(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機からトルクを入力されることにより回転可能であるとともに、回転することにより作動流体を流動させることが可能なポンプと、
流動する前記作動流体を介して前記ポンプからトルクが入力されることにより回転可能であるとともに、回転軸に接続可能であり、回転することで当該回転軸にトルクを出力可能なタービンと、
を備えるトルクコンバータにおいて、前記ポンプと前記タービンとの間に位置するステータホイールであって、
回転中心回りに回転可能な第１の環状部分と、
前記第１の環状部分から前記第１の環状部分の径方向に離間した第２の環状部分と、
前記第１の環状部分の周方向に間隔を介して設けられ、前記第１の環状部分と前記第２の環状部分との間で前記第１の環状部分の径方向にそれぞれ延びるとともに、前記回転軸の軸方向に向かうに従って前記第１の環状部分の周方向の一方側に向かうように延び、前記第１の環状部分及び前記第２の環状部分と一体的に作られ、前記第１の環状部分の周方向の一方側に設けられた第１の面と、前記第１の環状部分の周方向に関して前記第１の面の反対側に位置するとともに、前記ポンプが回転するとともに前記タービンが静止した状態において前記タービンから前記ポンプに向かって流動する前記作動流体から受ける圧力が前記第１の面よりも低い第２の面と、をそれぞれ有した複数の羽根と、
を具備し、
前記複数の羽根のうち一つの羽根の前記第１の環状部分の周方向の一方側の端部において、前記第１の面と前記第１の環状部分とが接続された部分である第１の接続部分の、前記回転軸の軸方向と直交する仮想平面上の曲率半径が、前記一つの羽根に対して前記第１の環状部分の周方向の一方側に隣接する他の前記羽根の、前記第１の環状部分の周方向の他方側の端部において、前記第２の面と前記第１の環状部分とが接続された部分である第２の接続部分の、前記回転軸の軸方向と直交する仮想平面上の曲率半径よりも大きく、
前記一つの羽根の前記第１の環状部分の周方向の一方側の端部において前記第１の面と前記第２の環状部分とが接続された部分である第３の接続部分の、前記回転軸の軸方向と直交する仮想平面上の曲率半径が、前記一つの羽根に対して前記第１の環状部分の周方向の一方側に隣接する前記他の羽根の前記第１の環状部分の周方向の他方側の端部において前記第２の面と前記第２の環状部分とが接続された部分である第４の接続部分の、前記回転軸の軸方向と直交する仮想平面上の曲率半径よりも大きい、
トルクコンバータのステータホイール。
【請求項２】
前記第１の接続部分は、前記第１の面から前記第１の環状部分に連続する曲面状に形成され、
前記第２の接続部分は、前記第２の面から前記第１の環状部分に連続する曲面状に形成され、
前記第３の接続部分は、前記第１の面から前記第２の環状部分に連続する曲面状に形成され、
前記第４の接続部分は、前記第２の面から前記第２の環状部分に連続する曲面状に形成される、
請求項１のトルクコンバータのステータホイール。
【請求項３】
前記第１の環状部分の周方向における前記羽根の長さは、前記第１の環状部分の外周面の円周を前記羽根の数で除した長さから、前記第１の環状部分の周方向における前記第１の接続部分の長さの二倍の長さと、前記第１の環状部分の周方向における第１の接続部分及び前記第２の接続部分の間の距離と、を減じた長さよりも長い、請求項１又は請求項２のトルクコンバータのステータホイール。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一つのステータホイールを具備したトルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、トルクコンバータのステータホイール及びトルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、オートマチックトランスミッションを備える自動車のような装置に、トルクコンバータが設けられる。トルクコンバータは、例えば、ポンプインペラと、タービンランナと、ステータホイールとを備える。エンジンのクランクシャフトに接続されたポンプインペラは、作動流体を介して、トランスミッションの入力軸に接続されたタービンランナにエンジンの動力を伝達することが可能である。
【０００３】
ステータホイールは、例えば、アウターシェルと、インナーコアと、アウターシェル及びインナーコアの間に介在する複数のステータブレードとを有する。ステータホイールは、タービンランナからポンプインペラに戻る作動流体の向きを所定の向きに整えることで、エンジンの動力を増幅させたり、トルクコンバータの容量性能を向上させたりすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０５２８２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９０２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ステータホイールは、当該ステータホイールの軸方向に金型を移動させるダイカスト方式で製造されることがある。この場合、ステータホイールの軸方向に金型を移動させるため、ステータブレードは、例えばステータホイールの軸方向において互いに重なることを避けるよう設定される。このため、例えば、ステータブレードの長さ、数、及び形状が制限されることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のトルクコンバータのステータホイールは、原動機からトルクを入力されることにより回転可能であるとともに、回転することにより作動流体を流動させることが可能なポンプと、流動する前記作動流体を介して前記ポンプからトルクが入力されることにより回転可能であるとともに、回転軸に接続可能であり、回転することで当該回転軸にトルクを出力可能なタービンと、を備えるトルクコンバータにおいて、前記ポンプと前記タービンとの間に位置するステータホイールであって、回転中心回りに回転可能な第１の環状部分と、前記第１の環状部分から前記第１の環状部分の径方向に離間した第２の環状部分と、前記第１の環状部分の周方向に間隔を介して設けられ、前記第１の環状部分と前記第２の環状部分との間で前記第１の環状部分の径方向にそれぞれ延びるとともに、前記回転軸の軸方向に向かうに従って前記第１の環状部分の周方向の一方側に向かうように延び、前記第１の環状部分及び前記第２の環状部分と一体的に作られ、前記第１の環状部分の周方向の一方側に設けられた第１の面と、前記第１の環状部分の周方向に関して前記第１の面の反対側に位置するとともに、前記ポンプが回転するとともに前記タービンが静止した状態において前記タービンから前記ポンプに向かって流動する前記作動流体から受ける圧力が前記第１の面よりも低い第２の面と、をそれぞれ有した複数の羽根と、を備え、前記複数の羽根のうち一つの羽根の前記第１の環状部分の周方向の一方側の端部において、前記第１の面と前記第１の環状部分とが接続された部分である第１の接続部分の、前記回転軸の軸方向と直交する仮想平面上の曲率半径が、前記一つの羽根に対して前記第１の環状部分の周方向の一方側に隣接する他の前記羽根の、前記第１の環状部分の周方向の他方側の端部において、前記第２の面と前記第１の環状部分とが接続された部分である第２の接続部分の、前記回転軸の軸方向と直交する仮想平面上の曲率半径よりも大きい。前記一つの羽根の前記第１の環状部分の周方向の一方側の端部において前記第１の面と前記第２の環状部分とが接続された部分である第３の接続部分の、前記回転軸の軸方向と直交する仮想平面上の曲率半径が、前記一つの羽根に対して前記第１の環状部分の周方向の一方側に隣接する前記他の羽根の前記第１の環状部分の周方向の他方側の端部において前記第２の面と前記第２の環状部分とが接続された部分である第４の接続部分の、前記回転軸の軸方向と直交する仮想平面上の曲率半径よりも大きい。よって、例えば第１の接続部分の曲率半径と第２の接続部分の曲率半径とが同一の場合に比べ、周方向における羽根の長さをより長くしつつ、作動流体から第１の面に受ける圧力に対する羽根の耐久性の低下を抑制することが可能となる。
【０００７】
また、上記トルクコンバータのステータホイールでは、前記第１の接続部分は、前記第１の面から前記第１の環状部分に連続する曲面状に形成され、前記第２の接続部分は、前記第２の面から前記第１の環状部分に連続する曲面状に形成され、前記第３の接続部分は、前記第１の面から前記第２の環状部分に連続する曲面状に形成され、前記第４の接続部分は、前記第２の面から前記第２の環状部分に連続する曲面状に形成される。
【０００８】
また、上記トルクコンバータのステータホイールでは、前記第１の環状部分の周方向における前記羽根の長さは、前記第１の環状部分の外周面の円周を前記羽根の数で除した長さから、前記第１の環状部分の周方向における前記第１の接続部分の長さの二倍の長さと、前記第１の環状部分の周方向における第１の接続部分及び前記第２の接続部分の間の距離と、を減じた長さよりも長い。よって、作動流体の整流性及びステータホイールの性能を向上させることが可能となる。
【０００９】
実施形態のトルクコンバータは、上記いずれか一つのステータホイールを備える。よって、例えば第１の接続部分の曲率半径と第２の接続部分の曲率半径とが同一の場合に比べ、周方向における羽根の長さをより長くしつつ、作動流体から第１の面に受ける圧力に対する羽根の耐久性の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、一つの実施の形態に係るトルクコンバータを概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、一つの実施形態のステータホイールの一部を示す正面図である。
【図３】図３は、一つの実施形態のステータホイールの一部を図２のＦ３−Ｆ３線に沿って概略的に示す断面図である。
【図４】図４は、一つの実施形態のステータホイールの一部を図３のＦ４−Ｆ４線に沿って示す断面図である。
【図５】図５は、一つの実施形態のステータホイールの一部を図３のＦ５−Ｆ５線に沿って示す断面図である。
【図６】図６は、トルクコンバータの各性能の一例について示すグラフである。
【図７】図７は、一つの実施形態の低速度比状態のステータホイールの一部を概略的に示す断面図である。
【図８】図８は、一つの実施形態の高速度比状態のステータホイールの一部を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、一つの実施の形態について、図１乃至図８を参照して説明する。なお、実施形態に係る構成要素や、当該要素の説明について、複数の表現を併記することがある。当該構成要素及び説明について、記載されていない他の表現がされることは妨げられない。さらに、複数の表現が記載されない構成要素及び説明について、他の表現がされることは妨げられない。
【００１２】
図１は、一つの実施の形態に係るトルクコンバータ２を概略的に示す断面図である。トルクコンバータ２は、例えば自動車のような装置に搭載される。なお、トルクコンバータ２はこれに限らず、他の装置に搭載されても良い。
【００１３】
トルクコンバータ２は、エンジン１と、トランスミッション３との間に介在する。トルクコンバータ２は、例えば、作動流体の一例である作動油を介して、エンジン１の動力をトランスミッション３に伝達することが可能である。
【００１４】
エンジン１は、原動機の一例であり、例えばガソリンエンジンである。なお、原動機はこれに限らず、例えば、ディーゼルエンジンやモータのような他の装置であっても良い。エンジン１は、クランクシャフト１１を有する。クランクシャフト１１は、例えば、回転軸及び出力軸とも称され得る。エンジン１は、駆動させられることで、クランクシャフト１１を回転させる。
【００１５】
トランスミッション３は、例えばオートマチックトランスミッションである。トランスミッション３は、入力軸３１を有する。入力軸３１は、回転軸の一例である。トランスミッション３は、入力軸３１に入力されたトルクを、例えば車輪に伝達することが可能である。
【００１６】
トルクコンバータ２は、ポンプインペラ２１と、タービンランナ２２と、ステータホイール２３と、ベアリング２４と、ワンウェイクラッチ２５とを備える。ポンプインペラ２１は、ポンプの一例であり、例えば、回転体とも称され得る。タービンランナ２２は、タービンの一例であり、例えば、回転体とも称され得る。ステータホイール２３は、例えば、回転体又は固定体とも称され得る。
【００１７】
ポンプインペラ２１は、インペラハブ２１１と、フロントカバー２１２と、インペラシェル２１３と、複数のインペラブレード２１４と、インペラコア２１５とを有する。インペラハブ２１１、フロントカバー２１２、インペラシェル２１３、インペラブレード２１４、及びインペラコア２１５は、互いに固定され、回転中心Ａｘ回りに一体的に回転可能である。
【００１８】
フロントカバー２１２は、エンジン１のクランクシャフト１１に接続される。クランクシャフト１１が回転させられると、フロントカバー２１２は、クランクシャフト１１と一体的に、図１に一点鎖線で示す回転中心Ａｘ回りに回転する。言い換えると、フロントカバー２１２は、エンジン１からトルクを入力されることにより回転可能である。
【００１９】
回転中心Ａｘは、エンジン１のクランクシャフト１１、ポンプインペラ２１、タービンランナ２２、ステータホイール２３、及びトランスミッション３の入力軸３１の回転の中心軸である。以下、回転中心Ａｘに直交する方向を回転中心Ａｘの径方向、回転中心Ａｘに沿う方向を回転中心Ａｘの軸方向、回転中心Ａｘ回りに回転する方向を回転中心Ａｘの周方向とそれぞれ称する。
【００２０】
フロントカバー２１２は、壁部２１２１と、周壁２１２２とを有する。壁部２１２１は、インペラハブ２１１から、回転中心Ａｘの径方向に延びる略円盤状の部分である。壁部２１２１の内周側の端部は、インペラハブ２１１に固定される。周壁２１２２は、壁部２１２１の外周側の端部から回転中心Ａｘの軸方向に延びる略円筒状の部分である。
【００２１】
インペラシェル２１３は、フロントカバー２１２の周壁２１２２に固定される。インペラシェル２１３は、フロントカバー２１２と共に作動油室２１６を形成する。作動油室２１６は、作動油を収容する。
【００２２】
複数のインペラブレード２１４は、インペラシェル２１３の内面にそれぞれ固定される。複数のインペラブレード２１４は、互いに間隔を介して、回転中心Ａｘの周方向に並ぶように配置される。
【００２３】
インペラコア２１５は、円環状に形成され、複数のインペラブレード２１４の内側の端部に固定される。言い換えると、複数のインペラブレード２１４は、インペラコア２１５を、インペラシェル２１３から離間した位置に支持する。複数のインペラブレード２１４は、インペラシェル２１３とインペラコア２１５との間に複数の流路を形成する。
【００２４】
タービンランナ２２は、タービンシェル２２１と、複数のタービンブレード２２２と、タービンコア２２３と、タービンハブ２２４を有する。タービンシェル２２１、タービンブレード２２２、タービンコア２２３、及びタービンハブ２２４は、互いに固定され、回転中心Ａｘ回りに一体的に回転可能である。
【００２５】
タービンシェル２２１は、作動油室２１６の内部に配置され、円環状に形成される。複数のタービンブレード２２２は、タービンシェル２２１の内面にそれぞれ固定される。複数のタービンブレード２２２は、互いに間隔を介して、回転中心Ａｘの周方向に並ぶように配置される。
【００２６】
タービンコア２２３は、円環状に形成され、複数のタービンブレード２２２の内側の端部に固定される。言い換えると、複数のタービンブレード２２２は、タービンコア２２３を、タービンシェル２２１から離間した位置に支持する。複数のタービンブレード２２２は、タービンシェル２２１とタービンコア２２３との間に複数の流路を形成する。
【００２７】
タービンハブ２２４は、リベット２２５によって、タービンシェル２２１の内周側の端部に固定される。タービンハブ２２４は、トランスミッション３の入力軸３１に接続される。タービンハブ２２４は、入力軸３１と一体的に、回転中心Ａｘ回りに回転可能である。
【００２８】
タービンハブ２２４の外周面に、ベアリング２４が取り付けられる。ベアリング２４は、タービンハブ２２４に対して相対的に回転可能に、インペラハブ２１１を支持する。すなわち、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２とは、互いに相対的に回転可能である。
【００２９】
ポンプインペラ２１に形成された流路の外周側の端部は、タービンランナ２２に形成された流路の外周側の端部に面する。ポンプインペラ２１に形成された流路の内周側の端部と、タービンランナ２２に形成された流路の内周側の端部との間に、ステータホイール２３が配置される。言い換えると、ステータホイール２３は、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２との間に位置する。
【００３０】
ステータホイール２３は、アウターシェル２３１と、インナーコア２３２と、複数のステータブレード２３３とを有する。アウターシェル２３１は、第１の環状部分の一例であり、例えば内周部とも称され得る。インナーコア２３２は、第２の環状部分の一例であり、例えば外周部とも称され得る。複数のステータブレード２３３は、複数の羽根の一例であり、例えば壁とも称され得る。
【００３１】
図２は、ステータホイール２３の一部を、回転中心Ａｘの軸方向から示す正面図である。アウターシェル２３１は、略円筒形状に形成される。インナーコア２３２は、アウターシェル２３１の外径よりも大きい内径を有する略円筒形状に形成される。インナーコア２３２は、アウターシェル２３１から回転中心Ａｘの径方向に離間して配置され、アウターシェル２３１を囲む。
【００３２】
複数のステータブレード２３３は、アウターシェル２３１とインナーコア２３２との間で、回転中心Ａｘの径方向にそれぞれ延びる。ステータブレード２３３の内周側の端部は、アウターシェル２３１の外周面２３１１に接続される。ステータブレード２３３の外周側の端部は、インナーコア２３２の内周面２３２１に接続される。
【００３３】
複数のステータブレード２３３は、回転中心Ａｘの周方向に、互いに間隔を介して並ぶように設けられる。複数のステータブレード２３３は、アウターシェル２３１とインナーコア２３２との間に複数の流路を形成する。
【００３４】
図１に示すように、ステータホイール２３に形成された流路の一方の端部は、ポンプインペラ２１に形成された流路の内周側の端部に面する。ステータホイール２３に形成された流路の他方の端部は、タービンランナ２２に形成された流路の内周側の端部に面する。
【００３５】
ステータホイール２３のアウターシェル２３１は、ワンウェイクラッチ２５によって、例えば、固定軸に取り付けられる。当該固定軸は、例えば、トランスミッション３側から延び、入力軸３１の外周面を覆う円筒状の軸である。
【００３６】
ワンウェイクラッチ２５は、ステータホイール２３が、回転中心Ａｘ回りの一方の回転方向に回転することを制限する。さらに、ワンウェイクラッチ２５は、ステータホイール２３が、回転中心Ａｘ回りの他方の回転方向に回転することを許容する。このため、ステータホイール２３は、ポンプインペラ２１及びタービンランナ２２に対して相対的に、回転中心Ａｘ回りに回転可能である。
【００３７】
トルクコンバータ２は、さらに、ロックアップクラッチ及びダンパのような他の部品を有しても良い。当該ロックアップクラッチは、ポンプインペラ２１に対するタービンランナ２２の相対的な回転を制限し、ポンプインペラ２１からタービンランナ２２に直接的にトルクを伝達させることが可能である。
【００３８】
以下、ステータホイール２３について詳しく説明する。図３は、ステータホイール２３の一部を、図２のＦ３−Ｆ３線に沿って概略的に示す断面図である。図３に示すように、ステータブレード２３３は、回転中心Ａｘの軸方向におけるアウターシェル２３１の一方の端部２３１２から、他方の端部２３１３まで、方向Ｄ１に沿って延びる。言い換えると、ステータブレード２３３は、アウターシェル２３１の一方の端部２３１２と他方の端部２３１３との間で、方向Ｄ１に沿って延びる。
【００３９】
別の表現をすれば、図１に示すように、ステータブレード２３３は、回転中心Ａｘの軸方向におけるインナーコア２３２の一方の端部２３２２から、他方の端部２３２３まで、方向Ｄ１に沿って延びる。なお、ステータブレード２３３は、アウターシェル２３１の端部２３１２，２３１３及びインナーコア２３２の端部２３２２，２３２３の少なくとも一つから離間しても良い。
【００４０】
図３に示すように、方向Ｄ１は、回転中心Ａｘの軸方向に対して傾斜した方向である。このような方向Ｄ１に沿って延びるステータブレード２３３は、回転中心Ａｘの軸方向に向かうに従って回転中心Ａｘの周方向の一方側に向かうように延びる。
【００４１】
ステータブレード２３３は、正圧面２３３１と、負圧面２３３２とを有する。正圧面２３３１は、第１の面の一例であり、例えば、側面とも称され得る。負圧面２３３２は、第２の面の一例であり、例えば、側面とも称され得る。
【００４２】
正圧面２３３１は、方向Ｄ１に延びるステータブレード２３３の一方の側面であり、タービンランナ２２側（図３における下側）に位置する。別の表現をすれば、正圧面２３３１は、回転中心Ａｘの周方向の一方側（図３における右側）に設けられる。
【００４３】
負圧面２３３２は、方向Ｄ１に延びるステータブレード２３３の他方の側面であり、正圧面２３３１の反対側に位置する。負圧面２３３２は、ポンプインペラ２１のインペラシェル２１３側（図３における上側）に位置する。別の表現をすれば、負圧面２３３２は、回転中心Ａｘの周方向の他方側（図３における左側）に設けられる。
【００４４】
図２に示すように、ステータブレード２３３は、第１の接続部分２３３３と、第２の接続部分２３３４と、第３の接続部分２３３５と、第４の接続部分２３３６とをさらに有する。第１乃至第４の接続部分２３３３〜２３３６は、例えば、継ぎ目、連結部、結合部、曲面部、及び曲率部とも称され得る。
【００４５】
第１の接続部分２３３３は、ステータブレード２３３の正圧面２３３１と、アウターシェル２３１の外周面２３１１とが接続された部分である。第１の接続部分２３３３は、正圧面２３３１からアウターシェル２３１の外周面２３１１に連続する曲面状に形成される。
【００４６】
第２の接続部分２３３４は、ステータブレード２３３の負圧面２３３２と、アウターシェル２３１の外周面２３１１とが接続された部分である。第２の接続部分２３３４は、負圧面２３３２からアウターシェル２３１の外周面２３１１に連続する曲面状に形成される。
【００４７】
第３の接続部分２３３５は、ステータブレード２３３の正圧面２３３１と、インナーコア２３２の内周面２３２１とが接続された部分である。第３の接続部分２３３５は、正圧面２３３１からインナーコア２３２の内周面２３２１に連続する曲面状に形成される。
【００４８】
第４の接続部分２３３６は、ステータブレード２３３の負圧面２３３２と、インナーコア２３２の内周面２３２１とが接続された部分である。第４の接続部分２３３６は、負圧面２３３２からインナーコア２３２の内周面２３２１に連続する曲面状に形成される。
【００４９】
上記のようなステータホイール２３は、例えば、回転中心Ａｘの軸方向に金型を移動させるダイカスト方式によって作られる。このため、アウターシェル２３１と、インナーコア２３２と、ステータブレード２３３とは、一体的に作られる。なお、ステータホイール２３は、他の方法によって作られても良い。
【００５０】
上述のように、複数のステータブレード２３３は、回転中心Ａｘの周方向に、互いに間隔を介して設けられる。言い換えると、複数のステータブレード２３３は、回転中心Ａｘの軸方向において、互いに重なることを避けるように配置される。このため、回転中心Ａｘの軸方向に金型を移動させることができる。図３に、二つの金型である固定型と可動型との分割線Ｓを二点鎖線で示す。分割線Ｓは、回転中心Ａｘの周方向に隣接するステータブレード２３３の間に設けられる。
【００５１】
図３に示すように、以下、回転中心Ａｘの周方向における、ステータブレード２３３の配置が可能な長さをＬｗ、ステータブレード２３３の長さをＬｂ、第１の接続部分２３３３の長さをＬｃ１、第２の接続部分２３３４の長さをＬｃ２、第１の接続部分２３３３と分割線Ｓとの間の距離をＬｇ１、第２の接続部分２３３４と分割線Ｓとの間の距離をＬｇ２、とそれぞれ定義する。
【００５２】
全てのステータブレード２３３が同一形状を有する場合、長さＬｗは、下記の（式１）のように示される。
Ｌｗ＝２×π×ｒ／ｎ    …（式１）
（式１）におけるｒは、回転中心Ａｘからステータブレード２３３までの距離である。例えば、アウターシェル２３１の外周面２３１１における長さＬｗを求めるためのｒは、アウターシェル２３１の外周面２３１１の半径である。ｎは、ステータブレード２３３の数である。長さＦｗは、第１の環状部分の外周面の円周を羽根の数で除した長さ、の一例である。
【００５３】
長さＬｂは、下記の（式２）のように表される。
Ｌｂ＝Ｌｗ−（（Ｌｇ１＋Ｌｇ２）＋（Ｌｃ１＋Ｌｃ２））    …（式２）
長さＬｂは、回転中心の周方向における羽根の長さ、の一例である。（Ｌｇ１＋Ｌｇ２）は、回転中心Ａｘの周方向における、第１の接続部分２３３３と第２の接続部分２３３４との間の距離に等しい。
【００５４】
図４は、ステータホイール２３の一部を図３のＦ４−Ｆ４線に沿って示す断面図である。詳しく述べると、図４は、一つのステータブレード２３３の回転中心Ａｘの周方向の一方側（図３における右側）の端部における、回転中心Ａｘの軸方向と直交する仮想平面上の、ステータホイール２３の断面を示す。図４は、説明のため、アウターシェル２３１の外周面２３１１とインナーコア２３２の内周面２３２１とを平坦に示す。
【００５５】
図５は、ステータホイール２３の一部を図３のＦ５−Ｆ５線に沿って示す断面図である。詳しく述べると、図５は、図４のステータブレード２３３に対して回転中心Ａｘの周方向の一方側（図３における右側）に隣接する他のステータブレード２３３の、回転中心Ａｘの周方向の他方側（図３における左側）の端部における、回転中心Ａｘの軸方向と直交する仮想平面上の、ステータホイール２３の断面を示す。図５も、説明のため、アウターシェル２３１の外周面２３１１とインナーコア２３２の内周面２３２１とを平坦に示す。
【００５６】
図４に示すステータブレード２３３の端部における第１の接続部分２３３３の曲率半径は、図５に示すステータブレード２３３の端部における第２の接続部分２３３４の曲率半径よりも大きい。第１の接続部分２３３３の全体の曲率半径も、第２の接続部分２３３４の全体の曲率半径よりも大きい。なお、第１の接続部分２３３３の一部の曲率半径が、第２の接続部分２３３４の少なくとも一部の曲率半径と同じか、より小さくても良い。
【００５７】
同様に、図４に示すステータブレード２３３の端部における第３の接続部分２３３５の曲率半径は、図５に示すステータブレード２３３の端部における第４の接続部分２３３６の曲率半径よりも大きい。第３の接続部分２３３５の全体の曲率半径も、第４の接続部分２３３６の全体の曲率半径よりも大きい。なお、第３の接続部分２３３５の一部の曲率半径が、第４の接続部分２３３６の少なくとも一部の曲率半径と同じか、より小さくても良い。
【００５８】
以下、トルクコンバータ２の作用の一例について説明する。図１のエンジン１が始動すると、エンジン１から、クランクシャフト１１を介して、トルクがポンプインペラ２１のフロントカバー２１２に入力される。これにより、ポンプインペラ２１が、クランクシャフト１１と一体的に、回転中心Ａｘ回りに回転する。
【００５９】
ポンプインペラ２１は、回転することで、作動油室２１６に収容された作動油を、ポンプインペラ２１の流路に沿って流動させる。作動油は、ポンプインペラ２１の流路の外周側の端部に向かって流動する。言い換えると、ポンプインペラ２１は、インペラブレード２１４に沿って作動油を流動させる。
【００６０】
作動油は、ポンプインペラ２１の流路の外周側の端部から、タービンランナ２２の流路の外周側の端部に流入し、タービンブレード２２２に圧力を作用させる。これにより、タービンランナ２２が回転中心Ａｘ回りに回転する。言い換えると、タービンランナ２２は、流動する作動油を介して、回転するポンプインペラ２１からトルクが入力されることにより回転する。タービンランナ２２は、回転することで、トランスミッション３の入力軸３１にトルクを出力する。
【００６１】
作動油は、タービンランナ２２の流路の内周側の端部から、ステータホイール２３の流路の一方の端部に流入する。作動油は、ステータホイール２３によって流動する方向を整えられ、ステータホイール２３の流路の他方の端部から、ポンプインペラ２１の流路の内周側の端部に流入する。このように、ポンプインペラ２１、タービンランナ２２、及びステータホイール２３において、作動油が循環する。ステータホイール２３が作動油の流動方向を整えることで、トルクコンバータ２は、エンジン１の動力を増幅させることができる。
【００６２】
図６は、トルクコンバータ２の各性能の一例について示すグラフである。図６は、トルクコンバータ２の速度比ｅに対する、容量係数Ｃ、トルク比ｔ、及び効率ηを示す。速度比ｅは、ポンプインペラ２１の回転速度に対するタービンランナ２２の回転速度を示す。容量係数Ｃは、下記の（式３）で表される。
Ｃ＝Ｔｅ／ＮＥ２    …（式３）
（式３）において、Ｔｅはポンプインペラ２１に入力されるエンジン１の出力トルクを示し、ＮＥはポンプインペラ２１の回転速度を示す。トルク比ｔは、ポンプインペラ２１に入力されたトルクに対するタービンランナ２２が出力するトルクの割合を示す。
【００６３】
図６における破線のグラフは、本実施形態のトルクコンバータ２の各性能の一例を示す。図６における実線のグラフは、比較例として示すトルクコンバータ（以下、比較例と称する）の各性能の一例を示す。
【００６４】
比較例の第１の接続部分（２３３３）（以下、比較例の各要素は、区別のため括弧付きで示される）の曲率半径と第２の接続部分（２３３４）の曲率半径とは、本実施形態のトルクコンバータ２の第１の接続部分２３３３の曲率半径と等しい。さらに、比較例の第３の接続部分（２３３５）の曲率半径と第４の接続部分（２３３６）の曲率半径とは、本実施形態のトルクコンバータ２の第３の接続部分２３３５の曲率半径と等しい。すなわち、比較例の各接続部分の曲率半径は一定である。
【００６５】
エンジン１が始動し、ポンプインペラ２１が回転を開始する時点において、タービンランナ２２は静止した状態（ストール状態）である。タービンランナ２２がストール状態にあるとき、速度比ｅは０である。
【００６６】
タービンランナ２２は、ポンプインペラ２１から作動油を介してトルクを入力されることにより、回転を開始する。ポンプインペラ２１の回転速度とタービンランナ２２の回転速度とが近づくに従って、速度比ｅが１に近づく。
【００６７】
図７は、低速度比状態のステータホイール２３の一部を概略的に示す断面図である。図７は、例えば、速度比ｅが０．０〜０．２である状態のステータホイール２３の一部を示す。すなわち、低速度比状態は、ストール状態を含む。なお、低速度比状態の速度比ｅはこれに限らない。
【００６８】
低速度比状態（ストール状態）において、タービンランナ２２からポンプインペラ２１に向かって流動する作動油は、図７に示す方向Ｄ２に向かって流れる。図７の矢印Ｆｌ１で示すように、作動油は、ステータホイール２３の一方の端部から、ステータブレード２３３の間に形成された流路に流入し、ステータブレード２３３の正圧面２３３１に向かって流れる。さらに、作動油は、ステータブレード２３３の正圧面２３３１に沿って流れ、ステータホイール２３の他方の端部から、ポンプインペラ２１の流路に向かって流れる。
【００６９】
作動油が上述のように流れるため、低速度状態（ストール状態）において、タービンランナ２２からポンプインペラ２１に向かって流動する作動油から負圧面２３３２が受ける圧力は、正圧面２３３１が受ける圧力よりも低い。
【００７０】
ステータブレード２３３の間の流路において、ステータブレード２３３の負圧面２３３２の近傍では、図７の矢印Ｆｌ２で示す作動油の流れの剥離が生じることがある。作動油の流れの剥離の発生量は、図７に示す出口幅Ｌｄに影響される。出口幅Ｌｄは、ステータホイール２３の流路の端部における、隣接するステータブレード２３３の間の距離である。
【００７１】
図８は、高速度比状態のステータホイール２３の一部を概略的に示す断面図である。図８は、例えば、速度比ｅが０．８〜１．０である状態のステータホイール２３の一部を示す。なお、高速度比状態の速度比ｅはこれに限らない。
【００７２】
タービンランナ２２からポンプインペラ２１に向かう作動油が流れる方向は、速度比ｅが増加するに従って変化する。高速度比状態において、タービンランナ２２からポンプインペラ２１に向かって流動する作動油は、図８に示す方向Ｄ３に向かって流れる。高速度比状態において作動油が流れる方向Ｄ３は、低速度比状態において作動油が流れる方向Ｄ２よりも、ステータブレード２３３が延びる方向Ｄ１に近い。
【００７３】
作動油は、ステータホイール２３の一方の端部から、ステータブレード２３３の間に形成された流路に流入し、例えば、ステータブレード２３３の負圧面２３３２に向かって流れる。さらに、作動油は、ステータブレード２３３の負圧面２３３２に沿って流れ、ステータホイール２３の他方の端部から、ポンプインペラ２１の流路に向かって流れる。なお、高速度比状態における作動油の流れはこれに限らない。
【００７４】
作動油が負圧面２３３２を押すことで、ワンウェイクラッチ２５に支持されたステータホイール２３が、回転中心Ａｘ回りに回転する。これにより、ポンプインペラ２１、タービンランナ２２、及びステータホイール２３がそれぞれ回転し、ステータホイール２３がポンプインペラ２１の回転を抑えることが抑制される。
【００７５】
容量係数Ｃの大きさは、図８に示す流路面積Ａｒに影響される。流路面積Ａｒは、ステータホイール２３の流路の面積の平均値を示す。ステータホイール２３の流路面積Ａｒは、トルクコンバータ２の流路の面積の平均値Ａｃに影響する。トルクコンバータ２の平均流路面積Ａｃは、上述の（式３）から求められる下記の（式４）に示されるように、容量係数Ｃの大きさに影響する。
Ｃ＝Ｔｅ／ＮＥ２
＝（ρ×Ｑ×（ｖｏ×ｒｏ−ｖｉ×ｒｉ））／ＮＥ２
＝（ρ×Ａｃ×ｖＡ×（ｖｏ×ｒｏ−ｖｉ×ｒｉ））／ＮＥ２    …（式４）
（式４）において、ρは作動油の密度を示し、Ｑはトルクコンバータ２の流路の流量を示し、ｖｏはポンプインペラ２１の流路の出口における作動油の円周方向の流速を示し、ｒｏはポンプインペラ２１の流路の出口における半径を示し、ｖｉはステータホイール２３の流路の出口における作動油の円周方向の流速を示し、ｒｉはステータホイール２３の流路の出口における半径を示し、ｖＡはトルクコンバータ２の流路における作動油の流速の平均値を示す。
【００７６】
ここで、本実施形態のトルクコンバータ２と、比較例とを比較する。回転中心Ａｘの周方向において、比較例の第１の接続部分（２３３３）の長さと、第２の接続部分（２３３４）の長さとは、図３に示す本実施形態のトルクコンバータ２の第１の接続部分２３３３の長さＬｃ１に等しい。
【００７７】
上記のような比較例のステータブレード（２３３）の長さ（Ｌｂ´）は、下記の（式５）のように表される。
Ｌｂ´＝Ｌｗ−（（Ｌｇ１＋Ｌｇ２）＋（Ｌｃ１＋Ｌｃ２））
＝Ｌｗ−（（Ｌｇ１＋Ｌｇ２）＋（２×Ｌｃ１））…（式５）
比較例のステータブレード（２３３）の長さ（Ｌｂ´）は、第１の環状部分の外周面の円周を羽根の数で除した長さから、回転中心の周方向における第１の接続部分の長さの二倍の長さと、回転中心の周方向における第１の接続部分及び第２の接続部分の間の距離と、を減じた長さ、の一例である。
【００７８】
回転中心Ａｘの周方向における、本実施形態の第２の接続部分２３３４の長さＬｃ２は、第１の接続部分２３３３の長さＬｃ１よりも短い。このため、本実施形態のステータブレード２３３の長さＬｂは、比較例のステータブレード（２３３）の長さ（Ｌｂ´）よりも長い。このため、本実施形態のステータブレード２３３が延びる方向Ｄ１の、回転中心Ａｘの軸方向に対する傾きは、比較例のステータブレード（２３３）が延びる方向（Ｄ１）の、回転中心Ａｘの軸方向に対する傾きよりも大きい。
【００７９】
上記のような本実施形態のステータホイール２３において、図７に示す出口幅Ｌｄは、比較例の出口幅（Ｌｄ）よりも狭くなる。ステータホイール２３の流路における作動油の流れの剥離の発生量は、出口幅Ｌｄが短くなるに従って低減される。このため、本実施形態のステータホイール２３で生じる作動油の流れの剥離の発生量は、比較例のステータホイール（２３）で生じる作動油の流れの剥離の発生量よりも少ない。従って、本実施形態のステータホイール２３は、比較例よりも、作動油の運動エネルギーの損失が少ない。
【００８０】
本実施形態のステータホイール２３において、図８に示す流路面積Ａｒは、比較例の流路面積（Ａｒ）よりも広くなる。このため、図６に示すように、本実施形態のトルクコンバータ２の容量係数Ｃは、比較例の容量係数（Ｃ）よりも大きい。
【００８１】
トルクＴｅの増加に対する回転速度ＮＥの上昇の特性を最適なものとするために、トルクＴｅの大きい大排気量のエンジン１ほど容量係数Ｃが大きく設定され、逆にトルクＴｅの小さい小排気量のエンジン１ほど容量係数Ｃが小さく設定される。すなわち、本実施形態のトルクコンバータ２は、出力トルクのより大きいエンジン１に用いられることができる。
【００８２】
上記実施の形態に係るトルクコンバータ２において、ステータブレード２３３の正圧面２３３１は、ストール状態においてタービンランナ２２からポンプインペラ２１に向かって流動する作動油から受ける圧力が負圧面２３３２よりも高い。一つのステータブレード２３３の回転中心Ａｘの周方向の一方側の端部において、正圧面２３３１とアウターシェル２３１とが接続された部分である第１の接続部分２３３３の、回転中心Ａｘの軸方向と直交する仮想平面上の曲率半径が、一つのステータブレード２３３に対して回転中心Ａｘの周方向の一方側に隣接する他のステータブレード２３３の、回転中心Ａｘの周方向の他方側の端部において、負圧面２３３２とアウターシェル２３１とが接続された部分である第２の接続部分２３３４の、回転中心Ａｘの軸方向と直交する仮想平面上の曲率半径よりも大きい。
【００８３】
上記のようなトルクコンバータ２は、例えば比較例に比べ、周方向におけるステータブレード２３３の間の間隔をより短くしつつ、作動油から正圧面２３３１に受ける圧力に対するステータブレード２３３の耐久性の低下を抑制することが可能となる。すなわち、作動油からより大きい圧力を受ける正圧面２３３１は、より大きい曲率半径を有する第１の接続部分２３３３によって補強される。一方、圧力を受けにくい負圧面２３３２の第２の接続部分２３３４の曲率半径をより小さく設定することで、周方向におけるステータブレード２３３の間隔をより短くすることが可能となる。
【００８４】
さらに、周方向におけるステータブレード２３３の間の間隔が短縮可能であるため、周方向におけるステータブレード２３３の長さＬｂをより長くし、作動油の整流性及びステータホイール２３の性能を向上させることが可能となる。また、ステータブレード２３３の数をより多くすることも可能となる。
【００８５】
ステータブレード２３３とインナーコア２３２とが接続される部分においても、第３の接続部分２３３５の曲率半径が、第３の接続部分２３３６の曲率半径よりも大きい。これにより、周方向におけるステータブレード２３３の間の間隔をさらに短くしつつ、作動油から正圧面２３３１に受ける圧力に対するステータブレード２３３の耐久性の低下を抑制することが可能となる。
【００８６】
加えて、周方向におけるステータブレード２３３の間の間隔が短縮可能であるため、周方向におけるステータブレード２３３の長さＬｂをさらに長くし、作動油の整流性及びステータホイール２３の性能を向上させることが可能となる。
【００８７】
回転中心Ａｘの周方向におけるステータブレード２３３の長さＬｂは、アウターシェル２３１の外周面２３１１の円周をステータブレード２３３の数で除した長さから、回転中心Ａｘの周方向における第１の接続部分２３３３の長さの二倍の長さと、回転中心Ａｘの周方向における第１の接続部分２３３３及び第２の接続部分２３３４の間の距離と、を減じた長さ（Ｌｂ´）よりも長い。すなわち、周方向におけるステータブレード２３３の長さＬｂは、第１の接続部分２３３３の曲率半径と第２の接続部分２３３４の曲率半径とが同一の場合のステータブレード２３３の長さ（Ｌｂ´）よりも長い。これにより、作動油の整流性及びステータホイール２３の性能を向上させることが可能となる。
【００８８】
上述の本発明の実施形態は、発明の範囲を限定するものではなく、発明の範囲に含まれる一例に過ぎない。本発明のある実施形態は、上述の実施形態に対して、例えば、具体的な用途、構造、形状、作用、及び効果の少なくとも一部について、発明の要旨を逸脱しない範囲において変更、省略、及び追加がされたものであっても良い。
【００８９】
例えば、上記実施形態において、第１の接続部分２３３３の曲率半径が第２の接続部分２３３４の曲率半径よりも大きく、且つ、第３の接続部分２３３５の曲率半径が第４の接続部分２３３６の曲率半径よりも大きい。しかし、第１の接続部分２３３３の曲率半径が第２の接続部分２３３４の曲率半径よりも大きい場合、第３及び第４の接続部分２３３５，２３３６の曲率半径が同じであっても良い。この場合、アウターシェル２３１が第１の環状部分の一例であり、インナーコア２３２が第２の環状部分の一例である。また、第３の接続部分２３３５の曲率半径が第４の接続部分２３３６の曲率半径よりも大きい場合、第１及び第２の接続部分２３３３，２３３４の曲率半径が同じであっても良い。この場合、アウターシェル２３１が第２の環状部分の一例であり、インナーコア２３２が第１の環状部分の一例である。
【符号の説明】
【００９０】
１…エンジン、２…トルクコンバータ、２１…ポンプインペラ、２２…タービンランナ、２３…ステータホイール、２３１…アウターシェル、２３２…インナーコア、２３３…ステータブレード、２３３１…正圧面、２３３２…負圧面、２３３３…第１の接続部分、２３３４…第２の接続部分、２３３５…第３の接続部分、２３３６…第４の接続部分、３１…入力軸、Ａｘ…回転中心。
【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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【図７】
0006476875.tif 000008
【図８】
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