JP2014077498A - トルクコンバータ - Google Patents

Abstract

【課題】スタータ用リングギアの軽量化を実現し、燃費の向上を図る。
【解決手段】このトルクコンバータは、エンジン側からのトルクが入力されるフロントカバー３と、外周部がフロントカバー３に溶接により固定されたインペラ４と、インペラ４に対向して配置されたタービン５と、インペラ４とタービン５との内周部の間に配置されたステータ６と、フロントカバー３又はインペラ４の外周部に固定された板金製のスタータ用リングギア４０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、トルクコンバータ、特にロックアップクラッチが設けられたトルクコンバータに関する。

トルクコンバータは、内部の作動流体を介してエンジンからのトルクをトランスミッション側へ伝達する装置であり、主に、フロントカバーと、インペラと、タービンと、ステータとから構成される。

トルクコンバータには、特許文献１に示されるように、エンジン始動用のリングギアが設けられている。リングギアには、スタータモータの出力軸に設けられたピニオンギアが噛み合い可能である。そして、エンジン始動時にピニオンギアがリングギアに噛み合い、スタータモータの回転がリングギア及びトルクコンバータを介してエンジンのクランク軸に伝達される。

特開２００３−１０６４０４号公報

トルクコンバータに固定された従来のリングギアは、棒状の部材を環状に形成した後、歯切り加工によって形成されている。このような従来のリングギアでは軽量化が困難である。

ここで、トルクコンバータにはロックアップクラッチ装置が設けられているが、近年、ロックアップクラッチ装置の改良等によってトルクコンバータ本体の寸法は小型化される傾向にある。このような小型化されたトルクコンバータにリングギアを設け、このリングギアを従来構造のピニオンギアに噛み合わせようとすれば、リングギアの外径は従来通りの寸法で内径を小さくしなければならない。

以上のような状況では、リングギアは、重量が増加し、軽量化がさらに困難になる。このため、燃費の低下を招く。

本発明の課題は、スタータ用リングギアの軽量化を実現し、燃費の向上を図ることにある。

本発明の第１側面に係るトルクコンバータは、エンジン側からのトルクが入力されるフロントカバーと、外周部がフロントカバーに溶接により固定されたインペラと、インペラに対向して配置されたタービンと、インペラとタービンとの内周部の間に配置されたステータと、フロントカバー又はインペラの外周部に固定された板金製のスタータ用リングギアと、を備えている。

ここでは、スタータ用リングギアを板金製にしているので、従来の棒状部材を歯切り加工する場合に比較して、リングギアを簡単に製造できるとともに、軽量化することができる。

本発明の第２側面に係るトルクコンバータは、第１側面のトルクコンバータにおいて、スタータ用リングギアはインペラの外周部に溶接によって固定されている。

本発明の第３側面に係るトルクコンバータは、第１又は第２側面のトルクコンバータにおいて、スタータ用リングギアは、軸方向に延びインペラの外周部に固定された内周筒状部と、内周筒状部から外周に延びる円板部と、円板部の外周部に形成された歯形部と、を有している。

このスタータ用リングギアは、内周筒状部がインペラの外周部に溶接等によって固定され、円板部の外周部に形成された歯形部がスタータモータのピニオンギアに噛み合う。

本発明の第４側面に係るトルクコンバータは、第１から第３側面のいずれかのトルクコンバータにおいて、スタータ用リングギアの歯形部は、トランスファプレスによる歯形成形によって形成されている。

本発明の第５側面に係るトルクコンバータは、第１から第３側面のいずれかのトルクコンバータにおいて、スタータ用リングギアの歯形部は、円板部の外周部を複数の増肉工程により増肉し、増肉部分を歯切り加工することによって形成されている。

以上のような本発明では、スタータ用リングギアを簡単な構成でかつ軽量化することができる。このため燃費を向上させることができる。

本発明の一実施形態によるトルクコンバータの縦断面構成図。

［全体構成］
図１に、本発明の一実施形態によるトルクコンバータ１の縦断面を示す。図１の左側にはエンジン（図示せず）が配置され、図の右側にトランスミッション（図示せず）が配置されている。また、図１に示すＯ−Ｏは、トルクコンバータ１の回転軸線である。

トルクコンバータ１は、エンジン側のクランクシャフト（図示せず）からトランスミッションのドライブシャフト２にトルクを伝達するための装置であり、エンジンからのトルクが入力されるフロントカバー３と、３種の羽根車（インペラ４、タービン５、ステータ６）からなるトルクコンバータ本体７と、ロックアップクラッチ８と、から構成されている。

フロントカバー３は、円板状の部材であり、主に、円板部３ａと、円板部３ａの外周部に形成された軸方向トランスミッション側に突出する外周筒状部３ｂと、を有している。外周筒状部３ｂは、インペラ４の外周部に溶接によって固定されている。

インペラ４は、インペラシェル１０と、その内側に固定された複数のインペラブレード１１と、を有している。インペラシェル１０の外周部は、前述のように、フロントカバー３の外周筒状部３ｂの先端部に溶接されている。

タービン５は、流体室内でインペラ４に対向して配置されている。タービン５は、タービンシェル１３と、タービンシェル１３に固定された複数のタービンブレード１４と、タービンシェル１３の内周部に固定されたタービンハブ１５と、を有している。

タービンハブ１５は、軸方向に延びる筒状部１５ａと、筒状部１５ａから半径方向外方に延びる円板状のフランジ部１５ｂと、を有している。筒状部１５ａの内周部にはスプライン孔１５ｃが形成されており、トランスミッションのドライブシャフト２がスプライン係合可能である。フランジ部１５ｂにはタービンシェル１３の内周部がリベット１６により固定されている。

ステータ６は、インペラ４とタービン５の内周部間に配置され、タービン５からインペラ４へと戻る作動油の流れを調整するための機構である。ステータ６は、主に、環状のステータキャリア１８と、その外周面に設けられた複数のステータブレード１９と、から構成されている。ステータキャリア１８は、ワンウェイクラッチ２０を介して、図示しない固定シャフトに一方向へ回転可能に支持されている。

また、フロントカバー３とタービンハブ１５の筒状部１５ａの先端との軸方向間にはスラストワッシャ２２が設けられている。さらに、タービンハブ１５のフランジ部１５ｂとワンウェイクラッチ２０との間には第１スラストベアリング２３が設けられ、ステータキャリア１８とインペラシェル１０との間には第２スラストベアリング２４が設けられている。

［ロックアップクラッチ］
ロックアップクラッチ８は、フロントカバー３とタービン５とを機械的に連結するための装置である。ロックアップクラッチ８は、主に、フロントカバー３からトルクが入力されるピストン３０及びリティニングプレート３１と、ドリブンプレート３２と、リティニングプレート３１とドリブンプレート３２とを回転方向に弾性的に連結する複数のトーションスプリング３３と、から構成されている。

ピストン３０は、円板状のプレート部材であって、外周部に摩擦部材３４が固定されている。このピストン３０は、フロントカバー３側及びタービン５側の油圧を制御することによって軸方向に移動し、摩擦部材３４をフロントカバー３の側面に押圧し（ロックアップクラッチのオン（連結）状態）、あるいはフロントカバー３の側面から離反させること（ロックアップクラッチのオフ（連結解除）状態）が可能である。

ピストン３０の外周部には軸方向トランスミッション側に延びる外周筒状部３０ａが設けられ、内周部には同方向に延びる内周筒状部３０ｂが設けられている。内周筒状部３０ｂはタービンハブ１５の筒状部１５ａの外周面に軸方向に摺動自在に支持されている。

なお、ピストン３０の内周筒状部３０ｂとタービン１５の筒状部１５ａとの間にはシール部材３６が設けられている。

リティニングプレート３１は、ピストン３０のタービン５側でピストン３０の外周筒状部３０ａの内周側に配置されている。このリティニングプレート３１は、複数のトーションスプリング３３を保持する保持部３１ａを有するとともに、トーションスプリング３３の回転方向端に係合する係合部３１ｂを有している。また、リティニングプレート３１の内周部３１ｃがリベット３５によりピストン３０に固定されている。

ドリブンプレート３２は、円板状のプレート部材であり、ピストン３０とタービン５との間に配置されている。ドリブンプレート３２は、内周部３２ａがタービンシェル１４とともにタービンハブ１５フランジ部１５にリベット１６により固定されている。また、ドリブンプレート３２の外周部には、トーションスプリング３３の両端に係合する複数の係合部３３ｂが形成されている。

トーションスプリング３３は、エンジンの回転変動により生じる微少捩じり振動やロックアップクラッチ８の連結時のショックによる振動などを吸収・減衰するコイルスプリングからなる。トーションスプリング３３は、リティニングプレート３１のスプリング保持部３１ａとドリブンプレート３３の係合部３３ｂとの回転方向間で弾性変形することによって、ピストン３０とドリブンプレート３２とを回転方向に弾性的に連結する。

［スタータ用リングギア］
インペラシェル１０の外周部には、スタータ用リングギア（以下、「リングギア」と記す）４０が設けられている。リングギア４０は、内周部に形成されフロントカバー３側に延びる筒状部４１と、筒状部４１から外周部に延びる円板部４２と、円板部４２の外周部に形成された歯形部４３と、から構成されている。内周筒状部４１はインペラシェル１０の外周部の平坦部分に嵌めこまれ、内周筒状部４１とインペラシェル１０との間を溶接することによって両者が固定されている。歯形部４３には、図示しないスタータモータのピニオンギアに噛み合い可能な複数の歯が形成されている。

このリングギア４０は、環状の板金をプレス加工あるいはグローブ成形工法等によって形成することが可能である。

例えば、プレス加工によって形成する場合は、環状でかつ板状の素材板金の内周部をドロー加工によって絞り出し、内周筒状部４１を形成する。次に、内周筒状部４１が形成された素材板金の外周部に、トランスファプレスによって歯形部４３を順次形成していく。また、グローブ加工によって形成する場合は、前記同様にドロー加工によって素材板金の内周部に内周筒状部４１を形成した後、素材板金の外周部を複数の増肉工程によって所定の肉厚にする。その後、ホブ盤による歯切り加工によって歯形部４３を形成する。

［動作］
トルクコンバータの動作については、従来と同様である。すなわち、エンジン側のクランクシャフトからのトルクは、フロントカバー３に入力される。これにより、インペラ４が回転し、作動油がインペラ４からタービン５へと流れる。この作動油の流れによりタービン５は回転し、タービン５のトルクは、タービンハブ１５に連結されたドライブシャフト２に出力される。

また、トルクコンバータの速度比が上がり、ドライブシャフト２が一定の回転速度になると、ピストン３０とフロントカバー３との間の空間の作動油がドレンされるとともに、ピストン３０とタービン５との間の空間に作動油が供給される。この結果、ピストン３０のタービン５側の空間内の油圧がフロントカバー３側の空間内の油圧よりも高くなり、ピストン３０がフロントカバー３側に移動させられる。すると、ピストン３０に固定された摩擦部材３４がフロントカバー３の側面に押し付けられる。これにより、エンジンからのトルクは、フロントカバー３からピストン３０及びリティニングプレート３１に伝達され、さらにトーションスプリング３３、ドリブンプレート３２及びタービンハブ１５を介してドライブシャフト２に出力される。

また、エンジン始動時には、スタータモータによってピニオンギアが駆動され、このピニオンギアに噛み合うリングギア４０が回転される。これにより、フロントカバー３が回転され、フロントカバー３とドライブプレート（図示せず）等によって連結されたエンジンのクランク軸が回転される。

以上の実施形態では、リングギア４０が板金によって形成されているので、従来の棒状部材によって形成されたものに比較して軽量化が可能になる。特に、トルクコンバータが小型化された場合、インペラシェル１０からピニオンギアの噛み合い位置までの距離、すなわちリングギア４０の円板部４２が長くなるが、ここでは円板部４２の厚みが薄くなり、軽量化の効果が大きい。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

トルクコンバータの具体的な構成は前記実施形態に限定されるものではなく、種々のトルクコンバータに対して本発明を適用することができる。

前記実施形態では、リングギア４０をインペラ４の外周部に固定したが、リングギアをフロントカバー３の外周に固定してもよい。この場合は、リングギアの向きは前記実施形態と逆になり、Ｃ字状になる。また、固定方法については、溶接以外の方法を用いてもよい。

１ トルクコンバータ
３ フロントカバー
４ インペラ
５ タービン
６ ステータ
４０ スタータ用リングギア
４１ 内周筒状部
４２ 円板部
４３ 歯形部

Claims (5)

1. エンジン側からのトルクが入力されるフロントカバーと、
   外周部が前記フロントカバーに溶接により固定されたインペラと、
   前記インペラに対向して配置されたタービンと、
   前記インペラと前記タービンとの内周部の間に配置されたステータと、
   前記フロントカバー又は前記インペラの外周部に固定された板金製のスタータ用リングギアと、
   を備えたトルクコンバータ。
2. 前記スタータ用リングギアは前記インペラの外周部に溶接によって固定されている、請求項１に記載のトルクコンバータ。
3. 前記スタータ用リングギアは、
   軸方向に延び前記インペラの外周部に固定された内周筒状部と、
   前記内周筒状部から外周に延びる円板部と、
   前記円板部の外周部に形成された歯形部と、
   を有する、請求項１又は２に記載のトルクコンバータ。
4. 前記スタータ用リングギアの歯形部は、トランスファプレスによる歯形成形によって形成されている、請求項１から３のいずれかに記載のトルクコンバータ。
5. 前記スタータ用リングギアの歯形部は、前記円板部の外周部を複数の増肉工程により増肉し、増肉部分を歯切り加工することによって形成されている、請求項１から３のいずれかに記載のトルクコンバータ。

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