(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバータハウジング内にポンプインペラ、ステータおよびタービンランナで作動油循環路を形成してトルク伝達を行うとともに、トランスミッションケース側に固定されたステータシャフトに支持される自動変速機用トルクコンバータにおいて、
前記コンバータハウジング内に電磁クラッチを有し、
該電磁クラッチは、前記ステータシャフトと前記ステータとの間に設置されると共に、前記電磁クラッチと前記ステータシャフトとにそれぞれスプラインが形成され、該両スプラインのうちの一方の山の側面が他方の山の側面に接触して噛み合うスプライン結合により前記電磁クラッチが前記ステータシャフトに固定され、
前記両スプラインの接触面であって前記一方の山の両側面に同一極性の第１の端子を有し、
前記他方の山の前記第１の端子と対向する側面と、前記他方の山と前記一方の山を挟んで隣接する他方の第２の山の前記第１の端子と対向する側面とに同一極性の第２の端子を有し、
前記第１の端子と前記第２の端子を介して前記電磁クラッチへの通電が行われることを特徴とする自動変速機用トルクコンバータ。
【請求項２】
前記電磁クラッチは、前記ステータ側に固定された磁性体のアウタレースと、前記ステータシャフト側に連結された磁性体のインナレースとの間に磁気粘性流体を保持するとともに、前記インナレースにコイルを設けて、
該コイルへの通電制御により前記アウタレースと前記インナレース間の締結、開放が制御されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機用トルクコンバータ。
【請求項３】
前記インナレースが第２スプラインを備えるスプライン部材に固定され、該スプライン部材が第１スプラインを備える前記ステータシャフトと前記スプライン結合することを特徴とする請求項２に記載の自動変速機用トルクコンバータ。
【請求項４】
前記第１の端子が、前記第１スプラインの山の側面に設けられ、前記第２の端子が、前記第２スプラインの山の側面に設けられ、
前記コイルへの通電は、
前記コンバータハウジングの外部から前記ステータシャフト内を通した第１の配線を前記第１の端子に接続し、
前記インナレースから前記スプライン部材内を通した前記コイルに連なる第２の配線を前記第２の端子に接続して行うことを特徴とする請求項３に記載の自動変速機用トルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動変速機用トルクコンバータ、とくにトルク伝達特性を可変とするトルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される自動変速機用トルクコンバータでは、ポンプインペラ、ステータおよびタービンランナで作動油循環路を形成するとともに、ステータをワンウェイクラッチを介して固定側のステータシャフトに支持して、ステータの固定により伝達トルクを増大させるトルクコンバータ状態とステータの一方向空転によりトルク増大作用をなくしたカップリング状態とを得るようにしている。
しかし、トルクコンバータ状態とカップリング状態が切り替わるカップリングポイントはステータに対する作動油の流入角によって決まり、ワンウェイクラッチでは任意にこれを制御することができない。このため例えばアイドリング状態でエンジン出力が微少な車両停車中にトルクコンバータ状態となっていわゆるクリープ現象を生じたり、またエンジンブレーキが要求されるときに十分な制動作用が得られない場合がある。
【０００３】
この対策として、本出願人らは、特開昭６１−１２７９７１号公報に、ワンウェイクラッチの代わりに多板ブレーキを介してステータを固定側に支持する技術を提案している。
これは、ステータと結合した回転可能のステータシャフトを軸方向に延ばし、トルクコンバータと隣接させて配置した多板油圧ブレーキに接続させているものである。
また、特開平０８−４２６８５号公報にも、トルクコンバータとトランスミッションとの間に配置されたオイルポンプを貫通して、ステータと結合したステータシャフトを軸方向に延ばし、トランスミッション側に配置した多板油圧ブレーキに接続させた同様の技術を示している。
【０００４】
これらの技術により、多板油圧ブレーキの作動／非作動を制御してカップリングポイントを任意に決定でき、例えばアクセルペダルの踏み込みを止めブレーキペダルを踏んだときには、多板油圧ブレーキを非作動としてステータを自由回転させることによりカップリング状態として、有効なエンジンブレーキ作用を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１２７９７１号公報
【特許文献２】特開平０８−４２６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、先に提案した技術はいずれもステータの固定／回転を制御する多板油圧ブレーキがトルクコンバータとは独立した形で軸方向に離間あるいは隣接するので、少なくとも多板油圧ブレーキを設けた分だけ自動変速機の軸方向サイズが増大してしまうという問題を伴う。
したがって本発明は、トルク伝達特性を可変としながら、自動変速機の軸方向長さを短縮可能なトルクコンバータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため本発明は、コンバータハウジング内にポンプインペラ、ステータおよびタービンランナで作動油循環路を形成してトルク伝達を行うとともに、トランスミッションケース側に固定されたステータシャフトに支持される自動変速機用トルクコンバータにおいて、
記コンバータハウジング内に電磁クラッチを有し、
該電磁クラッチは、前記ステータシャフトと前記ステータとの間に設置されると共に、前記電磁クラッチと前記ステータシャフトとにそれぞれスプラインが形成され、該両スプラインのうちの一方の山の側面が他方の山の側面に接触して噛み合うスプライン結合により前記電磁クラッチが前記ステータシャフトに固定され、
前記両スプラインの接触面であって前記一方の山の両側面に同一極性の第１の端子を有し、
前記他方の山の前記第１の端子と対向する側面と、前記他方の山と前記一方の山を挟んで隣接する他方の第２の山の前記第１の端子と対向する側面とに同一極性の第２の端子を有し、
前記第１の端子と前記第２の端子を介して前記電磁クラッチへの通電が行われるものとした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電磁クラッチによりトルク伝達特性を可変としながら、当該電磁クラッチをコンバータハウジング内に配置しているので、自動変速機の軸方向長さを短かくすることができる
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】ステータの支持構造の詳細を示す部分拡大図である。
【図３】配線経路を示す拡大断面図である。
【図４】ステータシャフト上の端子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は実施の形態を示す縦断面図である。
トルクコンバータ１は、インペラシェル１０内にインペラ羽根５と、タービンランナ７と、ステータ６とが収納配置され、同じくインペラシェル１０内にメカニカルクラッチ１５が形成されている。
インペラシェル１０は、エンジンなど不図示の動力源に連結されるフロントカバー１１と、ポンプインペラ１２、スリーブ部材１３とからなり、インペラシェル１０内にポンプインペラ１２と、タービンランナ７と、ステータ６とで作動油の循環流を生起する循環路を形成している。
フロントカバー１１は円盤部１１ａの外周部に平坦面を有し、外周縁から軸方向ポンプインペラ１２側にフランジ部１１ｂを延ばしている。
【００１１】
ポンプインペラ１２はその外周縁がフロントカバー１１のフランジ部１１ｂの端縁に溶接でつながるとともに、径方向中間にインペラ羽根５を保持する断面湾曲形状のインペラ保持部を有し、内周縁はスリーブ部材１３に溶接でつながっている。
スリーブ部材１３は、外周縁をポンプインペラ１２の上記内周縁と接続した円盤部１３ｂと、円盤部１３ｂの中央からフロントカバー１１と反対方向へ延びるスリーブ部１３ａとからなり、スリーブ部１３ａにおいてトランスミッションケース側に固定されたステータシャフト３まわりに回転可能である。
タービンランナ７はインペラ羽根５と対向するタービン羽根８を備え、内周部を主軸２とスプライン結合した出力ハブ４に連結されている。
インペラシェル１０内は作動油で満たされる。
【００１２】
インペラシェル１０内のメカニカルクラッチ１５は、出力ハブ４に回転可能に支持された第１クラッチ板１６と出力ハブ４に結合された第２クラッチ板１７との間に衝撃吸収のためのスプリング１８を設けて構成される。
第１クラッチ板１６は、径方向にフロントカバー１１のフランジ部１１ｂ近傍まで延びて、フロントカバー１１の円盤部１１ａとの間にクラッチ圧室Ｒを形成するとともに、外周近傍に円盤部１１ａの平坦面と対向して摩擦板１９を備えている。
クラッチ圧室Ｒの油圧を抜いて低圧とすることにより摩擦板１９がフロントカバー１１と接して、出力ハブ４を経て主軸２がフロントカバー１１と一体に回転しロックアップ状態が得られる。
【００１３】
インペラ羽根５とタービン羽根８の間に挟まれて配置されたステータ６は電磁クラッチ２０を介して固定側に支持されている。
図２はステータ６の支持構造の詳細を示す部分拡大図である。
ステータ６は、まずアルミニウムなど非磁性体のステータベース２１の短円筒状をなす基部２１ａの外周側に固定支持されている。
ステータベース２１は、基部２１ａの軸方向一端側に内径方向に延びる端壁２１ｂを有し、他方の端面にボルト２３で取り付けられた壁部材２２と協同して、口を内径方向に開いた断面コ字形を有するリング状の収容室Ｓを形成している。
収容室Ｓの奥底（最外径側）には鉄など透磁率の高い磁性体からなるアウタレース２５が配置されている。アウタレース２５は壁部材２２取り付け前の軸方向からの圧入、または外周面と奥底面間に形成する不図示のキー嵌合により、ステータベース２１に対し一体化される。
【００１４】
収容室Ｓにはその内径側開口から磁性体でリング状のインナレース２６が進入しており、その外周面が径方向において磁気粘性流体Ｍを充填した空間を挟んでアウタレース２５と対向している。
インナレース２６にはその外周面に開口してリング状のコイル収納部２７が形成され、ここにコイル２８が設置してある。
インナレース２６の軸方向両端面（側壁）と端壁２１ｂおよび壁部材２２との間は磁気粘性流体Ｍを極力漏らさない微小間隙とされるが、インナレース２６はステータベース２１と相対回転可能となっている。
コイル２８に通電することにより、図２に破線で示すように、インナレース２６とアウタレース２５の対向面間を経由する磁気回路Ｂが形成される。通電を制御することにより、インナレース２６とアウタレース２５間を埋めている磁気粘性流体Ｍの見掛け上の粘度（降伏応力）を制御することができる。これにより、電磁クラッチ２０が形成され、任意の条件下においてインナレース２６とアウタレース２５間の締結（固定）、開放、あるいは任意の滑り状態を得られる。
【００１５】
インナレース２６はその内径側において円筒状のスプライン部材３０と圧入またはキー嵌合により一体化される。
ステータベース２１の端壁２１ｂの内周縁および壁部材２２の内周縁はそれぞれ円筒面をなしており、磁気粘性流体Ｍの漏れ防止のため各内周縁とスプライン部材３０の外周面との間にはそれぞれシール３１、３２を設けてある。
ステータベース２１の端壁２１ｂと隣接するスリーブ部材１３の円盤部１３ｂとの間には、アキシアルベアリング３４が設けられ、壁部材２２と出力ハブ４との間にはアキシアルベアリング３６が設けられている。なお、それぞれ軸心合わせのため、アキシアルベアリング３４はステータベース２１に嵌め込まれる保持盤３５に保持され、アキシアルベアリング３６は出力ハブ４に保持されている。
アキシアルベアリング３４、３６はインペラシェル１０を満たす作動油に対するシールを兼ねている。
【００１６】
スプライン部材３０は内歯のスプライン６０を備え、外歯のスプライン４０を備えるステータシャフト３とスプライン結合により連結している。ステータシャフト３は主軸２を貫通させる筒状である。
コイルへの給電は、インペラシェル１０の外部に設置された不図示の電源部から、ステータシャフト３の内壁面に形成した軸方向溝４５を通り、スプライン部材３０とのスプライン結合部を経て、スプライン部材３０およびインナレース２６内部を通る経路に設定した配線で行われる。
【００１７】
図３は軸方向に直角な断面における配線経路を示す拡大断面図、図４はステータシャフト３上の端子を示す斜視図である。図３では、理解を容易にするためステータシャフト３とスプライン部材３０間を離して示している。
ステータシャフト３内側からの配線５０、５１がステータシャフト３の径方向に形成された孔４１を通って外側のスプライン４０の谷部４４（４４ａ、４４ｂ、４４ｃ）に導かれ、スプライン４０の隣接する山（歯）４２、４３の側面（歯面）に設けられたプラス端子４７（４７ａ、４７ｂ）とマイナス端子４８（４８ａ、４８ｂ）に接続する。
なお、図３では配線５０、５１がステータシャフト３の内側空間で自由状態に描かれているが、自動変速機組み立て時には配線５０、５１は前述のようにステータシャフト３の内壁面に形成した軸方向溝４５内を軸方向に引き出される。
【００１８】
２枚のプラス端子４７ａ、４７ｂが１つの山４２に背中合わせに配置され、２枚のマイナス端子４８ａ、４８ｂが隣の山４３に背中合わせに配置される。
各端子４７、４８は同サイズで、図４の斜視図に示すように、軸方向に所定の長さを有し、山４２、４３の高さ内に収まる幅を有している。なお、図４には下記の絶縁シートは省略している。
各端子４７、４８を配置する山４２、４３はそれぞれその両側面を削り落とし、各端子を絶縁シート４９に重ねて貼り付けてある。絶縁シート４９は端子４７、４８と山４２、４３自体との電気的接触を防止するもので、各端子の周縁より外方に広げて端子自体よりも大サイズとするのが望ましい。後述の他の絶縁シート６９、８５も同様である。
山４２、４３の側面の削り落とし量は、貼り付けられた端子４７、４８の表面が削り落とし前の山４２、４３の側面とほぼ面一になるように設定される。
【００１９】
２枚のプラス端子４７ａ、４７ｂに接続した配線５０は孔４１をステータシャフト３の内側へ通過後２本のままで外部へ引き出されるが、可能ならば接合して１本の形で引き出してもよい。２枚のマイナス端子４８ａ、４８ｂに接続した配線５１も同様である。
なお、配線５０、５１および後述の配線７０、７１、８８、８９はすべて被覆線で導電体であるステータシャフト３、スプライン部材３０およびインナレース２６との電気的接触を防止している。
【００２０】
スプライン部材３０のスプライン６０には、ステータシャフト３のスプライン４０のプラス端子４７を設けた山４２に対応する谷６５ａを挟む山（歯）６２、６３の対向する側面（歯面）に、当該端子４７と当接して電気接続するためのプラス端子６７（６７ａ、６７ｂ）がステータシャフト３におけるのと同じく絶縁シート６９に重ねて貼り付けられている。
同様に、ステータシャフト３のスプライン４０のマイナス端子４８を設けた山４３に対応する谷６５ｂを挟む山６３、６４の対向する側面に、当該端子４８と接続するためのマイナス端子６８（６８ａ、６８ｂ）が絶縁シート６９に重ねて貼り付けられている。
山６２、６３、６４のプラス端子６７およびマイナス端子６８を貼り付ける側面を所定量削り落とすこともステータシャフト３におけるのと同様である。
プラス端子６７に接続する配線７０はスプライン６０の谷６５ａに形成された径方向の孔６１を通って、スプライン部材３０の外周側に引き出され、マイナス端子６８に接続する配線７１も谷６５ｂに形成された径方向の孔６１を通って、スプライン部材３０の外周側に引き出される。
【００２１】
これにより、スプライン部材３０とステータシャフト３の間では、両者がスプライン結合されたとき、スプライン４０の山とスプライン６０の山の互いに対向する側面のプラス端子４７と６７が当接して配線５０と７０が接続され、互いに対向する側面のマイナス端子４８と６８が当接して配線５１と７１が接続される。
また、スプライン４０の山とスプライン６０の山間に間隙があり、スプライン部材３０がトルクを受けて一方向に回転付勢され、例えば山６２に貼り付けられたプラス端子６７ａが山４２に貼り付けられたプラス端子４７ａから離間しても、山６３に貼り付けられたプラス端子６７ｂが山４２のプラス端子４７ａの反対側に貼り付けられたプラス端子４７ｂに押し付けられるので、プラス端子４７、６７にかかる配線５０と７０の接続が確保される。
マイナス端子４８、６８にかかる配線５１と７１についても同様である。
【００２２】
スプライン部材３０の外周面にはプラス端子６７とマイナス端子６８に対応して凹部７３、７４が形成され、両凹部の底面にそれぞれ孔６１が開口する。
凹部７３には絶縁シート６９に重ねてプラス端子７５が貼り付けられ、このプラス端子７５にプラス端子６７からの配線７０が接続する。凹部７４には絶縁シート６９に重ねてマイナス端子７６が貼り付けられ、このマイナス端子７６にマイナス端子６８からの配線７１が接続する。
凹部７３の深さは、絶縁シート６９またはプラス端子７５自体に若干のばね性を持たせて、自由状態のプラス端子７５の表面がスプライン部材３０の外周面から微少量だけ突出するように設定される。
凹部７４の深さも同様にマイナス端子７６の表面がスプライン部材３０の外周面から微少量だけ突出するように設定される。
【００２３】
つぎに、インナレース２６の内周面には、スプライン部材３０に圧入された状態において凹部７３、７４と対向する位置に凹部８０、８１が形成されている。
凹部８０の底面には絶縁シート８５に重ねたプラス端子８３が貼り付けられ、凹部８１の底面には絶縁シート８５に重ねたマイナス端子８４が貼り付けられている。
凹部７３の深さは、プラス端子８３の表面がインナレース２６の内周面とほぼ面一となるように設定され、凹部７４の深さも同様に、マイナス端子８４の表面がインナレース２６の内周面とほぼ面一となるように設定される。
プラス端子８３とマイナス端子８４にはそれぞれインナレース２６に形成された孔８６を通って導かれたコイル２８からの配線８８、８９が接続している。
これにより、インナレース２６とスプライン部材３０の間では、スプライン部材３０外周面のプラス端子７５とインナレース２６内周面のプラス端子８３が当接して配線７０と８８が接続され、プラス端子７６とマイナス端子８４が当接して配線７１と８９が接続される。
【００２４】
なお、インナレース２６内周面の凹部８０、８１、あるいはスプライン部材３０外周面の凹部７３、７４は加工の都合によっては軸方向の溝として形成してもよい。
また、スプライン部材３０側のプラス端子７５およびマイナス端子７６を外周面から突出させてインナレース２６側のプラス端子８３およびマイナス端子８４と確実に当接するようにしたが、プラス端子８３およびマイナス端子８４の方をインナレース２６の内周面から突出させてもよい。
さらには、図２ではインナレース２６の軸方向端面とシール３１、３２とが近接しているが、両者の間に所定のスペースがとれる場合には、プラス端子７５、マイナス端子７６およびプラス端子８３、マイナス端子８４を廃して、当該スペース内においてコイル２８からの配線８８、８９をインナレース２６の軸方向端面から引き出し、スプライン部材３０の孔６１から引き出した配線７０、７１と直接接続することもできる。
【００２５】
本実施の形態では、スプライン４０が発明における第１スプラインに該当し、スプライン６０が第２スプラインに該当する。
配線５０、５１が第１の配線を構成し、配線７０、７１が第２の配線を構成している。
また、プラス端子４７ａ、４７ｂ、６７ａ、６７ｂおよびマイナス端子４８ａ、４８ｂ、６８ａ、６８ｂが発明における端子を構成し、とくに、プラス端子４７ａ、４７ｂおよびマイナス端子４８ａ、４８ｂが第１の端子を構成し、プラス端子６７ａ、６７ｂおよびマイナス端子６８ａ、６８ｂが第２の端子を構成している。
【００２６】
実施の形態は以上のように構成され、トランスミッションケース側に固定されたステータシャフト３に支持されるトルクコンバータにおいて、インペラシェル１０内に電磁クラッチ２０を有し、電磁クラッチ２０はステータシャフト３とステータ６との間に設置され、ステータ６側に固定された磁性体のアウタレース２５と、ステータシャフト３側に連結された磁性体のインナレース２６との間に磁気粘性流体Ｍを保持するとともに、インナレース２６にコイル２８を設けて構成されて、コイル２８への通電制御によりアウタレース２５とインナレース２６間の締結、開放が制御されるものとしたので、電磁クラッチ２０をインペラシェル１０内に配置することにより自動変速機の軸方向長さを短かく保持しながら、トルク伝達特性が可変のいわゆる可変容量トルクコンバータが実現された。
（請求項１および３に対応する効果）
【００２７】
電磁クラッチ２０はそのインナレース２６がスプライン６０を備えるスプライン部材３０に固定され、このスプライン部材３０がスプライン４０を備えるステータシャフト３とスプライン結合することによりステータシャフト３に固定され、スプライン結合の接触面に設けられた端子（（４７、４８）、（６７、６８））を介して電磁クラッチ２０への通電を行うので、電磁クラッチ２０をインペラシェル１０内に組み込んだアセンブリを簡単にステータシャフト３に取り付けることができるとともに、スプライン結合部を外れて高速回転するポンプインペラ１２やタービンランナ７に曝されるような他の配線経路を採用する場合と比較して配線巻き込みや断線等のおそれが回避される。
（請求項２および４に対応する効果）
【００２８】
上記のスプライン結合の接触面に設けられた端子は、スプライン４０の山４２、４３それぞれの側面に設けたプラス端子４７ａ、４７ｂおよびマイナス端子４８ａ、４８ｂと、スプライン６０の山６２、６３、６４におけるスプライン４０側の端子と対向する側面に設けたプラス端子６７ａ、６７ｂおよびマイナス端子６８ａ、６８ｂとからなり、コイル２８への通電は、インペラシェル１０の外部からステータシャフト３内を通した配線５０、５１をプラス端子４７ａ、４７ｂおよびマイナス端子４８ａ、４８ｂに接続し、インナレース２６からスプライン部材３０内を通したコイル２８に連なる配線７０、７１をプラス端子６７ａ、６７ｂおよびマイナス端子６８ａ、６８ｂに接続して行うので、スプライン部材３０がトルクを受けていずれの方向に回転付勢されても、ステータシャフト３側とスプライン部材３０側の互いに対向する端子組のいずれかが当接して接触が確保され、コイル２８への通電が遮断されることがない。
（請求項５および６に対応する効果）
【符号の説明】
【００２９】
１    トルクコンバータ
２    主軸
３    ステータシャフト
４    出力ハブ
５    インペラ羽根
６    ステータ
７    タービンランナ
８    タービン羽根
１０    コンバータハウジング
１１    ドライブプレート
１１ａ    円盤部
１１ｂ    ドラム部
１２    ポンプインペラ
１３    スリーブ部材
１３ａ    スリーブ部
１３ｂ    円盤部
１５    メカニカルクラッチ
１６    第１クラッチ板
１７    第２クラッチ板
１８    スプリング
１９    摩擦板
２０    電磁クラッチ
２１    ステータベース
２１ａ    基部
２１ｂ    端壁
２２    壁部材
２３    ボルト
２５    アウタレース
２６    インナレース
２７    コイル収納部
２８    コイル
３０    スプライン部材
３１、３２    シール
３４、３６    アキシアルベアリング
３５    保持盤
４０、６０    スプライン
４１、６１、８６    孔
４２、４３    山
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ  谷
４５    軸方向溝
４７ａ、４７ｂ、６７ａ、６７ｂ、７５、８３    プラス端子
４８ａ、４８ｂ、６８ａ、６８ｂ、７６、８４    マイナス端子
４９、６９、８５    絶縁シート
５０、５１、７０、７１、８８、８９    配線
６５ａ、６５b    谷
６２、６３、６４    山
７３、７４、８０、８１    凹部
Ｂ    磁気回路
Ｍ    磁気粘性流体
Ｒ    クラッチ圧室
Ｓ    収容室
【図１】
0006458532.tif 000002
【図２】
0006458532.tif 000003
【図３】
0006458532.tif 000004
【図４】
0006458532.tif 000005