JPH109364A - トルクコンバータのステータ支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクコンバータにおいて、スラストころ軸
受の第１ケーシングの応力及び弾性変形量を迎え、軸受
のサイズダウン及びフレーキングの軽減を図る。 【解決手段】 トルクコンバータ１のステータ支持構造
１０は、ワンウェイクラッチ機構１１と、リティーナ３
０及び３１と、スラストころ軸受１６及び１７とを備え
ている。リティーナ３０は、ワンウェイクラッチ機構１
１と対向する側面と逆側の側面に、ランド部３０ａと作
動油を流通させるための複数の溝部３０ｂとを有してい
る。溝部３０ｂは、その中心線が針状ころの軸線と交差
する部分を有している。スラストころ軸受１６は、リテ
ィーナ３０と当接する第１ケーシング１６ａと、複数の
針状ころ１６ｂとを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルクコンバータ
のステータ支持構造、特に、ステータがワンウェイクラ
ッチに支持されたトルクコンバータのステータ支持構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】トルクコンバータは、インペラ、タービ
ン及びステータを内部に有し、充填される作動油により
動力を伝達する装置である。ステータは、インペラとタ
ービンとの間に配置されており、ワンウェイクラッチを
介してステータシャフトに固定されている。また、ステ
ータシャフトはトランスミッションハウジングに固定さ
れている。ワンウェイクラッチは、ステータキャリアに
固定されたアウターレースと、ステータシャフトに固定
されたインナーレースと、両レース間に配置された複数
のクラッチ部材とから構成されている。

【０００３】ワンウェイクラッチの両レースの側方には
リング状のリティーナが配置されており、このリティー
ナがワンウェイクラッチの軸方向の移動を規制してい
る。さらに、この両リティーナをワンウェイクラッチと
の間で挟み込むようにスラストころ軸受が配置されてい
る。スラストころ軸受は、リティーナの側面に当接する
第１ケーシング、インペラのハブ又はタービンのハブに
支持されている第２ケーシング、及び第１ケーシングと
第２ケーシングとの間に配置される複数の針状ころを有
している。そして、リティーナのスラストころ軸受と当
接する側面には、作動油の流通のため、放射線状に延び
る油溝（溝部）が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなトルクコ
ンバータでは、作動中に、スラストころ軸受に軸方向の
荷重（スラスト荷重）が作用する。このとき、第１ケー
シングに局部的に高い応力が発生する。すなわち、この
第１ケーシングは、一方の側面が軸受の針状ころに、他
方の側面がリティーナの溝部以外の部分（以後、ランド
部と記す）に当接しており、スラスト荷重が作用する
と、このうち一方が支持点、他方が荷重作用点となり曲
げ応力が発生する。特に、リティーナの溝部に針状ころ
が対向しているときには、溝部の両側のランド部が支持
部、針状ころが荷重作用点となり、この支持部において
第１ケーシングは高い応力を受ける。また、第１ケーシ
ングはこのような荷重により弾性変形を生ずる。

【０００５】軸受が回転することにより第１ケーシング
に上述の応力が繰り返されるため、この支持部における
応力が軸受の疲労寿命を決定する大きな要因となる。ま
た、上述の弾性変形が繰り返されることにより、フレー
キングが発生する場合がある。本発明の課題は、スラス
トころ軸受の第１ケーシングのリティーナに設けられる
溝部の縁と対向する部分（上述の支持部）の応力及び第
１ケーシングの弾性変形量を小さくして、軸受のサイズ
ダウン及びフレーキングの軽減を達成するトルクコンバ
ータのステータ支持構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のトルク
コンバータのステータ支持構造は、互いに対向するイン
ペラ及びタービンと、これらの間に配置されたステータ
とを有するトルクコンバータのステータ支持構造であ
り、ワンウェイクラッチと、リティーナと、スラストこ
ろ軸受とを備えている。ワンウェイクラッチは、ステー
タをステータシャフトに連結している。リティーナは、
ワンウェイクラッチの軸方向の移動を規制するように、
ワンウェイクラッチの側方に配置されている。また、リ
ティーナは、リング形状であり、ワンウェイクラッチと
対向する側面と逆側の側面にランド部及び作動油を流通
させる複数の溝部を有している。ここで、ランド部と
は、リティーナのワンウェイクラッチと対向する側面と
逆側の側面のうち溝部以外の部分を指している。リティ
ーナの複数の溝部は、その中心線が針状ころの軸線と交
差する部分を有している。スラストころ軸受は、第１ケ
ーシングと、第２ケーシングと、複数の針状ころとを有
している。第１ケーシングは、リティーナと当接してい
る。第２ケーシングは、インペラのハブ又はタービンの
ハブに支持されている。針状ころは、両ケーシングの間
に配置されている。

【０００７】トルクコンバータが作動しているとき、ス
ラストころ軸受にはスラスト荷重が作用する。このとき
に第１ケーシングは、一方の側面が針状ころから荷重を
受け、他方の側面がリティーナから荷重を受けている。
ここで、リティーナには作動油流通用の溝部が設けられ
ているため、リティーナからの荷重はランド部を介して
第１ケーシングに作用する。この荷重状態は、第１ケー
シングがランド部に支持され針状ころから荷重を受けて
いる状態に置き換えることができる。

【０００８】ここで、リティーナの溝部は、その中心線
が針状ころの軸線と交差する部分を有している。従来は
溝部の中心線が針状ころの軸線と一致するように溝が設
けられていた。このため、第１ケーシングの針状ころと
の当接部がすべて第１ケーシングの溝部と対向している
部分の回転方向中央に位置する状態が発生していた。こ
のような場合、スパンの中央に集中荷重を受ける状態と
なるため、リティーナのランド部により支持されている
第１ケーシングの両支持部には高い応力が発生してい
た。

【０００９】しかし、この発明では、リティーナの溝部
の中心線が針状ころの軸線と交差する部分を有している
ので、第１ケーシングの針状ころとの当接部が第１ケー
シングの溝部と対向している部分の回転方向中央に集中
することが回避される。すなわち、荷重が分散され、第
１ケーシングの最大応力及び弾性変形が軽減される。こ
れにより、従来のスラストころ軸受に比べてサイズダウ
ンした軸受を採用しても従来と同じ寿命を確保でき、ま
た、フレーキングも軽減することができる。

【００１０】請求項２に記載のクラッチカバー組立体
は、互いに対向するインペラ及びタービンと、これらの
間に配置されたステータとを有するトルクコンバータの
ステータ支持構造でり、ワンウェイクラッチと、リティ
ーナと、スラストころ軸受とを備えている。ワンウェイ
クラッチは、ステータをステータシャフトに連結してい
る。リティーナは、ワンウェイクラッチの軸方向の移動
を規制するように、ワンウェイクラッチの側方に配置さ
れている。また、リティーナは、リング形状であり、ワ
ンウェイクラッチと対向する側面と逆側の側面にランド
部及び作動油を流通させる複数の溝部を有している。

【００１１】スラストころ軸受は、第１ケーシングと、
第２ケーシングと、複数の針状ころとを有している。第
１ケーシングは、リティーナと当接している。第１ケー
シングの針状ころとの当接部のうち少なくとも一部分
は、リティーナのランド部と対向している。第２ケーシ
ングは、インペラのハブ又はタービンのハブに支持され
ている。複数の針状ころは、両ケーシングの間に配置さ
れている。

【００１２】ここで、第１ケーシングの針状ころとの当
接部のうち少なくとも一部分はランド部と対向している
ため、第１ケーシングの溝部と対向している部分には針
状ころからの荷重の一部だけが作用する。このように本
発明では、第１ケーシングの荷重負荷状態及び支持状態
が改善されて、第１ケーシングの応力及び弾性変形が軽
減される。これによって、従来よりもサイズダウンした
軸受を採用することが可能となり、フレーキングも軽減
することができる。

【００１３】請求項３に記載のトルクコンバータのステ
ータ支持構造は、請求項１又は２に記載のトルクコンバ
ータのステータ支持構造において、溝部とランド部との
境には、面取り加工が施されている。ここでは、荷重を
受けたときの第１ケーシングの溝部とランド部の境との
当接部における応力集中率が、面取り加工によって低下
する。これにより、第１ケーシングの最大応力が小さく
なりさらに疲労寿命が延びる。

【００１４】

【発明の実施の形態】

［第１実施形態］図１は、本発明の一実施形態が採用さ
れたトルクコンバータ１を示している。このトルクコン
バータ１は、入力側の部材に固定されるフロントカバー
２と、フロントカバー２の外周壁２ａに固定されたイン
ペラシェル５ａと作動油室を形成している。作動油室内
には、主として、３種の羽根車からなるトーラス３とロ
ックアップクラッチ装置４とが配置されている。

【００１５】トーラス３は、主として、インペラ５と、
タービン６と、ステータ７とから構成される。インペラ
５のインペラブレード５ｂは、インペラシェル５ａの内
側に固定されている。また、インペラシェル５ａの内周
端は、インペラハブ５ｃに固定されている。タービン６
は、作動油室内でインペラ５と対向するように配置され
ており、主に、タービンシェル６ａと、タービンシェル
６ａに固定された複数のタービンブレード６ｂとから構
成されている。タービンシェル６ａの内周端は、タービ
ンハブ８のフランジ８ａに複数のリベット９により固定
されている。タービンハブ８の内周には、トランスミッ
ション側から延びる図示しないメインドライブシャフト
と連結するためのスプライン孔８ｂが形成されている。

【００１６】ステータ７は、インペラ５とタービン６と
の間の径方向内方に配置されており、円環状のステータ
キャリア７ａと、複数のステータブレード７ｂとを備え
ている。このステータブレード７ｂは、ステータキャリ
ア７ａ上に固定されて、タービン６からインペラ５へと
戻される作動油の方向を調整する。また、ステータ７
は、ステータ支持構造１０を介して、トランスミッショ
ンのハウジングに固定されたステータシャフト（図示せ
ず）に固定されている。

【００１７】ステータ支持構造１０は、ワンウェイクラ
ッチ機構１１と、環状のリテーナ３０及び３１とから構
成されている。ワンウェイクラッチ機構１１は、ステー
タ７を一方向にのみ回転させるための機構であり、アウ
ターレース１３と、インナーレース１５と、両レース間
に配置されたクラッチ部材１４とから構成されている。
アウターレース１３は、ステータキャリア７ａの内周に
固定されている。また、アウターレース１３及びインナ
ーレース１５の側部は、それぞれリティーナ３０及び３
１に当接し、リティーナ３０はスラストころ軸受１６を
介してインペラハブ５ｃに、リティーナ３１はスラスト
ころ軸受１７を介してタービンハブ８に支持されてい
る。このように、ステータ７及びステータ支持構造１０
は、インペラハブ５ｃとタービンハブ８との間にスラス
トころ軸受１６及び１７によって軸方向の移動が規制さ
れている。インナーレース１５の内周部には、ステータ
シャフト（図示せず）に係合するスプライン孔１５ａが
形成されている。

【００１８】スラストころ軸受１６及び１７は、図２に
示すように、第１ケーシング１６ａ及び１７ａと、第２
ケーシング１６ｃ及び１７ｃと、針状ころ１６ｂ及び１
７ｂとを有している。第１ケーシング１６ａ及び１７ａ
は、リティーナ３０及び３１と当接する。第２ケーシン
グ１６ｃ及び１７ｃは、インペラハブ５ｃ及びタービン
ハブ８に支持される。針状ころ１６ｂ及び１７ｂは、第
１ケーシング１６ａ及び１７ａと第２ケーシング１６ｃ
及び１７ｃとの間に配置される転動体である。

【００１９】リティーナ３０及び３１は、図２及び図３
に示すように、ランド部３０ａ及び３１ａと、溝部３０
ｂ及び３１ｂと、オイル導入溝３０ｃ及び３１ｃと、孔
３０ｄ及び３１ｄとを有している。ランド部３０ａ及び
３１ａは、リティーナ３０及び３１のスラストころ軸受
１６及び１７側の側面のうち溝部３０ｂ及び３１ｂとオ
イル導入溝３０ｃ及び３１ｃを除いた部分であり、スラ
ストころ軸受１６及び１７の第１ケーシング１６ａ及び
１７ａと当接している。孔３０ｄ及び３１ｄは、リティ
ーナ３０及び３１の中心部に設けられている。溝部３０
ｂ及び３１ｂは、作動油の流通のために複数設けられて
おり、孔３０ｄ及び３１ｄから半径方向外方に延びて形
成されており、各溝部の中心線は孔３０ｄ及び３１ｄの
中心からオフセットされ、針状ころ１６ｂ及び１７ｂの
軸線と交差している。オイル導入溝３０ｃ及び３１ｃ
は、リティーナ３０及び３１のスラストころ軸受１６及
び１７側からワンウェイクラッチ機構１１側へ連通して
おり、作動油の一部をワンウェイクラッチ機構１１のク
ラッチ部材１４に導入させている。

【００２０】ロックアップクラッチ装置４は、フロント
カバー２とタービンシェル６ａとの間の空間に配置され
ている。ロックアップクラッチ装置４の入力側ピストン
は、フロントカバー２の摩擦面に連結及び連結解除が可
能であり、出力側部材はタービンシェル６ａの背面に固
定されている。次に動作について説明する。

【００２１】エンジンの回転によりフロントカバー２が
回転すると、インペラ５が回転する。この回転力は作動
油を介してタービン６に伝達される。タービン６側から
インペラ５への作動油の流れは、ステータ７によって調
整される。そして、タービン６の回転力はタービンハブ
８を介してトランスミッションのメインドライブシャフ
ト（図示せず）に伝達される。

【００２２】このような作動中において、作動油の流れ
等により、トルクコンバータ１の内部で軸方向の荷重
（スラスト荷重）が発生する。このため、スラストころ
軸受１６及び１７にはスラスト荷重が作用する。このと
きに第１ケーシング１６ａ及び１７ａは、一方の側面が
針状ころ１６ｂ及び１７ｂから荷重を受け、他方の側面
がリティーナ３０及び３１から荷重を受けている。ここ
で、リティーナ３０及び３１には溝部３０ｂ及び３１ｂ
が設けられているため、リティーナ３０及び３１からの
荷重はランド部３０ａ及び３１ａを介して第１ケーシン
グ１６ａ及び１７ａに作用する。この荷重状態は、第１
ケーシング１６ａ及び１７ａがランド部３０ａ及び３１
ａに支持され、針状ころ１６ｂ及び１７ｂから荷重を受
けている状態に置き換えることができる。

【００２３】第１ケーシング１６ａ及び１７ａのうち溝
部３０ｂ及び３１ｂと対向している部分に針状ころ１６
ｂ及び１７ｂから荷重がかかると、ランド部３０ａ及び
３１ａの溝部３０ｂ及び３１ｂとの境が第１ケーシング
１６ａ及び１７ａの支持部となり、ここに最大応力が発
生する。この針状ころ１６ｂ及び１７ｂからの荷重位置
は、スラストころ軸受１６及び１７が回転することによ
り移動し、第１ケーシング１６ａ及び１７ａは繰り返し
荷重を受ける。

【００２４】ここで、溝部３０ｂ及び３１ｂの中心線
は、従来においては、孔３０ｂ及び４０ｄの中心を通る
ように溝が設けられていた。しかし、この実施形態で
は、溝部３０ｂ及び３１ｂの中心線を孔３０ｄ及び３１
ｄの中心からオフセットし、溝部３０ｂ及び３１ｂの中
心線と針状ころ１６ｂ及び１７ｂの軸線とが交差するよ
うに溝部３０ｂ及び３１ｂを形成しているため、第１ケ
ーシング１６ａ及び１７ａの針状ころ１６ｂ及び１７ｂ
との当接部が、第１ケーシング１６ａ及び１７ａの溝部
３０ｂ及び３１ｂと対向している部分の回転方向中央に
集中することが回避される。すなわち、荷重が分散さ
れ、第１ケーシング１６ａ及び１７ａの最大応力及び弾
性変形が軽減される。これにより、スラストころ軸受１
６及び１７に、従来のスラストころ軸受に比べてサイズ
ダウンしたものを採用しても、従来と同等の寿命を確保
できる。また、フレーキングも軽減することができる。 ［第２実施形態］第１実施形態のトルクコンバータ１に
おいて、リティーナの溝部の配置を図４に示すように変
更している。この第２実施形態のリティーナ４０は、ラ
ンド部４０ａと、溝部４０ｂと、オイル導入溝４０ｃ
と、孔４０ｄとを有している。ランド部４０ａは、リテ
ィーナ４０のスラストころ軸受１６側の側面のうち溝部
４０ｂとオイル導入溝４０ｃを除いた部分であり、第１
ケーシング１６ａと当接している。孔４０ｄは、リティ
ーナ４０の中心部に設けられている。溝部４０ｂは、孔
４０ｄから半径方向外方に延びて形成されており、各溝
部の中心線は孔４０ｄの中心からオフセットされ、針状
ころ１６ｂ及び１７ｂの軸線と交差している。また、溝
部４０ｂは、第１ケーシング１６ａの針状ころ１６ｂと
の当接部のうち少なくとも一部分はランド部４０ａと対
向するように形成されている。溝部４０ｂとランド部４
０ａとの境には、面取り加工が施されており、溝部４０
ｂは面取り部４０ｅを有している。

【００２５】他の構成については、前記第１実施形態と
同様である。ここで、第１ケーシング１６ａの針状ころ
１６ｂとの当接部のうち少なくとも一部分はランド部４
０ａと対向しているため、第１ケーシング１６ａの溝部
４０ｂと対向している部分には、常に、針状ころ１６ｂ
からの荷重の一部だけしか作用していない。これによ
り、第１ケーシング１６ａの溝部４０ｂと対向している
部分に作用する荷重が分散されることに加え、荷重自身
が軽減され、第１ケーシングの応力及び弾性変形がさら
に軽減される。また、溝部４０ｂとランド部４０ａとの
境に面取り加工が施されているため、荷重を受けたとき
の第１ケーシング１６ａの溝部４０ｂとランド部４０ａ
の境との当接部における応力集中率が低下する。これに
より、第１ケーシング１６ａの最大応力がさらに小さく
なる。 ［第３実施形態］第１実施形態のトルクコンバータ１に
おいて、リティーナの溝部の配置を図５に示すように変
更している。この第３実施形態のリティーナ５０は、ラ
ンド部５０ａと、溝部５０ｂと、オイル導入溝５０ｃ
と、孔５０ｄとを有している。溝部５０ｂは、孔５０ｄ
から半径方向外方に放射線状に延び、針状ころ１６ａと
対向する部分で回転方向に半円を描いて迂回する経路を
とり、その後、再び元のように放射線状に延びている。
すなわち、迂回している部分において、溝部５０ｂの中
心線は針状ころ１６ｂの軸線と交差している。この溝部
５０ｂは、第２実施形態の溝部４０ｂと同様に、第１ケ
ーシング１６ａの針状ころ１６ｂとの当接部のうち少な
くとも一部分はランド部５０ａと対向するように形成さ
れている。

【００２６】他の構成については、前記第１実施形態と
同様である。ここでは、第２実施形態と同様に、第１ケ
ーシング１６ａの針状ころ１６ｂとの当接部のうち少な
くとも一部分はランド部５０ａと対向しているため、第
１ケーシング１６ａの溝部５０ｂと対向している部分に
は、常に、針状ころ１６ｂからの荷重の一部だけしか作
用していない。これにより、第１ケーシング１６ａの溝
部４０ｂと対向している部分に作用する荷重が分散され
ることに加え、荷重自身が軽減され、第１ケーシングの
応力及び弾性変形がさらに軽減される。また、第１ケー
シング１６ａを支持するランド部５０ａの位置が変わ
り、これによっても第１ケーシングの応力が軽減されて
いる。 ［第４実施形態］第１実施形態のトルクコンバータ１に
おいて、リティーナの溝部の配置を図６に示すように変
更している。この第４実施形態のリティーナ６０は、ラ
ンド部６０ａと、溝部６０ｂと、オイル導入溝６０ｃ
と、孔６０ｄとを有している。溝部６０ｂは、孔６０ｄ
から半径方向外方に放射線状に延び、針状ころ１６ａと
対向する部分で両回転方向に別れ半円を描いて迂回する
経路をとり、その後、両経路は合流し、再び元のように
放射線状に延びている。すなわち、迂回している部分に
おいて、溝部６０ｂの中心線は針状ころ１６ｂの軸線と
交差している。この溝部６０ｂは、第２実施形態の溝部
４０ｂと同様に、第１ケーシング１６ａの針状ころ１６
ｂとの当接部のうち少なくとも一部分はランド部６０ａ
と対向するように形成されている。

【００２７】他の構成については、前記第１実施形態と
同様である。この実施形態４でも、第３実施形態と同様
の効果を生じ、第１ケーシング１６ａの応力及び弾性変
形が軽減される。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係るトルクコンバータのステー
タ支持構造では、リティーナの溝部の形状又は配置を変
更することにより、スラストころ軸受の第１ケーシング
の応力及び弾性変形量が軽減され、軸受のサイズダウン
が可能となり、フレーキングも軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態が採用されたトルクコンバー
タの断面図。

【図２】リティーナ及びスラストころ軸受周辺の拡大断
面図。

【図３】実施形態１のリティーナの平面図。

【図４】実施形態２のリティーナの平面図。

【図５】実施形態３のリティーナの平面図。

【図６】実施形態４のリティーナの平面図。

【符号の説明】

１ トルクコンバータ ２ フロントカバー ５ インペラ ６ タービン ７ ステータ １０ ステータ支持構造 １１ ワンウェイクラッチ支持機構 １６ スラストころ軸受 １６ａ 第１ケーシング １６ｂ 針状ころ １７ スラストころ軸受 ３０ リティーナ ３０ａ ランド部 ３０ｂ 溝部 ３１ リティーナ ４０ リティーナ ５０ リティーナ ６０ リティーナ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに対向するインペラ及びタービンと、
   これらの間に配置されたステータとを有するトルクコン
   バータのステータ支持構造であって、 前記ステータをステータシャフトに連結するワンウェイ
   クラッチと、 前記ワンウェイクラッチの軸方向の移動を規制するよう
   に前記ワンウェイクラッチの側方に配置され、前記ワン
   ウェイクラッチと対向する側面と逆側の側面にランド部
   及び作動油を流通させる複数の溝部を有するリング形状
   のリティーナと、 前記リティーナと当接する第１ケーシングと、前記イン
   ペラのハブ又は前記タービンのハブに支持される第２ケ
   ーシングと、前記両ケーシングの間に配置された複数の
   針状ころとを有するスラストころ軸受とを備え、 前記リティーナの複数の溝部は、その中心線が前記針状
   ころの軸線と交差する部分を有している、トルクコンバ
   ータのステータ支持構造。
2. 【請求項２】互いに対向するインペラ及びタービンと、
   これらの間に配置されたステータとを有するトルクコン
   バータのステータ支持構造であって、 前記ステータをステータシャフトに連結するワンウェイ
   クラッチと、 前記ワンウェイクラッチの軸方向の移動を規制するよう
   に前記ワンウェイクラッチの側方に配置され、前記ワン
   ウェイクラッチと対向する側面と逆側の側面にランド部
   及び作動油を流通させる複数の溝部を有するリング形状
   のリティーナと、 前記リティーナと当接する第１ケーシングと、前記イン
   ペラのハブ又は前記タービンのハブに支持される第２ケ
   ーシングと、前記両ケーシングの間に配置された複数の
   針状ころとを有するスラストころ軸受とを備え、 前記第１ケーシングの前記針状ころとの当接部のうち少
   なくとも一部分が、前記ランド部と対向している、トル
   クコンバータのステータ支持構造。
3. 【請求項３】前記溝部と前記ランド部との境に面取り加
   工が施されている、請求項１又は２に記載のトルクコン
   バータのステータ支持構造。