| 【発明の名称】 |
トルクコンバータ |
| 【発明者】 |
【氏名】都築 幸久
|
| 【要約】 |
【課題】中速度域におけるトルクコンバータの容量係数を車両の特性に応じて任意に設定可能なトルクコンバータを提供すること。
【解決手段】ステータブレードは、タービン１２からの流体が入り込む入口部１５ａと、タービン１２から流れ込んだ流体の出口側である出口部１５ｂと、入口部１５ａと出口部１５ｂとの間に形成されタービン１２側からポンプ１１側に流れる流体の圧力を受けるプレッシャ面と、入口部１５ａと出口部１５ｂとの間に形成されポンプ１１側に面するサクション面１５ｄとを有し、サクション面１５ｄ側の入口部１５ａが流体の流入方向と略垂直となるように入口部１５ａを形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ポンプブレードを有するポンプ、タービンブレードを有するタービン及びステータブレードを有するステータを備えるトルクコンバータであって、前記ステータブレードは、前記タービンに面しタービンから流れ込む流体の入口である入口部と、前記ポンプに面しタービンから流れ込んだ流体の出口側である出口部と、前記入口部と出口部との間でタービン側に面して形成されるプレッシャ面と、前記入口部と出口部との間でポンプ側に面して形成されるサクション面とを有し、前記入口部のサクション面側が流体の流入方向と略垂直に形成されることを特徴とするトルクコンバータ。
【請求項２】 前記入口部は、ポンプの回転速度に対するタービンの回転速度の比がカップリング領域よりも低い中速度比域ときの流体の流入方向と略垂直となるように形成されることを特徴とする、請求項１のトルクコンバータ。
【請求項３】 前記サクション面に対して前記入口部の平面の成す角度が０°から９０°の範囲内で設定されることを特徴とする、請求項２のトルクコンバータ。
【請求項４】 前記中速度比域は、ポンプの回転速度に対するタービンの回転速度の比が０．２から０．８の範囲内であることを特徴とする、請求項２のトルクコンバータ。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明が属する分野】本発明は、特に自動変速機等の駆動系列内に用いられるトルクコンバータに関するものであり、特にトルクコンバータの容量係数を任意に変化させるためのステータブレード形状に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】第１の従来技術として、特開昭５５−５４７５７号公報に開示される技術がある。上記公報に開示されるトルクコンバータは、機関からのトルクを吸収するように連結されたポンプと、このポンプと流体流れ関係にあるタービンと、圧力流体の流路においてタービンからの流体をポンプに再び向かうように形成されたステータとを有し、ポンプの羽根は、アイドル速度においてポンプのトルク吸収容量、すなわち容量係数を減少する方向に有効であり且つポンプの流体出口における円環流路から−２０°から−３０°の範囲において変位した負の先端角度を有する出口先端と関連して正の羽根角度を有し、ステータの羽根が失速速度においてステータの入口における円環流路内に乱流を誘起するようにタービンからのステータへの流入から周方向及び角度的に変位した鋭いノーズを有するトルクコンバータが開示されている。
【０００３】この技術によると、容量係数が減少されることでアイドリング等のエンジン回転を低回転にさせることが可能になり燃費が向上する。すなわち、ポンプの回転数に対するタービンの回転数の比（以下、速度比と称す）が低いときにおける燃費が向上する。
【０００４】また第２の従来技術として、自動車技術会 学術講演会前刷集９２１ １９９２−５の７５頁から７８頁には、ステータブレード背面の剥離を抑え、抗力を低減するようにステータブレード形状を改良することで、トルク比、効率を維持しながら中高速域における容量係数を向上させた技術が開示されている。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】しかしながら第１の従来技術では、アイドリング時のエンジン回転を低回転にさせることによりアイドリング時での燃費を低減することが可能になるが、速度比が中速域、或いは高速域においては考慮されておらず、中速度比域、或いは高速度比域では燃費を向上することはできない。
【０００６】また第２の従来技術では、中速度比域の容量係数が向上しているのでエンジンの種類によっては加速性を妨げる要因になることが考えられる。またこの技術は、ストール時における容量係数を任意に調整することが困難である。
【０００７】そこで本発明は、トルクコンバータの中速度比域における容量係数を車両の特性に応じて任意に設定することが可能なトルクコンバータを提供することを技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に請求項１では、ポンプブレードを有するポンプ、タービンブレードを有するタービン及びステータブレードを有するステータを備えるトルクコンバータであって、ステータブレードは、タービンに面しタービンから流れ込む流体の入口である入口部と、ポンプに面しタービンから流れ込んだ流体の出口側である出口部と、入口部と出口部との間でタービン側に面して形成されるプレッシャ面と、入口部と出口部との間でポンプ側に面して形成されるサクション面とを有し、入口部のサクション面側を流体の流入方向と略垂直とした。
【０００９】請求項１によると、中速度比域では入口部に対して略垂直に流体が流れ、入口部により流体の剥離量が調整されて、中速度比域での容量係数を所望の値に調整することが可能になる。つまり、請求項２に示すように、中速度比域での流体の流入方向と略垂直となるように入口部を形成したことで中速度比域の容量係数が設定できる。更に請求項３に示すように、サクション面に対して入口部の平面の成す角度は０°から９０°の範囲内で設定される。中速度比域の具体的な数値として、請求項４に示すようにポンプの回転速度に対するタービンの回転速度の比が０．２から０．８の範囲内であることが好ましい。
【００１０】以上より、車両の用途（例えば、軽自動車や小型自動車、中型トラック等）に応じて好適な性能を持つトルクコンバータを提供することができる。
【００１１】
【実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の一形態を説明する。図１は本実施の形態におけるトルクコンバータの主要縦断面図である。
【００１２】構成について説明する。図１は自動車用に自動変速機（図示せず）とともに用いられるトルクコンバータ１０であり、複数のポンプブレード１１ａを備えエンジン（図示せず）の出力軸に連結するポンプ１１と、ポンプ１１に対向して配置され複数のタービンブレード１２ａを備え自動変速機の入力軸に連結するタービン１２と、ポンプ１１とタービン１２の間に配設され、ポンプ１１側からタービン１２側に流れる流体を整流するための複数のステータブレード１５を備えるステータ１３と、ロックアップクラッチ１４等によって構成されている。ポンプ１１からタービン１２に向って流入する流体は図１の矢印方向に示すようにしてステータ１３に流入するようになっている。
【００１３】図２は本実施の形態のステータ１３をタービン１２側から見た正面図である。ステータ１３の内周部はワンウェイクラッチを介してステータシャフトに連結されており、ポンプ１１及びタービン１２と同じ回転方向にしか回転できないように構成されている。
【００１４】図３は、中速度比において最適なステータブレード１５の図２のＡ−Ａ断面図である。ステータブレード１５は、ポンプ１１側に面しポンプ１１側から流れ込む流体圧のステータブレード１５に対する入口である入口部１５ａと、タービンに面しポンプから流れ込んだ流体の出口である出口部１５ｂと、ポンプ１１側からタービン１２側への流体圧を受けるプレッシャ面１５ｃと、プレッシャ面１５ｃと反対側の面に形成されるサクション面１５ｄと、を有する。
【００１５】本実施の形態では、トルクコンバータ１０のカバーとステータ１３との間にはワンウェイクラッチが配設されており、速度比が低速度比域（０以上０．３未満）から中速度比域（０．３以上０．６未満）の間ではステータブレード１５のプレッシャ面１５ｃが流体の圧力を受ける方向に流体を還流するが、速度比が高速度比域（０．６以上）になってから０．９（カップリング領域）より大きくなると、ポンプ１１側からタービン１２側に還流する流体の方向が変化して、ステータブレード１５のサクション面１５ｄ側でポンプ１１側からタービン１２側に還流する流体の圧力を受けるようになる。したがって、速度比が０．９より大きいカップリング領域では容量係数を調整することができず、ワンウェイクラッチによりサクション面１５ｄが流体の圧力を受けてステータ１３が回転する。ステータ１３が回転することで、速度比が０．９以上の領域ではトルクコンバータ１０内を還流する流体はステータブレード１５の形状にほとんど影響されることなく、ポンプ１１側からタービン１２側に向って流体が還流する。速度比が０．９より小さい領域ではステータは回転せず、タービンからポンプへの流体の流れを規制している。
【００１６】つまり、ワンウェイクラッチによりステータ１３は低速度比域と中速度比域では回転せず、トルクコンバータ１０がカップリング状態となる高速度比域になると、ステータ１３が回転するように構成されている。
【００１７】次に、タービン１２とポンプ１１との速度比が中速度比域（速度比：０．３以上０．６未満）におけるトルクコンバータ１０の作動について説明する。
【００１８】中速度比域では、ステータブレード１５の入口部１５ａにおけるタービン１２側からポンプ１１側へ還流する流体の方向は図４の矢印方向である。中速度比域は車両の発進時における加速性、追越し加速性の向上等ををねらいとした領域であって、図４に示すようにステータブレード１５の入口部１５ａの角度をサクション面１５ｄに対して０〜９０°の範囲で設定することにより、中速度比域におけるタービン１２側からポンプ１１側へ還流する流体のステータブレード１５による剥離量を調整することができ、この速度比域での容量係数を設定することができる。
【００１９】上記以外の方法としては、サクション面１５ｄ側の形状を変化させることによりブレード１５の厚みを変化させて、中速度比域での容量係数を設定することができる。
【００２０】図４に示すステータブレード１５と従来の一般的なステータブレードとの容量係数、トルク比及び効率を比較したときのグラフを図７に示す。図７における点線は従来の性能を示し、実線は図５のステータブレード１５の性能を示す。図７から分かるとおり、トルク比と効率には顕著な違いはないが、略一定の値を保持している。中速度比域について更に詳細に説明すると、この速度比域では、タービン１２がポンプ１１の０．３〜０．６倍の回転数で回転しているためタービン１２からステータ１３に流れ込む流体はタービン１２の回転方向に向かい、ステータブレード１５の入口部１５ａにおける流体の方向は図４の矢印方向になる。この状態で入口部１５ａに対して垂直方向に流体が流れるように予め入口部１５ａが設計されており、入口部１５ａに到達した流体が乱流となってポンプ１１側に流入する流体の量が減少する。これによりポンプ１１側の回転トルクが減少し、ポンプ１１の回転数の二乗に対するポンプ１１の回転トルクで表される容量係数が減少する。
【００２１】尚、低速度比域や高速度比域ではステータ１３を流れる流体の向きが中速度比域と異なるため、低速度比域及び高速度比域ではタービン１２からステータ１１に流れ込む流体がステータブレード１５の入口部１５ａに垂直な方向にはならず、低速度比域及び高速度比域における容量係数が減少することはない。また、図7から判るとおりトルク比と効率には顕著な違いはない。尚、入口部１５ａの平面部分の面積を変化させることにより、中速度比域における容量係数の減少量を調整することが可能である。
【００２２】本実施の形態によると、図７に示すように中速度比域の容量係数が略一定となったことで、中速度比域でのエンジントルクが最大のときの容量係数を維持することが可能になり、車両の加速性能が向上する。
【００２３】本実施の形態では速度比が０以上０．３未満を低速度比域、０．３以上０．６未満を中速度比域、０．６以上０．９未満を高速度比域としたが、とくにこのような速度比域の設定に限定する意図はなく、車両によって速度比域の設定は異なる場合が考えられる。
【００２４】
【効果】請求項１によると、入口部のサクション面側に向って流体が流れる速度比域では、入口部に対して略垂直に流体が流れ、入口部により流体の剥離量が調整されて、この速度比域での容量係数を所望の値に調整することが可能になる。
【００２５】請求項２及び請求項３によると、ポンプの回転速度に対するタービンの回転速度の比がカップリング領域よりも低いときの流体の流入方向と略垂直となるように入口部を形成したことで中速度比域の容量係数が設定できる。したがって、例えば中速度比域の容量係数を略一定に保持するように設定すると、中速度比域でのエンジントルクが最大のときの容量係数を維持することが可能になり、車両の加速性能が向上して好適である。
【００２６】請求項４によると、中速度比域としてポンプの回転速度に対するタービンの回転速度の比が０．２から０．８の範囲内と、中速度比域を明確にしたことにより、請求項１乃至請求項３の効果が更に顕著になる。
【００２７】以上、本発明によると、ステータブレードの形状を変化させるだけの簡単な構成で、中速度比域における容量係数を任意に設定できる。これによって、車両の用途（例えば、軽自動車や小型自動車、中型トラック等）に応じて好適な性能を持ったトルクコンバータを、余分な部品を付加することなく低コストで提供することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００００１１
【氏名又は名称】アイシン精機株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）８月２８日 |
| 【代理人】 |
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−１３２３０７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）５月２１日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２４３５２９ |
|