(57)【要約】      （修正有）【課題】前後進切替機構を備えた流体伝動装置を提供する。【解決手段】流体から仕事を取り出すタービンを互いに回転方向が異なる第１タービンライナー２と第２タービンライナー３によって構成する。なお、第１タービンライナー２は各回転羽根２ａが径方向外側のケーシング内周面に沿って配設されていると共に前記第２タービンライナー３は各回転羽根３ａが径方向内側から外側へ放射状に円板上に配設されている。また、中間軸７を入力軸５に一方の壁部材がインサート部材として他方の壁間に入り込んで軸方向に対し相対移動する入れ子構造を成すように構成すると共に、第１タービンライナー２に係合する第１スライダー８に対しては軸方向移動に関し同軸上に一体化する。更に第２タービンライナー３とステータ４に係合する第２スライダー９は中間軸７の外周面にスライド移動可能に配設すると共にカム１４によって一体化可能に構成する。【選択図】図１
2015224739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体に仕事を与えるポンプと、流体から仕事を取り出すタービンと、流体を整流しながら前記タービンから前記ポンプへ案内するステータと、エンジンから回転駆動力が入力される入力軸と、回転駆動力を変速機へ出力する出力軸と、前記出力軸に対し回転方向に同期しながら前記入力軸と前記出力軸の両軸に対し軸方向にスライド移動可能な中間軸とを備えた流体伝動装置であって、
前記タービンは回転方向が互いに逆向きとなる第１タービンと第２タービンによって構成され、前記中間軸がスライドして一方のタービンと係合する時他方のタービンは回転が拘束されるように構成されていることを特徴とする流体伝動装置。
【請求項２】
前記第１タービンは各回転羽根が径方向外側のケーシング内周面に沿って配設されていると共に前記第２タービンは各回転羽根が径方向内側から外側へ放射状に円板上に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の流体伝動装置。
【請求項３】
前記第２タービンの各回転羽根は翼構造を成し翼前縁が径方向外側に翼後縁が径方向内側に位置し且つ翼背が回転方向に反るように配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体伝動装置。
【請求項４】
前記第１タービンと前記第２タービンの各軸受面には内係合機構がそれぞれ設けられていると共に前記中間軸の外周面にはこれらに係合する外係合機構が設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項５】
前記中間軸は、軸方向のみ移動可能で前記第１タービンの外係合機構と係合する内係合機構を備えた第１スライダーと軸方向移動に関し一体化されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項６】
前記第１スライダーは中空円筒構造を成し前記中間軸は前記第１スライダーの内部にベアリングを介して挿通されていることを特徴とする請求項５に記載の流体伝動装置。
【請求項７】
前記中間軸と前記入力軸は二重壁構造をそれぞれ有し、一方の壁部材がインサート部材として他方の壁間に入り込んで軸方向に対し相対移動する入れ子構造を成していることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項８】
前記中間軸の二重壁構造に連続した後部側壁の外周面には環状溝が周方向に沿って形成されていると共に前記入力軸の二重壁構造に係る外壁の外周面には、前記入力軸と前記ポンプを一体化する第１連結部材が配設された複数の第１貫通穴が周方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項７に記載の流体伝動装置。
【請求項９】
前記中間軸の二重壁構造に係る内壁の外周面には複数の窪みが環状に形成されていると共に前記入力軸の二重壁構造に係る内壁の外周面には、前記入力軸と前記中間軸を一体化する第２連結部材が配設された複数の第２貫通穴が周方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の流体伝動装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２連結部材はメタルボールであることを特徴とする請求項８又は９に記載の流体伝動装置。
【請求項１１】
前記環状溝は側部内周面が軸方向に対し傾斜していることを特徴とする請求項８に記載の流体伝動装置。
【請求項１２】
前記中間軸の二重壁構造に係る後外壁の内周面先端は傾斜面を成していると共に前記窪みの側部内周面は傾斜面を成していることを特徴とする請求項９に記載の流体伝動装置。
【請求項１３】
前記中間軸の前記二重構造に係る前外壁の外周面には、前記第２タービン及びステータの双方に係合する外係合機構を備えた第２スライダーが同軸にスライド可能に設けられていることを特徴とする請求項８から１２の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項１４】
前記中間軸の前記前外壁の外周面には複数の貫通穴が形成されていると共に前記前外壁と前記内壁との壁間には第３連結部材が配設される一方、前記第２スライダーの内周面には内周溝が形成されていることを特徴とする請求項６から１３の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項１５】
前記中間軸が移動する時、前記中間軸の前外壁と内壁との壁間に前記入力軸の内壁が相対移動して前記第３連結部材を押し上げて、前記第３連結部材は前記中間軸の貫通穴と前記第２スライダーの内周溝に同時に嵌ることを特徴とする請求項１４に記載の流体伝動装置。
【請求項１６】
前記第２スライダーの内周溝には前記第３連結部材を径方向内側に付勢する弾性体が配設されていることを特徴とする請求項１３から１５の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項１７】
前記入力軸の内壁の先端部は傾斜していると共に前記内壁が当接する前記第３連結部材の当接部位は傾斜していることを特徴とする請求項１４から１６の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項１８】
前記中間軸が軸方向に移動する時、前記第１連結部材は前記中間軸の環状溝に嵌り前記入力軸と前記ポンプの結合を解除することを特徴する請求項１から１７の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項１９】
前記中間軸が軸方向に移動する時、前記第１連結部材は前記中間軸の環状溝から抜け出して前記中間軸の後外壁または後部側壁に位置し前記入力軸と前記ポンプを一体化することを特徴とする請求項１から１８の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項２０】
前記中間軸が軸方向に移動する時、前記第２連結部材は前記中間軸の窪みに嵌り前記入力軸と前記中間軸を一体化することを特徴とする請求項１から１９の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項２１】
前記中間軸が軸方向に移動する時、前記第２連結部材は前記中間軸の窪みから抜け出して前記入力軸と前記中間軸の結合を解除することを特徴とする請求項１から２０の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項２２】
前記中間軸が前記第１タービンに係合する時、前記第２スライダーは前記第２タービン及びステータの双方に係合していることを特徴とする請求項１から２１の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項２３】
前記中間軸が前記第２タービンに係合する時、前記第１スライダーは前記第１タービンに係合していることを特徴とする請求項１から２２の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項２４】
前記第１スライダーの外周面にはピポットが設けられ、リング状ロータの内周面に前記ピポットが嵌る螺旋状溝が形成されたヨークカムを備えたモータによって軸方向に駆動されることを特徴とする請求項１から２３の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項２５】
前記第１スライダーは回転および軸方向移動不能な固定円筒部材によってスライド移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１から２４の何れかに記載の流体伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体伝動装置の前後進切替機構に関し、より詳細には前後進の切り替えを流体伝動装置のみによって実現することにより変速機の軸方向の長さを短くすることが可能な流体伝動装置の前後進切替機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベルト式ＣＶＴの前後進の切り替えはトルクコンバータとドライブプーリとの間に遊星歯車と二つの湿式クラッチが組み合わされた機構を挿入し、遊星歯車の各要素をクラッチによって締結または開放を行うことによりドライブプーリの回転方向を切り替えていた（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９０４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載されている無段変速機は、変速機の軸方向の長さが増えるため必然的にエンジンルーム内の空間を圧迫するという問題点を有しレイアウトの自由度さらには軽量化の点で不利であった。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は、前後進の切り替えを流体伝動装置のみによって実現することにより変速機の軸方向の長さを短くすることが可能な流体伝動装置の前後進切替機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の流体伝動装置の第１の特徴は、流体に仕事を与えるポンプと、流体から仕事を取り出すタービンと、流体を整流しながら前記タービンから前記ポンプへ案内するステータと、エンジンから回転駆動力が入力される入力軸と、回転駆動力を変速機へ出力する出力軸と、前記出力軸に対し回転方向に同期しながら前記入力軸と前記出力軸の両軸に対し軸方向にスライド移動可能な中間軸とを備えた流体伝動装置であって、
前記タービンは回転方向が互いに逆向きとなる第１タービンと第２タービンによって構成され、前記中間軸がスライドして一方のタービンと係合する時他方のタービンは回転が拘束されるように構成されていることである。
【０００６】
上記構成では、中間軸の移動距離に応じて前記第１タービンと第２タービンの何れか一方の回転動力が中間軸を介して前記出力軸に伝達されることになる。例えば第１タービンの回転方向を正転（前進）とする一方第２タービンの回転方向を逆転（後退）とする場合、中間軸の移動距離に応じて正転（前進）に係る回転動力と逆転（後退）に係る回転動力の各トルク出力状態を切り替えることが可能となる。これにより前後進の切り替えを流体伝動装置によって実現することが可能となる。
【０００７】
本発明の流体伝動装置の第２の特徴は、前記第１タービンは各回転羽根が径方向外側のケーシング内周面に沿って配設されていると共に前記第２タービンは各回転羽根が径方向内側から外側へ放射状に円板上に配設されている、ことである。
【０００８】
上記構成では、第２タービンは第１タービンのケーシング内部空間に収納することが出来るため、軸方向の長さ増大させることなく２つのタービンを同一面かつ同軸上に配設することが可能となる。
【０００９】
本発明の流体伝動装置の第３の特徴は、前記第２タービンの各回転羽根は翼構造を成し翼前縁が径方向外側に翼後縁が径方向内側に位置し且つ翼背が回転方向に反るように配設されている、ことである。
【００１０】
上記構成では、ポンプからエネルギーを得た流体が第１タービンの各回転羽根で反射して径方向外側から第２タービンへ流れ込む際、回転羽根の翼構造によって翼背と翼腹との間において圧力差が生じ、その圧力差によって各翼において翼腹から翼背の方向へ回転力が発生する。すなわち翼前縁が径方向外側に翼後縁が径方向内側に位置し且つ翼背が回転方向に反るように配設することにより第２タービンを第１タービンに対し逆方向に回転させることが出来るようになる。
【００１１】
本発明の流体伝動装置の第４の特徴は、前記第１タービンと前記第２タービンの各軸受面には内係合機構がそれぞれ設けられていると共に前記中間軸の外周面にはこれらに係合する外係合機構が設けられている、ことである。
【００１２】
上記構成では、中間軸の移動距離に応じて中間軸を第１タービンと第２タービンの何れか一方のタービンに係合させることが出来るようになる。つまり、中間軸は第１タービンと第２タービンに対し選択的に係合し、中間軸の移動距離に応じて第１タービンの正転（前進）に係る回転動力と第２タービンの逆転（後退）に係る回転動力を選択的に出力軸へ伝達することが出来るようになる。
【００１３】
本発明の流体伝動装置の第５の特徴は、前記中間軸は、軸方向のみ移動可能で前記第１タービンの外係合機構と係合する内係合機構を備えた第１スライダーと軸方向移動に関し一体化されている、ことである。
【００１４】
上記構成では、第１スライダーは（第１タービンと第２タービンに選択的に係合する）上記中間軸を軸方向に移動させる駆動手段となると共に、中間軸が第２タービンと係合する際の第１タービンの回転を拘束する回転拘束手段としても機能するようになる。また、第１スライダーは中間軸と軸方向移動に関し一体化されているため、中間軸と第１スライダーの各移動距離は全く同じである。従って、中間軸の移動距離は第１スライダーの移動距離によって代用することが出来るようになり、第１スライダーの移動距離を操作量として前後進の切替を行うことが可能となる。
【００１５】
本発明の流体伝動装置の第６の特徴は、前記第１スライダーは中空円筒構造を成し前記中間軸は前記第１スライダーの内部にベアリングを介して挿通されている、ことである。
【００１６】
上記構成では、ベアリングによって中間軸は第１スライダーと軸方向移動に関し一体化しながら第１スライダーとは独立に回転することが可能となる。これにより中間軸は選択的に軸方向に移動して第１タービン又は第２タービンの何れか一方に係合し第１タービンの正転（前進）に係る回転動力と第２タービンの逆転（後退）に係る回転動力を選択的に出力軸へ伝達することが出来るようになる。
【００１７】
本発明の流体伝動装置の第７の特徴は、前記中間軸と前記入力軸は二重壁構造をそれぞれ有し、一方の壁部材がインサート部材として他方の壁間に入り込んで軸方向に対し相対移動する入れ子構造を成している、ことである。
【００１８】
上記構成では、他方の壁間に入り込んだ一方の壁部材が起動部材となりその壁間に設けられた従動部材（連結部材）に作用することにより、従動部材上下に変位させて中間軸と入力軸または後述の第２スライダーを一体化することが出来るようになると共に、入力軸とポンプを一体化することが出来るようになる。
【００１９】
本発明の流体伝動装置の第８の特徴は、前記中間軸の二重壁構造に連続した後部側壁の外周面には環状溝が周方向に沿って形成されていると共に前記入力軸の二重壁構造に係る外壁の外周面には、前記入力軸と前記ポンプを一体化する第１連結部材が配設された複数の第１貫通穴が周方向に沿って形成されている、ことである。
【００２０】
上記構成では、中間軸がスライドして中間軸の環状溝と入力軸の第１貫通穴が一致する時にその第１連結部材は環状溝に嵌り、環状溝に嵌った第１連結部材はポンプに係合することが出来ずに入力軸とポンプの結合は解除されることになる。つまり、中間軸がスライドして第１連結部材を環状溝に落とすことにより入力軸とポンプの結合を解除することが出来るようになる。
【００２１】
本発明の流体伝動装置の第９の特徴は、前記中間軸の二重壁構造に係る内壁の外周面には複数の窪みが環状に形成されていると共に前記入力軸の二重壁構造に係る内壁の外周面には、前記入力軸と前記中間軸を一体化する第２連結部材が配設された複数の第２貫通穴が周方向に沿って形成されている、ことである。
【００２２】
上記構成では、中間軸がスライドして中間軸の窪みと入力軸の第２貫通穴が一致する時にその第２連結部材は窪みに嵌る。窪みに嵌った第２連結部材は中間軸の二重壁構造により上下方向の移動が拘束される一方、入力軸の内壁によって横方向の移動が拘束され窪みから抜け出すことが出来なくなる。その結果、入力軸と中間軸は第２連結部材によって回転方向に関し一体化されることになる。つまり、中間軸がスライドして第２連結部材を窪みに落とすことにより入力軸とポンプを回転方向に関し一体化することが出来るようになる。
【００２３】
本発明の流体伝動装置の第１０の特徴は、前記第１及び第２連結部材はメタルボールである、ことである。
【００２４】
上記構成では、第１連結部材が環状溝に嵌る場合あるいは第２連結部材が窪みに嵌らない場合、上記連結部材はポンプ及び中間軸との間、あるいは入力軸と中間軸との間を転がりながら摺動することになる。連結部材がメタルボールの場合転がり摺動抵抗が小さくなるため、入力軸とポンプが一体化されない場合あるいは入力軸と中間軸が一体化されない場合の回転動力の損失が小さくなる。
【００２５】
本発明の流体伝動装置の第１１の特徴は、前記環状溝は側部内周面が軸方向に対し傾斜している、ことである。
【００２６】
上記構成では、中間軸を入力軸に対しスライドさせることにより、入力軸の外壁が第１連結部材に当接する。この場合、側部内周面が軸方向に対し傾斜していることにより第１連結部材は環状溝から押し出されることになる。つまり、上記構成により入力軸とポンプの結合を選択的に断続することが可能となる。
【００２７】
本発明の流体伝動装置の第１２の特徴は、前記中間軸の二重壁構造に係る後外壁の内周面先端は傾斜面を成していると共に前記窪みの側部内周面は傾斜面を成している、ことである。
【００２８】
上記構成では、中間軸に窪みに嵌った第２連結部材は窪みから抜け出すことが出来なくなるが、後外壁の傾斜面と窪みの傾斜面の相乗効果により中間軸を逆方向へスライドすることにより、第２連結部材を窪みから引き上げ入力軸と中間軸の結合を解除することが出来るようになる。つまり上記構成により入力軸と中間軸の結合を選択的に断続することが可能となる。
【００２９】
本発明の流体伝動装置の第１３の特徴は、前記中間軸の前記二重構造に係る前外壁の外周面には、前記第２タービン及びステータの双方に係合する外係合機構を備えた第２スライダーが同軸にスライド可能に設けられている、ことである。
【００３０】
上記構成では、中間軸が第１タービンに係合する時に第２スライダーによって第２タービンの回転を拘束することが可能となる。
【００３１】
本発明の流体伝動装置の第１４の特徴は、前記中間軸の前記前外壁の外周面には複数の貫通穴が形成されていると共に前記前外壁と前記内壁との壁間には第３連結部材が配設される一方、前記第２スライダーの内周面には内周溝が形成されている、ことである。
【００３２】
上記構成では、中間軸を第２タービンに係合させる場合、第３連結部材によって中間軸と第２スライダーを一体化し、中間軸を軸方向にスライドさせることにより、中間軸の外係合機構と第２スライダーの外係合機構が離隔した状態を形成して第２スライダーと第２タービン及びステータの係合を解除することが出来るようになる。つまり、中間軸が第２タービンに係合する際、第２スライダーと第２タービン及びステータの係合を確実に切断すると共に切断した後も中間軸が第２スライダーによって妨げられることがない状態を形成することが出来るようになる。
【００３３】
本発明の流体伝動装置の第１５の特徴は、前記中間軸が移動する時、前記中間軸の前外壁と内壁との壁間に前記入力軸の内壁が相対移動して前記第３連結部材を押し上げて、前記第３連結部材は前記中間軸の貫通穴と前記第２スライダーの内周溝に同時に嵌る、ことである。
【００３４】
上記構成では、中間軸を軸方向にスライドさせることにより第３連結部材によって中間軸と第２スライダーを一体化させ、中間軸の外係合機構と第２スライダーの外係合機構が離隔した状態を形成して第２スライダーと第２タービン及びステータの係合を解除することが出来るようになる。
【００３５】
本発明の流体伝動装置の第１６の特徴は、前記第２スライダーの内周溝には前記第３連結部材を径方向内側に付勢する弾性体が配設されている、ことである。
【００３６】
上記構成では、弾性体は入力軸内壁による第３連結部材の急激な押し上げを抑制すると共に押し上げられた第３連結部材の姿勢を安定させる。
【００３７】
本発明の流体伝動装置の第１７の特徴は、前記入力軸の内壁の先端部は傾斜していると共に前記内壁が当接する前記第３連結部材の当接部位は傾斜している、ことである。
【００３８】
上記構成では、入力軸の内壁が第３連結部材に係合する場合、第３連結部材に作用する入力軸の内壁の当接荷重を好適に分散させ第３連結部材を上方へ円滑に移動させることが出来る一方、入力軸の内壁が第３連連結部材に係合しなくなる場合、第３連結部材を元の位置に円滑に案内することが出来るようになる。つまり、上記構成により中間軸と第２スライダーの結合あるいは解除を円滑に行うことが出来るようになる。
【００３９】
本発明の流体伝動装置の第１８の特徴は、前記中間軸が軸方向に移動する時、前記第１連結部材は前記中間軸の環状溝に嵌り前記入力軸と前記ポンプの結合を解除する、ことである。
【００４０】
上記構成では、入力軸の回転動力はポンプに伝達されないため、ニュートラル状態を形成することが可能となる。
【００４１】
本発明の流体伝動装置の第１９の特徴は、前記中間軸が軸方向に移動する時、前記第１連結部材は前記中間軸の環状溝から抜け出して前記中間軸の後外壁または後部側壁に位置し前記入力軸と前記ポンプを一体化する、ことである。
【００４２】
上記構成では、入力軸の回転動力はポンプに伝達されるため、ニュートラル状態から前進状態、ロックアップ状態あるいは後退状態を形成することが可能となる。
【００４３】
本発明の流体伝動装置の第２０の特徴は、前記中間軸が軸方向に移動する時、前記第２連結部材は前記中間軸の窪みに嵌り前記入力軸と前記中間軸を一体化する、ことである。
【００４４】
上記構成では、入力軸と中間軸は回転方向に関し一体化され、中間軸と出力軸は元々回転方向に関し一体化されているため、入力軸と出力軸が機械的に直結したロックアップ状態を形成することが可能となる。
【００４５】
本発明の流体伝動装置の第２１の特徴は、前記中間軸が軸方向に移動する時、前記第２連結部材は前記中間軸の窪みから抜け出して前記入力軸と前記中間軸の結合を解除する、ことである。
【００４６】
上記構成では、入力軸と出力軸が機械的に直結しなくなるため、ロックアップ状態からニュートラル状態、前進状態あるいは後退状態を形成することが可能となる。
【００４７】
本発明の流体伝動装置の第２２の特徴は、前記中間軸が前記第１タービンに係合する時、前記第２スライダーは前記第２タービン及びステータの双方に係合している、ことである。
【００４８】
上記構成では、前記タービン１から伝達される回転動力は中間軸を介して出力軸へ出力されるため、前進状態あるいはロックアップ状態を形成することが可能となる。
【００４９】
本発明の流体伝動装置の第２３の特徴は、前記中間軸が前記第２タービンに係合する時、前記第１スライダーは前記第１タービンに係合している、ことである。
【００５０】
上記構成では、前記タービン２から伝達されるタービン１とは逆方向の回転動力は中間軸を介して出力軸へ出力されるため、後退状態を形成することが可能となる。
【００５１】
本発明の流体伝動装置の第２４の特徴は、前記第１スライダーの外周面にはピポットが設けられ、リング状ロータの内周面に前記ピポットが嵌る螺旋状溝が形成されたヨークカムを備えたモータによって軸方向に駆動される、ことである。
【００５２】
上記構成では、第１スライダーをロータの内側に収納させることが可能となるため、変速機全体をコンパクトにすることが可能となる。
【００５３】
本発明の流体伝動装置の第２５の特徴は、前記第１スライダーは回転および軸方向移動不能な固定円筒部材によってスライド移動可能に支持されている、ことである。
【００５４】
上記構成では、第１スライダーおよび中間軸を軸方向に安定に移動させることが出来る。
【発明の効果】
【００５５】
本発明の流体伝動装置によれば上記構成によって前後進の切り替えを流体伝動装置のみによって実現することが可能となるため、従来、軸方向に外付けされ遊星歯車等で構成された前進後退機構が不要となり、これにより変速機全体を軸方向に短縮することが可能となり、その結果エンジンルーム内のレイアウトの自由度が増すと共に変速機全体が軽量化されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のトルクコンバータの要部を示す断面説明図である。
【図２】本発明に係るポンプインペラー、第１タービンライナー、第２タービンライナー及びステータを示す斜視説明図である。
【図３】本発明に係るポンプインペラーを示す説明図である。
【図４】本発明に係る第１タービンライナーを示す斜視説明図である。
【図５】本発明に係る第１タービンライナーの軸受部の要部を示す斜視説明図である。
【図６】本発明に係る第２タービンライナーを示す説明図である。
【図７】本発明に係るステータを示す斜視説明図である。
【図８】本発明に係る入力軸を示す断面説明図である。
【図９】本発明に係る中間軸を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る第１スライダーを示す斜視説明図である。
【図１１】本発明に係る第２スライダーを示す斜視説明図である。
【図１２】本発明に係る第１スライダーとモータの係合を示す説明図である。
【図１３】本発明に係る固定円筒部材を示す斜視説明図である。
【図１４】本発明に係るカムを示す斜視説明図である。
【図１５】本発明のトルクコンバータのロックアップ状態を示す断面説明図である。
【図１６】本発明のトルクコンバータの前進状態を示す断面説明図である。
【図１７】本発明のトルクコンバータのニュートラル状態を示す断面説明図である。
【図１８】本発明のトルクコンバータの前進状態を示す断面説明図である。
【図１９】本発明に係る第１鉄球、第２鉄球およびカムの各連結状態を示す説明図である。
【図２０】本発明に係る第１鉄球、第２鉄球およびカムの各連結状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。
【００５８】
図１は、本発明のトルクコンバータ１００の要部を示す断面説明図である。なお、説明の都合上、後段のベルト式ＣＶＴ等の変速機を駆動する中間ギヤ１９、変速機本体をカバーするトランスミッションケース２０等も併せて図示されている。
このトルクコンバータ１００は、エンジンの回転動力によって駆動され、油圧作動油（以下、「作動油」という。）に仕事（エネルギー）を与えるポンプインペラー１と、作動油のエネルギーを回転動力に変換する第１タービンライナー２及び第２タービンライナー３と、作動油の流れを整流しながら作動油を各タービンライナー２、３からポンプインペラー１へ案内する（戻す）ステータ４と、エンジンの回転動力を受ける入力軸５と、回転動力を中間ギヤ１９（変速機）に伝達する出力軸６と、第１タービンライナー２又は第２タービンライナー３に選択的に係合して各タービンライナー２、３の回転動力を出力軸６へ伝達する中間軸７と、中間軸７を軸方向へ移動させると共に第１タービンライナー２と選択的に係合して第１タービンライナー２を回転不能にする第１スライダー８と、第２タービンライナー３と選択的に係合して第２タービンライナー３を回転不能にする第２スライダー９と、第１スライダー８を軸方向に移動させるモータ１０と、一端をトランスミッションケース２０に固定され第１スライダー８と常に係合する固定円筒部材１１と、ポンプインペラー１を入力軸５に選択的に一体化させる断続手段としての第１鉄球１２（第１連結部材）、中間軸７を入力軸５に選択的に一体化させる断続手段としての第２鉄球１３（第２連結部材）と、第２スライダー９を中間軸７に選択的に一体化させる断続手段としてのカム１４（第３連結部材）と、第２スライダー９を軸方向前方に付勢するスプリング１５と、カム１４を径方向へ付勢するＣリング状の弾性クリップ１６と、ステータ４を固定支持する支持プレート１７と、中間軸７を回動自在に軸受けすると共に中間軸７と第１スライダー８を軸方向に一体化するベアリング１８とを具備して構成されている。なお、詳細については後述するが、中間軸７が第１タービンライナー２に係合している時第２タービンライナー３は第２スライダー８によって回転が拘束され回転不能な状態になり、中間軸７が第２タービンライナー３に係合している時第１タービンライナー２は第１スライダー８によって回転が拘束され回転不能な状態になる。つまり、中間軸７の移動距離に応じて各タービンライナー２、３の回転動力を選択的に取り出すことが出来ると共に、中間軸７の移動距離に応じて中間軸７と入力軸５との断続あるいは入力軸５とポンプインペラー１との断続が行われる。つまり、本発明のトルクコンバータ１００では中間軸７の軸方向の移動距離に応じて、トルクコンバータのロックアップ、前進、ニュートラル、及び後進の各トルク伝達状態が好適に切り替わることが出来るように構成されている。また、本実施例では変速機側を「前方」と、エンジン側を「後方」と称している。以下、各構成について更に詳細に説明する。
【００５９】
ポンプインペラー１は、図２に示すように支持プレート１７とステータ４との間に同軸に設けられ、図３（ａ）に示すように、流れ方向を軸方向から径方向に変えて作動油を内側から外側へ送り出す遠心式ポンプである。また、各翼（回転羽根）１ａは円板１ｂ上に放射状に径方向内側から外側に向かうにつれて回転方向とは逆向きに旋回するように配設されている。また、本実施例では、翼１ａの翼前縁および翼後縁がそれぞれ径方向内側、径方向外側に位置するように、更に翼背および翼腹がそれぞれ回転方向側、反回転方向側に位置するように、つまり翼１ａが回転方向に沿って反るように配設されている。そして、作動油が翼１ａに沿って流れることにより翼１ａと作動油の間でエネルギーの授受が行われ、作動油はエネルギーが増大して、次段の第１タービンライナー２及び第２タービンライナー３へ流入する。
【００６０】
また、図３（ｂ）に示すように、ポンプインペラー１の軸受部（Ｃ部）の内周面には第１鉄球１２が嵌る切欠き溝１ｃが、本実施例では３０°の等間隔で１２個設けられている。なお、詳細については図１９及び図２０を参照しながら後述するが、鉄球１２が切欠き溝１ｃに嵌る時、ポンプインペラー１と入力軸５が一体化され入力軸５の回転動力がポンプインペラー１に伝達されるようになる。一方、鉄球１２が切欠き溝１ｃに嵌っていない時、ポンプインペラー１は入力軸５に対し空転し入力軸５の回転動力はポンプインペラー１に伝達されないようになる。
【００６１】
また、切欠き溝１ｃの内周面には第１鉄球１２を径方向内側に付勢する弾性体１ｄが設けられている。本発明のトルクコンバータ１００では、鉄球１２を径方向外側へ押し上げるのは後述する中間軸７が行い、径方向内側に押し下げるのは弾性体１ｄが行うように構成されている。
【００６２】
第１タービンライナー２は、図２に示すように第２タービンライナー３の後段に同軸に配設されている。また、各翼２ａは図４に示すように、いわゆるバケット羽根であり、ケーシング２ｂ径方向外側の内周面に沿って等間隔で設けられ、ポンプインペラー１と同じ方向（図２の時計方向CW）に回転するように、翼２ａの翼背は回転方向側に位置するように配設されている。
【００６３】
また、第１タービンライナー２の軸受部（Ｄ部）の内周面には、図５に示すように、後述する中間軸７（の外爪７ｄ）と係合する内爪２ｃが等間隔で設けられている。他方、第１タービンライナー２の軸受部（Ｄ部）の外周面には後述する第１スライダー８（の内爪８ｂ）と係合する、略半円筒形に軸方向に沿って切り欠かれた凹状の外爪２ｄが等間隔で設けられている。なお、詳細については後述するが、この内爪２ｃが中間軸７の外爪７ｄと係合している間、第１タービンライナー２の回転動力は中間軸７を介して出力軸６に伝達される一方、この外爪２ｄが第１スライダー８と係合している間、第１タービンライナー２の回転が第１スライダー８によって拘束され、回転動力は中間軸７および出力軸６に伝達されることはない。つまり、これら内爪２ｃと外爪２ｄは選択的に中間軸７または第１スライダー８にそれぞれ係合するように構成されている。
【００６４】
第２タービンライナー３は、図２に示すようにステータ４と第１タービンライナー２との間に同軸に設けられ、図６に示すように各翼（回転羽根）３ａは円板３ｂに放射状に、ポンプインペラー１とは逆に径方向外側から内側に向かうにつれて回転方向とは逆向きに旋回するように配設されている。各翼３ａは翼前縁および翼後縁がそれぞれ径方向外側、内側に位置すると共に、第１タービンライナー２とは逆向きに回転するように、翼背および翼腹がそれぞれ反回転方向側、回転方向側に位置するように、つまり翼３ａが回転方向に沿って反るように配設されている。従って、作動油が翼３ａに沿って流れることにより作動油と翼３ａの間でエネルギーの授受が行われ、翼背側の圧力が翼腹側の圧力よりも高くなり、第２タービンライナー３は第１タービンライナー２とは逆向きの方向（図２の反時計方向CCW）に回転する。
【００６５】
また、第２タービンライナー３の軸受部（Ｅ部）の内周面には、後述する中間軸７（の外爪７ｄ）或いは後述する第２スライダー９（の前外爪９ａ）と係合する内爪３ｃが等間隔に設けられている。なお、詳細については後述するが、この内爪３ｃが中間軸７の外爪７ｄと係合する時、第２タービンライナー３の回転動力は中間軸７を介して出力軸６に伝達されるようになる。他方、この内爪３ｃが第２スライダー９の前外爪９ａと係合し且つ第２スライダー９の後外爪９ｂがステータ４の内爪４ｄと係合している時、第２タービンライナー３の回転が第２スライダー９によって拘束され、第２タービンライナー３の回転動力は中間軸７および出力軸６に伝達されないようになる。
【００６６】
このように、中間軸７の外爪７ｄが第１タービンライナー２の内爪２ｃに係合する時第１タービンライナー２の回転動力が中間軸７に伝達されるトルク伝達状態（前進）が実現され、他方、中間軸７の外爪７ｄが第２タービンライナー３の内爪３ｃに係合する時第２タービンライナー３の回転動力が中間軸７に伝達されるトルク伝達状態（後退）が実現されることになる。
【００６７】
ステータ４は、図２に示すようにポンプインペラー１と第２タービンライナー３との間に設けられ、スタッドボルト４ｃを介して支持プレート１７に取り付けられている。また、図７に示すようにステータ４の中央部には後述する入力軸５、中間軸７および第２スライダー９が通る軸受部（Ｆ部）が設けられ、Ｆ部と円板４ｂとの開口には作動油を各タービンライナー２，３からポンプインペラー１へ戻す（案内する）複数の案内羽根４ａ（固定羽根）が放射状に設けられている。また、Ｆ部の内周面には後述する第２スライダー９の前外爪９ａと係合する内爪４ｄが設けられている。また、内爪４ｄの後方には第２スライダー９を前方（変速機側へ）付勢するスプリング１５が組み込まれている。
【００６８】
入力軸５は、図８に示すように主軸５ａの側端段差面に二重壁中空円筒部材５ｂが圧入によって嵌め込まれ構成されている。特に、二重壁中空円筒部材５ｂの内壁５ｃは後述する中間軸７の壁間にインサート部材として嵌め込まれ第２鉄球１３又は後述するカム１４に選択的に係合して中間軸７と入力軸５を一体化させ、或いは中間軸７と第２スライダー９を一体化させる。そのため、内壁５ｃと主軸５ａ外周面との間に形成される空間には後述する中間軸７が並進（摺動）および回転可能に嵌め込まれ、更に外壁５ｄと主軸５ａ外周面との間に形成される空間にも中間軸７が嵌め込まれる。このように入力軸５と中間軸７は、いわゆる入れ子構造を成している。また、外壁５ｄには第１鉄球１２が嵌る第１貫通穴５ｆが環状かつ等間隔に形成されていると共に、内壁５ｃには第２鉄球１３が嵌る第２貫通穴５ｅが環状かつ等間隔に形成されている。
【００６９】
また、二重壁中空円筒部材５ｂの変速機側の先端面は面取りされ傾斜面５ｇを成している。この傾斜面５ｇは後述するカム１４を上方（径方向外側）へ押し上げる際あるいはカム１４が後述する弾性クリップ１６によって下方（径方向内側）へ押し戻される際のガイド斜面となる。
【００７０】
中間軸７は、図９（ｂ）に示すように中空円筒状部材７ａの内側段差面に二重壁中空円筒状部材７ｂが圧入によって嵌め込まれ構成されている。特に、前外壁７ｅ及び後外壁７ｆと内壁７ｇとの間に形成される空間には入力軸５の（入力軸５の）内壁５ｃが嵌め込まれ、中間軸７が入力軸５に対し左側（前方）へ相対移動する場合は第２鉄球１３が窪み７ｈに嵌り中間軸７は入力軸５に一体化される。すなわち第２鉄球１３が窪み７ｈに嵌ると、第２鉄球１３は後外壁７ｆ、環状面７ｋ、窪み７ｈ及び内壁５ｃによって窪み７ｈから抜け出すことが出来ず、その結果入力軸５の回転は第２鉄球１３を介して中間軸７に伝達されるようになる。他方、中間軸７が入力軸５に対し右側（後方）へ相対移動する場合は、第２鉄球１３は窪み７ｈの傾斜面と後外壁７ｆの傾斜面に案内されながら窪み７ｈから抜け出すことになる。この時、カム１４が入力軸５の内壁５ｃによって押し上げられ中間軸７と第２スライダー９が一体化されるようになる。このように、内壁７ｇの外周面には第２鉄球１３が嵌る窪み７ｈが環状かつ等間隔に設けられ、前外壁７ｅの外周面にはカム１４が嵌る貫通穴７ｉが環状かつ等間隔に設けられている。更に、内壁７ｇの外周面にはカム１４が係止する切込み７ｊが貫通穴７ｇの下方に設けられている。
【００７１】
中空円筒状部材７ａの先端部内周面には出力軸６とスプライン結合する溝７ｃが形成されている。これにより中間軸７は軸方向にスライド移動可能であると共に回転方向に関し出力軸６と一体化することが可能となる。また、中空円筒状部材７ａの外周面には第１タービンライナー２の内爪２ｃ又は第２タービンライナー３の内爪３ｃと選択的にに係合する外爪７ｄが環状かつ等間隔に設けられている。
【００７２】
また、二重壁中空円筒部材７ｂの後部側壁外周面には、第１鉄球１２が嵌る環状溝７ｍが環状に形成されている。なお、詳細については図１５から図２０を参照しながら後述するが、本発明のトルクコンバータ１００では第１鉄球１２の位置に応じて入力軸５から出力軸６へのトルク伝達状態が切り替わるように構成されている。すなわち、第１鉄球１２が環状溝７ｍに嵌る時に入力軸５とポンプインペラー１の結合が解除されトルク伝達状態はニュートラル状態となる。他方、第１鉄球１２が後外壁７ｆ外周面に位置する時に、入力軸５とポンプインペラー１が結合されると共に中間軸７が第２タービンライナー３に係合するためトルク伝達状態は後退状態となる。あるいは第１鉄球１２が後部側壁７Ｌ外周面に位置する時に入力軸５とポンプインペラー１が結合されると共に中間軸７が第１タービンライナー２と係合するため、トルク伝達状態は前進状態またはロックアップ状態となる。この場合、第１鉄球１２が環状溝７ｍからより遠くに位置する方がトルク伝達状態はロックアップ状態となる（第２鉄球１３が窪み７ｈに嵌り入力軸５と中間軸７が結合されるため）。
【００７３】
第１スライダー８は、図１０に示すように中空円筒構造を成している。その外周面には後述する固定円筒部材１１に常に係合する略半円筒形に軸方向に沿って切り欠かれた凹状の外爪８ａが環状に設けられている。また、後端部（エンジン側）の内周面には第１タービンライナー２の外爪２ｄに係合する略半円筒形に突出した凸状の内爪８ｂが環状かつ等間隔に設けられている。また、後端部の外周面には後述するモータ１０のロータ内周面に形成されたヨークカム１０ａの螺旋状の半周溝１０ｂに嵌るピポット８ｃが点対称に２個設けられている。従って、第１スライダー８は固定円筒部材１１によって常時回転運動を抑制されると共にモータ１０によって軸方向にのみ移動することが出来る。
【００７４】
また、第１スライダー８の内部にはベアリング１８が２個設けられ、第１スライダー８はこれらベアリング１８,１８を介して中間軸７に締結されている。従って、第１スライダー８が軸方向にある距離だけ移動する場合、中間軸７も軸方向に同じ距離だけ移動することになる。更に、中間軸７は回転可能であり、例えば中間軸７が第１タービンライナー２に係合して回転駆動される場合、中間軸７の回転駆動力は第１スライダー８には伝達されずに出力軸６にのみに伝達されることになる。
【００７５】
第２スライダー９は、図１１に示すように第１スライダー８と同様に中空円筒構造を成している。その外周面には第２タービンライナー３の内爪３ｃと係合する前外爪９ａ、並びにステータ４の内爪４ｄと係合する後外爪９ｂが環状かつ等間隔に設けられている。また、その内周面にはカム１４が嵌る内周溝９ｃが設けられている。従って、第２スライダー９は、（後退モード以外の）モードにおいては第２タービンライナー３とステータ４に双方に係合し第２タービンライナー３の回転を抑制している。
【００７６】
また、第２スライダー９は中間軸７の外周面に配設されているが、後述するカム１４が内周溝９ｃに嵌る時以外第２スライダー９は中間軸７に一体化されることはない。また、第２スライダー９の軸方向移動について、後方への移動限界はスプリング１５によって規定され、前方への移動限界は例えば第２タービンライナー３の内爪３ｃによって規定される。従って、第２スライダー９の前外爪９ａは第２タービンライナー３の内爪３ｃを通過することが出来ないが、第２スライダー９の後外爪９ｂはステータ４の内爪４ｄを通過することが出来るようにそれぞれ構成されている。
【００７７】
また、内周溝９ｃの内部には後述するカム１４の急激な押し上げを抑制すると共にカム１４を元の位置に戻すためのＣリング状の弾性クリップ１６が嵌め込まれている。
【００７８】
モータ１０は、例えば電機子コイルがステータとして外側に配設され永久磁石がロータとして回転するブラシレスモータによって構成されている。図１に示すようにロータの内周面にはヨークカム１０ａが取り付けられ、図１２に示すようにヨークカム１０ａの内周面には２つの螺旋状の半周溝１０ｂが、各螺旋方向が互いに逆向きとなるようにそれぞれ形成されている。従って、モータ１０が回転することにより、第１スライダー８の２つのピポット８ｃ、８ｃが各半周溝１０ｂ、１０ｂに沿ってそれぞれ摺動しながら相対移動する。そして第１スライダー８は固定円筒部材１１によって回転運動が常時抑制されているため、これらピボット８ｃ、８ｃが半周溝１０ｂ、１０ｂから受ける力は第１スライダー８を軸方向に移動させる推進力となる。従って、モータ１０が回転することにより、第１スライダー８は軸方向に移動することになる。
【００７９】
固定円筒部材１１は、図１３に示すように第１スライダー８と同様に中空円筒構造を成している。その変速機側の端部外周面にはトランスミッションケース２０に取り付けるための取付穴１１ａが４ヶ所設けられ、固定円筒部材１１は例えばボルト（図示せず）によってトランスミッションケース２０に並進・回転不能に取り付けられる。また、その内周面には第１スライダー８の外爪８ａと常時係合する内爪１１ａが環状に設けられている。
【００８０】
カム１４は、図１４に示すように入力軸５の傾斜面５eおよび中間軸７の貫通穴７ｅに係合する下方部分および上方部分がそれぞれ面取りされ傾斜面１４ａ、１４ｂ、１４ｃを成している。また、カム１４は、通常（第２スライダー９の内周溝９ｃに嵌らない時）は図１に示すように中間軸７の貫通穴７ｅと切込み７ｆによってそれぞれ支持されて係止している。
【００８１】
上述した通り、本発明のトルクコンバータ１００では第１スライダー８を軸方向にスライド移動させることにより、これに連動した中間軸７が同じ距離だけ軸方向に移動し、変速機のロックアップ、前進、ニュートラル、及び後進の各トルク伝達状態が好適に切り替わることが出来るように構成されている。中間軸７の軸方向の移動量は第１スライダー８の軸方向の移動量と同じであるため、中間軸７の軸方向の移動量は、例えばトランスミッションケース２０後面から第１スライダー８の後端までの距離Ｓによって規定することが出来る。従って、以後では上記距離Ｓを操作量とし、各トルク伝達状態（ロックアップ、前進、ニュートラル、後退）について説明する。
【００８２】
図１５は、本発明のトルクコンバータ１００のロックアップ状態を示す断面説明図である。
この場合、中間軸７は上記４状態の内で最も左側（前方）に位置している。従って、第１スライダー８はトランスミッションケース２０に最も近くに位置している。第１鉄球１２の係合状態を見ると、第１鉄球１２は入力軸５の第１貫通穴５ｆとポンプインペラー１の切欠き溝１ｃに嵌っている。この場合、図１９（ａ）に示されるように、第１鉄球１２は上方の移動を切欠き溝１ｃによって、側方の移動を第１貫通穴５ｆによって、下方の移動を中間軸７の後部側壁７Ｌによってそれぞれ拘束されるため、入力軸５とポンプインペラー１は回転方向に関し一体化され、入力軸５の回転動力は第１鉄球１２を介してポンプインペラー１に伝達されることになる。一方、第２鉄球１３の係合状態を見ると、図１９（ｂ）に示されるように、第２鉄球１３は中間軸７の窪み７ｈおよび入力軸５の第２貫通穴５ｅに嵌っている。つまり第２鉄球１３は上方の移動を中間軸７の後外壁７ｆによって、側方の移動を第２貫通穴５ｅによって、下方の移動を窪み７ｈによってそれぞれ拘束されるため、入力軸５と中間軸７は回転方向に関し一体化され、入力軸５の回転動力は第２鉄球１３を介して中間軸７に伝達されることになる。
【００８３】
また、中間軸７の係合状態を見ると、中間軸７は第１タービンライナー２に係合している。すなわち、中間軸７の外爪７ｄは第１タービンライナー２の内爪２ｃに係合している。また、第２スライダー９は第２タービンライナー３及びステータ４の双方に係合している。すなわち、第２スライダー９の前外爪９ａは第２タービンライナー３の内爪３ｃに係合していると共に後外爪９ｂはステータ４の内爪４ｄに係合している。従って、第１タービンライナー２の回転動力は中間軸７を介して出力軸６に伝達される一方、第２タービンライナー３は第２スライダー９によって回転が拘束され回転することが出来なくなる。従って、第１タービンライナー２の回転動力のみ中間軸７を介して出力軸６に伝達されることになる。
【００８４】
カム１４の係合状態を見ると、図１９（ｃ）に示されるように、入力軸５の内壁５ｃはカム１４に当接していないため、中間軸７の貫通穴７ｉに嵌ったままである。
【００８５】
図１６は、本発明のトルクコンバータ１００の前進状態を示す断面説明図である。
前進状態は、例えばロックアップ状態にある中間軸７を右側（後方）へ、第２鉄球１３が窪み７ｈから抜け出して中間軸７の内壁７ｇに位置するまで右側へ移動させることにより形成される。この場合、第１鉄球１２の係合状態を見ると、図１５（ロックアップ状態）と同様に第１鉄球１２は入力軸５の第１貫通穴５ｆとポンプインペラー１の切欠き溝１ｃに嵌って、入力軸５とポンプインペラー１は回転方向に関し一体化され、入力軸５の回転動力は第１鉄球１２を介してポンプインペラー１に伝達されることになる。なお、第１鉄球１２の環状溝７ｍまでの距離はロックアップ状態に比べ短くなっている。これは、入力軸５の軸方向の位置は固定されているため中間軸７を右側へ移動させると入力軸５と中間軸７との相対距離が短くなるためである。
【００８６】
また、中間軸７の係合状態を見ると、図１５と同様に中間軸７は第１タービンライナー２に係合している。しかし、中間軸７の外爪７ｄは第１タービンライナー２の内爪２ｃに対し図１５のロックアップ状態よりも深く係合している。また、第２スライダー９は、図１５と同様に第２タービンライナー３及びステータ４の双方に係合している。すなわち、第２スライダー９の前外爪９ａは第２タービンライナー３の内爪３ｃに係合していると共に後外爪９ｂはステータ４の内爪４ｄに係合している。従って、入力軸５の回転動力は、中間軸７と入力軸５の結合が解除されているため、ポンプインペラー１、第１タービンライナー２および中間軸７を介して出力軸６へ伝達されることになる。
【００８７】
図１７は、本発明のトルクコンバータ１００のニュートラル状態を示す断面説明図である。
ニュートラル状態は、例えば前進状態にある中間軸７を右側（後方）へ、第１鉄球１２が中間軸７の環状溝７ｍに嵌り込む位置まで右側へ移動させることにより形成される。この場合、第１鉄球１２の係合状態を見ると、図２０（ａ）に示されるように、第１鉄球１２は環状溝７ｍに嵌り込み、入力軸５が回転する際第１鉄球１２はポンプインペラー１の切欠き溝１ｃに係合していない。その結果、入力軸５の回転動力はポンプインペラー１へ伝達されなくなる。他方、第２鉄球１３の係合状態を見ると、図２０（ｂ）に示されるように、第２鉄球１３は第２貫通穴５ｅに嵌ったまま中間軸７の内壁７ｇと入力軸５の外壁５ｄとの間に位置している。つまり、第２鉄球１３は中間軸７に係合していない。
【００８８】
また、中間軸７の係合状態を見ると、図１５及び図１６と同様に中間軸７は第１タービンライナー２に係合している。中間軸７の外爪７ｄは第１タービンライナー２の内爪２ｃに対し図１５及ぶ図１６よりも深く係合している。また、第２スライダー９は、図１５と同様に第２タービンライナー３及びステータ４の双方に係合している。すなわち、第２スライダー９の前外爪９ａは第２タービンライナー３の内爪３ｃに係合していると共に後外爪９ｂはステータ４の内爪４ｄに係合している。しかし、入力軸５の回転動力はポンプインペラー１へ伝達されず、更に入力軸５と中間軸７の結合は解除されているため、入力軸５の回転動力は出力軸６へ伝達されることはない。
【００８９】
カム１４の状態を見ると、図２０（ｃ）に示されるように、カム１４は入力軸５の内壁５ｃに押し上げられ中間軸７の貫通穴７ｉを通って第２スライダー９の内周溝９ｃに入り込んで、弾性クリップ１６に当接している。従って、中間軸７と第２スライダー９は回転方向および軸方向に関し一体化している。
【００９０】
図１８は、本発明のトルクコンバータ１００の後退状態を示す断面説明図である。
後退状態は、例えばニュートラル状態にある中間軸７を右側（後方）へ、第１鉄球１２が中間軸７の環状溝７ｍを抜け出し後外壁７ｆ上に位置するまで右側へ移動させることにより形成される。この場合、第１鉄球１２はポンプインペラー１の切欠き溝１ｃに係合しているため、入力軸５とポンプインペラー１は回転方向に関し一体化され、入力軸５の回転動力は第１鉄球１２を介してポンプインペラー１に伝達されることになる。他方、第２鉄球１３は、入力軸５の第２貫通穴５ｅに嵌りながら中間軸７の内壁７ｇ外周面に位置している。従って、中間軸７は入力軸５に対し回転自由な状態であり中間軸７と入力軸５は回転方向に関し一体化されていない。
【００９１】
また、中間軸７の係合状態を見ると、中間軸７と第２スライダー９は一体化されている。また、中間軸７は第２タービンライナー３と係合している。つまり、中間軸７の外爪７ｄは第２タービンライナー３の内爪３ｃに係合している。第２スライダー９は、第２タービンライナー３ステータ４にも係合せず中間軸７によってスプリング１５に押しつけられている。その結果、第２タービンライナー３の第１タービンライナー２とは逆向きの回転動力は中間軸７を介して出力軸６へ伝達される。
【００９２】
以上の通り、本発明のトルクコンバータ１００では、作動油から仕事を取り出すタービンライナーが互いに回転方向が逆向きで翼２ａが径方向外側のケーシング２ｂ内周面に沿って配設されている第１タービンライナー２と、各翼３ａが径方向内側から外側に向かい放射状に旋回して配設された第２タービンライナー３によって構成されている。更に、第１タービンライナー２の軸受部は内爪２ｃと外爪２ｄを備え、第２タービンライナー３の軸受部は内爪３ｃを備えて構成されている。
一方、エンジンからの回転動力を受ける入力軸５は２重壁構造を有すると共にその２重壁に係る外壁５ｄと内壁５ｃには周方向に沿って第１貫通穴５ｆ及び第２貫通穴５ｅがそれぞれ設けられている。他方、第１及び第２タービンライナー２、３に係合する中間軸７は２重壁中空円筒構造を成して構成されている。そして、入力軸５と中間軸７は一方の壁が他方の壁間にスライド可能に挿入された入れ子構造を成し中間軸７が入力軸５に対しスライド可能に構成されている。更に中間軸７の二重壁の後外壁７ｆに対応する内壁７ｇ外周面には窪み７ｈが設けられていると共にその二重壁に連続した後部側壁７Ｌ外周面には環状溝７ｍが設けられている。更に中間軸７の軸方向移動手段として後部内周面に内爪８ｂを備えた中空円筒構造の第１スライダー８が同軸に中間軸７の前方（変速機側）に取り付けられていると共に、中間軸７の二重壁（入れ子構造）に係る前外壁７ｅ外周面には前外爪９ａと後外爪９ｂと内周溝９ｃを備えた第２スライダー９が同軸かつスライド可能に取り付けられている。
これにより、中間軸７が入力軸５に対し軸方向にスライドすることにより、入れ子構造に係る入力軸５の内壁５ｃが連結部材１４を上下に変位させるカム機構として機能すると共に入れ子構造に係る中間軸７の後外壁７ｆ、環状溝７ｍ及び後部側壁７Ｌが第１鉄球１２を上下に変位させるカム機構として機能する。更に、中間軸７の入れ構造に係る内壁７ｇおよび窪み７ｈは第２鉄球１３を上下に変位させるカム機構として機能する。その結果、中間軸７が入力軸５に対して軸方向にスライドすることにより、中間軸７の出力段において中間軸７が第１タービンライナー２から第２タービンライナー３に係合するタイミングで第２スライダー９が第２タービンライナー３に係合しなくなる、つまり正転（ロックアップ、前進、ニュートラル）と逆転（後退）の切り替えが成されるようになる。他方、中間軸７の入力段において中間軸７と入力軸５との間の結合状態が接続状態から切断状態に切り替わり、ならびに入力軸５とポンプインペラー１との間の結合状態が接続状態→切断状態→接続状態の順に切り替わる。従って、出力段が正転状態にある（中間軸７が第１タービンライナー２に係合している）場合、中間軸７と入力軸５との間の結合状態が接続状態かつ入力軸５とポンプインペラー１との間の結合状態が接続状態の時にロックアップ状態が実現され、また中間軸７と入力軸５との間の結合状態が切断状態かつ入力軸５とポンプインペラー１との間の結合状態が接続状態の時に前進（コンバート）状態が実現され、更に中間軸７と入力軸５との間の結合状態が切断状態かつ入力軸５とポンプインペラー１との間の結合状態が切断状態の時にニュートラル状態が実現される。他方、出力段が逆転状態にある（中間軸７が第２タービンライナー３に係合している）場合、中間軸７と入力軸５との間の結合状態が切断状態かつ入力軸５とポンプインペラー１との間の結合状態が接続状態の時に後退状態が実現される。
従って、本発明のトルクコンバータ１００によれば上記構成によって前後進の切り替えを流体伝動装置のみによって実現することが可能となるため、従来、軸方向に外付けされ遊星歯車等で構成された前進後退機構が不要となり、これにより変速機全体を軸方向に短縮することが可能となり、その結果エンジンルーム内のレイアウトの自由度が増すと共に変速機全体が軽量化されるようになる。
【符号の説明】
【００９３】
１        ポンプインペラー
１ａ      翼
１ｂ      円板
１ｃ      切欠き溝
１ｄ      弾性体
２        第１タービンライナー
２ａ      翼
２ｂ      ケーシング
２ｃ      内爪
２ｄ      外爪
３        第２タービンライナー
３ａ      翼
３ｂ      円板
３ｃ      内爪
４        ステータ
４ａ      案内羽根
４ｂ      円板
４ｃ      スタッドボルト
４ｄ      内爪
５        入力軸
５ａ      主軸
５ｂ      二重壁中空円筒部材
５ｃ      内壁
５ｄ      外壁
５ｅ      第２貫通穴
５ｆ      第１貫通穴
５ｇ      傾斜面
６        出力軸
７        中間軸
７ａ      中空円筒状部材
７ｂ      二重壁中空円筒状部材
７ｃ      溝
７ｄ      外爪
７ｅ      前外壁
７ｆ      後外壁
７ｇ      内壁
７ｈ      窪み
７ｉ      貫通穴
７ｊ      切込み
７ｋ      環状面
７Ｌ      後部側壁
７ｍ      環状溝
８        第１スライダー
８ａ      外爪
８ｂ      内爪
９        第２スライダー
９ａ      前外爪
９ｂ      後外爪
９ｃ      内周溝
１０      モータ
１０ａ    ヨークカム
１０ｂ    半周溝
１１      固定円筒部材
１２      第１鉄球
１３      第２鉄球
１４      カム
１５      スプリング
１６      弾性クリップ
１７      支持プレート
１８      ベアリング
１９      中間ギヤ
２０      トランスミッションケース
１００    トルクコンバータ
【図１】
2015224739.tif 000003
【図２】
2015224739.tif 000004
【図３】
2015224739.tif 000005
【図４】
2015224739.tif 000006
【図５】
2015224739.tif 000007
【図６】
2015224739.tif 000008
【図７】
2015224739.tif 000009
【図８】
2015224739.tif 000010
【図９】
2015224739.tif 000011
【図１０】
2015224739.tif 000012
【図１１】
2015224739.tif 000013
【図１２】
2015224739.tif 000014
【図１３】
2015224739.tif 000015
【図１４】
2015224739.tif 000016
【図１５】
2015224739.tif 000017
【図１６】
2015224739.tif 000018
【図１７】
2015224739.tif 000019
【図１８】
2015224739.tif 000020
【図１９】
2015224739.tif 000021
【図２０】
2015224739.tif 000022