(57)【要約】【課題】  良好なエネルギ効率を有するトルクコンバータを提供する。【解決手段】  複数のブレードおよびブレードが配置されるポンプシェル２１を有するポンプインペラ２０と、複数のブレードおよびブレードが配置されるタービンシェルを有するタービンランナと、ポンプインペラとタービンライナとの間に挟まれるステータとを有するトルクコンバータである。ポンプインペラ２０のブレードおよび／又はタービンランナのブレードは、局所部位に選択的に配置される補助ブレード３１を含んでいる。【選択図】            図４
2006038042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブレードおよび前記ブレードが配置されるポンプシェルを有するポンプインペラと、複数のブレードおよび前記ブレードが配置されるタービンシェルを有するタービンランナと、前記ポンプインペラと前記タービンライナとの間に挟まれるステータとを有するトルクコンバータであって、
前記ポンプインペラのブレードおよび／又は前記タービンランナのブレードは、局所部位に選択的に配置される補助ブレードを含んでいる
ことを特徴とするトルクコンバータ。
【請求項２】
前記ポンプインペラにおける局所部位は、前記タービンライナに向かって作動流体が流出する出口付近、前記ステータからの作動流体が流入する入口付近、前記出口付近と前記入口付近との間に位置する流路中央付近、および、ポンプシェル近傍である
ことを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータ。
【請求項３】
前記ポンプインペラのブレードは、前記入口付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２に記載のトルクコンバータ。
【請求項４】
前記ポンプインペラのブレードは、前記流路中央付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項５】
前記ポンプインペラのブレードは、前記出口付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜４に記載のトルクコンバータ。
【請求項６】
前記ポンプインペラのブレードは、前記ポンプシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項７】
前記ポンプインペラのブレードは、前記入口付近における前記ポンプシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項８】
前記ポンプインペラのブレードは、前記流路中央付近における前記ポンプシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項９】
前記ポンプインペラのブレードは、前記出口付近における前記ポンプシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項にトルクコンバータ。
【請求項１０】
前記ポンプインペラのブレードは、前記入口付近かつ前記流路中央付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項１１】
前記ポンプインペラのブレードは、前記流路中央付近かつ前記出口付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項１２】
前記ポンプインペラのブレードは、前記入口付近における前記ポンプシェル近傍、かつ前記流路中央付近における前記ポンプシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜１１のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項１３】
前記ポンプインペラのブレードは、前記流路中央付近における前記ポンプシェル近傍、かつ前記出口付近における前記ポンプシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜１２のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項１４】
前記ポンプインペラのブレードは、前記入口付近、かつ前記流路中央付近における前記ポンプシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜１３のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項１５】
前記ポンプインペラのブレードは、前記流路中央付近における前記ポンプシェル近傍、かつ前記出口付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜１４のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項１６】
前記ポンプインペラのブレードは、前記入口付近近における前記ポンプシェル近傍、かつ前記流路中央付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜１５のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項１７】
前記ポンプインペラのブレードは、前記流路中央付近に、かつ前記出口付近における前記ポンプシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜１６のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項１８】
前記ポンプインペラのブレードは、前記入口付近における前記ポンプシェル近傍、かつ前記流路中央付近、かつ前記出口付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜１７のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項１９】
前記ポンプインペラのブレードは、前記入口付近、かつ前記流路中央付近における前記ポンプシェル近傍、かつ前記出口付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜１８のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項２０】
前記ポンプインペラのブレードは、前記入口付近、かつ前記流路中央付近、かつ前記出口付近における前記ポンプシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２〜１９のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項２１】
前記ポンプシェルおよび前記ポンプインペラのブレードは、鋳造によって一体的に成形されていることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項２２】
前記ポンプシェルおよび前記ポンプインペラのブレードの鋳造素材は、アルミニウムであることを特徴とする請求項２１に記載のトルクコンバータ。
【請求項２３】
前記ポンプシェルの外周部に取付けられる環状の第１帯部と、前記ポンプシェルの内周部に取付けられる環状の第２帯部とを有し、
前記第１帯部および第２帯部は、前記ポンプインペラのブレードの外周側および内周側を連結することで、ブレード集成体を形成する
ことを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項２４】
前記第１帯部および第２帯部と前記ポンプインペラのブレードは、鋳造によって一体的に成形されていることを特徴とする請求項２３に記載のトルクコンバータ。
【請求項２５】
記第１帯部および第２帯部と前記ポンプインペラのブレードの鋳造素材は、アルミニウムであることを特徴とする請求項２４に記載のトルクコンバータ。
【請求項２６】
前記タービンランナにおける局所部位は、前記ポンプインペラからの作動流体が流入する入口付近、前記ステータに向かって作動流体が流出する出口付近、前記入口付近と前記出口付近との間に位置する流路中央付近、および、タービンシェル近傍である
ことを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項２７】
前記タービンランナのブレードは、前記入口付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６に記載のトルクコンバータ。
【請求項２８】
前記タービンランナのブレードは、前記流路中央付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６又は請求項２７のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項２９】
前記タービンランナのブレードは、前記出口付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜２８に記載のトルクコンバータ。
【請求項３０】
前記タービンランナのブレードは、前記タービンシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜２９のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項３１】
前記タービンランナのブレードは、前記入口付近における前記タービンシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜３０のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項３２】
前記タービンランナのブレードは、前記流路中央付近における前記タービンシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜３１のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項３３】
前記タービンランナのブレードは、前記出口付近における前記タービンシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜３２のいずれか１項にトルクコンバータ。
【請求項３４】
前記タービンランナのブレードは、前記入口付近かつ前記流路中央付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜３３のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項３５】
前記タービンランナのブレードは、前記流路中央付近かつ前記出口付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜３４のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項３６】
前記タービンランナのブレードは、前記入口付近における前記タービンシェル近傍、かつ前記流路中央付近における前記タービンシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜３５のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項３７】
前記タービンランナのブレードは、前記流路中央付近における前記タービンシェル近傍、かつ前記出口付近における前記タービンシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜３６のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項３８】
前記ポンプインペラのブレードは、前記入口付近、かつ前記流路中央付近における前記ポンプシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜３７のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項３９】
前記ポンプインペラのブレードは、前記流路中央付近における前記ポンプシェル近傍、かつ前記出口付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜３８のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項４０】
前記ポンプインペラのブレードは、前記入口付近近における前記ポンプシェル近傍、かつ前記流路中央付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜３９のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項４１】
前記ポンプインペラのブレードは、前記流路中央付近に、かつ前記出口付近における前記ポンプシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜４０のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項４２】
前記タービンランナのブレードは、前記入口付近における前記タービンシェル近傍、かつ前記流路中央付近、かつ前記出口付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜４１のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項４３】
前記タービンランナのブレードは、前記入口付近、かつ前記流路中央付近における前記タービンシェル近傍、かつ前記出口付近のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜４２のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項４４】
前記タービンランナのブレードは、前記入口付近、かつ前記流路中央付近、かつ前記出口付近における前記タービンシェル近傍のみに配置される補助ブレードを有することを特徴とする請求項２６〜４３のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項４５】
前記タービンシェルおよび前記タービンランナのブレードは、鋳造によって一体的に成形されていることを特徴とする請求項２６〜４４のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項４６】
前記タービンシェルおよび前記タービンランナのブレードの鋳造素材は、アルミニウムであることを特徴とする請求項４５に記載のトルクコンバータ。
【請求項４７】
前記タービンシェルの外周部に取付けられる環状の第１帯部と、前記タービンシェルの内周部に取付けられる環状の第２帯部とを有し、
前記第１帯部および第２帯部は、前記タービンランナのブレードの外周側および内周側を連結することで、ブレード集成体を形成する
ことを特徴とする請求項２６〜４４のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項４８】
前記第１帯部および第２帯部と前記タービンランナのブレードは、鋳造によって一体的に成形されていることを特徴とする請求項４７に記載のトルクコンバータ。
【請求項４９】
記第１帯部および第２帯部と前記タービンランナのブレードの鋳造素材は、アルミニウムであることを特徴とする請求項４８に記載のトルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のトルクコンバータの羽根車（ポンプインペラおよびタービンランナ）におけるシェルは、複数のスリットが形成されており、ブレードに形成されている複数の爪を挿入し、ローリング加工によって爪を折り曲げることにより、ブレードが取付けられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、ブレードの外周縁および内周縁にタブを形成し、コアおよびシェルに取付けているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平８−１０５５０６号公報
【特許文献２】特開２００２−２９５６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ブレードは、全て同一形状かつ周方向に均等に配置され、回転軸断面における作動流体が移動する部位の略全面を占めているため、ブレードの設計パラメータの自由度が小さい。したがって、ブレードを効果的に配置して、流体性能を最適化し、エネルギ効率を向上させることが困難である。
【０００５】
例えば、ブレードの設置枚数を増やすことで、作動流体を押す面積あるいは作動流体から力を受ける面積を増加させ、作動流体の流れを層流に近づけて、エネルギ損失を低減することが可能であるが、ブレードと作動流体との境界面およびブレードの占有体積が増加してしまう。
【０００６】
境界面の増加は、摩擦損失を上昇させる。ブレードの占有体積の増加は、作動流体の占有体積を減少させ、全体として作動流体が発揮する運動エネルギを低下させる。
【０００７】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、良好なエネルギ効率を有するトルクコンバータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明は、
複数のブレードおよび前記ブレードが配置されるポンプシェルを有するポンプインペラと、複数のブレードおよび前記ブレードが配置されるタービンシェルを有するタービンランナと、前記ポンプインペラと前記タービンライナとの間に挟まれるステータとを有するトルクコンバータであって、
前記ポンプインペラのブレードおよび／又は前記タービンランナのブレードは、局所部位に選択的に配置される補助ブレードを含んでいる
ことを特徴とするトルクコンバータである。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した本発明によれば、ポンプインペラのブレードおよび／又はタービンランナのブレードに含まれる補助ブレードは、局所部位に選択的に配置されるため、回転軸断面における作動流体が移動する部位の一部を占めるのみである。そのため、ブレードの設計パラメータの自由度が大きく、ブレードを効果的に配置して、流体性能を最適化し、エネルギ効率を向上させることが容易である。したがって、良好なエネルギ効率を有するトルクコンバータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るトルクコンバータを説明するための断面図である。
【００１１】
トルクコンバータ１０は、例えば、自動変速機に接続されて、オートマチックトランスミッションを構成し、ポンプインペラ２０およびタービンランナ５０を有し、作動流体が内部に満たされる。
【００１２】
ポンプインペラ２０は、エンジンのクランクシャフトに直結される入力要素であり、外側のポンプシェル２１と内側のコア２２とポンプ翼（ブレード）３０とから構成される。タービンランナ５０は、ポンプインペラ２０に対向して配置され、トランスミッションのインプットシャフトに直結される出力要素であり、外側のタービンシェル５１と内側のコア５２とタービン翼（ブレード）６０とから構成される。
【００１３】
ポンプインペラ２０とタービンランナ５０との間に挟まれるステータ８０は、シェル側リング８１とコア側リング８２とステータ翼（ブレード）９０とから構成され、トランスミッションのインプットシャフトと同軸上でワンウエイクラッチを介して支持される。
【００１４】
図２は、図１のトルクコンバータにおける流速ベクトルを説明するための模式図、図３は、図１のトルクコンバータのポンプインペラおよびタービンランナの構成部位を説明するための模式図である。
【００１５】
エンジンが回転すると、作動流体は、ポンプインペラ２０から吐き出され、タービンランナ５０を回転させることで、動力をインプットシャフトに伝達する。タービンランナ５０を回転させた作動流体は、ステータ８０を経由して、ポンプインペラ２０に戻って循環する。
【００１６】
したがって、ポンプインペラ２０およびタービンランナ５０は、作動流体の流れ（循環）に着目して、区分することが可能である。例えば、ポンプインペラ２０は、タービンライナ５０に向かって作動流体が流出する出口付近４７、ステータ８０からの作動流体が流入する入口付近４５、出口付近４７と入口付近４５との間に位置する流路中央付近４６、および、ポンプシェル近傍４９に区分される。
【００１７】
例えば、タービンランナ５０は、ポンプインペラ２０からの作動流体が流入する入口付近７７、ステータ８０に向かって作動流体が流出する出口付近７５、入口付近７７と出口付近７５との間に位置する流路中央付近７６、および、タービンシェル近傍７９に区分される。
【００１８】
本実施の形態においては、ポンプインペラ２０のブレード３０および／又はタービンランナ５０のブレード６０は、局所部位に選択的に配置される補助ブレードを含んでいる。
【００１９】
補助ブレードは、局所部位に選択的に配置されるため、回転軸断面における作動流体が移動する部位の一部を占めるのみである。そのため、ブレードの設計パラメータの自由度が大きく、ブレードを効果的に配置して、流体性能を最適化し、エネルギ効率を向上させることが容易である。したがって、良好なエネルギ効率を有するトルクコンバータを提供することができる。
【００２０】
図４は、ポンプインペラの実施例１に係る補助ブレードを説明するための斜視図、図５は、実施例１に係る局所部位を説明するための模式図、図６は、実施例１の変形例を説明するための斜視図である。
【００２１】
実施例１に係る補助ブレード３１は、タービンライナ５０に向かって作動流体が流出する出口付近４７のみに配置され、ポンプインペラ２０に取付けられる。補助ブレード３１の形状は、従来のブレード３０Ａにおける流路中央付近４６および入口付近４５の部位が欠落した形状に類似している。
【００２２】
トルクコンバータ１０は、運動エネルギの伝達機械である。運動エネルギは、質量パラメータと速度パラメータに分解できる。ポンプインペラ２０の出口付近４７は、回転するトルクコンバータ１０の外周側となり、遠心力により作動流体の流速が速く（図２参照）、運動エネルギの受け渡しが多い部位である。したがって、出口付近４７のみに配置される補助ブレード３１の設置数を増加させることで、エネルギ効率を向上させることが可能である。
【００２３】
また、ポンプインペラ２０のブレード３０は、補助ブレード３１のみによって構成されることに限定されず、例えば、図６に示されるように、従来のブレード３０Ａを混在させて配置することも可能である。この場合、ブレード３０の形状およびブレード３０の配置のバリエーションが増加するため、ブレードの設計パラメータの自由度がさらに大きくなる。
【００２４】
そのため、例えば、発進時における速度比（タービンライナ回転数／ポンプインペラ回転数）が低いケースから、定速度走行時における速度比が高いケースまで、様々な条件での性能を総合的に考慮して設計することが可能となる。
【００２５】
なお、タービンランナ５０における、ポンプインペラ２０からの作動流体が流入する入口付近７７は、ポンプインペラ２０の出口付近４７と同様に、回転するトルクコンバータ１０の外周側となり、遠心力により作動流体の流速が速く（図２参照）、運動エネルギの受け渡しが多い部位である。したがって、タービンランナ５０の入口付近７７に、補助ブレード３２と同様な補助ブレードを配置することで、エネルギ効率を向上させることが、可能である。また、従来のブレードを混在させて配置することも可能である。
【００２６】
図７は、ポンプインペラの実施例２に係る補助ブレードを説明するための斜視図、図８は、実施例２に係る局所部位を説明するための模式図、図９は、実施例２の変形例を説明するための斜視図である。
【００２７】
実施例２に係る補助ブレード３２は、流路中央付近４６のみに配置され、ポンプインペラ２０に取付けられる。補助ブレード３２の形状は、従来のブレード３０Ａにおける入口付近４５および出口付近４７の部位が欠落した形状に類似している。
【００２８】
ポンプインペラ２０の流路中央付近４６は、入口から出口に向かって作動流体の流れを反転させる機能を有し、乱流を生じ易い（図２参照）。したがって、流路中央付近４６のみに配置される補助ブレード３２の設置数を増加させることで、整流作用を向上させて、乱流の発生を抑制し、エネルギ効率を向上させることが可能である。
【００２９】
また、ポンプインペラ２０のブレード３０は、補助ブレード３２のみによって構成されることに限定されず、例えば、図９に示されるように、従来のブレード３０Ａを混在させて配置することも可能である。この場合、ブレード３０の形状およびブレード３０の配置のバリエーションが増加するため、ブレードの設計パラメータの自由度がさらに大きくなる。
【００３０】
なお、タービンランナ５０における流路中央付近７６は、ポンプインペラ２０の流路中央付近４６と同様に、入口から出口に向かって作動流体の流れを反転させる機能を有し、乱流を生じ易い（図２参照）。したがって、タービンランナ５０の流路中央付近７６に、補助ブレード３２と同様な補助ブレードを配置することで、エネルギ効率を向上させることが、可能である。また、従来のブレードを混在させて配置することも可能である。
【００３１】
図１０は、ポンプインペラの実施例３に係る補助ブレードを説明するための斜視図、図１１は、実施例３に係る局所部位を説明するための模式図、図１２は、実施例３の変形例を説明するための斜視図である。
【００３２】
実施例３に係る補助ブレード３３は、ステータ８０からの作動流体が流入する入口付近４５のみに配置され、ポンプインペラ２０に取付けられる。補助ブレード３３の形状は、従来のブレード３０Ａにおける流路中央付近４６および出口付近４７の部位が欠落した形状に類似している。
【００３３】
トルクコンバータ１０の内部の作動流体は、ドーナッツ状の円環流路において渦を形成しながら流れている。この構成は、作動流体が循環できるように、コイル状の管を円環状に屈曲させた構成と同等であり、ドーナッツ状の円環流路の内周側は、流路が狭くなり、流速が速くなる部位である（図２参照）。また、近傍に位置するステータ８０は、作動流体の流れを大きく変更するため、乱流を生じ易い。
【００３４】
したがって、入口付近４５のみに配置される補助ブレード３３の設置数を増加させることで、運動エネルギの受け渡しを増加させ、また、整流作用を向上させて、乱流の発生を抑制することができる。そのため、補助ブレード３３は、エネルギ効率を向上させることが可能である。
【００３５】
また、ポンプインペラ２０のブレード３０は、補助ブレード３３のみによって構成されることに限定されず、例えば、図１２に示されるように、従来のブレード３０Ａを混在させて配置することも可能である。この場合、ブレード３０の形状およびブレード３０の配置のバリエーションが増加するため、ブレードの設計パラメータの自由度がさらに大きくなる。
【００３６】
なお、タービンランナ５０における、ステータ８０に向かって作動流体が流出する出口付近７５は、ポンプインペラ２０の入口付近４５と同様に、流速が速くなる部位であり、また、近傍にステータ８０が位置するため、乱流を生じ易い（図２参照）。したがって、タービンランナ５０の出口付近７５に、補助ブレード３３と同様な補助ブレードを配置することで、エネルギ効率を向上させることが可能である。また、従来のブレードを混在させて配置することも可能である。
【００３７】
図１３は、ポンプインペラの実施例４に係る補助ブレードを説明するための斜視図、図１４は、実施例４に係る局所部位を説明するための模式図、図１５は、実施例４の変形例を説明するための斜視図である。
【００３８】
実施例４に係る補助ブレード３４は、ポンプシェル近傍４９のみに配置され、ポンプインペラ２０に取付けられる。補助ブレード３４の形状は、従来のブレード３０Ａにおけるポンプシェル２１からの遠位部位が欠落した形状に類似している。
【００３９】
ポンプシェル近傍４９は、作動流体から受ける圧力が最も大きい部位である（図２参照）。したがって、ポンプシェル近傍４９のみに配置される補助ブレード３４の設置数を増加させることで、作動流体からの力を効率的に受けて、エネルギ効率を向上させることが可能である。また、ポンプシェル近傍４９は、作動流体から受ける圧力を分担する効果が大きいため、各補助ブレード３４における必要強度を効果的に下げることが可能である。
【００４０】
また、ポンプインペラ２０のブレード３０は、補助ブレード３４のみによって構成されることに限定されず、例えば、図１２に示されるように、従来のブレード３０Ａを混在させて配置することも可能である。この場合、ブレード３０の形状およびブレード３０の配置のバリエーションが増加するため、ブレードの設計パラメータの自由度がさらに大きくなる。
【００４１】
なお、タービンランナ５０におけるタービンシェル近傍７９は、ポンプインペラ２０のポンプシェル近傍４９と同様に、作動流体から受ける圧力が最も大きく、かつ、作動流体から受ける圧力を分担する効果が大きい部位である（図２参照）。したがって、タービンランナ５０のタービンシェル近傍７９に、補助ブレード３４と同様な補助ブレードを配置することで、エネルギ効率を向上させ、かつ、各補助ブレードにおける必要強度を効果的に下げることが可能である。また、従来のブレードを混在させて配置することも可能である。
【００４２】
本実施の形態は、補助ブレード３１〜３４を単独で適用する形態に限定されず、適宜組み合わせて配置したり、一体化して適用することも可能である。また、上述のように、タービンランナ５０の場合も同様に適用可能であるため、重複を避けるため、その説明を以後省略する。
【００４３】
図１６は、ポンプインペラの実施例５に係る補助ブレードを説明するための斜視図、図１７は、実施例５に係る局所部位を説明するための模式図である。
【００４４】
実施例５に係るポンプインペラ２０のブレード３０は、周方向に２分割して配置される補助ブレード３５と、従来のブレード３０Ａとを有する。補助ブレード３５の一方は、出口付近４７のみに配置される補助ブレード３１と略同一である。補助ブレード３５の他方は、入口付近４５のみに配置され補助ブレード３３と略同一である。
【００４５】
この場合も、ブレード３０の形状およびブレード３０の配置のバリエーションが増加するため、ブレードの設計パラメータの自由度が大きくなる。なお、ブレード３０は、補助ブレード３５のみによって構成することも可能である。また、補助ブレード３１〜３４を、必要に応じて適宜混在させることも可能である。
【００４６】
図１８は、ポンプインペラの実施例６に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【００４７】
実施例６に係るポンプインペラ２０のブレード３０は、流路中央付近４６かつ出口付近４７のみに配置される補助ブレード３６と、従来のブレード３０Ａとを有する。補助ブレード３６は、流路中央付近４６のみに配置される補助ブレード３２と出口付近４７のみに配置される補助ブレード３１とが一体化した形状を有する。
【００４８】
この場合も、ブレード３０の形状およびブレード３０の配置のバリエーションが増加するため、ブレードの設計パラメータの自由度が大きくなる。なお、ブレード３０は、補助ブレード３６のみによって構成することも可能である。また、補助ブレード３１〜３５を、必要に応じて適宜混在させることも可能である。さらに、流路中央付近４６のみに配置される補助ブレード３２と入口付近４５のみに配置される補助ブレード３３とを一体化した形状を有する補助ブレードを、適用することも可能である。
【００４９】
図１９は、ポンプインペラの実施例７に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【００５０】
実施例７に係るポンプインペラ２０のブレード３０は、出口付近４７におけるポンプシェル近傍４９のみに配置される補助ブレード３７を有する。補助ブレード３７は、出口付近４７のみに配置される補助ブレード３１におけるポンプシェル２１からの遠位部位が欠落した形状に類似している。
【００５１】
この場合も、ブレード３０の形状およびブレード３０の配置のバリエーションが増加するため、ブレードの設計パラメータの自由度が大きくなる。また、補助ブレード３１〜３６や従来のブレード３０Ａを、必要に応じて適宜混在させることも可能である。
【００５２】
なお、流路中央付近４６におけるポンプシェル近傍４９のみに配置される補助ブレードや、入口付近４５におけるポンプシェル近傍４９のみに配置される補助ブレードを、同様に適用することも可能である。さらに、入口付近４５におけるポンプシェル近傍４９かつ流路中央付近４６におけるポンプシェル近傍４９のみに配置される補助ブレードや、流路中央付近４６におけるポンプシェル近傍４９かつ出口付近４７におけるポンプシェル近傍４９のみに配置される補助ブレードを、同様に適用することも可能である。
【００５３】
図２０は、ポンプインペラの実施例８に係る補助ブレードを説明するための斜視図、図２１は、実施例８の変形例を説明するための斜視図である。
【００５４】
実施例８に係るポンプインペラ２０のブレード３０は、周方向に２分割して配置される補助ブレード３７を有する。補助ブレード３７の一方は、出口付近４７におけるポンプシェル近傍４９のみに配置される補助ブレード３７と略同一である。補助ブレード３７の他方は、入口付近４５におけるポンプシェル近傍４９のみに配置され、補助ブレード３３におけるポンプシェル２１からの遠位部位が欠落した形状に類似している。
【００５５】
この場合も、ブレード３０の形状およびブレード３０の配置のバリエーションが増加するため、ブレードの設計パラメータの自由度が大きくなる。また、補助ブレード３１〜３７や従来のブレード３０Ａ（図２１参照）を、必要に応じて適宜混在させることも可能である。
【００５６】
図２２は、ポンプインペラの実施例９に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【００５７】
実施例９に係るポンプインペラ２０のブレード３０は、入口付近４５、かつ流路中央付近におけるポンプシェル近傍４９、かつ出口付近４７のみに配置される補助ブレード３９を有する。補助ブレード３９の入口付近４５は、補助ブレード３３と略同一の形状を有する。補助ブレード３９の出口付近４７は、補助ブレード３１と略同一の形状を有する。つまり、補助ブレード３９は、従来のブレード３０Ａの流路中央付近４６におけるポンプシェル２１からの遠位部位が欠落した形状に類似している。
【００５８】
この場合も、ブレード３０の形状およびブレード３０の配置のバリエーションが増加するため、ブレードの設計パラメータの自由度が大きくなる。また、補助ブレード３１〜３８や従来のブレード３０Ａを、必要に応じて適宜混在させることも可能である。
【００５９】
さらに、入口付近４５、かつ流路中央付近４６、かつ出口付近４７におけるポンプシェル近傍４９のみに配置される補助ブレードを、同様に適用することも可能である。なお、当該補助ブレードは、従来のブレード３０Ａの出口付近４７におけるポンプシェル２１からの遠位部位が欠落した形状に類似している。
【００６０】
図２３は、ポンプインペラの実施例１０に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【００６１】
実施例１０に係るポンプインペラ２０のブレード３０は、流路中央付近４６におけるポンプシェル近傍４９かつ出口付近４７のみに配置される補助ブレード４０と、従来のブレード３０Ａとを有する。出口付近４７における補助ブレード４０の形状は、補助ブレード３１の形状と略一致している。
【００６２】
この場合も、ブレード３０の形状およびブレード３０の配置のバリエーションが増加するため、ブレードの設計パラメータの自由度が大きくなる。また、ブレード３０は、補助ブレード４０のみによって構成することも可能である。さらに、補助ブレード３１〜３９を、必要に応じて適宜混在させることも可能である。
【００６３】
なお、入口付近４５かつかつ流路中央付近４６におけるポンプシェル近傍４９のみに配置される補助ブレードや、流路中央付近４６かつ出口付近４７におけるポンプシェル近傍４９のみに配置される補助ブレードを、同様に適用することも可能である。
【００６４】
実施例１〜１０におけるブレード３０とポンプシェル２１とは、鋳造によって一体的に成形することが可能である。鋳造は、回転抜きを使用する高圧鋳造が適用される。ブレード３０およびポンプシェル２１の素材は、アルミニウムである。アルミニウムは、鋳造性や価格などの点で好ましいが、マグネシウム等の他の軽合金を適用することも可能である。
【００６５】
図２４は、ポンプインペラの実施例１１に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【００６６】
実施例１１に係るポンプインペラ２０のブレード３０は、入口付近４５におけるポンプシェル近傍４９、かつ流路中央付近４６、かつ出口付近４７のみに配置される補助ブレード４１を有する。補助ブレード４１は、従来のブレード３０Ａの入口付近４５におけるポンプシェル２１からの遠位部位が欠落した形状に類似している。
【００６７】
また、ポンプインペラ２０は、ポンプシェル２１の外周部に取付けられる環状の第１帯部２５と、ポンプシェル２１の内周部に取付けられる環状の第２帯部２６とを有する。第１帯部２５および第２帯部２６は、ポンプインペラ２０のブレード３０の外周側および内周側を連結することで、ブレード集成体を形成する。
【００６８】
この場合、ブレード集成体（ブレード３０と第１帯部２５および第２帯部２６）およびポンプシェル２１は、異なる素材から形成される。例えば、ブレード集成体は、鋳造によって一体的に成形される。鋳造は、回転抜きを使用する高圧鋳造が適用される。ポンプシェル２１は、例えば、プレスによって板材から成形される。
【００６９】
ブレード集成体の素材は、アルミニウムである。アルミニウムは、鋳造性や価格などの点で好ましいが、マグネシウム等の他の軽合金を適用することも可能である。ポンプシェル２１の素材は、鉄（鋼板）であり、ブレード集成体の素材と異なる。鉄は、強度や価格などの点で好ましいが、他の金属を適用することも可能である。なお、ブレード集成体およびポンプシェル２１は、同一の素材から形成することも可能である。
【００７０】
ポンプシェル２１に、第１帯部２５および第２帯部２６に対応する溝部（第１溝部および第２溝部）を形成し、嵌合自在とする場合、ポンプシェル２１に対するブレード集成体の取付けが容易となる。また、ポンプシェル２１に対するブレード集成体の接合は、例えば、ロウ付けやかしめを適用することが可能である。
【００７１】
図２５は、ポンプインペラのブレードの中間部の断面図、図２６は、ポンプインペラのブレードの内周側および外周側の断面図である。なお、第１溝部および第２溝部が設けられておらず、ブレードおよび補助ブレードが内周側から外周側に延長しているケースを代表させて説明する。
【００７２】
ブレード３０は、ポンプインペラ２０の軸方向に対して傾斜したテーパ形状であり、圧力側（圧力面側）に位置する内側面４３と負圧側（反圧力面側）に位置する外側面４４とを有する。ブレード３０の周方向の中間部（ポンプシェル２１の外周側と内周側の中間に相対する部位）の根元厚み（図２５参照）は、当該中間部の両側に位置するブレード３０の外周側および内周側の根元厚み（図２６参照）以上である。
【００７３】
つまり、ポンプインペラ２０の軸中心からの円周方向に沿ったブレード断面に関し、中間部における根元厚みは、内周側における根元厚みよりも厚くなっており、ブレード３０の根元厚みは、周方向中間部から外周側および内周側に向かって減少している。
【００７４】
したがって、駆動伝達効率の低下を引き起こす流体損失（剥離損失や圧力変化に伴う損失など）を低減することが可能である。なお、ブレード断面は、円周方向に沿っており、円筒面の一部を構成することになるが、図上においては、平面として表している。
【００７５】
ブレード３０およびポンプシェル２１は、鋳造後において回転抜きが適用される。そのため、鋳造金型の回転抜き方向とブレード断面の内側面４３の稜線とで成す交差角θ１、および前記回転抜き方向と外側面４４の稜線とで成す交差角θ２は、鋳造上必要とされる抜け角度（例えば、２度）以上の値に設定されている。
【００７６】
交差角θ１は、鋳造金型の可動型のより円滑な分離のために、交差角θ２以上であることが好ましい。さらに、ブレード３０の外周側および内周側は、鋳造における溶湯流れや抜け角度を考慮し、必要最低限の肉厚を有することが好ましい。なお、ブレード３０の姿勢精度は、鋳造型の精度に準じることとなる。
【００７７】
図２７は、鋳造装置および鋳造方法を説明するための断面図であり、鋳造金型を示しており、図２８（Ａ）〜図２８（Ｃ）は、図２７に示される可動型の分離を説明するための断面図であり、ブレードの周方向の中間部を示しており、図２９（Ａ）〜図２９（Ｃ）は、図２７に示される可動型の分離を説明するための断面図であり、ブレードの外周側および内周側を示している。
【００７８】
鋳造装置の鋳造金型１９０は、固定型１９１と可動型１９５とを有する。固定型１９１は、ポンプシェル２１の外周に対応するキャビティ面１９２を有する。可動型１９５は、ブレード３０の外面に対応するキャビティ面１９６を有し、ポンプインペラ２０の軸中心で回転自在かつポンプインペラ２０の軸方向に沿って移動自在である。
【００７９】
次に、ポンプインペラの鋳造方法を説明する。
【００８０】
まず、可動型１９５を固定型１９１に向かって移動させ、型締めし、例えば、アルミニウムあるいはマグネシウム等の軽合金からなる鋳造素材を導入し、ポンプシェル２１と複数のブレード３０を有するポンプインペラ２０を鋳造する。
【００８１】
その後、可動型１９５を、ポンプインペラ２０の軸中心で回転させながら、ポンプインペラ２０の軸方向に沿って移動させる。この際、ブレード３０は、ポンプインペラ２０の軸方向に対して傾斜しており、かつ、ポンプインペラ２０の軸中心からの円周方向に沿ったブレード断面に関し、ポンプシェル２１の外周側と内周側の中間部における根元厚みは、内周側における根元厚みよりも、厚くなっている。
【００８２】
したがって、鋳造された製品つまりポンプインペラ２０に対して干渉することなく可動型１９５を分離することができる。そのため、砂等の中子を用いる低圧鋳造に比べて、生産性に優れた高圧鋳造を適用することが可能である。
【００８３】
また、製造されたポンプシェル２１とブレード３０は、一体的に成形されているため、ポンプインペラ２０の組立工数の大きな部分を構成するポンプシェル２１とブレード３０の取付け工数を削減することができる。さらに、一体化部品として、必要な剛性を全体として持たせればよいため、軽量化が容易となる。一方、製造されたポンプインペラ２０のブレードの中間部における根元厚みが、内周側よりも厚いため、駆動伝達効率の低下を引き起こす流体損失（剥離損失や圧力変化に伴う損失など）を低減することが可能である。
【００８４】
さらに、ブレード３０の内側面４３の交差角θ１は、外側面４４の交差角θ２以上である。したがって、図２８（Ａ）〜図２８（Ｃ）に示されるように、可動型１９５は、ポンプインペラ２０に対して干渉することなく、確実かつ円滑に分離される。
【００８５】
また、ブレード３０の外周側および内周側の肉厚は、鋳造における溶湯流れや可動型１９５の回転抜き方向を考慮した必要最低限であることが好ましい。この場合、図２９（Ａ）〜図２９（Ｃ）に示されるように、可動型１９５は、ブレード３０の外周側および内周側に関しても干渉することなく、さらに確実かつ円滑に分離される。
【００８６】
以上のように、本実施の形態においては、ポンプインペラのブレードおよび／又はタービンランナのブレードに含まれる補助ブレードは、局所部位に選択的に配置されるため、回転軸断面における作動流体が移動する部位の一部を占めるのみである。そのため、ブレードの設計パラメータの自由度が大きく、ブレードを効果的に配置して、流体性能を最適化し、エネルギ効率を向上させることが容易である。したがって、良好なエネルギ効率を有するトルクコンバータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態に係るトルクコンバータを説明するための断面図である。
【図２】図１のトルクコンバータにおける流速ベクトルを説明するための模式図である。
【図３】図１のトルクコンバータのポンプインペラおよびタービンランナの構成部位を説明するための模式図である。
【図４】ポンプインペラの実施例１に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【図５】実施例１に係る局所部位を説明するための模式図である。
【図６】実施例１の変形例を説明するための斜視図である。
【図７】ポンプインペラの実施例２に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【図８】実施例２に係る局所部位を説明するための模式図である。
【図９】実施例２の変形例を説明するための斜視図である。
【図１０】ポンプインペラの実施例３に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【図１１】実施例３に係る局所部位を説明するための模式図である。
【図１２】実施例３の変形例を説明するための斜視図である。
【図１３】ポンプインペラの実施例４に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【図１４】実施例４に係る局所部位を説明するための模式図である。
【図１５】実施例４の変形例を説明するための斜視図である。
【図１６】ポンプインペラの実施例５に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【図１７】実施例５に係る局所部位を説明するための模式図である。
【図１８】ポンプインペラの実施例６に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【図１９】ポンプインペラの実施例７に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【図２０】ポンプインペラの実施例８に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【図２１】実施例８の変形例を説明するための斜視図である。
【図２２】ポンプインペラの実施例９に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【図２３】ポンプインペラの実施例１０に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【図２４】ポンプインペラの実施例１１に係る補助ブレードを説明するための斜視図である。
【図２５】ポンプインペラのブレードの中間部の断面図である。
【図２６】ポンプインペラのブレードの内周側および外周側の断面図である。
【図２７】鋳造装置および鋳造方法を説明するための断面図であり、金型を示している。
【図２８】（Ａ）〜（Ｃ）は、図２７に示される可動型の分離を説明するための断面図であり、ブレードの周方向の中間部を示している。
【図２９】（Ａ）〜（Ｃ）は、図２７に示される可動型の分離を説明するための断面図であり、ブレードの外周側および内周側を示している。
【符号の説明】
【００８８】
１０・・トルクコンバータ、
２０・・ポンプインペラ、
２１・・ポンプシェル、
２２・・コア、
２５・・第１帯部、
２６・・第２帯部、
３０・・ブレード、
３０Ａ・・従来のブレード、
３１〜４１・・補助ブレード、
４３・・内側面、
４４・・外側面、
４５・・入口付近、
４６・・流路中央付近、
４７・・出口付近、
４９・・ポンプシェル近傍、
５０・・タービンライナ、
５１・・タービンシェル、
５２・・コア、
６０・・ブレード、
７５・・出口付近、
７６・・流路中央付近、
７７・・入口付近、
７９・・タービンシェル近傍、
８０・・ステータ、
８１・・シェル側リング、
８２・・コア側リング、
９０・・ブレード、
１９０・・鋳造金型、
１９１・・固定型、
１９２・・キャビティ面、
１９５・・可動型、
１９６・・キャビティ面、
θ１，θ２・・交差角。
【図１】
2006038042.tif 000003
【図２】
2006038042.tif 000004
【図３】
2006038042.tif 000005
【図４】
2006038042.tif 000006
【図５】
2006038042.tif 000007
【図６】
2006038042.tif 000008
【図７】
2006038042.tif 000009
【図８】
2006038042.tif 000010
【図９】
2006038042.tif 000011
【図１０】
2006038042.tif 000012
【図１１】
2006038042.tif 000013
【図１２】
2006038042.tif 000014
【図１３】
2006038042.tif 000015
【図１４】
2006038042.tif 000016
【図１５】
2006038042.tif 000017
【図１６】
2006038042.tif 000018
【図１７】
2006038042.tif 000019
【図１８】
2006038042.tif 000020
【図１９】
2006038042.tif 000021
【図２０】
2006038042.tif 000022
【図２１】
2006038042.tif 000023
【図２２】
2006038042.tif 000024
【図２３】
2006038042.tif 000025
【図２４】
2006038042.tif 000026
【図２５】
2006038042.tif 000027
【図２６】
2006038042.tif 000028
【図２７】
2006038042.tif 000029
【図２８】
2006038042.tif 000030
【図２９】
2006038042.tif 000031