JP2635359B2 - トルクコンバータの構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動変速機に用いられるトルクコンバータの
構造に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、流体（通常はオイル）を介してトルクの伝
達、変換を行なう流体式のトルクコンバータは一般に知
られている（例えば実開昭57−122852号公報参照）。こ
のトルクコンバータは、エンジン出力軸により駆動され
るポンプインペラと、コンバータ出力軸に連結されたタ
ービンランナと、ステータとを所定配置で設け、これら
により、オイルがポンプインペラ、タービンランナおよ
びステータを順次循環するようにした一定面積の流路を
構成し、この流路をオイルが流れる間にポンプインペラ
からタービンランナへのトルクの伝達およびステータに
よるトルクの増倍が行なわれるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

この種のトルクコンバータにおいては、走行中に要求
されるトルク伝達能力を確保するためには容量を大きく
することが望ましい。ところが、エンジンの駆動により
トルクコンバータの入力側が回転している状態でブレー
キ装置の作動により停車しているようなときは、容量が
大きいと、トルクコンバータでのエネルギーロスとそれ
に伴う発熱による温度上昇が大きくなって、いわゆるク
リープ現象が生じ易くなるというような問題があった。

本発明は上記の事情に鑑み、トルクコンバータ内の流
体温度が比較的低い状態にある走行中には要求される容
量を確保することができるようにしつつ、停車時等に上
記流体温度の上昇が生じたときはトルクコンバータの容
量を小さくしてクリープ現象を抑制し、燃費性能および
信頼性等を向上することができるトルクコンバータの構
造を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、ポンプインペラと
タービンランナとステータとを備えたトルクコンバータ
において、上記ポンプインペラ、タービンランナおよび
ステータにより構成される流体の流路に、この流路を流
れる流体の温度に応じて上記流路の面積を、温度上昇時
に小さくするように変更する流路面積変更手段を設けた
ものである。

〔作用〕

上記構成によると、エンジンの駆動によりトルクコン
バータの入力側は回転しているがブレーキ装置の作動に
より出力側が停止している状態にある停車時やこれに近
い低速度比のときは、トルクコンバータ内での発熱によ
る温度上昇に応じ、上記流路面積変更手段が作動して流
体の流路を狭めることにより、容量係数が小さくされ、
かつ、これに伴ってトルク比および効率は高められる。
一方、走行状態への移行に伴って発熱料が減少したとき
は、流路面積が広げられて容量係数が大きくされる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はトルクコンバータ１の全体構造を示してい
る。このトルクコンバータ１はポンプインペラ２、ター
ビンランナ３およびステータ４を備え、これらがタービ
ンシャフト５の周囲に環状に配置されている。上記ポン
プインペラ２は、外殻2aおよび内殻2bとこれらの間に配
設された多数枚のポンプ羽根2cとからなり、上記外殻2a
が図外のエンジン出力軸に連結されたカバー６に固着さ
れ、エンジン出力軸により回転駆動されるようになって
いる。上記タービンランナ３は、外殻3aおよび内殻3bと
これらの間に配設された多数枚のタービン羽根3cとから
なり、ポンプインペラ２の外殻2aとカバー６とで覆われ
た油室内において、流体入口側部分がポンプインペラ２
の流体出口側部分に近接、対向するように配置されてお
り、このタービンランナ３にタービンシャフト５が連結
され、このタービンシャフト５に図外の変速機構が接続
されている。また、ステータ４は、外殻4aおよび内殻4b
とこれらの間に配設された多数枚のステータ翼4cとから
なり、タービンランナ３の流体出口側部分とポンプイン
ペラ２の流体入口側部分との間に位置し、一方向にのみ
回転可能となるようにワンウェイクラッチ７を介して固
定中空軸８に指示されている。

上記ポンプインペラ２、タービンランナ３およびステ
ータ４によりトルクの伝達、増倍を行なうためのオイル
流路が構成される。つまり、エンジン出力軸の回転に伴
うポンプインペラ２の回転により、油室内のオイルが第
１図中に矢印で示すように、ポンプインペラ２からター
ビンランナ３に送られてタービンランナ３を通過する間
に駆動力を伝達し、さらにステータ４を経てポンプイン
ペラ２に戻され、この際に上記ステータ４によりトルク
増倍作用が得られるようになっている。

このポンプインペラ２、タービンランナ３およびステ
ータ４からなるオイル流路構成部分は、その断面が円形
断面よりも多少軸方向に偏平化した形状に形成されてい
る。このような偏平型としているのは、FF車等に適用す
る場合のスペース上の制約を満足しつつ、必要な容量を
確保するためである。

上記オイル流路構成部分には、この流路を流通するオ
イルの温度に応じてオイル流路の面積を変更する流路面
積変更部材（流路面積変更手段）11,12,13が設けられて
いる。この各流路面積変更部材11,12,13は、例えばバイ
メタルもしくは形状記憶合金等の、発熱に応じて変形す
る材料により板状に形成され、ポンプインペラ２とター
ビンランナ３とステータ４の各出口側部分において各ポ
ンプ羽根2c間、各タービン羽根3c間、各ステータ翼4c間
にそれぞれ配置されており、各々の一端部が外殻2a,3a,
4aに溶接、かしめ等で固着されている。そして、低温時
には上記各流路面積変更部材11,12,13が第１図中に二点
鎖線で示すように外殻2a,3a,4aにほぼ沿った状態となる
が、流路を流れるオイルの温度が上昇したときには、そ
の熱により、流路面積変更部材11,12,13が第１図中に実
線で示すように流路内方に向けて屈曲変形し、実質的に
流路面積を狭めるようになっている。

なお、14は特定運転時にトルクコンバータ１の入力側
と出力側とを直結するためのロックアップクラッチであ
り、トルクコンバータ１内に設けられ、油圧により作動
されるようになっている。

以上のような当実施例の構造においては、エンジンの
駆動によりトルクコンバータ１の入力側が回転している
状態でブレーキ装置の作動により出力側の回転が０とな
っている停車時もしくはそれに近い低車速時には、エン
ジンからのエネルギーによりトルクコンバータ１のオイ
ル流路内のオイルが発熱して温度が上昇するが、この温
度上昇に応じ、上記流路面積変更部材11,12,13が変形し
て流路面積を小さくする。このような温度上昇に応じた
流路面積の変化により、トルクコンバータの容量係数、
トルク比および効率は第２図に示すように変化する。

すなわち、第２図は横軸を速度比（出力側回転数／入
力側回転数）として、容量係数とトルク比と効率の各特
性を示したものであり、二点鎖線は流路面積変更手段を
有しない従来のトルクコンバータによる特性、実線は上
記実施例の構造による場合の特性である。この図のよう
に、速度比が０の停車時やこれに近い低速時には、上述
のように発熱に伴う流路面積変更部材11,12,13の変形に
よって流路面積が小さくされるため、容量係数が従来と
比べて小さくなる。これにより、エネルギーロスとそれ
による発熱が抑えられ、クリープ現象が抑制される。さ
らに上記流路面積変更部材11,12,13の変形により、容量
係数が小さくなるとともにオイル流路の断面形状が円形
断面に近付いてオイルの流れがスムーズになるため、ト
ルク比は従来よりも高められ、これに伴って効率も高め
られる。そして、このような低速時にトルク比が高めら
れることは加速性能の向上につながり、効率が高められ
ることは燃費性能の改善をもたらす。

また、速度比がある程度高くなると、オイル流路内の
オイル温度が低下し、それに伴って流路面積変更部材1
1,12,13が外殻2a,3a,4aに沿った状態となり、流路面積
を広げるため、このような領域では必要とする容量係数
が確保される。

なお、本発明のトルクコンバータの構造は上記実施例
に限定されず、種々変更可能である。例えば、上記実施
例ではポンプインペラ２とタービンランナ３とステータ
４の各出区側部分においてそれぞれ外殻2a,3a,4aに流路
面積変更部材11,12,13を取付けているが、これらの部分
のうちの一部にだけ流路面積変更部材を設けてもよい。
また、第３図に示すように、ポンプインペラ２の出口側
部分等の所定箇所において、その内殻2bに、バイメタル
等の熱変形材料からなる流路面積変更部材15を設けても
よく、この場合も流路面積変更部材15は、オイル温度が
低い時は内殻2bに沿った方向に伸びて流路面積を狭めな
い状態（二点鎖線）となり、オイル温度が上昇するとオ
イル流路に突入する方向に変形して流路面積を狭める状
態（実線）となるようにしておけばよい。

また、流路面積変更手段としては、上記の熱変形材料
を用いたもののほかに、温度センサからの信号に基づく
電気的な制御により作動させて、流路面積を変えるもの
であってもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明のトルクコンバータの構造は、ポ
ンプインペラ、タービンランナおよびステータにより構
成される流体の流路に、流体の温度に応じて流路面積を
変更する流路面積変更手段を設け、温度上昇時に流路面
積を小さくするようにしているため、流体の温度が比較
的低い走行中には要求される容量が得られるようにしつ
つ、停車時などにトルクコンバータ内での発熱により流
体温度が上昇したときは、容量を小さくしてクリープ現
象を抑制し、効率を高めることができ、燃費性能の改善
および運転性、信頼性の向上等の効果をもたらすもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すトルクコンバータの断
面図、第２図はこのトルクコンバータによる容量整数、
トルク比および効率の特性積、第３図は別の実施例を示
すトルクコンバータの断面図である。 １……トルクコンバータ、２……ポンプインペラ、３…
…タービンランナ、４……ステータ、11〜13,15……流
路面積変更部材。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプインペラとタービンランナとステー
   タとを備えたトルクコンバータにおいて、上記ポンプイ
   ンペラ、タービンランナおよびステータにより構成され
   る流体の流路に、この流路を流れる流体の温度に応じて
   上記流路の面積を、温度上昇時に小さくするように変更
   する流路面積変更手段を設けたことを特徴とするトルク
   コンバータの構造。