(57)【要約】【課題】トルクコンバータのストールトルク比及び高速回転時のトルク伝達効率の双方を高める。【解決手段】本発明に係るトルクコンバータ１は、ステータ７が、円周方向に並べられた複数のステータブレード７２と、各ステータブレード７２の内径端が固定されたステータハブ７１と、各ステータブレード７２の外径端が固定されたステータフレーム７６とを備える。各ステータブレード７２は、流体の流れ方向中間部を凹ませた凹曲面７２ａと、凹曲面７２ａの裏側に設けられ、流体の流れ方向中間部を膨出させた凸曲面７２ｂとを有する。ステータ７の内部に連通路７５を形成し、連通路７５の一端がステータブレード７２の凹曲面７２ａに開口し、連通路７５の他端が、ステータハブ７１又はステータフレーム７６の表面に開口する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプインペラと、タービンランナと、これらの間に配されたステータとを備えたトルクコンバータにおいて、
前記ステータが、円周方向に並べられた複数のステータブレードと、各ステータブレードの内径端が固定されたステータハブと、各ステータブレードの外径端が固定されたステータフレームとを備え、
各ステータブレードが、流体の流れ方向中間部を凹ませた凹曲面と、前記凹曲面の裏側に設けられ、流体の流れ方向中間部を膨出させた凸曲面とを有し、
前記ステータの内部に連通路を形成し、前記連通路の一端が前記ステータブレードの前記凹曲面に開口し、前記連通路の他端が、前記ステータハブ又は前記ステータフレームの表面に開口したトルクコンバータ。
【請求項２】
前記連通路の他端が、前記ステータフレームの外周面に開口した請求項１記載のトルクコンバータ。
【請求項３】
前記連通路の他端を流体供給手段に接続した請求項１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】
トルクコンバータは、エンジンに連結されたポンプインペラと、トランスミッションに連結されたタービンランナとを備え、流体（例えばオイル）を介してこれらの間でトルクの伝達を行うものである。タービンランナを通過したオイルを、ステータで流れ方向を調整してからポンプインペラに戻すことにより、オイルがポンプインペラに駆動力を付与し、トルクが増幅される。
【０００３】
図５に、従来のステータの一例を示す。このステータ１００は、円周方向等間隔に配された複数のステータブレード１１０を有する。各ステータブレード１１０には、流体の流れ方向中間部を凹ませた凹曲面１１１と、凹曲面１１１の裏側に設けられ、流体の流れ方向中間部を膨出させた凸曲面１１２とが形成される（例えば、下記の特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６２−４０３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５に示すステータ１００を備えたトルクコンバータにおいて、ポンプインペラとタービンランナとの速度差が大きい場合（例えばストール時）、タービン側から流れてきたオイルの流れ方向が各ステータブレード１１０の凹曲面１１１に沿って変えられ、このオイルがポンプインペラに戻される（図５の実線矢印Ａ参照）。このように、ステータ１００により流れ方向を調整したオイルでポンプインペラの回転を補助することで、トルクが増幅され、ストールトルク比を大きくすることができる。
【０００６】
一方、上記のトルクコンバータにおいて、ポンプインペラとタービンランナとの速度差が小さい場合（例えば、共に高速回転している場合）、ステータ１００がオイルの流れを却って阻害する恐れがある。具体的には、ステータブレード１１０間の流路をオイルが通過する際に、凹曲面１１１に面した空間に負圧が発生し、オイルに乱流が発生してトルクの伝達効率が低下する恐れがある（図５の点線矢印Ｂ参照）。
【０００７】
例えば、図６に示すステータ２００のように、ステータブレード２１０の両面を略平坦面２１１，２１２とすれば、上記のような乱流の発生を防止できる。しかし、この場合、タービン側から流入したオイルの流れ方向を変更しにくくなるため、図５に示す場合と比べてストールトルク比が低下してしまう。
【０００８】
以上のように、トルクコンバータにおいて、ストールトルク比及び高速回転時のトルク伝達効率の双方を高めることは容易ではない。
【０００９】
例えば、上記特許文献１では、ステータブレードの上流側の端部に、腹面側（凹曲面側）から背面側（凸曲面側）に通じる連通路を設けた構成が示されている。しかし、このように連通路を背面側に開口させると、背面に沿って流れるオイルを乱すことになるため、トルク伝達効率が低下する恐れがある。
【００１０】
以上のような事情に鑑み、本発明が解決すべき技術的課題は、トルクコンバータにおいて、ストールトルク比及び高速回転時のトルク伝達効率の双方を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明は、ポンプインペラと、タービンランナと、これらの間に配されたステータとを備えたトルクコンバータにおいて、前記ステータが、円周方向に並べられた複数のステータブレードと、各ステータブレードの内径端が固定されたステータハブと、各ステータブレードの外径端が固定されたステータフレームとを備え、各ステータブレードが、流体の流れ方向中間部を凹ませた凹曲面と、前記凹曲面の裏側に設けられ、流体の流れ方向中間部を膨出させた凸曲面とを有し、前記ステータの内部に連通路を形成し、前記連通路の一端が前記ステータブレードの前記凹曲面に開口し、前記連通路の他端が、前記ステータハブ又は前記ステータフレームの表面に開口したトルクコンバータを提供する。
【００１２】
このように、ステータブレードに凹曲面を設けることで、タービン側から流入した流体の流れ方向を変えることができるため、ストールトルク比が高められる。また、高速回転時に、凹曲面が面する空間の流体に負圧が発生しそうになった場合でも、凹曲面に開口した連通路から流体が供給されることで、上記の空間における負圧の発生を防止し、高速回転時におけるトルク伝達効率の低下を防止できる。さらに、連通路の他端を、ステータブレードの凸曲面に開口させるのではなく、ステータハブ又はステータフレームの表面に開口させているため、凸曲面の開口部がステータブレード間を通過する流体の流れを乱す事態を回避できる。
【００１３】
トルクコンバータの内部に満たされた流体のうち、ステータの外径側の流体は、流れが少なく、トルク伝達にほとんど寄与していない。従って、連通路の他端を、ステータフレームの外周面に開口させれば、トルク伝達に寄与していないステータの外径側の流体を、凹曲面が面する空間に供給して有効に活用することができる。
【００１４】
また、上記のトルクコンバータにおいて、連通路の他端を流体供給手段に連通させてもよい。この場合、流体供給手段から、凹曲面が面する空間に積極的に流体を供給することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明に係るトルクコンバータによれば、ストールトルク比及び高速回転時のトルク伝達効率の双方を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るトルクコンバータ及びその周辺の断面図である。
【図２】（ａ）は、上記トルクコンバータに組み込まれるステータの軸直交方向断面図であり、（ｂ）は（ａ）図のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図３】（ａ）は、他の実施形態に係るトルクコンバータのステータの軸直交方向断面図であり、（ｂ）は（ａ）図のＹ−Ｙ線における断面図である。
【図４】さらに他の実施形態に係るトルクコンバータのステータの軸直交方向断面図である。
【図５】従来のステータの断面図である。
【図６】参考例としてのステータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に、本発明の一実施形態に係るトルクコンバータ１の断面図を示す。トルクコンバータ１は、フロントカバー３、ポンプインペラ５、タービンランナ６、ステータ７、ロックアップクラッチ８等で構成される。
【００１８】
フロントカバー３は、エンジンの出力軸９にドライブプレート４を介して連結され、出力軸９と一体に回転する。フロントカバー３は、連結部３４を介してドライブプレート４にボルト固定される。
【００１９】
ポンプインペラ５は、インペラシェル５１と、このインペラシェル５１内に固設された複数のインペラブレード５２とを備えている。インペラシェル５１の外周端は、フロントカバー３の外周端と溶接により固定される。こうして固定されたインペラシェル５１及びフロントカバー３（コンバータハウジング）の内部に、流体としてのオイルが満たされる。
【００２０】
タービンランナ６は、タービンシェル６１と、タービンシェル６１内に固設された複数のタービンブレード６２と、タービンシェル６１の回転中心側に固定されたタービンハブ６３とを備えている。タービンハブ６３は、トランスミッションのインプットシャフト２にスプライン嵌合されている。タービンブレード６２とインペラブレード５２とは、軸方向で互いに対向している。
【００２１】
ロックアップクラッチ８は、タービンハブ６３に設置されている（図１参照）。フロントカバー３の内面にロックアップクラッチ８を押し付けることにより、トルクコンバータ１の入力側に設けられたフロントカバー３と出力側に設けられたタービンハブ６３とが直接連結される。これにより、エンジンの出力軸９の回転が、ドライブプレート４、フロントカバー３、ロックアップクラッチ８、タービンハブ６３を介して、トランスミッションのインプットシャフト２に直接伝達される。尚、特に必要が無ければ、ロックアップクラッチ８を省略してもよい。
【００２２】
ステータ７は、ポンプインペラ５とタービンランナ６との間の内径側領域に配置されている。ステータ７は、ワンウェイクラッチ７３を介して、ステータシャフト７４に支持されている。ワンウェイクラッチ７３のインナーレース７３ａは、トランスミッションのハウジングに固定されたステータシャフト７４の外周にスプライン嵌合されている。
【００２３】
ステータ７は、円周方向に並べられた複数のステータブレード７２と、各ステータブレード７２の内径端が固定された環状のステータハブ７１と、各ステータブレード７２の外径端が固定された環状のステータフレーム７６とを備える。各ステータブレード７２は、図２（ｂ）に示すように、タービン側（図中上側）からポンプ側（図中下側）へ向けて徐々に薄肉となった翼形状を成している。ステータブレード７２には、流体の流れ方向中間部を凹ませるように滑らかに湾曲した凹曲面７２ａが設けられる。凹曲面７２ａの裏側には、流体の流れ方向中央部付近が膨出するように滑らかに湾曲した凸曲面７２ｂが設けられる。各ステータブレード７２の凹曲面７２ａは、隣接するステータブレード７２の凸曲面７２ｂと対向し、これらの間にオイルが流通する流路Ｆが形成される。
【００２４】
ステータ７の内部には、連通路７５が設けられる。連通路７５の一端は、各ステータブレード７２の凹曲面７２ａに開口し、連通路７５の他端は、ステータフレーム７６の外周面に開口している。これにより、連通路７５を介して、凹曲面７２ａが面する空間（流路Ｆの凹曲面７２ａ付近）と、ステータ７の外径側の空間Ｃ（図１参照）とが連通される。
【００２５】
本実施形態の連通路７５は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、半径方向に延びる第一流路７５ａと、第一流路７５ａから延びる第二流路７５ｂとを有する。第一流路７５ａは、ステータフレーム７６及び各ステータブレード７２に跨って延びる。第一流路７５ａの外径端はステータフレーム７６の外周面に開口し、第一流路７５ａの内径端はステータブレード７２下端付近まで達している。第二流路７５ｂは、第一流路７５ａと交差する方向に延び、図示例では第一流路７５ａと直交する方向に延びる。第二流路７５ｂの一端は第一流路７５ａに連通し、第二流路７５ｂの他端は各ステータブレード７２の凹曲面７２ａに開口している。図示例では、各ステータブレード７２に複数本（例えば三本）の第一流路７５ａが設けられ、各第一流路７５ａから複数本の第二流路７５ｂが延びている。隣接する第一流路７５ａに設けられた第二流路７５ｂは、異なる半径方向位置に設けられている。
【００２６】
エンジンの出力軸９を回転させると、ポンプインペラ５が回転し、これによりコンバータハウジング（インペラシェル５１及びフロントカバー３）の内部に満たされたオイルが外径側に流動する。このオイルが、タービンランナ６に流入してタービンブレード６２にぶつかることにより、タービンランナ６が回転駆動される。そして、タービンランナ６を通過したオイルは、ステータ７により流れ方向が調整された後、再びポンプインペラ５に戻る。このオイルがポンプインペラ５のインペラブレード５２にぶつかることによりポンプインペラ５に回転力が付与され、トルクが増幅される。
【００２７】
トルクコンバータ１の入力側と出力側との速度差が大きい場合（例えば自動車の加速時）、タービンランナ６から排出されたオイルは、回転が規制されたステータ７のステータブレード７２にぶつかり、凹曲面７２ａに沿って流れ方向が変更される｛図２（ｂ）の実線矢印Ａ参照｝。このように、凹曲面７２ａによりオイルの流れ方向を変えることで、ポンプインペラ５に回転力を効率良く付与し、高効率でトルクを増幅することができる。
【００２８】
一方、トルクコンバータ１の入力側と出力側との速度差が小さい場合（例えば自動車が定速で走行している時）、ステータ７がオイルの流動を妨げる事態を防止するため、ステータ７を空転状態とする。そして、タービンランナ６から排出されたオイルは、空転するステータ７の複数のステータブレード７２間の流路を通過する。このようにステータ７を空転させると、オイルの流れ方向は変更されず、ステータブレード７２間の流路を略直線的に通過するため｛図２（ｂ）の点線矢印Ｂ参照｝、凹曲面７２ａが面する空間に負圧が発生する恐れがある。本実施形態では、ステータ７に、凹曲面７２ａとステータ７の外周面とに開口した連通路７５が設けている。これにより、凹曲面７２ａが面する空間に負圧が発生しそうになったら、この空間に連通路７５を介してオイルが供給されるため、上記の空間における負圧の発生を防止できる。特に、ステータ７の外径側には、インペラブレード５２、タービンブレード６２、及びステータブレード７２で囲まれたコア空間Ｃが設けられ、このコア空間Ｃのオイルはトルク伝達にほとんど寄与しない。このようなコア空間Ｃのオイルを、凹曲面７２ａが面する空間に積極的に供給することで、オイルを有効に活用することができる。
【００２９】
本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態について説明するが、上記の実施形態と同様の機能を果たす箇所には同一の符号を付して重複説明は省略する。
【００３０】
連通路７５は、一端が凹曲面７２ａに開口し、他端がステータ７の外周面に開口していれば、その形状は限定されない。例えば図３に示すように、ステータブレード７２の内部に第一流路として、一端がステータフレーム７６の外周面に開口した扁平な空間７５ｃを設け、この空間７５ｃから第二流路７５ｂを延ばしてもよい。
【００３１】
また、上記の実施形態では、連通路７５の他端をステータフレーム７６の表面に開口させた場合を示したが、これに限らず、例えば図４に示すように、連通路７５の他端をステータハブ７１の表面に開口させてもよい。図示例では、連通路７５の他端がステータハブ７１の軸方向両端面に開口している。ステータハブ７１の端面が面する空間に満たされたオイルも、上述のコア空間Ｃに満たされたオイルと同様に、トルク伝達にほとんど寄与しないため、この空間のオイルを凹曲面７２ａが面する空間に供給することで、オイルを有効に活用することができる。
【００３２】
また、上記の実施形態では、連通路７５の他端をトルクコンバータ１の内部の空間に開口させた場合を示したが、これに限らず、連通路７５の他端を、積極的にオイルを供給するオイル供給手段に接続してもよい。例えば、図示は省略するが、連通路７５の他端をステータハブ７１の内周面に開口し、この開口部を、オイル供給手段に接続してもよい。オイル供給手段としては、例えば、トランスミッションに設けられるオイルポンプを利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１     トルクコンバータ
５     ポンプインペラ
６     タービンランナ
７     ステータ
７１   ステータハブ
７２   ステータブレード
７２ａ 凹曲面
７２ｂ 凸曲面
７５   連通路
７５ａ 第一流路
７５ｂ 第二流路
７６   ステータフレーム
【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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