JP2014234832A - トルクコンバータ用ステータホイール - Google Patents

Abstract

【課題】トルクコンバータのコンパクト化を図るのに効果的で流体性能の向上を図ったステータホイールの提供を目的とする。
【解決手段】同心円からなるブレード内径部とブレード外径部との間を複数のブレードで連結してあり、前記複数のブレードは隣り合うブレード間に軸方向平面視で重なり部が形成されるように周廻り方向に離間配置してあることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体を介して動力を伝達するトルクコンバータに用いられるステータホイールに関する。

流体を動力の伝達手段に用いたトルクコンバータにおいては、ポンプインペラとタービンランナとでトーラス（ドーナツ状の円環）を形成し、このトーラス内の内周側にステータホイールが備えられている。
ステータホイールは、ブレードの一部を図２に示したようにポンプインペラとタービンランナの回転数差が大きい低速度比域では、タービンランナからポンプインペラに戻る流体の流れをブレードのプレッシャ面にて矢印で示すように偏向させ、ポンプインペラの回転を阻害しない方向に導くものである。
一方、ポンプインペラとタービンランナの回転数差が小さい高速度比域では、ブレードの上記プレッシャ面とは反対側の面（サクション面）に流れが当たるようになると、このステータホイールが同方向に空転し、流体の流れを妨げないようにするものである。
このようなトルクコンバータは、車両の軽量化，省エネ化のニーズに伴い、よりコンパクトでコンバータ性能の向上が求められている。
このようなニーズに応えるには、ステータホイールのさらなる偏平化及びブレードの流体伝達の効率化が要求される。
しかし、従来のステータホイールは、図３にブレード部を示すように周廻りに複数配置したブレードは隣り合うブレード１１１ａとブレード１１１ｂとの間に軸方向平面視（図３では上下方向）で隙間ｄを有していた。
これは、ステータホイールを鋳造で製造する場合に固定型と可動型との型身切り寸法を確保するためである。
特許文献１には、この型身切り寸法を確保しつつ、ブレードの尾部の内輪側に平面部を形成することで、金型の強度向上を図った技術を開示する。
しかし、これではやはり図３に示した隙間ｄの部分で流体性能が低下する問題が残る。
また、特許文献２には、外径部と内径部との間を連結した第１ステータブレードとこの第１ステータブレードの間に外径部のみ連結させた第２ステータブレードを分けて設けたステータホイールを開示する。
この場合には、第２ステータブレードの内径部側に隙間ができるのみならず、同公報図２〜５に示すように軸方向の平面視で隣り合うブレード間にも隙間が存在するので、同様の問題がある。

特開２００３−３３６７２０号公報 特開２００９−２４８１５号公報

本発明は、トルクコンバータのコンパクト化を図るのに効果的で流体性能の向上を図ったステータホイールの提供を目的とする。

本発明に係るトルクコンバータ用ステータホイールは、同心円からなるブレード内径部とブレード外径部との間を複数のブレードで連結してあり、前記複数のブレードは隣り合うブレード間に軸方向平面視で重なり部が形成されるように周廻り方向に離間配置してあることを特徴とする。
ここで、軸方向平面視で重なり部が形成されるとは、図１にて説明すると略ドーナツ円盤状のステータホイール１０は、トーラスの軸方向に沿って軸孔部２３が形成されており、この軸方向にステータホイールのブレード部を見た状態で図１（ｃ）に示すように隣り合うブレード１１ａと１１ｂとの間に重なり部Ｌ_０が形成されることを意味し、ブレード１１ａと１１ｂとの間に流体の流れ空間を形成しつつ、平面視で見ると一部が重なって見えることをいう。
従来のブレード間には、図３に示すように軸方向に平面視で隙間ｄが見えることに対して表現したものであって、ブレード同士が直接重なっているものではない。
この点において、隣り合うブレード同士を寸法Ｌ_０だけオフセット配置したと表現することができる。
また、ブレードは断面形状が翼状の流線形であり、軸廻り水平方向に対して所定の傾斜角を形成するように等間隔に配置してあり、隣り合うブレードのうち一方のブレードの頭部と他方のブレードの尾部とに軸方向平面視で重なり部が形成されているのが好ましい。

本発明に係るステータホイールは、隣り合うブレードをオフセット配置したので従来の隙間ｄを有するブレード配置と比較して、各ブレードによる流体性能を確保しつつブレードの枚数を多くすることができるので、ステータホイールとしての流体性能が向上する。
また、ステータホイールの性能が向上したことにより、トーラスの省スペース化が可能になり、トルクコンバータの軽量化にも寄与できる。
隣り合うブレードは軸方向平面視で重なり部が形成されるように、それぞれのブレードを斜めに傾斜させて配置したので、ブレードの水平方向の幅寸法を大きくとることができ、その厚み，弦長も大きくとることができる。
よって、ブレードの断面設計の自由度が高くなる。

本発明に係るステータホイールの例を示す。（ａ）は平面図及びＡ−Ａ線断面図を示し、（ｂ）は周廻りに展開した場合のブレードの断面端面図を示し、（ｃ）は隣り合うブレード間の位置関係を示す。 ステータホイールの機能の説明図を示す。 従来のステータホイールのブレード間の位置関係を示す。

本発明に係るステータホイールの構造例を以下図面に基づいて説明する。
図１に示したステータホイール１０は、アルミダイカスト鋳造に用いる金型において、ブレード１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・・の形成部に回転型の中子を用いて製造した例を示す。
なお、ステータホイールの成形にはダイカスト鋳造に限定するものではなく、また隣り合うブレードをオフセット配置できれば回転型中子に限定されるものでもない。
ステータホイール１０は、略円盤形状の周廻りに沿って同心円状にブレード外径部２１とブレード内径部２２とを形成し、このブレード外径部２１とブレード内径部２２との間を連結するように複数のブレード１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・・を配置してある。
なお、ステータホイールの中心部はトーラス内に配置するための軸孔部２３を有する。
ブレードは、断面が図１（ｂ），（ｃ）に示すように翼形状になっている。
ブレードの頭部１２は、尾部１３よりも肉厚になっていて凹面状のプレッシャ面１４と凸面状のサクション面１５とからなる。
隣り合うブレード同士は、図１（ｂ）に示すように頭部１２の高さと尾部１３の高さが同じであり、内径部２２と外径部２１との間における頭部１２，尾部１３が放射状に水平になっている。
それぞれのブレードは、軸廻りの水平方向に対して所定の傾斜角θとなるように捩りながら等間隔に配置されている。
図１（ｃ）に示すように各ブレードは、厚みＴ，弦長Ｌ及び幅Ｗからなる翼状の流線形になっている。
また、隣り合うブレード１１ａ，１１ｂでは、軸方向の平面視で一方のブレードの頭部１２と他方のブレードの尾部１３に重なり合うＬ_０が形成されるようにオフセット配置され、周廻りに等間隔に離間して配置されている。
重なり部Ｌ_０の寸法は０〜３７．４ｍｍ，好ましくは１．３〜１０．９ｍｍの範囲である。
このように隣り合うブレードをオフセット配置したので、流体の流れ性能を考慮して厚みＴ，弦長Ｌ，プレッシャー面１４，サクション面１５の形状を設計する自由度が向上する。

１０ ステータホイール
１２ 頭部
１３ 尾部
１４ プレッシャー面
２１ ブレード外径部
２２ ブレード内径部
２３ 軸孔部

Claims (2)

1. 同心円からなるブレード内径部とブレード外径部との間を複数のブレードで連結してあり、
   前記複数のブレードは隣り合うブレード間に軸方向平面視で重なり部が形成されるように周廻り方向に離間配置してあることを特徴とするトルクコンバータ用ステータホイール。
2. 前記ブレードは断面形状が翼状の流線形であり、軸廻り水平方向に対して所定の傾斜角を形成するように等間隔に配置してあり、隣り合うブレードのうち一方のブレードの頭部と他方のブレードの尾部とに軸方向平面視で重なり部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のトルクコンバータ用ステータホイール。

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