JP5408601B2 - ステータシャフト一方向クラッチを備えたトルクコンバータ - Google Patents

Description

本発明は、概してトルクコンバータ、特に一方向クラッチを有するトルクコンバータに関する。

米国特許第６３２５１９１号明細書、米国特許第６６１５９６２号明細書、及び米国特許第７０３６６４３号明細書は、引用したことにより本明細書に記載されたことになり、一方向クラッチを備えた液圧式トルクコンバータを開示している。

図１は、ハウジング１１と、内燃機関又はクランクシャフト等の原動機に結合されかつこれによって駆動される軸１２とを有する、従来の液圧式トルクコンバータ１０を示している。ハウジング１１は、一緒に固定及びシールされた、例えば溶接された同軸的なシェル１２及び１６を有している。ハウジング１１には、ハウジング１１と同軸的でかつハウジング１１の角運動を共有するポンプ１８が取り付けられている。

ハウジング１１には、ハウジング１１に対して回転可能なタービン２０と、ポンプ１８とタービン２０との間に取り付けられたステータ２２とが収容されている。タービン２０は、タービンハブ２４に相対回動不能に結合されており、タービンハブ２４は、スプライン２８によって、エレメント２６、例えばトランスミッション入力軸に相対回動不能に結合されている。ステータ２２は、スプライン３２によって中空の回転不能なステータ軸３４に結合された一方向クラッチ３０に取り付けられている。軸方向軸受３６及び３８は、ステータハブ４０の側部と側部プレート４２とに設けられている。

一方向クラッチ３０は、搬送される区分と、一方向での回転に抵抗するためのローラ又はスプラグ又は個々のストラット等のブロッキングエレメント３５と、ブロッキングエレメントを支持する定置の支持体３１とを有している。支持体３１は、スプライン３２によってステータ軸３４に結合されている。一方向クラッチ３０により、ステータは、ハウジング１１がステータ軸３４を中心に回転するのと同じ方向でのみ回転することができる。ステータ軸３４はトランスミッションハウジングに固定されていることができる。

トルクコンバータ１０はさらに、トルクをハウジング１１とタービンハブ２４との間で直接伝達するために係合させられることができるバイパスクラッチ４４を有している。これは、ピストン４６の摩擦面４８をハウジング１１の対面する摩擦面５０と接触させながら位置決めするためにハウジング１１内で軸方向に移動させられることができるピストン４６によって達成される。ハウジング１１とタービンハブ２４との間において、バイパスクラッチ４４のトルク経路内に、ねじれ振動ダンパ５２が取り付けられている。
米国特許第６３２５１９１号明細書 米国特許第６６１５９６２号明細書 米国特許第７０３６６４３号明細書

本発明は、ステータと、ステータ軸と、ブロッキングエレメントを有しかつステータ軸に結合された一方向クラッチと、ステータを一方向クラッチに結合したステータハブと、ステータハブを支持する軸方向軸受とを有しており、ブロッキングエレメントの軸方向長さが、軸受の間の軸方向長さよりも長い、液圧式トルクコンバータを提供する。

本発明は、管状ネックを有するハウジングと、ステータと、部分的にネック内に配置されたステータ軸と、ブロッキングエレメントを有しかつステータ軸に結合された一方向クラッチと、ステータを一方向クラッチに結合したステータハブとを有しており、ブロッキングエレメントが少なくとも部分的に管状ネック内に配置されている、液圧式トルクコンバータをも提供する。

本発明は、ステータと、軸外側半径を有するステータ軸と、内側区分を有する一方向クラッチハウジングと、内側区分に支持されたブロッキングエレメントとを有しており、内側区分が軸外側半径と同じ半径を有しており、さらにステータに回転方向で固定された形式で結合されたブロッキングエレメントにおける搬送される区分を有している、液圧式トルクコンバータをも提供する。

図２は、本発明を具体化する液圧式トルクコンバータ１１０を示している。トルクコンバータ１１０は、ハウジング１１１と、内燃機関又はクランクシャフト等の原動機に結合されておりかつこれによって駆動される軸１１２とを有している。ハウジング１１１は、一緒に固定及びシールされた、例えば溶接された同軸的なシェル１１４及び１１６を有している。ハウジング１１１には、ハウジング１１１と同軸的でかつハウジング１１１の角運動を共有するポンプ１１８が取り付けられている。ハウジング１１１の同軸的なシェル１１６は、端部１６０と内側半径Ｒ４とを有する管状ネック１６２を有している。

ハウジング１１１には、ハウジング１１１に対して回転可能なタービン１２０と、ポンプ１１８とタービン１２０との間に取り付けられたステータ１２２とが収容されている。タービン１２０はタービンハブ１２４に相対回動不能に結合されており、タービンハブ１２４は、スプライン１２８によってエレメント１２６、例えばトランスミッション入力軸に相対回動不能に結合されている。ステータ１２２は、ステータ１２２にスプライン結合されたステータハブ１４０を介して一方向クラッチ１３０に取り付けられている。軸方向軸受１３６及び１３８はステータハブ１４０に隣接して位置決めされており、軸方向距離Ｌ２だけ分離されており、この軸方向距離は、軸方向軸受１３６，１３８の間のステータハブ１４０の幅をも規定している。

一方向クラッチ１３０は、内側区分２３４と、ブロッキングエレメント３０２と、搬送される区分３０６とを有している。搬送される区分３０６は、ステータハブ１４０に一体的に結合された内側管状区分である。すなわち、搬送される区分３０６は、内側半径Ｒ２及び外側半径Ｒ３を備えたクラッチハウジングを形成している。ブロッキングエレメント３０２は軸方向長さＬを有しており、ワッシャ３０８及びスナップリング３１０によって軸方向に保持されている。内側区分２３４は軸１３４と一体的であり、同じ半径Ｒ１を有していなくてもよい。

トルクコンバータ１１０はさらに、ハウジング１１１とタービンハブ１２４との間でトルクを直接伝達するために係合させられることができるバイパスクラッチ１４４を有している。これは、ピストン１４６の摩擦面１４８をハウジング１１１の対面する摩擦面１５０と接触しながら位置決めするためにハウジング１１１内で軸方向に移動させられることができるピストン１４６によって達成される。ハウジング１１１とタービンハブ１２４との間において、バイパスクラッチ１４４のトルク経路内にねじれ振動ダンパ１５２が取り付けられている。

図３により詳細に示されているように、一方向クラッチ１３０は、ブロッキングエレメント３０２の包装された環状の構成、例えば鋼から形成された例えば半径方向に短くかつ軸方向に長い条片、を有している（個々の条片は別個の部材であるが、分かり易くするために個々の条片は一緒に示されている）。択一的に、ブロッキングエレメント３０２は、２部ケージに設けられていることができる。一方向クラッチ１３０は、ブロッキングエレメント支持面１３５を有する軸１３４の区分と、クラッチハウジング３０６と、ワッシャ３０８と、スナップリング３１０とをも有している。クラッチハウジング３０６は、図２に示されているように、トルクコンバータ１１０におけるステータハブ１４０と一体的な内側管状部分である。

図４に示されているように、クラッチハウジング３０６は軸１３４と同軸的であり、鋼の条片３０２は区分２３４の支持面１３５とクラッチハウジング３０６の内面３０７との間に、中心軸ＣＡからの半径線に対して傾斜して位置決めされている。各鋼条片３０２の幅Ｗは、支持面１３５とクラッチハウジング３０６との間の半径方向距離Ｄよりも大きいので、クラッチハウジング３０６は軸１３４を中心に一方向にのみ回転することができる。摩擦が条片３０２を半径方向と整合させる傾向があるようにハウジング３０６が回転させられると、条片３０２は摩擦により引っ掛かり、これによってさらなる回転を阻止する。ハウジング３０６が反対方向に回転させられると、条片３０２は引っ掛からず、したがって回転に抵抗しない。重力により、軸１３４の上部における条片３０２は常に軸１３４及びクラッチハウジング３０６と接触し、これは、条片３０２を引っ掛からせるために必要な摩擦力が常に生じることを保証する。また、条片３０２は一緒に包装されているので、軸１３４の上部における条片３０２が引っ掛かり始めると、残りの条片３０２はこれに従う。

図５は、図３と同じ図を示しているが、ステータハブ１４０が完全に示されている。ステータハブ１４０は、ステータ１２２と一緒に回転するようにスプライン結合されている。

クラッチハウジング３０６の外側のステータ軸１３４の半径Ｒ５と等しい半径Ｒ１を有するブロッキングエレメント支持面１３５を備えた一方向クラッチ１３０を提供することによって、一方向クラッチ１３０は、従来のクラッチと比較して、半径方向でより中心軸ＣＡに近く位置決めされることができる。有利には、これにより、一方向クラッチハウジング３０６は、管状ネック１６２に嵌合することができ、ブロッキングエレメント３０２は軸支持面１３５上に直接に載置されることができ、ブロッキングエレメント３０２の軸方向長さＬが延長されることができ、これによって、接触圧を減じる。これにより、トルクコンバータ１１０の軸方向全長は距離Ｘだけ短縮されることができ、軸受１３６，１３８は互いに近くに配置されていることができ、これにより、軸方向距離Ｌ２はブロッキングエレメント長さＬよりも小さい。よりコンパクトな設計が生じる。一方向クラッチ１３０の付加的な軸方向長さにより、ブロッキング機能が改良されることができ、摩耗が減じられることができる。

ポンプ軸受１３６は有利には一方向クラッチ１３０と同じ軸方向位置に配置されていることができるか又は、一方向クラッチよりもさらに軸方向で軸１１２に近く配置されていることができる。

条片３０２の代わりに、ブロッキングエレメントは、スプラグを含むその他のタイプのブロッキングエレメントを含むことができる。

図２の実施形態の代わりに、ポンプ軸受１３６は、原動機から離れる方向で軸方向にクラッチ１３０を超えて配置されていることができ、タービン軸受１３８はクラッチ１３０上を移動させられることができる。ステータハブ１４０とクラッチハウジング３０６とのＣ字形の組み合わせは、反転されるか又はＩ字形に形成されることができ、これにより、バイパスクラッチ１４４のためにより空間を提供する。

ポンプ軸受１３６及びタービン軸受１３８は、作動流体のためのシールに収容されていることもできる。

従来の液圧式トルクコンバータの断面図である。 本発明の実施形態による液圧式トルクコンバータの断面図である。 図２に示された一方向クラッチの１つの実施形態の分解図である。 図３の一方向クラッチの断面図を示している。 図３と同様の図であり、ステータハブ全体が示されている。

符号の説明

１１０ トルクコンバータ、 １１１ ハウジング、 １１２ 軸、 １１４，１１６ シェル、 １１８ ポンプ、 １２０ タービン、 １２２ ステータ、 １２４ タービンハブ、 １２６ トランスミッション入力軸、 １２８ スプライン、 １３０ 一方向クラッチ、 １３４ 軸、 １３５ 支持面、 １３６，１３８ 軸方向軸受、 １４０ ステータハブ、 １４４ バイパスクラッチ、 １４６ ピストン、 １４８，１５０ 摩擦面、 １５２ ねじれ振動ダンパ、 １６０ 端部、 １６２ 管状ネック、 ２３４ 内側区分、 ３０２ ブロッキングエレメント、 ３０６ 搬送される区分、 ３０８ ワッシャ、 ３１０ スナップリング

Claims (7)

1. 液圧式トルクコンバータにおいて、
   ステータと、
   ステータ軸と、
   ブロッキングエレメントと、一方向クラッチハウジングと、支持面とを有しかつ前記ステータ軸に結合された一方向クラッチと、
   該一方向クラッチに前記ステータを結合するステータハブと、
   該ステータハブを支持する軸方向軸受と、
   管状ネックとが設けられており、
   ブロッキングエレメントの軸方向長さが軸方向軸受の間の軸方向長さよりも大きく、前記ブロッキングエレメントが半径方向で軸方向軸受の内側に配置されており、前記一方向クラッチハウジングが前記管状ネックに嵌合することができ、前記ブロッキングエレメントの前記軸方向長さが延長され得るように前記ブロッキングエレメントが前記支持面に直接載置できることを特徴とする、液圧式トルクコンバータ。
2. 前記一方向クラッチが、ステータ軸と同じ半径を有する内側区分を有している、請求項１記載の液圧式トルクコンバータ。
3. 前記一方向クラッチが、半径方向でブロッキングエレメントの外側にクラッチハウジングを有している、請求項１記載の液圧式トルクコンバータ。
4. 前記ブロッキングエレメントが条片である、請求項１記載の液圧式トルクコンバータ。
5. 前記一方向クラッチが、内側半径を有するクラッチハウジングと、外側半径を有する内側区分とを有しており、内側半径と外側半径との間の距離が、前記条片の幅よりも小さい、請求項４記載の液圧式トルクコンバータ。
6. ハウジングが設けられており、該ハウジングが、ステータ軸を包囲しかつ少なくとも部分的にブロッキングエレメントを包囲する管状ネックを有している、請求項１記載の液圧式トルクコンバータ。
7. ハウジングが設けられており、前記ステータ軸がハウジングを超えて延びており、一方向クラッチが、ブロッキングエレメントを支持しかつハウジングの外側のステータ軸の半径と同じ半径を有する内側区分を有している、請求項１記載の液圧式トルクコンバータ。

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