(57)【要約】【課題】従来の流体伝動装置においては、タービンハブの外周端部とダンパ装置のドリブンプレートの内周端部とをスプライン嵌合させるため、タービンハブの外周端部にホブなどを用いた歯切り加工を施す必要があり、そのための製造コストが嵩む欠点を有する。【解決手段】入力部材が連結される入力側回転要素Ａと、タービンブレード２１を保持するタービンシェル２２およびこのタービンシェル２２の内周端部に外周端部が連結されるタービンハブ１５を含み、このタービンハブ１５に出力部材が連結される出力側回転要素Ｂと、この出力側回転要素Ｂにスプライン継手を介して連結され、入力側回転要素Ａに対して一体的に接続し得るロックアップピストン１７を含むロックアップクラッチ装置Ｃとを具えた本発明によるトルクコンバータ１０は、出力側回転要素Ｂのタービンシェル２２がスプライン継手の一方を画成する雄スプライン部２２ａを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部材が連結される入力側回転要素と、
タービンブレードを保持するタービンシェルおよびこのタービンシェルの内周端部に外周端部が連結されるタービンハブを含み、このタービンハブに出力部材が連結される出力側回転要素と、
この出力側回転要素にスプライン継手を介して連結され、前記入力側回転要素に対して一体的に接続し得るロックアップピストンを含むロックアップクラッチ装置と
を具えた流体伝動装置であって、
前記出力側回転要素のタービンシェルは、前記スプライン継手の一方を画成する雄スプライン部を有することを特徴とする流体伝動装置。
【請求項２】
前記雄スプライン部は、前記タービンシェルをプレス加工することによって形成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】
前記ロックアップクラッチ装置は、前記タービンシェルの雄スプライン部に嵌合する雌スプライン部が形成された第１の回転要素と、前記ロックアップピストンに連結される第２の回転要素と、これら第１および第２の回転要素に跨がって配され、これらの相対回転を許容すると共にこれらの相対回転に伴って弾性変形する弾性変形要素とを有するダンパ装置をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体伝動装置。
【請求項４】
前記タービンシェルの雄スプライン部は、その歯先面に開口する半径方向の貫通孔を有することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の流体伝動装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れかに記載の流体伝動装置の製造方法であって、
タービンシェルの雄スプライン部をプレス加工するステップを具えたことを特徴とする流体伝動装置の製造方法。
【請求項６】
前記タービンシェルにタービンハブとの連結部をプレス加工するステップをさらに具え、この連結部をプレス加工するステップは前記雄スプライン部をプレス加工するステップの後に行われることを特徴とする請求項５に記載の流体伝動装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロックアップクラッチ装置が組み込まれた流体伝動装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機関と変速機との間に組み込まれるトルクコンバータなどの流体伝動装置は、機関のトルク変動などを緩和して変速機側に伝達することができる反面、流体を介在させることによる損失が発生し、燃費の低下を招来するという欠点を持つ。このため、トルク変動の少ない機関の高回転領域において、入力側回転要素と出力側回転要素とを一体的に接続し得るロックアップクラッチ装置を流体伝動装置に組み込むことが一般的に行われている。
【０００３】
このロックアップクラッチ装置によって入力側回転要素と出力側回転要素とを直結状態にした場合、入力部材のトルク変動に伴う振動が出力側回転要素に伝わり、車両などにおいては乗り心地が悪化する懸念がある。このため、入力側回転要素にて発生するトルク変動が出力側回転要素に伝わらないように、通常、ダンパ装置をロックアップクラッチ装置に組み込んでいる。このダンパ装置は、入力側回転要素に対して一体となるロックアップピストンと、変速機などの出力部材に連結される出力側回転要素のタービンハブとの相対回転を許容するため、これらの相対回転方向に沿って弾性変形可能なばね部材を有する。
【０００４】
このようなロックアップクラッチ装置およびダンパ装置を有する流体伝動装置の一例が特許文献１に開示されている。この特許文献１の流体伝動装置においては、タービンハブの外周端部とダンパ装置のドリブンプレートの内周端部とをスプライン嵌合している。従って、接続状態にあるロックアップクラッチ装置のロックアップピストンからの動力は、ダンパ装置のドライブプレート，ばね部材，ドリブンプレートを介してタービンハブへと伝えられる。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２３３０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ダンパ装置を組み込んだロックアップクラッチ装置を有する従来の流体伝動装置においては、特許文献１に開示されているように、タービンハブの外周端部とダンパ装置のドリブンプレートの内周端部とをスプライン嵌合させる必要がある。このため、タービンハブの外周端部にホブなどを用いた歯切り加工を施したり、ドリブンプレートの内周端部にブローチなどを用いた引き抜き加工を施したりする必要があり、そのための製造コストが嵩む欠点を有する。
【０００７】
本発明の目的は、タービンハブの外周端部に切削加工によるスプラインを形成する必要をなくし、その製造コストを削減することが可能な流体伝動装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の形態は、入力部材が連結される入力側回転要素と、タービンブレードを保持するタービンシェルおよびこのタービンシェルの内周端部に外周端部が連結されるタービンハブを含み、このタービンハブに出力部材が連結される出力側回転要素と、この出力側回転要素にスプライン継手を介して連結され、前記入力側回転要素に対して一体的に接続し得るロックアップピストンを含むロックアップクラッチ装置とを具えた流体伝動装置であって、前記出力側回転要素のタービンシェルは、前記スプライン継手の一方を画成する雄スプライン部を有することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明において、ロックアップクラッチ装置が非接続状態の場合、入力部材の回転駆動力は、入力側回転要素から流体を介して出力側回転要素および出力部材へと伝達される。この場合、ロックアップクラッチ装置は、スプライン継手を介してタービンシェルと一体的に連れ回りする。これに対し、ロックアップクラッチ装置が接続状態に移行すると、入力側回転要素に対してロックアップピストンが一体化されるため、入力部材の回転駆動力は、ロックアップピストンからスプライン継手を介して出力側回転要素および出力部材へと伝達される。
【００１０】
なお、特許請求の範囲および本明細書にて記載した「スプライン継手」は、軸の外周面に等間隔に交互に形成された歯および歯溝と、穴の内周面に等間隔に交互に形成された歯溝および歯とを相互に噛み合わせて回転動力の伝達を行うもののみならず、相互に係合し合う凹凸が軸の外周面および穴の内周面に１つ以上形成され、これによって回転動力の伝達を可能とした構成のもの全てを包含することを意図している。
【００１１】
本発明の第１の形態による流体伝動装置において、雄スプライン部がタービンシェルをプレス加工することによって形成されているものであってよい。この場合、雄スプライン部をタービンシェルとタービンハブとの連結部よりも外周側に形成することができる。
【００１２】
ロックアップクラッチ装置は、タービンシェルの雄スプライン部に嵌合する雌スプライン部を形成した第１の回転要素と、ロックアップピストンに連結される第２の回転要素と、これら第１および第２の回転要素に跨がって配され、これらの相対回転を許容すると共にこれらの相対回転に伴って弾性変形する弾性変形要素とを有するダンパ装置をさらに含むことができる。
【００１３】
タービンシェルの雄スプライン部は、その歯先面に開口する半径方向の貫通孔を有するものであってよい。
【００１４】
本発明の第２の形態は、本発明の第１の形態による流体伝動装置の製造方法であって、タービンシェルの雄スプライン部をプレス成形するステップを具えたことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明においては、タービンシェルをプレス成形する際に雄スプライン部も同時にプレス成形される。
【００１６】
本発明の第２の形態による流体伝動装置の製造方法において、タービンシェルにタービンハブとの連結部をプレス形成するステップをさらに具えることができ、雄スプライン部をプレス成形するステップの後にこの連結部をプレス形成するステップを行うことが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の形態の流体伝動装置によると、出力側回転要素のタービンシェルがロックアップクラッチ装置に対するスプライン継手の一方を画成する雄スプライン部を有するので、切削加工によってタービンハブに雄スプライン部を形成する必要がなくなった。
【００１８】
雄スプライン部がタービンシェルをプレス加工することによって形成されている場合、タービンシェルのプレス加工中に雄スプライン部も形成することが可能となり、その加工コストを低減させることができる。
【００１９】
タービンシェルの雄スプライン部に嵌合する雌スプライン部を形成した第１の回転要素と、ロックアップピストンに連結される第２の回転要素と、これら第１および第２の回転要素に跨がって配され、これらの相対回転を許容すると共にこれらの相対回転に伴って弾性変形する弾性変形要素とを有するダンパ装置をロックアップクラッチ装置がさらに含む場合、ロックアップクラッチ装置の接続状態において、入力部材からのトルク変動をダンパ装置によって吸収し、より円滑な回転駆動力を出力部材側へ伝達させることができる。
【００２０】
タービンシェルの雄スプライン部がその歯先面に開口する半径方向の貫通孔を有する場合、流体伝動装置内に介在する流体をタービンシェルの雄スプライン部の外周面とダンパ装置の第１の回転要素の雌スプライン部の内周面との間の隙間に供給することができる。この結果、ロックアップクラッチ装置の作動に伴って、流体伝動装置の回転軸線と平行な方向に沿ったタービンシェルに対する第１の回転要素の移動時にこれらの嵌合部分の摩耗を抑制することができる。
【００２１】
本発明の流体伝動装置の製造方法によると、タービンシェルの雄スプライン部をプレス加工するステップを具えているので、プレス加工されるタービンシェルの成形過程で雄スプライン部も同時にプレス加工することができ、時間および手間の掛かる切削加工を省略して製造コストを低減させることが可能となる。
【００２２】
雄スプライン部をプレス加工後にタービンシェルにタービンハブとの連結部をプレス加工する場合、雄スプライン部の加工を容易かつ高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明による流体伝動装置を車両用トルクコンバータに応用した一実施形態について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、その精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができることを理解されたい。
【００２４】
本実施形態におけるトルクコンバータの断面構造（上半分）を図１に示す。すなわち、本実施形態におけるトルクコンバータ１０は、ポンプインペラ１１およびフロントカバー１２を含む入力側回転要素Ａと、タービンランナ１３およびこのタービンランナ１３の内周端部にリベット１４を介して一体的に連結されたタービンハブ１５を含む出力側回転要素Ｂと、フロントカバー１２に押し当たる摩擦板１６が外周端部に接合されたロックアップピストン１７を含むロックアップクラッチ装置Ｃとを具えている。またこのロックアップクラッチ装置Ｃは、ロックアップピストン１７とタービンランナ１３とに跨がって配されるダンパ装置Ｄをさらに含む。本実施形態において、ロックアップクラッチ装置Ｃを作動させない非接続状態では、入力側回転要素Ａのポンプインペラ１１から出力側回転要素Ｂのタービンランナ１３へと流体を介して動力を伝達する。これに対し、ロックアップクラッチ装置Ｃを作動させた接続状態では、流体を介することなく、入力側回転要素Ａのフロントカバー１２からロックアップクラッチ装置Ｃを介して出力側回転要素Ｂのタービンハブ１５へと動力が伝達されるようになっている。
【００２５】
上述したポンプインペラ１１は、ブレード１８と、このブレード１８を内側に取り付けた環状のポンプシェル１９とを有する。入力側回転要素Ａは、このポンプインペラ１１以外に、外周縁部にてポンプシェル１９が接合され、入力部材としての図示しないエンジンのクランク軸に連結された駆動板がねじ止めされる円板状のフロントカバー１２と、ポンプシェル１９の内周縁部に外周縁部が接合されるエクステンションスリーブ２０などをさらに含んでいる。
【００２６】
出力側回転要素Ｂのタービンランナ１３は、ポンプインペラ１１と対向し、ブレード２１およびこれを保持するタービンシェル２２を有する。先のリベット１４は、このタービンシェル２２の内周端部とタービンハブ１５の外周側とを一体的に連結している。出力側回転要素Ｂには、出力部材としての図示しない変速機、例えば複数の遊星歯車装置を用いた自動変速機（ＡＴ）や、溝幅を変更可能な一対のプーリとこれらに巻き掛けられる無端ベルトとを用いた無段変速機（ＣＶＴ）の入力軸が連結される。本実施形態では、タービンハブ１５の内周面に雌スプライン１５ａを形成し、ここに変速機入力軸の外周面に形成した雄スプラインが嵌合されるようになっている。
【００２７】
ロックアップピストン１７の径方向内側端には、タービンハブ１５側（図１中、左側）に突出する円筒状のハブ部１７ａが形成され、タービンハブ１５に形成された段部１５ｂに対してトルクコンバータ１０の回転軸線１０ａと平行な方向に沿って摺動自在に嵌合されている。タービンハブ１５の段部１５ｂとロックアップピストン１７のハブ部１７ａの内周面との間には、オイルシール２３が装着され、これらの間の隙間をシールしている。
【００２８】
このように、本実施形態においてはロックアップピストン１７のハブ部１７ａをタービンハブ１５の段部１５ｂに対して摺動自在に嵌合させているが、これを変速機入力軸の軸端部に摺動自在に嵌合させるようにしてもよい。
【００２９】
このロックアップピストン１７を有するロックアップクラッチ装置Ｃは、ロックアップピストン１７を入力側回転要素Ａに対して一体的に接続し得るものである。より具体的には、トルクコンバータ１０内に介在してロックアップピストン１７の両端面に負荷する作動油の差圧により、ロックアップピストン１７をフロントカバー１２との対向方向、つまりトルクコンバータ１０の回転軸線１０ａと平行な方向に沿って変位可能としている。
【００３０】
この場合、車速が比較的低い領域では、ロックアップピストン１７をタービンハブ１５側に変位させ、フロントカバー１２とロックアップピストン１７の摩擦板１６とを非接触状態、つまりロックアップクラッチ装置Ｃを非接続状態に制御する。この結果、入力側回転要素Ａからの動力は、作動油を介してトルクが増強された状態で出力側回転要素Ｂへと伝達される。通常、このようなロックアップクラッチ装置Ｃの非接続状態は、後述するステータ２４の回転が起こらないトルクコンバータ作動領域においてなされる。また、車速が所定以上の領域では、ロックアップピストン１７の両面に負荷する作動油の差圧を図示しない油圧制御装置を用いて操作する。これにより、ロックアップピストン１７をフロントカバー１２側に変位させ、ロックアップピストン１７の摩擦板１６とフロントカバー１２とを密着状態にする。この結果、入力側回転要素Ａと出力側回転要素Ｂとがロックアップクラッチ装置Ｃを介して一体的に結合し、入力側回転要素Ａの駆動力がロックアップクラッチ装置Ｃおよびダンパ装置Ｄを介して出力側回転要素Ｂへと伝達されることとなる。通常、このようなロックアップクラッチ装置Ｃの接続状態は、入力側回転要素Ａおよび出力側回転要素Ｂの回転速度がほぼ等しくなってステータ２４の空転が始まるフルードカップリング領域においてなされる。
【００３１】
出力側回転要素Ｂとロックアップピストン１７との間に配される本実施形態におけるロックアップ装置Ｃのダンパ装置Ｄは、ロックアップクラッチ装置Ｃのロックアップピストン１７にリベット２５を介して一体的に連結される環状をなす一対のドライブプレート２６，２７と、タービンシェル２２に形成された雄スプライン部２２ａに対してスプライン嵌合する雌スプライン２８をそのハブ部２９ａの内周面に形成した環状のドリブンプレート２９と、これらドライブプレート２６，２７およびドリブンプレート２９に跨がって配される複数のコイルばねユニット３０とを具えている。本実施形態におけるコイルばねユニット３０は、ばね力の大きな太い線径の外側コイルばね３０ａと、ばね力の小さな細い線径の内側コイルばね３０ｂとを有する。
【００３２】
本発明の第１の回転要素としての一対のドライブプレート２６，２７およびこれらの間に配される本発明の第２の回転要素としてのドリブンプレート２９には、コイルばねユニット３０を収容するための窓部２６ａ，２７ａ，２９ｂがそれぞれ形成されている。これら窓部２６ａ，２７ａ，２９ｂの円周方向に沿った幅は、外側コイルばね３０ａの自由長にほぼ対応しており、外側コイルばね３０ａの両端面がドライブプレート２６，２７およびドリブンプレート２９の回転方向に沿って向き合う各窓部２６ａ，２７ａ，２９ｂの側端面に当接した状態となっている。本実施形態では、内側コイルばね３０ｂの自由長を外側コイルばね３０ａの自由長よりも短く設定して非線形のばね特性が得られるように配慮している。
【００３３】
ロックアップピストン１７は、タービンハブ１５および変速機入力軸に対し、ドライブプレート２６，２７，ドリブンプレート２９，コイルばねユニット３０と共にトルクコンバータ１０の回転軸線１０ａと平行な方向（図１中左右方向）に沿って変位可能である。また、ドライブプレート２６，２７とドリブンプレート２９との間での動力伝達は、コイルばねユニット３０を介して行われることとなる。つまり、ドライブプレート２６，２７側で発生するトルク変動は、ドライブプレート２６，２７とドリブンプレート２９との相対回転をもたらすが、この時、コイルばねユニット３０が圧縮されて急激なトルク変動を吸収するようになっている。本実施形態では、最初に外側コイルばね３０ａが圧縮されてドライブプレート２６，２７とドリブンプレート２９との相対回転を可能とし、さらに大きなトルク変動が生じた場合に内側コイルばね３０ｂも圧縮されるような非線型の特性を有している。
【００３４】
なお、ロックアップピストン１７から遠い方のドライブプレート２６には、コイルばねユニット３０が窓部２６ａから抜け外れるのを防止するばね受け部２６ｂが窓部２６ａの径方向内周側および外周側にそれぞれ形成されている。本実施形態では、コイルばねユニット３０を囲むようにロックアップピストン１７に窪み部１７ｂを形成することにより、上述したばね受け部２６ｂと同様な機能をこの窪み部１７ｂ持たせている。従って、コイルばねユニット３０は、ロックアップピストン１７の窪み部１７ｂとドライブプレート２６のばね受け部２６ｂとでトルクコンバータ１０の回転軸線１０ａと平行な方向に対して挟持された状態となっている。
【００３５】
本実施形態におけるタービンシェル２２とドリブンプレート２９との嵌合部分を抽出拡大して図２に示し、そのIII−III矢視断面構造を図３に示す。すなわち、板金をプレス加工することによって得られるタービンシェル２２の内周側には、トルクコンバータ１０の回転軸線１０ａと平行な方向に延在する雄スプライン部２２ａと、この雄スプライン部２２ａからロックアップピストン１７側に突出して先のリベット１４によるタービンハブ１５との連結部へと続く補強部２２ｂとが形成されている。雄スプライン部２２ａの内周面にはタービンハブ１５の外周面が緊密に嵌合し、補強部２２ｂはタービンハブ１５に対して非接触状態となるように、タービンシェル２２全体が板金をプレス加工することによって形成されている。このように、プレス加工によって雄スプライン部２２ａをタービンシェル２２に形成することにより、雄スプラインを切削加工などによってタービンハブ１５に形成するよりも製造コストを下げることができる。本実施形態における雄スプライン部２２ａには、タービンハブ１５の外周面と雄スプライン部２２ａの内周面との間に形成される空隙部３１と、ドリブンプレート２９の雌スプライン２８の歯底面とに開口する油穴３２が形成されている。これにより、タービンシェル２２の雄スプライン部２２ａとドリブンプレート２９の雌スプライン部２９との摺接部分に作動油を供給し、雄スプライン部２２ａに対して雌スプライン部２９が円滑に摺動し得るように配慮している。本実施形態では、雄スプライン部２２ａをプレス加工によって形成しているため、タービンハブ１５の外周面と雄スプライン部２２ａの内周面との間に空隙部３１を形成することができ、この空隙部３１を潤滑のための通路として利用することができる。
【００３６】
本実施形態におけるトルクコンバータ１０は、タービンランナ１３とポンプインペラ１１との間に介在するステータ２４と、このステータ２４をタービンランナ１３の回転方向と同一方向にのみ回転を許容するワンウェイクラッチ３３などをさらに具えている。
【００３７】
ワンウェイクラッチ３３を介して図示しない変速機ケース側に保持されるステータ２４は、入力側回転要素Ａのポンプインペラ１１によって出力側回転要素Ｂのタービンランナ１３へと流れ込む作動油を再びポンプインペラ１１側に導くためのものであり、これによって周知のトルク増大がなされる。
【００３８】
本実施形態におけるワンウェイクラッチ３３は、図示しない変速機ケースの一部を構成する図示しない支持筒の先端部に形成された雄スプラインに対して嵌合する雌スプライン３４ａを内周面に形成した内輪３４と、ステータ２４の内周側に形成されたクラッチ保持部２４ａに圧入される外輪３５と、これら内輪３４および外輪３５の間に保持されるスプラグ３６などを含む。なお、このワンウェイクラッチ３３として、スプラグ３６を用いるもの以外に、他の周知の構造のものを適宜採用することができる。
【００３９】
タービンハブ１５およびエクステンションスリーブ２０とステータ２４のクラッチ保持部２４ａとの間にはそれぞれスラスト軸受３７が介装されており、エクステンションスリーブ２０およびタービンハブ１５に対するワンウェイクラッチ３３およびステータ２４の相対回転が可能となっている。同様なスラスト軸受３８がフロントカバー１２とタービンハブ１５との間にも組み込まれている。
【００４０】
なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による流体伝動装置を車両用トルクコンバータに応用した一実施形態の内部構造を表す断面図であり、その回転軸線を境にして片側（図では上半分）のみを示している。
【図２】図１に示した実施形態におけるタービンシェルとダンパ装置のドリブンプレートとの嵌合部分の抽出拡大断面図である。
【図３】図２中のIII−III矢視断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ａ  入力側回転要素
Ｂ  出力側回転要素
Ｃ  ロックアップクラッチ装置
Ｄ  ダンパ装置
１０  トルクコンバータ
１０ａ  回転軸線
１１  ポンプインペラ
１２  フロントカバー
１３  タービンランナ
１４  リベット
１５  タービンハブ
１６  摩擦板
１７  ロックアップピストン
１９  ポンプシェル
２２  タービンシェル
２２ａ  雄スプライン部
２４  ステータ
２６，２７  ドライブプレート
２６ａ，２７ａ  窓部
２８  雌スプライン
２９  ドリブンプレート
２９ａ  ハブ部
３０  コイルばねユニット
３１  空隙部
３２  油穴
３３  ワンウェイクラッチ
【図１】
2008121709.tif 000003
【図２】
2008121709.tif 000004
【図３】
2008121709.tif 000005