JP2018189198A - ステータ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を削減することのできるステータを提供する。
【解決手段】ステータ１００は、ステータ本体部材１と、固定部材２とを備えている。ステータ本体部材１は、第１円板部、複数の第１ステータブレード、及び第１ラチェット部を有している。各第１ステータブレードは、第１円板部から半径方向外側に延びている。第１ラチェット部は、第１円板部の主面において周方向に延びるように形成されている。固定部材２は、第２円板部、及び第２ラチェット部を有している。第２ラチェット部は、第２円板部の主面において周方向に延びるように形成されている。第２ラチェット部は、第１ラチェット部に係合するように構成されている。固定部材２は、回転不能に配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、トルクコンバータのステータに関するものである。

トルクコンバータは、インペラ、タービン、及びステータを有している（例えば、特許文献１）。ステータは、ワンウェイクラッチを介して、回転不能のステータシャフトに取り付けられている。このため、ステータは、一方向にのみ回転するように構成されている。

特開２０１６−２１１７１６号公報

ワンウェイクラッチを介して荷重がステータに作用することによってステータが変形することを防止するために、ワンウェイクラッチとステータとの間にアウターレースを配置している。

本発明の課題は、部品点数を削減することのできるステータを提供することにある。

本発明のある側面に係るステータは、ステータ本体部材と、固定部材とを備えている。
ステータ本体部材は、第１円板部、複数の第１ステータブレード、及び第１ラチェット部を有している。各第１ステータブレードは、第１円板部から半径方向外側に延びている。第１ラチェット部は、第１円板部の主面において周方向に延びるように形成されている。固定部材は、第２円板部、及び第２ラチェット部を有している。第２ラチェット部は、第２円板部の主面において周方向に延びるように形成されている。第２ラチェット部は、第１ラチェット部に係合するように構成されている。固定部材は、回転不能に配置されている。

この構成によれば、第１ラチェット部と第２ラチェット部とが係合することによって、ステータ本体部材は、一方の方向に回転するとともに、他方の方向には回転しない。そして、この構成では、第１円板部の主面に形成された第１ラチェット部と第２円板部の主面に形成された第２ラチェット部との係合によって回転を規制するため、半径方向への荷重がほとんど掛からない。したがって、アウターレースを省略することができ、ステータの部品点数を削減することができる。

好ましくは、ステータは、付勢部材をさらに備える。付勢部材は、固定部材をステータ本体部材に向けて軸方向に付勢する。

好ましくは、固定部材は、筒状部をさらに有している。そして、第２円板部は、筒状部から半径方向外側に延びている。

好ましくは、ステータは、リテーナをさらに備える。リテーナは、第３円板部、及び第３円板部から半径方向外側に延びる複数の第２ステータブレードを有する。そして、各第１ステータブレードと各第２ステータブレードとは、周方向において配列されている。

好ましくは、周方向において隣り合う第１ステータブレードと第２ステータブレードとは、軸方向視において一部が重複する。

好ましくは、ステータ本体部材は、第１係合部をさらに有している。第１係合部は、第１ラチェット部の径方向外側に配置されている。また、第１係合部は、第１円板部の主面において周方向に延びている。リテーナは、第２係合部をさらに有している。第２係合部は、第３円板部の主面に配置されており、第１係合部と係合する。

本発明に係るステータによれば、部品点数を削減することができる。

ステータの正面図。 ステータの斜視図。 図１のIII−III線断面図。 ステータ本体部材の斜視図。 固定部材の斜視図。 ステータ本体部材に組み込まれた固定部材の斜視図。 リテーナの斜視図。 固定部材が組み込まれたリテーナの斜視図。 図１のIX−IX線断面図。 変形例に係るステータの断面図。

以下、本発明に係るステータの実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、軸方向とは、ステータの回転軸が延びる方向を示す。また、周方向とは、回転軸を中心とした円の周方向を示し、半径方向とは、回転軸を中心とした円の半径方向を示す。半径方向の外側とは、半径方向において回転軸Ｏから遠ざかる方向を示し、半径方向の内側とは、半径方向において回転軸Ｏに近付く方向を示す。

［ステータ］
図１から図３に示すように、ステータ１００は、ステータ本体部材１と、固定部材２と、リテーナ３とを備えている。ステータ１００は、回転軸Ｏを中心に回転可能である。ステータ本体部材１とリテーナ３とは、互いに固定されており、一体的に回転する。なお、固定部材２は、回転しない。ステータ本体部材１は、リテーナ３に対して、軸方向の第１側に配置されており、リテーナ３は、ステータ本体部材１に対して、軸方向の第２側に配置されている。固定部材２は、ステータ本体部材１とリテーナ３との間に配置されている。

［ステータ本体部］
図４に示すように、ステータ本体部材１は、第１円板部１１、第１ラチェット部１２、第１係合部１３、複数の第１ステータブレード１４、及び外側筒状部１５を有している。第１円板部１１、第１ラチェット部１２、第１係合部１３、複数の第１ステータブレード１４、及び外側筒状部１５は、１つの部材によって形成されている。例えば、ステータ本体部材１は、鋳造、樹脂成形、又はプレス成形などのように金型を用いて成形することができる。

第１円板部
第１円板部１１は、円板状に形成されており、中央部に貫通孔１１１を有している。第１円板部１１の各主面は、軸方向を向いている。この第１円板部１１の各主面のうち、軸方向の第２側を向く主面、すなわち、固定部材２及びリテーナ３側を向く主面に、第１ラチェット部１２、及び第１係合部１３が形成されている。

第１ラチェット部
第１ラチェット部１２は、第１円板部１１の主面において周方向に延びるように形成されている。第１ラチェット部１２は、後述する第２ラチェット部２２と対向している。そして、第１ラチェット部１２は、第２ラチェット部２２と、ステータ本体部材１の回転方向と反対方向においてのみ係合する。このため、ステータ本体部材１は、所定の方向にのみ回転し、反対方向には回転しない。

具体的には、第１ラチェット部１２は、第１円板部１１の主面上において周方向に配列された複数の第１傾斜部１２１によって構成されている。各第１傾斜部１２１は、周方向に沿って高さが低くなる。なお、第１傾斜部１２１の高さとは、軸方向の寸法を言う。各第１傾斜部１２１の境界部分において、段差部が形成される。この段差部が、第２ラチェット部２２の各第２傾斜部２２１の境界部分の段差部と係合する。

第１係合部
第１係合部１３は、第１円板部１１の主面において周方向に延びている。第１係合部１３は、第１ラチェット部１２の径方向外側に配置されている。具体的には、第１係合部１３は、第１円板部１１の外周端部に形成されている。第１係合部１３は、第１ラチェット部１２よりも、軸方向に突出している。第１係合部１３は、第１ラチェット部１２と同様に、複数の第３傾斜部１３１から構成されている。各第３傾斜部１３１は、各第１傾斜部１２１よりも、周方向の長さが長い。

第１ステータブレード
各第１ステータブレード１４は、第１円板部１１の外周面から半径方向外側に延びている。各第１ステータブレード１４は、周方向において互いに間隔をあけて配置されている。

各第１ステータブレード１４は、半径方向に延びている。詳細には、各第１ステータブレード１４は、第１円板部１１と外側筒状部１５との間を半径方向に延びている。各第１ステータブレード１４は、板状であって、各主面が軸方向を向くとともに周方向にも向くように傾斜している。各第１ステータブレード１４の厚さは、軸方向の第１側に行くほど薄くなっている。

各第１ステータブレード１４の半径方向外側端面は、全体が外側筒状部１５の内周面内に収まっている。一方、各第１ステータブレード１４の半径方向内側端面は、一部が第１円板部１１の外周面から軸方向の第２側に突出している。この各第１ステータブレード１４の半径方向内側端面の一部は、リテーナ３の第３円板部３１の外周面と当接している。

外側筒状部
外側筒状部１５は、円筒状であって、軸方向に延びている。外側筒状部１５は、内周面において複数の溝部１５１を有している。各溝部１５１は、周方向において隣り合う一対の第１ステータブレード１４の間に配置されている。各溝部１５１は、軸方向に延びるとともに、周方向にも延びるように傾斜している。各溝部１５１の幅は、軸方向の第１側に行くにつれて狭くなっている。

［固定部材］
図１〜図３に示すように、固定部材２は、回転不能に配置されている。具体的には、固定部材２は、トルクコンバータのステータシャフト（図示省略）に固定されている。図５は、固定部材２を軸方向の第１側から見た斜視図である。図５に示すように、固定部材２は、第２円板部２１、第２ラチェット部２２、及び筒状部２３を有している。

第２円板部
第２円板部２１は、円板状に形成されており、第２円板部２１の各主面は、軸方向を向いている。この第２円板部２１の各主面のうち、軸方向の第１側を向く主面、すなわち、ステータ本体部材１側を向く主面に、第２ラチェット部２２が形成されている。

図６は、ステータ本体部材１に組み込まれた固定部材２の斜視図である。図６に示すように、第２円板部２１の外径は、第１円板部１１の外径よりも小さい。第２円板部２１は、第１係合部１３によって画定される空間内に収容されている。

第２ラチェット部
図５に示すように、第２ラチェット部２２は、第２円板部２１の主面において周方向に延びるように形成されている。この第２ラチェット部２２は、第１ラチェット部１２に係合するように構成されている。第１ラチェット部１２と第２ラチェット部２２とは、上述したように、所定の回転方向のみ係合し、反対の回転方向では係合しない。

具体的には、第２ラチェット部２２は、第２円板部２１の主面上において周方向に配列された複数の第２傾斜部２２１によって構成されている。各第２傾斜部２２１は、周方向に沿って高さが低くなる。なお、第２傾斜部２２１の高さとは、軸方向の寸法を言う。各第２傾斜部２２１の境界部分において、段差部が形成される。この段差部が、第１ラチェット部１２の各第１傾斜部１２１の境界部分の段差部と係合する。

筒状部
筒状部２３は、円筒状であって、軸方向に延びている。この筒状部２３の外周面から、第２円板部２１が半径方向外側に延びている。筒状部２３の内周面には、スプライン溝が形成されている。この筒状部２３とステータシャフトとがスプライン嵌合することによって、固定部材２は、ステータシャフトに回転不能に固定される。

［リテーナ］
図７は、軸方向の第１側から見たリテーナ３の斜視図である。図７に示すように、リテーナ３は、第３円板部３１と、複数の第２ステータブレード３２と、第２係合部３３とを有している。第３円板部３１、各第２ステータブレード３２、及び第２係合部３３は、１つの部材によって形成されている。例えば、リテーナ３は、鋳造、樹脂成形、又はプレス成形などのように金型を用いて成形することができる。

第３円板部３１
第３円板部３１は、円板状に形成されており、中央部に貫通孔３１１を有している。この第３円板部３１の貫通孔３１１内を、固定部材２の筒状部２３が貫通している。

第３円板部３１の各主面は、軸方向を向いている。この第３円板部３１の各主面のうち、軸方向の第１側を向く主面、すなわち、ステータ本体部材１側を向く主面に、第２係合部３３が形成されている。

第３円板部３１の外周面と、第１円板部１１の外周面とは、実質的に面一となっている。すなわち、第１円板部１１の外径と、第３円板部３１の外径とは、実質的に同じである。

図８は、固定部材２が組み込まれたリテーナ３の斜視図である。図８に示すように、第３円板部３１の外径は、固定部材２の第２円板部２１の外径よりも大きい。第２円板部２１は、第２係合部３３によって画定される空間内に収容されている。すなわち、第２円板部２１は、第１係合部１３及び第２係合部３３によって画定される空間内に収容される。

第２係合部
図７に示すように、第２係合部３３は、第３円板部３１の主面において、周方向に延びている。具体的には、第２係合部３３は、第３円板部３１の外周端部に形成されている。第２係合部３３は、第３円板部３１から軸方向に突出している。第２係合部３３は、第１係合部１３と周方向において係合する。第２係合部３３は、第１係合部１３と同様に、複数の第４傾斜部３３１から構成されている。

［第２ステータブレード］
各第２ステータブレード３２は、半径方向に延びている。詳細には、各第２ステータブレード３２は、第３円板部３１の外周面から半径方向外側に延びている。各第２ステータブレード３２は、第１ステータブレード１４と、実質的に同じ形状であり、大きさも同じである。各第２ステータブレード３２の半径方向内側端面は、一部が第３円板部３１の外周面から軸方向の第１側に突出している。そして、この第２ステータブレード３２の半径方向内側端面の一部は、第１円板部１１の外周面と当接している。

各第２ステータブレード３２は、周方向において互いに間隔をあけて配置されている。図１及び図２に示すように、各第１ステータブレード１４と各第２ステータブレード３２とは、周方向において配列されている。好ましくは、各第１ステータブレード１４と各第２ステータブレード３２とは、周方向に交互に配列されている。

各第２ステータブレード３２の周方向の長さは、各第１ステータブレード１４間の間隔よりも長い。このため、図１及び図９に示すように、周方向において隣り合う第１ステータブレード１４と第２ステータブレード３２とは、軸方向視において一部が重複する。すなわち、第１ステータブレード１４の周方向端部と、第２ステータブレード３２の周方向端部とが、軸方向視において重複する。このため、軸方向視において、第１ステータブレード１４と第２ステータブレード３２との間に隙間はない。

図２に示すように、各第２ステータブレード３２の半径方向外側端部は、ステータ本体部材１の外側筒状部１５の各溝部１５１内に配置されている。各第２ステータブレード３２の半径方向外側端部が各溝部１５１内に配置されることで、ステータ本体部材１とリテーナ３とが互いに位置決めされる。

以上のように構成されたリテーナ３は、ステータ本体部材１に固定されているため、ステータ本体部材１と一体的に回転する。詳細には、リテーナ３は、ステータ本体部材１と接合している。

例えば、各第２ステータブレード３２の半径方向外側端面と外側筒状部１５の内周面とが接合されていてもよい。他にも、第２ステータブレード３２の半径方向内側端面の一部と第１円板部１１の外周面とが接合されていてもよいし、各第１ステータブレード１４の半径方向内側端面の一部と第３円板部３１の外周面とが接合されていてもよい。また、第１円板部１１と第３円板部３１とが接合されていてもよい。なお、接合方法としては、摩擦圧接などの公知の接合方法を採用することができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、第１ステータブレード１４と第２ステータブレード３２とが交互に配列されているが、特にこの配列に限定されない。

また、上記実施形態では、第１ステータブレード１４と第２ステータブレード３２とは、実質的に同じ形状で同じ大きさに構成されているが、特にこれに限定されない。すなわち、第１ステータブレード１４と第２ステータブレード３２とは、互いに異なる形状、及び異なる大きさであってもよい。

図１０に示すように、ステータ１００は、付勢部材４をさらに備えていてもよい。付勢部材４は、固定部材２をステータ本体部材１に向けて軸方向に付勢する。付勢部材４は、例えば皿バネである。

１ ステータ本体部
１１ 第１円板部
１２ 第１ラチェット部
１３ 第１係合部
１４ 第１ステータブレード
２ 固定部材
２１ 第２円板部
２２ 第２ラチェット部
２３ 筒状部
３ リテーナ
３１ 第３円板部
３２ 第２ステータブレード
３３ 第２係合部
１００ ステータ

Claims (6)

1. 第１円板部、前記第１円板部から半径方向外側に延びる複数の第１ステータブレード、及び前記第１円板部の主面において周方向に延びるように形成された第１ラチェット部、を有するステータ本体部材と、
   第２円板部、前記第２円板部の主面において周方向に延びるように形成され且つ前記第１ラチェット部に係合するように構成された第２ラチェット部、を有し、回転不能に配置された固定部材と、
   を備える、ステータ。
   
2. 前記固定部材を前記ステータ本体部材に向けて軸方向に付勢する付勢部材をさらに備える、
   請求項１に記載のステータ。
   
3. 前記固定部材は、筒状部をさらに有し、
   前記第２円板部は、前記筒状部から半径方向外側に延びる、
   請求項１又は２に記載のステータ。
   
4. 第３円板部、及び前記第３円板部から半径方向外側に延びる複数の第２ステータブレード、を有するリテーナをさらに備え、
   前記各第１ステータブレードと前記各第２ステータブレードとは、周方向において配列されている、
   請求項１から３のいずれかに記載のステータ。
   
5. 周方向において隣り合う前記第１ステータブレードと前記第２ステータブレードとは、軸方向視において一部が重複する、
   請求項４に記載のステータ。
   
6. 前記ステータ本体部材は、前記第１ラチェット部の径方向外側において、前記第１円板部の前記主面において周方向に延びる第１係合部をさらに有し、
   前記リテーナは、前記第３円板部の主面において、前記第１係合部と係合する第２係合部をさらに有する、
   請求項４又は５に記載のステータ。

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