JPH03144152A - トルクコンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動変速機等に適用される３要素２相型のト
ルクコンバータに関する。

（従来の技術） 従来、コアレストルクコンバータとしては、例えばＳ　
Ａ　Ｅ　（Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍｏｔｉｖ
ｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）テクニカルペーパシリーズ８
６１２１３号等に記載されているものが知られて、この
従来出典には、ポンプ羽根車、タービン羽根車及びステ
ータ羽根車の各ブレード内端を互いに近接させることで
ポンプコア、タービンコア及びステータコアを省略し、
３要素の中心部まで流路を拡大したトルクコンバタが示
されている。

また、一般型トルクコンバータとしては、例えば、「自
動車工学全書９巻動力伝達装置」　（昭和５５年１１月
；■山海堂発行）の２０３ページの図３．１０５に記載
されているものが知られていて、この従来出典には、ポ
ンプ羽根車、タービン羽根車及びステータ羽根車の各ブ
レード内端にそれぞれポンブコ乙タービンコア及びステ
ータコアを設置したトルクコンバータが示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前者のコアレストルクコンバータにあっ
ては、流路の大半はトルクコンバータとして作用するが
、流路中央でステータ外周部の部分はステータが効かず
、所謂、フルードカップリングとして作用する。

従って、全体のトルクコンバータ性能としては、コアレ
ス構造による流路拡大によりトルク容量が非常に大きい
というメリットはあるものの、ストールトルク比（ポン
プは回転しタービンは停止の状態におけるトルク比であ
り、失速トルク化とも呼ぶ）が十分大きくない。この結
果、高いストールトルク比を必要とするウェートバヮー
レシオの大きい小排気量型への適用が困難である。

また、後者の一般型トルクコンバータにあっては、コア
構造による流路狭小化によりトルク容量が小さいばかり
でなく、ポンプ羽根車及びタービン羽根車にはポンプコ
ア及びタービンコアが設置されて高重量となっている為
、回転しているポンプ羽根車及びタービン羽根車の回転
慣性（イナーシャ）が大きく、この結果、加速時のレス
ポンスが悪く、変速時のショックが大きくなる。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、３要素２相型のトルクコンバータにおいて、コアレス
トルクコンバータに比べてストールトルク比を向上させ
ながら、一般型トルクコンバータに比べてトルク容量を
増大させると共に加速時のレスポンスの向上及び変速時
のショック低減を図ることを第１の課題とする。

また、第１の課題に加えて、コアレストルクコンバータ
とほぼ同等のトルク容量を得ると共に、ポンプ羽根車及
びタービン羽根車のブレード剛性及びブレード耐久信頼
性を向上させることを第２の課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記第１の課題を解決するために請求項１記載のトルク
コンバータでは、３要素のうちステータ羽根車のみにコ
ア部材を固定設置した。

即ち、入力軸に連結されるポンプ羽根車と、出力軸に連
結されるタービン羽根車と、ワンウェイクラッチを介し
てケースに固定されるステータ羽根車とを備え、内部に
は作動流体が充満されるトルクコンバータにおいて、前
駅ポンプ羽根車及びタービン羽根車のブレード内端をス
テータ羽根車の外周位置まで近接させてポンプコア及び
タービンコアを省略し、且つ、ステータ羽根車のみには
各ステータブレードの外周端を連結するコア部材を固定
設置した事を特徴とする。

上記第２の課題を解決するために請求項２記載のトルク
コンバータでは、コア部材による占有領域を、コアレス
トルクコンバータにおいてフルードカップリングとして
作用する略半円断面領域に限った。

即ち、請求項１記載のトルクコンバータにおいて、コア
部材には流線に沿う滑らかな円弧外周面を存し、ポンプ
羽根車及びタービン羽根車の各ブレード内端はこの円弧
外周面に沿う円弧切欠面に形成されている事を特徴とす
る。

（作　用） 請求項１記載の発明の詳細な説明する。

入力軸が駆動回転し、ポンプ羽根車、タービン羽根車及
びステータ羽根車を循環する作動流体の流れが生じる時
、トルク比が１以下のコンバータ範囲では、タービン羽
根車が流体から受けて出力軸に伝達するトルクは、静止
しているステータ羽根車が流体から受けるステータトル
クだけ大きくなるという、所謂、トルク増大作用を示す
。

そこで、コアレストルクコンバータの場合をみると、ス
テータ羽根車のステータブレード出口からポンプ羽根車
のポンプブレード入口へ流入した流量はトルク増大作用
を示すが、ステータブレードの外周端からポンプブレー
ドの内端へ短絡的に流入する流量はステータ羽根車及び
ポンプ羽根車をほとんど通過しないのでトルク増大作用
を示さず、ステータ外周部分には、所謂、フルードカッ
プリング領域が形成されてしまう。

しかし、本発明の場合には、ステータ羽根車のみに各ス
テータブレードの外周端を連結するコア部材が固定設置
されている為、ステータブレードの外周端からの流体漏
れが阻止され、ステータ羽根車のステータブレード出口
からは作動流体のほとんどがポンプ羽根車のポンプブレ
ード入口に流入し、ステータブレード及びポンプブレー
ドを作動流体が無駄なく通過してトルク増大作用を示す
ことになり、コアレストルクコンバータと比べた場合に
は、ストールトルク比を向上させることができる。

また、ポンプ羽根車及びタービン羽根車のポンプコア及
びタービンコアを省略している為、一般型トルクコンバ
ータに比べた場合には、コア省略分の流路拡大によりト
ルク容量を増大させることができる。

さらに、ポンプ羽根車及びタービン羽根車がコア省略に
より軽量化され、回転・清性が低減されるので、加速時
のレスポンスの向上及び変速時のショック低減を図るこ
とができる。尚、コア部材が固定されるステータ羽根車
は、コンバータ範囲において静止しているので回転ｍ性
は発生しない。

請求項２記載の発明の詳細な説明する。

上記トルク増大作用において、コア部材には流線に沿う
滑らかな円弧外周面を有する為、循環する流体とコア部
材との衝突損失が最小に抑えられると共にコア部材の円
弧外周面に沿って流れが増速され、同径のコアレストル
クコンバータとほぼ同等の循環流量が得られる。

つまり、コアレストルクコンバータとほぼ同等のトルク
容量を得ることができる。

また、ポンプ羽根車及びタービン羽根車の各ブレード内
端はこの円弧外周面に沿う円弧切欠面に形成されている
為、コアレストルクコンバータに比べてポンプ羽根車及
びタービン羽根車の各ブレヒの高さが低くなり、ブレー
ド剛性が向上し、振動に強くなる。

さらに、コアレストルクコンバータではステータブレー
ドに近接させることでポンプ羽根車及びタビン羽根車の
各ブレードに隅角部が形成されるが、この隅角部が無く
なり、亀裂等の発生が防止されてブレード耐久信頼性も
向上する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第１図は請求項１及び請求項２記載の発明に対応する３
要素１段２相型のトルクコンバータであり、入力軸であ
るエンジンクランクシャフト１にコンバータカバー２を
介して連結されるポンプ羽根車３と、出力軸であるトラ
ンスミ・ンション入力軸４に連結されるタービン羽根車
５と、ワンウェイクラッチ６を介してトランスミッショ
ンケース７に固定されるステータ羽根車８とを備え、一
体のポンプシェル３ａ及びコンバータカバー２で囲まれ
る内部室には作動油が充満されている。

前記ポンプ羽根車３は、外殻となるポンプシェル３ａと
、該ポンプシェル３ａの内側に多数設けられたポンプブ
レード３ｂとを有して構成されている。

前記タービン羽根車５は、外殻となるタービンシェル５
ａと、該タービンシェル５ａの内側の多数設けられたタ
ービンブレード５ｂとを有して構成されている。

そして、ポンプ羽根車３及びタービン羽根車５のブレー
ド内端をステータ羽根車８の外周位置まで近接させるこ
とでポンプコア及びタービンコアを省略している。

前記ステータ羽根車８は、外殻となるステータシェル８
ａと、該ステータシェル８ａの内側の多数設けられたス
テータブレード８ｂとを有して構成されている。

そして、前記ステータ羽根車８のみには各ステータブレ
ード８ｂの外周端を連結してコア部材１０が固定設置さ
れていて、該コア部材１０には、１点鎖線で示される循
環油の流線に沿う滑らかな円弧外周面１０１，１０２を
有し、ポンプ羽根車３及びタービン羽根車５の各ブレー
ド内端はこの円弧外周面１０１，１０２に沿う円弧切欠
面３１．５１に形成されている。

前記コア部材１０は、圧延鋼板をプレス等の方法で成形
した帯状の部材をステータブレード８ｂの外周端に巻き
付け、周上の一部で線溶接することでステータブレード
８ｂに固定されていて、ステータブレード８ｂの外周端
に接するステータコア部１０ａと、ポンプ羽根車３の円
弧切欠面３１に沿うポンプコア部１０ｂと、タービン羽
根車５の円弧切欠面５１に沿うタービンコア部１０ｃと
を有すると共に、ステータコア部１０ａに形成した位置
決め凹部１０ｄとステータブレード８ｂに形成した位置
決め凸部８ｃとの凹凸係合によりコア部材１０を軸方向
に位置決めしている。尚、位置決め用の凹凸は逆の関係
でも良い。

尚、第１図中、１１はポンプハブ、１２はタービンハブ
、１３．１４はスラストベアリングである。

次に、作用を説明する。

（イ）トルク増大作用 エンジン駆動によりエンジンクランクシャフト１か回転
し、ポンプ羽根車３に回転駆動力が入力され、第１図の
矢印に示すように、ポンプ羽根車３、タービン羽根車５
及びステータ羽根車８を湯循環する作動油の流れが生じ
る時、トルク比が１以下のコンバータ範囲では、タービ
ン羽根車８か作動油から受けてトランスミッション入力
軸４に伝達するトルクは、静止しているステータ羽根車
８が作動油から受けるステータトルクだけ大きくなると
いう、所謂、トルク増大作用を示す。

そこで、第２図に示すコアレストルクコンバータの場合
をみると、ステータ羽根車のステータブレード出口から
ポンプ羽根車のポンプブレード入口へ流入した流量Ｑ８
はトルク増大作用を示すか、ステータブレードの外周端
からポンプブレードの内端へ短絡的に流入する流量ＯＡ
はステータ羽根車及びポンプ羽根車をほとんど通過しな
いのでトルク増大作用を示さず、ステータ外周部分には
、所謂、フルードカップリング領域が形成されてしまう
。

しかし、実施例の場合には、ステータ羽根車８のみに各
ステータブレード８ｂの外周端を連結するコア部材１０
が固定設置されている為、第３図に示すように、ステー
タブレード８ｂの外周端からの作動油の漏れが阻止され
、ステータ羽根車８のステータブレード出口からは作動
油のほとんどがポンプ羽根車３のポンプブレード入口に
流入し、ステータブレード８ｂ及びポンプブレード３ｂ
を作動油が無駄なく通過してトルク増大作用を示すこと
になる。

つまり、コアレストルクコンバータと比べた場合には、
トルク比は少なくとも（ＯＡ＋ＱＢ）／Ｑ　［１だけ増
加することになり、ストールトルク比（ポンプ羽根車３
は回転しタービン羽根車５は停止状態におけるポンプト
ルクに対するタービントルクの比）を向上させることが
できる。

０口）トルク容量の増大作用 実施例のトルクコンバータの場合、ポンプ羽根車３及び
タービン羽根車５のポンプコア及びタービンコアを省略
している為、一般型トルクコンバタに比べた場合には、
コア省略分の流路拡大によりトルク容量を増大させるこ
とができるのは勿論である。

さらに、コア部材１０には循環作動油の流線に沿う滑ら
かな円弧外周面１０１，１０２を有する為、循環する差
動油とコア部材１０との衝突損失が最小に抑えられると
共にコア部材１０の円弧外周面１０１，１０２に沿って
流れが増速され、同径のコアレストルクコンバータとほ
ぼ同等の循環流量が得られる。

つまり、コアレストルクコンバータとほぼ同等のトルク
容量を得ることができる。

（ハ）走行時のトルクコンバータ作動 実施例のトルクコンバータの場合には、ポンプ羽根車３
及びタービン羽根車５がコア省略により軽量化される。

つまり、ポンプ羽根車及びタービン羽根車にコアを有す
る一般型トルクコンバータに比べた場合には、軽量化に
より回転慣性が低減されることになる。尚、コア部材１
０が固定されるステータ羽根車８は、コンバータ範囲に
おいて静止しているので回転慣性は発生しない。

従って、加速時において、アクセル踏み込み操作でエン
ジン回転数を上昇させた場合、ポンプ羽種型３の回転上
昇に応答良く追従してタービン羽根車５が回転し、加速
時のレスポンスを向上させることができる。

また、変速時には、入出力軸１，４の回転追従性の良さ
により変速前後での回転数落差が小さくなり、変速ショ
ック低減を図ることができる。

以上説明してきたように、第実施例のトルクコンバータ
にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

■　コア部材１０の設置によりコアレス１ルクコンバー
タに比べ、トルク比を大きくすることができる。

この結果、高いストールトルク比を必要とするウェイト
パワーレシオの大きい小排気量型への適用が可能となる
。

■　コア部材１０による占有領域を、コアレストルクコ
ンバータにおいてフルードカップリングとして作用する
略半円断面領域に限った為、同径のコアレストルクコン
バータとほぼ同等の高トルク容量を得ることができる。

この結果、トルクコンバータのコンパクト化が達成され
、車載レイアウト上非常に有利となる。

■　コンバータ範囲において静止しているステータ羽根
車８のみにコア部材１０を設置し、ポンプ羽根車３及び
タービン羽根車５のコアを省略した構造とした為、ポン
プ羽根車３及びタービン羽根車５の回転慣性を低減させ
ることができる。

この結果、加速時のレスポンス向上により加速走行性が
良好になるし、また、変速時のショック低減により変速
品質が向上する。

■　ポンプ羽根車３及びタービン羽根車５の各ブレード
内端はコア部材１０の円弧外周面１０１゜１０２に沿う
円弧切欠面３１．５１に形成されている為、第２図と第
３図との比較からも明らかなように、コアレストルクコ
ンバータに比べてポンプ羽根車３及びタービン羽根車５
の各ブレード３ｂ、５ｂの高さか低くなり、ブレード剛
性が向上する。

この結果、固有振動数が高くなり、振動に対して強くな
る。

■　コアレストルクコンバータでは、第２図に示すよう
に、ステータブレードに近接させることでポンプ羽根車
及びタービン羽根車の各ブレードに隅角部か形成される
が、実施例のトルクコンバタでは、円弧切欠面３１．．
５１としていることでこの隅角部が無くなり、亀裂等の
発生が防止される。

この結果、ブレード耐久信頼性が向上し、トルクコンバ
ータの寿命延長ともなる。

■　ポンプ羽根車３及びタービン羽根車５はコアを省略
した構造としている為、これらの羽根車３．５を板金溶
接構造で製造できるのは勿論のこと、製造工数的にメリ
ットの高いアルミダイキャストでも製造できる。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたか、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本
発明に含まれる。

例えば、コア部材の形状は必ずしも実施例形状に限られ
るものではない。

（発明の効果） 以上説明してきたように、請求項１記載の３要素２相型
のトルクコンバータにあっては、３要素のうちステータ
羽根車のみにコア部材を固定設置した為、コアレストル
クコンバータに比べてストールトルク比を向上させなが
ら、一般型トルクコンバータに比べてトルク容量を増大
させることが出来ると共に加速時のレスポンスの向上及
び変速時のショック低減を図ることが出来るという効果
が得られる。

また、請求項２記載の３要素２相型のトルクコンバータ
にあっては、ステータ羽根車のみにコア部材を固定設置
すると共に、コア部材による占有領域を、コアレストル
クコンバータにおいてフルードカップリングとして作用
する略半円断面領域に限った為、上記効果に加え、コア
レストルクコンバータとほぼ同等のトルク容量を得るこ
とが出来ると共に、ポンプ羽根車及びタービン羽根車の
ブレード剛性及びブレード耐久信頼性を向上させること
が出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のトルクコンバータを示す断面図
、第２図は従来のコアレストルクコンバータでのトルク
増大作用説明図、第３図は実施例のトルクコンバータで
のトルク増大作用説明図である。 １・・・エンジンクランクシャフト （入力軸） ２・・・コンバータカバー ３・・・ポンプ羽根車 ３ｂ・・・ポンプブレード ３１・・・円弧切欠面 ４・・・トランスミっジョン入力軸 （出力軸） ５・・・タービン羽根車 ５ｂ・・・タービンブレード ５１・・・円弧切欠面 ６・・・ワンウェイクラッチ ７・・・トランスミッションケース （ケース） ８・・・ステータ羽根車 ８ｂ・・・ステータブレード １０・・・コア部材 １０１．１０２・・・円弧外周面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）入力軸に連結されるポンプ羽根車と、出力軸に連結
   されるタービン羽根車と、ワンウェイクラッチを介して
   ケースに固定されるステータ羽根車とを備え、内部には
   作動流体が充満されるトルクコンバータにおいて、 前記ポンプ羽根車及びタービン羽根車のブレード内端を
   ステータ羽根車の外周位置まで近接させてポンプコア及
   びタービンコアを省略し、且つ、ステータ羽根車のみに
   は各ステータブレードの外周端を連結するコア部材を固
   定設置した事を特徴とするトルクコンバータ。 ２）請求項１記載のトルクコンバータにおいて、コア部
   材には流線に沿う滑らかな円弧外周面を有し、ポンプ羽
   根車及びタービン羽根車の各ブレード内端はこの円弧外
   周面に沿う円弧切欠面に形成されている事を特徴とする
   トルクコンバータ。