JP7344144B2 - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源からの出力軸とトルクコンバータとを芯出しした状態で連結させる車両用動力伝達装置に関する。

一般に、トルクコンバータは、フロントカバーを介してエンジン等からの出力軸に連結するポンプインペラと、このポンプインペラに対向配置されて自動変速機の入力軸に連結するタービンランナとを有しており、エンジン等の駆動原からのトルクはトルクコンバータによって増幅されて自動変速機に伝達される。

出力軸にトルクコンバータを連結するに際しては、例えば、特許文献１（特許第２５７７９０３号公報）に開示されているように、先ず、出力軸（クランク軸）とトルクコンバータとの芯出し（軸心合わせ）を行う。すなわち、図５に示すように、トルクコンバータ１０１のフロントカバー１０１ａの回転中心にはセンタボス１０１ｂが突設されている。一方、エンジン等から延出する出力軸１０２の軸端に形成されたフランジ部１０２ａの中心にセンタ穴１０２ｂが形成されている。そして、このセンタ穴１０２ｂにセンタボス１０１ｂを嵌入することで、出力軸１０２とトルクコンバータ１０１との芯出しを行う。

特許第２５７７９０３号公報

ところで、出力軸１０２がエンジンのクランク軸である場合、この出力軸（クランク軸）１０２によってピストンの直線運動が回転運動に変換される。エンジンの軽量化のために出力軸１０２の軸径が小径化されると、出力軸１０２は駆動源からの振動等の影響を受けて軸径方向へ軸心が傾斜し易くなる。

上述したように、出力軸１０２のフランジ部１０２ａに形成されているセンタ穴１０２ｂには、トルクコンバータ１０１に突設されているセンタボス１０１ｂが嵌入されている。トルクコンバータ１０１は自動変速機の入力軸１０３に軸支持されているため、フランジ部１０２ａの軸心が軸径方向へ傾斜すると、センタボス１０１ｂの軸心との間に、一方の軸心に対して他方の軸心が傾斜する角度ずれが発生する。

出力軸１０２とセンタボス１０１ｂとの間に角度ずれが発生すると、センタボス１０１ｂの基部に過大な曲げ荷重が発生して、耐久性の低下を招くことになる。

この対策として、センタ穴１０２ｂの内径よりもセンタボス１０１ｂの外径を僅かに小さく形成して、フランジ部１０２ａの倒れを吸収することのできる構造とすることも考えられる。しかし、センタ穴１０２ｂとセンタボス１０１ｂとの間に隙間を形成した場合、出力軸１０２とトルクコンバータ１０１とを芯出しした状態で連結する際に、軸心ずれが生じ易くなり、組み立て精度が低下する不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、駆動源からの出力軸にトルクコンバータを連結する際に軸心ずれが生じることが無く、又駆動時においては駆動源からの振動の影響を受けて出力軸の軸心とトルクコンバータの軸心との間に角度ずれが発生しても、センタボスの基部に過大な曲げ荷重が印加されることがなく、耐久性に優れた車両用動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明は、駆動源からの出力軸と、前記出力軸からのトルクを増幅して変速機に伝達するトルクコンバータとを有し、前記出力軸と前記トルクコンバータとが、該出力軸の軸心に形成されたセンタ穴と前記トルクコンバータの軸心に設けたセンタボスとを芯出しした状態で締結されている車両用動力伝達装置において、前記センタ穴にテーパコーン穴部が形成され、前記センタボスに前記テーパコーン穴部に挿入されると共に該テーパコーン穴部よりも鋭角なテーパコーン部が形成され、前記テーパコーン穴部の底部中央を穴尖部とし、前記テーパコーン部の先端を前記穴尖部に接触するコーン尖部とし、前記テーパコーン穴部と前記テーパコーン部との軸心が一致され且つ前記穴尖部と前記コーン尖部とが接触された状態で形成される前記センタ穴部と前記センタボスとの間の隙間に、該隙間と同一形状に形成した弾性体が装着されている。

本発明によれば、駆動源からの出力軸の軸心に形成されたセンタ穴にテーパコーン穴部を形成し、トルクコンバータの軸心に設けたセンタボスに、テーパコーン穴部に挿入されると共に該テーパコーン穴部よりも鋭角なテーパコーン部を形成し、更にテーパコーン穴部の底部中央を穴尖部とし、一方テーパコーン部の先端を穴尖部に接触するコーン尖部とし、テーパコーン穴部とテーパコーン部との軸心が一致され且つ穴尖部とコーン尖部とが接触された状態で形成されるセンタ穴とセンタボスとの間の隙間に、この隙間と同一形状に形成した弾性体を装着したので、出力軸に形成したセンタ穴にトルクコンバータに設けられているセンタボスを挿通すると、穴尖部にセンタボスのコーン尖部が接触すると共に、センタ穴のテーパコーン穴部とセンタボスのテーパコーン部とが弾性体に面当接して軸心ずれが防止されるため、出力軸とトルクコンバータとを高い精度で位置決め固定することができる。

又、駆動源からの振動等により出力軸が軸径方向へ傾斜して、出力軸の軸心とセンタボスの軸心との間に角度ずれが発生した場合、弾性体が圧縮変形して角度ずれを許容するため、センタボスの基部に過大な曲げ荷重が印加されることがなく、優れた耐久性を得ることができる。

出力軸にトルクコンバータを連結した状態を示す半断面図 図１のII部拡大断面図 図２の分解図 弾性体とセンタ穴及びセンタボスの半断面斜視図 従来の図２相当の拡大断面図

以下、図１～図４の図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１は車両用動力伝達装置の要部を示すもので、符号１は出力軸であり、車両に搭載されている駆動源に設けられて、この駆動源からの駆動力を出力する。尚、駆動源がエンジンの場合、出力軸１はクランク軸に相当する。又、駆動源と出力軸１との間にクラッチ等の伝達手段が介装されている場合もある。

この出力軸１の軸端にフランジ部１ａが形成されており、このフランジ部１ａにドライブプレート２を介してトルクコンバータ３が連結される。尚、図示しないが、このトルクコンバータ３の出力側に自動変速機が連設されている。トルクコンバータ３は出力軸１からのトルクを増幅して自動変速機に伝達する。

又、ドライブプレート２の中央に取付孔２ａが開口されており、この取付孔２ａが出力軸１のフランジ部１ａの端面に形成されている段付部１ｂに装着され、ボルト締めにより固定されている。このドライブプレート２の外周側に、トルクコンバータ３に設けられているフロントカバー４の外周が、ボルト締めにより固定されている。

更に、このフロントカバー４にインペラカバー５が溶接により接合されている。又、このインペラカバー５の内周にポンプインペラ６が設けられており、このポンプインペラ６に、タービンカバー７の内周に設けられたタービンランナ８が対設されている。更に、このポンプインペラ６とタービンランナ８との間にステータ９が配設されている。このステータ９は、ワンウェイクラッチ１０を介して、トルクコンバータ３を収納するハウジング（図示せず）に固定されたステータ軸１２に支持されている。

トルクコンバータ３内にはＡＴＦ(Automatic Transmission Fluid)が充填されており、ポンプインペラ６の回転により流出するＡＴＦをステータ９で整流してタービンランナ８に伝達する。タービンカバー７の回転中心にトルクコンバータ出力軸（以下、「トルコン出力軸」と略称）１１が連結され、このトルコン出力軸１１に、自動変速機の変速機入力軸１３がスプライン係合されている。タービンランナ８からの駆動力は、タービンカバー７、トルコン出力軸１１、変速機入力軸１３を介して自動変速機に伝達される。尚、符号１４はロックアップ機構である。このロックアップ機構は、所定の運転条件時に、フロントカバー４とトルコン出力軸１１とを直結して、ドライブプレート２からの動力を、ポンプインペラ６を介さずに、トルコン出力軸１１へ直接伝達させる。

又、フロントカバー４の中央が開口されており、この開口部がセンタカバー１５で閉塞されている。このセンタカバー１５の外周にフランジ部１５ａが形成されており、このフランジ部１５ａの全周が溶接によってフロントカバー４に接合されて液密性が保持されている。更に、このセンタカバー１５の中央、すなわちトルクコンバータ３の軸心Ｏｔにセンタボス１５ｂが、出力軸１の方向へ突出された状態で形成されている。

図２、図３に示すように、このセンタボス１５ｂの先端側に、基部方向へ拡径する比較的鋭角なテーパコーン部１５ｃが形成されており、その先端をコーン尖部１５ｄとしている。

一方、出力軸１に形成されているフランジ部１ａの、センタボス１５ｂに対向する面の中央、すなわち、出力軸１の軸心Ｏｄに、センタボス１５ｂが挿入されるセンタ穴１ｃが形成されている。このセンタ穴１ｃは、センタボス１５ｂの外径Ｄ１よりも大きな内径Ｄ２を有している。又、このセンタ穴１ｃの底部側に、センタボス１５ｂに形成したテーパコーン部１５ｃよりも広角のテーパコーン穴部１ｄが形成されており、軸心Ｏｄ上に位置する底部中央が穴尖部１ｅとなっている。

従って、出力軸１にトルクコンバータ３を連結させるに際し、図示しない治具等を用いてトルクコンバータ３に設けられているセンタボス１５ｂのコーン尖部１５ｄを、出力軸１のフランジ部１ａに形成したセンタ穴１ｃの穴尖部１ｅに点接触させることで芯出し（軸心合わせ）を行う。

その際、このセンタ穴１ｃとセンタボス１５ｂとの間に漏斗状の隙間が形成されるため、ドライブプレート２にトルクコンバータ３のフロントカバー４をボルト締めするに際し、出力軸１の軸心Ｏｄとトルクコンバータ３の軸心Ｏｔとに軸心ずれが生じ易い。そのため、本実施形態では、この漏斗状の隙間に、この隙間と同一形状に形成した弾性体１６が装着されている。

従って、図４に示すように、弾性体１６のテーパ状の外表面（テーパ外面）１６ａがセンタ穴１ｃのテーパコーン穴部１ｄに面当接され、テーパ上の内表面（テーパ内面）１６ｂがセンタボス１５ｂのテーパコーン部１５ｃに面当接される。又、弾性体１６の筒部外面１６ｄがセンタ穴１ｃの開口部内周に当接され、筒部内面１６ｅがセンタボス１５ｂの基部側外周に当接される。

更に、この弾性体１６の中心に開口部１６ｃが開口されている。この開口部１６ｃは、センタボス１５ｂのコーン尖部１５ｄを貫通させるものであり、コーン尖部１５ｄは開口部１６ｃを貫通してセンタ穴１ｃの穴尖部１ｅに点接触される。

弾性体１６の材質はシリコーンゴムを含む合成ゴムであり、その硬度は、出力軸１に固定されているドライブプレート２にトルクコンバータ３のフロントカバー４をボルト締めするに際し、出力軸１の軸心Ｏｄとトルクコンバータ３の軸心Ｏｔとを軸心ずれさせることなく保持することのできる値に設定されている。

更に、この弾性体１６の硬度は、出力軸１からの駆動力をトルクコンバータ３に伝達するに際し、駆動原からの振動等により出力軸１の軸心Ｏｄとトルクコンバータ３の軸心Ｏｔとの間に、角度ずれ（軸心Ｏｄ，Ｏｔの一方が他方に対して傾斜する状態）が生じた場合は、この角度ずれを圧縮変形により許容できる値に設定されている。従って、弾性体１６の硬度は、上述した２つの条件を満足する値に設定されている。

尚、ドライブプレート２は鋼板製であり、駆動原からの振動等により出力軸１の軸心Ｏｄとトルクコンバータ３の軸心Ｏｔとの間に角度ずれが生じた場合、自己の弾性変形により、その角度ずれが吸収される。

次に、このような構成によるトルクコンバータ３を出力軸１に取付ける手順について説明する。

先ず、出力軸１のフランジ部１ａに形成した段付部１ｂに、ドライブプレート２の中央に穿設されている取付孔２ａを装着し、ボルト締めにて固定する。又、このフランジ部１ａの中央に形成されているセンタ穴１ｃに弾性体１６を装着する。この弾性体１６のテーパ外面１６ａはセンタ穴１ｃの内表面と同一形状に形成されているため面当接される。この場合、弾性体１６のテーパ外面１６ａ及び筒部外面１６ｄをセンタ穴１ｃの内面に接着剤等を用いて固着させるようにしても良い。

次いで、図示しない治具等を用い、駆動源に設けられている出力軸１の軸心Ｏｄと、トルクコンバータ３の軸心Ｏｔとを一致させる。そして、この状態で出力軸１のフランジ部１ａに形成したセンタ穴１ｃに装着されている弾性体１６に、トルクコンバータ３のフロントカバー４に設けたセンタボス１５ｂを挿通する。

弾性体１６のテーパ内面１６ｂ、及び筒部内面１６ｅが、センタボス１５ｂの外周と同一の形状に形成されているため、センタボス１５ｂが挿通されると、テーパコーン部１５ｃがテーパ内面１６ｂに面当接し、センタボス１５ｂの軸径方向への傾斜が規制される。又、センタボス１５ｂのコーン尖部１５ｄが弾性体１６の底部に形成されている開口部１６ｃを貫通して、センタ穴１ｃの穴尖部１ｅに点接触される。その結果、出力軸１の軸心Ｏｄとトルクコンバータ３の軸心Ｏｔとが一致して軸心合わせ（芯出し）が完了する。

そして、軸心Ｏｄ，Ｏｔが一致される状態で、ドライブプレート２の外周と、トルクコンバータ３に設けられているフロントカバー４の外周とをボルト締めして固定する。弾性体１６は、出力軸１の軸心Ｏｄとトルクコンバータ３の軸心Ｏｔとを軸心ずれさせることなく保持することのできる硬度を有しているため、取付け時に軸心ずれが発生せず、出力軸１とトルクコンバータ３とを、効率良く高い精度で位置決め固定することができる。

そして、駆動源を稼動させると、その駆動力が出力軸１からドライブプレート２を介してトルクコンバータ３に伝達される。その際、出力軸１は駆動源から振動等の影響を受けて軸径方向へ傾斜すると、出力軸１の軸心Ｏｄとトルクコンバータ３の軸心Ｏｔとの間に角度ずれが生じる。この角度ずれはドライブプレート２が弾性変形することで吸収されるため、トルクコンバータ３への動力伝達に支障が生じこるとはない。

一方、出力軸１の軸心Ｏｄと、この出力軸１のセンタ穴１ｃに弾性体１６を介して面当接されているトルクコンバータ３のセンタボス１５ｂの軸心Ｏｔとの間は角度ずれが生じたままとなるが、この角度ずれは弾性体１６が圧縮変形することで許容される。従って、センタボス１５ｂの基部に曲げ方向へ作用する負荷が印加されることがなく、耐久性の低下を防止することができる。

このように、本実施形態によれば、出力軸１のフランジ部１ａに形成したセンタ穴１ｃのテーパコーン穴部１ｄを形成し、このセンタ穴１ｃに挿通して芯出しするトルクコンバータ３に形成したセンタボス１５ｂに、テーパコーン穴部１ｄよりも鋭角のテーパコーン部１５ｃを形成し、テーパコーン穴部１ｄにテーパコーン部１５ｃを挿入した際に形成される隙間に、この隙間と同一形状の弾性体１６を装着したので、テーパコーン穴部１ｄとテーパコーン部１５ｃとが、弾性体１６に対してそれぞれ面当接させることができる。

そして、弾性体１６に形成した開口部１６ｃを貫通してテーパコーン部１５ｃのコーン尖部１５ｄをセンタ穴１ｃの穴尖部１ｅに点接触させたので、出力軸１の軸心Ｏｄとトルクコンバータ３の軸心Ｏｔとの芯出しを容易に行うことができる。

又、出力軸１に固定したドライブプレート２をトルクコンバータ３のフロントカバー４にボルト締めして固定するに際しては、テーパコーン穴部１ｄとテーパコーン部１５ｃとが、弾性体１６に対してそれぞれ面当接さされているため、軸心ずれが発生し難く、出力軸１の軸心Ｏｄとトルクコンバータ３の軸心Ｏｔとの間の芯出しを高い精度で行うことができる。

更に、駆動原の駆動による振動等の影響を受けて出力軸１が軸径方向へ傾斜すると、この出力軸１の軸心Ｏｄとトルクコンバータ３のセンタボス１５ｂの軸心Ｏｔとの間に角度ずれが生じる。この角度ずれは弾性体１６の圧縮変形により許容されるので、センタボス１５ｂの基部に対し曲げ方向へ作用する過大な負荷が印加されることがなく、耐久性の低下を防止することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば、実施形態では弾性体１６をセンタ穴１ｃに装着しているが、この弾性体１６をセンタボス１５ｂのテーパコーン部１５ｃに予め装着するようにしてもよい。又、駆動源はエンジンに限らず電動モータであっても良い。この場合、出力軸１はモータ出力軸に相当する。

１…出力軸、
１ａ…フランジ部、
１ｂ…段付部、
１ｃ…センタ穴、
１ｄ…テーパコーン穴部、
１ｅ…穴尖部、
２…ドライブプレート、
２ａ…取付孔、
３…トルクコンバータ、
４…フロントカバー、
５…インペラカバー、
６…ポンプインペラ、
７…タービンカバー、
８…タービンランナ、
９…ステータ、
１０…ワンウェイクラッチ、
１１…トルクコンバータ出力軸、
１２…ステータ軸、
１３…変速機入力軸、
１４…ロックアップ機構、
１５…センタカバー、
１５ａ…フランジ部、
１５ｂ…センタボス、
１５ｃ…テーパコーン部、
１５ｄ…コーン尖部、
１６…弾性体、
１６ａ…テーパ外面、
１６ｂ…テーパ内面、
１６ｃ…開口部、
１６ｄ…筒部外面、
１６ｅ…筒部内面、
Ｄ１…外径、
Ｄ２…内径、
Ｏｄ，Ｏｔ…軸心

Claims (3)

1. 駆動源からの出力軸と、
   前記出力軸からのトルクを増幅して変速機に伝達するトルクコンバータと
   を有し、
   前記出力軸と前記トルクコンバータとが、該出力軸の軸心に形成されたセンタ穴と前記トルクコンバータの軸心に設けたセンタボスとを芯出しした状態で締結されている車両用動力伝達装置において、
   前記センタ穴にテーパコーン穴部が形成され、
   前記センタボスに前記テーパコーン穴部に挿入されると共に該テーパコーン穴部よりも鋭角なテーパコーン部が形成され、
   前記テーパコーン穴部の底部中央を穴尖部とし、
   前記テーパコーン部の先端を前記穴尖部に接触するコーン尖部とし、
   前記テーパコーン穴部と前記テーパコーン部との軸心が一致され且つ前記穴尖部と前記コーン尖部とが接触された状態で形成される前記センタ穴と前記センタボスとの間の隙間に、該隙間と同一形状に形成した弾性体が装着されている
   ことを特徴とする車両用動力伝達装置。
2. 前記弾性体の中心に、前記コーン尖部を貫通させる開口部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用動力伝達装置。
3. 前記弾性体の硬度は、前記出力軸と前記トルクコンバータとを連結するに際し、該出力軸の軸心と該トルクコンバータの軸心とを軸心ずれさせることなく保持し且つ該出力軸からの駆動力を該トルクコンバータに伝達するに際し、該出力軸の軸心と該トルクコンバータの軸心との間に生じる角度ずれを許容する値に設定されている
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載の車両用動力伝達装置。

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