JP2010019355A - Stator of torque converter, and blade of stator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はトルクコンバータのステータ及び該ステータを構成するブレードに関するものである。 The present invention relates to a stator of a torque converter and a blade constituting the stator.
トルクコンバータとは周知の通りエンジンの動力を、作動流体を媒体としてトランスミッションへ伝えることが出来る一種の継手であり、エンジンによって回されるポンプインペラ、そして該ポンプインペラの回転により送り出される作動流体の動きを受けて回るタービンランナ、さらにタービンランナから出た作動流体の向きを変えてポンプインペラへ導くステータから構成されている。 As is well known, a torque converter is a kind of joint that can transmit engine power to a transmission using a working fluid as a medium. A pump impeller that is turned by the engine and a movement of the working fluid that is sent out by the rotation of the pump impeller. The turbine runner that rotates around the turbine runner, and the stator that changes the direction of the working fluid from the turbine runner and guides it to the pump impeller.
そこで、これらポンプインペラ、タービンランナ、及びステータには複数枚のブレードが所定の角度をもって一定間隔で配列されている。トルクコンバータ内に封入されている作動流体は、ポンプインペラからその各ブレードを介して外周方向へ送り出され、トルクコンバータのケース内壁を伝い、タービンランナのブレードに当って該タービンランナをポンプインペラと同方向に回す働きをする。又タービンランナに当たってから送り出される作動流体は、ステータのブレードに当たってポンプインペラの回転を助長するように流れ方向が変えられ、再び内周からポンプインペラに流入する。 Therefore, a plurality of blades are arranged at predetermined intervals at a predetermined angle on the pump impeller, turbine runner, and stator. The working fluid sealed in the torque converter is sent from the pump impeller through the blades in the outer peripheral direction, travels along the inner wall of the case of the torque converter, hits the blade of the turbine runner, and the turbine runner is the same as the pump impeller. It works to turn in the direction. Further, the working fluid sent out after hitting the turbine runner is changed in flow direction so as to encourage rotation of the pump impeller by hitting the blades of the stator, and flows into the pump impeller again from the inner periphery.
図5は従来のトルクコンバータの断面を示している。同図の(イ)はポンプインペラ、(ロ)はタービンランナ、(ハ)はステータ、そして(ニ)はピストンをそれぞれ示し、これらはトルクコンバータ外殻(ホ)内に収容されている。そこでエンジンからの動力を得てフロントカバー(ヘ)が回転し、該フロントカバー(ヘ)と一体となっているポンプインペラ(イ)が回転し、その結果、作動流体を媒介としてタービンランナ(ロ)が回る。 FIG. 5 shows a cross section of a conventional torque converter. In the figure, (a) shows a pump impeller, (b) shows a turbine runner, (c) shows a stator, and (d) shows a piston, which are accommodated in a torque converter outer shell (e). Therefore, the front cover (f) rotates with the power from the engine, and the pump impeller (a) integrated with the front cover (f) rotates. As a result, the turbine runner (rotor ) Turns.
そしてタービンランナ(ロ)のタービンハブ(ト)には軸(図示なし)が嵌って、タービンランナ(ロ)の回転をトランスミッション(図示なし)へ伝達することが出来る。すなわち、トルクコンバータは一種の流体クラッチである為に、ポンプインペラ(イ)の回転速度がある程度高くなるに従ってタービンランナ(ロ)は回り始め、さらに高速になるに従ってタービンランナ(ロ)の速度はポンプインペラ(イ)の回転速度に近づく。しかし作動流体を媒介としているトルクコンバータでは、タービンランナ(ロ)の回転速度はポンプインペラ(イ)と同一速度にはなり得ない。 A shaft (not shown) is fitted to the turbine hub (g) of the turbine runner (b), and the rotation of the turbine runner (b) can be transmitted to a transmission (not shown). That is, since the torque converter is a kind of fluid clutch, the turbine runner (b) starts to rotate as the rotational speed of the pump impeller (b) increases to some extent, and the speed of the turbine runner (b) increases as the speed further increases. It approaches the rotational speed of the impeller (I). However, in the torque converter using the working fluid as a medium, the rotational speed of the turbine runner (b) cannot be the same as that of the pump impeller (b).
そして、トルクコンバータにはステータ(ハ)が備えられていて、タービンランナ(ロ)に当たってから送り出される作動流体は、ポンプインペラ(イ)の回転を助長する方向に流れ方向が変えられる。該ステータ(ハ)はポンプインペラ(イ)とタービンランナ(ロ)との間に配置され、ポンプインペラ(イ)の回転方向にのみ回転するように、該ステータ(ハ)と固定シャフトとの間にはワンウエイクラッチを備えている。 The torque converter is provided with a stator (c), and the flow direction of the working fluid sent out after hitting the turbine runner (b) is changed in a direction that promotes the rotation of the pump impeller (a). The stator (c) is disposed between the pump impeller (b) and the turbine runner (b), and is rotated between the stator (c) and the fixed shaft so as to rotate only in the rotation direction of the pump impeller (b). Has a one-way clutch.
図6は従来のステータ(ハ)の外観を表している。該ステータ(ハ)はキャスティングされ、ボディ(チ)、コア(リ)、及び複数枚のブレード(ヌ)、(ヌ)・・・で構成している。上記ブレード(ヌ)、(ヌ)・・・はタービンランナ(ロ)から流れ出る作動流体を受けて回転し、ポンプインペラ(イ)へその回転を助長するように送り出すことが出来る。 FIG. 6 shows the appearance of a conventional stator (c). The stator (c) is cast and is composed of a body (h), a core (re), and a plurality of blades (nu), (nu). The blades (nu), (nu),... Receive the working fluid flowing out from the turbine runner (b), rotate, and can be sent to the pump impeller (a) to facilitate the rotation.
ところで、従来のステータ(ハ)のブレード(ヌ)は一定厚さと成っているが、タービンランナ(ロ)からの作動流体を受けることで回転し、ポンプインペラ側へ効率良く送り出す為には、飛行機の翼断面のごとく流入側の板厚断面を大きくし、全体を湾曲すると共に流出側では渦が発生しないように板厚断面を薄くして、ブレード(ヌ)の両面側での作動流体の流れを違わせる方が良い。 By the way, although the blade (nu) of the conventional stator (c) has a constant thickness, in order to rotate by receiving the working fluid from the turbine runner (b) and efficiently send it to the pump impeller side, an airplane Increase the plate thickness cross section on the inflow side like the blade cross section of the blade, make the entire section curved and reduce the plate thickness cross section so that no vortex is generated on the outflow side, and the flow of working fluid on both sides of the blade (nu) It is better to make a difference.
しかし、ブレード(ヌ)を飛行機の翼のような断面を形状とすれば、ブレード(ヌ)の重量は重くなり、多数枚のブレード(ヌ)、(ヌ)・・・を備えるステータ(ハ)は非常に重くなり、その結果、タービンランナ(ロ)から送り出される作動流体がブレード(ヌ)、(ヌ)・・・に当っても該ステータ(ハ)は即座に回転することが出来なくなる。このことは、トルクコンバータの性能低下を招き、結果的にエンジンの動力伝達の低下をもたらしめる。 However, if the blade (nu) is shaped like a wing of an airplane, the weight of the blade (nu) will be heavy, and the stator (c) with a large number of blades (nu), (nu). As a result, even if the working fluid delivered from the turbine runner (b) hits the blades (nu), (nu)..., The stator (c) cannot immediately rotate. This leads to a decrease in performance of the torque converter, and as a result, a decrease in engine power transmission.
米国特許第US2007/0140841A1に係るブレードは、本体12の一方側に第1端部(エンド部分14)を有し、他方側に第2端部(エンド部分16)を有した形状であり、第1端部はステータハウジングに係合する形態とし、第2端部はステータコアリングに係合する形態としている。
すなわち、ブレードの形状、ブレードの加工手段は特に限定せず、ステータハウジングとステータコアリングに係合する第1端部と第2端部を備えたことに特徴がある内容としている。
The blade according to US Patent No. US2007 / 0140841A1 has a shape having a first end (end portion 14) on one side of the
That is, the shape of the blade and the processing means of the blade are not particularly limited, and are characterized by having a first end and a second end that engage with the stator housing and the stator core ring.
米国特許第US2007/0224042A1に係るブレードは、ステータハウジングとコアリングに接続する第1のブレードセグメントと第2のブレードセグメントを有し、第1のブレードセグメントと第2のブレードセグメントは別々に形成している。すなわち、ブレードは第1ブレードセグメントと第2ブレードセグメントの2ピース構造にて構成している。
これら米国特許のステータブレードの場合、該ブレードは独立した部品として製作しているが、ブレード厚さは均一である。
In these U.S. patented stator blades, the blades are manufactured as separate parts, but the blade thickness is uniform.
このように従来のトルクコンバータのステータには上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、断面厚さに変化を持たせた立体的形状にすると共に、その重量を抑制したステータのブレード及び該ブレードを備えたステータを提供する。 As described above, the conventional torque converter stator has the above-mentioned problems. The problems to be solved by the present invention are these problems, and provide a stator blade having a three-dimensional shape with a change in cross-sectional thickness and a reduced weight, and a stator including the blade.
本発明に係るステータはボディ部とコア部及び複数枚のブレードで構成され、その基本的な構造は従来と同じである。しかし、本発明では該ステータ全体をキャスティングすることなく、上記ボディ部、コア部、及びブレードは夫々独立した部品として構成している。時にはコア部を設けない場合、又コア部をブレード外周に一体的に形成する場合もある。しかも、該ブレードは中実体でなく中空体と成っている。 The stator according to the present invention includes a body portion, a core portion, and a plurality of blades, and the basic structure thereof is the same as that of the prior art. However, in the present invention, the body part, the core part, and the blade are configured as independent parts without casting the entire stator. Sometimes the core part is not provided, or the core part may be integrally formed on the outer periphery of the blade. Moreover, the blade is not a solid body but a hollow body.
そこで、ブレード断面は飛行機の翼形に類似した形状で立体的な断面を成し、作動流体が流入する入口側では厚く、流出側では薄く成っていて、全体は湾曲した断面形状である。そして、本発明のブレードは表側面と裏側面を別々に製作し、ボディ部に取付けることで組み合わされる構造とし、隣り合うブレードの表側面と裏側面が一体的に成形される。すなわち、表側面と裏側面は連結片にて繋がれて一対のブレード片を構成している。ブレード片は薄い板材を打抜き・曲げ成形して製作され、又はアルミダイキャストや樹脂をモールディングして成形される。 Therefore, the blade cross section has a three-dimensional cross section similar to the shape of an airplane wing, and is thick on the inlet side into which the working fluid flows and thin on the outflow side, and has a curved cross section as a whole. The blade of the present invention has a structure in which the front side surface and the back side surface are separately manufactured and attached to the body portion, and the front side surface and the back side surface of the adjacent blades are integrally formed. That is, the front side surface and the back side surface are connected by a connecting piece to constitute a pair of blade pieces. The blade piece is manufactured by punching and bending a thin plate material, or formed by molding an aluminum die cast or resin.
この一対のブレード片をボディ部外周に取付けることで、隣り合う一対のブレード片の表側面と他方のブレード片の裏側面が組み合わされて1枚のブレードが構成される。ここで、表側面と裏側面を繋ぐ連結片を外周側に設ける場合、又は内周側に設ける場合、さらには内周側と外周側に設ける場合がある。ボディ部外周には軸穴が設けられ、一対のブレード片の内周側に設けた軸部が嵌って取付けられる。 By attaching the pair of blade pieces to the outer periphery of the body portion, the front side surface of the pair of adjacent blade pieces and the back side surface of the other blade piece are combined to form one blade. Here, when the connecting piece that connects the front side surface and the back side surface is provided on the outer peripheral side, or when provided on the inner peripheral side, it may be further provided on the inner peripheral side and the outer peripheral side. A shaft hole is provided on the outer periphery of the body portion, and a shaft portion provided on the inner peripheral side of the pair of blade pieces is fitted and attached.
そして、外周側に連結片を設けた場合には、該連結片はコア部を構成することになる。外周に連結片を有さない場合には、金属製バンドで各ブレード外周が締結されてコア部を構成するが、外周側に連結片を設けた場合にも、金属バンドで各ブレード外周を締結することも可能である。勿論、表側面と裏側面の内周側にのみ連結片を設け、ブレード外周を金属製バンドで締結することなく内周側連結片に軸部を突出してボディ部外周の軸穴に嵌めて取付けることも出来る。 And when a connection piece is provided in the outer peripheral side, this connection piece will comprise a core part. When there is no connecting piece on the outer periphery, the outer periphery of each blade is fastened with a metal band to form the core part, but even when a connecting piece is provided on the outer peripheral side, the outer periphery of each blade is fastened with a metal band. It is also possible to do. Of course, connecting pieces are provided only on the inner peripheral side of the front and back side surfaces, and the shaft part protrudes from the inner peripheral side connecting piece and is fitted into the shaft hole on the outer periphery of the body part without fastening the outer periphery of the blade with a metal band. You can also
本発明のステータは一般的にボディ部、コア部、ブレードの3分割構造としている。その為に、ボディ部、コア部、及びブレードに適した材質で構成することが可能となる。時にはコア部を有しない場合もあるが、ブレード内部は空間を有す中空体として成形されるために、その重量は軽くなり、数多くの中空ブレードを備えたステータは軽量化され、タービンランナから流れ出る作動流体に対して迅速に反応して回転することが出来る。その結果、トルクコンバータの性能は良くなり、ひいてはエンジンの動力伝達効率が向上し、車両の燃費性能も向上する。 The stator of the present invention generally has a three-part structure of a body part, a core part, and a blade. Therefore, it becomes possible to comprise with a material suitable for a body part, a core part, and a braid | blade. Sometimes the core does not have a core, but the inside of the blade is molded as a hollow body with a space, so its weight is reduced and the stator with many hollow blades is lightened and flows out of the turbine runner It can react quickly to the working fluid and rotate. As a result, the performance of the torque converter is improved, and consequently the power transmission efficiency of the engine is improved, and the fuel consumption performance of the vehicle is also improved.
ところで、本発明のブレードは表側面と裏側面を連結片にて繋いだ一対のブレード片の組合せとして構成し、この一対のブレード片に設けた軸部がボディ部外周の軸穴に嵌って取付けられる。そして、隣り合う一方のブレード片の表側面と他方のブレード片の裏側面が組み合わされて1枚のブレードが構成されるが、所定の間隔をおいて両側に設けている表側面と裏側面を有す一対のブレード片はボディ部外周に取付け易く、組み合わされて構成される各ブレードの向きはバラ付くことなく一定方向となる。 By the way, the blade of the present invention is configured as a combination of a pair of blade pieces in which the front side surface and the back side surface are connected by a connecting piece, and the shaft portion provided on the pair of blade pieces is fitted into the shaft hole on the outer periphery of the body portion. It is done. The front side surface of one adjacent blade piece and the back side surface of the other blade piece are combined to form one blade, and the front side surface and the back side surface provided on both sides at a predetermined interval are formed. The pair of blade pieces is easy to attach to the outer periphery of the body portion, and the directions of the blades configured in combination are constant without any variation.
ところで、連結片を外周に設けるならば、該連結片はコア部となり、一対のブレード片が取付けられて構成される各ブレード外周を拘束する為に金属製バンドを巻いて締結するコア部を設ける必要がない。そして、飛行機の翼断面に類似した中空形ブレードは従来の一定厚さのブレードに比較して作動流体の流れは良好となり、該ステータの性能は向上し、ひいてはエンジンの動力伝達効率が良くなり、車両の燃費性能も向上する。 By the way, if the connecting piece is provided on the outer periphery, the connecting piece serves as a core portion, and a core portion is provided for winding and fastening a metal band to constrain the outer periphery of each blade constituted by a pair of blade pieces. There is no need. And the hollow blade similar to the plane of the wing of an airplane has a better flow of working fluid than the conventional constant thickness blade, the performance of the stator is improved, and the power transmission efficiency of the engine is improved. The fuel efficiency of the vehicle is also improved.
図1は本発明に係るステータ1の外観を示す実施例であり、同図の2はボディ部、3はコア部、4はブレードを夫々表している。このステータ1は上記ボディ部2、コア部3、及びブレード4の3分割構造とし、従来のようにキャスティングにて一体鋳造されたものではない。複数枚のブレード4,4・・・は放射状に配列され、該ボディ部2とコア部3の間に取付けられている。
FIG. 1 is an embodiment showing the appearance of a stator 1 according to the present invention, in which 2 denotes a body portion, 3 denotes a core portion, and 4 denotes a blade. The stator 1 has a three-part structure of the
上記ボディ部2にはワンウエイクラッチ(図示なし)が備わり、その為にブレード4,4・・・は一方向にのみ回転し、タービンランナから流れ出る作動流体をポンプインペラ側へ送り出すことが出来る。すなわち、ステータ1としての基本的な構造、及び動作は従来のステータと同じであり、タービンランナから流れ出る作動流体はステータ1のブレード4,4・・・に当たってポンプインペラの回転を助長するように流れ方向が変えられ、再び内周からポンプインペラに流入するように動作する。
The
ところで、本発明のステータを構成する上記ブレード4は内部に空間を有す中空体として構成され、しかも、1枚のブレード4は隣り合う表側面と裏側面とが互いに組み合わされて構成している。すなわち、表側面5と裏側面6とは連結片7にて繋がれて一対のブレード片を構成し、このブレード片がボディ部2の外周に取付けられる。ブレード片を構成している表側面5は隣のブレード片を構成している裏側面と組み合わされて1枚のブレード4となる。
By the way, the
このように複数のブレード片をボディ部外周に取付けることで、図1に示すステータ1が構成される。ところで、一対のブレード片は連結片を介して一方側に表側面5を有し、他方側には裏側面6を有していて、該表側面5の内周側に表軸片を、裏側面5の内周側には裏軸片を有している。従って、表軸片及び裏軸片はボディ部外周に形成している軸穴に嵌って取付けることが出来る。
Thus, the stator 1 shown in FIG. 1 is comprised by attaching a several blade piece to a body part outer periphery. By the way, the pair of blade pieces has a
図2は本発明に係るブレードを構成する一対のブレード片8を示し、(a)は斜視図、(b)は正面図、(c)側面図、(d)底面図をそれぞれ表している。同図の5は表側面、6は裏側面、7は連結片を表し、全体形状は概略コ形を成している。ここで、表側面5及び裏側面6は滑らかに湾曲し、表側面5の先端には表軸片9が延び、裏側面6の先端には裏軸片10が延びている。ただし、上記表側面5と裏側面6の湾曲形状は異なっている。
FIG. 2 shows a pair of blade pieces 8 constituting a blade according to the present invention, where (a) is a perspective view, (b) is a front view, (c) a side view, and (d) a bottom view. In the figure, 5 represents a front side surface, 6 represents a back side surface, 7 represents a connecting piece, and the overall shape is substantially U-shaped. Here, the
ところで、該ブレード片8はボディ部2の外周に取付けられるが、表軸片9及び裏軸片10がボディ部2の外周に設けた軸穴13,13に嵌められる。図3にはこのブレード片8がボディ部2の外周に取付けられた場合を示しているように、表軸片9と裏軸片10とはそれぞれ別の軸穴13,13に嵌り、表側面5及び裏側面6は放射状に配置される。
By the way, the blade piece 8 is attached to the outer periphery of the
ここで、上記表軸片9及び裏軸片10は図2(d)に示すように半円弧で形成されている為に、表軸片9が嵌った軸穴13には隣り合うブレード片8の裏軸片10が嵌り、同じく裏軸片10が嵌った軸穴13には隣り合うブレード片8の表軸片9が嵌ることが出来る。そして、隣り合うブレード片8、8の裏側面6は表側面5と組み合わされて1枚のブレード4が構成され、同じく隣り合うブレード片8、8の表側面5は裏側面6と組み合わされて1枚のブレード4が構成される。
Here, since the front shaft piece 9 and the
図3は1個のブレード片8をボディ部外周に取付けた場合であるが、等間隔で設けた軸穴13,13・・・にブレード片8,8・・・の表軸片9,9・・・、及び裏軸片10,10・・・を嵌めることで図1に示すステータ1を構成することが出来る。そして、表側面5と裏側面6を繋ぐ連結片7はステータ1のコア部3を構成する。
FIG. 3 shows a case where one blade piece 8 is attached to the outer periphery of the body portion, but the front shaft pieces 9, 9 of the blade pieces 8, 8... Are inserted into the shaft holes 13, 13. .. And the
図4はブレード片8を示す他の実施例であり、(a)は斜視図、(b)正面図、(c)は側面図、(d)は底面図を夫々表している。同図の5は表側面、6は裏側面、11が外周側連結片、12は内周側連結片を夫々示している。そして、内周側連結片12には軸部14が突出して設けられていて、この軸部14はボディ部外周の軸穴13に嵌って取付けられる。従って、表側面5及び裏側面6は放射状に延び、隣りの軸穴13にも同じようにブレード片8が取付けられる。
FIG. 4 shows another embodiment showing the blade piece 8, where (a) is a perspective view, (b) a front view, (c) a side view, and (d) a bottom view. In the figure, 5 is a front side surface, 6 is a back side surface, 11 is an outer peripheral side connecting piece, and 12 is an inner peripheral side connecting piece. And the
各ブレード片8,8・・・はその軸部14,14・・・がボディ部外周の軸穴13,13・・・に嵌ることで等間隔で配列されるが、一方のブレード片8に形成している表側面5と隣り合う他方のブレード片8に形成される裏側面6とが互いに組み合わされて1枚のブレード4を構成する。同じく、一方のブレード片8に形成している裏側面6と隣り合う他方のブレード片8に形成される表側面5とが互いに組み合わされて1枚のブレード4を構成する。
Each of the blade pieces 8, 8... Is arranged at equal intervals by fitting the
このように、各ブレード片8,8・・・の表側面5,5・・・及び裏側面6,6・・・は隣り合うブレード片8,8・・・の裏側面6,6・・・と表側面5,5・・・との組合せによって、各ブレード4,4・・・が構成され、各ブレード4,4・・・は放射状に配列される。ここで、表側面5と裏側面6との接合部は必要に応じてロウ付けして固定され、又軸穴13に嵌った軸部14も外れないようにロウ付けすることが出来る。
In this way, the front side surfaces 5, 5... And the back side surfaces 6, 6... Of the blade pieces 8, 8. .. And the front side surfaces 5, 5... Constitute each
表側面5と裏側面6とが組み合わされて作られるブレード4は飛行機の翼に類似した断面形状となり、内部には空間15を有し、流入側は厚く流出側は薄くなっていて、該ブレード4に当った作動流体の流れが良好となる。すなわち、一定厚のブレードでは作動流体の流れは等しくなるが、翼形断面とすることで表側面5と裏側面6とでは作動流体の流れが違ってくる。従って、ステータの回転によりタービンランナから流れ出る作動流体を効率よくポンプインペラへ送り出すことが出来、トルクコンバータの性能が向上し、ひいてはエンジンの動力伝達効率を高めることが出来、車両の燃費性能も良くなる。
The
前記図2、図4のブレード片8は外周側に連結片7,11を有しているが、内周側にのみ連結片を設けて外周側に連結片を設けないこともある。そして、この場合に金属製バンドによって各ブレード外周に巻き付けて締付けたコア部3を取付けることも可能である。一方、外周に連結片11を設けないで、しかも金属製バンドを締結しない場合もあり、内周側連結片12には軸部14を突出し、この軸部14をボディ部外周に設けた軸穴13に嵌めて取付け、ロウ付け、溶接などによって固定される。
The blade piece 8 of FIGS. 2 and 4 has the connecting
1 ステータ
2 ボディ部
3 コア部
4 ブレード
5 表側面
6 裏側面
7 連結片
8 ブレード片
9 表軸片
10 裏軸片
11 外周側連結片
12 内周側連結片
13 軸穴
14 軸部
15 空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
10 Back shaft piece
11 Outer side connecting piece
12 Inner peripheral connecting piece
13 Shaft hole
14 Shaft
15 space
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