JPH0571610A - トルクコンバータ - Google Patents

トルクコンバータ

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Publication number
JPH0571610A
JPH0571610A JP3101349A JP10134991A JPH0571610A JP H0571610 A JPH0571610 A JP H0571610A JP 3101349 A JP3101349 A JP 3101349A JP 10134991 A JP10134991 A JP 10134991A JP H0571610 A JPH0571610 A JP H0571610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
torque converter
pump impeller
stator
boundary layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP3101349A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Ejiri
英治 江尻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP3101349A priority Critical patent/JPH0571610A/ja
Publication of JPH0571610A publication Critical patent/JPH0571610A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H45/00—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches 
    • F16H45/02—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches  with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F16H2045/0273—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches  with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type characterised by the type of the friction surface of the lock-up clutch
    • F16H2045/0294—Single disk type lock-up clutch, i.e. using a single disc engaged between friction members
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Control Of Fluid Gearings (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】第1の目的は、トルクコンバータの容量向上と
共に、トルクコンバータの全体効率の向上を図ること。
第2の目的は、境界層の発達を有効に阻止し、容量と効
率の一層の向上を図ること。第3の目的は、2重構造の
コアをもつ流体要素の剛性を向上させること。 【構成】第1及び第2の目的を達成するために、コアを
第1コア22と第2コア23による2重構造とし、第1
コア22にはインペラ翼21の負圧面21aに沿うスリ
ット24を穿設し、ステータ6の外周近傍に吐出口25
が開口された流路26を設けた。第3の目的を達成する
ために、第2コア23にリブ23aを設けると共に、両
コア22,23を接着させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の自動変速機等
に適用されるトルクコンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、トルクコンバータとしては、例え
ば、実開平1ー144558号公報記載のものが知られ
ている。
【0003】上記公報に記載されたトルクコンバータ
は、通常3要素2相型と呼ばれるもので、流体要素とし
てポンプインペラ,タービンランナ,ステータを有し、
ステータを固定軸上に支持するワンウェイクラッチを備
えている。
【0004】そして、エンジンによってポンプインペラ
が駆動されると、内部の流体はポンプの回転によってポ
ンプインペラに沿って外方に押し出され、タービンラン
ナに流入して、タービンランナにトルクを与えて回転さ
せ、ステータを通って再びポンプインペラに流入する循
環主流が形成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトルクコンバータのポンプインペラ,タービンラン
ナ等の半径流型流体要素は、3次元的に曲率を持つ複雑
な形状である為、その翼面,シェル面,コア面には境界
層(固体壁の近くで急激に変化する速度分布をもち摩擦
損失が発生するところ)が発生しやすい。特に、翼面,
シェル面,コア面のうち、負圧部分が生じやすいコア面
に発生した境界層は、その後、境界層部分に低エネルギ
流体が蓄積して境界層が発達する。
【0006】例えば、ポンプインペラの場合について説
明すると、ポンプインペラの流路内のコア側で境界層が
形成されると、この境界層では流速が小さいために循環
主流の圧力勾配に従って循環主流に垂直方向の成分を持
つ2次流れが発生する。この2次流れは、図5に示すよ
うに、インペラ翼の圧力面からコア面へ、シェル面から
負圧面へと流れ、これによりインペラ翼の負圧面のコア
側には、損失の大きい低エネルギ流体が集まり、図6に
示すように、境界層が発達する現象を呈する。
【0007】このように、境界層が発達すると、循環主
流の流路断面積が境界層によりブロックされて狭くな
り、トルクコンバータ容量の向上が制限されるし、ま
た、境界層の発達に伴なって流路内で境界層が循環主流
と合流してミキシングロスが増大することで、トルクコ
ンバータの全体効率の向上も制限される。
【0008】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、ポンプインペラ,タービンランナ,ス
テータを備えたトルクコンバータにおいて、トルクコン
バータの容量向上と共に、トルクコンバータの全体効率
の向上を図ることを第1の課題とする。
【0009】また、上記第1の課題に加えて、境界層の
発達を有効に阻止し、容量及び効率をより一層向上させ
ることを第2の課題とする。
【0010】さらに、上記第2の課題に加えて、大きな
重量増加なしにポンプインペラあるいはタービンランナ
の剛性を向上させることを第3の課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記第1の課題を解決す
るため本発明のトルクコンバータでは、貫通穴と連通手
段により、コア側に蓄積しようとする低エネルギ流体を
ステータ付近の低圧部に吐出させる手段とした。
【0012】即ち、ポンプインペラ,タービンランナの
少なくとも一方のコアに貫通穴を設けると共に、一端が
この貫通穴のコア内側開口と連通し、他端がステータ近
傍に開放された連通手段を設けたことを特徴とする。
【0013】また、上記第2の課題を解決するため本発
明のトルクコンバータでは、コアを2重構造のコアにす
ると共に、内側のコアに翼の負圧面に沿ってスリットを
設けた手段とした。
【0014】即ち、請求項1記載のトルクコンバータに
おいて、ポンプインペラ、タービンランナの少なくとも
一方に2重構造のコアを形成し、外側のコアの一部に翼
の負圧面に沿うスリットを穿設し、外側のコアと内側の
コアとの間にステータ近傍にのみ導かれる流路を形成し
たことを特徴とする。
【0015】さらに、上記第3の課題を解決するため本
発明のトルクコンバータでは、2重構造のコアのうち内
側のコアにリブを設け、内外のコアを接着させた。
【0016】即ち、請求項2記載のトルクコンバータに
おいて、内側のコアにリブを設け、該リブを外側のコア
に接触させて内側のコアと外側のコアとを接着させたこ
とを特徴とする。
【0017】
【作用】請求項1記載の発明では、コア側に境界層が形
成されると、コア側の境界層に蓄積しようとする低エネ
ルギ流体は、高圧である貫通穴部分と低圧であるステー
タ近傍の開放部分との差圧により、貫通穴に吸い込ま
れ、連通手段を介して、ステータ付近の低圧部に吐出さ
れる。
【0018】また、請求項2記載の発明では、スリット
が、外側のコアの翼の負圧面に沿って穿設されているの
で、翼の圧力面からコア面へシェル面から負圧面へと流
れる2次流れと上記差圧との相乗作用により、低エネル
ギ流体は、容易にスリット内へ吸い込まれ、外側のコア
と内側のコアで形成される流路に導かれ、ステータ付近
の低圧部に吐出される。
【0019】さらに、請求項3記載の発明では、内側の
コアにリブを設け、内外のコアを接着させた構造とした
ため、大きな重量増加なしに2重構造のコアをもつポン
プインペラあるいはタービンランナの剛性が向上する。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0021】まず、構成を説明する。
【0022】図1は自動車用自動変速機に適用された本
発明実施例のトルクコンバータを示す上半分断面図、図
2は第2コアを取り除いたポンプインペラを示す図1の
A方向矢視図、図3はポンプインペラのコア部を示す図
1のA方向矢視図である。
【0023】実施例のトルクコンバータは、コンバータ
カバー1を介してエンジン駆動力が入力されるポンプイ
ンペラ2と、該ポンプインペラ2の対向位置に配置さ
れ、タービンハブ3を介して図外のトランスミッション
入力軸に連結されるタービンランナ4と、該タービンラ
ンナ4と前記ポンプインペラ2との間の内径位置に配置
され、図外のポンプケースに対しワンウェイクラッチ5
を介して設けられるステータ6とを備えている。
【0024】前記ポンプインペラ2は、インペラシェル
20と、インペラ翼21と、2重構造の第1コア22及
び第2コア23とを有して構成されている。
【0025】両コア22,23のうち外側に配置される
前記第1コア22(従来のインペラコアに相当)には、
図2に示すように、インペラ翼21の負圧面21a(こ
の場合は凸面)に沿って長円形あるいは長方形のスリッ
ト24(請求項1記載の発明の貫通穴に相当)が穿設さ
れている。尚、21bはインペラ翼21の圧力面(この
場合は凹面)である。
【0026】両コア22,23のうち内側に配置される
前記第2コア23は、図1に示すように、その外径部を
第1コア22に密着させ、その内径部を第1コア22と
部分的に接触させ、中間部から内径部にかけてを第1コ
ア22に対しほぼ等間隔を介して配置している。
【0027】そして、第1コア22と第2コア23の間
には、一端が前記スリット24に連通し、他端がステー
タ6の外周リング60の出口近傍に開放される吐出口2
5に連通する流路26(請求項1記載の発明の連通手段
に相当)が形成されている。
【0028】前記第2コア23には、図3に示すよう
に、前記スリット24と干渉しない位置であって、第1
コア22と密着する外径部を除いて放射状のリブ23a
が設けられていると共に、第1コア22と第2コア23
との密着外径部やリブ23aによる部分接触部は、ろう
付やスポット溶接などで接着されている。
【0029】前記タービンランナ4は、タービンシェル
40と、タービン翼41と、タービンコア42とを有し
て構成されている。
【0030】尚、図1において、7はロックアップクラ
ッチ、8はコア室である。
【0031】次に、作用を説明する。
【0032】エンジン駆動によりポンプインペラ2が回
転すると、図4に示すように、ポンプインペラ2→ター
ビンランナ4→ステータ6を経過する循環主流が形成さ
れ、内部封入流体をトルク伝達媒体として、コンバータ
領域ではステータ6の停止によるトルク増大作用を伴な
ってポンプインペラ2からタービンランナ4へとトルク
が伝達され、カップリング領域では、ステータ6の回転
を伴なってポンプインペラ2からタービンランナ4へと
トルクが伝達される。
【0033】上記のようなトルクコンバータ作動時にお
いて、ポンプインペラ2やタービンランナ4は3次元的
な曲率をもち、循環している流体が流路の翼面,シェル
面,コア面の各面に衝突することで、これら翼面,シェ
ル面,コア面に境界層が形成される。このうち、ポンプ
インペラ2とタービンランナ4とを比べると、タービン
ランナ4は圧力が高い方から低い方へと流体が流れるの
に対し、ポンプインペラ2は圧力上昇に逆らって圧力の
低い方から高い方へ流体が流れることで境界層が発生し
やすい。しかも、ポンプインペラ2のコア面は、負圧部
分が生じやすいために境界層の発達が著しい。
【0034】即ち、このコア側の境界層では流速が小さ
いために循環主流の圧力勾配に従って循環主流に垂直方
向の成分を持つ2次流れが発生する。この2次流れは、
図5に示すように、インペラ翼21の圧力面21bから
コア面へ、シェル面から負圧面21aへと流れ、これに
よりインペラ翼21の負圧面21aのコア側には、損失
の大きい低エネルギ流体が集まるようになる。本実施例
はこの低エネルギ流体を排除するものである。
【0035】具体的には、インペラ翼21の負圧面21
aのコア側に集まる低エネルギ流体は、図4に示すよう
に、高圧であるスリット24の部分と低圧である吐出口
25との差圧及び2次流れに伴なってスリット24に吸
い込まれ、このスリット24から第1コア22と第2コ
ア23とで形成される流路26に導かれ、トルクコンバ
ータ内で最も低圧の部分であるステータ6の出口付近の
コア室8の内部の吐出される。
【0036】尚、インペラコアに単にスリットを設けた
だけでは、コア室の外周側は圧力が高く、スリットの内
外部での差圧が出ないために低エネルギ流体をうまく吸
い出すことができない。
【0037】以上説明してきたように、実施例のトルク
コンバータにあっては、下記に列挙する効果が得られ
る。
【0038】(1)ポンプインペラ2,タービンランナ
4,ステータを備えたトルクコンバータにおいて、イン
ペラコア部に、一端がスリット24に連通し他端がステ
ータ6の外周リング60の出口近傍に開放される吐出口
25に連通する流路26を設け、コア側に蓄積しようと
する低エネルギ流体をステータ6の付近の低圧部に吐出
させる構成とした為、境界層の発達が阻止され、広い流
路断面積をもつ循環主流が確保されることで、トルクコ
ンバータ容量の向上が図られるし、また、流路内で境界
層が循環主流と合流することによるミキシングロスも低
く抑えられることで、ポンプインペラ2の効率、ひいて
はトルクコンバータの全体効率の向上も図られる。
【0039】(2)2重構造の両コア22,23により
流路26を形成すると共に、内側の第1コア22にはイ
ンペラ翼21の負圧面21aに沿ってスリット24を穿
設した為、スリット24からの吸い出し作用において、
差圧に加えて、循環主流に垂直方向の成分を持つ2次流
れを利用することでコア側に形成される境界層の発達を
有効に阻止することができ、単に差圧により低エネルギ
流体を吐出する場合に比べ、トルクコンバータのより一
層の容量向上を図ることができるし、トルクコンバータ
のより一層の全体効率向上を図ることができる。
【0040】(3)2重構造のコアのうち内側の第2コ
ア23にリブ23aを設け、内外の両コア22,23を
接着させた為、大きな重量増加なしにポンプインペラ2
の剛性を向上させることができる。
【0041】(4)トルクコンバータのうち、最も境界
層の発達が著しいポンプインペラ2のコア部に低エネル
ギ流体の吐出による境界層制御構造を設けた為、トルク
コンバータの構造変更を最小に抑えながら、最も効果的
にトルクコンバータの容量向上代及びトルクコンバータ
の全体効率の向上代を得ることができる。
【0042】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は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変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。
【0043】例えば、実施例では、ポンプインペラのコ
ア部に境界層制御構造を適用した例を示したが、タービ
ンランナのコア部に適用してもポンプインペラと同様の
効果を得ることができるし、また、ポンプインペラとタ
ービンランナの両方のコア部に境界層制御構造を適用し
ても良い。
【0044】実施例では、連通手段として、第1コアの
内側に第2コアを設けた2重構造のコアによる例を示し
たが、貫通穴(スリット)のそれぞれの位置に分割して
設けられる案内プレートや案内パイプ等による手段であ
っても良い。
【0045】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項1記載
の本発明にあっては、ポンプインペラ,タービンラン
ナ,ステータを備えたトルクコンバータにおいて、貫通
穴と連通手段により、コア側に蓄積しようとする低エネ
ルギ流体をステータ付近の低圧部に吐出させる手段とし
た為、境界層の発達が阻止され、トルクコンバータの容
量向上を図ることができると共に、トルクコンバータの
全体効率の向上を図ることができるという効果が得られ
る。
【0046】また、請求項2記載の本発明のトルクコン
バータにあっては、コアを2重構造のコアにすると共
に、内側のコアには翼の負圧面に沿ってスリットを設け
た手段とした為、境界層の発達を有効に阻止され、トル
クコンバータのより一層の容量向上を図ることができる
と共に、トルクコンバータの全体効率のより一層の向上
を図ることができるという効果が得られる。
【0047】さらに、請求項3記載の本発明のトルクコ
ンバータにあっては、2重構造のコアのうち内側のコア
にリブを設け、内外のコアを接着させた為、上記効果に
加え、大きな重量増加なしに2重構造のコアをもつポン
プインペラあるいはタービンランナの剛性を向上させる
ことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のトルクコンバータを示す上半分
断面図である。
【図2】第2コアを取り除いたポンプインペラを示す図
1のA方向矢視図である。
【図3】ポンプインペラのコア部を示す図1のA方向矢
視図である。
【図4】実施例トルクコンバータの作用説明図である。
【図5】実施例トルクコンバータでの2次流れ状態を示
すフローパターン図である。
【図6】従来のトルクコンバータの作用説明図ある。
【符号の説明】
2 ポンプインペラ 20 インペラシェル 21 インペラ翼 21a 負圧面 22 第1コア 23 第2コア 23a リブ 24 スリット 25 吐出口 26 流路 4 タービンランナ 6 ステータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンプインペラ,タービンランナの少な
    くとも一方のコアに貫通穴を設けると共に、一端がこの
    貫通穴のコア内側開口と連通し、他端がステータ近傍に
    開放された連通手段を設けたことを特徴とするトルクコ
    ンバータ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のトルクコンバータにおい
    て、ポンプインペラ,タービンランナの少なくとも一方
    に2重構造のコアを形成し、外側のコアの一部に翼の負
    圧面に沿うスリットを穿設し、外側のコアと内側のコア
    との間にステータ近傍にのみ導かれる流路を形成したこ
    とを特徴とするトルクコンバータ。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のトルクコンバータにおい
    て、内側のコアにリブを設け、該リブを外側のコアに接
    触させて内側のコアと外側のコアとを接着させたことを
    特徴とするトルクコンバータ。
JP3101349A 1991-05-07 1991-05-07 トルクコンバータ Pending JPH0571610A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3101349A JPH0571610A (ja) 1991-05-07 1991-05-07 トルクコンバータ

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1178237A2 (en) 2000-08-02 2002-02-06 Kabushiki Kaisha F.C.C. Process for producing friction plate having flat friction surface and system for producing the same
US6401898B1 (en) 2000-03-06 2002-06-11 Kabushiki Kaisha F.C.C. Clutch piston having friction lining for lock-up clutch, and process for producing the same
KR100569055B1 (ko) * 1999-12-30 2006-04-07 현대자동차주식회사 토크 컨버터의 날개 구조
JP2011174588A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Honda Motor Co Ltd トルクコンバータ

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