(57)【要約】【課題】入力軸と出力軸とを、固定体に対して同方向に突出させることにより、それらに接続される他の機器との配置の自由度を高めることができるようにしたトルクコンバータ、及びそれを用いることにより、小型化、特に前後方向の長さを短くできるようにした車両を提供する。【解決手段】入力軸４を筒体とし、その内部に出力軸５を挿通させることにより、入力軸４と出力軸５とを、固定体６より同一側方に突出させ、入力軸４の突出端部と、さらにそこから突出する出力軸５の突出端部を、外部連結手段に連結しうるようにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体に支持されたステータ羽根車と、固定体に回転自在に設けられた入力軸と一体的に設けられたポンプ羽根車と、固定体に回転自在に設けられた出力軸と一体的に設けられたタービン羽根車とを備え、前記入力軸及びポンプ羽根車の回転による作動流体の流れにより、タービン羽根車及び出力軸が従動回転させられ、入力軸のトルクを作動流体を介して出力軸に伝達するようにしたトルクコンバータにおいて、
前記入力軸と出力軸とのいずれか一方を筒体として、その内部に他方の軸を挿通させることにより、前記入力軸と出力軸とを固定体より同一側方に突出させ、前記筒体の固定体からの突出端部と、さらにその筒体の突出端部から突出する軸の端部において、前記入力軸及び出力軸を、それぞれの外部連結手段に連結しうるようにしたことを特徴とするトルクコンバータ。
【請求項２】
固定体に筒状のステータ軸を設け、その外周部に筒体の一端を回転自在に外嵌し、かつ前記ステータ軸の内部の軸受孔に、筒体内に挿通された軸の一端を回転自在に嵌合した請求項１記載のトルクコンバータ。
【請求項３】
筒体とその内部の軸との間、及び筒体とステータ軸との間に、オイルシールを設けた請求項２記載のトルクコンバータ。
【請求項４】
ステータ軸の先端部外周によって、ステータ羽根車を支持するようにした請求項２または３記載のトルクコンバータ。
【請求項５】
筒体とその内部の軸との間、及び筒体とステータ軸との間に、ボールベアリングを設け、ステータ軸の軸受孔と前記軸の一端との間にニードルベアリングを設けた請求項２〜４のいずれかに記載のトルクコンバータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のトルクコンバータにおける筒体とした入力軸を、エンジンの出力軸に、巻掛連動手段を介して連係するとともに、前記エンジンの側方に並設したギヤボックスの入力軸に、前記トルクコンバータにおける筒体内より突出する軸とした出力軸を接続したことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォークリフト等の産業用の車両や一般車両、または建設機械等に用いるのに適したトルクコンバータ、及びそれを用いた車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトルクコンバータの一般的な構造は、図３に示すように、エンジン等により回転させられるポンプ羽根車（１０１）により、作動流体であるオイルを軸まわりの回転流とし、その力を、対向するタービン羽根車（１０２）に伝達し、戻りの流れを、ステータ羽根車（１０３）を介してポンプ羽根車（１０１）に、これを後押しする方向に送ることにより、トルクを倍加させるようになっている。なお、図３には、トルクコンバータの上半分のみを示してある。
【０００３】
このような従来のトルクコンバータにおいては、ポンプ羽根車（１０１）につながった入力軸（１０４）と、タービン羽根車（１０２）につながった出力軸（１０５）とが、固定体であるステータシャフト（１０６）に対して互いに前後反対側における対象位置に設けられている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２８０３４６号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、上述のような従来のトルクコンバータを車両に用いる場合、図４及び図５に示すように、トルクコンバータ（Ａｘ）の前部にエンジン（またはモータ）（Ｂ）を配設して、それを入力軸（１０４）に接続し、かつトルクコンバータ（Ａｘ）の後部にギヤボックス（Ｃ）を配設して、その入力軸と出力軸（１０５）とを接続しなければならない。
【０００６】
すなわち、エンジン（Ｂ）、トルクコンバータ（Ａｘ）、ギヤボックス（Ｃ）を、互いに一直線上に配置せざるを得ない。このため、車両の小型化、特に前後方向における長さの短縮を図る上で制限となっていた。
【０００７】
本発明は、上述の問題点に鑑み、入力軸と出力軸とを、固定体に対して同方向に突出させることにより、それらに接続される他の機器との配置の自由度を高めることができるようにしたトルクコンバータ、及びそれを用いることにより、小型化、特に前後方向の長さを短くできるようにした車両を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）固定体に支持されたステータ羽根車と、固定体に回転自在に設けられた入力軸と一体的に設けられたポンプ羽根車と、固定体に回転自在に設けられた出力軸と一体的に設けられたタービン羽根車とを備え、前記入力軸及びポンプ羽根車の回転による作動流体の流れにより、タービン羽根車及び出力軸が従動回転させられ、入力軸のトルクを作動流体を介して出力軸に伝達するようにしたトルクコンバータにおいて、前記入力軸と出力軸とのいずれか一方を筒体として、その内部に他方の軸を挿通させることにより、前記入力軸と出力軸とを固定体より同一側方に突出させ、前記筒体の固定体からの突出端部と、さらにその筒体の突出端部から突出する軸の端部において、前記入力軸及び出力軸を、それぞれの外部連結手段に連結しうるようにする。
【０００９】
（２）上記（１）項において、固定体に筒状のステータ軸を設け、その外周部に筒体の一端を回転自在に外嵌し、かつ前記ステータ軸の内部の軸受孔に、筒体内に挿通された軸の一端を回転自在に嵌合する。
【００１０】
（３）上記（２）項において、筒体とその内部の軸との間、及び筒体とステータ軸との間に、オイルシールを設ける。
【００１１】
（４）上記（２）または（３）項において、ステータ軸の先端部外周によって、ステータ羽根車を支持するようにする。
【００１２】
（５）上記（２）〜（４）項のいずれかにおいて、筒体とその内部の軸との間、及び筒体とステータ軸との間に、ボールベアリングを設け、ステータ軸の軸受孔と前記軸の一端との間にニードルベアリングを設ける。
【００１３】
（６）上記（１）〜（５）項のいずれかにおいて、トルクコンバータにおける筒体とした入力軸を、エンジンの出力軸に、巻掛連動手段を介して連係するとともに、前記エンジンの側方に並設したギヤボックスの入力軸に、前記トルクコンバータにおける筒体内より突出する軸とした出力軸を接続する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を、図１及び図２を参照して説明する。
本実施形態は、フォークリフト等に用いられる３要素１段型トルクコンバータであり、特に、入力軸（４）と出力軸（５）とをトルクコンバータの同じ側、すなわち前部に設けたことを主な特徴としている。以下、詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態であるトルクコンバータの内部構造を示す縦断側面図である。この図には、各軸の中心よりも上半分だけを示している。
【００１６】
このトルクコンバータ（Ａ）は、３個の羽根車（１）（２）（３）と、これらを直接あるいは間接的に支持する３個の軸（４）（５）（６）と、これらを収容するドライブカバー（７）とを主要部品として構成されている。
【００１７】
ドライブカバー（７）は、作動流体であるオイルが充填されるとともに、３個の羽根車（１）（２）（３）が収容される、ほぼドーナツ状の空間（作動空間）を形成している。該ドライブカバー（７）は、中央に開口が形成された前後１対の椀状部材（７ａ）（７ｂ）を合わせることにより構成されている。
【００１８】
この作動空間においては、ポンプ羽根車（１）が椀状部材（７ｂ）の内側面に固定的に取り付けられている。さらに、該作動空間の椀状部材（７ａ）側には、ポンプ羽根車（１）と対面してタービン羽根車（２）が収容されている。このタービン羽根車（２）は、前後方向を向く出力軸（５）に固定され、一体化されている。タービン羽根車（２）とポンプ羽根車（１）との間には、ステータ羽根車（３）が設けられている。各羽根車の詳細な構造およびこれらによるトルク増大の原理は、本発明の主要な特徴ではないため詳細な説明は省略する。
【００１９】
ドライブカバー（７）の中央開口部分には、３個の軸（入力軸（４）、出力軸（５）、ステータ軸（６））が配置されている。
【００２０】
入力軸（４）は筒体により構成されており、図１における左側の椀状部材（７ａ）の中央開口部の縁に、スプロケット（９）とともに、ボルト（８）によって固定されている。入力軸（４）を筒体により構成したのは、出力軸（５）を、この入力軸（４）と同軸、かつこの入力軸（４）と同じ側、すなわち前方（図１における左側が前方である）に配置するためである。
【００２１】
タービン羽車（２）を支持する出力軸（５）、およびステータ羽根車（３）を支持する固定体であるステータ軸（６）は、入力軸（４）と同一軸線上において、前述の中央開口部を通されている。そして、椀状部材（７ｂ）より後方には、ステータ軸（６）が、また椀状部材（７ａ）より前方には、出力軸（５）が、ドライブカバー（７）の外へと延びている。この出力軸（５）は、入力軸（４）の端部位置よりもさらに前方に延びている。
【００２２】
筒状のステータ軸（６）の前部中央には、軸受孔（６ａ）が形成されており、この軸受孔（６ａ）には、出力軸（５）の後端部が、ニードルベアリング（１０）をもって同軸上に軸受されている。
ステータ軸（６）は、その後端の拡径フランジ（６ｂ）を、車両の車体あるいはフレーム（図示略）に固定され、回転することはない。
【００２３】
出力軸（５）は、その中央付近をドライブカバー（７）によっても支持されている。この支持はベアリング（１１）を介してなされており、出力軸（５）はドライブカバー（７）とは独立して回転可能である。また、オイルの漏れを防止するため、入力軸（４）の内周面と出力軸（５）の外周面との間には、オイルシール（１２）が設けられている。
【００２４】
同様に、ドライブカバー（７）の後部とステータ軸（６）との間には、ベアリング（１３）が設けられている。また、ドライブカバー（７）とともに回転する第２筒体（１４）と、ステータ軸（６）との間にもオイルシール（１５）が設けられている。
入力軸（４）である筒体と、ドライブカバー（７）と、第２筒体（１４）とは、互いに一体的に固着され、広義の筒体をなしている。
（１７）（１８）は、作動流体であるオイルを、作動空間に導く流入孔、（１９）は、同オイルの排出孔である。
（２０）は、ステータ軸（６）の前端部外周面とステータ羽根車（３）との間に設けられた一方向クラッチである。
【００２５】
図２に示すように、このトルクコンバータ（Ａ）を備えた車両においては、エンジン（Ｂ）は、このトルクコンバータ（Ａ）あるいはギヤボックス（Ｃ）と左右に並列的に配置される。そして、このエンジン（Ｂ）の出力軸（２１）と、入力軸（４）とは、巻掛連動手段（Ｄ）を介して、互いに連係されている。
【００２６】
この例では、巻掛連動手段（Ｄ）を、スプロケット（９）と、エンジン（Ｂ）の出力軸（２１）に固嵌したスプロケット（２２）とに掛け回した無端チェーン（２３）とからなるものとしてあるが、両スプロケット（９）（２２）と置換したプーリと、両プーリに掛け回した無端ベルト（図示略）とからなるものとしてもよい。
なお、図２の例では、エンジン（Ｂ）をギヤボックス（Ｃ）の隣に配置しているが、トルクコンバータ（Ａ）の隣に配置してもよい。
【００２７】
図４に示す従来の配置と比較すれば明らかなとおり、本実施形態においては、エンジン（Ｂ）等を配置するために必要なスペース（図２における左右方向における長さ）が、ＷｘからＷへと大幅に短くできる。これらの配置に必要な全長の短縮は、車両の小型化を進めていく上で、前後のホイール間の長さの短縮にもつながる。
【００２８】
入力軸（４）、ドライブカバー（７）およびポンプ羽根車（１）はボルト（８）等によって一体化されている。入力軸（４）が回転させられると、これに伴ってポンプ羽根車（１）が回転する。すると、オイルには、ポンプ羽根車（１）の側からタービン羽根車（２）の側へと向かう、軸回りの回転流が生じる。
【００２９】
タービン羽根車（２）は、ポンプ羽根車（１）が生じさせたオイルの流れによって、従動回転させられる。タービン羽根車（２）を回転させた後のオイルは、再び、ポンプ羽根車（１）の側へと戻る。
【００３０】
タービン羽根車（２）は、入力軸（４）と同軸に配置された出力軸（５）に固定され一体化されている。そのため、タービン羽根車（２）の回転、すなわち、トルク変換後の回転力は、この出力軸（５）を通じてギヤボックス（Ｃ）へと伝達されることになる。
【００３１】
当然ながらこの出力軸（５）とギヤボックス（Ｃ）との接続は、車両などの組み立て時に行われることになる。本実施形態においては出力軸（５）が入力軸（４）を越えて延びているため、入力軸（４）の存在がこの作業の妨げとなることはない。
【００３２】
また、出力軸（５）は、ドライブカバー（７）のみならずステータ軸（６）によっても支持されているため、回転に伴ってぶれが生じることはない。また、ステータ軸（６）によって支持させているため、該支持のための専用の部品も必要がなく、構造も単純である。特に、ステータ軸（６）の端面に軸受孔（６ａ）を形成し、これを用いてタービン軸（５）を支持する本実施形態の構造は、特に羽根車の半径方向（図１における上下方向）について該継がれた部分をコンパクトに構成することができる。これは、トルクコンバータ全体の小型化につながる。
【００３３】
タービン羽根車（２）を回した後、ポンプ羽根車（１）の側へと戻ろうとするオイルの流れは、ステータ羽根車（３）によって、ポンプ羽根車（１）を押す（回転させる）方向に向けられる。その結果、オイルに残っている運動エネルギーは、さらにポンプ羽根車（１）を回転させるのに利用される。
【００３４】
一連の動作においてオイルの流れは激しい。また、キャビテーションを防止するため圧力もある程度高くされている。このため、オイルは部品間の接続部（あるいは隙間）から漏れる可能性がある。しかし、本実施形態においてはオイルシール（１２）（１５）を設けているため、漏れは確実に防止される。また、ベアリング（９）（１１）（１３）の存在により、ドライブカバー（７）、出力軸（５）等は互いに独立して、円滑に回転することができる。
【００３５】
以上説明したとおり、本発明の実施形態のトルクコンバータでは、エンジン等の配置の自由度が高い。このため、これを用いた車両等の小型化が容易である。特に、車両の前後方向の長さをより短くすることができるため、回転半径を小さくすることができる。さらには居住スペース拡大、積載容量増大の可能性もある。
【００３６】
本実施形態の効果は様々な車両、装置において有用であるが、以下のような観点から産業用車両等において特に有用である。すなわち、産業車両や建設機械等では、車両の大きさ、稼動半径（あるいは、回転半径）によってその車両等を使用可能な現場が制限される。このため、産業車両等では車体の大きさ等が商品価値として大きな意味を持つ。例えば倉庫等では、商品等をより多く収容するために通路をできるだけ狭くすることが（経済的には）好ましい。また、より多品種の商品を収容し、これをいつでも取り出し可能にするためには、倉庫内に多くの通路をきめ細かに張り巡らせておく必要がある。このような通路は、当然、より狭く、より屈曲したものとなる。通路に入ることができないほどに車体が大きな車両（例えば、フォークリフト）は、いかに高機能、高性能であっても、そもそも購入の対象からはずれてしまう。一定水準の道幅が確保されていることを前提として開発される一般車両とは異なる。このような観点から見て、本発明は産業用の車両等にとって特に有用である。
【００３７】
なお、トルクコンバータ内の具体的構造は上記実施形態に示した例に限定されるものではない。他の構造を採用することも可能である。例えば、第２ステータ、または副タービン等を備える４要素２段型のトルクコンバータ等にも適用することができる。
【００３８】
出力軸（５）の外周面に歯車を形成し、該出力軸とギヤボックス（Ｃ）との接続を、歯車列やチェーン等を用いて行うことも可能である。このようにすればギヤボックス（Ｃ）とトルクコンバータの位置関係についても設計上の自由度が高まる。さらに、入力軸（４）と出力軸（５）との関係を逆、すなわち出力軸を筒体とし、その中に入力軸（４）を回転自在に嵌合することもできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明のトルクコンバータによれば、入力軸及び出力軸に接続される他の機器、例えば車両におけるエンジン、変速機等との配置の自由度、さらには車体設計の自由度が高まるため、様々な用途に応じたより最適な車両を実現できる。より詳細には以下の通りである。
【００４０】
請求項１記載の発明であるトルクコンバータによると、入力軸と出力軸とが、固定体に対して同方向に突出するので、それらに接続される他の機器、例えば、動力源（エンジン、モータ）、ギヤボックスなどとの配置の自由度を高めることができ、車両に用いた場合は、車両全体の小型化、及びより効率的な車体設計が可能となる。
また、入力軸と出力軸とのいずれか一方を、筒体として、その内部に他方の軸を挿通させたことにより、構造上無理なく入力軸と出力軸とを同じ側に配置することができる。トルクコンバータ全体の構造が複雑化することもない。
さらに、入力軸と出力軸とのいずれか一方が、筒体とした他方のものより突出しているので、その一方の軸と外部連結手段との接続作業が、他方の軸によって妨げられることがない。このため、車両などの組み立て効率が高い。
【００４１】
請求項２記載の発明によれば、部品点数を増やすことなく、出力軸または入力軸の一端を安定して確実に支持できる。このため、トルクコンバータ全体をより小型化することができる。
【００４２】
請求項３記載の発明によれば、作動流体を密閉した作動空間内に封入し、作動流体の漏れを確実に防ぐことができるとともに、出力軸を入力軸と同じ側に配置したことに起因する信頼の低下を防ぐことができる。
【００４３】
請求項４記載の発明によれば、部品点数を増やすことなく、ステータ羽根車を安定して支持することができるとともに、コンパクトな設計が可能となり、装置全体の外径を小とすることができる。
【００４４】
請求項５記載の発明によれば、入力軸及び出力軸を円滑に回転しうるように、安定して支持することができる。
【００４５】
請求項６記載の発明によれば、駆動系統の全体の前後長を著しく短くすることができ、小型化を可能とした車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるトルクコンバータの上半部の内部構造を示す縦断側面図である。
【図２】本発明の一実施形態であるトルクコンバータを用いた車両における関連装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】従来のトルクコンバータの上半部の内部構造を示す縦断側面図である。
【図４】従来のトルクコンバータを用いた車両における関連装置の概略構成を示す平面図である。
【図５】同じく、側面図である。
【符号の説明】
（１）ポンプ羽根車
（２）タービン羽根車
（３）ステータ羽根車
（４）入力軸
（５）出力軸
（６）ステータ軸（固定体）
（６ａ）軸受孔
（６ｂ）拡径フランジ
（７）ドライブカバー
（７ａ）（７ｂ）椀状部材
（８）ボルト
（９）スプロケット
（１０）ニードルベアリング（ブッシュ）
（１１）ベアリング
（１２）オイルシール
（１３）ベアリング
（１４）第２筒体
（１５）オイルシール
（１６）ボルト
（１７）（１８）流入孔
（１９）排出孔
（２０）一方向クラッチ
（２１）出力軸
（２２）スプロケット
（２３）無端チェーン
（Ａ）トルクコンバータ
（Ａｘ）トルクコンバータ
（Ｂ）エンジン
（Ｃ）変速機
（Ｄ）チェーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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