JP4759469B2 - トルクコンバータ装置 - Google Patents

Description

本発明はトルクコンバータ装置に関し、ステータの回転バランスを修正するための構成を改良したものである。

自動車には、エンジンのクランクシャフトとトランスミッションとの間で、衝撃を伴うことなくトルク伝達を行う流体式トルク伝達装置が設けられている。該流体式トルク伝達装置には、ステータを有しない流体継手（フルードカップリング）と、ステータを有するトルクコンバータ装置とがある。

該トルクコンバータ装置には、運転状態が所定の状況下になると流体を介することなくエンジンとトランスミッションの入力軸とを直結させるロックアップクラッチが設けられ、直結されるために生じるトルク変動を吸収するためロックアップクラッチにはダンパが連結されている。

トルクコンバータ装置には、ポンプインペラからタービンランナへ流体を介してトルク伝達を行うトルク伝達部が設けられ、該トルク伝達部でトルクの増幅を行うため、ポンプインペラとタービンランナとの間にはステータが設けられており、該ステータはワンウエイクラッチを介して一方向へのみ回転自在になっている。そして、該ステータは回転体であるため、回転バランスが調整される。

ステータの回転バランスを調整するための構成について開示した従来のトルクコンバータ装置としては、例えば特許文献１がある。特許文献１の明細書には記載はないが、図１にはステータの外周部に形成された円環状突起部に回転バランス調整用のドリル孔が描かれている。
特開平６−１７４０４８号公報

ところが、ステータの円環状突起部は幅が小さく、幅の小さい円環状突起部に半径方向に沿ってドリル孔を形成するため、内径寸法の小さなドリル孔を形成することになり、ドリル孔１個当たりのバランス修正量が少ない。そのため、ドリル孔を長くしたりドリル孔の数を増やしたりする必要があり、アンバランスの修正のための作業に時間がかかる。また、ステータの側面へドリルが貫通しないように、ステータの幅方向でのドリル孔の位置は高い精度の位置決めが要求される。更に、細くて長いドリルは折れ易いという問題もある。また更に、ステータの側面へドリルが貫通した場合は、ドリル孔の内径寸法が小さいためにバリが生じ易く、ドリル孔も深くなるため流体の性能に対する影響が大きい。

そこで本発明は、上記の課題を解決したトルクコンバータ装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、エンジンのクランクシャフトに連結されたインペラシェルに複数のインペラブレードを介してインペラコアを設けて構成されるポンプインペラと、前記インペラシェルと同軸配置されたタービンシェルに複数のタービンブレードを介してタービンコアを設けて構成され前記ポンプインペラとによりトルク伝達部を構成すると共に前記タービンシェルがトランスミッションの入力軸に連結されたタービンランナと、前記ポンプインペラと前記タービンランナとの間に一方向へのみ回転自在に設けられ前記ポンプインペラから前記タービンランナへ伝達されるトルクを増幅させるステータとを備え、
該ステータには、前記インペラコアの内周部と前記タービンコアの内周部との間から前記インペラコアと前記タービンコアとで挟まれた円環状のコア室へ入り込む円環状突起部を一体成形し、
該円環状突起部の外周部に回転バランス調整用の切欠部を形成し、該切欠部は前記円環状突起部の幅方向へ貫通して形成し、該貫通する切欠部を介してトルク伝達部の流体の漏れる量が多くならないように、該貫通する切欠部の底面位置は、前記インペラコアおよび前記タービンコアの内径位置よりも半径方向外側に設定したことを特徴とする。

この発明によれば、切欠部を円環状突起部の幅方向へ貫通させて形成することから、円環状突起部をエンドミルで加工することが可能であり、エンドミルで加工することにより１回の加工によるアンバランス修正量が大きい。また、切欠部の底面位置がインペラコアおよびタービンコアの内径位置よりも半径方向外側に設定されているので、トルク伝達部の流体が切欠部を介して漏れる量が多くなることはない。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のトルクコンバータ装置において、前記切欠部の側壁形状が凹状円弧面であることを特徴とする。

この発明によれば、切欠部の側壁形状が凹状円弧面なので、外径寸法の大きなエンドミルを用いることにより、切欠部の加工が短時間で行える。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のトルクコンバータ装置において、前記切欠部の底面形状が前記ステータの回転軸を中心とする凸状円弧面であることを特徴とする。

この発明によれば、切欠部の底面形状が前記ステータの回転軸を中心とする凸状円弧面なので、エンドミルを移動させることなく回転させながら、ステータをその回転軸を中心として回転させることにより、切欠部を形成することができる。そして、底面形状がステータの回転軸を中心とする凸状円弧面なので、切欠部どうしを円周方向に繋いでしまうことが可能であり、繋ぐことにより切欠部はひとつになる。

請求項４に係る発明は、請求項１または２に記載のトルクコンバータ装置において、前記切欠部の底面形状が平面であることを特徴とする。

この発明によれば、切欠部の底面形状が平面なので、ステータをその場に固定した状態で、エンドミルを回転させながら直線移動させることにより、切欠部を形成することができる。

本発明に係るトルクコンバータ装置によれば、円環状突起部を幅方向へ貫通させて切欠部を形成したので、従来のようにドリルにより円環状突起部の外周部に半径方向に沿ってドリル孔を形成する場合に比べ、１加工でより大きなアンバランス修正が可能となり、修正部分の数や加工時間を少なくすることができる。

また、従来のドリル孔を形成する場合にはドリル孔の位置を円環状突起部の幅方向で高精度に位置決めしていたが、切欠部を環状突起部の幅方向へ貫通させるので、円環状突起部の幅方向でエンドミルの位置を高精度に設定する必要がない。

以下、本発明によるトルクコンバータ装置の実施の形態を説明する。
（ａ）実施の形態１
まず、トルクコンバータ装置の構成と作用との概略を説明し、次に本願発明を構成するステータの部分について詳細に説明する。

トルクコンバータ装置の構成を図４に示す。トルクコンバータ装置１の左方には図示しないエンジンのクランクシャフトが設けられている。このクランクシャフトには、トルクコンバータ装置１の左側のコンバータカバー２が該コンバータカバー２に複数溶接されたボルト５および図示しないドライブプレートを介して結合されており、コンバータカバー２にポンプインペラ３を結合することにより、外枠であるコンバータハウジング４が構成されている。ポンプインペラ３はコンバータカバー２に直接に溶接結合されたインペラシェル３ａとインペラコア３ｂと複数のインペラブレード３ｃとにより構成されており、インペラシェル３ａの軸心位置には、トルクコンバータ装置１の右方の図示しないトランスミッションのオイルポンプへ回転力を伝達するためのスリーブ７のフランジ部が溶接結合されている。

一方、前記トランスミッションの図示しない入力軸にはタービンハブ９がスプライン嵌合され、該タービンハブ９のフランジ部９ａにはタービンランナ１０のおよびドリブンプレート１１が結合されている。タービンランナ１０はフランジ部９ａにリベット１２を介して直接に結合されたタービンシェル１０ａとタービンコア１０ｂと複数のタービンブレード１０ｃとにより構成されている。このタービンランナ１０は前記ポンプインペラ３と対向して配置され、流体を介してトルクを伝達するトルク伝達部２６を構成している。そして、軸方向でのポンプインペラ３とタービンランナ１０との間にはステータ１５が設けられ、該ステータ１５は一方向へのみ回転自在に設定されている。

トルクコンバータ装置１の運転状況が所定の状況下になると、コンバータカバー２とタービンランナ１０とを直結させるため、ロックアップピストン１９が、タービンハブ９の円筒部の外周面にシールリング１３を介して軸方向へ移動自在に設けられており、ロックアップピストン１９におけるコンバータカバー２の内部壁面と当接する位置には摩擦材８が接着されている。

ロックアップピストン１９とタービンハブ９との間には、ダンパ１６が設けられている。ダンパ１６はロックアップピストン１９にリベット１７を介して結合され半径方向の外周部でばね２４を保持するホールドプレート１８と、該ホールドプレート１８との間でばね２４を圧縮する前記ドリブンプレート１１とにより構成される。

ステータ１５の両側には、スラスト軸受が設けられている。即ち、フランジ部９ａとベアリングサポート１４との間および前記スリーブ７のフランジ部とステータ１５との間にはスラストニードルベアリング６が夫々設けられている。

ここで、前記構成のトルクコンバータ装置１の作用を説明する。図示しないクランクシャフトからコンバータハウジング４にトルクが入力されると、該トルクはトルク伝達部２６を構成するコンバータハウジング４内の流体を介してタービンランナ１０へ伝わり、タービンハブ９から図示しないトランスミッションの入力軸へ伝達される。そして、ポンプインペラ３とタービンランナ１０との回転数の差が大きい作動状態においては、ステータ１５によるトルク増幅作用が働き、タービンランナ１０は大きなトルクで回転させられる。ポンプインペラ３とタービンランナ１０との回転数の差が小さくなると、トルク増幅作用はなくなり、単にトルク伝達部２６を介してポンプインペラ３からタービンランナ１０へトルクが伝達される。

トルクコンバータ装置１の運転状況が所定の状況下になると、制御室２０の作動液の圧力によって制御されるロックアップピストン１９が左方へ移動して摩擦材８がコンバータカバー２の内部壁面に圧接され、ロックアップピストン１９がコンバータカバー２と直結される。このため、コンバータカバー２のトルクが、トルク伝達部２６を介することなく、ロックアップピストン１９およびダンパ１６を介してタービンハブ９に伝達される。

次に、前記ステータ１５の構成について説明する。図４に示すように、ステータ１５は、内側円環部１５ａと、内側円環部１５ａよりも外側の外側円環部１５ｂと、内側円環部１５ａと外側円環部１５ｂとを半径方向に連結する複数のステータブレード１５ｃと、図４中において内側円環部１５ａの右側から半径方向中心へ向かう側面部１５ｄとにより構成されている。そして、内側円環部１５ａの内側にアウタレース２１が圧入嵌合され、該アウタレース２１の内側にワンウエイクラッチ２２を介してインナレース２３が設けられ、該インナレース２３は図示しない中空の固定シャフトにスプライン結合されて回転が拘束されている。そして、前記側面部１５ｄが、前記アウタレース２１，ワンウエイクラッチ２２，インナレース２３の右側面を覆っている。一方、前記アウタレース２１，ワンウエイクラッチ２２，インナレース２３の左側面を覆うベアリングサポート１４がアウタレース２１の内部に嵌合した状態で設けられている。

図４に示すように、ステータ１５の外側円環部１５ｂの外側には外側円環部１５ｂから半径方向外側へ突出する円環状突起部１５ｅが一体成形されている。該円環状突起部１５ｅは、前記インペラコア３ｂの内周部と前記タービンコア１０ｂの内周部との間から前記インペラコア３ｂと前記タービンコア１０ｂとで挟まれた円環状のコア室２５へ入り込んでいる。

図４からわかるように、該円環状突起部１５ｅの外周部には、回転バランス調整用の切欠部１５ｆが形成されている。該切欠部１５ｆは円環状突起部１５ｅを幅方向へ貫通している。そして、ステータ１５の正面図を図１に示すように該切欠部１５ｆの底面１５ｇは、平面になっている。切欠部１５ｆの深さが最も深くなっている切欠部１５ｆの中央部の底面１５ｇの位置からステータ１５の中心Ｏまでの半径寸法Ｒ１は、図４において底面１５ｇの位置がインペラコア３ｂおよびタービンコア１０ｂの内径位置よりも半径方向外側となるように設定されている。この切欠部１５ｆは２つ形成されている。

図１のＡ矢視図を図２に示すように、切欠部１５ｆの両側の側壁１５ｈの形状は凹状円弧面となっている。換言すれば円環状突起部１５ｅを直径Ｄの円柱状に切り欠いて切欠部１５ｆを形成したものであり、側壁１５ｈと側壁１５ｈとの距離はＤになっている。

この発明によれば、円環状突起部１５ｅを幅方向へ貫通する切欠部１５ｆを形成することから、円環状突起部１５ｅを外径寸法の大きなエンドミルで加工することが可能であり、エンドミルで加工することにより１回の加工でのアンバランス修正量が大きい。また、切欠部１５ｆの底面１５ｇの位置がインペラコア３ｂおよびタービンコア１０ｂの内径位置よりも半径方向外側に設定されているので、切欠部１５ｆからの流体の漏れ量が多くなることはない。

この凹状円弧面である側壁１５ｈを有する切欠部１５ｆは、円環状突起部１５ｅの部分の半径方向に回転軸芯を合わせた外径寸法Ｄのエンドミルを、回転させながらその回転軸芯に沿って半径方向内側へ向かって１往復させるだけで形成することができる。

この発明によれば、切欠部１５ｆの側壁１５ｈの形状が凹状円弧面なので、外径寸法の大きなエンドミルを用いることにより切欠部１５ｆの加工が短時間で行える。
（ｂ）実施の形態２
次に、実施の形態２を説明する。なお、実施の形態２は実施の形態１の一部を変更したものなので、同一部分の説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

図３に示すように切欠部１５ｆの両側の側壁１５ｈの形状が平面に形成されている。この平面の側壁１５ｈを有する切欠部１５ｆは、円環状突起部１５ｅの部分の半径方向に回転軸芯を合わせたエンドミルを、回転させながら円環状突起部１５ｅの幅方向へ移動させることにより、形成することができる。

図３に示すように側壁１５ｈの形状を平面にしたので、実施の形態１の図２のように凹状円弧面とした場合に比べて、側壁１５ｈとステータ１５の側面１５ｉとのなす角度がより鈍角になり、バリの発生を抑制することができる。

その他の構成作用は実施の形態１と同じなので説明を省略する。
（ｃ）実施の形態３
次に、実施の形態３を説明する。なお、実施の形態３は実施の形態２の一部を変更したものなので、同一部分の説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

図５に示すように切欠部１５ｆは、円周方向に沿って長く形成されており、その底面１５ｇの形状がステータ１５の回転軸Ｏを中心とする凸状円弧面となっている。このため、ステータ１５の中心から底面１５ｇまでの寸法Ｒ１は、切欠部１５ｆのどの位置でも同じ値になる。そして、切欠部１５ｆの両側の側壁１５ｈの形状は実施の形態２と同様に平面になっている。

このように切欠部１５ｆが円周方向に沿って長く形成されているので、一度の加工でより大きなアンバランス修正が可能となる。また、このような切欠部１５ｆが複数必要な場合には、隣り合う切欠部１５ｆどうしの間隔が小さいと切欠部１５ｆどうしの間にバリ状の部分が生じることになるが、底面１５ｇの形状がステータ１５の回転軸Ｏを中心とする凸状円弧面なので、切欠部１５ｆどうしを円周方向に繋いでしまうことが可能であり、繋ぐことにより切欠部１５ｆはひとつになり、バリ状の部分をなくすることができる。

この発明によれば、切欠部１５ｆの底面１５ｇの形状がステータ１５の回転軸Ｏを中心とする凸状円弧面なので、エンドミルを移動させることなく回転させながら、ステータ１５をその回転軸Ｏを中心として回転させることにより、切欠部１５ｆを形成することができる。切欠部１５ｆの両側の平面の側壁１５ｈの形成手順は実施の形態２と同様である。
（ｄ）実施の形態４
次に、実施の形態４を説明する。なお、実施の形態４は実施の形態１の一部を変更したものなので、同一部分の説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

この実施の形態も、図１の場合と同様に切欠部１５ｆの底面１５ｇの形状は平面であるが、図１と図６とを比較するとわかるように、切欠部１５ｆの平面状の底面１５ｇが円環状突起部１５ｅの外周面を突っ切って形成されており、そのために切欠部１５ｆの両端には側壁が形成されていない。そして、ステータ１５の中心から底面１５ｇまでの半径寸法Ｒ１は、切欠部１５ｆの円周方向での中間部の底面１５ｇまでの距離になり、円周方向でのその他の位置では半径寸法Ｒ１よりも大きくなるので、実施の形態１で説明した要件を満たしている。

この発明によれば、切欠部１５ｆの底面１５ｇの形状が平面なので、ステータ１５をその場で固定した状態で、エンドミルを回転させながら円環状突起部１５ｅの長さ方向へ直線移動させることにより、切欠部１５ｆを形成することができる。底面１５ｇの形状が平面であって、切欠部１５ｆの両端に側壁は形成されないので、グラインダ等により切欠部１５ｆを加工することも可能である。図１の場合は底面１５ｇの形状が平面である点では同じであるが、切欠部１５ｆの円周方向の長さがエンドミルの外径寸法分しかなく短いので、エンドミルを円環状突起部１５ｅの円周方向へ移動させることなく形成されている。

トルクコンバータ装置のステータを示す正面図（実施の形態１）。 図１のＡ矢視図（実施の形態１）。 図１のＡ矢視図に相当する図（実施の形態２）。 トルクコンバータ装置の断面図（実施の形態１〜４）。 トルクコンバータ装置のステータを示す正面図（実施の形態３）。 トルクコンバータ装置のステータを示す正面図（実施の形態４）。

符号の説明

１…トルクコンバータ装置
３…ポンプインペラ
３ａ…インペラシェル
３ｂ…インペラコア
３ｃ…インペラブレード
１０…タービンランナ
１０ａ…タービンシェル
１０ｂ…タービンコア
１０ｃ…タービンブレード
１５…ステータ
１５ｅ…円環状突起部
１５ｆ…切欠部
１５ｇ…底面
１５ｈ…側壁
２５…コア室

Claims (4)

1. エンジンのクランクシャフトに連結されたインペラシェルに複数のインペラブレードを介してインペラコアを設けて構成されるポンプインペラと、前記インペラシェルと同軸配置されたタービンシェルに複数のタービンブレードを介してタービンコアを設けて構成され前記ポンプインペラとによりトルク伝達部を構成すると共に前記タービンシェルがトランスミッションの入力軸に連結されたタービンランナと、前記ポンプインペラと前記タービンランナとの間に一方向へのみ回転自在に設けられ前記ポンプインペラから前記タービンランナへ伝達されるトルクを増幅させるステータとを備え、
   該ステータには、前記インペラコアの内周部と前記タービンコアの内周部との間から前記インペラコアと前記タービンコアとで挟まれた円環状のコア室へ入り込む円環状突起部を一体成形し、
   該円環状突起部の外周部に回転バランス調整用の切欠部を形成し、該切欠部は前記円環状突起部の幅方向へ貫通して形成し、該貫通する切欠部を介してトルク伝達部の流体の漏れる量が多くならないように、該貫通する切欠部の底面位置は、前記インペラコアおよび前記タービンコアの内径位置よりも半径方向外側に設定したことを特徴とするトルクコンバータ装置。
2. 請求項１に記載のトルクコンバータ装置において、
   前記切欠部の側壁形状が凹状円弧面であることを特徴とするトルクコンバータ装置。
3. 請求項１または２に記載のトルクコンバータ装置において、
   前記切欠部の底面形状が前記ステータの回転軸を中心とする凸状円弧面であることを特徴とするトルクコンバータ装置。
4. 請求項１または２に記載のトルクコンバータ装置において、
   前記切欠部の底面形状が平面であることを特徴とするトルクコンバータ装置。

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