(57)【要約】【課題】  アイドリング時での燃費の向上を目的とした流体継手の提供。【解決手段】  ポンプインペラ１のポンプハブ９には邪魔板８を取付け、該邪魔板８には複数のスリット穴１０，１０・・を貫通すると共に該スリット穴１０，１０・・を流れる作動流体が当って撓み変形することが出来る薄板１１，１１・・にて塞ぎ、回転数が高くなると薄板１１，１１・・が撓み変形してスリット穴１０，１０・・が開口する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外殻内には作動流体を満たし、エンジンにて回転するポンプインペラにて作動流体を介して回るタービンランナ、そして該タービンランナの回転速度が一定以上に達したところで作動してフロントカバーに係合するピストン、さらに、該ピストンがフロントカバーに係合する際の衝撃トルクを吸収してタービンランナを弾性的に連結し、又ピストンがフロントカバーに係合したロックアップ状態においてはエンジンのトルク変動を吸収するロックアップダンパ装置を備えた流体継手において、上記ポンプインペラのポンプハブには邪魔板を取付け、該邪魔板には複数の穴を貫通すると共に該穴を流れる作動流体が当って撓み変形することが出来る薄板にて塞いだことを特徴とする邪魔板を備えた流体継手。
【請求項２】
上記邪魔板に設けた穴の形状をスリット穴とした請求項１記載の邪魔板を備えた流体継手。
【請求項３】
上記邪魔板に取付けた薄板は、低入力回転時（アイドリング時）には穴が塞がれ、高入力回転時には薄板が撓み変形して穴が開口するようにした請求項１、又は請求項２記載の邪魔板を備えた流体継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアイドリング運転時における燃費低下を抑制すると共に、通常運転時での伝達トルクの向上を目的とした流体継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体継手とは互いに対向して配置されたポンプインペラとタービンランナを有し、ポンプインペラは環状のインペラシェルと、このインペラシェルに固定された複数枚のブレードと、インペラシェルの内周側に設けられたコアとを有している。また、タービンランナは環状のタービンシェルと、このタービンシェルに固定された複数枚のブレードと、タービンシェルの内周側に設けられたコアとを有している。そして、ポンプインペラ及びタービンランナは軸受を介して互いに相対回転自在に支持されている。
【０００３】
このように構成された流体継手は、ポンプインペラがフロントカバーを介してエンジン側の部材であるクランク軸に連結され、タービンランナはタービンハブに取着され、該タービンハブに嵌った出力軸がトランスミッションに連結されている。そこで、エンジンからの動力を得たポンプインペラの回転は、外殻内に充填されている作動流体を介してタービンランナが回転し、該タービンランナからトランスミッションへ動力が伝達される。
【０００４】
ところで、一般的な流体継手では、低速度比域では入力容量係数が高く、高速度比域に行くにしたがって入力容量係数が低くなる。そこで、ブレーキを踏んで車両が停止し、エンジンがアイドリング状態においては、エンジン側ではブレーキ力に抗してエンジン回転数を一定に維持しようとする制御が行われるために、無駄な燃料が供給されることとなり、燃費を向上する上では好ましくない。
【０００５】
そこで、流体継手内に邪魔板を設け、作動流体の流れの一部を阻害することで低速度比域での入力容量係数を低下させようとする試みが従来より行われている。図６は従来の流体継手の一部を表しており、同図の（イ）はポンプインペラ、（ロ）はタービンランナ、（ハ）は邪魔板、（ニ）はロックアップダンパ装置を夫々表している。
【０００６】
外殻内には作動流体が満たされ、エンジンからの動きを得てポンプインペラ（イ）が回転することでタービンランナ（ロ）は同一方向に回され、タービンランナ（ロ）から出た作動流体はポンプインペラ（イ）へ戻される。そして、回転速度が所定の領域に達したところで、ピストン（ホ）が作動してフロントカバー（ヘ）に係合する。この係合する際の衝撃トルクを緩和する為にロックアップダンパ装置（ニ）が備わっている。
【０００７】
このように、流体継手としての基本構造及び基本動作はトルクコンバータと共通している。しかし、同図に示す流体継手にはポンプインペラ（イ）とタービンランナ（ロ）の間に邪魔板（ハ）を介在している。この邪魔板（ハ）はタービンランナ（ロ）から出てポンプインペラ（イ）へ入る作動流体の流れを邪魔するような働きをする。作動流体の流れを邪魔することでアイドリング時での燃費を向上することが出来る。
【０００８】
しかし、通常の運転においても、特に高入力回転時においては、上記邪魔板（ハ）は作動流体の流れを邪魔し、伝達トルクを低下させてしまい、流体継手の伝達トルクの効率向上を阻害している。
特開２００５−１８８６１７号に係る「流体継手」は、低速度比域における入力容量係数を十分に低下させるとともに、低速度比域以外の速度比域における入力容量係数の低下を抑える。
そこで、この流体継手は、インペラと、タービンと、軸受８と、邪魔板とを備えている。インペラは、インペラシェルと、インペラブレードと、インペラハブとを有する。タービンは流体室内でインペラに対向して配置され、インペラシェルとともにトーラスを構成するタービンシェルと、タービンブレードと、タービンハブとを有している。軸受はタービンハブに対してインペラハブを回転自在に支持する。邪魔板はトーラス内に設けられ、トーラス内を流れる作動流体の流れの一部を阻害する。そして、トーラス内の作動流体を低速度比域においてトーラス外に流出させるための孔が、タービンシェルに邪魔板に近接して設けられている。
【０００９】
特開２００５−１８８６１８号に係る「流体継手」は、外径サイズを大きくすることなく、低速度比域における入力容量係数特性をフラットに近づけている。
そこで、この流体継手は、インペラと、タービンと、軸受と、邪魔板とを備えている。インペラは、インペラシェルと、インペラブレードと、インペラハブとを有する。タービンは流体室内でインペラに対向して配置され、インペラシェルとともにトーラスを構成するタービンシェルと、タービンブレードと、タービンハブとを有している。軸受はタービンハブに対してインペラハブを回転自在に支持する。邪魔板はトーラス内に設けられ、トーラス内を流れる作動流体の流れの一部を阻害する。そして、インペラブレード及びタービンブレードの先端部には、面取り部が形成されている。
【００１０】
しかし、これらの流体継手は、邪魔板を設けたことで、低速度比域における入力容量係数特性を低下させて燃費の向上に約立つが、高速度比域でも作動流体の流れが阻害されることで、伝達トルクの低下を招くことになる。
【特許文献１】特開２００５−１８８６１７号に係る「流体継手」
【特許文献２】特開２００５−１８８６１８号に係る「流体継手」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように、邪魔板を備えた従来の流体継手には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、低入力回転時（アイドリング時）、特にブレーキを踏んで車両が停止してエンジンがアイドリング状態にあるストール時には、作動流体の流れを邪魔して燃費を向上すると共に、高入力回転時には作動流体の流れを邪魔しないように作用する邪魔板を備えた流体継手を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る流体継手は、前記図６に示したように邪魔板を備えて構成している。すなわち、ポンプインペラ、タービンランナ、ピストン、及びロックアップダンパ装置を有し、上記ポンプインペラとタービンランナとの間に邪魔板を介在し、タービンランナからポンプインペラへの流れを邪魔することが出来る構造と成っている。しかし、単に作動流体の流れを邪魔するだけでは従来の流体継手と同じである為に、本発明では上記邪魔板に複数の穴を設け、この穴を撓み変形することが出来る薄板で塞いだ構造としている。ここで、穴の具体的形状は限定しないことにし、又薄板の取付け構造も自由である。
【００１３】
この薄板は所定の圧力が作用すれば撓み変形して穴を開口することが出来るように成っている。すなわち、低入力回転にて作動流体の流れが遅い時には、穴は開くことなく作動流体の流れを阻害することが出来る。逆に、回転速度が高くなって作動流体の流れが速くなれば、作動流体が薄板に作用する圧力にて該薄板は撓み変形して穴は開口する。この場合、薄板に作用する作動流体の圧力の大きさに応じて、薄板の撓み変形量が変化して、開口する穴の大きさが調整される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の流体継手はポンプインペラとタービンランナの間に邪魔板を取付けている。そして該邪魔板には複数の穴を設けていて、各穴は薄板によって塞がれている。そこで、アイドリング時、特にストール時には作動流体の流れ速度も遅い為に、従来通りこの邪魔板によってタービンランナからポンプインペラへの作動流体の流れが阻害されることでドラグトルクが小さくなり、その為にポンプインペラを回転させるエンジン負荷が小さくなることで燃費の低減を抑制することが出来る。
【００１５】
しかし、回転速度が上って作動流体の流れが速くなるならば、邪魔板の穴を塞いでいる薄板は作動流体に押圧されて撓み変形し、穴は開口する。そして、開口した穴を作動流体が通過することで大きなトルク伝達が可能となる。すなわち、アイドリング時だけ薄板によって穴が閉ざされて燃費の低下を抑制でき、回転速度が上ってピストンがフロントカバーに係合までの通常運転時には作動流体は邪魔板の穴を通過してスムーズに流れることが出来る。
【実施例】
【００１６】
図１は本発明に係る流体継手を表している実施例である。同図の１はポンプインペラ、２はタービンランナ、３はピストン、４はロックアップダンパ装置を夫々示している。外殻５内には作動流体が満たされていて、エンジンによって外殻５が回転するならば、上記ポンプインペラ１が回転し、該ポンプインペラ１の回転によって送り出される作動流体にて上記タービンランナ２は同一方向に回転する。
【００１７】
タービンランナ２はタービンハブ６に固定され、又ロックアップダンパ装置４もタービンハブ６に取着されている。そして、タービンハブ６にはピストン３が回転自在に軸支され、ピストン３はその外周にてロックアップダンパ装置４の入力側プレート７と連結している。
【００１８】
ところで、タービンランナ２はポンプインペラ１によって同一方向へ回転し、作動流体は矢印のように反時計方向に循環して流れる。しかし、作動流体の流れは邪魔板８によって阻害される。邪魔板８はポンプインペラ１の軸側に設けたポンプハブ９に固定され、その形状はリング体であり、このリング体の邪魔板８の外周部には複数のスリット穴１０，１０・・・が貫通して設けられている。そして、これらスリット穴１０，１０・・・は薄板１１，１１・・・によって塞がれている。
【００１９】
ところで、アイドリング時で作動流体の流れが遅い場合、矢印のように作動流体が循環して流れ、上記邪魔板８はこの流れを邪魔することが出来る。すなわち、作動流体は邪魔板８に当り、上部を越えて流れる。このように、作動流体の流れが邪魔されることで、アイドリング時のドラグトルクが小さくなり、その為にポンプインペラを回転させるエンジンの負荷が小さくなることで、結果的に燃費が向上する。
【００２０】
図２はポンプインペラ１及びタービンランナ２の回転速度が高くなった場合を示している。ポンプインペラ１の回転速度が高くなると作動流体の流れが速くなり、それに伴ってタービンランナ２の回転速度も高くなる。同図のように作動流体は反時計方向に循環するが、邪魔板８に作動流体が当って薄板１１は撓み変形してスリット穴１０が開口する。従って、作動流体はこのスリット穴１０を通過して流れ、ポンプインペラ１へ戻される。
【００２１】
勿論、循環して流れる作動流体の全てがスリット穴１０を通過することはないが、邪魔板８が撓み変形してスリット穴１０が開口することで、邪魔板８の抵抗は軽減されて比較的スムーズに流れることが出来る。従って、その分だけ抵抗が小さくなり、タービンランナ２の回転速度を高くし、伝達トルクが大きくなる。
【００２２】
ところで、邪魔板８はポンプハブ９に溶接等にて取着されていることで、ポンプインペラ１と共に回転し、タービンランナ２との間には回転速度差を生じる。その為に、タービンランナ２を固定しているタービンハブ６とポンプハブ９との間には軸受け１２を介在している。
【００２３】
図２に示す状態は、ポンプインペラ１の回転に伴ってタービンランナ２が回り始め、この状態での作動流体の流れが上記邪魔板８によって阻害され難いように、スリット穴１０を開口するが、ポンプインペラ１の回転がさらに高くなることでタービンランナ２の回転速度も高くなり、所定の領域に達するならば、上記ピストン３が作動してフロントカバー１３に係合する。ピストン３がフロントカバー１３に係合する場合、タービンランナ２の回転速度は急激に高くなるが、この際の衝撃トルクを緩和する為に、上記ロックアップダンパ装置４が作動する。
【００２４】
すなわち、ロックアップダンパ装置４にはダンパスプリング１４が取付けられていて、このダンパスプリング１４が圧縮変形することで衝撃トルクが吸収される。このように、ピストン３がフロントカバーに係合すれば、上記タービンランナ２はピストン３によって直接回され、その回転速度はポンプインペラ１と等しくなる。従って、作動流体は同図のように循環することはなく、邪魔板８の薄板１１は元に戻ってスリット穴１０は閉じられる。
【００２５】
図３は邪魔板８を備えた従来の流体継手の低入力回転時（アイドリング時）と高入力回転時における作動流体の流れを表している模式図である。同図（ａ）は低入力回転時（アイドリング時）の作動流体の流れを示し、タービンランナ（Ｔ）から出る作動流体はポンプインペラ（Ｐ）に入るが、間に介在している邪魔板８に当る。同じく、同図（ｂ）は高入力回転時の作動流体の流れを示し、タービンランナ（Ｔ）から出る作動流体は同じくポンプインペラ（Ｐ）に入るが、間に介在している邪魔板８に当る。
【００２６】
すなわち、タービンランナ（Ｔ）からポンプインペラ（Ｐ）との間には邪魔板８が介在することで、作動流体は何れの場合もその流れは阻害される。この邪魔板８の存在は、低入力回転時（アイドリング時）では、ドラグトルクを小さくしてポンプインペラを回転させるエンジン負荷が小さくなることで燃費が向上するといった効果を得ることが出来る。しかし、高入力回転時になると該邪魔板８の存在はマイナス効果として働く。
【００２７】
図４は本発明に係る流体継手であって、邪魔板８を備え、この邪魔板８に設けたスリット穴１０に薄板１１を取付けて塞いだ構造とした場合の作動流体の流れを表している模式図である。（ａ）は低入力回転時でアイドリング状態の作動流体の流れを示し、タービンランナ（Ｔ）から出る作動流体は邪魔板８に当ってしまう。そこで、邪魔板を取付けた前記図３の従来の流体継手と同じである。同図（ｂ）は高入力回転時の作動流体の流れを示し、タービンランナ（Ｔ）から作動流体は邪魔板８に設けたスリット穴１０を通過してポンプインペラ（Ｐ）へ入る。
【００２８】
このように、タービンランナ（Ｔ）とポンプインペラ（Ｐ）との間に邪魔板８が介在していることで、作動流体の流れは抑制され、特に低入力回転時には邪魔板８のスリット穴１０が閉ざされることで、作動流体の流れが大きく阻害される。作動流体の流れが遅くなることで必然的に消費エネルギーは低下し、アイドリング時の燃費は向上する。勿論、高入力回転時にはスリット穴１０が開口し、この開口したスリット穴１０を作動流体が流れることで、大きな伝達トルクを得ることが可能となる。
【００２９】
すなわち、図３（ｂ）のように、邪魔板８を備えた従来の流体継手に比べれば、本発明での作動流体の流れ抵抗が軽減されることで、高入力回転時での伝達トルクは大きくなる。勿論、邪魔板８を備えない流体継手の場合に比較すれば、高入力回転時での作動流体の流れは邪魔されるが、しかし、これもピストン３が作動してフロントカバーに係合するまでのことであり、アイドリング時の燃費を抑える方がトータル的には燃費を低減することが可能と成る。
【００３０】
図５は、スリット穴を薄板で塞いだ邪魔板を備えた本発明に係る流体継手（太線）と、スリット穴を設けていない邪魔板を備えた従来の流体継手（細線）の入力回転数に対する伝達トルクを比較したグラフである。このグラフから明らかなように、高速回転域での伝達トルクを同じになるように設定した場合、本発明の流体継手はアイドリング回転域での伝達トルク（ドラグトルク）は小さくなることが分かる。このことは、必然的にアイドリング時の燃費低減を達成することを示している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る流体継手であって、邪魔板のスリット穴が閉じている場合。
【図２】本発明に係る流体継手であって、邪魔板のスリット穴が開いている場合。
【図３】邪魔板を備えた従来の流体継手のタービンランナからポンプインペラへの作動流体の流れを示す模式図。
【図４】スリット穴を有す邪魔板を備えた本発明の流体継手におけるタービンランナからポンプインペラへの作動流体の流れを示す模式図。
【図５】スリット穴を有さない邪魔板を備えた従来の流体継手と本発明に係るスリット穴を薄板で塞いだ邪魔板を備えた流体継手において、入力回転数と伝達トルクの関係を示すグラフ。
【図６】邪魔板を備えた従来の流体継手。
【符号の説明】
【００３２】
１  ポンプインペラ
２  タービンランナ
３  ピストン
４  ロックアップダンパ装置
５  外殻
６  タービンハブ
７  入力側プレート
８  邪魔板
９  ポンプハブ
10  スリット穴
11  薄板
12  軸受け
13  フロントカバー
14  ダンパスプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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