JP4788545B2 - トルクコンバータ - Google Patents

Description

本発明はポンプインペラ、タービンランナ及びブレードを備え、これらの間を循環流動する流体を介して入力部から出力部にトルクを伝達するトルクコンバータに関し、特に軸方向のコンパクト化に特徴部分を有するものに関する。

従来、入力部に連絡されたポンプインペラと、そのポンプインペラに対置されて出力部に連絡されたタービンランナと、ポンプインペラ及びタービンランナの内周部間に配置されるブレードを有するステータとを備え、ポンプインペラ、タービンランナ及びブレードの相互間（これらで形成されるトーラス領域内）を循環流動する流体を介して入力部から出力部にトルクを伝達するトルクコンバータが知られている。

例えば自動車の自動変速機に用いられるトルクコンバータは、入力部にエンジンが、出力部に自動変速機の変速機構が接続される。つまりエンジンから自動変速機に至るパワートレインは直列配置となるので全長が長くなりがちである。近年、パワートレインの格納スペースであるエンジンルームの小型化要求が高まっており、それに伴ってパワートレインの全長短縮要求、ひいてはトルクコンバータの軸方向コンパクト化要求も高まっている。

トルクコンバータの軸方向のコンパクト化を図ったものとして、例えば特許文献１に示されるものが知られている。このトルクコンバータは、入力部（フロントカバー）と出力部（タービンハブ）とを機械的に直結するロックアップクラッチ機構を備え、さらにその作動時に、入力部と出力部とのトルク変動を吸収するダンパ装置を備えている。そして、タービンハブとダンパ装置とのレイアウトを工夫することによりトルクコンバータの軸方向コンパクト化を図っている。
特開２００６−１１８６５４号公報

しかしながら、トルクコンバータに対する軸方向のコンパクト化要求は一層高まりつつあり、さらなるコンパクト化の方策が求められている。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、軸方向のコンパクト化を図ることができるトルクコンバータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、入力部に連絡されたポンプインペラと、該ポンプインペラに対置されて出力部に連絡されたタービンランナと、上記ポンプインペラ及び上記タービンランナの内周部間に配置されるブレードを有するステータとを備え、上記ポンプインペラ、上記タービンランナ及び上記ブレードで形成されるトーラス領域内を循環流動する流体を介して上記入力部から上記出力部にトルクを伝達するトルクコンバータにおいて、当該トルクコンバータの上記ポンプインペラを支持する側の外形形状は、上記トーラス領域を形成する外周側が、内周側の基部に対して所定位置を膨出起点として膨出しており、上記ステータは、当該トルクコンバータの支持台に対して回転禁止状態で設置される略環状の非回転部材と、上記非回転部材の外周側に略環状に設けられた回転可能部材と、上記非回転部材と上記回転可能部材との間に介設され、上記回転可能部材を上記非回転部材に対して一方向回転のみ許容して支持するワンウェイクラッチとを含み、上記回転可能部材は、上記ブレードを含むとともに内周側に第１連結部を有する外周側部品と、上記外周側部品よりも高強度の材質からなり、その外周側において上記第１連結部と連結される第２連結部を有する内周側部品とを含み、上記第１連結部と上記第２連結部との連結部は、その径方向位置が、上記膨出起点よりも外周側かつ上記トーラス領域の最内周位置よりも内周側となるように設けられ、上記内周側部品の、上記連結部よりも内周側の所定位置における軸方向厚さが、上記連結部における軸方向厚さよりも薄いことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のトルクコンバータにおいて、上記第１連結部および上記第２連結部の少なくも一方は、外周側よりも内周側の軸方向厚さが薄いことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２記載のトルクコンバータにおいて、上記内周側部品の材質は構造用鋼であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載のトルクコンバータにおいて、上記連結部は、上記第１連結部と上記第２連結部とがスプライン嵌合されるとともに、これらの軸方向相対移動が軸方向係止部材によって禁止されることによってなされていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載のトルクコンバータにおいて、上記内周側部品の内周面は上記ワンウェイクラッチの係合素子に当接するワンウェイクラッチアウターレースとされていることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載のトルクコンバータにおいて、上記入力部と上記出力部とを機械的に直結させるロックアップクラッチと、上記ロックアップクラッチの締結時に上記入力部と上記出力部とのトルク変動を吸収するロックアップクラッチダンパとを備え、上記ロックアップクラッチダンパは、上記ステータに対して軸方向一方側に並設され、上記内周側部品は、その外周側が内周側に対して軸方向反ロックアップクラッチダンパ側にオフセットされていることを特徴とする。

請求項１の発明によると、以下に述べるように、トルクコンバータの外周側においては適度な軸方向厚さを確保しつつ、内周側においては外周側よりも大幅に軸方向長さを短縮し、コンパクト化を図ることができる。

本発明の効果を詳細に述べると、まずトルクコンバータの外周側においては、必要なトーラス領域の厚みを確保することができる。特にステータについては、ブレードの機能上必要な厚みと、比較的低強度の材質（例えば樹脂や軽金属）を用いることによる高い成形性とを確保することができる。

一方内周側においては、ステータの内周側部品を高強度の材質とするとともに、その厚さを薄くすることにより、必要な強度を確保しつつ、軸方向長さを短縮し、コンパクト化を図ることができる。

なお、トルクコンバータの軸方向のコンパクト化として、必ずしもその全長短縮のみが利点を有するわけではなく、本発明のような内周側部分の軸方向短縮化にも利点がある。上述のようにトルクコンバータは必然的に入力側機構（エンジン等）と出力側機構（変速機構等）とを備えるシステム（パワートレイン等）との間に設けられるので、たとえ内周側部分といった一部の軸方向短縮化であっても、その短縮化された空きスペースにシステムの一部を入り込ませるようにレイアウトすることにより、システム全体として全長短縮を図ることができるからである。

請求項２の発明によると、連結部の強度確保（外周側）とコンパクト化（内周側）とを図ることができる。

請求項３の発明によると、内周側部品の材質として、高強度が得られる構造用鋼を用いることにより、請求項１及び請求項２の効果を一層顕著に得ることができる。

構造用鋼として、具体的には炭素鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼等が好適である。また、必要に応じて焼入れ、浸炭、窒化等の表面処理を行うことも効果的である。

請求項４の発明によると、別部品とされた外周側部品と内周側部品とを連結部で容易に連結することが出来る。

請求項５の発明によると、内周側部品の一部をワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）アウターレースとすることにより、別途ＯＷＣアウターレースを設ける必要がなく、構造を簡素化することができる。ＯＷＣには、ブレードに作用する流体力の反力を受けるために大きなトルクが作用する。従ってＯＷＣアウターレースには高強度が要求される。本発明は、内周側部品が高強度の材質からなることを利用し、これを直接ＯＷＣアウターレースとして用いることを図ったものである。

請求項６の発明によると、内周側部品の外周側において、内周側に対して軸方向にオフセットされることによって出来た空間にロックアップクラッチダンパを配設することができる。従って、トルクコンバータ内の空間をより効率的に利用し、コンパクト化を促進することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係るトルクコンバータと、その周辺部材とを示す縦断面図の上半部である。当実施形態のトルクコンバータ１は、自動変速機を搭載する自動車に用いられる。すなわちトルクコンバータ１は、図外のエンジンと図外の自動変速機の変速機構（一般的には遊星歯車機構と複数のクラッチからなる）との間に介設され、その動力伝達を行う。図１に示す状態で、トルクコンバータ１の左側にエンジンが、右側に自動変速機の変速機構が配設される。便宜上以下の説明において、図１の左側（エンジン側）を前側、右側（自動変速機側）を後側ともいう。また回転方向については、エンジン回転と同じ方向を正回転方向、逆の方向を逆回転方向というものとする。

トルクコンバータ１は、その支持台となるトランスミッションケース（以下Ｔ／Ｍケースと略称する）９０に格納されている。また当実施形態では、トルクコンバータ１の後方にオイルポンプ（以下Ｏ／Ｐと略称する）８０が配設されている。

トルクコンバータ１は、主に入力側要素、出力側要素、ステータ３０及びその周辺要素、ロックアップクラッチ６０、ロックアップクラッチダンパ５０からなる。

入力要素は、入力部（フロントカバー１３）及びこれと一体回転する要素からなる。フロントカバー１３には、前方に突出する複数のボルト１８が同心円上に固設されている。このボルト１８とエンジンのクランク軸とが図外のドライブプレートを介して接合される。すなわちフロントカバー１３はクランク軸と一体回転する。

フロントカバー１３には、前方内周側にフロントカバーボス１４が、後方外周側にインペラシェル１２が、後方内周側にインペラスリーブ１１が、それぞれ油密に一体接合されており、全体として作動流体を貯溜するシェル構造を形成する。なお当実施形態では作動流体として周知のＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）が用いられる。

インペラシェル１２は、外周側の一部が後方に湾曲しており、その湾曲部の内側には複数のポンプインペラ１５（羽根状に曲げられた板状体）が同心円上に固設されている。

インペラスリーブ１１の内周側は円筒状に後方側に延びており、その後端付近でＯ／Ｐ８０のポンプロータ８２に係合される。またその円筒部はＯ／Ｐ８０のＯ／Ｐハウジング８１を介してＴ／Ｍケース９０に回転自在に支持されている。

出力要素は、出力部（タービンハブ２３）及びこれと一体回転する要素からなる。タービンハブ２３の内周部には、図外のタービン軸（自動変速機の変速機構の入力軸）がスプライン嵌合され、これと一体回転する。

タービンハブ２３には、同心円上に設けられた複数のリベット２５により、タービンシェル２１が固定されている。タービンシェル２１は、外周側が前方に湾曲しており、その湾曲部の内側には複数のタービンランナ２２（羽根状に曲げられた板状体）が同心円上に固設されている。従ってタービンランナ２２は、図示のようにポンプインペラ１５に対置されている。

ステータ要素は、ステータ３０及びその前後の内周側に設けられたスラストベアリング４５等からなる。ステータ要素については、後に図２を参照して詳細に説明する。

ロックアップクラッチ（以下Ｌ／Ｕクラッチと略称する）６０は、入力部（フロントカバー１３）と出力部（タービンハブ２３）とを機械的に直結（Ｌ／Ｕ）させるクラッチである。当実施形態のＬ／Ｕクラッチ６０は、高い制御性と高伝達トルクが得易い湿式多板クラッチ構造であり、ロックアップクラッチダンパ（以下Ｌ／Ｕダンパと略称する）５０を介してフロントカバー１３とタービンハブ２３とを直結させる。

Ｌ／Ｕクラッチ６０は、フロントカバー１３に固設されるとともに内周側にスプライン６５ａが形成された円筒状のクラッチハブドラム６５と、このクラッチハブドラム６５内でスプライン６５ａに沿って前後方向に移動する円板状のＬ／Ｕ（ロックアップ）ピストン６３と、Ｌ／Ｕピストン６３がシール部材を介して摺接し得るように、所定の内外周位置で当該Ｌ／Ｕピストン６３を支持するインナードラム６１及びアウタードラム６２とを含む。フロントカバー１３、Ｌ／Ｕピストン６３、インナードラム６１及びアウタードラム６２で囲まれた領域は、Ｌ／Ｕピストン６３を作動させる作動油（当実施形態ではトルクコンバータ１の作動油と同じＡＴＦが用いられる）の油圧室６４を形成する。

クラッチハブドラム６５には、Ｌ／Ｕピストン６３の後方にフリクションプレート６６とプレート６７とが交互に各２枚配設され、さらにその後方にはリテーニングプレート６８が設けられ、後端がスナップリング６９で係止されている。

プレート６７及びリテーニングプレート６８は環状の金属板であり、その外周部はクラッチハブドラム６５のスプラインに係合している。従ってプレート６７及びリテーニングプレート６８はクラッチハブドラム６５及びこれと一体のフロントカバー１３と一体回転する。

一方、プレート６７またはリテーニングプレート６８の間に配設されるフリクションプレート６６は、環状の金属板の両面に摩擦材が貼付されたものである。フリクションプレート６６は、その内周部においてロックアップクラッチダンパ５０のダンパー本体５１に係合している。ダンパー本体５１はタービンシェル２１とともにリベット２５によってタービンハブ２３に固設されている。従ってフリクションプレート６６は、ダンパー本体５１及びこれと一体のタービンハブ２３と一体回転する。

ロックアップクラッチダンパ５０は、Ｌ／Ｕクラッチ６０の作動時に、フロントカバー１３とタービンハブ２３との直結状態を実現させるために介在するとともに、両者間のトルク変動を吸収する。

ロックアップクラッチダンパ５０は、ダンパー本体５１と、ダンパースプリング（以下ダンパーＳＰＧと略称する）５２と、ストッパースプリング（以下ストッパーＳＰＧと略称する）５３とを含み、ステータ３０に対して軸方向一方側（前方側）に並設されている。ダンパー本体５１は内周側と外周側とに分割された板状体であり、上述のように内周側がタービンハブ２３に固定され、外周側がフリクションプレート６６に係合している。ダンパー本体５１の内周側と外周側との間に、複数のダンパーＳＰＧ５２とストッパースプリング５３とが設けられ、これらの緩衝作用によって内外周間のトルク変動が吸収される。

当実施形態のダンパーＳＰＧ５２には、従来の一般的なものよりも大型で、トルク変動吸収性能の高いスプリングが用いられている。ダンパーＳＰＧ５２の大型化に伴い、その設置スペースを確保するため、ダンパーＳＰＧ５２付近でタービンシェル２１が後方に湾曲している。

図１に示すように、トルクコンバータ１の後方にはＯ／Ｐ８０が配設されている。Ｏ／Ｐ８０は、トルクコンバータ１内の作動流体ＡＴＦや、Ｌ／Ｕクラッチ６０の油圧室６４に給排される油圧の油圧源である。また図外の変速機構を構成するクラッチ群の油圧源でもある。

Ｏ／Ｐ８０は、Ｏ／Ｐ（オイルポンプ）ハウジング８１、Ｏ／Ｐ（オイルポンプ）カバー８５及びポンプロータ８２を含む。Ｏ／Ｐハウジング８１はＴ／Ｍケース９０に固定されており、ポンプロータ８２を格納するとともに、図外の吸入口と吐出口とを備える。またＯ／Ｐハウジング８１には、吸入口からポンプロータ８２を経由して吐出口に至る油路が形成されている。

ポンプロータ８２はインペラスリーブ１１の後端部と接続され、これに駆動される。ポンプロータ８２が回転することにより、図外の吸入口から導入されたＡＴＦが昇圧され、吐出口に導出される。

Ｏ／Ｐカバー８５はＯ／Ｐハウジング８１に固定されており、Ｏ／Ｐハウジング８１のポンプロータ８２が格納された箇所の蓋体となる。また詳細な説明を省略するが、Ｏ／Ｐカバー８５には変速機構のクラッチ油圧のための油路が形成されている。Ｏ／Ｐカバー８５の内周部は、図１に示すようにインペラスリーブ１１の内周側中空部を通って円筒状に前方に突出しており、その前端付近でステータ３０のＯＷＣインナーレース４３にスプライン嵌合し、これを回転禁止状態で支持する。

図２は図１の部分拡大図であって、特にインペラシェル１２、タービンシェル２１及びステータ要素を含む部分を詳細に示す。以下図２を参照してこれらについての説明を続ける。

インペラシェル１２とタービンシェル２１との間に、ステータ３０が設けられている。ステータ３０は、ポンプインペラ１５及びタービンランナ２２の内周部間に配置されるブレード３２を有し、このブレード３２を軸周りに一方向（正回転方向）のみ回転し得る状態で支持する。

ブレード３２は、ステータ３０の外周付近に同心円上に複数形成された羽根状部材である。図示のように、ポンプインペラ１５、タービンランナ２２及びブレード３２はトーラス領域２８を形成しており、このトーラス領域２８内を作動油ＡＴＦが循環流動するようになっている。

インペラシェル１２は、適正なトーラス領域２８を形成するため、トーラス領域２８付近が内周側の基部１２ｂに対して後方に膨出（湾曲）している（膨出部１２ａ）。詳細には、基部１２ｂの所定位置を膨出起点１２ｃとして距離１２ｄだけ膨出している。換言すれば基部１２ｂの軸方向位置は、インペラシェル１２の後端面よりも距離１２ｄだけ前方に入り込んでいる。この入り込み量１２ｄは従来の一般的なトルクコンバータよりも格段に大きく、基部１２ｂの内面が、軸方向位置でブレード３２とオーバーラップする程の量である。

このようにトルクコンバータ１は、外周側（トーラス領域２８に相当する位置）においては適度な軸方向厚さをもって適正なトーラス領域が確保され、内周側（トーラス領域２８よりも内周側、特に基部１２ｂよりも内周側）においては外周側よりも大幅に軸方向長さが短縮され、コンパクト化が図られている。

ステータ３０は主に、内周側のＯＷＣインナーレース４３と、その外周側に略環状に設けられた回転可能部材４２と、ＯＷＣインナーレース４３と回転可能部材４２との間に介設され、回転可能部材４２をＯＷＣインナーレース４３に対して一方向回転（正回転）のみ許容して支持するワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）４０とからなる。

ＯＷＣインナーレース４３は、図１に示すようにその内周面においてオイルポンプカバー８５とスプライン嵌合している。すなわちＯＷＣインナーレース４３はＯ／Ｐカバー８５及びＯ／Ｐハウジング８１を介してＴ／Ｍケース９０に回転禁止状態で支持される非回転部材となっている。

回転可能部材４２は、ブレード３２を含むとともに内周側にスプライン３３（第１連結部）を有する外周側部品３１と、外周側においてスプライン３３と連結されるスプライン３６（第２連結部）を有する内周側部品３５とからなる。外周側部品３１と内周側部品３５との連結部である連結部３４は、スプライン３３とスプライン３６とがスプライン嵌合されるとともに、スナップリング３９（軸方向係止部材）で係止される、つまり軸方向相対移動が禁止されることによって形成されている。スナップリング３９による連結を行うことにより、その連結作業の容易化が図られている。

連結部３４は、その径方向位置が、膨出起点１２ｃの外周側かつトーラス領域２８の最内周位置よりも内周側となるように設けられている。望ましくは、ＡＴＦの円滑な流動に悪影響を与えない範囲で可及的に外周寄り（トーラス領域２８に近い位置）に設定されるのが良い。また連結部３４を構成するスプライン３３，３６は、外周側よりも内周側の軸方向厚さが薄くなっている。

外周側部品３１は、比較的低強度の材質からなる。例えば樹脂や、アルミニウムやマグネシウムのような軽金属が好適である。外周側部品３１は所定の厚みｔ１を有するが、これはブレード３２に求められる形状に基いて設定される厚みであって、必ずしも強度上この厚みｔ１が必要であるわけではない。つまり外周側部品３１は形状に対して強度面で余裕がある。そこで必要な強度が得られる範囲で比較的低強度の材質が用いられている。こうすることにより、より高強度の材質を用いる場合に比べて、必要な強度を確保しつつ高い成形性（生産性）を得ることができるという利点がある。

内周側部品３５は、内周面がＯＷＣ４０に係合する、内周側の円筒状部３８と、この円筒状部３８の軸方向略中央部から径方向外側に延設され、円筒状部３８よりも軸方向厚さの薄い円板状の延設部３７とからなる。円筒状部３８と延設部３７とは一体品である。

延設部３７は、その最外周部であるスプライン３６の外周部分が最も厚く（軸方向寸法が長い）、内周側であるほど薄くなっている。そして円筒状部３８との接続部付近（内周側部品３５の、連結部３４よりも内周側の所定位置）において最も薄くなっている（厚さｔ２）。

また延設部３７（内周側部品３５とも言える）は、その外周側が内周側に対して後方（反Ｌ／Ｕダンパ５０側）にオフセットされている。

上述したように、インペラシェル１２の基部１２ｂは大きく前方に張り出している。一方で基部１２ｂに対応する径方向位置のタービンシェル２１は後方に湾曲している。このため、インペラシェル１２とタービンシェル２１とに挟まれた延設部３７の設置空間は、径方向で基部１２ｂ付近が最も狭く、またその付近でブレード３２の軸方向位置に対して前方にずれている。当実施形態では、延設部３７を薄肉化し、また上記のようなオフセット形状とすることにより、このような設置空間の不利にもかかわらず延設部３７を適切に配置し、軸方向長さをコンパクトにすることに成功している。

そして内周側部品３５は、外周側部品３１とは別部品とされ、その材質として高強度の構造用鋼が採用されている。具体的には、炭素鋼（例えばＳ３０Ｃ〜Ｓ５０Ｃなど）、クロム鋼（例えばＳＣｒ４２０など）、クロムモリブデン鋼（例えばＳＣＭ４２０など）等が好適である。また、必要に応じて焼入れ、浸炭、窒化等の表面処理を行っても良い。こうすることにより、延設部３７の強度を確保しつつ、その薄肉化を可及的に促進することができる。

さらに、スプライン３３及びスプライン３６が、外周側よりも内周側の軸方向厚さが薄くされていることにより、外周側においては連結部３４の強度確保が図られ、内周側においてはコンパクト化が図られている。

円筒状部３８は、その厚み（軸方向長さ）が、ＯＷＣインナーレース４３やＯＷＣ４０と同じ厚さｔ３となっている。円筒状部３８は、その内周面がＯＷＣ４０の係合素子４１に係合するワンウェイクラッチアウターレース（以下ＯＷＣアウターレースと略称する）とされている。当実施形態のＯＷＣ４０は、いわゆるスプラグタイプであり、係合素子４１はスプラグである。

ＯＷＣ４０には、ブレードに作用する流体力の反力を受けるために大きなトルクが作用する。ＯＷＣ４０は、その高トルクを適正に受け得る強度を確保するために、ある程度の軸方向長さ（厚みｔ３）が必要である。ＯＷＣアウターレースとして作用する円筒状部３８は、ＯＷＣ４０と同じ厚みｔ３を有し、また高強度の構造用鋼からなることから、ＯＷＣアウターレースとしての機能を適正に発揮することができる。

また円筒状部３８の内周面をＯＷＣアウターレースとすることにより、別途ＯＷＣアウターレースを設ける必要がなく、構造を簡素化することができる。

円筒状部３８と延設部３７の境界付近の段差部に、延設部３７を前後から挟持するように２つのスラストベアリング４５が設けられている。詳しくは、前側のスラストベアリング４５は、ベアリングレース４６，４７を介してタービンハブ２３と延設部３７との間に介設されている。また後側のスラストベアリング４５は、ベアリングレース４６，４７を介してインペラスリーブ１１と延設部３７との間に介設されている。スラストベアリング４５は、ステータ３０の前後方向の位置決めを行うとともに、ステータ３０（ブレード３２）に作用するスラスト力を受ける。

ベアリングレース４６，４７を含めた１個のスラストベアリング４５の厚さをｔ４とすると、前側のベアリングレース４６の前面から後側のベアリングレース４６の後面までの軸方向距離ｔ５は、 ｔ５＝ｔ２＋２・ｔ４ で表される。これは、円筒状部３８と延設部３７との間に段差を設けず、厚さｔ３の箇所にスラストベアリング４５を設けた場合（従来構造）の同寸法 ｔ３＋２・ｔ４ よりも短縮化されている。つまり延設部３７を薄肉化し、円筒状部３８と延設部３７との間に段差を設け、その段差部にスラストベアリング４５を配設することにより、当該箇所において一層の軸方向寸法短縮化、コンパクト化が図られている。

次に、トルクコンバータ１の動作について説明する。まずＬ／Ｕクラッチ６０が非作動状態（Ｌ／Ｕオフ）、かつタービンハブ２３（タービンランナ２２）の回転速度がフロントカバー１３（ポンプインペラ１５）の回転速度に対して比較的小さい（速度比が小さい）場合について説明する。このような状態は、停止時（タービンハブ２３の速度＝０）または発進直後に現出する。

Ｌ／Ｕオフのとき、Ｌ／Ｕクラッチ６０のプレート６７，リテーニングプレート６８とフリクションプレート６６との間には僅かな隙間（クリアランス）が生じており、相対回転可能となっている。つまり入力部のフロントカバー１３と出力部のタービンハブ２３とは相対回転可能状態となっている。

このときの作動流体ＡＴＦの、トーラス領域２８内での流動方向は矢印Ａ１に示すようにポンプインペラ１５→タービンランナ２２→ブレード３２→ポンプインペラ１５である。実際には、これに周方向（紙面に垂直な方向）の流れが加わり、三次元流となっている。入力側のトルクがポンプインペラ１５からＡＴＦに伝わり、これがタービンランナ２２を介して出力側に伝達される。タービンランナ２２からブレード３２に戻されたＡＴＦはブレード３２を逆回転方向に回転させようとする方向に流れる。しかしその逆回転はＯＷＣ４０によって禁止させられているので、ブレード３２（回転可能部材４２）は停止状体を維持し、逆にＡＴＦを方向転換させてポンプインペラ１５に戻す。

方向転換してポンプインペラ１５に戻されたＡＴＦは循環流（矢印Ａ１）を加勢するように作用するので、タービンランナ２２にはより強いトルクが伝達される。従ってこのとき、出力部であるタービンハブ２３では、入力部であるフロントカバー１３のトルクよりも大きなトルクが得られる（トルク増幅作用）。

次に、Ｌ／Ｕクラッチ６０がオフ、かつタービンハブ２３（タービンランナ２２）の回転速度がフロントカバー１３（ポンプインペラ１５）の回転速度に対して比較的大きい（速度比が大きい）場合について説明する。このような状態は、発進後一定の車速に達した頃乃至は軽負荷での定常走行時に現出する。

この場合も作動流体ＡＴＦは、トーラス領域２８内でポンプインペラ１５→タービンランナ２２→ブレード３２→ポンプインペラ１５という循環流を形成する。但し上記の場合と異なるのは、タービンランナ２２からブレード３２に戻されたＡＴＦはブレード３２を正回転方向に回転させようとする方向に流れることである。その正回転はＯＷＣ４０によって許容されているので、ブレード３２（回転可能部材４２）はポンプインペラ１５やタービンランナ２２と同様に正回転する。こうしてトーラス領域２８ではトルク増幅作用のない流体継手が形成され、出力部であるタービンハブ２３では、入力部であるフロントカバー１３のトルクよりもやや小さなトルクが得られる。

次に、Ｌ／Ｕクラッチ６０が作動状態の場合について説明する。このような状態は、発進後所定の車速に達し、図外の制御ユニットがＬ／Ｕ指令を発したときに現出する。

Ｌ／Ｕ指令が発せられると、油圧室６４に油圧が供給され、Ｌ／Ｕピストン６３が後方にストロークする。これによって各フリクションプレート６６及び各プレート６７は、全体が後方のリテーニングプレート６８側に押し付けられ、相互間に作用する摩擦力によって相対回転が止められる（締結状態）。つまりフロントカバー１３とタービンハブ２３との間に相対回転のない、直結状態（Ｌ／Ｕ状態）となる。

Ｌ／Ｕは、流体を介した動力伝達に比べ、流体による滑りを伴わないので伝達効率が高いという利点がある。従って、Ｌ／Ｕ領域（車両がＬ／Ｕ状態で走行する領域）を拡大することは燃費の向上に大きく貢献する。このような観点から当実施形態では、従来の一般的なＬ／Ｕ領域（例えば第４速段以上の高速領域）よりも格段に広いＬ／Ｕ領域（例えば第１速段の、発進直後から）が設定されている。Ｌ／Ｕクラッチ６０は、高い制御性と高伝達トルクが得易い湿式多板クラッチ構造をとることにより、Ｌ／Ｕ領域の拡大に適応している。

Ｌ／Ｕ時、フロントカバー１３からタービンハブ２３へのトルク伝達は、Ｌ／Ｕダンパ５０を介して行われ、これによってトルク変動の吸収がなされる。比較的トルク変動が小さいときにはダンパーＳＰＧ５２のみによって適度なトルク変動の吸収が行われ、一定以上のトルク変動があった場合には、ストッパースプリング５３も加わって強力なトルク変動吸収がなされる。

上述のように当実施形態では、低速段からのＬ／Ｕを行う。低速段（低車速域）ではエンジンのトルク変動が比較的大きく、この領域でＬ／Ｕを行った場合に、そのトルク変動による車体振動の悪化、乗り心地の悪化が懸念される。しかし当実施形態では、大型でトルク変動吸収性の高いダンパーＳＰＧ５２を採用することにより、その懸念を払拭している。

次に、トルクコンバータ１の内周側の軸方向長さを短縮したことの利点について説明する。図１に示すように、Ｏ／Ｐハウジング８１の形状は、その内周側において大きく前方に張り出し、その前端部はインペラシェル１２の後端よりも前方に位置している。これは、インペラシェル１２の後端から基部１２ｂへの入り込み量１２ｄ（図２に示す）を大きくとったことにより可能となった配置である。

このようにトルクコンバータ１とＯ／Ｐ８０とをセットにした配置を考えると、コンパクト化されたトルクコンバータ１の内周側にＯ／Ｐ８０の張り出し部を入り込ませることにより、単純にトルクコンバータ１の後方（インペラシェル１２の後端より後方）にＯ／Ｐ８０を配置する場合に比べ、両者を合わせた軸方向長さを短縮化することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、Ｌ／Ｕクラッチ６０の構造やＬ／Ｕダンパ５０の構造は、上記実施形態のものに限らず、如何なるタイプのものであっても良い。

またＯＷＣ４０は、スプラグ式のものに限定するものではなく、例えばローラ式のものであっても良い。その場合、係合素子４１はローラとなる。

またトルクコンバータ１は、その周辺に配置される部材を限定するものではない。例えばトルクコンバータ１の後方にＯ／Ｐ８０以外の部材を配置し、その一部をコンパクト化したトルクコンバータ１の内周部に入り込ませるようにしても良い。また必ずしもその内周部に何らかの部材の一部（又は全部）を入り込ませたレイアウトとするものに限定するものではない。

本発明の一実施形態に係るトルクコンバータと、その周辺部材とを示す縦断面図の上半部である。 図１の部分拡大図である。

符号の説明

１ トルクコンバータ
１２ａ 膨出部（トーラス領域を形成する外周側）
１２ｂ 基部
１２ｃ 膨出起点
１３ フロントカバー（入力部）
１５ ポンプインペラ
２２ タービンランナ
２３ タービンハブ
２８ トーラス領域
３０ ステータ
３１ 外周側部品
３２ ブレード
３３ スプライン（第１連結部材）
３４ 連結部
３５ 内周側部品
３６ スプライン（第２連結部材）
３９ スナップリング（軸方向係止部材）
４０ ワンウェイクラッチ
４１ 係合素子
４２ 回転可能部材
４３ ワンウェイクラッチインナーレース（非回転部材）
５０ ロックアップクラッチダンパ
６０ ロックアップクラッチ
９０ トランスミッションケース（トルクコンバータの支持台）
ｔ１ 連結部における軸方向厚さ
ｔ２ 連結部よりも内周側の所定位置における軸方向厚さ

Claims (6)

1. 入力部に連絡されたポンプインペラと、
   該ポンプインペラに対置されて出力部に連絡されたタービンランナと、
   上記ポンプインペラ及び上記タービンランナの内周部間に配置されるブレードを有するステータとを備え、
   上記ポンプインペラ、上記タービンランナ及び上記ブレードで形成されるトーラス領域内を循環流動する流体を介して上記入力部から上記出力部にトルクを伝達するトルクコンバータにおいて、
   当該トルクコンバータの上記ポンプインペラを支持する側の外形形状は、上記トーラス領域を形成する外周側が、内周側の基部に対して所定位置を膨出起点として膨出しており、
   上記ステータは、当該トルクコンバータの支持台に対して回転禁止状態で設置される略環状の非回転部材と、
   上記非回転部材の外周側に略環状に設けられた回転可能部材と、
   上記非回転部材と上記回転可能部材との間に介設され、上記回転可能部材を上記非回転部材に対して一方向回転のみ許容して支持するワンウェイクラッチとを含み、
   上記回転可能部材は、上記ブレードを含むとともに内周側に第１連結部を有する外周側部品と、
   上記外周側部品よりも高強度の材質からなり、その外周側において上記第１連結部と連結される第２連結部を有する内周側部品とを含み、
   上記第１連結部と上記第２連結部との連結部は、その径方向位置が、上記膨出起点よりも外周側かつ上記トーラス領域の最内周位置よりも内周側となるように設けられ、
   上記内周側部品の、上記連結部よりも内周側の所定位置における軸方向厚さが、上記連結部における軸方向厚さよりも薄いことを特徴とするトルクコンバータ。
2. 上記第１連結部および上記第２連結部の少なくも一方は、外周側よりも内周側の軸方向厚さが薄いことを特徴とする請求項１記載のトルクコンバータ。
3. 上記内周側部品の材質は構造用鋼であることを特徴とする請求項１または２記載のトルクコンバータ。
4. 上記連結部は、上記第１連結部と上記第２連結部とがスプライン嵌合されるとともに、これらの軸方向相対移動が軸方向係止部材によって禁止されることによってなされていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のトルクコンバータ。
5. 上記内周側部品の内周面は上記ワンウェイクラッチの係合素子に当接するワンウェイクラッチアウターレースとされていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のトルクコンバータ。
6. 上記入力部と上記出力部とを機械的に直結させるロックアップクラッチと、
   上記ロックアップクラッチの締結時に上記入力部と上記出力部とのトルク変動を吸収するロックアップクラッチダンパとを備え、
   上記ロックアップクラッチダンパは、上記ステータに対して軸方向一方側に並設され、
   上記内周側部品は、その外周側が内周側に対して軸方向反ロックアップクラッチダンパ側にオフセットされていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のトルクコンバータ。

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