JP5394328B2 - トルクコンバータ - Google Patents

Description

本発明は、ポンプ羽根車と、このポンプ羽根車に作動オイルの循環回路を介して連結されるタービン羽根車と、こ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て循環回路における作動オイルの流れを制御するステータ羽根車とよりなるトルクコンバータの改良に関する。

かゝるトルクコンバータにおいて、循環回路の作動オイルがタービン羽根車からステータ羽根車へ、またステータ羽根車からポンプ羽根車へとスムーズに流れるよう、その流れを誘導する整流部を配設して流体伝動効率の向上を図ることが下記特許文献１、２に開示されているように既に知られている。

特開平１０−１７６７４７号公報 特開２００１−３３０１０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものでは、整流部として、専用の整流リングをステータ羽根車に取り付けているので、部品点数が多くなり、構造の複雑化、延いてはコスト高となる欠点があり、また特許文献２に記載のものでは、ステータ羽根車のハブ内周に嵌合される一方向クラッチのクラッチアウタに整流部を形成しているが、その整流部の形成には、それ専用の加工が必要であるので、加工工数が増え、これもコスト高となる欠点がある。

本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、部品点数及び加工工数を増やすことなく、タービン羽根車及びステータ羽根車間又はステータ羽根車及びポンプ羽根車間に整流板を配設できるようにして、流体伝動効率が高く、しかも廉価なトルクコンバータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ポンプ羽根車と、このポンプ羽根車に作動オイルの循環回路を介して連結されるタービン羽根車と、こ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て循環回路における作動オイルの流れを制御するステータ羽根車とよりなるトルクコンバータにおいて、ポンプ羽根車及びタービン羽根車の少なくとも一方の羽根車を、シェルと、このシェルの内側面にシェル側の端面が当接してロー付けされる複数のブレードと、前記シェルの内側面にロー付けされてそれらブレードの半径方向内端部を押さえる環状の保持板とで構成し、前記複数のブレードの半径方向内端には前記シェル側へ突出する位置決め突起を、また前記シェルには、その周方向に並ぶよう配置されて前記位置決め突起を係合させる複数の位置決め凹部をそれぞれ形成すると共に、前記保持板を、該保持板の外周縁部で全ブレードの各位置決め突起を対応する位置決め凹部側に押し付けるように配置し、前記保持板の、前記循環回路に臨む表面を、同じく循環回路に臨む前記シェルの内周面と面一に連続するよう形成すると共に、該保持板の表面を挟んでシェルの前記内周面を、ステータ羽根車の前記循環回路に臨むハブの外周面に連続させるように該保持板の内周縁部を前記ステータ羽根車に近接させて、該保持板を、前記循環回路での作動オイルの流れを整流する整流板に兼用したことを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴に加えて、ポンプ羽根車及びタービン羽根車を、それぞれシェルと、このシェルの内側面に結合される複数のブレードと、前記シェルの内側面に固着されてこれらブレードの半径方向内端部を押さえる環状の保持板とで構成し、ポンプ羽根車及びタービン羽根車の各保持板を前記整流板に構成したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は、第１又は第２の特徴に加えて、ステータ羽根車のハブの軸方向端部外周面に、前記整流板の先端部を受容する環状凹部を形成したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、タービン羽根車からステータ羽根車へ、又はステータ羽根車からポンプ羽根車へと流れる作動オイルの流れを整流板により整流させ、高い流体伝動効率を得ることができる。しかも上記整流板は、タービン羽根車又はポンプ羽根車において、本来ブレードを保持する保持板により構成されるので、一枚の板材のプレス成形により保持板兼整流板を一挙に成形することができ、したがって部品点数及び加工工数の増加を招くことなく、コストアップを抑えながらトルクコンバータの性能の向上を図ることができる。

本発明の第２の特徴によれば、ポンプ羽根車及びタービン羽根車の両方の前記保持板を前記整流板に構成したことで、タービン羽根車、ステータ羽根車、ポンプ羽根車へと流れる作動オイルの流れを両整流板により整流させることができ、流体伝動効率の一層の向上を図ることができる。

本発明の第３の特徴によれば、整流板の曲率半径を大きくして、整流板の整流効果を高め、流体伝動効率の一層の向上に寄与し得る。

本発明に係るトルクコンバータの上半部縦断側面図。 同トルクコンバータにおけるタービン羽根車の内側面図。 図１の３部拡大図。

本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

先ず、図１において、トルクコンバータＴは、ポンプ羽根車１と、このポンプ羽根車１に作動オイルの循環回路３を介して連結されるタービン羽根車２と、それらの内周部間に配置されて循環回路３における作動オイルの流れを制御するステータ羽根車４とより構成される。

ポンプ羽根車１は、そのシェルに外周延長部１ｅを有しており、この外周延長部１ｅと、タービン羽根車２の外側面を覆う伝動カバー５とが嵌合されると共に、その嵌合部周縁が全周に亙り溶接され、ポンプ羽根車１及び伝動カバー５は相互に液密に結合される。伝動カバー５の外周面には、始動用のリングギヤ６が固設されており、エンジンのクランク軸Ｅにボルト結合した駆動板７がこのリングギヤ６にボルト９により固着される。タービン羽根車２のハブＨと伝動カバー５との間にスラストベアリング８が介裝される。

トルクコンバータＴの中心部にクランク軸Ｅと同軸上に並ぶ出力軸１０が配置され、この出力軸１０は、タービン羽根車２のハブＨにスプライン嵌合されると共に、伝動カバー５のハブ５ｈの内周面に軸受ブッシュ１６を介して回転自在に支承される。出力軸１０は多段変速機の主軸となる。

出力軸１０の外周には、ステータ羽根車４のハブ４ｈを一方向クラッチ１１を介して支承する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ニードルベアリング１５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。

ステータ羽根車４のハブ４ｈと、これに対向するポンプ羽根車１及びタービン羽根車２の各ハブＨ、Ｈとの間にはスラストベアリング１８，１８′が介裝される。

またポンプ羽根車１のハブＨには補機駆動軸２０が連設され、この補機駆動軸２０によって、前記循環回路３に作動オイルを供給するオイルポンプ２１が駆動される。

タービン羽根車２及び伝動カバー５間には、クラッチ室２２が画成され、タービン羽根車２及び伝動カバー５間を機械的直結し得るロックアップクラッチＬが該室２２に収容される。

ロックアップクラッチＬは、クラッチ室２２をタービン羽根車２側の内側室２２ａと伝動カバー５側の外側室２２ｂとに区画するように配置されるクラッチピストン２５を備える。クラッチピストン２５は、伝動カバー５の内側面に対向する摩擦ライニング２５ａを備えており、この摩擦ライニング２５ａを伝動カバー５の内側面に係合させる接続位置と、摩擦ライニング２５ａを伝動カバー５の内側面から離間させる非接続位置との間を軸方向に移動し得るように、タービン羽根車２のハブＨの外周面に摺動可能に支承される。

クラッチピストン２５及びタービン羽根車２間には、その間を回転方向に沿って緩衝的に連結するトルクダンパスプリング２３が介装される。

出力軸１０の中心部には、横孔２６及び、前記スラストベアリング８に隣接する油溝１３を通して通してクラッチ室２２の外側室２２ｂに連通する第１油路３０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、前記スラストベアリング１８，１８′及び一方向クラッチ１１を介して循環回路３の内周部に連通する第２油路３１が画成される。上記第１及び第２油路３０，３１は、ロックアップ制御弁３２を介してオイルポンプ２１とオイル溜め３３との交互に接続されるようになっている。

次に、図１〜図３によりタービン羽根車２の構造について詳細に説明する。

タービン羽根車２は、椀状且つ環状のシェルＳ、このシェルＳの内側面の定位置にロー付けされる多数枚のブレードＢ，Ｂ…、シェルＳの内側面にロー付けされてこれらブレードＢ，Ｂ…の半径方向内端部を押さえる保持板Ｒ、全ブレードＢ，Ｂ…の中間部相互を連結するコアＣ及び、シェルＳの内周縁部に溶接されるハブＨより構成される。

シェルＳには、周方向に並ぶ多数の位置決め凹部３５，３５…が形成されており、各凹部３５に、各ブレードＢの半径方向内端に形成された位置決め突起３６が係合される。

一方、保持板Ｒは、その外周縁部で全ブレードＢ，Ｂ…の各位置決め突起３６を位置決め凹部３５側に押し付けるように配置される。またこの保持板Ｒには、各ブレードＢが係合する位置決め用の切欠き３７，３７…が設けられる。

また各ブレードＢには、コアＣとの対向縁に位置決め突起３８が形成されており、この位置決め突起３８が係合する位置決め孔３９がコアＣに穿設される。

而して、保持板Ｒは、ブレードＢ，Ｂ…群をシェルＳに対して強力に保持して、大なる遠心力に抗することができる。この保持板Ｒは、循環回路３に臨むタービン羽根車２のシェルＳの内側面を、循環回路３に臨むステータ羽根車４のハブ４ｈの外周面に連続させるよう、半径方向外方に凸に湾曲しながらステータ羽根車４に近接する整流板Ｒに構成される。このような保持板兼整流板Ｒは、一枚の鋼板からプレス加工により成形される。

またステータ羽根車４のハブ４ｈの軸方向両端部外周面には環状凹部４０，４０が形成され、その一方の環状凹部４０に、対応する整流板Ｒの先端部が受容される。また整流板Ｒの先端部とステータ羽根車４のハブ４ｈとの間には、作動オイルの通過を許容する隙間が設けられる。

ポンプ羽根車１の構造もタービン羽根車２の上記構造と基本的には同一である。したがって、ポンプ羽根車１における保持板Ｒも、循環回路３に臨むポンプ羽根車１のシェルＳの内側面を、循環回路３に臨むステータ羽根車４のハブ４ｈの外周面に連続させるよう、半径方向外方に凸に湾曲しながらステータ羽根車４に近接する整流板Ｒに構成される。その際、整流板Ｒの先端部は、ステータ羽根車４のハブ４ｈの軸方向外周の環状凹部４０に受容される。尚、図中、ポンプ羽根車１の構造におけるタービン羽根車２との対応部分には同一の参照符号を付して重複する構造の説明を省略する。

ステータ羽根車４は、ハブ４ｈと、これを同心状に囲繞するコア４ｃと、これらハブ４ｈ及びコア４ｃ間を一体に連結する複数ブレード４ｂとより構成され、全体が鋳造により成形される。

次に、この実施形態の作用について説明する。

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３２により第１油路３０をオイルポンプ２１の吐出側に接続する一方、第２油路３１をオイル溜め３３に開放する。この場合、エンジンのクランク軸Ｅの出力トルクは、駆動板７、伝動カバー５、ポンプ羽根車１へと伝達して、それを回転駆動し、更にオイルポンプ２１をも駆動するので、オイルポンプ２１が吐出した作動オイルは、ロックアップ制御弁３２から第１油路３０、横孔２６及びスラストニードルベアリング８、クラッチ室２２の外側室２２ｂを順次経て循環回路３に流入し、該回路３を満たした後、スラストニードルベアリング１８，１８′及び一方向クラッチ１１を順次経て第２油路３１に移り、ロックアップ制御弁３２からオイル溜め３３に還流する。

一方、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が伝動カバー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はオフ状態となっており、ポンプ羽根車１及びタービン羽根車２の相対回転を許容している。したがって、クランク軸Ｅからポンプ羽根車１が回転駆動されると、循環回路３を満たしている作動オイルが矢印のように、ポンプ羽根車１、タービン羽根車２、ステータ羽根車４、ポンプ羽根車１の順に循環回路３を循環することにより、ポンプ羽根車１の回転トルクをタービン羽根車２に伝達し、出力軸１０を駆動する。

このとき、タービン羽根車２及びステータ羽根車４間には、タービン羽根車２の保持板Ｒが整流板として、循環回路３に臨むタービン羽根車２のシェルＳの内周面を、循環回路３に臨むステータ羽根車４のハブ４ｈの外周面に連続させるように配設されており、またポンプ羽根車１及びステータ羽根車４間には、ポンプ羽根車１の保持板Ｒも整流板として、循環回路３に臨むポンプ羽根車１のシェルＳの内周面を、循環回路３に臨むステータ羽根車４のハブ４ｈの外周面に連続させるように配設されているので、これら整流板Ｒ，Ｒが、タービン羽根車２からステータ羽根車４へ、そしてポンプ羽根車１へと流れる作動オイルの流れを整流させ、高い流体伝動効率を得ることができる。しかも、これら整流板Ｒ，Ｒは、タービン羽根車２及びポンプ羽根車１において、本来それぞれのブレードＢ，Ｂ…を保持する保持板Ｒ，Ｒにより構成されるので、各一枚の板材のプレス成形により保持板兼整流板Ｒを一挙に成形することができ、したがって部品点数及び加工工数の増加を招くことなく、コストアップを抑えながらトルクコンバータＴの性能の向上を図ることができる。

またステータ羽根車４のハブ４ｈの軸方向両端部外周面の環状凹部４０，４０に、各整流板Ｒ，Ｒの先端部を受容させたので、各整流板Ｒ，Ｒの曲率半径を大きくして、各整流板Ｒ，Ｒの整流効果を高めることができ、流体伝動効率の一層の向上に寄与し得る。

ポンプ羽根車１及びタービン羽根車２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、一方向クラッチ１１のロック作用により固定される。

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、一方向クラッチ１１を空転させながらポンプ羽根車１及びタービン羽根車２と共に同一方向へ回転するようになる。

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き、もしくはカップリング状態に近づいたとき、電子制御ユニットによりロックアップ制御弁３２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３２から第２油路３１を経て循環回路３に流入して、該回路３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３０及びロックアップ制御弁３２を介してオイル溜め３３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、その圧力差により伝動カバー５側に押圧され、摩擦ライニング２５ａを伝動カバー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。

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。例えば、保持板兼整流板Ｒは、ポンプ羽根車１又はタービン羽根車２の一方側にのみ設けることもできる。

Ｔ・・・・・トルクコンバータ
１・・・・・ポンプ羽根車
２・・・・・タービン羽根車
３・・・・・循環回路
４・・・・・ステータ羽根車
３５・・・・位置決め凹部
３６・・・・位置決め突起
Ｓ・・・・・シェル
Ｂ・・・・・ブレード
Ｒ・・・・・保持板兼整流板

Claims (3)

1. ポンプ羽根車（１）と、このポンプ羽根車（１）に作動オイルの循環回路（３）を介して連結されるタービン羽根車（２）と、これらポンプ羽根車（１）及びタービン羽根車（２）の内周部間に配置されて循環回路（３）における作動オイルの流れを制御するステータ羽根車（４）とよりなるトルクコンバータにおいて、
   ポンプ羽根車（１）及びタービン羽根車（２）の少なくとも一方の羽根車を、シェル（Ｓ）と、このシェル（Ｓ）の内側面にシェル（Ｓ）側の端面が当接してロー付けされる複数のブレード（Ｂ）と、前記シェル（Ｓ）の内側面にロー付けされてそれらブレード（Ｂ）の半径方向内端部を押さえる環状の保持板（Ｒ）とで構成し、
   前記複数のブレード（Ｂ）の半径方向内端には前記シェル（Ｓ）側へ突出する位置決め突起（３６）を、また前記シェル（Ｓ）には、その周方向に並ぶよう配置されて前記位置決め突起（３６）を係合させる複数の位置決め凹部（３５）をそれぞれ形成すると共に、前記保持板（Ｒ）を、該保持板（Ｒ）の外周縁部で全ブレード（Ｂ）の各位置決め突起（３６）を対応する位置決め凹部（３５）側に押し付けるように配置し、
   前記保持板（Ｒ）の、前記循環回路（３）に臨む表面を、同じく循環回路（３）に臨む前記シェル（Ｓ）の内周面と面一に連続するよう形成すると共に、該保持板（Ｒ）の表面を挟んでシェル（Ｓ）の前記内周面を、ステータ羽根車（４）の前記循環回路（３）に臨むハブ（４ｈ）の外周面に連続させるように該保持板（Ｒ）の内周縁部を前記ステータ羽根車（４）に近接させて、該保持板（Ｒ）を、前記循環回路（３）での作動オイルの流れを整流する整流板に兼用したことを特徴とするトルクコンバータ。
2. 請求項１記載のトルクコンバータにおいて、
   ポンプ羽根車（１）及びタービン羽根車（２）を、それぞれシェル（Ｓ）と、このシェル（Ｓ）の内側面に結合される複数のブレード（Ｂ）と、前記シェル（Ｓ）の内側面に固着されてこれらブレード（Ｂ）の半径方向内端部を押さえる環状の保持板（Ｒ）とで構成し、ポンプ羽根車（１）及びタービン羽根車（２）の各保持板（Ｒ）を前記整流板に構成したことを特徴とするトルクコンバータ。
3. 請求項１又は２記載のトルクコンバータにおいて、
   ステータ羽根車（４）のハブ（４ｈ）の軸方向端部外周面に、前記整流板（Ｒ）の先端部を受容する環状凹部（４０）を形成したことを特徴とするトルクコンバータ。

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