JP2010127433A - トルクコンバータ - Google Patents
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Abstract
【課題】ステータブレーキを備えたトルクコンバータにおいて、アイドル回転時における容量係数をより小さくできるようにして、燃費を向上する。
【解決手段】このトルクコンバータは、フロントカバー4と、インペラー5と、タービン6と、ステータ7と、ステータブレーキ8と、を備えている。ステータ7は、回転方向に並べて配置された複数の第1ステータブレード31aと、複数の第1ステータブレード31aの間に配置され第1ステータブレード31aの軸方向長さより短い複数の第2ステータブレード31bと、を有している。
【選択図】図2
【解決手段】このトルクコンバータは、フロントカバー4と、インペラー5と、タービン6と、ステータ7と、ステータブレーキ8と、を備えている。ステータ7は、回転方向に並べて配置された複数の第1ステータブレード31aと、複数の第1ステータブレード31aの間に配置され第1ステータブレード31aの軸方向長さより短い複数の第2ステータブレード31bと、を有している。
【選択図】図2
Description
本発明は、トルクコンバータ、特に、ステータの内周部にステータブレーキが設けられたトルクコンバータに関する。
トルクコンバータは、インペラー、タービン及びステータからなる3種の羽根車を有し、これらによって形成されるトーラス内部の流体により動力を伝達する装置である。インペラーは、エンジンから動力が入力されるフロントカバーとともに、内部に作動油が充填された流体室を形成している。また、タービンは流体室内でインペラーに軸方向に対向して配置されている。このタービンを構成するタービンハブは、トランスミッションの入力シャフトに連結されている。ステータは、タービンからインペラーに戻る作動油の流れを整流するものであり、インペラーの内周部とタービン内周部との間に配置されている。また、ステータは、ワンウェイクラッチを介して固定ハウジング等に連結されている。
ここで、ステータに装着された従来のワンウェイクラッチに代えて、ステータの回転を制動するためのブレーキを備えたトルクコンバータが提供されている(特許文献1参照)。この特許文献1に示されたトルクコンバータでは、ステータの内周側にステータブレーキが設けられるとともに、フロントカバーとタービンとの間にロックアップクラッチが設けられている。そして、ロックアップクラッチ及びステータブレーキは、ロックアップクラッチをオン(ロック)するための作動油の圧力と、ロックアップクラッチをオフ(ロック解除)するための作動油の圧力との差圧に応じて、フロントカバー及びインペラーとステータとの係合力を変化させるようにしている。
特開2006―300099号公報
特許文献1に記載されたトルクコンバータでは、ステータブレーキをオンすることによってステータを固定でき、トルクコンバータの容量係数を小さくできる。逆に、ステータブレーキをオフすることによってステータを自由状態にすることができ、トルクコンバータの容量係数を大きくすることができる。
ここで、容量係数が大きいということは、トルクコンバータの入力軸回転数(すなわちエンジン回転数)が同一でもエンジン負荷が大きいことを意味する。このため、車両の停止時にエンジンがアイドリング回転している際にはステータブレーキをオンして容量係数を小さくし、走行し始めたときにはステータブレーキをオフして容量係数を大きくすることにより、燃費を向上させつつ快適な走行を行うことができる。
前述のように、容量係数が小さいほどエンジン負荷が小さくなるので、車両の走行停止時におけるアイドリング回転時においては、燃費を低減するために容量係数が小さいほど望ましい。容量係数を小さくするためには、ステータブレードの出口角度をより大きくすれば良いが、出口角度を大きくしすぎるとブレードの出口部分で作動油の剥離が生じる。したがって、容量係数をステータブレードの出口角度によって調整するにも限界がある。
本発明の課題は、ステータブレーキを備えたトルクコンバータにおいて、アイドル回転時における容量係数をより小さくでき、燃費を向上することにある。
請求項1に係るトルクコンバータは、エンジンからのトルクを流体によってトランスミッションの入力シャフトに伝達するものであり、フロントカバーと、インぺラーと、タービンと、ステータと、ステータブレーキと、を備えている。フロントカバーはエンジンからのトルクが入力される。インペラーは、フロントカバーに接続され、フロントカバーとともに流体室を構成する。タービンは、インペラーに対向して配置され、トランスミッションにトルクを出力可能である。ステータは、インペラーとタービンの内周部間に配置され、タービンからインペラーに流れる流体の流れを整流する。ステータブレーキはステータの回転を制動する。そして、ステータは、回転方向に並べて配置された複数の第1ステータブレードと、複数の第1ステータブレードの間に配置され第1ステータブレードの軸方向長さより短い複数の第2ステータブレードと、を有している。
このトルクコンバータでは、フロントカバー及びインペラーに入力された動力は、流体を介してタービンに伝達され、トランスミッションに伝達される。また、流体はインペラーからタービンに流入し、さらにステータを介してインペラーに戻される。また、ステータはステータブレーキによって回転が制動され、これによりトルクコンバータの容量が制御される。
ここで、ステータは、複数の第1ステータブレードと、この第1ステータブレードよりも軸方向長さが短い複数の第2ステータブレードによって構成されている。このため、すべてのステータブレードが第1ステータブレードによって構成されている場合に比較して、容量係数をより小さくすることができる。したがって、走行停止時のアイドリング回転時において、ステータブレーキをオンすることにより、従来のトルクコンバータに比較して容量係数がより小さくなり、燃費を低減することができる。
請求項2に係るトルクコンバータは、請求項1のトルクコンバータにおいて、第2ステータブレードはステータの出口側に偏倚して設けられている。
ここでは、第2ステータブレードはステータの入り口側ではなく出口側に設けられているので、容量係数をより小さくすることができる。
請求項3に係るトルクコンバータは、請求項1のトルクコンバータにおいて、第2ステータブレードは、ステータの軸方向中間部からステータ出口部にかけて配置されている。
この場合は、軸方向長さが短い第2ステータブレードが軸方向中間部からステータ出口部にかけて配置されているので、前記同様に、容量係数をより小さくすることができる。
請求項4に係るトルクコンバータは、請求項1から3のいずれかのトルクコンバータにおいて、第2ステータブレードの出口角度は第1ステータブレードの出口角度以上である。なお、「出口角度」については後述する。
ここでは、第2ステータブレードの出口角度がより大きく設定されているので、容量係数をより小さくすることができる。
請求項5に係るトルクコンバータは、請求項1から4のいずれかのトルクコンバータにおいて、第1ステータブレードと第2ステータブレードとは、回転軸に沿った方向視で重ならないように配置されている。
一般的に、ステータはアルミニウム合金等の鋳造によって製造される。この場合、軸方向に型割できるようにしておくと、製造が容易になる。そこで、ここでは、第1ステータブレードと第2ステータブレードとは、回転軸に沿った方向視で重ならないように配置されており、このため軸方向に沿って2つの型を割り、型抜きすることができ、製造が容易になる。
本発明によれば、ステータブレーキをオンしてステータを固定した場合に、速度比の低い領域で容量係数をより小さくすることができる。このため、走行停止時のアイドリング回転時における燃費を低減することができる。
[トルクコンバータの全体構成]
図1は本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータ1の縦断面図である。トルクコンバータ1は、エンジンのクランクシャフトからトランスミッションの入力シャフト2にトルクを伝達するための装置である。図1の左側に図示しないエンジンが配置され、図1の右側に図示しないトランスミッションが配置されている。図1に示すO−Oがトルクコンバータ1の回転軸である。
図1は本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータ1の縦断面図である。トルクコンバータ1は、エンジンのクランクシャフトからトランスミッションの入力シャフト2にトルクを伝達するための装置である。図1の左側に図示しないエンジンが配置され、図1の右側に図示しないトランスミッションが配置されている。図1に示すO−Oがトルクコンバータ1の回転軸である。
トルクコンバータ1は、主に、フロントカバー4と、3種の羽根車(インペラー5,タービン6及びステータ7)と、ステータブレーキ8と、ロックアップクラッチ10と、を備えている。
[フロントカバー]
フロントカバー4は、円板状の部材であって、内周端にはセンターボス14が溶接により固定されている。センターボス14は、軸方向に延びる円筒形状の部材であり、クランクシャフト(図示せず)の中心孔内に挿入されるものである。
フロントカバー4は、円板状の部材であって、内周端にはセンターボス14が溶接により固定されている。センターボス14は、軸方向に延びる円筒形状の部材であり、クランクシャフト(図示せず)の中心孔内に挿入されるものである。
なお、図示していないが、フロントカバー4はフレキシブルプレートを介してエンジンのクランクシャフトに連結されるようになっている。すなわち、フロントカバー4の外周側かつエンジン側の面には、円周方向に等間隔で複数のナット15が固定されており、このナット15に螺合するボルトがフレキシブルプレートの外周部をフロントカバー4に固定している。
フロントカバー4の外周部には、軸方向トランスミッション側に延びる外周側筒状部4aが形成されている。この外周側筒状部4aの先端にインペラー5が溶接によって固定されている。この結果、フロントカバー4とインペラー5とによって、内部に作動油が充填される流体室が形成されている。
[インペラー]
インペラー5は、主に、インペラーシェル18と、その内側に固定された複数のインペラーブレード19と、インペラーシェル18の内周部に固定されたインペラーハブ20と、から構成されている。そして、インペラーシェル18の外周側先端部が、前述のように、フロントカバー4に溶接されている。また、インペラーハブ20の内周部には、トランスミッション側に延びる筒状部20aが形成されている。
インペラー5は、主に、インペラーシェル18と、その内側に固定された複数のインペラーブレード19と、インペラーシェル18の内周部に固定されたインペラーハブ20と、から構成されている。そして、インペラーシェル18の外周側先端部が、前述のように、フロントカバー4に溶接されている。また、インペラーハブ20の内周部には、トランスミッション側に延びる筒状部20aが形成されている。
[タービン]
タービン6は流体室内でインペラー5に対して軸方向に対向して配置されている。タービン6は、主に、タービンシェル22と、そのインペラー側の面に固定された複数のタービンブレード23と、タービンシェル22の内周縁に固定されたタービンハブ24と、から構成されている。タービンシェル22とタービンハブ24とは複数のリベット(図示せず)によって固定されている。
タービン6は流体室内でインペラー5に対して軸方向に対向して配置されている。タービン6は、主に、タービンシェル22と、そのインペラー側の面に固定された複数のタービンブレード23と、タービンシェル22の内周縁に固定されたタービンハブ24と、から構成されている。タービンシェル22とタービンハブ24とは複数のリベット(図示せず)によって固定されている。
タービンハブ24は、タービンシェル22の内周部が固定された円板状のフランジ部24aと、フランジ部24aの外周部において軸方向エンジン側に延びて形成された外筒状部24bと、フランジ部24aの内周部において軸方向に延びて形成された内筒状部24cと、を有している。また、内筒状部24cの内周部にはスプライン孔が形成されており、トランスミッションの入力シャフト2の先端に形成されたスプライン軸と噛み合っている。なお、タービンハブ24の内筒状部24cの先端とフロントカバー4との間には、両者を相対回転自在に支持するためのスラストワッシャ25が配置されている。
[ステータ]
ステータ7は、インペラー5の内周部とタービン6の内周部との間に配置され、タービン6からインペラー5に戻る作動油の流れを整流するための機構である。ステータ7は樹脂やアルミ合金等で鋳造により一体に形成されており、主に、環状のステータシェル30と、ステータシェル30の外周面に設けられた複数のステータブレード31と、を有している。ステータシェル30は、ステータブレーキ8を介して筒状の固定シャフト33に支持されている。
ステータ7は、インペラー5の内周部とタービン6の内周部との間に配置され、タービン6からインペラー5に戻る作動油の流れを整流するための機構である。ステータ7は樹脂やアルミ合金等で鋳造により一体に形成されており、主に、環状のステータシェル30と、ステータシェル30の外周面に設けられた複数のステータブレード31と、を有している。ステータシェル30は、ステータブレーキ8を介して筒状の固定シャフト33に支持されている。
次に、ステータブレード31について詳細に説明する。ステータブレード31は、図2に展開して示すように、第1ステータブレード31aと、第2ステータブレード31bと、を有している。図2において(a)に示すブレードが本実施形態におけるステータブレードであり、同図(b)に示すブレードが従来のステータブレードである。図2に示す「R」はステータ7の回転方向を示している。
第1ステータブレード31aは、形状については従来のステータブレード31’と同様である。また、第2ステータブレード31bは、図2(a)から明らかなように、軸方向長さがステータ7の幅w(第1ステータブレード31aの軸方向長さに等しい)の半分の長さに設定されている。しかも、ステータ7の出口側に偏倚して配置されている。より詳細には、第2ステータブレード31bは第1ステータブレード31aの軸方向中央部から出口端にかけて延びるように配置されている。また、第2ステータブレード31bの出口角度Aは、第1ステータブレード31aの出口角度Bより大きく設定されている。なお、出口角度とは、ステータブレードの肉厚の中心を結ぶ中心線Cの出口側端における接線Tと、回転軸に平行な線Oとがなす角度である。
また、図2の(a)と(b)とを比較して明らかなように、本実施形態のステータブレード31は、従来の3個のステータブレード31’が配置されているスペースに、2つの第1ステータブレード31aと2つの第2ステータブレード31bとが配置されている。このため、トルクコンバータ全体としては、従来のトルクコンバータに比較して容量係数が小さくなっている。また、第1ステータブレード31aと第2ステータブレード31bとは、回転軸に沿った方向視で互いに重ならないように配置されている。このため、ステータ7を鋳造で製造した場合に、軸方向に沿って型抜きをすることができ、製造が容易になる。
また、固定シャフト33は入力シャフト2の外周面とインペラーハブ20の筒状部20aの内周面との間に配置されている。
以上に述べた各羽根車5,6,7の各シェル18,22,30によって、流体室内にトーラス形状の流体作動室が形成されている。
[ステータブレーキ]
ステータブレーキ8は、ステータ7の内周側に配置されており、ステータ7の回転を制動するためのものである。このステータブレーキ8は、油圧作動式のクラッチブレーキであって、図3に詳細に示すように、ブレーキケース(ステータ側部材)35と、ブレーキケース35の内部に配置された多板型のブレーキディスク部36と、ブレーキディスク部36を押圧するピストン37と、ブレーキディスク部36の内周側に配置されて固定シャフト33に連結されたブレーキ固定部材(固定側部材)38と、を有している。
ステータブレーキ8は、ステータ7の内周側に配置されており、ステータ7の回転を制動するためのものである。このステータブレーキ8は、油圧作動式のクラッチブレーキであって、図3に詳細に示すように、ブレーキケース(ステータ側部材)35と、ブレーキケース35の内部に配置された多板型のブレーキディスク部36と、ブレーキディスク部36を押圧するピストン37と、ブレーキディスク部36の内周側に配置されて固定シャフト33に連結されたブレーキ固定部材(固定側部材)38と、を有している。
<ブレーキケース>
ブレーキケース35は、図3に示すように、円板状の縦壁部35aと、縦壁部35aの外周部からトランスミッション側に延びて形成された外筒状部35bと、縦壁部35aの内周部からトランスミッション側に延びて形成された内筒状部35cと、を備えている。縦壁部35aはタービンハブ24のフランジ部24aとほぼ平行に配置されている。
ブレーキケース35は、図3に示すように、円板状の縦壁部35aと、縦壁部35aの外周部からトランスミッション側に延びて形成された外筒状部35bと、縦壁部35aの内周部からトランスミッション側に延びて形成された内筒状部35cと、を備えている。縦壁部35aはタービンハブ24のフランジ部24aとほぼ平行に配置されている。
また、縦壁部35aの外周部とタービンシェル22の内周部との間には第1スラスト軸受40が配置されている。第1スラスト軸受40は、ステータブレーキ8のブレーキケース35をタービンハブ24(タービンシェル22)に対して回転自在に支持するための軸受(摺動部材)である。
外筒状部35bの外周面及び内周面には、それぞれ軸方向に延びる複数の歯35d,35eが形成されており、外周面に形成された歯35dがステータシェル30の内周面に形成された軸方向に延びる複数の歯30aと噛み合っている。また、ステータシェル30の内周面で、歯30aの軸方向の両端部には、1対のスナップリング41,42が装着されている。以上により、ブレーキケース35とステータシェル30とは、相対回転が不能で、かつ軸方向にも相対移動ができないようになっている。
また、外筒状部35bの軸方向先端面とインペラーシェル18との間には、第2スラスト軸受43が配置されている。この第2スラスト軸受43は、ステータブレーキ8のブレーキケース35をインペラーシェル18に対して回転自在に支持するための軸受(摺動部材)である。
内筒状部35cは、タービンハブ24の内筒状部24cの外周部に、軸受44を介して相対回転自在に支持されている。すなわち、ブレーキケース35の内筒状部35cはタービンハブ24の内筒状部24cと軸方向において重なって配置されている。なお、内筒状部35cの軸方向先端部とブレーキ固定部材38との間には、スラストワッシャ45が配置されている。
<ブレーキディスク部>
ブレーキディスク部36は、軸方向に互いに交互に配置されたそれぞれ複数のドリブンプレート48(この例では4枚)及びディスク49(この例では3枚)を有している。
ブレーキディスク部36は、軸方向に互いに交互に配置されたそれぞれ複数のドリブンプレート48(この例では4枚)及びディスク49(この例では3枚)を有している。
ドリブンプレート48は、外周部に複数の歯が形成されたリング状の部材であり、この外周部に形成された歯がブレーキケース35の歯35eに軸方向に移動自在に噛み合っている。なお、4枚のドリブンプレート48のうち、もっともトランスミッション側に配置されているドリブンプレートは他の3枚のドリブンプレートに比較して厚みが厚く形成されており、他の3枚については同じ厚みに形成されている。
また、ディスク49は両面に摩擦部材であるフェーシングが貼付されたリング状の部材である。このディスク49の内周部には、複数の歯が形成されている。
<ピストン>
ピストン37はブレーキディスク部36のドリブンプレート48及びディスク49を互いに押圧するための押圧部37aを外周部に有している。この押圧部37aには複数の溝が半径方向に沿って形成されている。また、ピストン37の内周部には、軸方向においてトランスミッション側に延びる筒状の支持部37bが形成されている。この支持部37bはブレーキケース35の内筒状部35cの外周面に軸方向に移動自在に支持されている。なお、ピストン37とブレーキケース35との間は、ピストンの外周部及びブレーキケース35の内筒状部35cの外周部に設けられた2つのシール部材51,52によりシールされている。
ピストン37はブレーキディスク部36のドリブンプレート48及びディスク49を互いに押圧するための押圧部37aを外周部に有している。この押圧部37aには複数の溝が半径方向に沿って形成されている。また、ピストン37の内周部には、軸方向においてトランスミッション側に延びる筒状の支持部37bが形成されている。この支持部37bはブレーキケース35の内筒状部35cの外周面に軸方向に移動自在に支持されている。なお、ピストン37とブレーキケース35との間は、ピストンの外周部及びブレーキケース35の内筒状部35cの外周部に設けられた2つのシール部材51,52によりシールされている。
<ブレーキ固定部材>
ブレーキ固定部材38は、図3に示すように、円板状の縦壁部38aと、縦壁部38aの外周部から軸方向においてエンジン側に延びる外筒状部38bと、縦壁部38aの内周部から軸方向においてトランスミッション側に延びる内筒状部38cと、を有している。
ブレーキ固定部材38は、図3に示すように、円板状の縦壁部38aと、縦壁部38aの外周部から軸方向においてエンジン側に延びる外筒状部38bと、縦壁部38aの内周部から軸方向においてトランスミッション側に延びる内筒状部38cと、を有している。
外筒状部38bの外周面には軸方向に延びる複数の歯が形成されており、この歯がディスク49の内周部に形成された歯と噛み合っている。また、内筒状部38cの内周面にはスプライン孔が形成されており、このスプライン孔が固定シャフト33の外周面に形成されたスプライン軸に噛み合っている。なお、内筒状部38cはインペラーハブ20の筒状部20aの内周側に配置され、両者は軸方向において重なっている。
さらに、縦壁部38aの外周部とインペラーシェル18との間には、第3スラスト軸受50が配置されている。この第3スラスト軸受50は、回転不能に固定されたブレーキ固定部材38を、回転するインペラーハブ20に対して相対回転自在に支持するための軸受(摺動部材)である。
ここで、第3スラスト軸受50は、第2スラスト軸受43より軸方向においてエンジン側に配置されている。しかも、第3スラスト軸受50は、ステータブレーキ8のブレーキケース35の内方に配置され、ブレーキケース35の外筒状部35bと軸方向において重なっている。
[ロックアップクラッチ]
ロックアップクラッチ10は、フロントカバー4とタービン6との間に配置され、フロントカバー4からタービン6に動力を直接伝達するものである。このロックアップクラッチ10は、図1に示すように、ピストン55と、ピストン55とタービン6との間に配置されたダンパー部56と、を有している。
ロックアップクラッチ10は、フロントカバー4とタービン6との間に配置され、フロントカバー4からタービン6に動力を直接伝達するものである。このロックアップクラッチ10は、図1に示すように、ピストン55と、ピストン55とタービン6との間に配置されたダンパー部56と、を有している。
ピストン55は、フロントカバー4側の面に摩擦部材57が固定されたピストン本体部55aと、外周側に形成された外筒状部55bと、内周側に形成された内筒状部55cと、を有している。そして、内筒状部55cが、タービンハブ24の外筒状部24bに軸方向に移動自在に支持されている。なお、タービンハブ24の外筒状部24bには、ピストン55との間をシールするためのシール部材58が設けられている。
ダンパー部56は、ピストン55の外筒状部55bの内周側に配置されている。このダンパー部56は、ピストン55に固定された入力側部材60と、タービンシェル22に固定された出力側部材61と、入力側部材60と出力側部材61とを弾性的に連結するための複数のトーションスプリング62と、を有している。
[ステータブレーキ作動回路]
ステータブレーキ8を作動させるための回路は、図3に示すように、タービンハブ24の内筒状部24cに形成された貫通孔65と、ブレーキケース35の内筒状部35cに形成された貫通孔66と、によって形成されている。すなわち、ステータブレーキ8をオン(ディスクを押圧)させるために、貫通孔65,66を介してブレーキケース35とピストン37との間に作動油が供給され、またステータブレーキ8をオフ(ディスクの押圧解除)させるために、同じ経路(貫通孔65,66)を介して作動油が排出される。なお、タービンハブ24の内筒状部24cにおいて、貫通孔65の軸方向両側にはシール部材67,68が設けられている。
ステータブレーキ8を作動させるための回路は、図3に示すように、タービンハブ24の内筒状部24cに形成された貫通孔65と、ブレーキケース35の内筒状部35cに形成された貫通孔66と、によって形成されている。すなわち、ステータブレーキ8をオン(ディスクを押圧)させるために、貫通孔65,66を介してブレーキケース35とピストン37との間に作動油が供給され、またステータブレーキ8をオフ(ディスクの押圧解除)させるために、同じ経路(貫通孔65,66)を介して作動油が排出される。なお、タービンハブ24の内筒状部24cにおいて、貫通孔65の軸方向両側にはシール部材67,68が設けられている。
[トルクコンバータの動作]
ロックアップクラッチ10がオフ(ロックアップ解除)されているときには、フロントカバー4とタービン6との間のトルク伝達は、インペラー5とタービン6との間の流体伝達によって行われている。インペラー5がエンジンによって回転させられると、作動油は遠心力によってインペラー5からタービン6へと流れる。インペラー5からタービン6へ流れてきた作動油はタービン6を回転させた後にステータ7を通過する。ステータ7を通過する際には、第1ステータブレード31a及び第2ステータブレード31bに衝突した作動油はブレードによって向きを変えられ、インペラー5へと戻される。
ロックアップクラッチ10がオフ(ロックアップ解除)されているときには、フロントカバー4とタービン6との間のトルク伝達は、インペラー5とタービン6との間の流体伝達によって行われている。インペラー5がエンジンによって回転させられると、作動油は遠心力によってインペラー5からタービン6へと流れる。インペラー5からタービン6へ流れてきた作動油はタービン6を回転させた後にステータ7を通過する。ステータ7を通過する際には、第1ステータブレード31a及び第2ステータブレード31bに衝突した作動油はブレードによって向きを変えられ、インペラー5へと戻される。
ロックアップクラッチ10をオンする場合は、ピストン55とフロントカバー4との間の作動油を排出する。これにより、ピストン55が軸方向においてフロントカバー4側に移動し、ピストン本体55aに固定された摩擦部材57がフロントカバー4に押圧される。
以上のようなロックアップクラッチ10のオンにより、エンジンからフロントカバー4に伝達された動力はロックアップクラッチ10を介してダンパー部56に入力される。そして、動力は、このダンパー部56を介してタービン6に伝達され、さらにタービンハブ24を介してトランスミッションの入力シャフト2に伝達される。このようにして、動力は直接トランスミッション側に伝達される。
ステータブレーキ8は、一般的にエンジンのアイドリング回転時、すなわち停止時においてはオンされている。この場合は、タービンハブ24の貫通孔65及びブレーキケース35の貫通孔66を介してピストン37の背面に作動油が供給される。これにより、ピストン37が軸方向においてトランスミッション側に移動し、ドリブンプレート48及びディスク49が互いに押圧される。これにより、ステータ7は、制動されて、回転不能な状態になっている。ステータ7が制動されている状態では、トルクコンバータの容量係数は比較的小さい値であるので、エンジンの負荷は小さくなる。このため、燃料の消費を抑えることができる。特に本実施形態では、ステータブレード31を、第1ステータブレード31aと、これより軸方向長さが短い第2ステータブレード31bと、によって構成しているので、従来のように、全てのステータブレードが第1ステータブレードによって構成されている場合に比較して、容量係数をより小さくすることができ、燃費をより低減することができる。
一方、車両が走行を始めると、ステータブレーキ8をオン(制動状態)からオフ(制動解除状態)に移行させる。これにより、容量係数は上昇し、走行に十分なトルクコンバータの容量を得ることができる。ステータブレーキ8をオンからオフにする場合は、貫通孔65,66を介して作動油が排出される。
以上の各状態における容量係数の変化を、図4に示す。図4は、横軸に速度比(SPEED RATIO)、横軸にトルク比(TORQUE RATIO)及び容量係数(C FACTOR)をとって、従来のトルクコンバータと本実施形態のトルクコンバータの特性を比較したものである。図4において、特性CF1は従来のステータブレーキ付トルクコンバータにおいてステータブレーキをオンした場合(ステータ固定)の特性であり、特性CF2は本実施形態のようにステータブレーキ付でかつ第1及び第2ステータブレード31a,31bを有しているトルクコンバータにおいてステータブレーキをオンした場合(ステータ固定)の特性を示している。また、特性CF3は従来のステータブレーキ付トルクコンバータにおいてステータブレーキをオフした場合(ステータ自由状態)の特性であり、特性CF4は本実施形態のトルクコンバータにおいてステータブレーキをオフした場合(ステータ自由状態)の特性を示している。したがって、図4の斜線で示した領域が、容量可変範囲である。なお、図中破線で示す特性tはトルク比を表しているが、ここでは詳細の説明を省略する。
このような特性を有するトルクコンバータでは、領域R1(ステータブレーキオン)では、アイドリング状態のストール容量(容量係数)を小さく設定できる。また、領域R2(ステータブレーキオフ)では、登坂停車時のストール容量を大きく設定できる。さらに、矢印R3で示すような制御(ステータブレーキオン→オフ)を実行することにより、発進時容量を走行時間とともに増大でき、加速性の向上及びトルクコンバータのスリップ感の抑制を図ることができる。また、領域R4では、ロックアップトルクを直結する前の容量を大きく設定でき、相対回転数差を抑え、ロックアップ作動の迅速化を図ることができる。
[本実施形態の特徴]
(a) ステータ7は、複数の第1ステータブレード31a及び複数の第2ステータブレード31bによって構成されており、すべてのステータブレードが第1ステータブレードによって構成されている場合に比較して容量係数が小さくなっている。したがって、走行停止時のアイドリング回転時において、ステータブレーキ8をオンすることにより、従来のトルクコンバータに比較して容量係数がより小さくなり、燃費を低減することができる。
(a) ステータ7は、複数の第1ステータブレード31a及び複数の第2ステータブレード31bによって構成されており、すべてのステータブレードが第1ステータブレードによって構成されている場合に比較して容量係数が小さくなっている。したがって、走行停止時のアイドリング回転時において、ステータブレーキ8をオンすることにより、従来のトルクコンバータに比較して容量係数がより小さくなり、燃費を低減することができる。
(b) 第2ステータブレード31bはステータ7の出口側、特に、ステータ7の軸方向中間部からステータ出口端部にかけて配置されているので、容量係数をより小さくすることができる。
(c) 第2ステータブレード31bの出口角度が第1ステータブレード31aの出口角度よりも大きく設定されているので、さらに容量係数をより小さくすることができる。
(d) 第1ステータブレード31aと第2ステータブレード31bとは、回転軸に沿った方向視で重ならないように配置されているので、ステータを鋳造によって製造する際に、型抜きが容易になり、製造が容易になる。
[他の実施形態]
前記実施形態では、複数のディスクによりステータブレーキが構成されている場合を説明したが、単板型のステータブレーキであっても本発明を同様に適用することができる。
前記実施形態では、複数のディスクによりステータブレーキが構成されている場合を説明したが、単板型のステータブレーキであっても本発明を同様に適用することができる。
また、ロックアップクラッチの有無や具体的な構成は前記実施形態に限定されるものではなく、各油供給回路についても前記実施形態に限定されるものではない。
1 トルクコンバータ
2 トランスミッションの入力シャフト
4 フロントカバー
5 インペラー
6 タービン
7 ステータ
8 ステータブレーキ
31 ステータブレード
31a 第1ステータブレード
31b 第2ステータブレード
2 トランスミッションの入力シャフト
4 フロントカバー
5 インペラー
6 タービン
7 ステータ
8 ステータブレーキ
31 ステータブレード
31a 第1ステータブレード
31b 第2ステータブレード
Claims (5)
- エンジンからのトルクを流体によってトランスミッション側に伝達するためのトルクコンバータであって、
前記エンジンからのトルクが入力されるフロントカバーと、
前記フロントカバーに接続され、前記フロントカバーとともに流体室を構成するインペラーと、
前記インペラーに対向して配置され、前記トランスミッションにトルクを出力可能なタービンと、
前記インペラーとタービンの内周部間に配置され、前記タービンから前記インペラーに流れる流体の流れを整流するためのステータと、
前記ステータの回転を制動するためのステータブレーキと、
を備え、
前記ステータは、回転方向に並べて配置された複数の第1ステータブレードと、前記複数の第1ステータブレードの間に配置され前記第1ステータブレードの軸方向長さより短い複数の第2ステータブレードと、を有している、
トルクコンバータ。 - 前記第2ステータブレードは前記ステータの出口側に偏倚して設けられている、請求項1に記載のトルクコンバータ。
- 前記第2ステータブレードは、前記ステータの軸方向中間部からステータ出口部にかけて配置されている、請求項1に記載のトルクコンバータ。
- 前記第2ステータブレードの出口角度は前記第1ステータブレードの出口角度以上である、請求項1から3のいずれかに記載のトルクコンバータ。
- 前記第1ステータブレードと前記第2ステータブレードとは、回転軸に沿った方向視で重ならないように配置されている、請求項1から4のいずれかに記載のトルクコンバータ。
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Applications Claiming Priority (1)
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JP2008304976A JP2010127433A (ja) | 2008-11-28 | 2008-11-28 | トルクコンバータ |
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- 2008-11-28 JP JP2008304976A patent/JP2010127433A/ja active Pending
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