(57)【要約】【課題】トルクコンバータを構成するポンプの内部にポンプブレードによって形成される作動流体のポンプ流路の形状を適正化し、流路損失を低減することにある。【解決手段】この発明は、ポンプ、タービン及びステータの要素を有し、ポンプの内部にはポンプブレードにより区画され、且つ径方向内側から外側に延びる複数のポンプ流路を形成したトルクコンバータにおいて、ポンプは回転軸方向から見た場合に、周方向で隣接するポンプ流路の間に仕切部を介装するとともに、ポンプ流路の断面における高さ／幅の比を、径方向内側の流入口から外側の流出口にかけて略一定に形成したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ、タービン及びステータの要素を有し、前記ポンプの内部にはポンプブレードにより区画され、且つ径方向内側から外側に延びる複数のポンプ流路を形成したトルクコンバータにおいて、前記ポンプは回転軸方向から見た場合に、周方向で隣接する前記ポンプ流路の間に仕切部を介装するとともに、前記ポンプ流路の断面における高さ／幅の比を、径方向内側の流入口から外側の流出口にかけて略一定に形成したことを特徴とするトルクコンバータ。
【請求項２】
前記ポンプは、前記ポンプ流路の幅を略一定の寸法に形成したことを特徴とする請求項１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】
この発明はトルクコンバータに係り、特に、トルクコンバータを構成するポンプの内部にポンプブレードによって形成される作動流体のポンプ流路の形状を適正化し、流路損失を低減することができるトルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体を介して動力を伝達する流体継手には、トルクを変換して伝達するトルクコンバータがある。トルクコンバータは、ポンプ、タービン及びステータの要素を有し、回転するポンプにより径方向内側から作動流体を取り込み、遠心力で径方向外側に流動させて作動流体に回転と速度とを与える。ポンプの径方向外側に吐出された作動流体は、タービンに送り込まれてポンプから回転力を伝達する。タービンから流出する作動流体は、ステータにより流れ方向をポンプの回転方向に変換され、ポンプに送り込まれる。
【０００３】
従来のトルクコンバータには、ポンプインペラまたはタービンランナの少なくとも一方の翼は、子午面に垂直な流路断面について翼負圧面側の低圧領域に向けて翼の一部が傾けて形成されるものがある。
また、従来のトルクコンバータには、作動油の循環流路の流路断面積を全長にわたり一様にしたものがある。
【特許文献１】特開平８−２１５１１号公報
【特許文献２】特開昭５５−２７５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、トルクコンバータは、図７に示す如く、ポンプ１０２の回転軸方向の内側から見た場合に、ポンプ１０２の内部に外側のポンプシェル１０４と内側のポンプコア１０６との間にポンプブレード１０８により区画され、且つ径方向内側から外側に延びる複数のポンプ流路１１０を形成している。ポンプ流路１１０は、径方向内側の幅Ｌｉｎよりも径方向外側の幅Ｌｏｕｔを大きくして、ポンプ流路１１０の幅Ｌを径方向外側になるほど広くなる扇形状に形成され、径方向内側の流入口１１２から作動流体を取り込んで回転と速度とを与え、外側の流出口１１４からタービン（図示せず）に送り込む。
【０００５】
トルクコンバータは、作動流体の吐出速度が速いほど、つまり作動流体のモーメンタムが大きいほど、動力伝達の効率が良くなる。吐出速度は、トルクコンバータの径を大きくすることにより速くすることができる。ところが、トルクコンバータの直径を大きくして吐出速度を速くすることは、軽量化やコンパクト化と逆行する問題があった。
【０００６】
また、図７に示すトルクコンバータのポンプ１０２のポンプ流路１１０は、径方向外側に向かって扇形状に形成されているので、径方向内側の幅Ｌｉｎに対して外側の幅Ｌｏｕｔが広くなりすぎる傾向があった。このポンプ流路１１０の幅Ｌの増加に伴って断面積が急激に拡大した場合には、ポンプ流路１１０を流れる作動流体の流速が低下するため、径方向内側の高さＢｉｎよりも径方向外側の高さＢｏｕｔを小さくして、ポンプ流路１１０の高さＢを径方向内側から外側に向かって次第に減少させるようにしている。
【０００７】
しかし、ポンプ流路１１０の高さＢを減少させて断面積の増加を抑えても、ポンプ流路１１０の流出口１１４の近傍で断面が極端に扁平になった場合には、流入口１１２における高さＢｉｎ／幅Ｌｉｎの比（アスペクト比）に対して、流出口１１４における高さＢｏｕｔ／幅Ｌｏｕｔの比が悪くなり、流動損失が増加する問題があった。
【０００８】
また、幅Ｌの変化が大きい扇形状のポンプ流路１１０は、図８に示す如く、作動流体の流れＳ１が広がり、ポンプ１０２の回転方向後側のポンプブレード１０８ｒの前面側の作動流体に比べ、回転方向前側のポンプブレード１０８ｆの後面側の作動流体の流速が大幅に遅くなり、これに引きずられて全体の流速が遅くなる問題がある。これは、ポンプ１０２の回転方向が矢印Ｓ２で示す方向の場合に、ポンプ流路１０６の回転方向後側のポンプブレード１０８ｒが前方の作動流体を矢印Ｓ３で示す力で押して回転させ、遠心力で径方向の流れを生じさせる際に、回転方向後側のポンプブレード１０８ｒから離れるに従って流体のせん断抵抗によって流速が遅くなるからである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のトルクコンバータは、ポンプ、タービン及びステータの要素を有し、前記ポンプの内部にはポンプブレードにより区画され、且つ径方向内側から外側に延びる複数のポンプ流路を形成したトルクコンバータにおいて、前記ポンプは回転軸方向から見た場合に、周方向で隣接する前記ポンプ流路の間に仕切部を介装するとともに、前記ポンプ流路の断面における高さ／幅の比を、径方向内側の流入口から外側の流出口にかけて略一定に形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のトルクコンバータは、ポンプは回転軸方向から見た場合に、周方向で隣接するポンプ流路の間に仕切部を介装するとともに、ポンプ流路の断面における高さ／幅の比を、径方向内側の流入口から外側の流出口にかけて略一定に形成したことにより、仕切部によってポンプ流路の幅方向の広がりを防止して断面形状を適正化することができ、ポンプの流路損失を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明のトルクコンバータは、ポンプの周方向で隣接するポンプ流路の間に仕切部を介装したことによって、ポンプ流路の幅方向の広がりを防止して断面形状を適正化することができ、流路損失を低減することができる。
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１２】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。図３において、２は図示しない車両の自動変速機等に利用されるトルクコンバータである。トルクコンバータ２は、駆動側のポンプ４、被動側のタービン６及び特定方向にのみ回転可能なステータ８の各要素を有している。
【００１３】
前記ポンプ４は、円環形状の外側のポンプシェル１０と内側のポンプコア１２とポンプシェル１０及びポンプコア１２間のポンプブレード１４とからなり、ポンプシェル１０とポンプコア１２との間にポンプブレード１４により区画され、且つ径方向内側から外側に延びるポンプ流路１６を形成している。ポンプ４は、ポンプシェル１０の外周を図示しないエンジンのクランク軸に連結されるコンバータカバー１８に取付け、ポンプシェル１０の内周を筒形状の入力軸２０に連結している。
【００１４】
前記タービン６は、コンバータカバー１８内においてポンプ４と対向するように配設され、円環形状の外側のタービンシェル２２と内側のタービンコア２４とタービンシェル２２及びタービンコア２４間のタービンブレード２６とからなり、タービンシェル２２とタービンコア２４との間にタービンブレード２６により区画され、且つ径方向内側から外側に延びるタービン流路２８を形成している。タービン６は、タービンシェル２２の内周をハブ３０に固定し、このハブ３０を前記入力軸２０内に軸支される出力軸３２に取付けている。出力軸３２は、図示しない変速機の入力軸に連結される。
【００１５】
前記ステータ８は、ポンプ４とタービン６との間に配設され、シェル側リング３４とコア側リング３６とステータブレード３８とからなり、シェル側リング３４とコア側リング３６との間にステータブレード３８により区画され、且つポンプ流路１６及びタービン流路２８を連絡するステータ流路４０を形成している。ステータ８は、シェル側リング３４の内周を一方向クラッチ４２により前記出力軸３２に特定方向にのみ回転可能に支持している。
【００１６】
トルクコンバータ２は、エンジンのクランク軸に連結されるコンバータカバー１８を介してポンプ４を回転され、回転するポンプ４によりポンプ流路１６に径方向内側から作動流体を取り込み、遠心力で径方向外側に流動させて作動流体に回転と速度とを与える。ポンプ流路１６の径方向外側に吐出された作動流体は、タービン６のタービン流路２８に送り込まれてポンプ４から回転力を伝達する。タービン６に伝達された回転力は、出力軸３２を介して変速機の入力軸に伝達される。タービン６から流出する作動流体は、ステータ８のステータ流路４０に流れ込み、ステータ８により流れ方向をポンプ４の回転方向に変換され、ポンプ４に送り込まれる。
【００１７】
このトルクコンバータ２のポンプ４は、図１に示す如く、回転軸方向の内側から見た場合に、周方向で隣接するポンプ流路１６のポンプブレード１４間に略三角形状の仕切部４４を介装するとともに、ポンプ流路１６の断面における高さＢ／幅Ｌの比（アスペクト比）を、径方向内側の流入口４６から外側の流出口４８にかけて略一定に形成している。
【００１８】
これにより、このトルクコンバータ２は、仕切部４４によって流出口４８の高さＢｏｕｔを確保して高さＢ／幅Ｌの比の変化を少なくすることができ、ポンプ流路１６の扁平を防止することができる。
【００１９】
また、この実施例のトルクコンバータ２のポンプ４は、図２に示す如く、作動流体の壁面摩擦を緩和するために、ポンプ流路１６を形成する回転方向後側のポンプブレード１４ｒと回転方向前側のポンプブレード１４ｆとの間隔を、径方向内側の流入口４６の幅Ｌｉｎよりも径方向外側の流出口４８の幅Ｌｏｕｔがわずかに広がるように傾斜させて、広がりの少ない扇形状に形成している。
【００２０】
これにより、トルクコンバータ２は、ポンプ４の回転方向が矢印Ｓ２で示す方向の場合に、ポンプ流路１６の回転方向後側のポンプブレード１４ｒが前方の作動流体を矢印Ｓ３で示す力で押して回転させ、遠心力で径方向の流れを生じさせる際に、流路幅の拡幅による流体のせん断抵抗の影響が低減され、回転方向後側のポンプブレード１４ｒから離れた作動流体の流速が低下することを防止できる。
【００２１】
このため、このトルクコンバータ２は、流路全体の流速を速めることができ、前述のポンプ流路１６の高さＬ／幅Ｂの比の変化を少なくすることと相俟って流路抵抗を低減することができ、タービン６に送り込まれる作動流体の流速（モーメンタム）を大きくして動力伝達の効率を向上することができる。
【００２２】
なお、この実施例のポンプ４は、ポンプ流路１６の幅Ｌを流出口４８に向かって広がりの少ない扇形状に形成したが、図４に示す如く、ポンプ流路１６の幅を略一定の寸法（Ｌｉｎ≒Ｌｏｕｔ）に形成することができる。
【００２３】
これにより、このトルクコンバータ２は、ポンプ流路１６の流出口４８側の高さＢの減少をさらに少なくして、さらに流路損失を低減することができる。
【００２４】
また、トルクコンバータ２のポンプ４は、図５に示す如く、径方向内側の流入口４６よりも径方向外側の流出口４８が回転方向後側に指向するように、ポンプ流路１６を湾曲させて形成することができる。
【００２５】
これにより、このトルクコンバータ２は、流出口４８から作動流体を滑らかに吐出させることができ、流路損失を低減してタービン６に送り込まれる作動流体の流速を速めることができ、動力伝達の効率を向上することができる。
【００２６】
さらに、トルクコンバータ２のポンプ４は、図６に示す如く、ポンプ流路１６を形成する回転方向後側のポンプブレード１４ｒと回転方向前側のポンプブレード１４ｆとの間に、ポンプ流路１６の中間から流出口４８まで延びるポンプブレード１４ｍを設けることができる。
【００２７】
これにより、このトルクコンバータ２は、回転方向後側のポンプブレード１４ｒから離れた作動流体を、中間のポンプブレード１４ｍによって矢印Ｓ４で示す力で押すことができ、流速が遅くなる問題を回避して作動流体全体の流速を速めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明のトルクコンバータは、ポンプの周方向で隣接するポンプ流路の間に仕切部を介装したことによって、ポンプ流路の幅方向の広がりを防止して断面形状を適正化することができ、流路損失を低減することができるものであり、トルクの変換を要しない流体継手にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】トルクコンバータの実施例を示し、（Ａ）はポンプの背面図、（Ｂ）はポンプブレードの側面図である。
【図２】実施例を示すポンプ流路の拡大正面図である。
【図３】実施例を示すトルクコンバータの断面図である。
【図４】第１の変形例を示すポンプ流路の拡大正面図である。
【図５】第２の変形例を示すポンプの背面図である。
【図６】第３の変形例を示すポンプ流路の拡大正面図である。
【図７】トルクコンバータの従来例を示し、（Ａ）はポンプの背面図、（Ｂ）はポンプブレードの側面図である。
【図８】従来例を示すポンプ流路の拡大正面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２  トルクコンバータ
４  ポンプ
６  タービン
８  ステータ
１０  ポンプシェル
１２  ポンプコア
１４  ポンプブレード
１６  ポンプ流路
４４  仕切部
４６  流入口
４８  流出口
【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】
2005172105.tif 000008
【図７】
2005172105.tif 000009
【図８】
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