JP4483036B2 - トルクコンバータ - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、トルクコンバータに関し、特に、そのステータのスラスト力支持構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
トルクコンバータは対向配置されたポンプインペラとタービンランナとの間にステータを配した構成を備える。ステータは環状のワンウェイクラッチを介して適宜の固定部材に一方向回転可能に径方向支持され、かつ環状のスラストベアリングを介してポンプインペラとタービンランナ(詳しくは、そのハブ)に軸方向支持される。従来、このようにステータを支持するワンウェイクラッチとスラストベアリングは、ほぼ同径とされ、ワンウェイクラッチを軸方向両側からスラストベアリングで挟む形態で、ワンウェイクラッチとスラストベアリングが軸方向に重なった配置とされている(一例として特開平8−14382号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のトルクコンバータでは、ステータの内周側で、ワンウェイクラッチと一対のスラストベアリングがほぼ同様の径方向位置で軸方向に並ぶ配列となり、この配列がトルクコンバータの内周部の軸方向長さを長くし、ひいてはトルクコンバータの軸長短縮を妨げる要因となっていた。また、こうした配置では、スラストベアリングがワンウェイクラッチのサイドベアリングに重なる位置になるため、スラスト力がスラストベアリングとワンウェイクラッチのアウタレースとの間で、ワンウェイクラッチのサイドベアリングを介して伝達されるため、このスラスト力に耐えるようにサイドベアリングの肉厚の確保も必要であり、更に、径方向位置の異なるスラストベアリングとワンウェイクラッチのアウタレースとの間でのスラスト力伝達のために、サイドベアリングの形状が複雑になるのを避けられなかった。
【0004】
ところで、トルクコンバータが用いられる典型例としての車両用自動変速機では、多段化が進んでおり、それに伴う変速機構の複雑化による軸長の増大を防ぐ意味で、特に自動変速機とエンジンとを軸方向に並べてトレッド幅内に横置き配置するフロントエンジンフロントドライブ車やリヤエンジンリヤドライブ車用の自動変速機では、トルクコンバータに対する軸長短縮の要請が強い。
【0005】
このような事情に鑑み、本発明は、ワンウェイクラッチとスラストベアリングの配置を改善することで、特にステータの内周側の軸長を短縮したトルクコンバータを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、ステータを固定部材に一方向回転可能に径方向支持するワンウェイクラッチと、ステータをポンプインペラとタービンランナとに軸方向支持するスラストベアリングとを備えるトルクコンバータにおいて、前記ワンウェイクラッチと前記スラストベアリングの直径を異ならせることにより、少なくとも前記ワンウェイクラッチのサイドベアリングに対して前記スラストベアリングが軸方向に重ならない配置としたことを特徴とする。
【0007】
上記の構成において、前記スラストベアリングは、その少なくとも一部が前記ワンウェイクラッチと径方向に重なる配置とすると更に有効である。
【0008】
また、上記の構成において、前記スラストベアリングは、前記ワンウェイクラッチの外周側に配置されるのが有効である。
【0009】
また、上記の構成において、前記スラストベアリングの外周側と内周側とを連通させる油路が、前記スラストベアリングと当接する部材の支持面に設けられた構成とすることもできる。
また、上記の構成において、前記サイドベアリングは、前記ワンウェイクラッチのアウタレースをインナレースに径方向支持する軸方向両端の一対で構成されると有効である。
また、上記の構成において、前記サイドベアリングは、一方がステータハブと一体化された構成とすることもできる。
【0010】
【作用及び発明の効果】
本発明の請求項1記載の構成では、ステータとスラストベアリングとの間でのスラスト力の伝達が、ワンウェイクラッチのサイドベアリングを介することなく行なわれ、サイドベアリングにスラスト荷重がかからなくなるので、サイドベアリングを薄肉化することができ、それによりトルクコンバータのステータの内周側の軸長を短縮することができる。また、サイドベアリングを介するスラスト力の伝達が不用となることで、その形状も簡素化することができる。
【0011】
次に、請求項2記載の構成では、ワンウェイクラッチとスラストベアリングの配設のための軸方向長さが、両者の径方向重合分だけ節減できるため、ステータの径方向内側の軸方長さを一層短縮することができる。
【0012】
また、請求項3記載の構成では、スラストベアリングをワンウェイクラッチの外周側に配置することで、同径のもので比較した場合にワンウェイクラッチに比べて耐久性の確保が難しいスラストベアリングの大径化による耐久性の向上が自ずと可能となる。
【0013】
また、請求項4記載の構成では、トルクコンバータのトーラス部に対する作動油の給排に必須の油路を、サイドベアリングに油路を設けることなく構成することができるので、サイドベアリングの形状を簡素にできるため、加工コストが低減できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態を説明する。図1は本発明を適用した第1実施形態に係るトルクコンバータのトーラス部とロックアップクラッチ部の図示を省略した部分半截側断面図であり、図2はそのステータのみを示す正面図である。図1に示すように、このトルクコンバータは、従来のものと同様に、ステータ3を固定部材(図示せず)に一方向回転可能に径方向支持するワンウェイクラッチ4と、ステータ3をポンプインペラ1とタービンランナ2とに軸方向支持する一対のスラストベアリング5A,5Bとを備える。
【0015】
本発明の特徴とするところに従い、ワンウェイクラッチ4と両スラストベアリング5A,5Bの直径は異ならせてあり、少なくともワンウェイクラッチ4のサイドベアリング45A,45Bに対してスラストベアリング5A,5Bが軸方向に重ならない配置とされている。更にこの形態では、両スラストベアリング5A,5Bは、それらの少なくとも一部がワンウェイクラッチ4と径方向に重なる配置とされている。また、両スラストベアリング5A,5Bの外周側と内周側とを連通させる油路Gが、両スラストベアリング5A,5Bと当接する部材(本形態において後記するステータハブ)32の支持面32a(図2参照)に設けられている。そして、スラストベアリング5A,5Bは、ワンウェイクラッチ4の外周側に配置されている。
【0016】
更に詳述すると、トルクコンバータは、図示しないエンジンのクランクシャフトにセンタピース11を心出し嵌合させ、ドライブプレートに取付けられるコンバータカバー12と、これに溶接一体化されたポンプシェル13と、ポンプシェル13に溶接一体化され、図示しないオイルポンプに連結されるポンプハブ14とで外形を囲われている。ポンプシェル13と対向するタービンシェル21は、その内周側をダンパディスク6と合わせて、スラストベアリング5Bの径方向位置より径方向内側で、タービンハブ22にリベット8止めされている。タービンハブ22のコンバータカバー12側(図示右方)に延びるボス部外周には、図示しないロックアップクラッチのピストン7が軸方向摺動自在に支持されている。
【0017】
ポンプシェル13とタービンシェル21の間にブレード部31を介在させたステータ3は、その内周側のハブ32をワンウェイクラッチ4に支持させて、ワンウェイクラッチ4を介して自動変速機のケースから延びる適宜の中空軸状固定部材に支持されている。この形態では、アルミ材からなるステータハブ32が、ワンウェイクラッチ4の鋼材からなるアウタレース42の外周に鋳込み固定されている。
【0018】
ワンウェイクラッチ4は、上記のアウタレース42と、その内周側のインナレース41と、それら両レースの間に配設された一方向係合のための各要素と、アウタレース42をインナレース41に径方向支持する軸方向両端の一対のサイドベアリング45A,45Bとで構成されており、インナレース41がスプライン嵌合で前記中空軸状固定部材に連結されている。この形態では、一対のサイドベアリング45A,45Bは、コスト低減のために同一形状とされ、それぞれその外周側をアウタレース42に同様にかしめ止めして、アウタレース42側に支持されている。
【0019】
ステータ3を軸方向支持する一対のスラストベアリング5A,5Bは、それぞれポンプシェル13の最内周側側面とステータハブ32の側面及び同側面とタービンハブ22の最外周側側面との間に配置されている。この形態では、両スラストベアリング5A,5Bは、ケージで周方向間隔保持されたベアリングローラ51を薄肉レース52と厚肉レース53からなる一対のレースの間に配した同一規格すなわち同径かつ同形状のものとされ、ステータハブ32を挟んで厚肉レース53が向い合う面対称となるように表裏を相互に逆に向けて配置されている。この同一規格品の使用は、コスト低減を意図するものである。
【0020】
ポンプシェル13とステータハブ32との間の一方のスラストベアリング5Aの径方向位置決めは、ポンプシェル13とポンプハブ14との嵌め合わせ部で若干ポンプシェル13側に入りこんだポンプハブ14外周面でスラストベアリング5Aの薄肉レース52を支持することでなされ、ステータハブ32とタービンハブ22との間の他方のスラストベアリング5Bの径方向位置決めは、タービンハブ22からステータハブ32方向に張出すボス部22aの外周面でスラストベアリング5Bの薄肉レース52を支持することでなされ、これらの位置決めによる他の部材を介さない心出し構成の踏襲により、一対のスラストベアリング5A,5Bをワンウェイクラッチ4より外周側に配置した構成を採りながら、耐久性を左右するベアリング心出し精度が維持されている。
【0021】
トルクコンバータのトーラス部を作動油の給排油路に両スラストベアリング5A,5Bをバイパスして連通させるべく、両スラストベアリング5A,5Bの外周側と内周側とを連通させて設けられる油路Gは、それぞれのスラストベアリング5A,5Bの厚肉レース53と当接するステータハブ32の支持面32a(図2参照)に、それぞれが径方向溝と軸方向溝が連続した複数の溝として形成されている。図2はこれらの溝の配置を示し、この形態では、周方向に等間隔の8本の溝とされている。
【0022】
こうした構成からなるトルクコンバータでは、ステータ3とスラストベアリング5A,5Bとの間でのスラスト力の伝達が、ワンウェイクラッチ4のサイドベアリング45A,45Bを介することなく行なわれ、サイドベアリング45A,45Bにスラスト荷重がかからなくなるため、サイドベアリング45A,45Bが薄肉化されており、また、その形状もスラスト力の伝達が不用となることで簡素化されている。
【0023】
更に、ワンウェイクラッチ4と両スラストベアリング5A,5Bの径方向での一部重合配置により、ワンウェイクラッチ4と両スラストベアリング5A,5Bの配設のための軸方向長さが、両者の径方向重合分だけ節減され、ステータ4の径方向内側の軸方長さが一層短縮されている。しかも、こうしたステータ4の径方向内側の軸方長さの削減は、それのみに止まらず、近時の流体解析の進歩によりトルク伝達能力に対するトーラス部の小型化が可能となることでトーラス部内側に生じる余裕スペースを有効に利用した配置を実現することができ、トルクコンバータ全体の軸長の短縮にも有効な配置となる。
【0024】
また、従来の構成によれば、ワンウェイクラッチのサイドベアリングに設けざるを得なかった油路を、本形態では型製造されるステータハブ32側に設けているので、サイドベアリング45A,45Bの形状を溝のない単純な平板状とすることができ、それにより加工コストが低減されている。
【0025】
また、スラストベアリング5A,5Bをワンウェイクラッチ4の外周側に配置することで、同径のもので比較した場合にワンウェイクラッチ4に比べて耐久性の確保が難しいスラストベアリング5A,5Bの大径化による耐久性の向上が自ずと可能となっている。
【0026】
ところで、前記第1実施形態では、ステータとワンウェイクラッチのアウタレースをアウタレースの外周部で鋳込みにより連結する構成を採ったが、この両者の連結構造については、他に種々の形態を採ることができる。以下、これらの形態について説明する。
【0027】
図3は連結のための鋳込み位置をトーラス部側に変更した本発明の第2実施形態を示す。この形態では、ワンウェイクラッチ4のアウタレース42をステータのブレード付け根部位置まで延長し、ステータハブ32の径方向内側への延長部をなくし、その位置でステータハブ32が、ワンウェイクラッチ4のアウタレース42の外周に鋳込み固定されている。この鋳込み位置の変更に伴い、両スラストベアリング5A,5Bの外周側と内周側とを連通させて設けられる油路Gは、それぞれのスラストベアリング5A,5Bの厚肉レース53と当接するアウタレース42の支持面に形成した径方向溝と、ステータハブ32の内周面に形成した軸方向溝を連通させた構成とされている。その余の構成については、実質上第1実施形態の場合と同様である。こうした構成を採っても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
【0028】
次の図4は、本発明の第3実施形態を示す。この形態は、鋳込みをリベット止めに変更したものである。詳しくは、ワンウェイクラッチ4のアウタレース42の一部をステータ3のブレード付け根部位置まで延長し、ステータハブ32の径方向内側への延長部を第1実施形態に対して薄肉化し、これら両延長部で軸方向の重合部を形成して、該重合部に挿通させた周方向に複数配置のリベット9でアウタレース42とステータ3を固定したものである。この形態の場合、リベット止めの径方向位置と、スラストベアリング5A,5Bの直径を一致させることで、リベット9とスラストベアリングの厚肉レース53の位置を軸方向に整合させて、スラスト力がリベット9を介して双方の厚肉レース53に相互に伝達される構成とすることができる。この場合の両スラストベアリング5A,5Bの外周側と内周側とを連通させて設けられる油路Gは、先の第1及び第2実施形態の折衷案といえる構成となり、スラストベアリング5B側は、ステータハブ32に径方向溝と軸方向溝が連続した複数の溝として形成され、スラストベアリング5A側については、アウタレース42に形成した径方向溝と、ステータハブ32の内周面に形成した軸方向溝を連通させた構成とされている。これらの溝の周方向位置は、図示のようにリベット9の位置と同位置としても、別位置としてもよい。その余の構成については、実質上第1実施形態の場合と同様である。こうした構成を採っても、前記第1実施形態と同様の効果が得られる。
【0029】
更に図5は、本発明の第4実施形態を示す。この形態は、リベット止めをスナップリング止めに変更したものである。詳しくは、ステータ3とアウタレース42は、ステータ3のブレード付け根部位置の内周側に形成したスナップリング溝にスナップリング10を嵌合させることで相互に軸方向止めされ、ステータハブ32とアウタレース42相互の嵌合部で心合わせされている。更にこの形態では、前記第3実施形態に対してステータハブ32を更に径方向内側に延長してワンウェイクラッチ4の一方のサイドベアリング45Bと一体化させている。この形態の場合、両スラストベアリング5A,5Bは、厚肉レース53側で位置決めさせるべく、断面L字状とされ、その屈曲部でベアリングローラ51のケージを支持している。この場合の両スラストベアリング5A,5Bの外周側と内周側とを連通させて設けられる油路Gは、先の第3実施形態のものと同様である。その余の構成については、実質上第3実施形態の場合と同様である。こうした構成を採っても、先の各実施形態と同様の効果が得られる。
【0030】
最後に図6は、本発明の第5実施形態を示す。この形態は、先の第1実施形態の鋳込み部をセレーション圧入に変更したものである。この形態の場合、ステータハブ32とアウタレース42は、セレーション圧入部Sで相互に軸方向止めされ、かつ心合わせされている。この場合も、先の第4実施形態と同様に、ステータハブ32をワンウェイクラッチ4の一方のサイドベアリングと一体化させている。その余の構成については、実質上第1実施形態の場合と同様である。こうした構成を採っても、先の各実施形態と同様の効果が得られる。
【0031】
以上、本発明を5つの実施形態に基づき詳説したが、本発明は他の種々の異なる形態で実施することができる。例えば、両スラストベアリング5A,5Bとワンウェイクラッチ4の内外周位置関係を例示の実施形態とは逆にして、スラストベアリング5A,5Bの外周側にワンウェイクラッチ4を配する構成を採ることもできる。この場合、両スラストベアリング5A,5Bが当接する部材の支持面は、ワンウェイクラッチ4のインナレース41となり、両スラストベアリング5A,5Bの外周側と内周側とを連通させる油路が、インナレース41のスラストベアリング5A,5Bとの当接面となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したトルクコンバータの第1実施形態をトーラス部とロックアップクラッチ部を省略して示す部分半截側断面図である。
【図2】トルクコンバータのステータのみを示す正面図である。
【図3】本発明の第2実施形態を示す図1と同様の部分の半截側断面図である。
【図4】本発明の第3実施形態を示す図1と同様の部分の半截側断面図である。
【図5】本発明の第4実施形態を示す図1と同様の部分の半截側断面図である。
【図6】本発明の第5実施形態を示す図1と同様の部分の半截側断面図である。
【符号の説明】
1 ポンプインペラ
2 タービンランナ
3 ステータ
4 ワンウェイクラッチ
5A,5B スラストベアリング
32a 支持面
45A,45B サイドベアリング
G 油路
Claims (6)
- ステータを固定部材に一方向回転可能に径方向支持するワンウェイクラッチと、ステータをポンプインペラとタービンランナとに軸方向支持するスラストベアリングとを備えるトルクコンバータにおいて、
前記ワンウェイクラッチと前記スラストベアリングの直径を異ならせることにより、少なくとも前記ワンウェイクラッチのサイドベアリングに対して前記スラストベアリングが軸方向に重ならない配置としたことを特徴とするトルクコンバータ。 - 前記スラストベアリングは、その少なくとも一部が前記ワンウェイクラッチと径方向に重なる配置とされた、請求項1記載のトルクコンバータ。
- 前記スラストベアリングは、前記ワンウェイクラッチの外周側に配置された、請求項1記載のトルクコンバータ。
- 前記スラストベアリングの外周側と内周側とを連通させる油路が、前記スラストベアリングと当接する部材の支持面に設けられた、請求項2記載のトルクコンバータ。
- 前記サイドベアリングは、前記ワンウェイクラッチのアウタレースをインナレースに径方向支持する軸方向両端の一対で構成される、請求項1ないし4のいずれか記載のトルクコンバータ。
- 前記サイドベアリングは、一方がステータハブと一体化された、請求項1ないし5のいずれか記載のトルクコンバータ。
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