(57)【要約】【課題】トルクコンバータの軽量化を図る。【解決手段】トルクコンバータ１００は、トルクコンバータ本体１１と、第１繊維強化複合部５１とを、備える。トルクコンバータ本体１１は、フロントカバー１と、インペラ２と、タービン３とを、有する。フロントカバー１は、エンジン側の部材からのトルクが入力される。インペラ２は、フロントカバー１と一体回転可能に設けられるインペラシェル２１を、有する。タービン３は、インペラシェル２１と対向して配置されるタービンシェル３１を、有する。第１繊維強化複合部５１は、フロントカバー１及びインペラシェル２１を覆う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン側の部材からトランスミッション側の部材にトルクを伝達するトルクコンバータであって、
エンジン側の部材からのトルクが入力されるフロントカバーと、前記フロントカバーと一体回転可能に設けられるインペラシェルを有するインペラと、前記インペラシェルと対向して配置されるタービンシェルを有するタービンとを、有するトルクコンバータ本体と、
前記フロントカバー及び前記インペラシェルを覆う第１繊維強化複合部と、
を備えるトルクコンバータ。
【請求項２】
前記フロントカバー及び前記インベラシェルは、金属製である、
請求項１に記載のトルクコンバータ。
【請求項３】
前記フロントカバー及び前記インベラシェルは、樹脂製である、
請求項１又は２に記載のトルクコンバータ。
【請求項４】
前記第１繊維強化複合部では、一方向に長く連続的に形成された炭素繊維束が、前記フロントカバー及び前記インペラシェルに巻き付けられている、
請求項１から３のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項５】
前記第１繊維強化複合部では、一方向に長く連続的に形成されたガラス繊維束が、前記フロントカバー及び前記インペラシェルに巻き付けられている、
請求項１から３のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項６】
前記第１繊維強化複合部を覆う第２繊維強化複合部、
をさらに備える請求項１から５のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
【請求項７】
前記第２繊維強化複合部は、複数の断片から構成される炭素繊維部を、有し、
請求項６に記載のトルクコンバータ。
【請求項８】
前記第２繊維強化複合部は、複数の断片から構成されるガラス繊維部を、有し、
請求項６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、特にエンジン側の部材からトランスミッション側の部材にトルクを伝達するトルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクコンバータは、インペラ及びタービンを有しており、内部の作動油を介してインペラからタービンへとトルクを伝達する。インペラは、エンジンからのトルクが入力されるフロントカバーに固定されている。タービンは流体室内でインペラに対向して配置されている。インペラが回転すると、インペラからタービンへと作動油が流れ、タービンを回転させることでトルクを出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０８４９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したトルクコンバータでは、トルクコンバータの各構成、例えばフロントカバー、インペラ、及びタービン等は、金属から構成されている。このため、トルクコンバータの重量が大きくなってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、トルクコンバータの軽量化を図ることにある。また、本発明の別の目的は、トルクコンバータの強度を好適に確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一側面に係るトルクコンバータは、エンジン側の部材からトランスミッション側の部材にトルクを伝達する。トルクコンバータは、トルクコンバータ本体と、第１繊維強化複合部とを、備える。
【０００７】
トルクコンバータ本体は、フロントカバーと、インペラと、タービンとを、有する。フロントカバーは、エンジン側の部材からのトルクが入力される。インペラは、フロントカバーと一体回転可能に設けられるインペラシェルを、有する。タービンは、インペラシェルと対向して配置されるタービンシェルを、有する。第１繊維強化複合部は、フロントカバー及びインペラシェルを覆う。
【０００８】
本トルクコンバータでは、第１繊維強化複合部が、フロントカバー及びインペラシェルを覆っている。この場合、トルクコンバータ本体及び第１繊維強化複合部の協働によって、トルクコンバータの強度が決定される。言い換えると、従来技術と同様の強度を確保する場合、フロントカバー及びインペラシェルの板厚を薄くすることができる。すなわち、第１繊維強化複合部によって、トルクコンバータの軽量化を図ることができ、トルクコンバータの強度を好適に確保することができる。
【０００９】
（２）本発明の別の側面に係るトルクコンバータでは、フロントカバー及びインベラシェルは、金属製であることが好ましい。このように構成しても、トルクコンバータの軽量化を図ることができ、トルクコンバータの強度を好適に確保することができる。
【００１０】
（３）本発明の別の側面に係るトルクコンバータでは、フロントカバー及びインベラシェルが、樹脂製であることが好ましい。このように構成しても、トルクコンバータの軽量化を図ることができ、トルクコンバータの強度を好適に確保することができる。
【００１１】
（４）本発明の別の側面に係るトルクコンバータでは、第１繊維強化複合部において、一方向に長く連続的に形成された炭素繊維束が、フロントカバー及びインペラシェルに巻き付けられていることが好ましい。これにより、フロントカバー及びインペラシェルを第１繊維強化複合部によって確実に覆うことができる。
【００１２】
（５）本発明の別の側面に係るトルクコンバータでは、第１繊維強化複合部において、一方向に長く連続的に形成されたガラス繊維束が、フロントカバー及びインペラシェルに巻き付けられていることが好ましい。これにより、フロントカバー及びインペラシェルを第１繊維強化複合部によって確実に覆うことができる。
【００１３】
（６）本発明の別の側面に係るトルクコンバータでは、第１繊維強化複合部を覆う第２繊維強化複合部を、さらに備えることが好ましい。この場合、第２繊維強化複合部によって、第１繊維強化複合部の外面を保護することができる。これにより、トルクコンバータの強度を好適に確保することができる。
【００１４】
（７）本発明の別の側面に係るトルクコンバータでは、第２繊維強化複合部が、複数の断片から構成される炭素繊維部を、有することが好ましい。これにより、第２繊維強化複合部の強度を向上することができる。
【００１５】
（８）本発明の別の側面に係るトルクコンバータでは、第２繊維強化複合部が、複数の断片から構成されるガラス繊維部を、有することが好ましい。これにより、第２繊維強化複合部の強度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トルクコンバータの軽量化を図ることができる。また、本発明によれば、トルクコンバータの強度を好適に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係るトルクコンバータの断面図。
【図２Ａ】第１繊維強化複合部の配向を模式的に示した正面図。
【図２Ｂ】第１繊維強化複合部の配向を模式的に示した側面図。
【図２Ｃ】第１繊維強化複合部の配向を模式的に示した背面図。
【図３Ａ】第１繊維強化複合部の配向を説明するための側面図及び正面図。
【図３Ｂ】第１繊維強化複合部の配向を説明するための側面図及び背面図。
【図４】第１繊維強化複合部を説明するための部分拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るトルクコンバータの実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、トルクコンバータの断面図である。図１の左側にはエンジンが配置され、図１の右側にはトランスミッションが配置されている。
【００１９】
なお、以下の説明において、軸方向とは、トルクコンバータ１００の回転軸芯Ｏが延びる方向である。径方向とは、回転軸芯Ｏを中心とした円の径方向を意味する。周方向（第１方向の一例）とは、回転軸芯Ｏを中心とした円の円周方向である。言い換えると、周方向は、回転軸芯Ｏまわりのトルクコンバータ１００の回転方向に、対応する。
【００２０】
［トルクコンバータ］
トルクコンバータ１００は、エンジン側の部材からトランスミッション側の部材にトルクを伝達するためのものである。図１に示すように、トルクコンバータ１００は、回転軸芯Ｏを中心に回転可能である。
【００２１】
トルクコンバータ１００は、トルクコンバータ本体１１と、繊維強化複合部１３とを、備えている。
【００２２】
＜トルクコンバータ本体＞
トルクコンバータ本体１１は、金属製の部材から構成されている。なお、ここでは、トルクコンバータ本体１１が金属製の部材から構成される場合の例を示すが、トルクコンバータ本体１１は樹脂製の部材から構成されてもよい。
【００２３】
図１に示すように、トルクコンバータ本体１１は、金属製のフロントカバー１と、金属製のインペラ２と、金属製のタービン３と、金属製のステータ６とを、有している。また、トルクコンバータ本体１１は、ピストン７と、ダンパ装置８とを、さらに備えている。
【００２４】
（フロントカバー）
フロントカバー１は、エンジン側の部材からのトルクが入力される部材である。図１に示すように、フロントカバー１は、回転軸芯Ｏまわりに回転可能に構成される。例えば、フロントカバー１は、エンジン側の部材例えばクランクシャフト（図示しない）と一体回転可能なように、クランクシャフトに固定される。
【００２５】
（インペラ）
図１に示すように、インペラ２は、インペラシェル２１と、複数のインペラブレード２２と、インペラハブ２３とを、有する。
【００２６】
インペラシェル２１は、フロントカバー１と一体回転可能に設けられる。ここでは、インペラシェル２１は、固定手段例えば溶接によって、フロントカバー１に固定されている。
【００２７】
フロントカバー１とインペラシェル２１とによって、トルクコンバータ本体１１の外殻が構成されている。
【００２８】
インペラブレード２２は、インペラシェル２１に取り付けられている。例えば、インペラブレード２２は、固定手段例えば溶接によって、インペラシェル２１の内側面に固定されている。
【００２９】
インペラハブ２３は、インペラシェル２１に取り付けられている。例えば、インペラハブ２３は、固定手段例えば溶接によって、インペラシェル２１の内周部に固定されている。
【００３０】
（タービン）
図１に示すように、タービン３は、インペラ２に対向して配置されている。タービン３は、タービンシェル３１、複数のタービンブレード３２、及びタービンハブ３３を有している。
【００３１】
タービンシェル３１は、インペラシェル２１と対向して配置される。詳細には、タービンシェル３１は、軸方向においてインペラシェル２１と対向して配置される。
【００３２】
タービンブレード３２は、タービンシェル３１に取り付けられている。詳細には、タービンブレード３２は、固定手段例えば溶接によって、タービンシェル３１の内側面に固定されている。
【００３３】
タービンハブ３３は、環状に形成されている。タービンハブ３３は、ピストン７を支持している。タービンハブ３３には、ダンパ装置８及びタービンシェル３１が、リベット１０１によって固定されている。
【００３４】
（ステータ）
図１に示すように、ステータ６は、タービン３からインペラ２へと戻る作動油を整流するように構成されている。ステータ６は、回転軸芯Ｏ周りに回転可能である。詳細には、ステータ６は、固定シャフト（図示しない）に、ワンウェイクラッチ２０を介して支持されている。このステータ６は、インペラ２とタービン３との間に配置される。ステータ６は、ステータキャリア１６と、その外周面に取り付けられる複数のステータブレード１７とを、有している。
【００３５】
（ピストン）
図１に示すように、ピストン７は、フロントカバー１及びダンパ装置８を連結する。ピストン７は、フロントカバー１とダンパ装置８との間に配置されている。ピストン７は、実質的に円板状に形成されている。ピストン７の中心部には、タービンハブ３３を配置するための開口部が、形成されている。ピストン７は、タービンハブ３３上を軸方向に摺動する。ピストン７には、ダンパ装置８のドライブプレート８１（後述する）が固定されている。
【００３６】
ピストン７には、摩擦材５ａが取り付けられている。詳細には、摩擦材５ａは、ピストン７の外周部に設けられている。摩擦材５ａは、フロントカバー１の内周面に当接可能である。例えば、ピストン７がフロントカバー１側に移動することによって、摩擦材５ａがフロントカバー１に当接する。これにより、フロントカバー１に入力されたトルクが、ピストン７を介して、ダンパ装置８に入力される。
【００３７】
なお、ピストン７の移動は、トルクコンバータ本体１１の内部空間に配置された作動油によって、制御される。詳細には、軸方向においてピストン７の両側の油圧差によって、ピストン７は、フロントカバー１側に移動したり、フロントカバー１から離れる方向に移動したりする。
【００３８】
（ダンパ装置）
ダンパ装置８は、フロントカバー１に入力されたトルク変動を低減する。図１に示すように、ダンパ装置８は、軸方向において、ピストン７とタービン３との間に、配置されている。ダンパ装置８には、ピストン７を介して、フロントカバー１からトルクが伝達される。
【００３９】
詳細には、ダンパ装置８は、ピストン７とタービンハブ３３とを弾性的に接続する。ダンパ装置８は、ドライブプレート８１と、１対のドリブンプレート８２と、中間プレート８３と、外周側トーションスプリング８４と、内周側トーションスプリング８５とを、有する。
【００４０】
ドライブプレート８１は、ピストン７に固定されており、ピストン７と一体回転可能である。１対のドリブンプレート８２は、リベット３５によりタービンハブ３３に固定されており、タービンハブ３３と一体回転可能である。
【００４１】
中間プレート８３は、外周側トーションスプリング８４及び内周側トーションスプリング８５を連結する。中間プレート８３は、ドライブプレート８１及び１対のドリブンプレート８２それぞれに対して回転可能に配置される。
【００４２】
外周側トーションスプリング８４は、ドライブプレート８１及び中間プレート８３を弾性的に連結する。内周側トーションスプリング８５は、中間プレート８３及びドリブンプレート８２を弾性的に連結する。
【００４３】
上記の構成を有するダンパ装置８では、ピストン７がフロントカバー１側に移動し、摩擦材５ａがフロントカバー１に当接すると、トルクがフロントカバー１からドライブプレート８１に伝達される。そして、このトルクは、外周側トーションスプリング８４を介して、ドライブプレート８１から中間プレート８３に伝達される。そして、このトルクは、内周側トーションスプリング８５を介して、中間プレート８３からドリブンプレート８２へ伝達される。
【００４４】
＜繊維強化複合部＞
図１に示すように、繊維強化複合部１３は、第１繊維強化複合部５１と、第２繊維強化複合部６１とを、有する。第１繊維強化複合部５１は、トルクコンバータ本体１１の外面に設けられる。詳細には、第１繊維強化複合部５１は、フロントカバー１及びインペラシェル２１を覆っている。
【００４５】
図１及び図２Ａ〜図２Ｃに示すように、第１繊維強化複合部５１では、一方向に長く連続的に形成された炭素繊維束５２が、トルクコンバータ本体１１の外面、例えばフロントカバー１及びインペラシェル２１の外面に、巻き付けられている。詳細には、図２Ａ〜図２Ｃと図３Ａ〜図３Ｂとに示すように、樹脂が含浸された炭素繊維束５２が、フロントカバー１及びインペラシェル２１の外面に沿って、複数の点で交差するように巻き付けられている。
【００４６】
ここで、図２Ａ〜図２Ｃは、トルクコンバータ本体１１に巻き付けられた第１繊維強化複合部５１を、外側から見た、正面図、側面図、及び背面図である。図２Ａ〜図２Ｃは、炭素繊維束５２の配向を見やすくするために、外形が簡略化されたトルクコンバータ本体１１（フロントカバー１及びインペラシェル２１）に炭素繊維束５２が巻き付けられている。
【００４７】
図３Ａ〜図３Ｂの配向は、図２Ａ〜図２Ｃの太線で示した部分を抽出し単純化したモデル図である。図３Ａ〜図３Ｂは、トルクコンバータ本体１１に巻き付けられた第１繊維強化複合部５１を、外側から見た場合の図である。
【００４８】
具体的には、炭素繊維束５２は、炭素繊維から構成される。詳細には、炭素繊維束５２は、複数の炭素繊維糸から、形成されている。なお、ここでは、第１繊維強化複合部５１が、炭素繊維束５２によって形成される場合の例を示したが、第１繊維強化複合部５１は、複数のガラス繊維糸から形成されたガラス繊維束によって、形成されてもよい。
【００４９】
炭素繊維束５２は、複数の炭素繊維糸を、線状又は帯状に束ねることによって、形成されている。そして、樹脂が含浸された１本の炭素繊維束５２を、フロントカバー１及びインペラシェル２１の外面に沿って、周方向及び軸方向に連続的に巻き付けることによって、第１繊維強化複合部５１が形成される。
【００５０】
また、フロントカバー１及びインペラシェル２１に対する炭素繊維束５２の巻き付け形態によって、第１繊維強化複合部５１の配向が決定される。ここでは、図２Ａ〜図２Ｃに示す配向を、インプレーン配向と記す。このインプレーン配向では、１本の炭素繊維束５２が、フロントカバー１及びインペラシェル２１の外面上において、複数点で交差するように配向されている。
【００５１】
例えば、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、炭素繊維束５２は、正面部Ｓ１、背面部Ｓ２、及び外周部Ｓ３において、湾曲しながら交差している。なお、図３Ａ〜図３Ｂは、モデル図であるため、外周部Ｓ３及び背面部Ｓ２では、炭素繊維束５２は、実質的に直線状に示されている。
【００５２】
上記の構成を有する第１繊維強化複合部５１は、例えばフィラメントワインディング装置（図示しない）を用いることによって、形成される。
【００５３】
フィラメントワインディング装置では、まず、複数のロービングそれぞれの炭素繊維糸が、炭素繊維束５２として束ねられる。次に、樹脂含浸槽において、樹脂が炭素繊維束５２に含浸される。最後に、樹脂が含浸された炭素繊維束５２が、軸方向に移動する繊維給糸口から、回転するトルクコンバータ本体１１へと、給糸される。これにより、炭素繊維束５２が、上述したように、フロントカバー１及びインペラシェル２１の外面に巻き付けられる。
【００５４】
図１に示すように、第２繊維強化複合部６１は、第１繊維強化複合部５１の外側に設けられる。詳細には、第２繊維強化複合部６１は、第１繊維強化複合部５１を覆っている。
【００５５】
図４に示すように、第２繊維強化複合部６１は、炭素繊維部６２と、樹脂部６３とを、有する。炭素繊維部６２は、第２繊維強化複合部６１の基材として機能する。
【００５６】
炭素繊維部６２は、炭素繊維から構成される。詳細には、炭素繊維部６２は、複数の炭素繊維片６２ａ（チョプド炭素繊維）から、形成されている。複数の炭素繊維片６２ａは、ランダムに分散して配置され、シート状に形成されている。
【００５７】
なお、ここでは、第２繊維強化複合部６１が、シート状の炭素繊維部６２を有する場合の例を示した。この炭素繊維部６２に代えて、第２繊維強化複合部６１がシート状のガラス繊維部を有するように構成してもよい。この場合、ガラス繊維部は、複数のガラス繊維片（チョップドガラス繊維）から、形成される。
【００５８】
樹脂部６３は、第２繊維強化複合部６１の結合材として、機能する。樹脂部６３は、熱硬化性樹脂例えば不飽和ポリエステル樹脂等から、構成されている。樹脂部６３は、炭素繊維部６２の各炭素繊維片６２ａに含浸される。
【００５９】
上記の構成を有する第２繊維強化複合部６１は、第１繊維強化複合部５１の外面に沿って第１繊維強化複合部５１を覆っている。第２繊維強化複合部６１は、第１繊維強化複合部５１の外面に沿うように、第１繊維強化複合部５１と一体に成型される。
【００６０】
例えば、第１繊維強化複合部５１が巻き付けられたトルクコンバータ本体１１が、成形用の型枠の内部に配置され、第１繊維強化複合部５１と成形用の型枠との間には、シート状の炭素繊維部６２及び液状の樹脂部６３が、配置される。この状態において、樹脂部６３を熱硬化させることによって、第２繊維強化複合部６１は第１繊維強化複合部５１と一体に成形される。これにより、第１繊維強化複合部５１が、第２繊維強化複合部６１によって覆われる。
【００６１】
上記の構成を有するトルクコンバータ１００では、第１繊維強化複合部５１が、フロントカバー１及びインペラシェル２１を覆っている。この場合、トルクコンバータ本体１１及び第１繊維強化複合部５１の協働によって、トルクコンバータ１００の強度が決定される。言い換えると、従来技術と同様の強度を確保する場合、フロントカバー１及びインペラシェル２１の板厚を薄くすることができる。すなわち、第１繊維強化複合部５１によって、トルクコンバータ１００の軽量化を図ることができ、トルクコンバータ１００の強度を好適に確保することができる。
【００６２】
また、本トルクコンバータ１００では、第２繊維強化複合部６１が第１繊維強化複合部５１を覆っているので、第１繊維強化複合部の外面を保護することができる。これにより、トルクコンバータの強度をより好適に確保することができる。
【００６３】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００６４】
（Ａ）前記実施形態では、繊維強化複合部１３が、第１繊維強化複合部５１と、第２繊維強化複合部６１とを有する場合の例を示したが、繊維強化複合部１３が、第１繊維強化複合部５１だけを有するように構成してもよい。
【００６５】
（Ｂ）前記実施形態では、第１繊維強化複合部５１の配向が、インプレーン配向である場合の例を示したが、第１繊維強化複合部５１の配向は、他の配向であってもよい。他の配向としては、例えば、ヘリカル配向やフープ配向等が挙げられる。
【符号の説明】
【００６６】
１００  トルクコンバータ
１  フロントカバー
２  インペラ
３  タービン
１１  トルクコンバータ本体
２１  インペラシェル
３１  タービンシェル
５１  第１繊維強化複合部
５２  炭素繊維束
６１  第２繊維強化複合部
６２  炭素繊維部
６３  樹脂部
６２ａ  炭素繊維片
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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