JP6157414B2 - トルクコンバータ - Google Patents

Description

本発明は、ポンプハブに内周部が固設されたポンプシェルの内面に複数のポンプブレードが設けられるポンプインペラと、前記ポンプハブとの間に軸方向の間隔をあけて配置されるタービンハブに内周部が固設されるタービンシェルの内面に複数のタービンブレードが設けられるタービンランナと、前記ポンプハブおよび前記タービンハブとの間にスラストベアリングを介在させたステータハブの外周に複数のステータブレードが設けられるステータとを備えるトルクコンバータに関する。

このようなトルクコンバータは、特許文献１および特許文献２等で知られている。

特開２０１１−１７４５８８号公報 特許第３４９４５１４号公報

ところで、トルクコンバータは、その内部にシャフトを挿入して組み立てることで動力伝達装置の一部となるのであるが、シャフト挿入前の搬送状態では、ステータが半径方向に移動する可能性がある。そのような移動が生じると、ポンプハブおよびタービンハブとステータハブとの間にそれぞれ介装されるスラストベアリングに過大な負荷や衝撃が加わり、スラストベアリングの破損が生じたり、破損が生じなくても、静定格荷重を超えた入力により、初期からスラストベアリングの機能低下あるいは寿命低下を来す可能性があり、しかもステータが半径方向にずれたままでは動力伝達装置の組立時にシャフトの挿入作業が煩雑となる。

上記特許文献１および特許文献２で開示されたものでは、複数の前記ポンプブレードを連結するポンプコアリングの半径方向内端部と、複数の前記タービンブレードを連結するタービンコアリングの半径方向内端部とに相互に近接する方向に張り出すフランジ部が形成され、それらのフランジ部に前記ステータの外周のステータコアリングを半径方向内方から対向させることで、ステータの半径方向への移動を回避するようにしている。しかるにトルクコンバータの薄型化のニーズが高まっており、前記フランジ部の形成が困難となる場合がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ポンプインペラおよびタービンランナのコアリングにフランジ部を形成することを不要としつつ搬送時のステータの半径方向に沿う移動を阻止し得るようにした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、ポンプハブに内周部が固設されたポンプシェルの内面に複数のポンプブレードが設けられるポンプインペラと、前記ポンプハブとの間に軸方向の間隔をあけて配置されるタービンハブに内周部が固設されるタービンシェルの内面に複数のタービンブレードが設けられるタービンランナと、前記ポンプハブおよび前記タービンハブとの間にスラストベアリングを介在させたステータハブの外周に複数のステータブレードが設けられるステータとを備えるトルクコンバータにおいて、前記ステータ側に膨らんだ環状の湾曲部が、前記タービンブレードよりも半径方向内方で前記タービンシェルに設けられ、該湾曲部に対応した横断面形状を有しつつ前記ステータ側から前記湾曲部に重ねられるリテーナが、前記タービンブレードよりも半径方向内方側で前記タービンシェルに半径方向内方に臨む外側規制面を形成するようにして前記タービンシェルに固定され、前記ステータハブに、半径方向内方から前記外側規制面に近接、対向する内側規制面が設けられ、前記外側規制面および前記内側規制面の少なくとも一方が環状に形成され、前記タービンシェルのうち前記湾曲部よりも半径方向内方に配置される部分が、周方向に間隔をあけた複数のピンで前記タービンハブに固定されることを第１の特徴とする。

さらに本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記リテーナが、前記タービンシェルとともに前記ピンで前記タービンハブに固定されることを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、タービンシェル側に設けられる外側規制面に、ステータハブに設けられる内側規制面が半径方向内方から近接、対向するので、シャフト挿入前の搬送状態でステータが半径方向に移動しようとすると、外側規制面に内側規制面が当接することでステータの移動が阻止される。このためポンプハブおよびタービンハブとステータハブとの間にそれぞれ介装されるスラストベアリングに過大な負荷や衝撃が加わることはない。したがってスラストベアリングが破損することはなく、静定格荷重を超えた入力が作用することもないのでスラストベアリングの機能低下を防止するとともにスラストベアリングの寿命低下を防止することができ、動力伝達装置の組立時にトルクコンバータへのシャフトの挿入作業が容易となり、ポンプインペラおよびタービンランナのコアリングにフランジ部を形成することを不要として、トルクコンバータの薄型化を図ることができ、タービンブレードよりも半径方向内方でタービンシェルにステータ側に膨らんだ環状の湾曲部が設けられ、湾曲部よりも半径方向内方でタービンシェルが複数のピンでタービンハブに固定されるので、湾曲部の形成によってタービンシェルの内周部の剛性を高め、タービンシェルをタービンハブに固定するピンの負担を軽減して確実な固定を可能とし、タービンシェルの薄肉化および軽量化が可能となり、ステータ側から湾曲部に重ねられて外側規制面を形成するリテーナがタービンシェルに固定されるので、タービンシェルの内周部の剛性をさらに高めて、タービンシェルのさらなる薄肉化を図ることができ、設計の自由度を高めることができる。

さらに本発明の第２の特徴によれば、リテーナがタービンシェルとともにピンでタービンハブに固定される構造とすることで、リテーナを固定するための専用部品を不要とし、部品点数の低減を図ることができる。

トルクコンバータの要部縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図１を参照しながら説明すると、このトルクコンバータは、ポンプインペラ５と、このポンプインペラ５に対向して配置されるタービンランナ６と、前記ポンプインペラ５および前記タービンランナ６の内周部間に配置されるステータ７とを備え、前記ポンプインペラ５、前記タービンランナ６および前記ステータ７間には、矢印８で示すように作動オイルを循環させる循環回路９が形成される。

前記ポンプインペラ５は、椀状のポンプシェル１０と、該ポンプシェル１０の内面に設けられる複数のポンプブレード１１と、それらのポンプブレード１１を連結するポンプコアリング１２と、前記ポンプシェル１０の内周部にたとえば溶接によって固定されるポンプハブ１３とを有し、前記ポンプハブ１３には、トルクコンバータに作動オイルを供給するオイルポンプ（図示せず）が連動、連結される。

また前記ポンプシェル１０の外周部には、前記タービンランナ６を外側から覆うサイドカバー１４が溶接によって固定されており、このサイドカバー１４の外周部にリングギヤ１５が溶接によって固定される。前記リングギヤ１５には、エンジンのクランクシャフトに連なる駆動板（図示せず）が締結され、前記ポンプインペラ５には、前記エンジンから回転動力が入力される。

前記タービンランナ６は、椀状のタービンシェル１６と、該タービンシェル１６の内面に設けられる複数のタービンブレード１７と、それらのタービンブレード１７を連結するタービンコアリング１８、前記タービンシェル１６の内周部に固定されて前記ポンプハブ１３との間に軸方向の間隔をあけた位置に配置されるタービンハブ１９とを有する。

前記タービンハブ１９には、前記エンジンからの回転動力を伝達する出力シャフト２０がスプライン結合され、前記サイドカバー１４がその中心部に一体に有する有底円筒状の支持筒部１４ａに、前記出力シャフト２０の端部が軸受ブッシュ２１を介して支持される。また前記タービンハブ１９および前記サイドカバー１４間にはニードルスラストベアリング２２が介装される。

前記サイドカバー１４および前記タービンシェル１６間には、前記循環回路９に連通するクラッチ室２３が形成され、このクラッチ室２３内に、前記タービンランナ６および前記サイドカバー１４間を直結し得るロックアップクラッチ２４が収容される。

前記ステータ７は、前記ポンプハブ１３および前記タービンハブ１９間に配置されるステータハブ２５と、このステータハブ２５の外周に設けられる複数のステータブレード２６と、それらのステータブレード２６の外周を連結するステータコアリング２７とを有し、前記ポンプハブ１３および前記ステータハブ２５間にはスラストベアリング２８が介装され、前記タービンハブ１９および前記ステータハブ２５間にはスラストベアリング２９が介装される。

前記ステータハブ２５と、前記タービンハブ１９とともに回転する前記出力シャフト２０を相対回転自在に囲繞するステータシャフト３０との間には、一方向クラッチ３１が介設されており、この一方向クラッチ３１は、前記ステータハブ２５に圧入されるアウターレース３２と、前記ステータシャフト３０にスプライン結合されるインナーレース３３との間にクラッチ部材３４が設けられて成り、前記ステータシャフト３０は、ミッションケース（図示せず）に回転不能に支持される。

前記タービンブレード１７よりも半径方向内方側で前記タービンシェル１６には、半径方向内方に臨む外側規制面３５が設けられ、前記ステータハブ２５には、半径方向内方から前記外側規制面３５に近接、対向する内側規制面３６が設けられ、前記外側規制面３５および前記内側規制面３６の少なくとも一方、この実施の形態では外側規制面３５が環状に形成される。

前記タービンブレード１７よりも半径方向内方で前記タービンシェル１６には、前記ステータ７側に膨らんだ環状の湾曲部１６ａが設けられ、前記タービンシェル１６のうち前記湾曲部１６ａよりも半径方向内方に配置される部分が、周方向に間隔をあけた複数のピン３７で前記タービンハブ１９に固定される。

しかも前記湾曲部１６ａに対応した横断面形状を有しつつ前記ステータ７側から前記湾曲部１６ａに重ねられるリテーナ３８が、前記タービンシェル１６に固定されるものであり、このリテーナ３８は、前記タービンシェル１６とともに前記ピン３７で前記タービンハブ１９に固定される。

前記外側規制面３５は、前記リテーナ３８によって形成されるものであり、前記湾曲部１６ａと、前記リテーナ３８のうち前記湾曲部１６ａに重なった部分とを受け入れる凹部３９が、前記ステータハブ２５の前記タービンランナ６側の側面に設けられ、この凹部３９の半径方向内方側の側面で前記内側規制面３６が形成される。また前記凹部３９が形成される部分で前記ステータハブ２５の前記タービンランナ６側の側面には周方向に間隔をあけて配置される複数の肉抜き凹部４０が、前記凹部３９よりも深く形成されており、前記内側規制面３６は、複数の前記肉抜き凹部４０を相互間に介在させるようにして前記ステータハブ２５の周方向に間隔をあけた複数箇所に形成される。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、タービンブレード１７よりも半径方向内方側でタービンシェル１６に半径方向内方に臨む外側規制面３５が設けられ、ステータハブ２５に、半径方向内方から前記外側規制面３５に近接、対向する内側規制面３６が設けられ、前記外側規制面３５および前記内側規制面３６の少なくとも一方が環状に形成されるので、出力シャフト２０やステータシャフト３０の挿入前の搬送状態でステータ７が半径方向に移動しようとすると、外側規制面３５に内側規制面３６が当接することでステータ７の移動が阻止される。このためポンプハブ１３およびタービンハブ１９とステータハブ２５との間にそれぞれ介装されるスラストベアリング２８，２９に過大な負荷や衝撃が加わることはない。したがってスラストベアリング２８，２９が破損することはなく、静定格荷重を超えた入力が作用することもないのでスラストベアリング２８，２９の機能低下を防止するとともに寿命低下を防止することができ、動力伝達装置の組立時にトルクコンバータへの出力シャフト２０やステータシャフト３０の挿入作業が容易となり、ポンプインペラ５およびタービンランナ６のコアリング１２，１８にフランジ部を形成することを不要として、トルクコンバータの薄型化を図ることができる。

また前記ステータ７側に膨らんだ環状の湾曲部１６ａが、前記タービンブレード１７よりも半径方向内方で前記タービンシェル１６に設けられ、前記タービンシェル１６のうち前記湾曲部１６ａよりも半径方向内方に配置される部分が、周方向に間隔をあけた複数のピン３７で前記タービンハブ１９に固定されるので、湾曲部１６ａの形成によってタービンシェル１６の内周部の剛性を高め、タービンシェル１６をタービンハブ１９に固定するピン３７の負担を軽減して確実な固定を可能とし、タービンシェル１６の薄肉化および軽量化が可能となる。

また前記湾曲部１６ａに対応した横断面形状を有しつつ前記ステータ７側から前記湾曲部１６ａに重ねられて前記外側規制面３５を形成するリテーナ３８が、前記タービンシェル１６に固定されるので、タービンシェル１６の内周部の剛性をさらに高めて、タービンシェル１６のさらなる薄肉化を図ることができ、設計の自由度を高めることができる。

しかも前記リテーナ３８が、前記タービンシェル１６とともに前記ピン３７で前記タービンハブ１９に固定されるので、リテーナ３８を固定するための専用部品を不要とし、部品点数の低減を図ることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば上述の実施の形態では、ステータ７側に膨らんでタービンシェル１６の内周部に設けられた湾曲部１６ａに重なるリテーナ３８に外側規制面３５が形成され、前記湾曲部１６ａならびにリテーナ３８のうち湾曲部１６ａに重なった部分を受け入れるようにしてステータハブ２５に設けられる凹部３９の側面で内側規制面３６が形成されるようにしたが、タービンシェル１６の内周側に段差状の外側規制面が形成され、ステータハブ２５に半径方向内方から外側規制面に近接、対向する段差状の内側規制面が形成されるようにしてもよい。

５・・・ポンプインペラ
６・・・タービンランナ
７・・・ステータ
１０・・・ポンプシェル
１１・・・ポンプブレード
１３・・・ポンプハブ
１６・・・タービンシェル
１６ａ・・・湾曲部
１７・・・タービンブレード
１９・・・タービンハブ
２５・・・ステータハブ
２６・・・ステータブレード
２８，２９・・・スラストベアリング
３５・・・外側規制面
３６・・・内側規制面
３７・・・ピン
３８・・・リテーナ

Claims (2)

1. ポンプハブ（１３）に内周部が固設されたポンプシェル（１０）の内面に複数のポンプブレード（１１）が設けられるポンプインペラ（５）と、前記ポンプハブ（１３）との間に軸方向の間隔をあけて配置されるタービンハブ（１９）に内周部が固設されるタービンシェル（１６）の内面に複数のタービンブレード（１７）が設けられるタービンランナ（６）と、前記ポンプハブ（１３）および前記タービンハブ（１９）との間にスラストベアリング（２８，２９）を介在させたステータハブ（２５）の外周に複数のステータブレード（２６）が設けられるステータ（７）とを備えるトルクコンバータにおいて、
   前記ステータ（７）側に膨らんだ環状の湾曲部（１６ａ）が、前記タービンブレード（１７）よりも半径方向内方で前記タービンシェル（１６）に設けられ、該湾曲部（１６ａ）に対応した横断面形状を有しつつ前記ステータ（７）側から前記湾曲部（１６ａ）に重ねられるリテーナ（３８）が、前記タービンブレード（１７）よりも半径方向内方側で前記タービンシェル（１６）に半径方向内方に臨む外側規制面（３５）を形成するようにして前記タービンシェル（１６）に固定され、
   前記ステータハブ（２５）に、半径方向内方から前記外側規制面（３５）に近接、対向する内側規制面（３６）が設けられ、
   前記外側規制面（３５）および前記内側規制面（３６）の少なくとも一方が環状に形成され、
   前記タービンシェル（１６）のうち前記湾曲部（１６ａ）よりも半径方向内方に配置される部分が、周方向に間隔をあけた複数のピン（３７）で前記タービンハブ（１９）に固定されることを特徴とするトルクコンバータ。
2. 前記リテーナ（３８）が、前記タービンシェル（１６）とともに前記ピン（３７）で前記タービンハブ（１９）に固定されることを特徴とする請求項３に記載のトルクコンバータ。
   

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