JPWO2008054028A1 - 流体伝動装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、シェルに確実にブレードを固定することが可能な流体伝動装置を提供することを目的とする。
この発明に従った流体伝動装置は、作動流体を保持する内部空間を構成し、回転軸を中心として回転可能なシェルと、そのシェルに係合するブレードと、そのブレードをシェルに押圧する押圧部材とを備え、シェルの内周面には、ブレードの一部分を嵌め合わされる溝が設けられており、溝にブレードの一部分が嵌め合わされた状態で押圧部材がブレードを押圧してブレードがシェルに固定される。溝は、その溝を通過するシェル子午線に対して鋭角θをなしている。溝は一方向に延びて一方端が開放されて他方端が閉じられており、一方端側の溝の幅は他方端側の溝の幅よりも大きい。溝において最も幅の狭い部分の幅はブレードの幅と等しくなるように設定されている。
このように構成された流体伝動装置では、溝の一方端側が開放され、この部分での溝の幅が広く設定されるため、シェルへのブレードの取付け性が確保される。また、溝において最も幅の狭い部分での幅はブレードの幅と等しいため、この部分でブレードの一部分を確実に保持することができる。そのため、押圧部材によって押圧固定された状態でのブレードの位置が確実に定まり、ブレード取付け姿勢のばらつきが抑えられる。その結果、流体伝動装置の動力伝達性能やブレードの耐久性を向上させることができる。
好ましくは、他方端での溝の幅はブレードの一部分の幅と等しくなるように設定されている。
より好ましくは、溝の幅は溝の深さ方向に沿って変化し、溝の浅い部分では溝の深い部分よりも幅が広い。
より好ましくは、シェルは溝を規定するように互いに対向して一方端から他方端まで延びる第一および第二側面を有し、押圧力が加えられたブレードの一部分は第一側面に接触し、かつ第二側面との間に隙間を形成する。
この発明に従えば、ブレードが安定してシェルに取付けられる流体伝動装置を提供することができる。
図2は、トルクコンバータにおける動力伝達を説明するための模式図である。
図3は、図1中の矢印IIIで示す方向から見たブレードの正面図である。
図4は、図1中のIV−IV線に沿った断面図である。
図5は、溝とブレードとの関係を説明するために示す斜視図である。
図6は、溝とブレードとの関係を説明するために示す斜視図である。
図7は、この発明の実施の形態2に従ったトルクコンバータの断面図である。
図8は、図7中のVIII−VIII線に沿った断面図である。
図9は、図8で示す溝の斜視図である。
図10は、この発明の実施の形態3に従った溝とブレードの断面図である。
図11は、図10で示す溝の斜視図である。
図12は、この発明の実施の形態4のトルクコンバータで用いられるポンプシェルの溝の斜視図である。
図13は、この発明の実施の形態5に従ったトルクコンバータで用いられるポンプシェルの溝の斜視図である。
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1に従ったトルクコンバータの断面図である。図1を参照して、トルクコンバータ1は、エンジンのクランクシャフト103からアウトプットシャフト6へトルクを伝達するための装置である。図1の左側にエンジンが配置されて図1の右側にトランスミッションが配置される。クランクシャフト103およびアウトプットシャフト6はいずれも回転軸60を中心として回転することが可能である。
トルクコンバータ1は、流体作動室と、ロックアップ機構170とにより構成され、流体作動室は、3種類の羽根車であるタービンランナ40と、ポンプインペラ30と、ステータ23とを有する。トルクコンバータ1の前側、すなわちエンジンに近い側には円盤形状のフロントカバー3が配置されており、回転軸60から外側に延びるように、すなわちラジアル方向に延びるようにフロントカバー3が位置している。フロントカバー3はトルクコンバータ1の前面筐体として作用する。フロントカバー3にはポンプシェル33が固定されており、フロントカバー3とポンプシェル33とにより所定の空間を構成し、この空間内にトルクコンバータ1のさまざまな要素が配置される。トルクコンバータ1とインペラシェル(ポンプシェル)33とで囲まれる空間は略密閉された空間であり、この空間内に作動流体としてのオートマチックトランスミッションフルード(ATF)が封入されている。
フロントカバー3はエンジンからの動力を受取る部材であり、エンジンのクランクシャフト103からドライブプレート107を介してフロントカバー3へ動力が入力されると、フロントカバー3が回転し、この回転力がポンプシェル33へ伝わる。ポンプシェル33はポンプインペラ30を構成しており、ポンプシェル33はポンプインペラ30の外側の構成部材である。ポンプインペラ30はタービンランナ40と向かい合うように配置され、アウトプットシャフト6の回転軸60を中心として回転することが可能である。ポンプインペラ30には、ATFをタービンランナ40へ向かって押出すような形状のブレード31が設けられており、ポンプインペラ30が回転することでポンプインペラ30近傍のATFはブレード31によりタービンランナ40へ向かって押出される。
ステータ23は、ポンプインペラ30とタービンランナ40との間に介在し、タービンランナ40からポンプインペラ30へ流れるATFの流れ方向を変える働きをする。ステータ23はワンウェイクラッチ37を介して固定シャフト39に取付けられており、一方向にのみ回転することが可能である。ワンウェイクラッチ37としては、ローラ、スプラグまたはラチェットを用いる構造を採用することができる。ステータ23はタービンランナ40からポンプインペラ30へ戻るATFの流れを整流するための羽根であり、樹脂またはアルミニウムなどにより構成される。
タービンランナ40は、ATFを循環させる空間を構成するタービンシェル43を有し、ポンプインペラ30と向かい合うように配置される。タービンランナ40はポンプインペラ30が送り出すATFを受取り、このATFにより回転力が付与される。タービンランナ40へ伝えられたATFは内周側へ移動してステータ23を介して再度ポンプインペラ30へ送られる。タービンランナ40はポンプインペラ30と別個独立に回転することが可能である。
ポンプインペラ30はフロントカバー3と一体回転するのに対し、タービンランナ40はロックアップピストン4と一体的に回転する。タービンシェル43と接触するように動力伝達部材44が配置される。動力伝達部材44はリベットまたはボルトなどの締結部でタービンシェル43と一体化されており、タービンシェル43とともに回転する。
動力伝達部材44およびタービンシェル43は、ともにタービンハブ7に固定されている。タービンハブ7とともにアウトプットシャフト6を回転軸60として動力伝達部材44およびタービンシェル43は回転することが可能である。タービンハブ7はアウトプットシャフト6にスプライン嵌合しており、アウトプットシャフト6の外周側に位置する。タービンハブ7はアウトプットシャフト6とタービンシェル43とを接続し、タービンシェル43に入力された回転をアウトプットシャフト6へ伝える働きをする。
ブレード31はタブとしての先端部分31a,31bを有し、先端部分31aがポンプシェル33に係合している。また、先端部分31bはポンプコア32に差し込まれている。
ブレード41はタブとしての先端部分41a,41bを有し、先端部分41aはタービンシェル43に差し込まれている。先端部分41bはタービンコア42に差し込まれている。
入力シャフトであるクランクシャフト103の先端部に凹部105が構成されており、この凹部105にはセンターピース101が嵌り合っている。センターピース101はクランクシャフト103に対してトルクコンバータ1を位置決めするための部材である。クランクシャフト103はフランジ部104を有し、このフランジ部104にはボルト106を用いてドライブプレート107が固定されている。ドライブプレート107はクランクシャフト103とフロントカバー3との両方に固定され、ドライブプレート107はクランクシャフト103からフロントカバー3への動力伝達経路となる。
ボルト106によりドライブプレート107とフランジ部104が固定され、ボルト110によりフロントカバー3とドライブプレート107が固定される。
ロックアップ機構170は、フロントカバー3の回転力をアウトプットシャフト6に直接伝えるための装置であり、摩擦部材としてのフェーシング76がフロントカバー3の内周面に接触することでフロントカバー3の回転力がアウトプットシャフト6へ伝えられる。ロックアップ機構170はフェーシング76を取付けるためのロックアップピストン4を有する。ロックアップピストン4は、軸方向、すなわち、フロントカバー3に近づく方向とフロントカバー3から遠ざかる方向とに移動することが可能であり、フェーシング76がフロントカバー3に当接することを可能にしている。ロックアップピストン4は回転の半径方向(ラジアル方向)に向かって延びる円盤形状であり、フロントカバー3に向かい合うように配置されている。
ロックアップピストン4の外周側にフェーシング76が固定されており、ロックアップピストン4の内周側に位置するワッシャ5と接触している。ロックアップピストン4の内周面4iはワッシャ5と直接接触している。ワッシャ5はアウトプットシャフト6の端部を取囲み、ロックアップ圧を封止する働きをする。ワッシャ5はロックアップピストン4に向かい合う外周面5u、アウトプットシャフト6に接触する内周面5i、フロントカバー3と接触する摩擦面51、タービンハブ7と接触する作用面52を有する。
フロントカバー3とロックアップピストン4との間の空間は第一油圧室10aであり、ロックアップピストン4と動力伝達部材44との間の空間が第二油圧室10bである。それぞれの第一油圧室および第二油圧室10a,10bにはATFが満たされており、このATFの油圧を変更することにより、ロックアップピストン4はフロントカバー3に近づく方向およびフロントカバー3から遠ざかる方向に移動させることが可能である。
ロックアップピストン4には、ロックアップダンパ74が設けられており、入力変動を緩和する働きを果たす。ロックアップダンパ74はロックアップピストン4と動力伝達部材44との間に介在している。
ロックアップ機構170の動作について説明すると、トルクコンバータ1のトルク増幅機能を特に必要としないとき、フェーシング76をフロントカバー3に直接接触させることでフロントカバー3の回転力をアウトプットシャフト6に直接伝える。具体的には、第一油圧室10aのATFを、貫通孔6hを経由して放出する。これにより、第一油圧室10aの油圧は、第二油圧室10bの油圧よりも低くなる。その結果、ロックアップピストン4がフロントカバー3へ近づく方向へ移動し、フェーシング76がフロントカバー3に接触する。これにより、フロントカバー3の動力がフェーシング76、ロックアップピストン4、動力伝達部材44、タービンハブ7を介してアウトプットシャフト6へ伝えられる。この状態では、トルクコンバータ1による動力の損失は殆ど生じない。
トルクコンバータ1のトルク増幅作用が必要な場合には、貫通孔6hを経由して第一油圧室10aにATFを送り込む。これにより、第一油圧室10aの圧力が高くなり、ロックアップピストン4はフロントカバー3から遠ざかる方向へ押戻される。その結果、フロントカバー3とフェーシング76との間に隙間が生じ、フロントカバー3の回転力がフェーシング76へ直接伝えられることはない。
図2は、トルクコンバータにおける動力伝達を説明するための模式図である。図2を参照して、ポンプインペラ30は回転体としてのポンプシェル33と、ポンプシェル33に対向するように半径方向内側に位置するポンプコア32と、ポンプコア32とポンプシェル33とに固定されるブレード31とを有する。ブレード31は先端部分31bを有し、先端部分31bがポンプコア32に差し込まれている。
ポンプインペラ30と向かい合うタービンランナ40は、外面筐体としてのタービンシェル43と、タービンシェル43の内側に位置するタービンコア42と、タービンコア42およびタービンシェル43に固定されるブレード41とを有する。
ブレード41は先端部分41a,41bを有し、先端部分41aはタービンシェル43に差し込まれており、先端部分41bはタービンコア42に差し込まれている。ブレード31,41はATFを駆動させるための羽根である。ポンプインペラ30が回転すると、中心付近のATFはブレード31と外壁に沿ってタービンランナ40側に押出され、矢印300で示す方向にATFが流れる。タービンランナ40側では外側から中心方向へATFが流れる。
このように、ブレード31にはATFからの圧力が加わるため、ブレード31はポンプシェル33に強く固定される必要がある。この固定を実行するためにエクステンションスリーブ70が設けられている。エクステンションスリーブ70は回転の中心から外周側へポンプシェル33に沿って延びており、その端面71がブレード31と接触してブレード31をポンプシェル33方向へ押圧する。この押圧力により、ブレード31の先端部分31aがポンプシェル33に強く係合する。
図3は、図1中の矢印IIIで示す方向から見たブレードの正面図である。図3を参照して、ブレード31が嵌り合う溝133は、その溝133を通過するシェル子午線1000に対して鋭角θをなしている。ポンプシェル33は溝133を有し、この溝133にブレード31が嵌め合わせられている。エクステンションスリーブ70の端面71によりブレード31が押圧されており、この押圧力でブレード31がポンプシェル33に固定されている。
図4は、図1中のIV−IV線に沿った断面図である。図4を参照して、溝133は一方端133aと他方端133bとを有する。一方端133a側で溝133の幅A1が広く、他方端133b側で溝133の幅A2が狭くなっている。矢印Aで示す溝の幅方向に直交する方向が矢印Bで示す溝の長手方向である。溝133は互いに向かい合う第一側面213および第二側面214を有し、第一側面213と第二側面214とが奥面215で繋がれている。溝幅は、連続的に変化してもよく、ある部分で急激に変化してもよい。この実施の形態では、他方端133b側で溝133の幅Aが最も狭くなっているが、これに限られず、溝133の中間部分(一方端133aと他方端133bとの間)で溝133の幅が最も狭くなってもよい。第一側面213は先端部分31aと当接し、先端部分31aに沿った形状とされている。これに対し、第二側面214は、先端部分31aに対して傾斜しており、先端部分31aとの間に隙間を生じるような形状とされている。先端部分31aはエクステンションスリーブ70の端面71によって押圧される。この押圧力により、先端部分31aと第一側面213とが当接する。この当接力により先端部分31aがポンプシェル33に固定されている。
矢印500で示す方向にATFが流れ、このATFはブレード31に衝突する。そのため、ブレード31にはATFから常に力が加えられる。トルクコンバータ1の小型化および扁平化により、ポンプのブレード31の傾斜角度θが大きくなる傾向にある。エクステンションスリーブ70による加圧方向と、先端部分31aの受圧面が垂直でない場合に、ブレード31端縁部に加圧したときにエンボスとしての溝133内での先端部分31aの位置決めが安定せず、ブレード31の姿勢にばらつきが生じる可能性がある。これに対して、本発明では溝133の一部分の幅を先端部分31aの幅と略同一とすることで先端部分31aの位置決めを確実に行なっている。
なお、この実施の形態では、エクステンションスリーブ70を一体物として構成しているが、リテーナリングのような別部品でエクステンションスリーブ70を構成してもよい。
シェル子午線は、回転軸60を含む平面とポンプシェル33内周面との交線であり、複数存在する。図4で示すシェル子午線1000は、溝133の一方端133a側を通過する。
図5および図6は溝とブレードとの関係を説明するために示す斜視図である。図5を参照して、組付け時には、まず溝133の一方端133a側にブレード31の先端部分31aが差し込まれる。このとき、一方端133aの幅A1が広いため、容易に溝133に先端部分31aを挿入することができ、組付け性が向上する。すなわち、一方端133aに近い側が溝幅の広い領域141であり、他方端133bに近い領域が溝幅の狭い領域142である。
図6を参照して、押圧時には、他方端133bまで先端部分31aが嵌りあう。これにより、溝幅の狭い領域142においてブレード31の位置決めを行なうことができる。矢印Bで示す長手方向にブレード31が差し込まれる。そして、エクステンションスリーブによりブレード31が押される。他方端133bで溝133と先端部分31aが強く噛み合う。
流体伝動装置としてのトルクコンバータ1は、ATFを保持する内部空間を有し、回転軸60を中心として回転可能なポンプシェル33と、ポンプシェル33に係合するブレード31と、ブレード31をポンプシェル33に押圧する押圧部材としてのエクステンションスリーブ70とを備える。ポンプシェル33の内周面にはブレード31の先端部分31aを嵌め合わせる溝133が設けられている。溝133に先端部分31aが嵌め合わされた状態でエクステンションスリーブ70がブレード31を押圧してブレード31がポンプシェル33に固定される。シェル子午線は、ポンプシェル33の回転半径方向をポンプシェル33の内表面に投影して得られる直線の延びる方向であり、図4中のシェル子午線1000は、ポンプシェル33とエクステンションスリーブ70との接触点を通過する。溝133は、その溝133を通過するシェル子午線1000に対して鋭角θをなしている。溝133は一方向に延びて一方端133aが開放されて他方端133bが閉じられており、一方端133a側の溝133の幅は他方端133b側の溝133の幅よりも大きい。溝133において最も幅の狭い部分の幅はブレード31の先端部分31aの幅と略等しい。
このように構成された、実施の形態1に従った構造では、幅の狭い領域142において確実にブレード31を位置決めすることができる。これによりブレード31の位置が一義的に決定される。
さらに、溝133の一方端133aの幅が広くなっているため、ポンプシェル33へのブレード31の組付け性を確保することができる。
(実施の形態2)
図7は、この発明の実施の形態2に従ったトルクコンバータの断面図である。図8は、図7中のVIII−VIII線に沿った断面図である。図7および図8を参照して、この発明の実施の形態2に従ったトルクコンバータ1では、ポンプシェル33の垂直方向に対して、溝133の入口を広く設定している。これにより、ポンプシェル33へのブレード31の組付け性を確保している。さらに、溝133の深い部分の幅を狭く設定している。これにより、ブレード31をエクステンションスリーブで加圧固定時に、ブレード31の位置が一義的に決定される。
図8で示すように、溝133を構成する第一側面213および第二側面214はともに対称形状であり連続的に幅が小さくなるように設けられている。底面216で溝133の幅A2が最も小さく、開口部分で溝133の幅A1が最も大きくなっている。
図9は、図8で示す溝の斜視図である。図9を参照して、溝133は矢印Bで示す長手方向に延びており、矢印Cで示す深さ方向に沿って矢印Aで示す方向の幅が連続的に変化している。この幅Aは第一側面213と第二側面214との間の距離であり、第一側面213および第二側面214が湾曲することで、底面216に近づくにつれて連続的に距離が小さくなっている。
このように構成された、実施の形態2に従ったトルクコンバータ1でも、実施の形態1に従ったトルクコンバータ1と同様の効果がある。
(実施の形態3)
図10は、この発明の実施の形態3に従った溝とブレードの断面図である。図11は、図10で示す溝の斜視図である。図10および図11を参照して、この発明の実施の形態3に従ったトルクコンバータでは、溝133を規定する第一側面213が溝133の深さ方向と略平行であり、第二側面214が溝133の深さ方向に対して傾斜している点で実施の形態2に従った溝133と異なる。
このように構成された実施の形態3に従ったトルクコンバータでも、実施の形態1に従ったトルクコンバータと同様の効果がある。
(実施の形態4)
図12は、この発明の実施の形態4のトルクコンバータで用いられるポンプシェルの溝の斜視図である。図12を参照して、この発明の実施の形態4に従った溝133は、実施の形態1に従った溝と、実施の形態2に従った溝とを組合せた構成とされている。すなわち、溝133の幅は一方端133aで広く、他方端133b側で狭く、かつ深さ方向につれて変化して深い部分でより溝133の幅が狭くなっている。
このように構成された、実施の形態4に従ったトルクコンバータでも、実施の形態1に従ったトルクコンバータと同様の効果がある。
(実施の形態5)
図13は、この発明の実施の形態5に従ったトルクコンバータで用いられるポンプシェルの溝の斜視図である。図13を参照して、この発明の実施の形態5に従った溝133は、実施の形態1に従った溝と実施の形態3に従った溝の構成を組合せた構成とされている。すなわち、溝133の幅は一方端133aで大きく、他方端133bで小さく、また溝133の深さ方向に沿って、溝133の深い部分で溝133の幅が狭くなっている。第一側面213が矢印Cで示す深さ方向に平行であり、第二側面214が矢印Cで示す深さ方向に対して傾斜している。
このように構成された、実施の形態5に従ったトルクコンバータでも、実施の形態1に従ったトルクコンバータと同様の効果がある。
以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。まず、上述の実施の形態では、ポンプシェル33に溝を設けたが、これとは逆にタービンシェル43側に溝を設け、この溝にタービンブレードを噛み合わせてもよい。また、トルクコンバータ1にこの発明を適用する例を示したが、トルク増幅機能を有さない、いわゆる流体継手に本発明の構成を適用してもよい。また、実施の形態1ではロックアップ機構付きのトルクコンバータを示したが、このロックアップ機構が存在していなくてもよい。さらに、作動流体としてATFでなく、オイル、水溶性溶液を用いてもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Claims (4)
- 作動流体を保持する内部空間を構成し、回転軸(60)を中心として回転可能なシェル(33)と、
そのシェルに係合するブレード(31)と、
前記ブレード(31)を前記シェル(33)に押圧する押圧部材(70)とを備え、
前記シェル(33)の内周面には、前記ブレードの一部分を嵌め合わされる溝(133)が設けられており、
前記溝(133)に前記ブレード(31)の一部分が嵌め合わされた状態で前記押圧部材(70)が前記ブレード(31)を押圧して前記ブレード(31)が前記シェルに固定され、
前記溝(133)は、その溝(133)を通過するシェル子午線(1000)に対して鋭角θをなしており、
前記溝(133)は一方向に延びて一方端が開放されて他方端が閉じられており、一方端側の溝の幅は他方端側の溝の幅より大きく、
前記溝(133)において最も幅の狭い部分の幅は前記ブレード(31)の一部分の幅と等しくなるように設定されている、流体伝動装置。 - 前記他方端での前記溝(133)の幅は前記ブレード(31)の一部分の幅と等しくなるように設定されている、請求の範囲第1項に記載の流体伝動装置。
- 前記溝(133)の幅は前記溝(133)の深さ方向に沿って変化し、前記溝(133)の浅い部分では前記溝(133)の深い部分よりも幅が広い、請求の範囲第1項に記載の流体伝動装置。
- 前記シェル(33)は、前記溝(133)を規定するように互いに対向して前記一方端(133a)から他方端(133b)まで延びる第一および第二側面(213,214)を有し、前記押圧力が加えられた前記ブレード(31)の一部分は前記第一側面(213)に接触し、かつ前記第二側面(214)との間に隙間を形成する、請求の範囲第1項に記載の流体伝動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008542211A JP5012808B2 (ja) | 2006-11-02 | 2007-11-01 | 流体伝動装置 |
Applications Claiming Priority (4)
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