JP4281771B2 - トルクコンバータのステータ支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に備えられるトルクコンバータに関し、特にトルクコンバータに備えられるステータの支持構造に関するものである。

車両の動力源と自動変速機との間の動力伝達経路に設けられ、その動力源により発生させられたトルクを増幅して上記自動変速機に伝達する流体伝動装置であるトルクコンバータが普及している。一般に、トルクコンバータは、エンジン等の駆動源によって回転駆動させられるポンプインペラと、そのポンプインペラにによって送り出された作動流体によって回転させられるタービンランナと、ポンプインペラとタービンランナとの間に介装されているステータと、を備えている。ここで、ステータは、タービンランナからポンプインペラに環流される作動流体の流れの方向をポンプインペラの回転方向と同じ方向に変化させることで、ポンプインペラの回転を助けるために設けられている。

このようなトルクコンバータをコンパクト化するために、例えば特許文献１では、ステータの内周に配設されてステータを回転可能に支持している一方向クラッチの側面にスラスト軸受が配設される構造において、そのスラスト軸受のベアリングレースを直接一方向クラッチのアウタレースに組付けることで、軸心方向の長さを短縮させている。

特開２００４−１３２５２６号公報

ところで、特許文献１のトルクコンバータでは、アウタレースおよびベアリングレースの廻り止め用にステータから内側に突き出すキーが設けられており、アウタレースおよびベアリングレースには、上記キーと嵌合するためのキー溝が形成されている。ここで、ステータに設けられるキーは、比較的加工が面倒であり、また、アウタレース油路溝から供給される油は、上記キー溝を通る構造となっているため、アウタレースのキー溝を深くする必要があり、これに伴い比較的容易に実施できるアウタレースのブローチ加工によるキー溝形成が困難となり、アウタレースが高価になる問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、スラスト軸受のベアリングレースを直接アウタレースに組付ける形式のトルクコンバータにおいて、安価なステータ支持装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）トルクコンバータのステータホイールの内周に配置される一方向クラッチのアウタレースと、非回転部材の外周に相対回転不能に接続された一方向クラッチのインナレースと、そのアウタレースとインナレースとの間に介装されているエンドベアリングと、そのアウタレースの側面に配置されたベアリングレースと、を有するトルクコンバータのステータ支持装置において、（ｂ）前記ベアリングレースは、前記アウターレースに対して相対回転可能に支持されており、（ｃ）前記ベアリングレースとステータホイールとの間には、間隙が形成され、（ｄ）前記ベアリングレースの側面には、前記エンドベアリングに形成されている潤滑油孔と適宜連通するベアリング油路孔が周方向に複数個形成されており、前記ベアリング油路孔に供給された潤滑油は、前記ベアリング油路孔が前記アウタレースに周方向に複数個形成されているアウタレース油路溝と適宜連通することで、そのベアリングレースの外周部に複数個形成されているベアリング油路溝に供給され、（ｅ）前記ステータホイールと前記ベアリングレースとの間に形成される前記間隙の軸心方向の長さは、前記アウターレース油路溝の溝深さと略等しく設定されることを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１のトルクコンバータのステータ支持装置において、前記ステータホイールの内周部と前記アウタレースの外周部とは、圧入によって嵌め着けられており、前記アウタレースの外周部に形成されている段付部の側壁と、前記ステータホイールの内周面から径方向内側に向かって形成された突起部の側壁とが、互いに当接させられていることを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２のトルクコンバータの支持装置において、前記ベアリング油路孔の外周側は、周方向に孔幅が広く形成されていることを特徴とする。

請求項１にかかる発明のトルクコンバータのステータ支持装置によれば、ベアリングレースの廻り止めをしないため、ステータホイールにキーを設けるなどの複雑な加工を行うことがなく、製造コストを抑制することができる。また、ステータホイールとベアリングレースとの間に間隙が形成されていることで、相対回転可能なこれらの部材間での摺動摩耗を防止することができる。また、ベアリングレースが自由に回転しても、必ずエンドベアリングに形成されている潤滑油孔とベアリング油路孔が連通されると共に、アウタレースに形成されている油路溝とベアリングレース油路孔とが連通させられる。また、ベアリング油路溝が形成されていることで、油がそのベアリング油路溝を通って、トルクコンバータ内に供給される。このように、油路孔および油路溝が形成されることで、安定した油の供給が可能となる。

また、請求項２にかかる発明のトルクコンバータのステータ支持装置によれば、前記アウタレースの外周部に形成されている段付部の側壁と、前記ステータホイールの内周面から径方向内側に向かって形成された突起部の側壁とが、互いに当接させられているため、ステータホイールに軸心方向のスラスト荷重が負荷されると、その当接部を介してアウタレースに直接そのスラスト荷重が伝達され、ベアリングレースの外周部へのスラスト荷重の伝達が阻止される。これにより、ベアリングレースの外周部のスラスト力による変形が阻止される。

また、請求項３にかかる発明のトルクコンバータのステータ支持装置によれば、前記ベアリング油路孔の外周側は、周方向に孔幅が広く形成されているため、前記ベアリング油路孔とアウターレース油路溝とがどのような相対回転位置関係にあっても、ベアリング油路孔とアウターレース油路溝とを常時連通させることができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例であるトルクコンバータ１０の構成を説明する断面図である。トルクコンバータ１０は、ポンプインペラ１２、タービンランナ１４、ロックアップクラッチ１６、一方向クラッチ１８、およびステータ２０を備えて構成されている。

ポンプインペラ１２は、例えば図示しないエンジンなどの出力が伝達されるクランク軸に連結されてそのクランク軸と同じ回転数で軸心まわりに回転させられるフロントケース１２ａおよびリアケース１２ｂ、並びに周方向に複数枚配設されている羽根車１２ｃを備えており、エンジンの駆動によりそのフロントケース１２ａが回転させられると、ポンプインペラ１２の羽根車１２ｃがそのフロントケース１２ａと一体的に回転させられるようになっている。そして、ポンプインペラ１２の羽根車１２ｃの回転により、ポンプインペラ１２内に充填されている作動油がポンプインペラ１２内の羽根車１２ｃに押されて回転させられ、それにより発生した遠心力で外周方向に追いやられる。この作動油は、ポンプインペラ１２と向き合うように配設されているタービンランナ１４の羽根車に衝突し、その衝撃力によってタービンランナ１４の羽根車を回転させた後、タービンランナ１４の羽根車のカーブに沿って流れ、ステータ２０を通ってポンプインペラ１２に戻りトルクコンバータ１０内を循環する。

また、ポンプインペラ１２が回転を始めた状態等、そのポンプインペラ１２とタービンランナ１４との間の相対回転速度差が比較的大きい場合には、タービンランナ１４から流出する作動油の流れはポンプインペラ１２の回転を妨げる方向に流れるが、ポンプインペラ１２とタービンランナ１４との間に、非回転部材である筒状の固定軸２６にスプライン嵌合された一方向クラッチ１８を介してステータ２０が設けられていることで、ステータ２０の羽根車２０ａによって作動油の流れがポンプインペラ１２の流れを助ける方向に変換させられる。一方、タービンランナ１４の回転数が上がり、ポンプインペラ１２とタービンランナ１４との間の相対回転速度差が減少すると、逆にステータ２０の羽根車２０ａが流れを妨げるように働くが、一方向クラッチ１８によってステータ２０が回転させられることで、そのような流れの妨げが防止される。タービンランナ１４は、出力軸に相当する図示しない自動変速機の入力軸２８にスプライン嵌合されているタービンハブ３０にリベット３２によって連結されているため、タービンランナ１４が回転させられると、その回転はタービンハブ３０を介して入力軸２８から図示しない自動変速機に伝達される。

図２は、図１のステータ２０を一方向クラッチ１８を介して支持するステータ支持装置３４を説明するための要部断面図である。ステータ２０は、周方向に複数枚配設されている羽根車２０ａと、その羽根車２０ａの内周側に接続されて一体回転させられるステータホイール２０ｂとを備えており、ステータホイール２０ｂの内周側には、一方向クラッチ１８が配設されている。一方向クラッチ１８は、ステータホイール２０ｂの内周に嵌め入れられた状態で配置されるアウタレース３６、非回転軸である固定軸２６の外周側に相対回転不能に嵌合状態で接続されているインナレース３８、アウタレース３６とインナレース３８との間に保持器３９によって予め定められた周方向の一定間隔の位置に保持される複数個のスプラグ４０、およびアウタレース３６とインナレース３８との間にそのスプラグ４０の両端を覆うように介装されている一対の環状のエンドベアリング４２を備えている。また、タービンハブ３０とアウタレース３６との間隙には、フロントスラストベアリング４６が介装されており、同様に、リアケース１２ｂとアウタレース３６との間の間隙には、リヤスラストベアリング４８が介装されており、アウタレース３６は、フロントおよびリヤスラストベアリング４６、４８を介してタービンハブ３０およびリアケース１２ｂによって軸心方向に支持されている。本実施例のステータ支持装置３４は、主にこれらの部材によって構成される。

フロントスラストベアリング４６は、周方向に所定の間隔を隔て且つ径方向に沿った姿勢で配設される複数個の長手状の転動体５０とそれらの複数個の転動体５０を挟むように配設されている円板状の一対の板状の第１フロントレース５２および第２フロントレース５４を含むものであり、転動体５０とタービンハブ３０との間に第１フロントレース５２が、転動体５０とアウタレース３６との間に第２フロントレース５４がそれぞれ相対回転可能に介装されている。

リヤスラストベアリング４８は、周方向に所定の間隔を隔て且つ径方向に沿った姿勢で配設される複数個の長手状の転動体５６とそれらの複数個の転動体５６を挟むように配設されている円板状の一対の板状の第１リヤレース５８および第２リヤレース６０を含むものであり、転動体５６とリアケース１２ｂとの間に第１リヤレース５８が、転動体５６とアウタレース３６との間に第２リヤレース６０がそれぞれ相対回転可能に介装されている。このアウタレース３６の第２リヤレース６０と密接する面には、後述する径方向に貫通するアウタレース油路溝６７が周方向に複数個形成されている。なお、本実施例の第２リヤレース６０が、本発明のベアリングレースに対応している。

インナレース３８の内周部は、非回転部材である固定軸２６の端部にスプライン嵌合されており、常時回転停止させられている。アウタレース３６の外周面６２にはセレーションが形成されており、アウタレース３６は、公知技術であるセレーション圧入によってステータホイール２０ｂ内に嵌め着けられることで、一体的に回転させられる。また、アウタレース３６の外周部には、段付部６４が形成されていると共に、ステータホイール２０ｂの内周面には、内周面から径方向内側に向かって突き出す環状のストッパ６６が形成されている。ここで、アウタレース３８とステータホイール２０ｂとがセレーション圧入される際には、段付部６４の側壁とストッパ６６の側壁とが、互いに当接させられるまで圧入される。なお、本実施例のセレーション圧入が、本発明の圧入に対応しており、ストッパ６６が、本発明の突起部に対応している。

ここで、トルクコンバータ１０内の作動油によって、ステータホイール２０ｂにリアケース１２ｂ側に働く軸心方向のスラスト荷重がかけられると、そのスラスト荷重は、ステータホイール２０ｂのストッパ６６からアウタレース３６の段付部６４を介してアウタレース３６に伝達される。アウタレース３６に伝達されたスラスト荷重は、リヤスラストベアリング４８によって支持される。これにより、このスラスト荷重は、第２リヤレース６０の外周部からリヤスラストベアリング４８に伝達されることはなく、第２リヤレース６０の外周部の変形が阻止される。

フロントスラストベアリング４６の第２フロントレース５４は、インナレース３８の側壁、エンドベアリング４２の側壁、およびアウタレース３６の側壁に沿って密着状態でアウタレース３６に嵌合されることにより周方向に回転可能に支持されている。また、第２フロントレース５４の外周縁がステータホイール２０ｂの内周面に嵌め着けられているスナップリング６８に当接されており、第２フロントレース５４とステータホイール２０ｂとの軸心方向の相対移動が阻止されている。また、リヤスラストベアリング４８の第２リヤレース６０も同様に、インナレース３８の側壁、エンドベアリング４２の側壁、およびアウタレース３６の側壁に沿って密着状態でステータホイール２０ｂの内側に嵌め入れられることにより周方向に回転可能に支持されており、第２リヤレース６０の外周縁がステータホイール２０ｂの内周面に嵌め着けられているスナップリング７０に当接されることで、第２リヤレース６０とステータホイール２０ｂとの軸心方向の相対移動が阻止されている。第２フロントレース５４には、エンドベアリング４２に貫通して形成されている潤滑油孔７３と適宜連通するベアリング油路孔７１が周方向に複数個形成されている。また、第２リヤレース６０には、エンドベアリング４２に形成されている潤滑油孔７３と適宜連通するベアリング油路孔７２が周方向に複数個形成されている。さらに第２リヤレース６０の外周部には、周方向に複数個の切欠状のベアリング油路溝７４が形成されている。

ここで、第２リヤレース６０の外周部とステータホイール２０ｂの内周部との間には、軸心方向の間隙７５が形成されている。間隙７５は、ステータホイール２０ｂのストッパ６６とアウタレース３６の段付部６４とが当接するまで圧入され、第２リヤレース６０とアウタレース３６とが密着状態となった際に、ステータホイール２０ｂと第２リヤレース６０との間が、アウタレース３６のアウタレース油路溝６７の溝深さと略等しい長さとなるように設定されている。この間隙７５によって、第２リヤレース６０とステータホイール２０ｂとの摺接が阻止されていると共に、油路が形成されている。ステータホイール２０ｂは、アルミニウム部材によって構成されているため、第２リヤレース６０との摺接が阻止されていることで、アルミ摩耗によるステータホイール２０ｂの耐久性低下が阻止されている。なお、アウタレース３６は、耐摩耗性に優れる軸受鋼などの鋼材で構成されているため、アウタレース３６と第２リヤレース６０との間を摺接させることで、互いの部材による摺動摩耗を最小限に抑制させている。

また、第２フロントレース５４の外周部とステータホイール２０ｂの内周部との間には、間隙７７が形成されている。間隙７７は、ステータホイール２０ｂのストッパ６６とアウタレース３６の段付部６４とが当接するまで圧入され、第２フロントレース５４の外周縁がスナップリング６８に当接させられた状態で形成されるように設定されている。この間隙７７によって、第２フロントレース５４とステータホイール２０ｂとの摺接が阻止されている。ステータホイール２０ｂは、アルミニウム部材によって構成されているため、第２フロントレース５４との摺接が阻止されていることで、アルミ摩耗によるステータホイール２０ｂの耐久性低下が阻止されている。なお、アウタレース３６は、耐摩耗性に優れる軸受鋼などの鋼材で構成されているため、アウタレース３６と第２フロントレース５４との間を摺接させることで、互いの部材による摺動摩耗を最小限に抑制させている。

図３は、図２の第２リヤレース６０の形状を説明するための正面図である。なお、図３は、図２において第２リヤレース６０を矢印Ａ方向からみた矢視図に対応している。第２リヤレース６０は、例えば耐摩耗性に優れる軸受鋼などから構成されており、円板状の形状を有している。第２リヤレース６０には、周方向にＴ字状のベアリング油路孔７２が等角度間隔で複数個（本実施例では１２個）形成されている。さらに、外周部には、円弧状に切欠かれたベアリング油路溝７４が等角度間隔で複数個（本実施例では１２個）形成されている。なお、ベアリング油路孔７２には、エンドベアリング４２に形成されている潤滑油孔７３から油が供給される。

図４は、ステータホイール２０ｂ、第２リヤレース６０、アウタレース３６、およびスナップリング７０の位置関係を示す配置図であり、図２において矢印Ａ方向から見たＡ矢視図に対応している。図４において、一点鎖線で示す第２リヤレース６０にＴ字状に形成されているベアリング油路孔７２の内周端が、エンドベアリング４２に形成されている潤滑油孔７３とそれらの相対回転位置に拘わらず少なくとも２箇所（図４において、上端側と下端側に位置するベアリング油路孔７２）において連通されている。なお、潤滑油孔７３は、実線および破線で示すように、周方向に複数個（本実施例では１０個）形成されている。また、破線で示すアウタレース３６には、径方向に貫通するアウタレース油路溝６７が周方向に複数個（本実施例では等角度間隔に４個）形成されており、それぞれ第２リヤレース６０のベアリング油路孔７２の外周部と連通させられている。

第２リヤレース６０とエンドベアリング４２とは、それぞれ相対回転可能となっているため、第２リヤレース６０のベアリング油路孔７２の孔位置とエンドベアリング４２の潤滑油孔７３の孔位置とは、互いの相対回転によって随時周方向に相対移動する。しかし、本実施例では、ベアリング油路孔７２と潤滑油孔７３とが、それぞれ周方向に複数個形成されているため、第２リヤレース６０およびエンドベアリング４２がどのような位相関係にあっても、ベアリング油路孔７２と潤滑油孔７３の少なくとも２箇所は、常時連通させられるように設定されている。同様に、第２リヤレース６０とアウタレース３６とは、それぞれ相対回転可能となっているため、第２リヤレース６０のベアリング油路孔７２の孔位置とアウタレース３６のアウタレース油路溝６７の溝位置とは、互いの相対回転によって随時周方向に相対移動する。しかし、本実施例では、ベアリング油路孔７２とアウタレース油路溝６７とは、それぞれ周方向に複数個形成され、さらに、ベアリング油路孔７２の外周側は周方向に孔幅が広く形成されているため、ベアリング油路孔７２およびアウタレース油路溝６７がどのような位相関係にあっても、ベアリング油路孔７２とアウタレース油路溝６７とは、常時連通させられるように設定されている。

ここで、例えばトルクコンバータ１０のロックアップクラッチ１６を係合させる際には、入力軸２８と固定軸２６との間に形成されている間隙から油が供給される。この油は、第２フロントレース５４のベアリング油路孔７１を通ってエンドベアリング４２の潤滑油孔７３から一方向クラッチ１８内部を潤滑する。また、油は第２リヤレース６０側に位置するエンドベアリング４２の潤滑油孔７３から第２リヤレース６０のベアリング油路孔７２に供給される。さらに、ベアリング油路孔７２は、アウタレース３６のアウタレース油路溝６７に連通するために、油はこのアウタレース油路溝６７を通って第２リヤレース６０のベアリング油路溝７４まで到達する。また、ベアリング油路溝７４に到達した油は、この溝を通り抜けてトルクコンバータ１０内に供給される。

上述のように、本実施例のトルクコンバータのステータ支持装置３４によれば、第２リヤレース６０の廻り止めをしないため、ステータホイール２０ｂにキーを設けるなどの複雑な加工を行うことがなく、製造コストを抑制することができる。また、ステータホイール２０ｂの内周部と第２リヤレース６０の外周部との間に間隙７５が形成されていることで、これらの部材間での摺動摩耗を防止することができる。

また、本実施例のトルクコンバータのステータ支持装置３４によれば、アウタレース３６の外周部に形成されている段付部６４の側壁と、ステータホイール２０ｂの内周面から径方向内側に向かって形成されたストッパ６６の側壁とが、互いに当接させられているため、ステータホイール２０ｂに軸心方向のスラスト荷重が負荷されると、その当接部を介してアウタレース３６に直接そのスラスト荷重が伝達され、第２リヤレース６０の外周部へのスラスト荷重の伝達が阻止される。これにより、第２リヤレース６０の外周部の変形が阻止される。

また、本実施例のトルクコンバータのステータ支持装置３４によれば、第２リヤレース６０の側面にはベアリング油路孔７２が複数個形成されていると共に、外周部にはベアリング油路溝７４が複数個形成されているため、第２リヤレース６０が自由に回転しても、必ずエンドベアリング４２に形成されている潤滑油孔７３とベアリング油路孔７２が連通されると共に、アウタレース３６に形成されているアウタレース油路溝６７とベアリングレース油路孔７２とが連通され、安定した油の供給が可能となる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例のベアリング油路孔７２は、第２リヤレース６０にＴ字状に１２個形成されているが、これら孔の形および個数は限定されるものではなく、矛盾のない範囲で自由に変更することができる。すなわち、潤滑油孔７３とアウタレース油路溝６７とが、効率よくベアリング油路孔７２と連通する範囲において、自由に変更することができる。同様に、前述の実施例のアウタレース油路溝６７、潤滑油孔７３、ベアリング油路溝７４の形状および個数においても、これらの油孔および油溝が効率よく連通される範囲において自由に変更することができる。

また、前述の実施例では、ステータホイール２０ｂとアウタレース３６とは、セレーション圧入によって相互に一体化されていたが、本発明はセレーション圧入に限定されず、通常の圧入や溶接などによりステータホイール２０ｂとアウタレース３６とが一体化される範囲において、自由に変更することができる。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

本発明の一実施例であるトルクコンバータの構成を説明する断面図である。 図１のステータを支持するステータ支持装置を説明するための要部断面図である。 図２のリヤレースの形状を説明するための部品図である。 ステータ、リヤレース、アウタレース、およびスナップリングの位置関係を示す配置図であり、図２において、矢印Ａ方向から見た矢視図に対応している。

符号の説明

１０：トルクコンバータ １８：一方向クラッチ ２０ｂ：ステータホイール ３４：ステータ支持装置 ３６：アウタレース ３８：インナレース ６０：リヤレース（ベアリングレース） ６４：段付部 ６６：ストッパ（突起部）６７：アウタレース油路溝 ７２：ベアリング油路孔 ７３：潤滑油孔 ７４：ベアリング油路溝 ７５、７７：間隙

Claims (3)

1. トルクコンバータのステータホイールの内周に配置されている一方向クラッチのアウタレースと、非回転部材の外周に相対回転不能に接続されている一方向クラッチのインナレースと、該アウタレースとインナレースとの間に介装されているエンドベアリングと、該アウタレースの側面に配置されたベアリングレースと、を有するトルクコンバータのステータ支持装置であって、
   前記ベアリングレースは、前記アウターレースに対して相対回転可能に支持されており、
   前記ベアリングレースとステータホイールとの間には、間隙が形成され、
   前記ベアリングレースの側面には、前記エンドベアリングに形成されている潤滑油孔と適宜連通するベアリング油路孔が周方向に複数個形成されており、前記ベアリング油路孔に供給された潤滑油は、前記ベアリング油路孔が前記アウタレースに周方向に複数個形成されているアウタレース油路溝と適宜連通することで、該ベアリングレースの外周部に複数個形成されているベアリング油路溝に供給され、
   前記ステータホイールと前記ベアリングレースとの間に形成される前記間隙の軸心方向の長さは、前記アウターレース油路溝の溝深さと略等しく設定されることを特徴とするトルクコンバータのステータ支持装置。
2. 前記ステータホイールの内周部と前記アウタレースの外周部とは、圧入によって嵌め着けられており、
   前記アウタレースの外周部に形成されている段付部の側壁と、前記ステータホイールの内周面から径方向内側に向かって形成された突起部の側壁とが、互いに当接させられていることを特徴とする請求項１のトルクコンバータのステータ支持装置。
3. 前記ベアリング油路孔の外周側は、周方向に孔幅が広く形成されていることを特徴とする請求項１または２のトルクコンバータのステータ支持装置。

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