(57)【要約】【課題】固定壁と筒状壁の間隔を拡げることなく、導通路の流路面積を簡単な構成によって常時一定に維持できるようにする。【解決手段】タービンハブ７（筒状壁）の前端部に摺接するスラストワッシャ１５を環状に形成し、そのスラストワッシャ１５をコンバータカバー５（固定壁）に取り付ける。スラストワッシャ１５を半径方向に跨ぐ径方向溝１９をコンバータカバー５の内面に形成し、その径方向溝１９とスラストワッシャ１５の間で作動液の導通路を形成する。タービンハブ７とスラストワッシャ１５の摺接によってスラストワッシャ１５が摩耗しても径方向溝１９とスラストワッシャ１５の間の流路面積は常に一定に維持される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流体通路が形成された回転体を備え、その回転体の先端の筒状壁が別部材の固定壁に突き当てられると共に、筒状壁の内外で流体の流通が為される流体機械にあって、前記筒状壁の前端側で筒状壁の内外の流体の流通を許容しつつ、筒状壁の端面から入力されるスラスト荷重を固定壁側で受けるスラスト荷重受け部構造において、
前記筒状壁の端面に摺接するスラストワッシャを設け、このスラストワッシャを前記固定壁に取り付けると共に、前記固定壁とスラストワッシャの間に、筒状壁の内外を導通させる導通路を設けたことを特徴とする流体機械のスラスト荷重受け部構造。
【請求項２】
前記スラストワッシャを環状に形成すると共に、前記固定壁にそのスラストワッシャを半径方向に跨ぐ径方向溝を形成し、その径方向溝とスラストワッシャの間で前記導通路を構成したことを特徴とする請求項１に記載の流体機械のスラスト荷重受け部構造。
【請求項３】
前記固定壁に窪み部を形成し、その窪み部の底面に、前記径方向溝を形成すると共に前記スラストワッシャを取り付けたことを特徴とする請求項２に記載の流体機械のスラスト荷重受け部構造。
【請求項４】
前記スラストワッシャを筒状壁に摺接する摺動部材と、この摺動部材を支持する支持プレートとから構成し、前記支持プレートの中心側を段差状に屈曲させ、その中心部を前記固定壁に取り付けると共に、支持プレートの外周縁部の前面に前記摺動部材を接合し、支持プレートの屈曲部周壁に貫通孔を形成して、その貫通孔を前記導通路としたことを特徴とする請求項１に記載の流体機械のスラスト荷重受け部構造。
【請求項５】
前記固定壁はトルクコンバータのコンバータカバーであり、前記筒状壁はトルクコンバータのタービンハブ、前記導通路はロックアップピストンとコンバータカバーの間に作動液を給排するための通路であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の流体機械のスラスト荷重受け部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、トルクコンバータ等の流体機械において、回転体のスラスト荷重を受けるスラスト荷重受け部構造に関し、とりわけ、回転体の内外を導通する通路を兼ねるスラスト荷重受け部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、トルクコンバータのコンバータカバーの内面側には、回転自在なタービンハブが対峙して配置され、そのタービンハブの端面とコンバータカバーがスラスト荷重受け部を介して突き当てられている。また、タービンハブは、通常、筒状に形成されてその筒状壁の内側に作動液の給排通路が設けられ、前記スラスト荷重受け部には、タービンハブの内外の作動液の流通を許容する導通路が設けられている。
【０００３】
この種のトルクコンバータのスラスト荷重受け部としては、ニードル構造のスラスト軸受（特許文献１参照。）や、タービンハブとの摺接面に径方向溝を有するスラストワッシャ（特許文献２参照。）等を用いたものが知られている。
【０００４】
前者のスラスト軸受を用いたものは、ニードル間の隙間がタービンハブの内外の作動液の流通を許容する導通路を構成し、後者のスラストワッシャを用いたものは径方向溝が導通路を構成している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−８９６５７号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−３２３１１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者のスラスト軸受を用いたものの場合、ニードルとそのニードルの保持部が軸方向のスペースを大きく占有するため、コンバータカバー（固定壁）とタービンハブ（筒状壁）との間隔を狭めることができず、装置の軸長の増大につながることが問題となる。さらに、この前者の技術は、スラスト軸受の構造が複雑であるため、トルクコンバータの製造コストの高騰を招くことも問題となる。
【０００８】
また、後者のスラストワッシャを用いたものにおいては、コンバータカバー（固定壁）とタービンハブ（筒状壁）との間隔は狭められるものの、導通路を成す径方向溝がタービンハブとの摺接面に形成されているため、経時使用による摺接面の摩耗によって径方向溝の流路面積が次第に減少し、ロックアップのオン・オフ作動時における応答性等の油圧性能が低下することが問題となる。
【０００９】
そこでこの出願の発明は、固定壁と筒状壁の間隔を拡げることなく、導通路の流路面積を簡単な構成によって常時一定に維持できるようにして、製造コストの高騰を招くことなく、装置のコンパクト化と油圧性能の安定維持を図ることのできる流体機械のスラスト荷重受け部構造を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、この出願の発明は、筒状壁の端面に摺接するスラストワッシャを設け、このスラストワッシャを固定壁に取り付けると共に、その固定壁とスラストワッシャの間に、筒状壁の内外を導通させる導通路を設けるようにした。
【００１１】
この発明の場合、スラストワッシャが基本的に転動部等を持たない板状部材であることから、固定壁と筒状壁の間隔を短縮することができ、しかも、導通路が形成されている部位は筒状壁と摺接しないことから、摩耗によって導通路の流路面積が縮小されることもない。
【００１２】
具体的には、例えば、前記スラストワッシャを環状に形成すると共に、前記固定壁にそのスラストワッシャを半径方向に跨ぐ径方向溝を形成し、その径方向溝とスラストワッシャの間で前記導通路を構成すれば良い。この場合、経時使用によってスラストワッシャの筒状壁との摺接面が摩耗しても、導通路はその摩耗によって何等影響を受けることなく常に一定の流路面積を維持することができる。
【００１３】
このとき、前記固定壁に窪み部を形成し、その窪み部の底面に、前記径方向溝を形成すると共にスラストワッシャを取り付けるようにしても良い。この場合、スラストワッシャは固定壁の窪み部内に取り付けられるため、固定壁の一般面からの突出高さを低く抑えることができる。したがって、この場合、筒状壁と固定壁の間隔をより狭めることが可能となる。
【００１４】
また、前記スラストワッシャを筒状壁に摺接する摺動部材と、この摺動部材を支持する支持プレートとから構成し、前記支持プレートの中心側を段差状に屈曲させ、その中心部を前記固定壁に取り付けると共に、支持プレートの外周縁部の前面に前記摺動部材を接合し、支持プレートの屈曲部周壁に貫通孔を形成して、その貫通孔を前記導通路としても良い。この場合、摺動部材が摩耗しても導通路の流路面積が減少することがなく、しかも、支持プレートに対する絞りと孔あけによって導通路を容易に形成することができるうえ、高価な摺動部材の容積を削減することができるため、より低コストでの製造が可能となる。
【００１５】
また、この発明は、前記固定壁がトルクコンバータのコンバータカバーであり、前記筒状壁がトルクコンバータのタービンハブ、前記導通路がロックアップピストンとコンバータカバーの間に作動液を給排するための通路である場合に特に好ましい。即ち、この場合、限られたエンジンルーム内スペースに収容する必要のあるトルクコンバーをより薄肉化することができ、このことから車載上極めて有利となる。また、導通路の流路面積が摩耗によって減少することがないため、ロックアップ作動やロックアップ解除作動の応答性の低下を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、この出願の発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図３は第１の実施形態を示し、図２は、エンジンと自動変速機の間に配置されるトルクコンバーの断面図である。図２において、１は、コンバータハウジング２に一体に設けられたポンプインペラであり、３は、ポンプインペラ１に対向して配置されたタービンランナ、４は、ポンプインペラ１とタービンランナ３の間に配置されたステータである。
【００１８】
コンバータハウジング２は、その前方側を封止するコンバータカバー５部分で図示しないエンジンのクランクシャフトに結合され、タービンランナ３は、その内周側のタービンハブ７部分で自動変速機の入力軸８にスプライン嵌合されており、ステータ３は、ワンウェイクラッチ９を介して固定のステータシャフト１０に支持されている。このトルクコンバータ２の基本的な構造と機能は周知のものと同様であり、クランクシャフトからコンバータハウジング２に入力されたトルクをポンプ、タービン間の流体を介して自動変速機側に伝達するようになっている。
【００１９】
また、同図において、１１は、高速運転時等にコンバータハウジング２とタービンハブ７を直結するロックアップピストンであり、１２は、このロックアップピストン１１とタービンハブ７の間に設けられた吸振ダンパである。
【００２０】
ロックアップピストン１１は略円板状に形成され、その内周部が前記タービンハブ７の前端部外周に進退自在に支持されると共に、コンバータカバー５に対峙する外周側前面に摩擦材１３が接着されている。そして、ロックアップピストン１１とタービンハブ７とは吸振ダンパ１２を介して連結され、ロックアップ作動時に、ピストン１１の摩擦材１３部分がコンバータカバー５に圧接されると、そのカバー５の回転トルクが吸振ダンパ１２を通してタービンハブ７に伝達されるようになっている。ロックアップピストン１１は、そのピストン１１とコンバータカバー５の間の空間（以下、「制御室１４」と呼ぶ。）に給排される作動液の圧力によって進退制御される。
【００２１】
前記制御室１４に対する作動液の給排は、タービンハブ７の前端側でこの発明にかかるスラスト荷重受け部を通して行われる。以下、このスラスト荷重受け部について詳述するが、タービンハブ７はこの発明における回転体の筒状壁を構成し、コンバータカバー５は固定壁を構成する。
【００２２】
ターヒンハブ７の軸部は略円筒状に形成され、その円筒部の内側には給排通路６を有する前記入力軸８が配置されている。また、タービンハブ７の前端面７ａは設定幅の円環状の平面で構成され、この前端面７ａがコンバータカバー５側に突き当てられるようになっている。これに対し、コンバータカバー５の内面中央には、タービンハブ７の前端面７ａが突き当てられるスラストワッシャ１５が取付けられている。
【００２３】
このスラストワッシャ１５は、図１，図３に示すように、全体が円環状に形成され、コンバータカバー６にスポット溶接によって固定される支持プレート１６と、タービンハブ７の前端面７ａに摺接する摺動部材１７とによって構成されている。支持プレート１６は鉄鋼材料等の剛性の高い金属材料によって形成され、摺動部材１７は銅等の摺動性の高い材料によって形成されており、この両者１６，１７はロウ付けや接着剤等によって相互に接合されている。
【００２４】
そして、コンバータカバー５のワッシャ取付面には、スラストワッシャ１５の支持プレート１６背面を半径方向に跨ぐように４つの径方向溝１９が形成されており、この径方向溝１９がスラストワッシャ１５との間で導通路を構成している。各径方向溝１９の径方向内側と外側の各端部壁は緩やかに立ち上がるように傾斜して形成され、その部分で作動液のスムーズな入出が為されるようになっている。尚、この実施形態の場合、径方向溝１９はプレス加工によって形成されている。
【００２５】
以上の構成において、クランクシャフトの回転によってポンプインペラ１がコンバータハウジング２と一体に回転すると、ポンプインペラ１によるポンプ作用がタービンランナ３を回し、その動力がタービンハブ７から自動変速機へと伝達される。この状態から車速やエンジンの回転速度等が設定制御条件に達し、ロックアップ制御が開始されると、制御室１４の作動液がスラストワッシャ１５の背面側の径方向溝１９を通ってタービンハブ７の内側の給排通路６にドレーンされる。これにより、ロックアップピストン１１の背面側の圧力が前面側の圧力に対して相対的に高まり、ロックアップピストン１１が前進してコンバータカバー５に摩擦係合される。この結果、コンバータハウジング２の回転はロックアップピストン１１と吸振ダンパ１２を通して直接タービンハブ７に伝達される。
【００２６】
また、このロックアップの解除時には、タービンハブ７の内側の給排通路６から高圧の作動液がスラストワッシャ１５の背面側の径方向溝１９を通って制御室１４に供給され、これによってロックアップピストン１１がコンバータカバー５から引き離される。
【００２７】
ところで、タービンランナ３と一体化されたタービンハブ７は、コンバータハウジング２内の圧力の変動によって軸方向に若干移動し、このときのスラスト荷重がコンバータカバー５の内側面に作用する。このスラスト荷重はコンバータカバー５に取り付けられたスラストワッシャ１５によって受け止められ、タービンハブ７の先端面は同ワッシャ１５の摺動部材１７上で滑らかに摺動する。このスラストワッシャ１５は、支持プレート１６に摺動部材１７を接合した板状構造であるため、ニードル構造のスラスト軸受に比較して全体の肉厚が薄くなり、その分タービンハブ７とコンバータカバー５の間隔は狭まっている。
【００２８】
また、ロックアップ時とロックアップ解除時には前述のようにスラストワッシャ１５の背部側の径方向溝１９を作動液が流通するが、この径方向溝１９は、タービンハブ７に対し摺接しないコンバータカバー５の内面に形成されているため、経時使用によって溝１９の縁部が摩耗することが無い。したがって、この径方向溝１９はスラストワッシャ１５の摺接面等が経時使用で摩耗することがあっても、流路面積は常に一定に維持される。このため、ロックアップ時やロックアップ解除時の作動応答性は常に良好に維持される。
【００２９】
よって、このスラスト荷重受け部構造を採用した場合には、以上説明したようにタービンハブ７とコンバータカバー５の間隔を狭めてトルクコンバータの薄肉化を図ることができると共に、導通路の摩耗による流路面積の減少を無くして油圧性能の安定維持を図ることができる。
【００３０】
また、この実施形態の場合、コンバータカバー５の内側一般面に径方向溝１９を形成すると共に、その面にスラストワッシャ１５を取り付けたが、図４に示す第２の実施形態のようにコンバータカバー５の内側面に環状の窪み部２０を形成し、その窪み部２０の底面にスラストワッシャ１５を半径方向に跨ぐ径方向溝１９を形成して、さらにその窪み部２０の底面にスラストワッシャ１５を取り付けるようにしても良い。
【００３１】
この場合、スラストワッシャ１５が窪み部２０内に一段下がった形でコンバータカバー５に取り付けられるため、コンバータカバー５からのスラストワッシャ１５の突出高さが低くなり、その分タービンハブ７とコンバータカバー５の一般面との間隔が狭まる。したがって、この構造を採用した場合には、トルクコンバータのさらなる薄肉化を図ることができる。
【００３２】
また、図５，図６は第３の実施形態を示すものであり、この実施形態は上述の実施形態のようにコンバータカバー５側に径方向溝１５を形成せず、スラストワッシャ１１５の形状を工夫することによってそのワッシャ１１５とコンバータカバー５の間に導通路を形成したものである。
【００３３】
即ち、スラストワッシャ１１５は、タービンハブ７の前端面７ａに摺接する円環状の摺動部材１１７と、この摺動部材１１７の背部側を支持する略円板状の支持プレート１１６とから成り、支持プレート１１６は中心側がコンバータカバー５側に段差状に屈曲し、その屈曲によって形成された円形状の底壁２１がコンバータカバー５に溶接固定されている。そして、この底壁２１に対して前方に突出した円環状の外周縁部２２の前面には前記摺動部材１１７が接合され、屈曲部周壁２３と底面２１の一部には長孔状の貫通孔２４が形成されている。この貫通孔２４は周壁２３を貫通することによってタービンハブ７の内外を連通し、給排通路６と制御室１４を導通させる導通路を構成している。
【００３４】
この実施形態のスラスト荷重受け部構造は、スラストワッシャ１１５が板状部材から構成されているため、ニードルを用いるスラスト軸受に比較して全体を薄肉できるうえ、導通路を成す貫通孔２４がタービンハ７と摺接しない部位に設けられていることから、摩耗によって流路面積が減少する不具合も生じない。したがって、この実施形態の場合にも、トルクコンバータの薄肉化と油圧性能の安定維持を図ることができる。
【００３５】
さらに、この実施形態は、支持プレート１１６の中心側を段差状に屈曲させ、その屈曲部周壁２３に貫通孔２４を形成することよって導通路を形成したため、板状の支持プレート１１６に対してプレス成形によって絞りと孔あけを施すだけで導通路を容易に形成することができ、製造コストの削減を図ることができるという利点がある。
【００３６】
また、この実施形態の場合、支持プレート１１６の外周縁部２２がコンバータカバー５から離間するため、摺動部材１１７に対する支持剛性が低下することが懸念されるが、この場合には、例えば、図５中の鎖線で示すように支持プレート１１６の底壁２１から外周縁部２２に跨るように補強用リブ２５を形成すれば良い。
【００３７】
図７，図８は、第４の実施形態を示すものである。この実施形態のスラスト荷重受け部構造は、図５，図６に示した第３の実施形態とほぼ同様であるが、スラストワッシャ１１５の外周縁部をコンバータカバー５に剛的に支持させる工夫を施した点で異なっている。
【００３８】
即ち、スラストワッシャ１１５の支持プレート２１６は、第３の実施形態と同様に底壁２１に対して円環状の外周縁部２２が前方に突出しているが、この外周縁部２２には、円周方向等間隔となる位置に４つの支持片３０が突設されている。この各支持片３０は、径方向外側端が底壁２１と面一となるように湾曲し、その各支持片３０の外側端がコンバータカバー５に形成されたフック状の掛止部３１に係合されている。この各支持片３０は掛止部３１に係合された状態でコンバータカバー５の内側端面に当接支持されている。
【００３９】
したがって、この実施形態のスラスト荷重受け部構造は、第３の実施形態と同様の効果を得ることができるうえ、スラストワッシャ１１５の外周縁部を、支持片３０を介してコンバータカバー５に確実に当接支持させることができることから、摺動部材１１７の背部側の支持剛性をより高め、タービンハブ７のスラスト荷重をより安定的に支持することが可能となる。
【００４０】
尚、以上ではトルクコンバータのタービンハブとコンバータカバーの間のスラスト荷重受け部を例に説明したが、この発明の適用はこの部分に限るものではなく、例えば、自動変速機内の同様の荷重受け部に適用することも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、この出願の発明は、板状のスラストワッシャによって固定壁と筒状壁の間隔を短縮し、かつ、固定壁とスラストワッシャの間に設けた導通路によって作動液の流通を確保するようにしたため、極めて簡単な構成でありながら、摩耗による流路面積の減少を招くことなく装置の軸長を短縮することができる。したがって、この発明によれば、製造コストの高騰を招くことなく装置のコンパクト化と油圧性能の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の第１の実施形態を示す図３のＡ−Ａ断面に対応する要部の拡大断面図。
【図２】同実施形態を示すトルクコンバータの断面図。
【図３】同実施形態を示す要部の正面図。
【図４】この出願の発明の第２の実施形態を示す要部の拡大断面図。
【図５】この出願の発明の第３の実施形態を示す要部の正面図。
【図６】同実施形態を示す図５のＢ−Ｂ断面に対応する拡大断面図。
【図７】この出願の発明の第４の実施形態を示す要部の正面図。
【図８】同実施形態を示す図７のＣ−Ｃ断面に対応する断面図。
【符号の説明】
３…タービンランナ（回転体）
５…コンバータカバー（固定壁）
７…タービンハブ（筒状壁）
１５，１１５…スラストワッシャ
１６，１１６，２１６…支持プレート
１７，１１７…摺動部材
１９…径方向溝（導通路）
２０…窪み部
２３…屈曲部周壁
２４…貫通孔（導通路）
【図１】
2004308855.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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