JPH0821509A - トルクコンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステータからポンプインペラに流入する際の
流体の剥離を極力減少させ、伝達効率の向上を図る。 【構成】 ポンプインペラ２、タービンランナ３及びス
テータ４の３要素を備え、かつ各要素によって形成され
る流体の流路が等流路断面となるように形成されたトル
クコンバータにおいて、ポンプインペラ２の入口部にそ
の流路断面がステータ４の最大流路断面以下となる流路
縮小部１１を形成し、流体の剥離を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体を利用して動力を伝
達するトルクコンバータの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両のエンジンの発生トルクを自
動変速機、プロペラシャフトへと伝達するために、例え
ば特開平４−９２１４５号公報にもあるような、トルク
コンバータを駆動系に備えている。この場合、その小型
化の要請から偏平に形成したトルクコンバータにおいて
は、平均流速の減速を弱めるために、ポンプインペラあ
るいはタービンランナの中間部に絞りを設ける場合、流
速分布に変動を生じ、流体損失が発生するので、これを
最小限にとどめるように、ポンプインペラとタービンラ
ンナとの入口から出口までのコアの曲率変化を抑制し、
流速分布の均一化を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図４にも示
すように、ポンプインペラ２の回転によりタービンラン
ナ３を回転させつつステータ４からポンプインペラ２へ
と流体が循環する場合、図にもあるように、ステータ４
の出口とポンプインペラ２の入口のリング４ｂとコア２
ｂは一部でオーバラップし、コア内面が滑らかに継がっ
ていないため、コア２ｂに沿って流れる流体の一部に剥
離を生じ、とくにポンプインペラ２は減速翼列ため剥離
が増大する傾向がある。

【０００４】このようにポンプインペラ２内の一部にお
いて流体の剥離による損失があると、それだけトルクコ
ンバータの伝達効率が低下してしまう。

【０００５】本発明はステータからポンプインペラに流
入する際の流体の剥離を極力減少させ、伝達効率の向上
を図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで第１の発明は、ポ
ンプインペラ、タービンランナ及びステータの３要素を
備え、かつ各要素によって形成される流体の流路が等流
路断面となるように形成されたトルクコンバータにおい
て、ポンプインペラの入口部にその流路断面がステータ
の最大流路断面以下になる流路縮小部を形成した。

【０００７】第２の発明は、第１の発明において、前記
流路縮小部はポンプインペラのコアの一部を膨出させた
絞り部で形成する。

【０００８】第３の発明は、第２の発明において、前記
絞り部は流路断面を起点かに終点に向かって一定の割合
で変化させ、かつ或いは絞り始めと終わりの流路断面の
変化率がゼロに近づくように形成される。

【０００９】第４の発明は、第１〜第３の発明におい
て、タービンランナの入口部にその流路断面がポンプイ
ンペラの出口流路断面よりも小さくなる流路縮小部を形
成する。

【００１０】第５の発明は、第４の発明において、ポン
プインペラの出口部に流路縮小部を形成する。

【００１１】第６の発明は、第５の発明において、ター
ビンランナの出口部にも流路縮小部を形成する。

【００１２】

【作用】第１の発明では、ステータからポンプインペラ
に流入する流体は入口付近の流路縮小部により絞られ、
コアに沿っての流路の接続に段差があっても、流体の剥
離が抑制され、あるいは流体剥離による渦流を減衰す
る。これによってポンプインペラに流れる流体の損失を
減らし、トルクコンバータの伝達効率やトルク容量が改
善される。

【００１３】第２の発明では、流体の剥離はコア表面に
沿って生じようとするが、コアの一部に絞り部を設けた
ので、確実に流体の剥離を抑制できる。

【００１４】第３の発明では、絞りが一定となり、かつ
絞り始めと終わりでの変化率が極めて小さくなるので、
絞り部分における流体の流れが円滑になり、流体損失も
少ない。

【００１５】第４の発明では、ポンプインペラの出口部
では遠心力や流路の急曲がりで流体の剥離が生じやすい
が、タービンランナの入口部を絞り込むことにより、タ
ービンランナでの流体の剥離を減らし、流体損失を減少
させる。

【００１６】第５の発明では、ポンプインペラの出口部
での流体の剥離を抑制し、タービンランナに流入する剥
離流体を減少させる。

【００１７】第６の発明では、ポンプインペラとタービ
ンランナが同一形状となり、コアや翼の共通化が図れ、
コストの削減もできる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示すもので、
エンジンクランクシャフトに連結されるコンバータカバ
ー１に取付けられたポンプインペラ２は、外側のポンプ
シェル２ａと、内側のコア２ｂと、ポンプ翼２ｃとから
構成される。このポンプシェル２ａに対向して配設され
るタービンランナ３は、外側のタービンシェル３ａと、
内側のコア３ｂと、タービン翼３ｃとから構成され、ポ
ンプインペラ２と同軸上のハブ５に結合され、図示しな
いトランスミッション入力軸と一体に回転する。ポンプ
インペラ２とタービンランナ３との間に挟まれたステー
タ４は、シェル側リング４ａと、コア側リング４ｂと、
ステータ翼４ｃとにより構成され、図示しないハウジン
グに前記入力軸と同軸上で、ワンウェイクラッチ６を介
して支持される。なお、タービンランナ３の出口部から
ステータ４のコア側リング４ｂの外側を通りポンプイン
ペラ２へと流入する流れを阻止するために、コア側リン
グ４ｂと、ポンプインペラ２及びタービンランナ３の各
コア２ｂ、３ｂの一部が互いにオーバラップするように
構成される。

【００１９】そして、これらポンプインペラ２、タービ
ンランナ３、ステータ４を循環する流体の流路断面積が
原則として全周的に等流路断面となるように流路が形成
される。この等流路断面は、流路に直交する線分の両方
の交点と、その中間にある点とにより形成される各線分
について、トルクコンバータの回転中心回りに回転させ
たときに形成される２つの円錐台の表面積が互いに等し
くなるように前記中間の点を設定し、これら中間の点を
流路全周にわたって結んでいったときにできるサークル
をデザインパスｍとして、このデザインパスｍに直交す
る断面の各流路面積ＳＡが、ポンプインペラ２、タービ
ンランナ３及びステータ４のいずれにおいても等しくな
るようにしたものである。

【００２０】本発明では、このような等流路断面におい
て、ステータ４からの流体が流入するポンプインペラ２
の入口部に位置して、ステータ４の最大流路断面よりも
流路断面の小さい流路縮小部１１を形成する。

【００２１】この実施例において流路縮小部１１は、ポ
ンプインペラ２のコア２ｂの一部を、流路側に膨出させ
た絞り部１１ａとして形成され、絞り部１１ａは所定の
範囲にわたり、ほぼ一定の比率で流路断面を絞り、かつ
絞り始めと絞り終わりの点において、流路断面積の変化
率がゼロに近くなるように滑らかに変化するように形成
される。

【００２２】このように構成したので、ポンプインペラ
２が回転すると、運動エネルギを付与された流体はター
ビンランナ３へと流れ、タービンランナ３を同一方向に
回転させ、さらにタービンランナ３からステータ４に流
入して流れの方向をポンプインペラ２の回転方向へと転
換し、再度ポンプインペラ２へと流入するという循環流
を形成する。

【００２３】ステータ４からポンプインペラ２に流入す
る流体は、コア側リング４ｂとコア２ｂとのオーバラッ
プする部分に形成される段差、並びにコア２ｂの急激な
曲率変化による急曲がり部分で、とくにコア内周面に沿
った流体流れの一部に剥離を生じようとする。しかし、
ポンプインペラ２の入口部には流路縮小部１１が形成さ
れ、流路を絞り込むため、コア内周面に沿って流れる流
体の剥離が抑えられ、流体の剥離による渦の発生を防
ぎ、ポンプインペラ２における流体損失を極力減少させ
ることができる。

【００２４】なお、絞り部１１ａはポンプインペラ２の
流路断面を急激に変化させることがないので、コア２ｂ
に沿う流れを安定させられる。

【００２５】また、図示はしないが、ポンプインペラ２
の性能上、入口部の流路縮小部１１をあまり絞りたくな
いときは、ステータ４の出口部においてコア側リング４
ｂにも絞り部を形成し、これらの協働により剥離を抑制
してもよい。

【００２６】このようにしてステータ４からポンプイン
ペラ２に流入する流体の剥離を防ぎ、流れを安定させて
流体損失を減らすことにより、トルクコンバータの伝達
効率やトルク容量の改善が図れる。

【００２７】次に図２の実施例を説明すると、これはポ
ンプインペラ２の入口部の第１の流路縮小部１１に加え
て、タービンランナ３の入口部にも、その流路断面がポ
ンプインペラ２の出口流路断面よりも小さくなる第２の
流路縮小部１３を形成することにより、タービンランナ
３に流入する流体の剥離を抑制し、渦を減衰するように
したものである。

【００２８】ポンプインペラ２の出口からタービンラン
ナ３の入口にかけての流路の継がりは非円滑になりがち
で、しかも、ポンプインペラ２の出口部では遠心力の影
響やコア２ｂの曲率変化に起因して、タービンランナ３
に流入する流体の流れに剥離が生じやすい。しかし、タ
ービンランナ３の入口部に第２の流路縮小部１３をコア
３ｂの内面を膨出させた絞り部１３ａとして形成するこ
とで、このような流体の剥離、渦の発生を最小限に抑制
することができる。

【００２９】なお、絞り部１３ａは第１の絞り部１１ａ
と同様に一定の比率で滑らかに流路を絞るように形成さ
れる。

【００３０】さらに図３の実施例では、ポンプインペラ
２の出口部にも流路縮小部１５を形成し、ポンプインペ
ラ２の出口部における流体の剥離を抑制するようになっ
ている。

【００３１】したがってこの実施例では、ポンプインペ
ラ２の入口部に第１の流路縮小部１１、タービンランナ
３の入口部に第２の流路縮小部１３を設け、さらに第３
の流路縮小部１５としてポンプインペラ２の出口部のコ
ア２ｂの一部内面を膨出させた絞り部１５ａを設け、ポ
ンプインペラ２の出口部に発生する流体の剥離を抑え、
タービンランナ３での渦流の発生を防止する。

【００３２】なお、この場合、タービンランナ３の出口
部にも第４の流路縮小部１７をコア３ｂを膨出させた絞
り部１７ａとして形成することもできる。タービンラン
ナ３は増速翼なので出口における剥離は生じないが、こ
のようにすると、ポンプインペラ２とタービンランナ３
が同一形状となり、コア２ｂ、３ｂや翼２ｃ、３ｃの共
通化が図れ、トルクコンバータの製作コストの削減に寄
与できる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、ポン
プインペラ、タービンランナ及びステータの３要素を備
え、かつ各要素によって形成される流体の流路が等流路
断面となるように形成されたトルクコンバータにおい
て、ポンプインペラの入口部にその流路断面がステータ
の最大流路断面以下になる流路縮小部を形成したため、
ステータからポンプインペラに流入する流体は入口付近
の流路縮小部により絞られ、コアに沿っての流路の接続
に段差があっても剥離が抑制され、あるいは流体剥離に
よる渦流が減衰され、したがってポンプインペラに流れ
る流体の損失を減らし、トルクコンバータの伝達効率や
トルク容量が改善される。

【００３４】第２の発明によれば、前記流路縮小部はポ
ンプインペラのコアの一部を膨出させた絞り部として形
成するので、ポンプインペラのコア表面に沿って生じよ
うとする流体の剥離を確実に抑制できる。

【００３５】第３の発明によれば、前記絞り部が、流路
断面を起点から終点に向かって一定の割合で変化させ、
かつ或いは絞り始めと終わりの流路断面の変化率がゼロ
に近づくように形成されるので、絞りが一定となり、か
つ絞り始めと終わりでの変化率が極めて小さくなるの
で、絞り部分における流体の流れが円滑になり、流体損
失も少なくできる。

【００３６】第４の発明によれば、タービンランナの入
口部に、その流路断面がポンプインペラの出口流路断面
よりも小さくなる流路縮小部を形成するので、ポンプイ
ンペラからタービンランナに流入する流体の剥離を減ら
し、流体損失を減少させられる。

【００３７】第５の発明によれば、ポンプインペラの出
口部に流路縮小部を形成するので、ポンプインペラの出
口部での流体の剥離を抑制し、タービンランナに流入す
る剥離流体を減少させることができる。

【００３８】第６の発明は、ポンプインペラの入口、出
口部と、タービンランナの入口、出口部にも流路縮小部
を形成するので、流体の剥離を抑制して損失を減じる一
方で、ポンプインペラとタービンランナが同一形状とな
り、コアや翼の共通化が図れ、コストの削減も期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。

【図２】同じく第２の実施例を示す断面図である。

【図３】同じく第３の実施例を示す断面図である。

【図４】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ コンバータカバー ２ ポンプインペラ ２ａ ポンプシェル ２ｂ ポンプコア ２ｃ ポンプ翼 ３ タービンランナ ３ａ タービンシェル ３ｂ タービンコア ３ｃ タービン翼 ４ ステータ ４ａ シェル側リング ４ｂ コア側リング ４ｃ ステータ翼 １１ 流路縮小部 １１ａ 絞り部 １３ 流路縮小部 １３ａ 絞り部 １５ 流路縮小部 １７ 流路縮小部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプインペラ、タービンランナ及びス
   テータの３要素を備え、かつ各要素によって形成される
   流体の流路が等流路断面となるように形成されたトルク
   コンバータにおいて、ポンプインペラの入口部にその流
   路断面がステータの最大流路断面以下になる流路縮小部
   を形成したことを特徴とするトルクコンバータ。
2. 【請求項２】 前記流路縮小部はポンプインペラのコア
   の一部を膨出させた絞り部として形成することを特徴と
   する請求項１記載のトルクコンバータ。
3. 【請求項３】 前記絞り部は流路断面を起点から終点に
   向かって一定の割合で変化させ、かつ或いは絞り始めと
   終わりの流路断面の変化率がゼロに近づくように形成さ
   れることを特徴とする請求項２記載のトルクコンバー
   タ。
4. 【請求項４】 タービンランナの入口部にその流路断面
   がポンプインペラの出口流路断面よりも小さくなる流路
   縮小部を形成することを特徴とする請求項１〜３のいず
   れか一つに記載のトルクコンバータ。
5. 【請求項５】 ポンプインペラの出口部に流路縮小部を
   形成することを特徴とする請求項４に記載のトルクコン
   バータ。
6. 【請求項６】 タービンランナの出口部にも流路縮小部
   を形成することを特徴とする請求項５に記載のトルクコ
   ンバータ。