンバータにおけるロックアップピストンのセンタリング、ロックアップピストンの軸方向位置決め、およびロックアップピストンとこのロックアップピストンを支持するタービンハブとの間のシールの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車においては、従来から、エンジンと自動変速機との間に、流体によりエンジンの動力を自動変速機の入力軸にそのトルクを変換して伝達するトルクコンバータが設けられている。このトルクコンバータには、ロックアップピストンを有するロックアップ機構が設けられており、このロックアップ機構は、そのロックアップピストンが作動して摩擦材をトルクコンバータのフロントカバーに摩擦係合させることにより、エンジンからのトルクをトルクコンバータの入力軸に機械的に直接伝達する直結状態になるようになっている。
【０００３】
ところで、このようなトルクコンバータにおけるロックアップピストンは、その機能を確実に果たすことができるようにするために、ロックアップピストンのセンタリングを行うとともに、ロックアップピストンの軸方向の位置決めを行う必要がある。
【０００４】
そこで、従来、ロックアップピストンのセンタリングを、トルクコンバータのエンジンクランク軸に対する芯出しを行うセンターピースで行うとともに、ロックアップピストンの軸方向位置決めを、センターピースに取り付けたスナップリングにより行うようにしたトルクコンバータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に開示のトルクコンバータでは、センターピースに設けたシールリングにより、ロックアップピストンとセンターピースとの間を液密にシールしている。
【０００５】
また、従来、ロックアップピストンのセンタリングをセンターピースで行うとともに、ロックアップピストンの軸方向位置決めを、タービンハブに設けた軸受けで行うようにしたトルクコンバータが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２に開示のトルクコンバータでも、センターピースに設けたシールリングにより、ロックアップピストンとセンターピースとの間を液密にシールしている。
【特許文献１】
米国特許第４,９２６,９８８号明細書
【特許文献２】
特開２０００−６５１８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献１および２に開示のトルクコンバータでは、いずれも、ロックアップピストンの軸方向位置決めを行うためのスナップリングやベアリングを必要とするばかりでなく、ロックアップピストンとセンターピースとの間をシールするシールリングが必要としている。このため、部品点数が多くなっているばかりでなく、ロックアップピストンの内周端部の支持構造が煩雑であるという問題がある。
また、シールリングを設けることから、シールリングを設置するスペースが必要となり、その分、必然的に軸方向の長さは長くなるという問題もある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数をできるだけ削減しつつ、ロックアップピストンのセンタリング、ロックアップピストンの軸方向位置決め、およびロックアップピストンとこれを支持する部材との間のシールを確実に行うことができるトルクコンバータを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、フロントカバーに伝達されるエンジンの動力を作動流体によりトルクを変換して入力軸にタービンハブを介して伝達するとともに、少なくともロックアップピストンと摩擦材とを有するロックアップ機構が直結状態になることにより前記動力を前記入力軸に前記タービンハブを介して直接伝達するトルクコンバータにおいて、前記ロックアップ機構のロックアップピストンが前記タービンハブに相対回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に支持されており、前記ロックアップピストンと前記タービンハブとの間に、前記ロックアップピストンのセンタリング、前記ロックアップピストンの軸方向位置決め、および前記ロックアップピストンと前記タービンハブとの間のシールをともに行う部材が設けられており、前記ロックアップピストンの内周端部に、このロックアップピストンの軸方向移動をガイドするガイド部材が設けられているとともに、このガイド部材が、エンジンの出力が伝達されるセンターピースに軸方向に移動可能にかつ前記センターピースと一体回転可能に嵌合されており、前記フロントカバーと前記ロックアップピストンおよび前記タービンハブとの間にある作動油が、前記センターピースと前記タービンハブとの間および記入力軸の軸方向孔を通って排出されて前記ロックアップピストンが軸方向に前記フロントカバーの方へ移動し、前記摩擦材が前記ロックアップピストンと前記フロントカバーとの間に挟圧されることで、前記ロックアップ機構が前記直結状態となることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２の発明は、前記部材がブッシュからなり、該ブッシュが、前記ロックアップピストンおよび前記タービンハブのいずれか一方に固定されているとともに前記ロックアップピストンおよび前記タービンハブのいずれか他方に嵌合されていることを特徴としている。
【００１０】
【発明の作用および効果】
このように構成された請求項１および２の発明のトルクコンバータにおいては、ロックアップピストンとタービンハブとの間に設けられた部材が、ロックアップピストンのセンタリング機能、ロックアップピストンの軸方向の位置決め機能、およびロックアップピストンとタービンハブとの間のシール機能の３つの機能を有するようになる。
したがって、従来用いられているロックアップピストンの軸方向の位置決めを行うための部材とロックアップピストンとタービンハブとの間のシールを行うためのシール部材とが１つの部材で済ませることができる。これにより、部品点数を削減することができるとともに、ロックアップピストンとタービンハブとの間の構造をより一層簡略化でき、この構造を効果的にコンパクトに形成することができる。
【００１１】
更に、本発明の前述の部材がシール機能を有して、従来のようなシールリングが不要となることから、このシールリングを設けるためのスペースも必要でなくなるので、その分、トルクコンバータの軸方向の長さを短くすることができる。
また、ロックアップピストンの内周端部に設けたガイド部材を、エンジン出力が伝達されるセンターピースに軸方向に移動可能にかつセンターピースと一体的に回転可能に、つまりエンジン出力の動力伝達可能に嵌合してロックアップピストンの軸方向移動をガイドするようにしている。したがって、前述の３つの機能を有する部材で、ロックアップピストンをタービンハブに対してセンタリングするようにしても、エンジン出力をロックアップピストンに伝達可能にすることができる。
特に、請求項２の発明においては、前述の３つの機能を有する部材をブッシュで構成しているので、この部材を３つの機能を有するようにしつつ、その構造を簡単にすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明のトルクコンバータの実施の形態の第１例を示す断面図である。
図１に示すように、この第１例のトルクコンバータ１は、図示しないエンジンの出力軸に連結部材２を介して連結されるフロントカバー３とこのフロントカバー３に連結されたリヤカバー４とからなり、作動油が充填されているコンバータカバー５を備えている。
【００１３】
このコンバータカバー５内には、リヤカバー４によって構成されているポンプ羽根車６が配設されているとともに、このポンプ羽根車６に対向するようにしてタービン羽根車７が配設されている。このタービン羽根車７は、リヤカバー４側からコンバータカバー５内に挿入された自動変速機の入力軸８にスプライン嵌合されたタービンハブ９に、リベット１０により連結されている。また、ポンプ羽根車６とタービン羽根車７との間には、ステータ羽根車１１が配設されており、このステータ羽根車１１は自動変速機のケース２に固定されたステータシャフト１２に、一方向クラッチ１３を介して一方向にのみ回転可能に支持されている。この一方向クラッチ１３は、図においてその右側がスラストベアリング１４を介してポンプハブ１５に軸方向に支持されているとともに、その左側がスラストベアリング１６を介してタービンハブ９に軸方向に支持されている。このタービンハブ９も、フロントカバー３に入力軸８と同心状に固定されたセンターピース１７にスラストベアリング１８を介して軸方向に支持されている。センターピース１７は、図示しないエンジンのクランク軸の軸穴に嵌合されて、トルクコンバータ１をクランク軸に対して芯出しを行うようになっている。
【００１４】
更に、タービンハブ９には、ロックアップ機構１９のロックアップピストン２０とダンパ機構２１とが設けられている。ロックアップピストン２０の内周端部２０ａの軸方向孔には、ブッシュ（本発明の部材に相当）２３が図１において右方から圧入されて固定されている。このブッシュ２３は例えば焼結アルミニウム材を用いて形成され、軸方向筒状部２４とこの軸方向筒状部２４の右端に径方向外側に突出するようにして形成された径方向外側フランジ部２５とから構成されている。ブッシュ２３の径方向外側フランジ部２５がロックアップピストン２０の内周端部２０ａに密着されている。そして、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａに圧入されたブッシュ２３はタービンハブ９に隙間なく、相対回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に嵌合されている。したがって、ロックアップピストン２０はタービンハブ９に相対回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に支持されている。また、ブッシュ２３の図１において右端がタービンハブ９に軸方向にかつ相対回転可能に密着可能となっている。
【００１５】
このように、ブッシュ２３はタービンハブ９に隙間なく嵌合されることで、ロックアップピストン２０のセンタリングが行われるとともに、ブッシュ２３の右端がタービンハブ９に軸方向に密着可能とされることで、ロックアップピストン２０の軸方向の位置決めが行われる。また、ブッシュ２３がロックアップピストン２０の内周端部２０ａに圧入されかつタービンハブ９に隙間なく嵌合されることで、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間が、液密にシールされている。したがって、ブッシュ２３は、ロックアップピストン２０のセンタリング機能、ロックアップピストン２０の軸方向の位置決め機能、およびロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間のシール機能の３つの機能を有している。
【００１６】
一方、ダンパ機構２１の内周端は、前述のリベット１０によりタービンハブ９にタービン羽根車７とともに一緒に連結されている。また、ダンパ機構２１の外周端には、摩擦材２６が軸方向に相対移動可能にかつ相対回転不能に設けられている。そして、ロックアップピストン２０が作動して摩擦材２６をフロントカバー３に摩擦係合させることにより、ロックアップ機構１９は、トルクをフロントカバー３から入力軸８に機械的に直接伝達する直結状態になるようにされている。
なお、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａにはガイド部材２８が設けられており、このガイド部材２８はセンターピース１７に形成された軸方向溝１７ａに軸方向に移動可能にかつセンターピース１７と一体的に回転可能（つまり、動力伝達可能）に嵌合されてロックアップピストン２０の軸方向移動をガイドするようになっている。
【００１７】
このように構成されたトルクコンバータ１においては、エンジンの駆動力によりフロントカバー３を介してポンプ羽根車６が回転すると、作動油が矢印のように流れ、更にポンプ羽根車６→タービン羽根車７→ステータ羽根車１１→ポンプ羽根車６の順に循環して流れる。これにより、タービン羽根車７が回転し、この回転がタービンハブ９を介して自動変速機の入力軸８に、例えばトルクが増大されて伝達される。
【００１８】
また、トルクコンバータ１の直結指令が出ると、圧油がステータシャフト１２とポンプハブ１５との間の隙間およびスラストベアリング１４を通ってトルクコンバータカバー５内に導入される。一方、フロントカバー３とロックアップピストン２０およびタービンハブ９との間にある作動油は、スラストベアリング１８および入力軸８に穿設されている軸方向孔２７を通って排出される。その場合、スラストベアリング１８の支持プレートには、図示しないが作動油の流れが阻害されることがないように、通路が設けられている。これにより、ロックアップピストン２０の両面に圧力差が生じ、このロックアップピストン２０がフロントカバー３の方へ移動して、摩擦材２６がロックアップピストン２０とフロントカバー３との間に挟圧されて、トルクコンバータ１は直結状態となる。
【００１９】
この第１例のトルクコンバータ１によれば、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａに圧入されたブッシュ２３に、ロックアップピストン２０のセンタリング機能、ロックアップピストン２０の軸方向の位置決め機能、およびロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間のシール機能の３つの機能を持たせているので、従来のようなロックアップピストン２０の軸方向の位置決めを行うための部材とロックアップピストン２０とタービンハブ９との間のシールを行うためのシール部材が１つの部材で済ませることができる。これにより、部品点数を削減することができる。
【００２０】
また、ロックアップピストン２０のセンタリングを前述の従来例のようにセンターピース１７で行わないことから、センターピース１７の軸方向長さを短くできる。しかも、ブッシュ２３に前述の３つの機能を持たせることで、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間の構造が簡略化されて、この構造を効果的にコンパクトに形成することができる。
【００２１】
更に、ブッシュ２３が前述のようにシール機能を有して、従来のようなシールリングが不要となることから、このシールリングを設けるためのスペースも必要でなくなるので、その分、軸方向の長さを短くすることができる。
特に、前述の３つの機能を有する部材を１つのブッシュで構成しているので、この部材を３つの機能を有するようにしつつ、その構造を簡単にすることができる。
なお、ブッシュ２３はタービンハブ９に図１において左方から圧入するようにしてもよい。この場合には、ブッシュ２３はロックアップピストン２０の内周孔に隙間なく嵌合されるようになる。
【００２２】
図２は、本発明のトルクコンバータの実施の形態の第２例を示す、図１と同様の断面図である。なお、以下の実施の形態の各例の説明において、それより前の例と同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。前述の第１例のトルクコンバータ１では、ブッシュ２３が軸方向筒状部２４と径方向外側フランジ部２５とから構成されているが、図２に示すように、この第２例のトルクコンバータ１では、ブッシュ２３は径方向外側フランジ部２５を有していなく、軸方向筒状部２４のみから構成されている。
【００２３】
また、ブッシュ２３が径方向外側フランジ部２５を有していないことから、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａはブッシュ２３の端面に密着していない。このため、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａに設けられたガイド部材２８がブッシュ２３の図２において左端に軸方向に密着されている。また、ブッシュ２３の図２において右端はタービンハブ９に軸方向に密着可能となっている。したがって、ロックアップピストン２０はガイド部材２８を介してブッシュ２３により軸方向の位置決めがされている。
【００２４】
このように構成された第２例のトルクコンバータ１においても、ブッシュ２３は第１例の場合と同様に、ロックアップピストン２０のセンタリング機能、ロックアップピストン２０の軸方向の位置決め機能、およびロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間のシール機能の３つの機能を有している。
【００２５】
この第２例のトルクコンバータ１によれば、ブッシュ２３が径方向外側フランジ部２５を有さず、軸方向筒状部２４のみから構成されているので、ブッシュ２３の構造が簡単になり、このブッシュ２３を容易に製造することができるとともにコストを低減できる。
この第２例のトルクコンバータ１の他の構成および他の作用効果は、前述の第１例と同じである。
【００２６】
図３は、本発明のトルクコンバータの実施の形態の第３例を示す、図１と同様の断面図である。
前述の第２例のトルクコンバータ１では、ブッシュ２３が軸方向筒状部２４のみから構成されているが、図３に示すように、この第３例のトルクコンバータ１では、ブッシュ２３は軸方向筒状部２４とこの軸方向筒状部２４の左端から径方向内側の突出するように形成された径方向内側フランジ部２９とから構成されている。径方向内側フランジ部２９はタービンハブ９の径方向突出部の左端に密着されているとともに、センターピース１７の右端を軸方向に支持するスラストベアリングとして機能している。
【００２７】
この第３例では、ブッシュ２３はタービンハブ９に圧入により固定されており、ロックアップピストン２０はこのブッシュ２３に対して軸方向に相対移動可能にかつ相対回転可能にとなっている。また、第３例では、ブッシュ２３はタービンハブ９とセンターピース１７との間に軸方向に挟持されているため、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａには圧入されない。
なお、径方向内側フランジ部２９には径方向油路溝２９ａが形成されており、この径方向油路溝２９ａは、フロントカバー３とロックアップピストン２０およびタービンハブ９との間にある作動油を入力軸８の軸方向孔２７に流動させるための油路溝である。
【００２８】
このように構成された第３例のトルクコンバータ１においても、ブッシュ２３は第１および第２例の場合と同様に、ロックアップピストン２０のセンタリング機能、ロックアップピストン２０の軸方向の位置決め機能、およびロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間のシール機能の３つの機能を有している。更に、この第３例では、ブッシュ２３の径方向内側フランジ部２９がセンターピース１７とタービンハブ９との相対回転吸収用のスラストベアリング１８を兼ねている。したがって、第３例のブッシュ２３はスラストベアリングの機能も有している。また、ブッシュ２３がスラストベアリングの機能を有することから、第１および第２例のスラストベアリング１８が不要となり、部品点数を更に削減することができる。
この第３例のトルクコンバータ１の他の構成および他の作用効果は、前述の第２例と同じである。
【００２９】
図４は、本発明のトルクコンバータの実施の形態の第４例を示す、図１と同様の断面図である。
前述の第１ないし３例のトルクコンバータ１は、いずれもロックアップピストン２０の内周端部２０ａがタービンハブ９に嵌合されているとともに、この内周端部２０ａにガイド部材２８が別体に設けられているが、図４に示すように、この第４例のトルクコンバータ１では、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａがタービンハブ９に嵌合されておらず、しかも、このロックアップピストン２０にガイド部材２８が一体に設けられている。そして、この第４例のトルクコンバータ１では、ブッシュ２３は、その軸方向筒状部２４の図４において左端に径方向外側に突出するようにして形成された径方向外側フランジ部３０を備えている。この径方向外側フランジ部３０がリベット３によりロックアップピストン２０の内周端部２０ａに固定されている。
【００３０】
このように構成された第４例のトルクコンバータ１においては、ロックアップピストン２０とガイド部材２８が一体に設けられているので、部品点数が削減されている。
また、この第４例のトルクコンバータ１においても、ブッシュ２３は第１例の場合と同様に、ロックアップピストン２０のセンタリング機能、ロックアップピストン２０の軸方向の位置決め機能、およびロックアップピストン２０の内周端部２０ａとタービンハブ９との間のシール機能の３つの機能を有している。
【００３１】
この第４例のトルクコンバータ１によれば、ロックアップピストン２０とガイド部材２８を一体に設けて部品点数を前述の各例に比べて削減しているので、ロックアップピストン２０の内周端部２０ａ、タービンハブ９、およびブッシュ２３の部分の構造が簡略化され、この部分の構造をコンパクトにできる。
この第４例のトルクコンバータ１の他の構成および他の作用効果は、前述の第２例と同じである。
【００３２】
図５は、本発明のトルクコンバータの実施の形態の第５例を示す、図１と同様の断面図、図６は図５におけるVI−VI線に沿う断面図である。
前述の第４例では、ロックアップピストン２０の内周端側に一体に形成されたガイド部材２８がセンターピース１７に形成された軸方向溝１７ａに軸方向に移動可能にかつセンターピース１７と一体的に回転可能（つまり、動力伝達可能）に嵌合されているが、図５に示すように、この第５例のトルクコンバータ１では、ロックアップピストン２０の内周端側にガイド部材２８が形成されていない。
【００３３】
また、フロントカバー３の内外周端の中間部に、環状のフロントカバー側係合部３ａが形成されているとともに、ロックアップピストン２０の内外周端の中間部に、環状のロックアップピストン側係合部２０ｂが形成されている。図６に示すように、フロントカバー側係合部３ａおよびロックアップピストン側係合部２０ｂは、ともに環状に繰り返される三角波状の凹凸から形成されている。これらの三角波状の凹凸からなるフロントカバー側係合部３ａおよびロックアップピストン側係合部２０ｂは、それぞれ、フロントカバー３およびロックアップピストン２０をプレス成形する際に、同時にプレス成形されて形成される。
そして、ロックアップピストン側係合部２０ｂの凸部２０ｂ1がフロントカバー側係合部３ａの凹部３ａ1に嵌合し、ロックアップピストン側係合部２０ｂの凹部２０ｂ2がフロントカバー側係合部３ａの凸部３ａ2に嵌合することで、ロックアップピストン２０はフロントカバー３に対して軸方向に移動可能にかつ一体的に回転可能（つまり、動力伝達可能）にされている。
【００３４】
このように構成された第５例のトルクコンバータ１においては、前述第１ないし第４例のようにフロントカバー３からロックアップピストン２０への動力伝達部でセンターピース１７に軸方向溝１７ａを形成する必要がない。したがって、第５例のトルクコンバータ１では、軸方向溝１７ａを形成するための機械加工が不要となり、単にプレス成形するだけでフロントカバー３からロックアップピストン２０への動力伝達部を簡単にかつ安価に形成することができるようになる。
この第５例のトルクコンバータ１の他の構成および他の作用効果は、前述の第４例と同じである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のトルクコンバータの実施の形態の第１例を示す断面図である。
【図２】 本発明のトルクコンバータの実施の形態の第２例を示す断面図である。
【図３】 本発明のトルクコンバータの実施の形態の第３例を示す断面図である。
【図４】 本発明のトルクコンバータの実施の形態の第４例を示す断面図である。
【図５】 本発明のトルクコンバータの実施の形態の第５例を示す断面図である。
【図６】 は図５におけるVI−VI線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１…トルクコンバータ、３…フロントカバー、３ａ…フロントカバー側係合部、６…ポンプ羽根車、７…タービン羽根車、８…入力軸、９…タービンハブ、１１…ステータ羽根車、１９…ロックアップ機構、２０…ロックアップピストン、２０ａ…ロックアップピストンの内周端部、２０ｂ…ロックアップピストン側係合部、２１…ダンパ機構、２３…ブッシュ、２４…軸方向筒状部、２５,３０…径方向外側フランジ部、２６…摩擦材、２８…ガイド部材、２９…径方向内側フランジ部
Claims (2)
- フロントカバーに伝達されるエンジンの動力を作動流体によりトルクを変換して入力軸にタービンハブを介して伝達するとともに、少なくともロックアップピストンと摩擦材とを有するロックアップ機構が直結状態になることにより前記動力を前記入力軸に前記タービンハブを介して直接伝達するトルクコンバータにおいて、
前記ロックアップ機構のロックアップピストンが前記タービンハブに相対回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に支持されており、
前記ロックアップピストンと前記タービンハブとの間に、前記ロックアップピストンのセンタリング、前記ロックアップピストンの軸方向位置決め、および前記ロックアップピストンと前記タービンハブとの間のシールをともに行う部材が設けられており、
前記ロックアップピストンの内周端部に、このロックアップピストンの軸方向移動をガイドするガイド部材が設けられているとともに、
このガイド部材は、エンジンの出力が伝達されるセンターピースに軸方向に移動可能にかつ前記センターピースと一体回転可能に嵌合されており、
前記フロントカバーと前記ロックアップピストンおよび前記タービンハブとの間にある作動油が、前記センターピースと前記タービンハブとの間および記入力軸の軸方向孔を通って排出されて前記ロックアップピストンが軸方向に前記フロントカバーの方へ移動し、前記摩擦材が前記ロックアップピストンと前記フロントカバーとの間に挟圧されることで、前記ロックアップ機構が前記直結状態となることを特徴とするトルクコンバータ。 - 前記部材はブッシュからなり、該ブッシュは、前記ロックアップピストンおよび前記タービンハブのいずれか一方に固定されているとともに前記ロックアップピストンおよび前記タービンハブのいずれか他方に嵌合されていることを特徴とする請求項１記載のトルクコンバータ。
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