(57)【要約】【課題】ステータ翼からの流体の剥離を効果的に抑制できるようにする。【解決手段】ステータ翼の腹面２３ａ及び背面の少なくとも一方に、一定の形状で且つ規則正しく配列された複数の凹部２３ｃが設けられる。【選択図】  図３Ａ
2019116943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータのステータであって、
ステータ翼の腹面及び背面の少なくとも一方に、一定の形状で且つ規則正しく配列された複数の凹部が設けられる、
ことを特徴とするトルクコンバータのステータ。
【請求項２】
トルクコンバータのステータであって、
ステータ翼の腹面及び背面の両方に、一定の形状で且つ規則正しく配列された複数の凹部が設けられる、
ことを特徴とするトルクコンバータのステータ。
【請求項３】
トルクコンバータのステータであって、
ステータ翼の腹面及び背面の少なくとも一方に、複数の凹部で構成されるディンプルが設けられる、
ことを特徴とするトルクコンバータのステータ。
【請求項４】
トルクコンバータのステータであって、
ステータ翼の腹面及び背面の両方に、複数の凹部で構成されるディンプルが設けられる、
ことを特徴とするトルクコンバータのステータ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載のトルクコンバータのステータであって、
前記複数の凹部は、前記ステータを流れる流体の流れの方向に沿った平坦な面が複数形成されるように配列される、
ことを特徴とするトルクコンバータのステータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載のトルクコンバータのステータであって、
前記ステータを流れる流体の流れの方向に沿って直列に並んだ凹部のうち隣り合う前記凹部同士の距離が全て等しく、
前記ステータを流れる流体の流れの方向に直交する方向に沿って直列に並んだ凹部のうち隣り合う前記凹部同士の距離が全て等しく、
前記複数の凹部のそれぞれの形状及び深さが全て等しい、
ことを特徴とするトルクコンバータのステータ。
【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のステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ステータのステータ翼自体の形状を改良することによりトルクコンバータの効率を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２３１４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トルクコンバータの効率は、ステータ翼自体の形状を変えることの他に、ステータ翼からの流体の剥離を抑制することによっても向上させることができる。よって、ステータ翼からの流体の剥離を効果的に抑制できる技術が求められている。
【０００５】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、ステータ翼からの流体の剥離を効果的に抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、トルクコンバータのステータであって、ステータ翼の腹面及び背面の少なくとも一方に、一定の形状で且つ規則正しく配列された複数の凹部が設けられる、ことを特徴とするトルクコンバータのステータが提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、トルクコンバータのステータであって、ステータ翼の腹面及び背面の両方に、一定の形状で且つ規則正しく配列された複数の凹部が設けられる、ことを特徴とするトルクコンバータのステータが提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、トルクコンバータのステータであって、ステータ翼の腹面及び背面の少なくとも一方に、複数の凹部で構成されるディンプルが設けられる、ことを特徴とするトルクコンバータのステータが提供される。
【０００９】
本発明の第４の態様によれば、トルクコンバータのステータであって、ステータ翼の腹面及び背面の両方に、複数の凹部で構成されるディンプルが設けられる、ことを特徴とするトルクコンバータのステータが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
これらの態様によれば、ステータ翼に複数の凹部が一定の形状で且つ規則的な配列で設けられるので、凹部で生成された渦流からステータ翼の表面を流れる流体に運動エネルギーが効果的に供給される。よって、ステータ翼からの流体の剥離を効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るステータを備えたトルクコンバータの断面図である。
【図２】ステータの概略図である。
【図３Ａ】図２のＩＩＩ部の拡大図である。
【図３Ｂ】図２のＩＩＩ部を反対側から見た拡大図である。
【図４】凹部を示す図である。
【図５】ディンプルの変形例を示す図である。
【図６】トルク容量の上昇率について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るステータ１を備えたトルクコンバータ１００の断面図である。図２は、ステータ１の概略図である。
【００１４】
トルクコンバータ１００の内部には、トランスミッションケース側の支持シャフト１０にコンバータシェル１１が回転可能に支持されており、コンバータシェル１１にはポンプインペラ１２が固定される。コンバータシェル１１の入力軸１３には図示しないエンジンの出力が入力される。
【００１５】
コンバータシェル１１内には、タービンランナ１４の入口がポンプインペラ１２の出口に対向するようタービンランナ１４が配置される。タービンランナ１４は、出力軸としての変速機入力軸１５に結合される。
【００１６】
また、タービンランナ１４の出口とポンプインペラ１２の入口の間にステータ１が配置される。ステータ１はワンウエイクラッチ１６を介して支持シャフト１０に支持されている。ステータ１は、図２に示すように、同心に配置された内輪２１及び外輪２２と、内輪２１と外輪２２との間に配置される多数のステータ翼２３とで構成される。
【００１７】
ポンプインペラ１２及びタービンランナ１４はそれぞれ周方向に配置される多数の翼を有する。多数の翼はコア１７、１８によって連結され、これによって取り付け剛性を向上させている。ポンプインペラ１２が回転すると、矢印方向に流体（オートマチックトランスミッションフルード：ＡＴＦ）が流れる循環路１９が形成される。
【００１８】
コンバータシェル１１内には、さらにロックアップクラッチ機構２０が配置される。軸方向長さを伸ばすことなくロックアップクラッチ機構２０を収納するために、ポンプインペラ１２とタービンランナ１４は偏平形状とされる。
【００１９】
図３Ａは、図２のＩＩＩ部の拡大図であって、ステータ翼２３の腹面２３ａ側を示している。また、図３Ｂは、図２のＩＩＩ部を反対側から見た拡大図であって、ステータ翼２３の背面２３ｂ側を示している。
【００２０】
ステータ翼２３の腹面２３ａは、ステータ１の流体が流入する側（タービンランナ１４側）に位置するステータ翼２３の面である。また、ステータ翼２３の背面２３ｂは、ステータ１の流体が流出する側（ポンプインペラ１２側）に位置するステータ翼２３の面である。
【００２１】
図３Ａ、図３Ｂに示すように、ステータ翼２３の腹面２３ａ及び背面２３ｂには、一定の形状で且つ規則的に配列された複数の凹部２３ｃで構成されるディンプル２４がそれぞれ設けられる。
【００２２】
ディンプル２４は、ステータ１を流れる流体の流れの方向（破線の矢印）（以下、流れ方向という。）に沿って直列に並んだ凹部２３ｃのうち隣り合う凹部２３ｃ同士の距離が全て等しく、流れ方向に直交する方向（以下、直行方向という。）に沿って直列に並んだ凹部２３ｃのうち隣り合う凹部２３ｃ同士の距離が全て等しく配列される。
【００２３】
また、腹面２３ａのディンプル２４は、図３Ａに示すように、流れ方向に沿った平坦な面（２点鎖線の領域）が複数形成されるように凹部２３ｃが配列される。
【００２４】
一方、背面２３ｂのディンプル２４は、図３Ｂに示すように、流れ方向に対して互い違いになるように凹部２３ｃが配列される。すなわち、背面２３ｂにおいては、流れ方向に対して凹部２３ｃが千鳥配列となっている。
【００２５】
図４に示すように、凹部２３ｃは円筒状であって、複数の凹部２３ｃは全て同じ形状、同じ深さとなっている。
【００２６】
このように、ステータ翼２３の腹面２３ａ及び背面２３ｂには、一定の形状を有する複数の凹部２３ｃが一定の規則性に従って配列されたディンプル２４がそれぞれ設けられる。
【００２７】
続いて、ステータ１を上記のように構成することによる効果について説明する。
【００２８】
トルクコンバータの効率を向上させるには、ステータ翼からの流体の剥離を抑制することが重要である。流体の剥離は、ステータ翼の表面に凹凸を形成しておき、凹凸により生成された渦流から流体に運動エネルギーを供給することで抑制することができる。よって、ステータ翼にサンドブラストやショットブラスト等を施せば、流体の剥離を抑制する効果を得ることができる。
【００２９】
しかしながら、サンドブラストやショットブラスト等では、凹凸の大きさ、形状、及び位置を定めることは困難であって、凹凸の形状は様々となり、その配列も不規則となる。よって、渦流が生成される位置や渦流の大きさも不規則となるので、流体に運動エネルギーが安定して供給されるようにすることが難しい。また、ステータ毎の性能のばらつきも発生することになる。
【００３０】
これに対して、本実施形態のステータ１は、上述したように、ステータ翼２３の腹面２３ａ及び背面２３ｂに、一定の形状で且つ規則的に配列された複数の凹部２３ｃで構成されるディンプル２４がそれぞれ設けられる。
【００３１】
これによれば、複数の凹部２３ｃが一定の形状且つ規則的な配列で設けられることで、凹部２３ｃで生成された渦流からステータ翼２３の表面を流れる流体に運動エネルギーが効果的に供給される。これにより、ステータ翼２３からの流体の剥離が効果的に抑制される。よって、トルクコンバータ１００の効率を向上させることができる。
【００３２】
また、複数の凹部２３ｃを一定の形状且つ規則的な配列で設ければよいので、トルクコンバータ１００の効率を向上可能なステータ１を、効果的に設計することが可能となる。
【００３３】
なお、本実施形態では、ステータ翼２３の腹面２３ａ及び背面２３ｂにディンプル２４を設けているが、少なくとも一方にディンプル２４を設けるようにすることで上記効果を得ることができる。
【００３４】
なお、ステータ翼２３の腹面２３ａにディンプル２４を設けた場合は、サンドブラストを施した場合と比べて、速度比が低い状態でのトルクコンバータ１００の効率が向上することが実験的に確認されている。
【００３５】
ステータ翼２３の背面２３ｂにディンプル２４を設けた場合は、サンドブラストを施した場合と比べて、速度比が高い状態でのトルクコンバータ１００の効率が向上することが実験的に確認されている。
【００３６】
また、例えば、腹面２３ａにサンドブラスト等を施し、背面２３ｂにディンプル２４を設けることでもトルクコンバータ１００の効率を向上させることはできる。
【００３７】
しかしながら、製造上の観点からは、腹面２３ａ及び背面２３ｂの両方に一定の形状且つ規則的な配列の複数の凹部２３ｃを設けることが好ましい。よって、トルクコンバータ１００の性能及びステータ１の製造効率を両立させるためには、腹面２３ａ及び背面２３ｂの両方にディンプル２４を設けることが好適である。
【００３８】
なお、図５に変形例として示すように、ステータ１の腹面２３ａのディンプル２４について、流れ方向に対して千鳥配列となるように凹部２３ｃを配列してもよい。
【００３９】
また、ステータ１の背面２３ｂのディンプル２４について、図３Ａに示す態様と同様に、流れ方向に沿った平坦な面が複数形成されるように凹部２３ｃを配列してもよい。
【００４０】
続いて、図６を参照してトルク容量の上昇率について説明する。図６の各数値は実験結果である。速度比は、タービンランナの回転速度をポンプインペラの回転速度で除した値である。
【００４１】
パターンＡでは、ステータ翼に凹凸を設けていない通常のステータを有するトルクコンバータのトルク容量を基準とした場合の、図３Ａ及び図３Ｂに示すディンプル２４を有するステータ１を備えたトルクコンバータ１００のトルク容量の上昇率を示している。
【００４２】
パターンＢでは、図５及び図３Ｂに示すディンプル２４を有するステータ１を備えたトルクコンバータ１００のトルク容量の上昇率を示している。
【００４３】
パターンＣでは、サンドブラストを施したステータを備えたトルクコンバータのトルク容量の上昇率を示している。
【００４４】
パターンＡ、パターンＢともに、速度比０．０及び速度比０．８の両方で、通常のステータの場合よりもトルク容量が上昇する。また、速度比０．８においては、いずれの上昇率もパターンＣよりも高いものとなっている。
【００４５】
ただし、速度比０．０においては、パターンＡのほうがパターンＢよりもトルク容量の上昇率が高く、パターンＣも考慮すると、パターンＡが最も効果的であることが分かる。
【００４６】
これは、流れ方向に対して凹部２３ｃを千鳥配列（図５参照）にすると、渦流間の攪乱作用が大きくなるからであると考えられる。よって、図３Ａに示すように凹部２３ｃが互い違いにならず、結果的な配列として平坦な面（二点鎖線の領域）が複数本並ぶように凹部２３ｃを設けることで、より効果的にトルク容量を上昇させることができると考えられる。
【００４７】
以上述べたように、本実施形態のステータ１は、ステータ翼２３の腹面２３ａ及び背面２３ｂの少なくとも一方に、一定の形状で且つ規則正しく配列された複数の凹部２３ｃが設けられる。
【００４８】
また、ステータ翼２３の腹面２３ａ及び背面２３ｂの両方に、一定の形状で且つ規則正しく配列された複数の凹部２３ｃが設けられる。
【００４９】
また、ステータ翼２３の腹面２３ａ及び背面２３ｂの少なくとも一方に、複数の凹部２３ｃで構成されるディンプル２４が設けられる。
【００５０】
また、ステータ翼２３の腹面２３ａ及び背面２３ｂの両方に、複数の凹部２３ｃで構成されるディンプル２４が設けられる。
【００５１】
また、ステータ１を流れる流体の流れの方向に沿って直列に並んだ凹部２３ｃのうち隣り合う凹部２３ｃ同士の距離が全て等しく、ステータ１を流れる流体の流れの方向に直交する方向に沿って直列に並んだ凹部２３ｃのうち隣り合う凹部２３ｃ同士の距離が全て等しく、複数の凹部２３ｃのそれぞれの形状及び深さが全て等しい。
【００５２】
これらによれば、ステータ翼２３に複数の凹部２３ｃが一定の形状且つ規則的な配列で設けられるので、凹部２３ｃで生成された渦流からステータ翼２３の表面を流れる流体に運動エネルギーが効果的に供給される。よって、ステータ翼２３からの流体の剥離を効果的に抑制できる。また、複数の凹部２３ｃを一定の形状且つ規則的な配列で設ければよいので、トルクコンバータ１００の効率を向上可能なステータ１を、効果的に設計することが可能となる（請求項１〜４、６に対応する効果）。
【００５３】
また、複数の凹部２３ｃは、ステータ１を流れる流体の流れの方向に沿った平坦な面が複数形成されるように配列される。
【００５４】
流れ方向に対して凹部２３ｃを千鳥配列にすると、渦流間の攪乱作用が大きくなると考えられる。よって、流れ方向に対して凹部２３ｃが互い違いにならず、結果的な配列として平坦な面が複数本並ぶように凹部２３ｃを設けることで、より効果的にトルクコンバータ１００のトルク容量を上昇させることができると考えられる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００５６】
１００  トルクコンバータ
１      ステータ
２３    ステータ翼
２３ａ  腹面
２３ｂ  背面
２３ｃ  凹部
２４    ディンプル
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
2019116943.tif 000008
【図６】
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