(57)【要約】【課題】  流体式トルク伝達装置において部品点数を減らすことにある。【解決手段】  トルクコンバータ１は、エンジンからトランスミッションのメインドライブシャフト７にトルクを伝達するための装置であって、フロントカバー２と、インペラー３と、タービン４とを備えている。フロントカバー２には、エンジンからのトルクが入力される。インペラー３は、フロントカバー２に連結されて共に流体室を形成する。タービン４は、流体室内でインペラー３に対向するタービンシェル２１及びタービンブレード２２と、メインドライブシャフト７に一体に固定された又は軸方向移動範囲を制限されて固定されたタービンハブ２３とを有する。タービンハブ２３とフロントカバー２との軸方向間には隙間が確保されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからトランスミッションの入力シャフトにトルクを伝達するための流体式トルク伝達装置であって、
エンジンからの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連結されて共に流体室を形成するインペラーと、
前記流体室内で前記インペラーに対向する羽根部と、前記入力シャフトに一体に固定された又は軸方向移動範囲を制限されて固定されたタービンハブとを有するタービンとを備え、
前記タービンハブと前記フロントカバーとの軸方向間には隙間が確保されている、
流体式トルク伝達装置。
【請求項２】
前記タービンと前記インペラーとの間に配置され、前記タービンから前記フロントカバーへと流れる作動油を整流するためのステータをさらに備え、
前記ステータは、羽根部と、前記羽根部を支持するとともに前記入力シャフトの回りに延びる固定シャフトに一体に固定された又は軸方向移動範囲を制限されて固定されたワンウェイクラッチとを有しており、
前記ステータと前記タービンとの軸方向間、及び前記ステータと前記インペラーとの軸方向間にはそれぞれ隙間が確保されている、請求項１に記載の流体式トルク伝達装置。
【請求項３】
エンジンからトランスミッションの入力シャフトにトルクを伝達するための流体式トルク伝達装置であって、
エンジンからの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連結されて共に流体室を形成するインペラーと、
前記流体室内で前記インペラーに対向する羽根部と、前記入力シャフトに回転不能になっているタービンハブとを有するタービンと、
前記タービンと前記インペラーとの間に配置され、前記タービンから前記フロントカバーへと流れる作動油を整流するためのステータとを備え、
前記ステータは、羽根部と、前記羽根部を支持するとともに前記入力シャフトの回りに延びる固定シャフトに一体に固定された又は軸方向移動範囲を制限されて固定されたワンウェイクラッチとを有しており、
前記ステータと前記タービンとの軸方向間、及び前記ステータと前記インペラーとの軸方向間にはそれぞれ隙間が確保されている、
流体式トルク伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体式トルク伝達装置、例えば、トルクコンバータ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクコンバータは、３種の羽根車（インペラー、タービン、及びステータ）を内部に有し、内部の作動流体（作動油）によりトルクを伝達する装置である。インペラーは、トルクを伝達するフロントカバーに固定されており、インペラーシェルとフロントカバーとで内部に作動流体が充填された流体室を形成している。タービンは流体室内でインペラーに対向して配置される。インペラーが回転すると、作動流体がインペラーからタービンに向かって流れてタービンを回転させる。この結果、タービンからトランスミッションのメインドライブシャフトにトルクが伝達される。
【０００３】
タービンは、タービンシェルと、タービンブレードとタービンコアとを有しており、さらにタービンシェルに固定されたタービンハブを有している。タービンハブは、トランスミッションのメインドライブシャフトにスプライン係合している。そのため、タービンハブはメインドライブシャフトに対して相対回転は不能であるが軸方向に移動可能になっている。
【０００４】
ステータは、ステータキャリアと、ステータブレードとを有しており、ステータキャリアはワンウェイクラッチを介して固定シャフトに支持されている。固定シャフトは、トランスミッション側から延びメインドライブシャフトの回りに延びる筒状の部材である。ワンウェイクラッチのインナーレースは、固定シャフトに対してスプライン係合している。そのため、インナーレースつまりワンウェイクラッチは固定シャフトに対して相対回転転は不能であるが軸方向に移動可能になっている。
【０００５】
ワンウェイクラッチとタービンハブとの軸方向間には、軸方向の荷重を支持するためのスラストベアリングが配置されている。また、ワンウェイクラッチとインペラーハブとの間にも、軸方向の荷重を支持するためのスラストベアリングが配置されている。
【０００６】
フロントカバーの内周部とタービンハブとの軸方向間には、通常、スラストワッシャが配置されている。スラストワッシャは、タービンのスラスト荷重を支持する機能を有している。また、スラストワッシャの軸方向端面には半径方向に貫通する複数の溝が形成されており、この溝を介してトルクコンバータのフロント室とメインドライブシャフトの油路との間を作動油が流通可能となっている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開平５−２３１４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように、フロントカバー、タービンハブ、ステータのワンウェイクラッチ、インペラーハブの軸方向間にはスラストワッシャやスラストベアリング等の軸方向の荷重を受けるための摺動部材が配置されている。
【０００８】
本発明の課題は、流体式トルク伝達装置において部品点数を減らすことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の流体式トルク伝達装置は、エンジンからトランスミッションの入力シャフトにトルクを伝達するための装置であって、フロントカバーと、インペラーと、タービンとを備えている。フロントカバーには、エンジンからのトルクが入力される。インペラーは、フロントカバーに連結されて共に流体室を形成する。タービンは、流体室内でインペラーに対向する羽根部と、入力シャフトに一体に固定された又は軸方向移動範囲を制限されて固定されたタービンハブとを有する。タービンハブとフロントカバーとの軸方向間には隙間が確保されている。
【００１０】
この装置では、タービンハブが入力シャフトに一体に固定され又は軸方向移動範囲を制限されて固定されている。したがって、タービンハブとフロントカバーとの軸方向間から摺動部材を省略できる。なお、「一体に固定され」とは、別部材を係合後に固定した場合と、当初より一体に形成された場合とを含む（以下、同じ）。
【００１１】
請求項２に記載の流体式トルク伝達装置は、請求項１において、タービンとインペラーとの間に配置され、タービンからフロントカバーへと流れる作動油を整流するためのステータをさらに備えている。ステータは、羽根部と、羽根部を支持するとともに入力シャフトの回りに延びる固定シャフトに一体に固定された又は軸方向移動範囲を制限されて固定されたワンウェイクラッチとを有している。ステータとタービンとの軸方向間、及びステータとインペラーとの軸方向間にはそれぞれ隙間が確保されている。
【００１２】
この装置では、ワンウェイクラッチが固定シャフトに一体に固定され又は軸方向移動範囲を制限されて固定されている。したがって、ステータとタービンとの軸方向間、及びステータとインペラーとの軸方向間には、摺動部材を省略できる。
【００１３】
請求項３に記載の流体式トルク伝達装置では、エンジンからトランスミッションの入力シャフトにトルクを伝達するための装置であって、フロントカバーと、インペラーと、タービンと、ステータとを備えている。フロントカバーは、エンジンからのトルクが入力される。インペラーは、フロントカバーに連結されて共に流体室を形成する。タービンは、流体室内でインペラーに対向する羽根部と、入力シャフトに回転不能になっているタービンハブとを有する。ステータは、タービンとインペラーとの間に配置され、タービンからフロントカバーへと流れる作動油を整流する。ステータは、羽根部と、羽根部を支持するとともに入力シャフトの回りに延びる固定シャフトに一体に固定された又は軸方向移動範囲を制限されて固定されたワンウェイクラッチとを有している。ステータとタービンとの軸方向間、及びステータとインペラーとの軸方向間にはそれぞれ隙間が確保されている。
【００１４】
この流体式トルク伝達装置では、ワンウェイクラッチが固定シャフトに一体に固定され又は軸方向移動範囲を制限されて固定されている。したがって、ステータとタービンとの軸方向間、及びステータとインペラーとの軸方向間には、摺動部材を省略できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る流体式トルク伝達装置では、部品点数が少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（１）トルクコンバータ全体の構成
本発明の一実施形態としてのトルクコンバータ１の図１の縦断面概略図に示す。図１のＯ−Ｏがトルクコンバータ１の回転軸である。
【００１７】
トルクコンバータ１は、主に、フロントカバー２、インペラー３、タービン４、ステータ５、及びロックアップ装置６から構成される。
【００１８】
フロントカバー２は、円盤状の部材であり、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、エンジンからトルクが入力される。フロントカバー２の外周縁には、図示しないエンジンと反対側（トランスミッション側）に突出する外周側筒状部１１が設けられている。
【００１９】
インペラー３は、インペラーシェル１６と、インペラーシェル１６上に固定された複数のインペラーブレード１７とを有している。インペラーシェル１６の外周縁は、フロントカバー２の外周側筒状部１１に固定されている。このインペラーシェル１６とフロントカバー２とにより、流体室が形成されている。さらに、インペラー３は、インペラーシェル１６の内周縁に設けられたインペラーハブ１８を有している。
【００２０】
タービン４は、流体室内部でインペラー３に対向する位置に配される。タービン４は、タービンシェル２１と、タービンシェル２１上に固定された複数のタービンブレード２２とを有している。タービン４は、さらに、図示しないトランスミッションにトルク伝達を行うためのタービンハブ２３を有している。タービンハブ２３の本体は筒状であり、その外周面にフランジ２４が形成されている。タービンシェル２１の内周側端部は、複数のリベット２５によってフランジ２４に固定されている。なお、タービンハブ２３の本体は、トランスミッションのメインドライブシャフト７のスプライン溝７ａに係合するスプライン溝２６を内周側に有している。この係合により、タービンハブ２３はメインドライブシャフト７に対し相対回転不能になっている。さらに、タービンハブ２３の軸方向トランスミッション側端は、メインドライブシャフト７の段差面７ｂに当接している。この状態でスプライン溝７ａとスプライン溝２６は接着剤、締まりばめ等によって固く固定されている。このため、フロントカバー２の内周部２ａとタービンハブ２３との軸方向間には、隙間が確保されており、軸方向の荷重を支持するための摺動部材が配置されていない。つまり両部材は軸方向に直接対向している。
【００２１】
（２）ステータの構造
ステータ５は、タービン４からインペラー３へと戻される作動油を整流するものである。ステータ５は、インペラー３及びタービン４のそれぞれの内周側の間に配置される。ステータ５は、ステータキャリア３１と、ステータキャリア３１上に固定された複数のステータブレード３２とを備える。ステータ５は、ワンウェイクラッチ３４を含むステータ支持機構３３を介してステータシャフト８に支持されている。ステータシャフト８は、トランスミッション側から延びる筒状の部材であり、メインドライブシャフト７が内部を貫通している。以上に述べたインペラー３，タービン４及びステータ５によって、トーラス形状の流体作動室９が形成されている。
【００２２】
ステータ支持機構３３は、主にワンウェイクラッチ３４とリテーナ３５と、から構成されている。ステータキャリア３１は、外周側に複数のステータブレード３２が固定される概ね筒状のステータキャリア本体３１ａと、ステータキャリア本体３１ａから内周側へ延びる円板部３１ｂとから構成されている。ワンウェイクラッチ３４は、ステータキャリア本体３１ａの内周側でかつ円板部３１ｂの軸方向エンジン側に配置されており、ステータキャリア３１に嵌められて固定された環状のアウターレース３７と、ステータシャフト８の外周側にスプライン係合する環状のインナーレース３８と、アウターレース３７とインナーレース３８との間に配置され、アウターレース３７とインナーレース３８とを一方向にのみ相対回転可能にするためのクラッチ部材３９とから構成されている。リテーナ３５は、環状かつ円板状の部材であり、ステータキャリア３１の軸方向エンジン側に配置されて、ワンウェイクラッチ３４の軸方向エンジン側を支持している。リテーナ３５の外周端は、ステータキャリア本体３１ａの内周面に当接しており、スナップリング４０によって軸方向エンジン側への移動を制限されている。
【００２３】
インナーレース３８のスプライン溝３８ａは、ステータシャフト８のスプライン溝８ａに係合している。この係合により、インナーレース３８はステータシャフト８に対し相対回転不能になっている。さらに、インナーレース３８の軸方向トランスミッション側端は、ステータシャフト８の段差面８ｂに当接している。この状態でスプライン溝８ａとスプライン溝３８ａは接着剤、締まりばめ等によって固く固定されている。このため、ワンウェイクラッチ３４とタービンハブ２３との軸方向間には、隙間が確保されており、軸方向の荷重を支持するための摺動部材が配置されていない。さらに、ワンウェイクラッチ３４とインペラーシェル１６の内周部との軸方向間には、隙間が確保されており、軸方向の荷重を支持するための摺動部材が配置されていない。
【００２４】
フロントカバー２の内周部とタービンハブ２３との軸方向間には、半径方向に作動油が連通可能な第１ポート６６が形成されている。第１ポート６６は、メインドライブシャフト７内に設けられた油路７ｃと、フロントカバー２とピストン４１の間のフロント室８１とを連通させている。
【００２５】
また、タービンハブ２３とステータ５の内周部（具体的にはワンウェイクラッチ３４）との間には、半径方向両側に作動油が連通可能な第２ポート６７が形成されている。すなわち、第２ポート６７は、メインドライブシャフト７及びステータシャフト８との間の油路６１と、流体作動室９とを連通させている。
【００２６】
さらに、ステータ５（具体的にはステータキャリア３１）とインペラー３（具体的にはインペラーシェル１６の内周部）との軸方向間には、半径方向両側に作動油が連通可能な第３ポート６８が形成されている。すなわち、第３ポート６８は、ステータシャフト８及びインペラーハブ１８との間の油路６２と、流体作動室９とを連通させている。
【００２７】
なお、各油路は、図示しない油圧回路に接続されており、独立して第１〜第３ポート６６〜６８に作動油の供給・排出が可能となっている。
【００２８】
（３）ロックアップ装置の構造
ロックアップ装置６は、フロントカバー２とタービン４とを機械的に連結するための装置である。ロックアップ装置６は、フロントカバー２とタービン４との間の空間に配されている。ロックアップ装置６は、主に、ピストン４１と、ピストン４１をタービン４に弾性的に連結するための弾性連結機構４２とから構成されている。
【００２９】
ピストン４１は、板金製の円板状部材であり、絞り加工によって複雑な形状を有しているが、全体にわたって概ね同じ板厚を有している。ピストン４１は、フロントカバー２とタービン４との間の空間を軸方向及び円周方向に移動可能であり、前記空間をフロントカバー２側のフロント室８１とタービン４側のリア室８２とに分割するように配置される。ピストン４１は、フロント室８１とリア室８２とのそれぞれの作動流体の差圧により軸方向に移動する。ピストン４１は、円盤状部材であるピストン本体４１ａから主に構成されている。ピストン４１は、さらに、内周縁から軸方向エンジン側に延びる内周側筒状部４３と、外周縁から軸方向トランスミッション側に延びる外周側筒状部４４とを有している。内周側筒状部４３は、タービンハブ２３の外周面２３ａに対して軸方向及び円周方向に相対移動可能に支持される。すなわち、ピストン４１は内周側筒状部４３を介してタービンハブ２３によって半径方向の位置決めがされている。ここで、タービンハブ２３の外周面２３ａには、シールリングもしくはＯリング４５が配置されている。シールリング４５は、内周側筒状部４３の内周面に当接しており、フロント室８１とリア室８２との内周部分をシールして分離している。
【００３０】
ピストン本体４１ａの外周部エンジン側には、摩擦フェーシング７１が設けられている。フロントカバー２の摩擦フェーシング７１に対向する部分には、摩擦面７２が形成されている。摩擦フェーシング７１と摩擦面７２とが当接して摩擦連結すると、フロントカバー２からピストン４１へトルクが伝達される。つまり、摩擦面７２と摩擦フェーシング７１とによってクラッチ連結部７６が構成されている。
【００３１】
弾性連結機構４２は、ピストン４１とタービン４とを回転方向に弾性的に連結するための機構である。弾性連結機構４２は、ピストン４１とタービン４との間、さらに詳細には、外周側筒状部４４の近傍とタービンシェル２１の外周部との間に配置される。弾性連結機構４２は、ドライブ側部材としてのリティーニングプレート５１、ドリブン側部材としてのドリブンプレート５２、及び両プレート５１、５２間に配置される複数のトーションスプリング５３から構成される。リティーニングプレート５１は、外周側筒状部４４の内周側に配置される環状のプレート部材である。リティーニングプレート５１は、トーションスプリング５３を保持すると共に、トーションスプリング５３の円周方向両側に係合してトルクを伝達するための部材である。
【００３２】
（４）トルクコンバータの動作
エンジン始動直後には、第１ポート６６及び第３ポート６８からトルクコンバータ１内に作動油が供給され、第２ポート６７から作動油が排出される。第１ポート６６から供給された作動油は、フロント室８１を外周側に流れ、リア室８２を通過して流体作動室９内に流れ込む。このため、フロント室８１とリア室８２との油圧差によって、ピストン４１は軸方向エンジン側に移動している。すなわち摩擦フェーシング７１はフロントカバー２から離れ、ロックアップが解除されている。このようにロックアップ解除されているときには、フロントカバー２とタービン４との間のトルク伝達は、インペラー３とタービン４との間の流体駆動によって行われている。
【００３３】
（５）ロックアップ装置の動作
トルクコンバータ１の速度比が上がり、メインドライブシャフト７が一定の回転数に達すると、第１ポート６６からフロント室８１の作動油が排出される。この結果、フロント室８１とリア室８２との油圧差によって、ピストン４１がフロントカバー２側に移動させられ、摩擦フェーシング７１がフロントカバー２の平坦な摩擦面７２に押し付けられる。この結果、フロントカバー２のトルクは、ピストン４１からリティーニングプレート５１及びトーションスプリング５３を介してドリブンプレート５２に伝達される。さらにトルクはドリブンプレート５２からタービン４に伝達される。すなわち、フロントカバー２が機械的にタービン４に連結され、フロントカバー２のトルクがタービン４を介して直接メインドライブシャフト７に出力される。
【００３４】
以上に述べたロックアップ連結状態において、ロックアップ装置６は、トルクを伝達するとともにフロントカバー２から入力される捩り振動を吸収・減衰する。具体的には、フロントカバー２からロックアップ装置６に捩り振動が入力されると、トーションスプリング５３がリティーニングプレート５１とドリブンプレート５２との間で回転方向に圧縮される。
【００３５】
タービン４及びステータ５には、それぞれ、軸方向の油圧（スラスト荷重）が作用するが、各部材の間の摺動部材は省略されている。したがって、以下の効果を得られる。
・スラストワッシャ等を省略することで、部品点数が低減される。その結果、コストが低くなる。
【００３６】
・スラストワッシャ等を省略することで、摺動抵抗がなくなり、その結果高効率化を実現できる。
・スラストワッシャ等を省略することで、部品の脱落が生じなくなる。
【００３７】
・スラストワッシャ等を省略することで、フロントカバー２、タービンハブ２３、ステータ支持構造３３及びインペラーシェル１６の摺動面の精度を高くする必要が無くなり、その結果加工工数が減り、コストが低くなる。また、各部材の形状の自由度が高くなる。
・スラストワッシャ等を省略することで、トルクコンバータ１の内周部の軸方向スペースを短縮できる。
・スラストワッシャ等を省略することで、トルクコンバータ１の軽量化を実現できる。
【００３８】
（６）他の実施形態
前記実施形態は本発明の例示にすぎず、本発明を限定するものではない。本発明の要旨の範囲内で様々な変更や修正が可能である。
【００３９】
前記実施形態ではタービンハブとステータ支持構造の両方が軸方向移動を制限されていたが、いずれか一方でも良い。
【００４０】
流体式トルク伝達装置はトルクコンバータのみならずフルードカップリングをも含む。フルードカップリングの場合は、タービンハブがメインドライブシャフトに一体に固定されており、そのためフロントカバーとタービンハブとの間、及びタービンハブとインペラーハブとの間に、摺動部材を省略できる。
【００４１】
前記実施形態では、タービンハブやインナーレースはシャフトと別部材であったが、一体の部材つまりシャフトの一部として構成されていても良い。
【００４２】
前記実施形態では、タービンハブやインナーレースはシャフトに対して軸方向に移動に不能に固定されていたが、所定範囲に制限されていれば軸方向に移動可能であっても良い。例えば、インナーレースは、ステータシャフトにスプライン係合しており、軸方向トランスミッション側への移動をステータシャフトの段差面で制限され、軸方向エンジン側への移動をスナップリングで制限される。また、タービンハブは、メインドライブシャフトにスプライン係合しており、軸方向トランスミッション側への移動をメインドライブシャフトの段差面で制限され、軸方向エンジン側への移動をロックアップ装置で制限される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態としてのトルクコンバータの縦断面概略図。
【符号の説明】
【００４４】
１    トルクコンバータ
２    フロントカバー
３    インペラー
４    タービン
５    ステータ
７    メインドライブシャフト（入力シャフト）
８    ステータシャフト（固定シャフト）
２３    タービンハブ
３３    ステータ支持機構
３４    ワンウェイクラッチ
【図１】
2006138415.tif 000003