JP5925867B1 - 流体継手 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックアップ時の流体の供給方向を変更することなく、コンパクト化が可能な流体継手を提供する。【解決手段】トルクコンバータ１００は、フロントカバー１と、インペラ２と、出力軸部材３と、タービン４と、クラッチ５とを備えている。タービン４は、タービンシェル４１と、タービンブレード４２と、連結部４３と、ピストン部４４とを有している。タービンシェル４１は、出力軸部材３に支持されている。また、タービンシェル４１は、出力軸部材３上を軸方向に摺動可能である。連結部４３は、タービンシェル４１からフロントカバー１に向かって延びる。ピストン部４４は、連結部４３から径方向に延びる。クラッチ５は、ピストン部４４とフロントカバー１との間に配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、流体継手に関するものである。

流体継手は、インペラ及びタービンを内部に有し、内部の作動油を介してトルクを伝達する。インペラは、エンジンからのトルクが入力されるフロントカバーに固定されている。タービンは流体室内でインペラに対向して配置されている。インペラが回転すると、インペラからタービンに作動油が流れ、タービンを回転させることでトルクを出力する。

ロックアップ装置は、タービンとフロントカバーとの間に配置されている。ロックアップ装置は、タービンとフロントカバーとを機械的に連結することによって、フロントカバーからタービンにトルクを直接伝達させる。

特許文献１に開示されたトルクコンバータは、その寸法を小さくするため、ロックアップ装置の設置を省略している。この結果、このトルクコンバータは、その軸方向の寸法を小さくすることができる。

米国特許出願公開第２０１３／０２３０３８５号明細書

上述した特許文献１のトルクコンバータは、ロックアップ装置を省略する代わりに、軸方向に移動可能なタービンを有している。そして、このトルクコンバータは、タービンとインペラとが摩擦係合するように、摩擦材をタービンとインペラとの間に有している。タービンをインペラ側に移動させて、タービンとインペラとを摩擦材を介して摩擦係合させることによって、エンジンからのトルクをタービンに直接伝達する、すなわちロックアップすることができる。

ところで、一般的なロックアップ装置ではタービンをフロントカバー側へと移動させることでロックアップしている。これに対して、特許文献１のトルクコンバータではタービンをインペラ側、すなわちフロントカバーと反対側へ移動させることによってロックアップする。このため、特許文献１のトルクコンバータにおけるロックアップのために供給する流体の供給方向は、一般的なトルクコンバータにおけるものと異なってしまうという問題が生じる。

本発明の課題は、ロックアップ時の流体の供給方向を変更することなく、コンパクト化が可能な流体継手を提供することにある。

本発明のある側面に係る流体継手は、回転軸周りに回転可能である。この流体継手は、フロントカバーと、インペラと、出力軸部材と、タービンと、クラッチとを備えている。フロントカバーは、トルクが入力される。インペラは、インペラシェルと、インペラブレードとを有する。インペラシェルは、フロントカバーに固定される。インペラブレードは、インペラシェルに取り付けられる。出力時部材は、回転軸周りに回転可能であり、トルクを出力する。タービンは、タービンシェルと、タービンブレードと、連結部と、ピストン部とを有している。タービンシェルは、出力軸部材に支持されている。また、タービンシェルは、出力軸部材上を軸方向に摺動可能である。タービンブレードは、タービンシェルに取り付けられている。連結部は、タービンシェルからフロントカバーに向かって延びる。ピストン部は、連結部から径方向に延びる。クラッチは、ピストン部とフロントカバーとの間に配置される。

この構成によれば、タービンがフロントカバー側に移動することによって、ピストン部とフロントカバーとがクラッチを介して係合する。この結果、フロントカバーからのトルクが、クラッチを介してタービンへと直接伝達される。このように、本願発明の流体継手では、ロックアップ時においてタービンはフロントカバー側へ移動するため、流体の供給方向は、一般的な流体継手のものと同じである。

また、ピストン部は、連結部を介してタービンシェルに連結されている。すなわち、ピストン部は、タービンシェルを介して出力軸部材に支持されているため、ピストン部の径方向内側において、ピストン部を支持するための部材を設置する必要が無い。このため、ピストン部の径方向内側のスペースの分だけ、流体継手の寸法を小さくすることができる。

好ましくは、流体継手は、ダンパー機構をさらに備える。ダンパー機構は、タービンと出力軸部材とを相対回転可能に連結する。

好ましくは、ダンパー機構は、保持部材と弾性部材とを有する。保持部材は、出力軸部材と一体的に回転する。弾性部材は、保持部材に保持される。

好ましくは、タービンは、第１係合部をさらに有する。第１係合部は、タービンシェルから弾性部材へ延びる。

好ましくは、タービンは、第２係合部をさらに有する。第２係合部は、ピストン部から弾性部材へ延びる。

好ましくは、クラッチは、ピストン部に取り付けられた摩擦材である。

本発明に係る流体継手によれば、ロックアップ時の流体の供給方向を変更することなく、コンパクト化が可能である。

トルクコンバータの概略図。 変形例１に係るトルクコンバータの概略図。

以下、本発明に係る流体継手の実施形態であるトルクコンバータ１００について図面を参照しつつ説明する。図１は、トルクコンバータの概略図である。以下の説明において「軸方向」とはトルクコンバータ１００の回転軸Ｏが延びる方向を意味する。また、径方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の径方向を意味する。また、周方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の周方向を意味する。図１の左右方向と「軸方向」とは同義である。なお、図示していないが、図１の左側にはエンジンが配置されており、図１の右側にはトランスミッションが配置されている。

図１に示すように、トルクコンバータ１００は、回転軸Ｏを中心に回転可能である。このトルクコンバータ１００は、フロントカバー１、インペラ２、出力軸部材３、タービン４、及びクラッチ５を備えている。また、トルクコンバータ１００は、ステータ６、及びダンパー機構７、をさらに備えている。

フロントカバー１は、エンジンからのトルクが入力される。詳細には、フロントカバー１は、円板部１１と、筒状部１２とを有している。筒状部１２は、円板部１１の外周端部からトランスミッション側へと延びている。

インペラ２は、インペラシェル２１と、複数のインペラブレード２２とを有する。インペラシェル２１は、フロントカバー１に固定されている。詳細には、インペラシェル２１は、フロントカバー１に溶接されている。

インペラブレード２２は、インペラシェル２１に取り付けられている。詳細には、インペラブレード２２は、インペラシェル２１の内側面に固定されている。

タービン４は、タービンシェル４１、複数のタービンブレード４２、連結部４３、及びピストン部４４を有している。タービン４は、インペラ２に対向して配置されている。タービンシェル４１、連結部４３、及びピストン部４４は、一体的に形成されている。

タービンシェル４１は、出力軸部材３に支持されている。詳細には、タービンシェル４１の内周面４１１は、出力軸部材３と接触している。タービンシェル４１は、出力軸部材３上を軸方向に摺動可能である。また、タービンシェル４１は、出力軸部材３と相対回転可能である。詳細には、タービンシェル４１は、出力軸部材３から径方向に延びている。

タービンブレード４２は、タービンシェル４１に取り付けられている。詳細には、タービンブレード４２は、タービンシェル４１の内側面に固定されている。

連結部４３は、タービンシェル４１からフロントカバー１に向かって延びる。詳細には、連結部４３は、タービンシェル４１の外周端部から延びている。また、連結部４３は、軸方向に沿って延びている。連結部４３は、円筒状である。

連結部４３は、タービンシェル４１に固定されている。例えば、連結部４３は、タービンシェル４１に溶接されている。なお、連結部４３は、タービンシェル４１と１つの部材によって形成されていてもよい。

ピストン部４４は、連結部４３から径方向に延びる。詳細には、ピストン部４４は、連結部４３から径方向の内側に延びる。ピストン部４４は、連結部４３のフロントカバー１側の端部から出力軸部材３に向かって延びる。ピストン部４４は、連結部４３と１つの部材によって形成されていてもよい。

ピストン部４４は、環状のプレートである。ピストン部４４の外周端部と、タービンシェル４１の外周端部とが、連結部４３によって連結されている。ピストン部４４は、径方向において、フロントカバー１の外周端部近傍の位置に配置される。

ピストン部４４は、中央部に開口部を有している。ピストン部４４の内周面４４１は、径方向において、出力軸部材３から離れて位置している。すなわち、ピストン部４４の内周面４４１は、出力軸部材３と接触していない。このため、ピストン部４４の内周面４４１と出力軸部材３との間にスペースが形成されている。

例えば、ピストン部４４の内周面４４１と、出力軸部材３の外周面との距離は、約３０ｍｍ以上である。また、ピストン部４４の内径は、例えば、出力軸部材３の外径の約２倍以上である。なお、トルクコンバータの大きさは様々であるため、ピストン部４４の内周面４４１と出力軸部材３の外周面との距離の上限は特に限定されない。

タービン４は、複数の第１係合部４５をさらに有している。各第１係合部４５は、タービンシェル４１から後述するダンパー機構７の各弾性部材７２へと延びている。各第１係合部４５は、各弾性部材７２と係合している。詳細には、各第１係合部４５は、周方向において、各弾性部材７２の端面と接触している。各第１係合部４５は、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。各第１係合部４５は、タービンシェル４１に溶接されている。

ステータ６は、タービン４からインペラ２へと戻る作動油を整流するように構成されている。ステータ６は、インペラ２とタービン４との間に配置される。ステータ６は円板状のステータキャリア６１と、その外周面に設けられた複数のブレード６２と、を有している。

ステータ６は、回転軸Ｏ周りに回転可能である。詳細には、ステータ６は、固定シャフト（図示省略）に、ベアリング（図示省略）を介して支持されている。

クラッチ５は、ピストン部４４とフロントカバー１との間に配置される。クラッチ５は、フロントカバー１からのトルクをピストン部４４に伝達又は遮断するように構成されている。

クラッチ５は、ピストン部４４に取り付けられた摩擦材５１である。なお、摩擦材５１は、フロントカバー１に取り付けられていてもよい。この場合、摩擦材５１は、ピストン部４４と対向する。

出力軸部材３は、回転軸Ｏ周りに回転可能である。出力軸部材３は、トルクを出力する。詳細には、出力軸部材３は、エンジンからのトルクを、トランスミッションへと出力する。なお、ロックアップされていない時は、フロントカバー１、インペラ２、タービン４、ダンパー機構７の順で伝達されたトルクを、出力軸部材３はトランスミッションへと出力する。ロックアップされている時は、フロントカバー１、タービン４、ダンパー機構７の順で伝達されたトルクを、出力軸部材３はトランスミッションへと出力する。

例えば、出力軸部材３は、軸方向に延びる円筒状である。この出力軸部材３内にトランスミッション側の部材（例えば入力軸部材）が嵌合する。これによって、出力軸部材３とトランスミッション側の部材とが一体的に回転する。

ダンパー機構７は、タービン４と出力軸部材３とを相対回転可能に連結する。詳細には、ダンパー機構７は、タービン４と出力軸部材３とを周方向において弾性的に接続する。ダンパー機構７は、保持部材７１と、複数の弾性部材７２とを有する。

保持部材７１は、径方向に延びる。保持部材７１は、出力軸部材３と一体的に回転する。すなわち、保持部材７１は、出力軸部材３に固定されている。例えば、保持部材７１は、カシメなどの締結部材によって固定されている。なお、保持部材７１は、出力軸部材３と一つの部材によって形成されていてもよい。

保持部材７１は、複数のプレートによって構成されていてもよい。保持部材７１は、複数の第３係合部７３を有している。詳細には、各第３係合部７３は、周方向において、各弾性部材７２の端面と接触している。第３係合部７３の数は、第１係合部４５の数と同じである。この各第３係合部７３と各第１係合部４５とによって、周方向において各弾性部材７２を挟み込んでいる。

各弾性部材７２は、保持部材７１に保持されている。各弾性部材７２は、例えばコイルバネである。なお、各弾性部材７２は、周方向において互いに間隔をあけて配置されている。

次に、トルクコンバータ１００のロックアップ時の動作について説明する。トルクコンバータ１００においてロックアップさせるとき、タービンシェル４１とインペラシェル２１との間に作動油を供給する。詳細には、タービンシェル４１とインペラシェル２１との間には既に作動油が充填されているので、作動油をさらに供給することによって、このタービンシェル４１とインペラシェル２１との間の作動油の油圧を上昇させる。

タービンシェル４１とインペラシェル２１との間の作動油の油圧が上昇すると、タービン４は、インペラ２から離れる方向、すなわち、フロントカバー１側へと移動する。この結果、ピストン部４４に取り付けられた摩擦材５１がフロントカバー１と摩擦係合し、フロントカバー１とタービン４とが一体的に回転する。すなわち、フロントカバー１からのトルクは、インペラ２を介することなく、タービン４に伝達される。

トルクコンバータ１００のロックアップを解除するときは、タービンシェル４１とフロントカバー１との間に作動油を供給する。これによって、タービン４は、フロントカバー１から離れる方向に移動する。この結果、ピストン部４４に取り付けられた摩擦材５１とフロントカバー１との摩擦係合が解除される。すなわち、フロントカバー１からのトルクは、インペラ２を介して、タービン４に伝達される。

上記実施形態に係るトルクコンバータ１００において、ロックアップしたり、ロックアップを解除したりする際の作動油の供給方向が、一般的なトルクコンバータのそれと同じである。

また、トルクコンバータ１００のピストン部４４は、連結部４３、及びタービンシェル４１を介して出力軸部材３に支持されている。このため、ピストン部４４は、外周側にのみ配置されていればよく、ピストン部４４の内周面４４１と出力軸部材３との間にスペースを形成することができる。したがって、このスペースにトルクコンバータの構成部品を配置したりすることによって、このスペースの分だけトルクコンバータを小型化することができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

変形例１
図２に示すように、タービン４は、第１係合部４５の代わりに、第２係合部４６を有していてもよい。各第２係合部４６は、ピストン部４４から各弾性部材７２へ延びている。詳細には、各第２係合部４６は、周方向において、各弾性部材７２の端面と接触している。各第２係合部４６は、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。各第２係合部４６は、ピストン部４４に溶接されている。各第２係合部４６と各第１係合部４５とによって、周方向において各弾性部材７２を挟み込んでいる。

変形例２
クラッチ５は、多板クラッチであってもよい。すなわち、クラッチ５は、複数の摩擦プレートを有する構成であってもよい。

変形例３
ダンパー機構７は、弾性部材７２の径方向内側に、別の弾性部材を有していてもよい。すなわち、タービン４からのトルクは、外周側に配置された弾性部材と、内周側に配置された弾性部材との、２種類の弾性部材を介して出力軸部材３へと伝達されてもよい。

１ フロントカバー
２ インペラ
２１ インペラシェル
２２ インペラブレード
３ 出力軸部材
４ タービン
４１ タービンシェル
４２ タービンブレード
４３ 連結部
４４ ピストン部
４５ 第１係合部
４６ 第２係合部
５ クラッチ
５１ 摩擦材
７ ダンパー機構
１００ トルクコンバータ

Claims (5)

1. 回転軸周りに回転可能な流体継手であって、
   トルクが入力されるフロントカバーと、
   前記フロントカバーに固定されたインペラシェル、及び前記インペラシェルに取り付けられたインペラブレード、を有するインペラと、
   前記回転軸周りに回転可能であり、前記トルクを出力する出力軸部材と、
   前記出力軸部材上を軸方向に摺動可能に支持されるタービンシェル、前記タービンシェルに取り付けられたタービンブレード、前記タービンシェルの外周端部から前記フロントカバーに向かって延びる連結部、及び前記連結部から径方向に延びるピストン部、を有するタービンと、
   前記ピストン部と前記フロントカバーとの間に配置されるクラッチと、
   前記タービンと前記出力軸部材とを相対回転可能に連結するダンパー機構と、
   を備え、
   前記ダンパー機構は、前記タービンシェルと前記ピストン部との間に配置される、
   流体継手。
2. 前記ダンパー機構は、前記出力軸部材と一体的に回転する保持部材と、前記保持部材に保持される弾性部材とを有する、
   請求項１に記載の流体継手。
3. 前記タービンは、前記タービンシェルから前記弾性部材へ延びる第１係合部をさらに有する、
   請求項２に記載の流体継手。
4. 前記タービンは、前記ピストン部から前記弾性部材へ延びる第２係合部をさらに有する、
   請求項２に記載の流体継手。
5. 前記クラッチは、前記ピストン部に取り付けられた摩擦材である、
   請求項１から４のいずれかに記載の流体継手。

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