JP2022102107A - トルクコンバータ - Google Patents

Abstract

【課題】トルクコンバータにおけるトルクの増大と摩擦損失の低減を両立する。【解決手段】トルクコンバータは、ポンプインペラと、タービンランナと、ステータと、を有し、ポンプインペラと、タービンランナと、ステータとの間を循環する流体を介して、トルクを伝達し、ポンプインペラと、タービンランナと、ステータの各々は、トルクを伝達するために流体に流れを生じさせる羽根を有しており、羽根には、トルクの伝達時に流体の圧力を受ける受圧面が設けられており、受圧面は、流体との親和性が異なる複数の領域を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、トルクコンバータに関する。

特許文献１には、トルクコンバータが備える羽根車の羽根を、撥油性皮膜でコーティングすることで、流体と羽根との間での摩擦損失を低減することが開示されている。

実開昭５９－１４６６５０号公報

トルクコンバータでは、羽根車の羽根の入口から流入した流体は、羽根によって流れの向きを変えられたのち、羽根の出口から流出する。この際に、流れの向きが変化する際の流体の角運動量の変化から、羽根車に回転トルクを生じさせている。
羽根車の羽根を撥油性皮膜でコーティングすると、流体と羽根との間での摩擦損失が低減するものの、羽根車のトルクが低下することになる。

そこで、トルクコンバータにおいて、流体と羽根との間での摩擦損失を低減しつつ、羽根車のトルクを確保することが求められている。

本発明のある態様は、
ポンプインペラと、
タービンランナと、
ステータと、を有し、
前記ポンプインペラと、前記タービンランナと、前記ステータとの間を循環する流体を介して、トルクを伝達するトルクコンバータであって、
前記ポンプインペラと、前記タービンランナと、前記ステータの各々は、前記トルクを伝達するために前記流体に流れを生じさせる羽根を有しており、
前記羽根には、前記トルクの伝達時に前記流体の圧力を受ける受圧面が設けられており、
前記受圧面は、前記流体との親和性が異なる複数の領域を有している。

本発明のある態様によれば、トルクコンバータにおいて、流体と羽根間との間での摩擦損失を低減しつつ、羽根車のトルクを確保することができる。

本実施形態にかかるトルクコンバータを説明する図である。 本実施形態にかかるトルクコンバータ内のオイルの流れを説明する図である。 本実施形態にかかるポンプインペラのブレードを説明する図である。 本実施形態にかかるタービンランナのブレードを説明する図である。 本実施形態にかかるステータのブレードを説明する図である。 本実施形態にかかる受圧面を説明する図である。 本実施形態にかかる受圧面を説明する図である。 本実施形態にかかる受圧面を説明する図である。 比較例１にかかる受圧面を説明する図である。 比較例２にかかる受圧面を説明する図である。 変形例１にかかる受圧面を説明する図である。 変形例２にかかる受圧面を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態にかかるトルクコンバータを、図面を参照しながら説明する。実施の形態では、車両用のトルクコンバータの例を説明する。

トルクコンバータ１は、駆動源を備えた車両に搭載される流体伝動装置である。実施の形態は、駆動源をエンジンとする例を説明する。トルクコンバータ１は、エンジンの回転駆動力を変速機に伝達するものである。

図１は、本実施形態にかかるトルクコンバータ１を説明する図である。
図１に示すように、トルクコンバータ１は、コンバータハウジング２内に配置されたポンプインペラ３と、タービンランナ５と、ステータ６とを備える。
コンバータハウジング２は、ポンプインペラ３のポンプシェル３０と、フロントカバー４とから構成される。コンバータハウジング２内には、作動流体であるオイルＯＬが貯留される。

ポンプインペラ３とタービンランナ５は、共通の軸線である回転軸Ｘ上で相対回転可能に設けられている。ポンプインペラ３とタービンランナ５の互いの対向面には、それぞれ複数のブレード３１、５１（羽根）が固定されている。複数のブレード３１、５１は、それぞれ、回転軸Ｘの軸線方向から見て、放射状に配置されている。

以降の説明において、「回転軸Ｘの軸線方向」は、単に「回転軸Ｘ方向」という。また以降の説明において、「回転軸Ｘの径方向における内径側」および「回転軸Ｘの径方向における外径側」を、単に「内径側」および「外径側」ともいう。

ポンプインペラ３のブレード３１は、ポンプシェル３０に固定されている。ポンプシェル３０は、外径側がフロントカバー４に固定され、内径側がコンバータスリーブ３２に固定されている。ポンプシェル３０は、溶接によってフロントカバー４とコンバータスリーブ３２に固定されている。コンバータスリーブ３２は、不図示の変速機ケースに回転可能に支持されている。

タービンランナ５のブレード５１は、弧状のシェル５０に固定されている。シェル５０は、内径側でタービンハブ７に固定されている。
タービンハブ７は、フランジ状の連結部７２と、円筒状の基部７１を有する。シェル５０は、連結部７２にリベットＲで固定されている。基部７１は、入力軸ＩＳの外周にスプライン嵌合している。タービンランナ５は、タービンハブ７を介して、入力軸ＩＳに相対回転不能に連結されている。

また、タービンハブ７には、ロックアップクラッチ８が固定されている。
ロックアップクラッチ８は、回転軸Ｘ方向におけるタービンランナ５とフロントカバー４の間に配置されている。ロックアップクラッチ８は、ピストン８０がタービンハブ７の基部７１に外挿され、トーションダンパ８１がタービンハブ７の連結部７２にリベットＲで固定されている。ピストン８０とトーションダンパ８１は、外径側でリベットＲにより互いに固定されている。

ステータ６は、回転軸Ｘ方向におけるポンプインペラ３とタービンランナ５の間に位置している。ステータ６は、ワンウェイクラッチＯＷＣを介してステータシャフト６５に支持されている。ステータ６は、回転軸Ｘ回りの周方向における一方向にのみ回転できるようになっている。ステータシャフト６５は、不図示の変速機ケースに固定されている。

ステータ６は、ワンウェイクラッチＯＷＣに外挿された内周側筒状部６０と、当該内周側筒状部６０を囲む外周側筒状部６２と、内周側筒状部６０と外周側筒状部６２とを接続する複数のブレード６１（羽根）と、を有する。複数のブレード６１は、回転軸Ｘ方向から見て、放射状に配置されている。

図１に示すように、ステータ６の外径は、ポンプインペラ３及びタービンランナ５の外径よりも小さい。
トルクコンバータ１の外径側では、ブレード３１とブレード５１とが回転軸Ｘ方向で間隔をあけて対向している。また、トルクコンバータ１の内径側では、ブレード３１、５１は、ステータ６のブレード６１と回転軸Ｘ方向で間隔をあけてそれぞれ対向している。

フロントカバー４は、不図示のエンジンのクランクシャフトに連結されている。
エンジンの回転駆動力は、不図示のクランクシャフトからフロントカバー４に入力される。フロントカバー４にはポンプインペラ３のポンプシェル３０が固定されている。そのため、フロントカバー４に入力された回転駆動力はポンプインペラ３に入力される。ポンプインペラ３は、フロントカバー４と一体に回転軸Ｘ回りに回転する。

ポンプインペラ３が回転軸Ｘ回りに回転すると、遠心力が発生する。この遠心力によって、ポンプインペラ３周りのオイルＯＬは、内径側から外径側に移動する（図中、白矢印Ａ）。

そして、ポンプインペラ３を外径側に移動したオイルＯＬは、タービンランナ５側に移動する。タービンランナ５側に移動したオイルＯＬは、ポンプインペラ３側から順次流れてくるオイルＯＬによって押されて、タービンランナ５を外径側から内径側に移動する（図中、白矢印Ｂ）。

そして、タービンランナ５を内径側に移動したオイルＯＬは、外径側から内径側に順次流れてくるオイルＯＬによって押されて、ステータ６を通過したのちポンプインペラ３側に戻る（図中、白矢印Ｃ）。ポンプインペラ３に戻ったオイルＯＬは、遠心力によって再び外径側に移動する（図中、白矢印Ａ）。

このように、ポンプインペラ３が回転すると、コンバータハウジング２内のオイルＯＬは、ポンプインペラ３と、タービンランナ５と、ステータ６の間を循環する（図中、白矢印Ａ～Ｃ）。コンバータハウジング２内のオイルＯＬは、ポンプインペラ３、タービンランナ５、ステータ６の順番で循環する。すなわち、ポンプインペラ３側がオイルＯＬの流れにおける上流側となり、ステータ６側が下流となる。コンバータハウジング２内をオイルＯＬが循環することで、エンジンのトルク（回転駆動力）がポンプインペラ３からタービンランナ５に伝達される。タービンランナ５に伝達されたトルクは入力軸ＩＳから変速機に伝達される。

ここで、ステータ６は、ワンウェイクラッチＯＷＣによって、回転軸Ｘ回りにおける一方向の回転のみが許容され、他方向の回転は規制される。
例えばロックアップクラッチ８がフロントカバー４と締結して、タービンランナ５の回転数とポンプインペラ３の回転数とが一致している場合、ステータ６は、タービンランナ５から流入するオイルＯＬによって、回転軸Ｘ回りの一方向に回転しようとする。ステータ６は回転軸Ｘ回りの一方向の回転が許容されているので、タービンランナ５と共に連れ回る。
タービンランナ５から流入したオイルＯＬは、回転軸Ｘ方向に沿ってステータ６を通過したのち、ポンプインペラ３に戻る。

一方で、車両の発進時など、タービンランナ５の回転数と、ポンプインペラ３の回転数とが大きく離れている場合、ステータ６は、タービンランナ５から流入するオイルＯＬによって、回転軸Ｘ回りの他方向に回転しようとする。しかしながら、ステータ６は、ワンウェイクラッチＯＷＣによって他方向の回転は規制されているので、ステータシャフト６５に相対回転不能に固定された状態となる。
タービンランナ５から流入したオイルＯＬは、回転軸Ｘ方向に沿ってステータ６を通過する際に周方向に大きく曲げられたのち、ポンプインペラ３に戻る。
これにより、再びオイルＯＬがポンプインペラ３からタービンランナ５に移動した際に、ポンプインペラ３からタービンランナ５に伝達されるトルクは増大される。

以下の説明では、タービンランナ５の回転数とポンプインペラ３の回転数とが大きく離れている場合を例に挙げて説明する。

図２は、コンバータハウジング２内を循環するオイルＯＬの流れを説明する図である。
なお、図２では、オイルＯＬの通流方向の上流から下流に向かって、ポンプインペラ３、タービンランナ５及びステータ６を順番に並べている。図２では、ブレード３１、５１、６１を、それぞれ３枚ずつ回転軸Ｘ周りの周方向に展開して示している。また、ブレード３１、５１、６１は、オイルＯＬの通流方向に沿う断面で示している。

図２に示すように、エンジンの回転駆動力によって、ポンプインペラ３は、回転軸Ｘ回りに回転する。ポンプインペラ３のブレード３１は、回転軸Ｘ周りの周方向における一方側（図中、右側）から他方側（図中、左側）に移動する（図２における黒矢印方向）。オイルＯＬは、周方向で隣り合うブレード３１、３１の間を通って上流から下流に移動する（図２における上側から下側）。このときの移動方向が、図１における白矢印Ａに相当する。

ブレード３１、３１の間を通ったオイルＯＬは、タービンランナ５に到達する。タービンランナ５に到達したオイルＯＬは、周方向で隣り合うブレード５１、５１の間を通って上流から下流に移動する（図２における上側から下側）。このときの移動方向が、図１における白矢印Ｂに相当する。
なお、詳細は後記するが、ブレード５１、５１の間を通るオイルＯＬによって、ブレード５１は、回転軸Ｘ周りの周方向における一方側（図中、右側）から他方側（図中、左側）に移動する（図２におけるハッチング矢印方向）。ブレード５１の移動方向は、ポンプインペラ３のブレード３１の移動方向と同じである。

ブレード５１、５１の間を通ったオイルＯＬは、ステータ６に到達する。ステータ６に到達したオイルＯＬは、周方向で隣り合うブレード６１、６１の間を通って、上流から下流に移動する（図２における上側から下側）。このときの移動方向が、図１における白矢印Ｃに相当する。
ステータ６の回転が許容されている場合、ブレード６１の移動方向は、タービンランナ５のブレード５１と同じである。すなわち、周方向における一方側（図中、右側）から他方側（図中、左側）に移動する。ステータ６の回転が規制されている場合、ブレード６１の移動は規制され、位置が固定される。

ブレード３１、５１、６１の各々は、オイルＯＬの通流方向に沿う向きで設けられている。これらブレード３１、５１、６１は、オイルＯＬの通流方向に沿う断面視において、それぞれ翼型をなす基本形状を有している。

図３は、ポンプインペラ３のブレード３１を説明する図であり、図２におけるＡ領域の拡大図である。
図３に示すように、ブレード３１は、周方向における一方の面３２と、他方の面３３を有している。これら一方の面３２と他方の面３３は、オイルＯＬの通流方向に平行な直線Ｌｎに沿う向きで形成されている。

一方の面３２と他方の面３３は、直線Ｌｎ方向における上流側から下流側に向かうにつれて、周方向の間隔Ｗ１が狭くなっている。
一方の面３２の上流側端部３２１と他方の面３３の上流側端部３３１は、弧状の前縁部３４を介して滑らかに接続されている。
一方の面３２の下流側端部３２２と他方の面３３の下流側端部３３２は、弧状の後縁部３５を介して滑らかに接続されている。

後縁部３５は、前縁部３４よりも周方向の一方側にオフセットしている（図中、右側）。前縁部３４の頂点Ｐ１と後縁部３５の頂点Ｐ２とを結ぶ直線Ｌｍ１は、直線Ｌｎに対して傾斜している。

一方の面３２と他方の面３３は、直線Ｌｍ１より下流側（図３における下側）を通って、前縁部３４と後縁部３５とをつないでいる。一方の面３２は、直線Ｌｍ１から離れる方向（図中、左方向）に窪んでいる。他方の面３３は、直線Ｌｍ１から離れる方向（図中、左方向）に膨出している。

ブレード３１では、オイルＯＬは、前縁部３４から流入したのち、一方の面３２側と他方の面３３側を通って、後縁部３５から排出される（図３における白矢印Ａ１、Ａ２）。
ブレード３１の一方の面３２は、オイルＯＬの移動を妨げる方向に湾曲しており、オイルＯＬの圧力を受ける受圧面となる（以下、一方の面３２を受圧面３２と表記する）。
ブレード３１の他方の面３３は、オイルＯＬの移動を妨げない方向に湾曲しており、オイルＯＬの圧力を受けない。他方の面３３では、オイルＯＬは、移動を妨げられることなく、速やかに下流に移動する。よって、ブレード３１の他方の面３３は、一方の面３２よりも負圧になる（以下、他方の面３３を負圧面３３と表記する）。

図４は、タービンランナ５のブレード５１を説明する図であり、図２におけるＢ領域の拡大図である。
図４に示すように、ブレード５１は、ブレード３１と略同じ形状を有している。
ブレード５１は、周方向における一方の面５２と、他方の面５３を有している。これら一方の面５２と他方の面５３は、オイルＯＬの通流方向に平行な直線Ｌｎに沿う向きで形成されている。

一方の面５２と他方の面５３は、オイルＯＬの通流方向における上流側から下流側に向かうにつれて、周方向の間隔Ｗ２が狭くなっている。
一方の面５２の上流側端部５２１と他方の面５３の上流側端部５３１は、弧状の前縁部５４を介して滑らかに接続されている。
一方の面５２の下流側端部５２２と他方の面５３の下流側端部５３２は、弧状の後縁部５５を介して滑らかに接続されている。

後縁部５５は、前縁部５４よりも周方向の一方側にオフセットしている（図中、右側）。前縁部５４の頂点Ｐ３と後縁部５５の頂点Ｐ４とを結ぶ直線Ｌｍ２は、直線Ｌｎに対して傾斜している。

一方の面５２と他方の面５３は、直線Ｌｍ２より下流側（図４における下側）を通って、前縁部５４と後縁部５５とをつないでいる。一方の面５２は、直線Ｌｍ２から離れる方向（図中、左方向）に窪んでいる。他方の面５３は、直線Ｌｍ２から離れる方向（図中、左方向）に膨出している。

ブレード５１では、オイルＯＬは、前縁部５４から流入し、一方の面５２側と他方の面５３側を通って、後縁部５５から排出される（図４における白矢印Ｂ１、Ｂ２）。
ブレード５１の一方の面５２は、オイルＯＬの移動を妨げる方向に湾曲しており、オイルＯＬの圧力を受ける受圧面となる（以下、一方の面５２を受圧面５２と表記する）。
ブレード５１の他方の面５３は、オイルＯＬの移動を妨げない方向に湾曲しており、オイルＯＬの圧力を受けない。他方の面５３では、オイルＯＬは、移動を妨げられることなく、速やかに下流に移動する。よって、ブレード５１の他方の面５３は、一方の面５２よりも負圧になる（以下、他方の面５３を負圧面５３と表記する）。

図５は、ステータ６のブレード６１を説明する図であり、図２におけるＣ領域の拡大図である。
図５に示すように、ブレード６１は、周方向における一方の面６２と、他方の面６３を有している。これら一方の面６２と他方の面６３は、オイルＯＬの通流方向に平行な直線Ｌｎに沿う向きで形成されている。

一方の面６２と他方の面６３は、オイルＯＬの通流方向における上流側から下流側に向かうにつれて、周方向の間隔Ｗ３が狭くなっている。
一方の面６２の上流側端部６２１と他方の面６３の上流側端部６３１は、弧状の前縁部６４を介して滑らかに接続されている。
一方の面６２の下流側端部６２２と他方の面６３の下流側端部６３２は、弧状の後縁部６５を介して滑らかに接続されている。

後縁部６５は、前縁部６４よりも周方向の他方側にオフセットしている（図中、左側）。前縁部６４の頂点Ｐ５と後縁部６５の頂点Ｐ６とを結ぶ直線Ｌｍ３は、直線Ｌｎに対して傾斜している。

一方の面６２と他方の面６３は、直線Ｌｍ３より下流側（図５における下側）を通って、前縁部６４と後縁部６５とをつないでいる。一方の面６２は、直線Ｌｍ３から離れる方向（図中、右方向）に膨出している。他方の面６３は、直線Ｌｍ３から離れる方向（図中、右方向）に窪んでいる。

ブレード６１では、オイルＯＬは、前縁部６４から流入し、一方の面６２側と他方の面６３側を通って、後縁部６５から排出される（図５における白矢印Ｃ１、Ｃ２）。
ブレード６１の他方の面６３は、オイルＯＬの移動を妨げる方向に湾曲しており、オイルＯＬの圧力を受ける受圧面となる（以下、他方の面６３を受圧面６３と表記する）。
ブレード６１の一方の面６２は、オイルＯＬの移動を妨げない方向に湾曲しており、オイルＯＬの圧力を受けない。一方の面６２では、オイルＯＬは、移動を妨げられることなく、速やかに下流に移動する。よって、ブレード６１の一方の面６２は、他方の面６３よりも負圧になる（以下、一方の面６２を負圧面６２と表記する）。

ここで、本実施形態では、ポンプインペラ３のブレード３１の受圧面３２と、タービンランナ５のブレード５１の受圧面５２と、ステータ６のブレード６１の受圧面６３のうちの少なくとも１つの受圧面に、オイルＯＬとの親和性が異なる２つの領域が設けられている。
「オイルとの親和性」とは、「固体表面におけるオイルのぬれ性」を意味する。「オイルとの親和性が高い」とは、固体表面におけるオイルのぬれ性が良いことをいう。「オイルとの親和性が低い」とは、固体表面におけるオイルのぬれ性が悪い、すなわちオイルを弾き易いことをいう。

具体的には、図３に示すように、受圧面３２は、オイルＯＬとの親和性が高い親油部３２ａと、オイルＯＬとの親和性が低い撥油部３２ｂとを有している。親油部３２ａは、撥油部３２ｂよりも、オイルＯＬの移動方向の上流に位置している。
図４に示すように、受圧面５２は、オイルＯＬとの親和性が高い親油部５２ａと、オイルＯＬとの親和性が低い撥油部５２ｂとを有している。親油部５２ａは、撥油部５２ｂよりも、オイルＯＬの移動方向の上流に位置している。
図５に示すように、受圧面６３は、オイルＯＬとの親和性が高い親油部６３ａと、オイルＯＬとの親和性が低い撥油部６３ｂとを有している。親油部６３ａは、撥油部６３ｂよりも、オイルＯＬの移動方向の上流に位置している。

ここで、ブレード５１の親油部５２ａと撥油部５２ｂを例に挙げて、オイルＯＬとの親和性が高い親油部５２ａと、オイルＯＬとの親和性が低い撥油部５２ｂの具体的な構成を説明する。

図４に示すように、受圧面５２では、上流側端部５２１から、上流側端部５２１と下流側端部５２２との中間点５２５までの領域が親油部５２ａとなっている。中間点５２５から下流側端部５２２までの領域が撥油部５２ｂとなっている。

図６は、受圧面５２の親油部５２ａを説明する図である。図６は、図４のＡ領域の拡大図である。
図７は、受圧面５２の撥油部５２ｂを説明する図である。図７は、図４のＢ領域の拡大図である。
なお、図６、図７では、説明の便宜上、オイルＯＬを液滴で記載している。図６では、表面の凹凸を誇張して記載している。図７では、コーティングの厚みを誇張して記載している。

本実施形態では、受圧面５２における表面を荒らした領域を親油部５２ａとしている。具体的には、ショットブラスト処理やサンドブラスト処理により、受圧面５２の表面に多数の微小な凹凸を形成することで、表面が荒らされた親油部５２ａを、受圧面５２の一部に設けている。
図６に示すように、親油部５２ａでは、オイルＯＬの表面と親油部５２ａとの成す角φ（直線Ｌｐと直線Ｌｑの成す角：接触角）が、小さくなる（例えば９０°以下）。そうすると、親油部５２ａでは、オイルＯＬが移動する際の摩擦が大きくなる。親油部５２ａを通るオイルＯＬは、摩擦による抵抗を受けて移動速度が大きく落とされる。
なお、親油部５２ａは、受圧面５２に親油材をコーティングして形成してもよい。
例えば、トルクコンバータで使用するオイルＯＬとの親和性の高い置換基を持つ樹脂材料を受圧面５２の一部領域に塗布して、親油部５２ａを形成しても良い。

撥油部５２ｂは、受圧面５２に撥油材をコーティングすることで形成される。撥油材は、例えばフッ素系のコーティング材などが挙げられる。
図７に示すように、撥油部５２ｂでは、オイルＯＬの表面と撥油部５２ｂの表面との成す角φ（直線Ｌｐと直線Ｌｑの成す角：接触角）は、大きくなる（例えば９０°以上）。そうすると、撥油部５２ｂでは、オイルＯＬが移動する際の摩擦が小さくなる。撥油部５２ｂを通るオイルＯＬは、移動速度が落とされることなく撥油部５２ｂを滑らかに移動する。
なお、撥油部５２ｂの撥油材は、フッ素系のコーティング材に限られない。接触角φが大きくなるものであればよい。

以下、ブレード５１における親油部５２ａおよび／または撥油部５２ｂの作用を説明する。
図４に示すように、ブレード５１の前縁部５４から流入し、受圧面５２に沿って流れるオイルＯＬは、親油部５２ａと撥油部５２ｂを順番に通過したのち、後縁部５５から排出される。

以下、親油部５２ａと撥油部５２ｂの作用を説明する。
図８は、ブレード５１の受圧面５２周りのオイルＯＬの速度を説明する図である。図８では、分かり易くするために、親油部５２ａと撥油部５２ｂについて、異なるハッチングを付している。

図８に示すように、ポンプインペラ３からタービンランナ５に向けて送り出されたオイルＯＬは、タービンランナ５のブレード５１に、前縁部５４側（図４参照）から流入し、受圧面５２に沿って後縁部５５に向けて移動する。
ブレード５１の受圧面５２に沿って移動するオイルＯＬは、最初に親油部５２ａを通過する。ここで、親油部５２ａに到達したときのオイルＯＬの速度をＶ１（流入速度Ｖ１）とすると、オイルＯＬの流入速度Ｖ１は、受圧面５２に沿う速度成分Ｖ１ｓと、受圧面５２に直交する速度成分Ｖ１ｎに分解される。
そのため、親油部５２ａに到達した後のオイルＯＬは、速度成分Ｖ１ｓが、オイルＯＬの移動に寄与する速度となる。以下の説明では、速度成分Ｖ１ｓを、単に速度Ｖ１ｓと表記する。

親油部５２ａに到達したオイルＯＬは、親油部５２ａにおいて摩擦による抵抗を受けながら撥油部５２ｂとの境界となる中間点５２５まで移動する。このとき、オイルＯＬの速度は、摩擦による抵抗に起因して、親油部５２ａに到達したときの速度Ｖ１ｓから速度Ｖ２ｓまで減速される（Ｖ１ｓ＞Ｖ２ｓ）。
そして、中間点５２５を撥油部５２ｂ側に越えたオイルＯＬは、撥油部５２ｂに沿って後縁部５５に向けて移動する。

前記したように、撥油部５２ｂは、オイルＯＬの撥油性が高い領域であり、オイルＯＬが撥油部５２ｂを通過する際に受ける摩擦による影響は小さい。そのため、撥油部５２ｂを移動するオイルＯＬは、撥油部５２ｂに到達したときの速度Ｖ２ｓを略維持したままで移動して、最終的に後縁部５５（図４参照）に到達して、後縁部５５から排出される。
なお、正確には、撥油部５２ｂを通過するオイルＯＬは、撥油部５２ｂの領域でも摩擦による抵抗を受けており、オイルＯＬの速度は僅かながらに低減される。しかしながら、撥油部５２ｂでの流速の低減量は、親油部５２ａでの減速量と比べて無視できるほど小さい。そのため、説明の便宜上、速度Ｖ２ｓが維持されると記載している。

ここで、オイルＯＬの角運動量Ｌは、質量Ｍと、速度Ｖと、位置（半径）Ｒとの積で表される（Ｌ＝Ｍ×Ｖ×Ｒ）。すなわち、角運動量Ｌは、速度Ｖに比例する。
図４に示すように、ブレード５１に流入したオイルＯＬは、受圧面５２の親油部５２ａを通る過程で、速度Ｖ１ｓから速度Ｖ２ｓまで減速される。
これにより、オイルＯＬの角運動量Ｌは、Ｍ×Ｖ１ｓ×Ｒから、Ｍ×Ｖ２ｓ×Ｒに減少する。このときの角運動量Ｌの減少量（Ｍ×Ｒ×（Ｖ１ｓ－Ｖ２ｓ））が、トルクに変換される（角運動量保存の法則）。このトルクは、ブレード５１を周方向における一方側（図２における右側）から他方側（図２における左側）に移動させる方向に作用する。これにより、タービンランナ５は、回転軸Ｘ回りに回転する。タービンランナ５は、ポンプインペラ３の回転方向と同じ方向に回転する。

ここで、オイルＯＬの通流によって発生するトルクと摩擦損失とは、トレードオフの関係にある。
トルクを大きくするためには、摩擦を増やしてオイルＯＬの速度を大きく落として、角運動量Ｌの減少量を大きくする必要がある。しかしながら、摩擦を増やしてオイルＯＬの速度を遅くすることは、摩擦損失が大きくなることになる。摩擦損失が大きくなると、オイルＯＬの循環効率が悪くなり、トルクコンバータ１全体のトルクの伝達効率が悪くなる。

図９は、比較例１にかかるブレード５１Ａを説明する図である。
比較例１にかかるブレード５１Ａは、受圧面５２の全面が、撥油部５２ｂとなっている。
図１０は、比較例２にかかるブレード５１Ｂを説明する図である。
比較例２にかかるブレード５１Ｂは、受圧面５２の全面が、親油部５２ａとなっている。

図９に示すように、流入速度Ｖ１で流入したオイルＯＬは、受圧面５２に沿う速度成分Ｖ１ｓと、受圧面５２に直交する速度成分Ｖ１ｎに分解される。
比較例１にかかるブレード５１Ａでは、撥油部５２ｂは、受圧面５２の全面に亘って形成されている。オイルＯＬは、撥油部５２ｂを移動している間、速度Ｖ１ｓが略維持される。

従って、比較例１にかかるブレード５１Ａでは、オイルＯＬの速度は減少しにくく、摩擦損失は低い。よって、オイルＯＬの循環効率は高い。しかしながら、速度Ｖ１ｓが略維持されるため、角運動量Ｌの減少量は小さい。よって、トルクに変換される量は少ない。

一方、図１０に示すように、流入速度Ｖ１で流入したオイルＯＬは、受圧面５２に沿う速度成分Ｖ１ｓと、受圧面５２に直交する速度成分Ｖ１ｎに分解される。
比較例２にかかるブレード５１Ｂでは、親油部５２ａは、受圧面５２の全面に亘って形成されている。オイルＯＬは、受圧面５２を移動している間、摩擦による抵抗を受けて減速し続ける。よって、後縁部５５から排出される速度Ｖ３ｓは、本実施形態にかかる排出速度Ｖ２ｓ（図８参照）よりも大きく減速されたものになる（Ｖ２ｓ＞Ｖ３ｓ）。

従って、比較例２にかかるブレード５１Ｂでは、オイルＯＬの速度が大きく減速される。よって、角運動量Ｌの減少量が大きくなるので、トルクに変換される量は多い。
しかしながら、オイルＯＬの速度が遅くなるので、摩擦損失は大きい。よって、オイルＯＬの循環効率は悪くなる。

本実施形態では、受圧面５２に親油部５２ａと撥油部５２ｂを設けている。タービンランナ５のブレード５１を通るオイルＯＬの速度は、親油部５２ａでは減速され、撥油部５２ｂでは維持される。これにより、トルクの確保に必要な分だけ速度を落とすことができる。よって、トルクの確保と摩擦損失の低減が両立される。
トルクの確保と摩擦損失の低減を両立することで、以下の効果が奏される。
（ｉ）車両の動力性能を向上させることができる。
（ｉｉ）車両の動力性能を維持しつつトルクコンバータ１を小型・軽量化できる。
トルクコンバータ１を小型・軽量化させると、イナーシャが減少する。そうすると、エンジンではトルクコンバータ１を回転させるための負荷が小さくなるので、燃費が改善する。

また、本実施形態では、上流側に親油部５２ａを配置し、下流側に撥油部５２ｂを配置している。ブレード５１へのオイルＯＬの流入速度は上流側が最も速い。そのため、上流側に親油部５２ａを配置することでオイルＯＬを大きく減速させることができる。親油部５２ａを上流側に配置することで、親油部５２ａを下流側に配置するよりもトルクを増やすことに寄与できる。

また、ポンプインペラ３では、オイルＯＬがブレード３１の親油部３２ａを通ることで、周方向における一方側（図３における右側）から他方側（図３における左側）に向かうトルクが増大する。このトルクは、エンジンの回転方向と同じ方向（図２における黒矢印方向）に作用するので、ポンプインペラ３の回転をアシストすることになる。これによって、燃費の向上が期待できる。

また、ステータ６では、オイルＯＬがブレード６１の親油部６３ａを通ることで、周方向における他方側（図５における左側）から一方側（図５における右側）に向かうトルクが発生する。
ここで、ブレード６１は、ワンウェイクラッチＯＷＣ（図１参照）によって、周方向の他方側から一方側への移動が規制されている（図２における左側から右側）。従って、オイルＯＬがブレード６１の親油部６３ａを通ることで発生するトルクは、オイルＯＬ自身が反発力として受けることになる。この反発力は、オイルＯＬの流れを周方向における一方側から他方側へ向きを大きく変えることに寄与する。よって、より効率的にオイルＯＬの向きを変えることができる。
また、車両の発進時など、オイルＯＬの循環速度が遅く、受圧面６３に作用するオイルＯＬの圧が低いような場合であっても、確実にステータ６の回転をロックさせることができる。

以上の通り、本実施形態にかかるトルクコンバータ１は、以下の構成を有している。
（１）トルクコンバータ１は、
ポンプインペラ３と、
タービンランナ５と、
ステータ６と、を有する。
トルクコンバータ１は、ロックアップクラッチ８が解放状態であるときに、ポンプインペラ３と、タービンランナ５と、ステータ６との間を循環する流体であるオイルＯＬを介して、トルクを伝達する。
ポンプインペラ３と、タービンランナ５と、ステータ６の各々は、トルクを伝達するためにオイルＯＬに流れを生じさせる羽根であるブレード３１、５１、６１を有している。
ブレード３１、５１、６１には、トルクの伝達時にオイルＯＬの圧力を受ける受圧面３２、５２、６３が設けられている。
受圧面３２は、オイルＯＬとの親和性が異なる親油部３２ａと、撥油部３２ｂを有している。
受圧面５２は、オイルＯＬとの親和性が異なる親油部５２ａと、撥油部５２ｂを有している。
受圧面６３は、オイルＯＬとの親和性が異なる親油部６３ａと、撥油部６３ｂを有している。

このように構成すると、オイルＯＬの速度は、親油部で減速され、撥油部で維持される。これにより、オイルＯＬとの摩擦損失を低減しつつ、トルクを確保することができる。
よって、車両の動力性能を向上させることができる。また、車両の動力性能を維持しつつトルクコンバータ１を小型・軽量化できるので、燃費を改善することができる。

本実施形態にかかるトルクコンバータ１は、以下の構成を有している。
（２）ブレード３１、５１、６１では、受圧面３２、５２、６３が、オイルＯＬの流れに沿う向きで設けられている。
受圧面３２、５２、６３は、オイルＯＬの流入側の領域に前縁部３４、５４、６４を有する。
受圧面３２、５２、６３は、オイルＯＬの排出側の領域に後縁部３５、５５、６５を有する。
受圧面３２、５２、６３は、前縁部３４、５４、６４側の親和性が、後縁部３５、５５、６５側の親和性よりも高い親油部３２ａ、５２ａ、６３ａとなっている。

各々のブレード３１、５１、６１へのオイルＯＬの流入速度はオイルＯＬの流入側（上流側）が最も速い。
そこで、上記のように構成して、上流側に親油部３２ａ、５２ａ、６３ａを配置することでオイルＯＬを大きく減速させることができる。これにより、親油部３２ａ、５２ａ、６３ａを下流側に配置する場合よりもトルクの増大に寄与できる。

本実施形態にかかるトルクコンバータ１は、以下の構成を有している。
（３）受圧面５２のうち、親油部５２ａ（オイルＯＬの流入側の領域）には、オイルＯＬとの親和性の高い樹脂材料がコーティングされている。

このように構成すると、親油部５２ａとオイルＯＬとの接触角φが小さくなる（図６参照）。これにより、親油部５２ａでは、オイルＯＬが移動する際の摩擦が大きくなる。親油部５２ａを通るオイルＯＬは、摩擦による抵抗を受けて移動速度が大きく落とされる。
よって、親油部５２ａでは、角運動量Ｌの減少量を大きくできるので、トルクの増大に寄与できる。なお、ブレード３１、６１の親油部３２ａ、６３ａでも同様である。

本実施形態にかかるトルクコンバータ１は、以下の構成を有している。
（４）受圧面５２のうち、オイルＯＬの排出側の領域は、オイルＯＬとの親和性の低い撥油部５２ｂとなっている。
撥油部５２ｂは、オイルＯＬとの親和性の低いフッ素系材料がコーティングされている。

このように構成すると、撥油部５２ｂとオイルＯＬとの接触角φが大きくなる（図７参照）。これにより、撥油部５２ｂでは、摩擦による抵抗が小さくなる。撥油部５２ｂを通るオイルＯＬは、大きく減速されることなく排出される。
よって、撥油部５２ｂでは、摩擦損失を低減できるので、オイルＯＬの循環効率向上に寄与できる。なお、ブレード３１、６１の撥油部３２ｂ、６３ｂでも同様である。

本実施形態にかかるトルクコンバータ１は、以下の構成を有している。
（５）受圧面５２では、親油部５２ａの領域の表面粗さが、撥油部５２ｂの領域の表面粗さよりも粗い。

表面粗さが粗くなると、親油部５２ａとオイルＯＬとの接触角φが小さくなる（図６参照）。すなわち、表面粗さが粗い親油部５２ａは、オイルＯＬとの親和性が高くなるので、オイルＯＬが移動する際の摩擦が大きくなる。
これにより、親油部５２ａを通るオイルＯＬは、摩擦による抵抗を受けて移動速度が大きく落とされる。
よって、親油部５２ａでは、角運動量Ｌの減少量を大きくできるので、トルクの増大に寄与できる。なお、ブレード３１、６１の親油部３２ａ、６３ａでも同様である。

ここで、本実施形態では、ポンプインペラ３、タービンランナ５及びステータ６の各々のブレードの受圧面が、親油部と撥油部とを有しているものを例示した。本件発明は、この態様にのみ限定されない。ポンプインペラ３、タービンランナ５及びステータ６の少なくとも１つのブレードが親油部と撥油部を有していればよい。
この場合において、少なくともタービンランナ５のブレード５１が親油部５２ａと撥油部５２ｂを有していることが好ましい。タービンランナ５は変速機に直結しており、変速機に直接トルクを伝達するからである。

本実施形態にかかるトルクコンバータ１は、以下の構成を有している。
（６）ポンプインペラ３とタービンランナ５とステータ６のうち、少なくともタービンランナ５のブレード５１が、親和性の異なる領域である親油部５３ａと撥油部５３ｂを有している。

このように構成すると、オイルＯＬから伝達されるトルクを増大させることができるので、トルクコンバータ１を動力伝達経路上に持つ車両の動力性能を、特に向上させることができる。また、車両の動力性能を維持しつつトルクコンバータ１を小型・軽量化できるので、燃費を改善することに特に寄与できる。

本実施形態では、親油部５２ａは、受圧面５２における上流側端部５２１から中間点５２５までの領域に設けられたものを例示したが、これに限定されない。例えば、親油部５２ａは、受圧面５２の上流側端部５２１から前縁部５４の頂点Ｐ３までの領域（図４参照）も含んでいても良い。
また、撥油部５２ｂは、受圧面５２における中間点５２５から下流側端部５２２までの領域に設けられたもの例示したが、これに限定されない。例えば、撥油部５２ｂは、後縁部５５（図４参照）を含んでいてもよい。

さらに、ブレード５１の負圧面５３においてオイルＯＬとの親和性を低くしてもよい。この場合、負圧面５３を全面に亘って、撥油材でコーティングすればよい。撥油材のコーティング領域は、負圧面５３の上流側端部５３１から前縁部５４の頂点Ｐ３までの領域（図４参照）も含んでいても良い。撥油部５２ｂと同様に、撥油材にはフッ素系のコーティング材を用いればよい。

これにより、ブレード５１では、トルクの確保に寄与する領域と、摩擦損失の低減に寄与する領域とが全面に亘って設定される。よって、トルクの確保と摩擦損失の低減との両立がより確実に行われる。ブレード３１、６１も同様である。

また、本実施形態では、親油部５２ａと撥油部５２ｂの境界が中間点５２５（図８参照）である場合を例示したがこれに限定されない。親油部５２ａと撥油部５２ｂとの境界は、中間点５２５からずれた位置であってもよい。例えば、オイルＯＬの粘度やトルクコンバータ１の大きさに合わせて、適宜変更可能である。

図１１は、変形例１にかかる受圧面５２Ａを説明する図である。
図１１に示すように、変形例１にかかる受圧面５２Ａは、中間点５２５から見てオイルＯＬの移動方向の上流側に親油部５２ａ（図中、太線部分）を有し、下流側に未加工面（金属地肌）を有する。

図１２は、変形例２にかかる受圧面５２Ｂを説明する図である。
図１２に示すように、変形例２にかかる受圧面５２Ｂは、中間点５２５から見てオイルＯＬの移動方向の下流側に撥油部５２ｂ（図中、太線部分）を有し、上流側に未加工面（金属地肌）を有する。

図１１に示すように、受圧面５２Ａは、上流側に親油部５２ａのみを有することで、相対的に上流側がオイルＯＬとの親和性が高い領域となり、下流側がオイルＯＬとの親和性が低い領域となる。また、図１２に示すように、受圧面５２Ｂは、下流側に撥油部５２ｂのみを有することで、相対的に上流側がオイルＯＬとの親和性が高い領域となり、下流側がオイルＯＬとの親和性が低い領域となる。
よって、変形例１、２にかかる受圧面５２Ａ、５２Ｂは、親油部５２ａと撥油部５２ｂの両方を形成する場合よりも、製造コストを抑えつつ、トルクの確保と摩擦損失の低減とを両立することができる。

以上、本件発明の実施形態を説明したが、本件発明は、これら実施形態に示した態様のみに限定されるものではない。発明の技術的な思想の範囲内で、適宜変更可能である。

１ トルクコンバータ
３ ポンプインペラ
５ タービンランナ
６ ステータ
３１、５１、６１ ブレード（羽根）
３２、５２、６３ 受圧面
３２ａ、５２ａ、６３ａ 親油部（親和性の高い領域）
３２ｂ、５２ｂ、６３ｂ 撥油部（親和性の低い領域）
３４、５４、６４ 前縁部（流入側の領域）
３５、５５、６５ 後縁部（排出側の領域）
ＯＬ オイル（流体）
Ｘ 回転軸

Claims (6)

1. ポンプインペラと、
   タービンランナと、
   ステータと、を有し、
   前記ポンプインペラと、前記タービンランナと、前記ステータとの間を循環する流体を介して、トルクを伝達するトルクコンバータであって、
   前記ポンプインペラと、前記タービンランナと、前記ステータの各々は、前記トルクを伝達するために前記流体に流れを生じさせる羽根を有しており、
   前記羽根には、前記トルクの伝達時に前記流体の圧力を受ける受圧面が設けられており、
   前記受圧面は、前記流体との親和性が異なる複数の領域を有している、トルクコンバータ。
2. 請求項１において、
   前記羽根では、前記受圧面が、前記流体の流れに沿う向きで設けられており、
   前記受圧面は、前記流体の流入側の領域における親和性が、前記流体の排出側の領域における親和性よりも高い、トルクコンバータ。
3. 請求項２において、
   前記流体は、オイルであり、
   前記受圧面のうち、前記オイルの流入側の領域には、前記オイルとの親和性の高い材料がコーティングされている、トルクコンバータ。
4. 請求項２または３において、
   前記流体は、オイルであり、
   前記受圧面のうち、前記オイルの排出側の領域には、前記オイルとの親和性の低い材料がコーティングされている、トルクコンバータ。
5. 請求項２において、
   前記受圧面のうち、前記流体の流入側の領域は、前記流体の排出側の領域よりも表面粗さを大きくすることで前記流体との親和性を高くしている、トルクコンバータ。
6. 請求項１から５のいずれか１において、
   前記親和性の異なる領域は、少なくとも前記タービンランナの前記羽根に設けられている、トルクコンバータ。

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