JP4539243B2 - トルクコンバータの結合構造 - Google Patents

Description

本発明は、トルクコンバータとの結合構造に関し、詳しくは、エンジンの出力軸に結合されるドライブプレートとトルクコンバータケースとを結合する構造に関する。

特許文献１〜３には、トルクコンバータケースが内部の油圧によって膨張することで発生する、ドライブプレートをエンジン出力軸方向に押す力（以下、スラスト力という）を吸収する構造が開示されている。
特許文献１には、トルクコンバータケースのボス上にピンを設け、このピンをドライブプレートの結合用の孔に緩挿することにより、前記スラスト力を吸収する構造が開示されている。

特許文献２には、ドライブプレートのトルクコンバータケースへの取付部を、別体の薄肉部で構成し、前記薄肉部の撓みによって前記スラスト力を吸収する構造が開示されている。
特許文献３には、ドライブプレートとトルクコンバータケースとを、スプライン結合部で結合することで、前記スラスト力を吸収する構造が開示されている。
実開平０２−１４１７５０号公報 特開平０８−０６８４５０号公報 特開平０８−２３３０６３号公報

ところで、特許文献１に開示されるピンを孔に緩挿させる構造では、複数個のピンをそれぞれ孔に緩挿させるためには、ピンと孔との間に大きなクリアランスを設ける必要があり、これによってエンジンの出力変動時にガタ打ちが発生する可能性がある。
前記ガタ打ちは、音や振動の増加を招くと共に、ドライブプレートやトルクコンバータケースのピンの耐久性を低下させることになる。

更に、特許文献１に開示される構造では、トルクコンバータケース側の複数のピンが均等に荷重を受けることができず、これによりピンの耐久性が低下する可能性があった。
一方、特許文献２に開示される薄肉の取付部の撓みによってスラスト力を吸収する構造では、ドライブプレートに作用するスラスト力がエンジン出力軸に作用し、また、取付部が繰り返し撓むことで、疲労破壊する惧れがあった。

また、特許文献３の開示される構造では、トルクコンバータケースの膨張による軸方向の変形が、スプラインギアの噛み合い位置の変化で吸収される構造であるため、実際のトルクコンバータケースの膨張変形が一方向のみでないことを考慮すると、スプラインのクリアランス（バックラッシュ）に大きな余裕を持たせる必要が生じ、これによりガタ打ちが発生して、音，振動が増大するという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ドライブプレートとトルクコンバータケースとの結合部のガタが小さく、ガタ打ちによる音・振動の増大を回避でき、かつ、前記結合部の耐久性を確保できる、スラスト力の吸収構造を提供することを目的とする。

そのため、本発明は、前記ドライブプレートと前記トルクコンバータケースとに、相互
に対向する嵌挿孔をそれぞれ設け、中折れ機構付スライドピンの一方端を前記ドライブプレート側の嵌挿孔に嵌挿し、他方端を前記トルクコンバータケース側の嵌挿孔に嵌挿し、前記中折れ機構付スライドピンが嵌挿される嵌挿孔が凹陥形成されるスライドピン支持部材を、前記ドライブプレートに取り付ける構成とした。

かかる構成によると、ドライブプレートとトルクコンバータケースとの間隔が、トルクコンバータケースの膨張に伴って変化すると、前記中折れ機構付スライドピンが嵌挿孔でスライドして軸方向の位置を変えることで、ドライブプレート側とトルクコンバータケース側とに嵌挿される状態を保持する。
また、トルクコンバータケースの膨張によって、ドライブプレート側の嵌挿孔の軸とトルクコンバータケース側の嵌挿孔とがある角度を持って交差するようになると、該角度に対応するように、中折れ機構付スライドピンが回転及び／又はスライドしつつ中折れして、嵌挿孔が角度をもって対向する状態で嵌挿状態を保持する。

従って、嵌挿孔と中折れ機構付スライドピンとのクリアランスを大きくしなくても、トルクコンバータケースの他方向への膨張変形に対応でき、ガタ打ちによる音，振動の増大が回避されると共に、結合部を撓み変形させることがないので、疲労破壊の発生を防止できる。

以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るトルクコンバータの結合構造を示す。
図１において、エンジン１の出力軸２の端部には、円板状のドライブプレート３が結合される。
前記ドライブプレート３の中心側には、同一円周上に等間隔で、軸結合用の貫通孔３ａが複数開口されており（図２参照）、各貫通孔３ａに挿通させたボルト４を、出力軸２の端面に形成された雌ネジ２ａに締め付けることで、出力軸２端部にドライブプレート３が結合される。

前記ドライブプレート３の周縁には、図示省略したスタータモータの出力軸と噛み合うリングギヤ５が形成されている。
前記ドライブプレート３の反エンジン側には、トルクコンバータ６が同軸上に配設される。
前記トルクコンバータ６は、トルクコンバータケース７と一体のポンプ（駆動側インペラ）と、該ポンプに対向して配置されるタービン（被駆動側インペラ）と、一方向クラッチを介して固定されるステータとを含み、前記各インペラが作動油に浸かって、前記作動油を媒体としてトルクを伝達する流体式のトルクコンバータである。

前記ドライブプレート３とトルクコンバータケース７とは、結合部９によって結合されており、該結合部９によって前記出力軸２のトルク（エンジン出力トルク）が、前記ドライブプレート３を介してトルクコンバータケース７に伝達されるようになっている。
そして、トルクコンバータケース７に伝達されたエンジン出力トルクは、作動油を介してトルクコンバータ６の出力軸に伝達され、更に、トルクコンバータ６の出力軸に連結される変速機を介して車両の駆動輪に伝達される。

前記結合部９は、ドライブプレート３とトルクコンバータケース７との対向面の同一円周上に等間隔で複数設けられる（図２参照）。
前記結合部９は、トルクコンバータケース７のドライブプレート３との対向面に突出形成されるボス１０と、前記ドライブプレート３側に取り付けられるスライドピン支持部材１１と、中折れ機構付スライドピン１２とから構成される。

前記ボス１０には、同軸に前記中折れ機構付スライドピン１２が嵌挿される嵌挿孔１０ａが凹陥形成されている。
ここで、中折れ機構付スライドピン１２が、その外周壁が前記嵌挿孔１０ａの内周壁に案内されつつ、小さい力で同軸上にスライド移動できるように、前記嵌挿孔１０ａの内径が設定されている。

換言すれば、前記中折れ機構付スライドピン１２と前記嵌挿孔１０ａとの間のクリアランスは、前記中折れ機構付スライドピン１２のスライドに支障がない範囲内で最小に抑制されている。
尚、前記嵌挿孔１０ａの内周壁を滑らかに仕上げ、また、グリースなどの液体潤滑剤を塗布しても良い。

前記嵌挿孔１０ａに対向する前記ドライブプレート３の部分には、前記嵌挿孔１０ａよりも径の大きな挿通孔３ｂが貫通形成されている。
そして、前記ドライブプレート３の前記挿通孔３ｂが設けられる部分の反トルクコンバータケース７側の端面に、スライドピン支持部材１１が取り付けられる。
前記挿通孔３ｂの周囲には、前記スライドピン支持部材１１をボルトでドライブプレート３に取り付けるためのネジ孔３ｃが同一円周上に等間隔で複数形成されている（図２参照）。

また、前記スライドピン支持部材１１は、図３に示すように、円板状に形成され、ドライブプレート３に押し付けられる側の端面の中心に、前記中折れ機構付スライドピン１２が嵌挿される嵌挿孔１１ａが凹陥形成されている。
前記嵌挿孔１１ａは、中折れ機構付スライドピン１２の抜け防止のために、貫通孔としてではなく、有底筒状に凹陥形成される。

前記嵌挿孔１１ａは、嵌挿孔１０ａと同等の内径に形成される。
また、前記嵌挿孔１１ａは、嵌挿孔１０ａと同様に、内周壁を滑らかに仕上げ、また、グリースなどの液体潤滑剤を塗布しても良い。
前記嵌挿孔１１ａの周囲には、ネジ孔３ｃに合わせて、前記スライドピン支持部材１１の取り付けに用いる内六角ボルト１３用の挿通孔１１ｂが貫通形成される。

前記挿通孔１１ｂは、前記内六角ボルト１３の頭部が収容される大径部１１ｃと、前記内六角ボルト１３の雄ネジ部を挿通させる小径部１１ｄとからなる。
そして、前記大径部１１ｃから小径部１１ｄに変化する段差部分がボルト座面となり、前記内六角ボルト１３をネジ孔３ｃに締め付けることで、前記内六角ボルト１３の頭部によって前記ボルト座面がドライブプレート３側に押し付けられて、スライドピン支持部材１１がドライブプレート３にガタなく固定される。

前記小径部１１ｄと前記内六角ボルト１３の雄ネジ部との間には、クリアランスが設けられており、これにより、小径部１１ｄとネジ孔３ｃとの位置誤差を吸収して内六角ボルト１３を前記ネジ孔３ｃに締め付けることができ、また、該クリアランスの範囲内でドライブプレート３に対するスライドピン支持部材１１の取り付け位置を調整できるようにしてある。

また、前記スライドピン支持部材１１の取り付け位置の調整範囲内でおいて、前記挿通孔３ｂの内側に嵌挿孔１１ａが位置するようにしてある。
前記中折れ機構付スライドピン１２は、図４に示すように、同径で円筒部分が滑らかな表面に形成される一対のスライドピン１２ａ，１２ｂを、ジョイント用シャフト１２ｃで連結することで、スライドピン１２ａ，１２ｂの軸に直交するジョイント用シャフト１２ｃの軸周りに屈曲可能に構成されている。

より詳細には、スライドピン１２ａの連結側端部を、中心軸を挟む平行面からなる板状部１２ｄに形成する一方、スライドピン１２ｂの連結側端部を、前記板状部１２ｄを両側から挟み込む溝状部１２ｅに形成し、前記板状部１２ｄと溝状部１２ｅとを横断する貫通孔１２ｆにジョイント用シャフト１２ｃを挿通させることで、一対のスライドピン１２ａ，１２ｂを屈曲可能に連結している。

そして、前記中折れ機構付スライドピン１２は、一方のスライドピン１２ａが前記スライドピン支持部材１１の嵌挿孔１１ａに嵌挿され、他方のスライドピン１２ｂが前記ボス１０の嵌挿孔１０ａに嵌挿されて支持される。
前記トルクコンバータケース７は、エンジン１の運転に伴って作動油が供給されることで膨張するが、該膨張時であっても前記トルクコンバータケース７のボス１０がドライブプレート３に当たらないように、前記トルクコンバータケース７のボス１０とドライブプレート３との間にクリアランスを設けてある。

上記構成の結合部９によると、エンジン出力トルクは、出力軸２→ボルト４→ドライブプレート３→スライドピン支持部材１１→中折れ機構付スライドピン１２→ボス１０→トルクコンバータケース７の経路で伝達される。
前記トルクコンバータケース７が膨張変形していないときには、図５に実線で示すように、トルクコンバータケース７上のボス１０（嵌挿孔１０ａ）の軸線と、スライドピン支持部材１１の嵌挿孔１１ａの軸線とが一致するので、前記中折れ機構付スライドピン１２は中折れすることなく、直線状態で両端がトルクコンバータケース７側及びドライブプレート３側の嵌挿孔に対して最小のクリアランスで嵌挿される。

従って、前記中折れ機構付スライドピン１２を介して、エンジン１の出力トルクがガタなくトルクコンバータケース７側に伝達される。
一方、前記トルクコンバータケース７が内部の油圧により膨張し、例えば、図５に点線で示すように、トルクコンバータケース７の端面が中心軸を支点にドライブプレート３側に倒れ込むように変形すると、トルクコンバータケース７上のボス１０（嵌挿孔１０ａ）の軸線と、スライドピン支持部材１１の嵌挿孔１１ａの軸線とが一致しなくなると同時に、ボス１０の先端からドライブプレート３までの距離が変化する。

上記トルクコンバータケース７の膨張変形時に、トルクコンバータケース７上のボス１０（嵌挿孔１０ａ）の軸線と、スライドピン支持部材１１の嵌挿孔１１ａの軸線とが一致しない状態に対応して、中折れ機構付スライドピン１２はジョイント用シャフト１２ｃを中心に中折れすると共に、中折れ機構付スライドピン１２への力の作用状況に応じてスライドピン１２の長手軸を中心に回転し、かつ、長手軸方向にスライドして、ボス１０（嵌挿孔１０ａ）の軸線とスライドピン支持部材１１の嵌挿孔１１ａの軸線とがなす角度に一致する中折れ状態に落ち着く。

従って、トルクコンバータケース７が膨張変形しても、中折れ機構付スライドピン１２は、トルクコンバータケース７とドライブプレート３との回転方向のガタを最小にした状態でエンジン１の出力トルクをトルクコンバータケース７に伝達することができる。
また、ボス１０の先端からドライブプレート３までの距離の変化に対応して、前記嵌挿孔１０ａ及び嵌挿孔１１ａ内で中折れ機構付スライドピン１２がスライドして長手軸方向の位置を変えるので、トルクコンバータケース７の膨張変形が、スラスト力やエンジン１の出力軸２に作用することがない。

以上のように、上記構成の結合部９によると、トルクコンバータケース７が膨張変形しても、スラスト力がエンジン１の出力軸２に作用することを回避しつつ、トルクコンバータケース７とドライブプレート３との回転方向のガタを最小にした状態でエンジン１の出力トルクをトルクコンバータケース７に伝達できる。
従って、エンジン１の出力軸２に生じるスラスト荷重を低減でき、これにより、エンジンの正味熱効率が向上し、車両燃費を向上する。

また、ガタを最小にした状態でエンジン１の出力トルクをトルクコンバータケース７に伝達できるから、ガタ打ちによる音，振動の増大がなく、また、高い耐久性を確保できる。
尚、上記実施形態における中折れ機構付スライドピン１２は、２分割される同径のスライドピン１２ａ，１２ｂをジョイント用シャフト１２ｃで連結する構成としたが、例えば、一方のスライドピンに玉受け溝を設け、他方のスライドピンに球体を設け、前記玉受け溝に前記球体を嵌めて自在継ぎ手を構成し、両スライドピンがなす角度を自由に変えられるようにすることができ、中折れを実現する継ぎ手は、ジョイント用シャフト１２ｃによる連結に限定されるものではない。

また、中折れ機構付スライドピン１２が、継ぎ手部分を複数箇所に備える構成であっても良い。
更に、トルクコンバータケース７側及びドライブプレート３側に対して、中折れ機構付スライドピン１２用の嵌挿孔を設ける構造は、上記実施形態に限定されるものでなく、種々の設計変更が可能であることは明らかである。

但し、上記実施形態の構造であれば、トルクコンバータケース７のボス１０に対して、ドライブプレート３に挿通させたボルトを締め付けて、トルクコンバータケース７とドライブプレート３とを結合させる構成に対する変更が少なく、スラスト力を吸収できる結合構造を容易に実現できる。

実施形態におけるトルクコンバータの結合構造を示す断面図。 実施形態におけるドライブプレートを示す正面図。 実施形態におけるスライドピン支持部材を示す図。 実施形態における中折れ機構付スライドピンを示す図。 実施形態におけるトルクコンバータケースの膨張時及び非膨張時の中折れ機構付スライドピンの状態を示す図。

符号の説明

１…エンジン、２…出力軸、３…ドライブプレート、３ｂ…挿通孔、４…ボルト、５…リングギヤ、６…トルクコンバータ、７…トルクコンバータケース、９…結合部、１０…ボス、１０ａ…嵌挿孔、１１…スライドピン支持部材、１１ａ…嵌挿孔、１２…中折れ機構付スライドピン

Claims (4)

1. エンジンの出力軸に結合されるドライブプレートとトルクコンバータケースとを結合するトルクコンバータの結合構造であって、
   前記ドライブプレートと前記トルクコンバータケースとに、相互に対向する嵌挿孔をそれぞれ設け、中折れ機構付スライドピンの一方端を前記ドライブプレート側の嵌挿孔に嵌挿し、他方端を前記トルクコンバータケース側の嵌挿孔に嵌挿し、
   前記中折れ機構付スライドピンが嵌挿される嵌挿孔が凹陥形成されるスライドピン支持部材を、前記ドライブプレートに取り付けることを特徴とするトルクコンバータの結合構造。
2. 前記トルクコンバータケースの嵌挿孔が、前記トルクコンバータケースの端面から突出形成させたボスに、凹陥形成されることを特徴とする請求項１記載のトルクコンバータの結合構造。
3. 前記スライドピン支持部材の嵌挿孔よりも径の大きい挿通孔を前記ドライブプレートに貫通形成し、前記スライドピン支持部材を、前記ドライブプレートの反トルクコンバータケース側の端面に取り付け、前記挿通孔に挿通させた前記中折れ機構付スライドピンを前記スライドピン支持部材の嵌挿孔に嵌挿させることを特徴とする請求項１又は２記載のトルクコンバータの結合構造。
4. 前記中折れ機構付スライドピンが、スライドピンの軸に直交する方向の軸周りに屈曲可能に構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のトルクコンバータの結合構造。

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