(57)【要約】【課題】  ステータ支持機構の部品点数を削減し、製造コストの低減を図る。【解決手段】  このステータ支持機構７は、ステータ６を固定シャフト３に連結するとともに、インペラハブ４ａ及びタービンハブ５ａに対して支持するためのものである。このステータ支持機構７は、ステータ６の内周部に設けられた環状のステータハブ８と、ステータハブ８の内周側に固定された環状のアウターレース１２と、固定シャフト３の外周側に固定された環状のインナーレース１５と、アウターレース１２とインナーレース１５との間に配置され、ステータハブ８を固定シャフト３に対して一方向にのみ回転可能に支持するためのクラッチ部材１６と、クラッチ部材１６の軸方向タービンハブ５ａ側に配置されタービンハブ５ａと軸方向に当接可能である環状のリテーナ５０とを備えている。【選択図】      図２
2006242281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定シャフトと、前記固定シャフト廻りに環状に配置されたインペラハブ及びタービンハブと、前記インペラハブ及びタービンハブの軸方向間に配置されたステータとを備えたトルクコンバータにおいて、前記ステータを前記固定シャフトに連結するとともに、前記インペラハブ及びタービンハブに対して支持するためのステータ支持機構であって、
前記ステータの内周部に設けられた環状のステータハブと、
前記ステータハブの内周側に固定された環状のアウターレースと、
前記固定シャフトの外周側に固定された環状のインナーレースと、
前記アウターレースと前記インナーレースとの間に配置され、前記ステータハブを前記固定シャフトに対して一方向にのみ回転可能に支持するためのクラッチ部材と、
前記クラッチ部材の軸方向前記タービンハブ側に配置され、前記タービンハブと軸方向に当接可能である環状のリテーナとを備えた、ステータ支持機構。
【請求項２】
前記リテーナは、前記ステータハブと相対回転不能に係合している、
請求項１に記載のステータ支持機構。
【請求項３】
前記リテーナは、円周方向に配置され、外周側から半径方向外方へ突出した複数の突出部を有し、
前記ステータハブは、前記突出部が挿嵌される複数の凹部を有している、
請求項１または２に記載のステータ支持機構。
【請求項４】
前記リテーナは、前記アウターレースと相対回転不能に係合している、
請求項１に記載のステータ支持機構。
【請求項５】
前記リテーナは、円周方向に配置され、外周側から半径方向外方へ突出した複数の突出部を有し、
前記アウターレースは、前記突出部が挿嵌される複数の凹部を有している、
請求項４に記載のステータ支持機構。
【請求項６】
前記リテーナは、円周方向に配置され軸方向前記タービンハブ側へ突出する複数の摺動部と、隣接する前記摺動部の間に形成された半径方向に連通する複数の溝部とを有している、
請求項１から５のいずれかに記載のステータ支持機構。
【請求項７】
前記リテーナは、耐摩耗性を有する樹脂製である、
請求項１から６のいずれかに記載のステータ支持機構。
【請求項８】
エンジン側からのトルクを流体によりトランスミッション側へ伝達するためのトルクコンバータであって、
エンジン側から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の前記トランスミッション側に配置され、前記フロントカバーとともに流体室を形成するインペラーシェルと、前記インペラーシェルの内部に設けられた複数のインペラーブレードと、前記インペラーシェルの内周側に設けられた前記インペラーハブとを有するインペラーと、
前記流体室内で前記インペラーブレードに対向して配置され、内周側に前記タービンハブを有するタービンと、
請求項１から７のいずれかに記載のステータ支持機構とを備えた、トルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体によりトルクを伝達するトルクコンバータ、及びトルクコンバータのステータを支持するステータ支持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのトルクをトランスミッション側へ伝達する手段としてトルクコンバータがある。トルクコンバータは主に、フロントカバーと、固定シャフトと、インペラと、タービンと、ステータとから構成されており、トルク伝達用の作動油が充填されている。インペラは、フロントカバーを介してエンジンのクランクシャフトに連結されている。タービンは、内周部のタービンハブによりトランスミッション側へ連結されている。インペラ及びタービンは、内部に複数の流路を有しており、軸方向に隣接して配置されている。インペラがエンジンにより回転すると、遠心力によりインペラ外周部からタービン外周部へ作動油が流れ、タービン内部の流路を通ってタービン内周部からインペラ内周部へ作動油が戻る。この作動油の流れにより、インペラのトルクがタービンに伝達される。
【０００３】
ステータは、インペラとタービンとの間に配置されており、固定シャフトに取り付けられている。ステータは、内周側にある環状のステータハブに取り付けられている複数のブレードにより構成されている。ステータがインペラ回転方向にのみ回転するように、ステータと固定シャフトとの間にはステータ支持機構が備えられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２９９８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のステータ支持機構は、例えばステータハブと、ワンウェイクラッチと、リテーナとから構成されている。ステータハブは、ステータの内周部に設けられた環状の部材である。ワンウェイクラッチは、ステータハブを一方向にのみ回転可能とするための部材であり、固定シャフト廻りに配置されている。ワンウェイクラッチは、主に、アウターレースと、インナーレースと、クラッチ部材とから構成される。
【０００５】
アウターレースは、ワンウェイクラッチの外周側に環状に配置されており、ステータハブと相対回転不能に固定されている。インナーレースは、ワンウェイクラッチの内周側に環状に配置されており、固定シャフトに相対回転不能に固定されている。クラッチ部材は、アウターレースとインナーレースとの間に配置されており、アウターレースとインナーレースとの相対回転を一方向にのみ許容するものである。
【０００６】
リテーナは、ステータを介してステータ支持機構に作用する軸方向荷重を受けるためのものである。具体的には、リテーナは、ステータ支持機構のタービン側に配置された環状の部材であり、その一部がインナーレースとアウターレースとの間に挟み込まれている。そして、リテーナとタービン内周部との間には、軸方向荷重をうけつつタービンとステータ支持機構との相対回転を可能にするスラスト軸受が配置されている。
【０００７】
このように、ステータ支持機構は、周辺の部材との相対回転を可能にするとともに、回転方向及び軸方向の荷重を受ける必要があるため、部品点数が多く構造が複雑となっている。
【０００８】
本発明の課題は、ステータ支持機構の部品点数を削減し、製造コストの低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載のステータ支持機構は、固定シャフトと、固定シャフト廻りに環状に配置されたインペラハブ及びタービンハブと、インペラハブ及びタービンハブの軸方向間に配置されたステータとを備えたトルクコンバータにおいて、ステータを固定シャフトに連結するとともに、インペラハブ及びタービンハブに対して支持するためのものである。このステータ支持機構は、ステータの内周部に設けられた環状のステータハブと、ステータハブの内周側に固定された環状のアウターレースと、固定シャフトの外周側に固定された環状のインナーレースと、アウターレースとインナーレースとの間に配置され、ステータハブを固定シャフトに対して一方向にのみ回転可能に支持するためのクラッチ部材と、クラッチ部材の軸方向タービンハブ側に配置されタービンハブと軸方向に当接可能である環状のリテーナとを備えている。
【００１０】
このステータ支持機構では、リテーナがタービンハブと軸方向に当接可能であるため、リテーナがタービンハブと摺動することで、ステータ支持機構とタービンとの間に作用する軸方向荷重をリテーナで直接受けることができるとともに、ステータ支持機構とタービンとが相対回転可能となる。これにより、従来のようにスラスト軸受を配置する必要がなく、部品点数を削減することができ、製造コストを低減することができる。
【００１１】
請求項２に記載のステータ支持機構は、請求項１において、リテーナがステータハブと相対回転不能に係合している。
【００１２】
このステータ支持機構では、リテーナがステータハブと相対回転不能に係合しているため、リテーナとタービンハブとを確実に摺動させることができる。
【００１３】
請求項３に記載のステータ支持機構は、請求項１または２において、リテーナが円周方向に配置され、外周側から半径方向外方へ突出した複数の突出部を有している。また、ステータハブは、突出部が挿嵌される複数の凹部を有している。
【００１４】
このステータ支持機構では、リテーナの突出部がステータハブの凹部に挿嵌されているため、リテーナとステータハブとを相対回転不能に係合させることが容易となる。
【００１５】
請求項４に記載のステータ支持機構は、請求項１において、リテーナがアウターレースと相対回転不能に係合している。
【００１６】
このステータ支持機構では、リテーナがアウターレースと相対回転不能に係合しているため、リテーナとステータハブとを相対回転不能に係合させることができる。これにより、リテーナとタービンハブとを確実に摺動させることができる。
【００１７】
請求項５に記載のステータ支持機構は、請求項４において、リテーナが円周方向に配置され、外周側から半径方向外方へ突出した複数の突出部を有している。アウターレースは、突出部が挿嵌される複数の凹部を有している。
【００１８】
このステータ支持機構では、リテーナの突出部がアウターレースの凹部に挿嵌されているため、リテーナとアウターレースとを相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合させることが可能となる。これにより、リテーナとステータハブとを相対回転不能にかつ軸方向へ相対移動可能に係合させることができる。
【００１９】
請求項６に記載のステータ支持機構は、請求項１から５のいずれかにおいて、リテーナが、円周方向に配置され軸方向タービンハブ側に突出する複数の摺動部と、隣接する摺動部の間に形成された半径方向に連通する複数の溝部とを有している。
【００２０】
このステータ支持機構では、リテーナが溝部を有しているため、従来のスラスト軸受を配置する場合と同様に、リテーナ周辺の半径方向の作動油の流れが阻害されない。
【００２１】
請求項７に記載のステータ支持機構は、請求項１から６のいずれかにおいて、リテーナが耐摩耗性を有する樹脂製である。
【００２２】
このステータ支持機構では、リテーナが耐摩耗性を有する樹脂製であるため、例えば従来のようなアルミ製のリテーナに比べて、製造コストが低減できるとともにタービンハブと直接摺動した際のリテーナ及びタービンハブの摩耗を抑えることができる。
【００２３】
請求項８に記載のトルクコンバータは、エンジン側からのトルクを流体によりトランスミッション側へ伝達するためのものである。このトルクコンバータは、エンジン側からトルクが入力されるフロントカバーと、フロントカバーのトランスミッション側に配置されフロントカバーとともに流体室を形成するインペラーシェルと、インペラーシェルの内部に設けられた複数のインペラーブレードと、インペラーシェルの内周側に設けられたインペラーハブとを有するインペラーと、流体室内でインペラーブレードに対向して配置され内周側にタービンハブを有するタービンと、請求項１から７のいずれかに記載のステータ支持機構とを備えている。
【００２４】
このトルクコンバータでは、前述のステータ支持機構を備えているため、部品点数を削減することができ、製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明にかかるトルクコンバータ及びステータ支持機構であれば、従来に比べて部品点数を削減することができ、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
１．トルクコンバータの構造
図１にトルクコンバータの縦断面図を示す。Ｏ−Ｏは、トルクコンバータ１の回転中心線を示す。トルクコンバータ１は、エンジン側からのトルクを流体によりトランスミッション側へ伝達する装置である。トルクコンバータ１は、フロントカバー２と、インペラ４と、タービン５と、ステータ６と、ロックアップ装置４０とから構成されている。
【００２７】
フロントカバー２は、図示しないエンジン側の構成部品に装着可能となっており、エンジンからのトルクが入力される部材である。インペラ４は、フロントカバー２のトランスミッション側に配置されており、フロントカバー２とともに作動油室を形成している。インペラ４は、インペラシェル４ｃと、インペラシェル４ｃの内部に固定された複数のインペラブレード４ｂとから構成されている。インペラ４の内周側には、インペラハブ４ａが固定されている。インペラハブ４ａの内周側には、筒状の固定シャフト３が配置されている。固定シャフト３は、一端がトランスミッションのフロントハウジング（図示せず）に固定されている。
【００２８】
作動油室内でインペラ４と対向する位置には、タービン５が配置されている。タービン５は、タービンシェル５ｃと、タービンシェル５ｃ上に固定された複数のタービンブレード５ｂとから構成されている。タービン５の内周側には、タービンハブ５ａがリベット３０により固定されている。タービンハブ５ａは、メインドライブシャフト２６に連結されている。ロックアップ装置４０は、フロントカバー２とタービン５とを機械的に接続するためのものであり、フロントカバー２とタービン５との間に配置されている。
【００２９】
ステータ６は、インペラ４の内周部とタービン５の内周部との間に配置されており、固定シャフト３に取り付けられている。ステータ６は、内周側にある環状のステータハブ８に取り付けられている複数のステータブレード６ａと、ステータブレード６ａの外周側に固定された環状のステータコア６ｂとから構成されている。ステータ６と固定シャフト３との間には、ステータ６を一方向にのみ回転可能とするために、ステータ支持機構７が備えられている。
【００３０】
２．ステータ支持機構の構造
図２にステータ支持機構周辺の縦断面図を示す。ステータ支持機構７は、主に、ステータハブ８と、ワンウェイクラッチ１１とから構成されている。ステータハブ８は、環状部９と、フランジ部１０とから構成されている。環状部９は、外周側にステータ６の各ステータブレード６ａが固定された環状の部分である。フランジ部１０は、環状部９の軸方向インペラ４側の端部より内周側へ延びた環状の部分である。
【００３１】
ワンウェイクラッチ１１は、ステータ６を一方向にのみ回転可能とするためのもので、ステータハブ８の環状部９と固定シャフト３との間に配置されている。ワンウェイクラッチ１１は、アウターレース１２と、インナーレース１５と、クラッチ部材１６とから構成される。
【００３２】
アウターレース１２は、ステータハブ８の内周側に配置された環状の部材であり、環状部９の内周側に相対回転不能に固定されている。インナーレース１５は、固定シャフト３の外周側に配置された環状の部材であり、固定シャフト３の外周側に相対回転不能に固定されている。クラッチ部材１６は、ワンウェイクラッチ１１の機能を実現するための複数の部材から構成されており、アウターレース１２とインナーレース１５との半径方向間に円周方向に配置されている。ステータ６がインペラ４と同方向に回転しようとする場合は、通常の軸受と同様にクラッチ部材１６が回転する。しかし、ステータ６がインペラ４と逆方向に回転しようとする場合には、クラッチ部材１６がアウターレース１２の内周面とインナーレース１５の外周面との間に挟まれているため、クラッチ部材１６が一方向にのみロックすることにより、ステータ６は固定シャフト３に対して回転不能となる。これらの構造により、ステータ６は固定シャフト３に対して一方向にのみ回転が許容される。
【００３３】
ステータ支持機構７の軸方向インペラハブ４ａ側及びタービンハブ５ａ側には、ステータ支持機構７の軸方向の位置を安定させるために、スラスト軸受２１及びリテーナ５０が配置されている。スラスト軸受２１は、ステータ支持機構７の軸方向インペラハブ４ａ側に配置されており、フランジ部１０とインペラハブ４ａとの間に挟み込まれている。
【００３４】
リテーナ５０は、ステータ支持機構７の軸方向タービンハブ５ａ側に配置されており、ワンウェイクラッチ１１とタービンハブ５ａとの間に挟み込まれている。リテーナ５０は従来のリテーナとは異なり、タービンハブ５ａの軸方向インペラハブ４ａ側の面に直接当接している。すなわち、このステータ支持機構７においては、タービンハブとリテーナとの間に配置されているスラスト軸受が存在しておらず、リテーナ５０とタービンハブ５ａとが直接摺動する構造となっている。そのため、リテーナ５０は、例えば摩擦ワッシャ等に用いられる樹脂製材料により一体で形成されている。
【００３５】
また、リテーナ５０は、タービンハブ５ａと直接摺動するため、その形状にも特徴を有している。具体的には、リテーナ５０は、リテーナ本体５１と、複数の突出部５２と、複数の摺動部５５と、複数の溝部５３とから構成されている。
【００３６】
リテーナ本体５１は、リテーナ５０の主要部を構成する環状の部分であり、従来のリテーナと同様に、その一部がアウターレース１２とインナーレース１５との半径方向間に挟み込まれている。また、リテーナ本体５１は、アウターレース１２及びインナーレース１５の少なくともいずれか一方と軸方向に当接している。
【００３７】
突出部５２は、円周方向に配置されており、リテーナ本体５１の外周側から半径方向外方へ突出した部分である。突出部５２は、ステータハブ８の環状部９に設けられた複数の凹部９ａに挿嵌されている。この結果、リテーナ５０をステータハブ８に対して相対回転不能に係合させることができ、リテーナ５０とタービンハブ５ａとを確実に摺動させることができる。
【００３８】
摺動部５５は、円周方向に配置され、リテーナ本体５１から軸方向タービンハブ５ａ側に突出した部分である。摺動部５５の軸方向タービンハブ５ａ側には、タービンハブ５ａと摺動する摺動面５４が形成されている。
【００３９】
隣接する摺動部５５同士の間には、半径方向に溝状に連通している溝部５３が形成されている。溝部５３は、リテーナ５０の内周側の空間Ａと外周側の空間Ｂとを連通させるためのものである。これにより、空間Ａ〜Ｂ間の作動油の流れがリテーナ５０により阻害されるのを防止することができる。
【００４０】
以上に述べたリテーナ５０により、ステータ支持機構７とタービン５との間に作用する軸方向荷重をリテーナ５０で直接受けることができるとともに、ステータ支持機構７とタービン５とが相対回転可能となる。すなわち、リテーナ５０に従来のスラスト軸受の機能をもたせることができる。これにより、従来のようにスラスト軸受を配置する必要がなく、部品点数を削減することができ、製造コストを低減することができる。
【００４１】
３．動作
トルクコンバータ１内部の動作について説明する。エンジンがインペラ４を回転させると、遠心力によりインペラ４外周部からタービン５外周部へ作動油が流れ、タービン５内部の流路を通ってタービン５内周部からインペラ４内周部へ作動油が戻る。この作動油の流れにより、インペラ４のトルクがタービン５に伝達される。タービン５内周部からインペラ内周部へ作動油が流れる際、ステータ６のステータブレード６ａにより作動油の流れを調整している。
【００４２】
具体的には、インペラ４とタービン５の回転数の差が大きい場合、タービン５内周側からインペラ４内周側へ流れる作動油は、ブレード６ａ前面、つまりインペラ４回転方向と同じ側の面に衝突し、流れ方向をインペラ４回転方向に変えている。このとき、ステータ６は、ワンウェイクラッチ１１により回転不能となっている。その結果、トルク比が大きくなる。
【００４３】
インペラ４とタービン５との回転数の差が小さくなると、タービン５内周側からインペラ４内周側へ流れる作動油は、ブレード６ａ前面に衝突しなくなり、ブレード６ａ背面に衝突する。ステータ６は、ワンウェイクラッチ１１によりインペラ４回転方向に回転する。その結果、トルク伝達効率が向上する。
【００４４】
前述の如く、トルクコンバータ１の動作中において、ステータ６は径方向及び軸方向に作用する作動油からの反力を受けながら回転及び停止している。したがって、ステータ支持機構７は、径方向及び軸方向の荷重を受ける必要がある。このステータ支持機構７では、リテーナ５０とタービンハブ５ａとを直接摺動させているため、従来のようにスラスト軸受を設ける必要がない。これにより、部品点数を削減することができ、製造コストを低減することができる。
【００４５】
４．作用効果
本発明に係るステータ支持機構７の作用効果を以下にまとめる。
【００４６】
このステータ支持機構７では、リテーナ５０がタービンハブ５ａと軸方向に当接可能であるため、リテーナ５０がタービンハブ５ａと摺動することで、ステータ支持機構７とタービンハブ５ａとの間に作用する軸方向荷重をリテーナ５０で直接受けることができるとともに、ステータ支持機構７とタービン５とが相対回転可能となる。これにより、従来のようにスラスト軸受を配置する必要がなく、部品点数を削減することができ、製造コストを低減することができる。
【００４７】
このステータ支持機構７では、リテーナ５０の突出部５２がステータハブ８の凹部９ａに挿嵌されているため、リテーナ５０とステータハブ８とを相対回転不能に係合させることが可能となり、リテーナ５０とステータハブ８とを確実に摺動させることができる。
【００４８】
このステータ支持機構７では、リテーナ５０が溝部５３を有しているため、従来のスラスト軸受を配置する場合と同様に、リテーナ５０周辺の半径方向の作動油の流れが阻害されない。
【００４９】
このステータ支持機構７では、リテーナ５０が樹脂製であるため、例えば従来のようなアルミ製のリテーナに比べて、製造コストが低減できるとともにリテーナ５０とタービンハブ５ａとを直接摺動させることが容易となる。
【００５０】
以上に述べたように、このステータ支持機構７では、部品点数を削減することができるため、製造コストを低減することができる。そして、ステータ支持機構７を用いることで、トルクコンバータ１においても部品点数の削減及び製造コストの低減を図ることができる。
【００５１】
５．その他の実施形態
本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。以下に他の実施形態について説明する。
【００５２】
（１）突出部及び凹部
前述の実施形態では、ステータハブ８の環状部９に凹部９ａが形成されているが、ステータハブ８ではなくアウターレース１２に形成されていてもよい。この場合、ステータハブ８とアウターレース１２とは一体回転するため、前述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５３】
また、前述の実施形態では、リテーナ５０の突出部５２は、リテーナ本体５１の外周側に設けられているが、リテーナ本体５１の内周側であってもよい。この場合、凹部９ａは、ステータハブ８の環状部９ではなく、インナーレース１５に設けられることになる。そして、リテーナはインナーレース１５と相対回転不能に係合することとなる。これにより、前述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】トルクコンバータの縦断面図
【図２】ステータ支持機構周辺の縦断面図。
【符号の説明】
【００５５】
Ｏ−Ｏ  回転中心線
１    トルクコンバータ
２    フロントカバー
３    固定シャフト
４ａ  インペラハブ
５ａ  タービンハブ
６    ステータ
７    ステータ支持機構
８    ステータハブ
１１  ワンウェイクラッチ
１２  アウターレース
１５  インナーレース
１６  クラッチ部材
５０  リテーナ
５１  リテーナ本体
５２  突出部
５３  溝部
５４  摺動面
【図１】
2006242281.tif 000003
【図２】
2006242281.tif 000004