JP3211559B2 - コアレストルクコンバータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各翼が集合している部
分にコアを持たないコアレストルクコンバータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、コアレストルクコンバータとして
は、例えば、実開平１−１２８０５５号公報に記載のも
のが知られている。

【０００３】上記従来出典には、作動流体の流れが偏ら
ないように整流することで、出力トルクの変動防止とト
ルク伝達効率を高める目的で、ステータの外周中央部に
線状あるいは帯状の部材からなる整流リングを設けたコ
アレストルクコンバータが示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のコアレストルクコンバータにあっては、ステータの
外周位置に整流リングを設けてあるもののその設定位置
が外周中央位置であるため、循環流量の多い低速度比域
において、トルクコンバータ中心部の流れをステータに
流入させる作用や回転軸方向に流出させる作用が十分で
なく、ステータに加わる流体力が小さくなることでトル
ク比が低下し、併せて、ステータ出口での流体の転向が
充分になされないまま、インペラへ流入することにより
インペラトルクが増大すると共に、ステータへの流体の
流入量が少ないことでステータでの流れの損失が小さ
く、トルク容量が過大となってしまうという問題があっ
た。

【０００５】つまり、コアレストルクコンバータは、同
一サイズのコアを有するトルクコンバータに比べ、循環
流量の増大が図れることで、トルク容量を大きくでき、
燃費の向上を図ることができる特性を持つものであり、
高速度比域ではこの特性が燃費の向上が図れる点で好ま
しいが、低速度比域でトルク容量が過大となると、トル
ク比が低下し、発進性能を犠牲にしてしまう。

【０００６】尚、トルク比ｔは、ｔ＝Ｔ２／Ｔ１＝１＋
Ｔ３／Ｔ１（Ｔ１：インペラトルク、Ｔ２：タービント
ルク、Ｔ３：ステータトルク）であらわされ、インペラ
トルクＴ１が大きくなるか、又はステータトルクＴ３が
小さくなるとトルク比ｔは逆に小さくなってしまう関係
にある。

【０００７】本発明は、上記課題に着目してなされたも
ので、第１の目的とするところは、各翼が集合している
部分にコアを持たないコアレストルクコンバータにおい
て、低コストでのトルクコンバータ系列化を達成しなが
ら、低速度比域での発進性能確保と高速度比域での燃費
向上との両立を図ることにある。

【０００８】第２の目的は、第１の目的の低速度比域で
の発進性能確保と高速度比域での燃費向上との両立を高
レベルで図ることにある。

【０００９】第３の目的は、トルクコンバータ性能への
影響を及ぼすことなく、ステータ及び整流リングの強度
を向上させると共に、生産性を向上させることにある。

【００１０】第４の目的は、各翼が集合している部分に
コアを持たないコアレストルクコンバータにおいて、整
流リングが設けられる翼の強度向上を図りながら、低速
度比域での発進性能確保と高速度比域での燃費向上との
両立を高レベルで図ることにある。

【００１１】第５の目的は、上記目的に加え、インペラ
流路断面積の急変に伴う損失を小さく抑えてトルク比及
び効率の向上を達成する整流リングを提供することにあ
る。

【００１２】上記第１の目的を達成するため第１発明の
コアレストルクコンバータでは、ポンプインペラとター
ビンランナとステータとを持ち、これらの各翼が集合し
ている部分にコアを持たないコアレストルクコンバータ
において、前記ステータ外周部の一部であって出口側の
みに、トルクコンバータ中心部の流れをステータに流入
させる整流リングを設けたことを特徴とする。

【００１３】上記第２の目的を達成するため第２発明の
コアレストルクコンバータでは、請求項１記載のコアレ
ストルクコンバータにおいて、前記整流リングに傾斜を
持たせ、この傾斜角はトルクコンバータ中心部の流れを
漏れなく有効にステータに流入させる角度に設定したこ
とを特徴とする。

【００１４】上記第３の目的を達成するため第３発明の
コアレストルクコンバータでは、請求項１または請求項
２記載のコアレストルクコンバータにおいて、前記ステ
ータの出口外周部に傾斜を持たせた整流リングを設け、
この整流リングの傾斜内面とステータ翼の外周端面とが
鋭角に交差する隅部に、傾斜内面と外周端面の両面を滑
らかな曲面により接続する隅Ｒ部を設定したことを特徴
とする。

【００１５】上記第４の目的を達成するため第４発明の
コアレストルクコンバータでは、ポンプインペラとター
ビンランナとステータとを持ち、これらの各翼が集合し
ている部分にコアを持たないコアレストルクコンバータ
において、前記ポンプインペラとタービンランナの少な
くとも一方に、ステータの出口外周部に向かうと共にト
ルクコンバータ中心部の流れをステータに流入させる傾
斜角を持つ整流リングを設けたことを特徴とする。

【００１６】上記第５の目的を達成するため第５発明の
コアレストルクコンバータでは、請求項１〜請求項４記
載のコアレストルクコンバータにおいて、前記整流リン
グを、そのポンプインペラ側の面がトーラス断面上でイ
ンペラシェルと同じ方向に膨らんだ曲面部を有する形状
を持つ整流リングとしたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】第１発明の作用を説明する。

【００１８】低速度比域では、トーラス中心部の流れが
整流リングによりステータに導かれ、かつ、ステータ出
口からトーラス中心に向かう漏れがなくなり、トーラス
中心部の流れが有効に生かされ、ステータに加わる流体
力が増すことになり、ステータによるトルク増大作用が
充分に発揮され、トルク比が上昇する。一方、ステータ
出口での流体の転向が充分になされることでインペラト
ルクが減少すると共に、ステータから漏れる流体量が減
少することで流れの損失が大きくなり、トルク容量が低
下する。

【００１９】高速度比域では、トーラス中心部の流れが
少ないため、整流リングの有無が循環流量に与える影響
が小さく、高速度比域でのトルク容量は整流リング無し
と同レベルで確保される。

【００２０】したがって、低速度比域でのトルク比向上
による発進性能確保と高速度比域でのトルク容量確保に
よる燃費向上との両立が図られる。

【００２１】しかも、トルク容量を調整する特性を持つ
整流リングはステータに設けられているため、ステータ
の型式変更のみにより低コストでトルクコンバータの系
列化（同じシェル形状で容量の異なった、またはトルク
比の異なったトルクコンバータを実現すること。）を達
成することができる。

【００２２】第２発明の作用を説明する。

【００２３】第２発明では、整流リングに傾斜を持た
せ、この傾斜角はトルクコンバータ中心部の流れを漏れ
なく有効にステータに流入させる角度に設定したため、
ステータに加わる流体力が増す作用及びトルク容量が低
下させる作用がより一層高められることになり、低速度
比域での発進性能確保と高速度比域での燃費向上との両
立が高レベルで図られる。

【００２４】第３発明の作用を説明する。

【００２５】第３発明では、隅Ｒ部を設定する部位が、
傾斜を持たせた整流リングの傾斜内面とステータ翼の外
周端面とが鋭角に交差する隅部であり、この隅部はステ
ータ翼の上にあり、しかも、ステータ翼の外周端面との
接触部のみであることで、ステータでの流体の流れに何
ら影響及ぼさず、上記トルクコンバータ性能がそのまま
確保される。

【００２６】また、設定される隅Ｒ部は、傾斜内面と外
周端面の両面を滑らかな曲面により接続するものである
ため、ステータや整流リングに流体力等が加わった場
合、この力がステータと整流リングとの接続部に集中し
てきても最大応力を低くするように隅Ｒ部で力の分散が
なされる。よって、隅Ｒ部を設定しない場合に比べ、ス
テータと整流リングの強度が向上する。

【００２７】さらに、ステータの製造にあたって、隅Ｒ
部が設定されていることにより成形型に溶融樹脂や溶融
金属がスムーズに流れ込むため、ステータと整流リング
とを一体に型成形にて製造することができる。よって、
ステータと整流リングとを別体でそれぞれ製造し、これ
を溶接等により一体化する場合に比べ、生産性が向上す
る。

【００２８】第４発明の作用を説明する。

【００２９】第４発明では、ポンプインペラとタービン
ランナの少なくとも一方に、ステータの出口外周部に向
かうと共にトルクコンバータ中心部の流れをステータに
流入させる傾斜角を持つ整流リングを設けたため、この
整流リングによりトルクコンバータの系列化を除き、第
１発明及び第２発明と同様な作用を示し、低速度比域で
の発進性能確保と高速度比域での燃費向上との両立が高
レベルで図られる。

【００３０】第５発明の作用を説明する。

【００３１】第５発明では、整流リングを、そのポンプ
インペラ側の面がトーラス断面上でインペラシェルと同
じ方向に膨らんだ曲面部を有する形状を持つ整流リング
としたため、ポンプインペラの流路断面積の急激な拡大
や縮小がなく、インペラ流路断面積の急変に伴う損失が
小さく抑えられ、損失低減によりトルク比及び効率の向
上が達成される。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００３３】（第１実施例）まず、構成を説明する。

【００３４】図１は請求項１及び請求項２記載の本発明
に対応する第１実施例のコアレストルクコンバータを示
す断面図である。

【００３５】図１において、１はコンバータカバー、２
はポンプインペラ、３はタービンランナ、４はステー
タ、５はロックアップクラッチ、６は円錐型整流リング
（整流リングに相当）である。

【００３６】前記コンバータカバー１は、エンジンのク
ランクシャフト等に連結され、エンジンからの回転駆動
力が入力される。

【００３７】前記ポンプインペラ２は、前記コンバータ
カバー１に一体結合され、エンジンにより回転駆動され
る。

【００３８】前記タービンランナ３は、タービンハブ７
に取り付けられていて、このタービンハブ７には図外の
トランスミッション入力軸が結合される。

【００３９】前記ステータ４は、前記ポンプインペラ２
とタービンランナ３とに挟まれた内径側位置に配置され
ていて、ワンウェイクラッチ８を介して図外のトランス
ミッションケースに固定される。

【００４０】前記ロックアップクラッチ５は、所定の運
転条件下での締結により前記コンバータカバー１とター
ビンハブ７とを直結し、エンジンからの回転駆動力を直
接トランスミッション入力軸に伝達させるクラッチで、
コンバータカバー１とタービンランナ３とにより区画さ
れるスペースに配置される。尚、ロックアップクラッチ
５には伝達トルク変動を吸収するトーションスプリング
５ａを有する。

【００４１】前記円錐型整流リング６は、前記ステータ
４の出口外周部に設けられ、低速度比域でトルクコンバ
ータ中心部の流れを漏れなく有効にステータ４に流入さ
せて回転軸方向に流出させるべく傾斜を持たせている。

【００４２】次に、作用を説明する。

【００４３】［低速度比域での作用］図２に整流リング
無しコアレストルクコンバータと第１実施例のコアレス
トルクコンバータとの低速度比域での子午面の流れ状態
を示す。

【００４４】まず、整流リング無しの場合、図２の左部
分に示すように、子午面の流れのうち主流は、トーラス
全体を使っている。また、ステータ出口のインナーパス
ではステータ内径からステータ外径に向った流れになっ
ている。

【００４５】円錐型整流リング６を有する場合、図２の
右部分に示すように、トーラス中心部の流れが円錐型整
流リング６によりステータ４に導かれ、ステータ出口で
は回転軸方向の流れに整流されている。

【００４６】したがって、低速度比域で整流リング無し
の場合、トーラス中心部の流れがステータの外周部を経
過してそのままトーラス中心に向かって漏れてしまい、
トーラス中心部の流れによりステータに加わる流体力が
小さくなる。

【００４７】これに対し、低速度比域で円錐型整流リン
グ６を有する場合、トーラス中心部の流れが円錐型整流
リング６によりステータ４内に導かれ、かつ、ステータ
出口からトーラス中心に向かう漏れがなくなり、トーラ
ス中心部の流れが有効に生かされ、ステータ４に加わる
流体力が増すことになる。

【００４８】以上により、円錐型整流リング６を有する
場合、低速度比域でステータ４によるトルク増大作用が
充分に発揮され、トルク比が上昇する。

【００４９】また、低速度比域で円錐型整流リング６を
有する場合、主に下記の作用の相乗によりトルク容量が
低下する。

【００５０】(1) 円錐型整流リング６を設けると、ステ
ータ出口での流体の転向が充分になされるので、インペ
ラ入口の流れの旋回が大きくなる。これにより、インペ
ラトルクが減少し、トルク容量が低下する。

【００５１】(2) 円錐型整流リング６を設けると、ステ
ータ４から漏れる流体量が減少することで、いわゆるブ
ロッケージが増し、流れの損失が大きくなる。

【００５２】［高速度比域での作用］図３に整流リング
無しコアレストルクコンバータと第１実施例のコアレス
トルクコンバータとの高速度比域での子午面の流れ状態
を示す。

【００５３】まず、整流リング無しの場合、図３の左部
分に示すように、子午面のトーラス中心部は流れが少な
い。

【００５４】円錐型整流リング６を有する場合、図３の
右部分に示すように、円錐型整流リング６が流れを阻害
しない。

【００５５】したがって、高速度比域では、子午面の主
流はトーラスの外側に形成され、トーラス中心部は流れ
が少ないことで、円錐型整流リング６の存在が循環流量
に与える影響が小さく、整流リング無しの場合とほぼ同
じ循環流量が確保されることになる。

【００５６】このため、高速度比域でのトルク容量が整
流リング無しコアレストルクコンバータと同様に確保さ
れ、燃費性能の向上が図られる。

【００５７】また、上記のように、円錐型整流リング６
は低速度比域でのみ効き、高速度比域での流体への影響
がないため、高速度比域で締結されるロックアップクラ
ッチ５に対し円錐型整流リング６の存在が悪影響を及ぼ
すこともない。

【００５８】［トルクコンバータ特性の比較］図４に本
発明者の行なった実験結果によるトルクコンバータ特性
の比較図を示す。

【００５９】尚、実験対象は、第１実施例の円錐型整流
リング６を持つタイプ(a) と、回転軸に対し直角で高い
整流リングを持つタイプ(b) と、回転軸に対し直角で低
い整流リングを持つタイプ(c) と、整流リング無しの４
タイプで行なった。

【００６０】この図４の特性で、整流リング無しと、第
１実施例の円錐型整流リング６を持つタイプ(a) との比
較をする。

【００６１】まず、トルク容量については、低速度比域
で整流リング無しに比べ円錐型整流リング６を持つタイ
プ(a) が大幅に低下しているが、高速度比域で両者ほぼ
同じトルク容量が確保されていることが分かる。

【００６２】トルク比については、ストールトルク比を
含む低速度比域でのトルク比が、整流リング無しに比べ
円錐型整流リング６を持つタイプ(a) が向上しているこ
とが分かる。

【００６３】このように、上記作用で述べたことの裏付
けとして、低速度比域でトルク容量が低下すると共にト
ルク比が向上し、高速度比域でトルク容量が整流リング
無しのレベルに保たれることが確認された。しかも、注
目すべき点は、円錐型整流リング６の付加だけで、低速
度比域でのトルク容量低下レベルが予想以上に大きく、
これに対応して低速度比域でのトルク比も予想以上に向
上する点である。

【００６４】また、図４の特性で、整流リング無しと、
ステータの外周出口部に傾斜角を持たない整流リングを
持つタイプ(b) 及びタイプ(c) との比較をすると、円錐
型整流リング６を持つタイプ(a) との比較に比べて効果
代を小さいものの、低速度比域でのトルク容量の低下及
びトルク比の向上が確認された。

【００６５】さらに、整流リングの高さが高いタイプ
(b) が低いタイプ(c) に比べて効果代が大きいことも確
認された。

【００６６】これは、ステータの外周出口部に傾斜角を
持たない整流リングを設けた構成にしても充分に低速度
比域での発進性能の向上と高速度比域での燃費向上との
両立が達成できることを意味する。

【００６７】［整流リング外径を異ならせることによる
系列化］図５に本発明者がステータの形状寸法は全く同
じで円錐型整流リング６の外径を大にした場合と外径を
小にした場合との実験結果によるトルクコンバータ特性
の比較図を示す。

【００６８】この実験結果により、円錐型整流リング６
の外径を大きくするほど低速度比域でのトルク容量低下
レベルが大きくトルク比の向上レベルも大きいことが確
認された。

【００６９】これにより、ステータの設置スペースが同
じとしながら、円錐型整流リング６の外径を変えること
で、トルク容量を調整できることになり、この結果、車
両毎に異なったトルク容量のトルクコンバータを製造す
ること（トルクコンバータ系列化）が可能である。

【００７０】［ステータ径を異ならせることによる系列
化］図６に本発明者が円錐型整流リング６を含むステー
タ全高Ｈを変えないで、ステータ高さとリング高さを異
ならせての実験結果によるトルクコンバータ特性の比較
図を示す。尚、ステータ高さをｈ１としリング高さをｈ
２とした図１に示す第１実施例に相当するタイプ(d) に
対し、タイプ(e) はステータ高さをｈ３（＜ｈ１）とし
リング高さをｈ４（＞ｈ２）とし、ステータの流路面積
を縮小している。

【００７１】この実験結果により、円錐型整流リング６
のリング高さを高くしステータ高さ低くしたタイプ(e)
の方が低速度比域でのトルク容量低下レベルが大きい
が、トルク比の向上レベルはタイプ(d) の方が少し大き
いことが確認された。

【００７２】これにより、ステータの設置スペースが同
じとしながら、円錐型整流リング６を含むステータ４の
寸法設定により、要求されるトルク容量やトルク比を調
整できることになり、この結果、車両毎に異なったトル
ク容量あるいはトルク比のトルクコンバータを製造する
こと（トルクコンバータ系列化）が可能である。

【００７３】［円錐型整流リングの最適化］コアレスト
ルクコンバータに円錐型整流リング６を設けるにあたっ
て、コンバータ性能として最適性能を得るリング内外径
の設定領域及び傾斜率の設定領域について説明する。

【００７４】＊リング外径の設定領域 図７に本発明者の行なった実験結果によるトルクコンバ
ータ特性の比較図を示す。

【００７５】尚、実験対象は、第１実施例の円錐型整流
リング６を持つタイプにおいて、同じインペラ外径で、
同形状のステータを有するコアレストルクコンバータを
用い、傾斜角は一定でリング外径を異ならせることで、
インペラ出口面積比が０．２９，０．３３，０．３７，
０．４４の４通りの場合で行なった。

【００７６】ここで、インペラ出口面積比とは、インペ
ラ外径と、ステータ内径により規定される全円断面積に
対するインペラ出口断面積の比であり、インペラ出口断
面積は、円錐型整流リング６の外径とインペラ外径によ
り規定されるドーナツ状の面積である。

【００７７】この実験結果について述べる。

【００７８】インペラ出口面積比が０．２９の場合 インペラ出口面積比が０．２９の場合には、カップリン
グポイントを低下させてしまう。

【００７９】なぜなら、インペラ出口面積比がステータ
面積比より小さくなってしまい、循環流の流れを絞るこ
とになることによる。

【００８０】ここで、ステータ面積比とは、インペラ外
径と、ステータ内径により規定される全円断面積に対す
るステータ断面積の比であり、ステータ断面積は、ステ
ータ４の外径（＝円錐型整流リング６の内径）とステー
タ内径により規定されるドーナツ状の面積である。イ
ンペラ出口面積比が０．３３と０．３７の場合 インペラ出口面積比が０．３３と０．３７の場合には、
低速度比域でのトルク比向上と高速度比域でのトルク容
量確保とが達成される特性が得られた。

【００８１】インペラ出口面積比が０．４４の場合 インペラ出口面積比が０．４４の場合には、低速度比域
でのトルク容量の上昇とトルク比の低下を招いてしま
う。なぜなら、整流リング６をステータ上面からの漏れ
流れを防止する壁とするには小さ過ぎ、ほとんど整流リ
ング６のないコアレストルクコンバータと同じ流れとな
るからである。

【００８２】以上の実験結果により、インペラ出口面積
比がステータ面積比より小さくならない範囲で、インペ
ラ出口面積比が０．３７〜０．３３に相当するリング外
径に設定した場合、円錐型整流リング６を設ける目的で
ある低速度比域でのトルク比向上と高速度比域でのトル
ク容量確保との両立を達成できる。

【００８３】＊傾斜率の設定領域 図８に本発明者の行なった実験結果によるトルクコンバ
ータ特性の比較図を示す。

【００８４】尚、実験対象は、第１実施例の円錐型整流
リング６を持つタイプにおいて、インペラ出口面積比が
同じ０．３３で、傾斜率が３５，３０または４０，０，
７０の４通りの場合で行なった。

【００８５】ここで、傾斜率とは、図１に示すように、
ステータ外周の軸方向幅Ｂとし、整流リング６のステー
タ出口側面の基端位置と外端位置との軸方向長さをＬと
した場合、Ｌ／Ｂ×１００（％）であらわされる。

【００８６】この実験結果について述べる。

【００８７】傾斜率が３５％の場合 傾斜率が３５％とは、インペラ出口面積比とステータ面
積比とが等しくなる位置であり、この場合、低速度比域
でのトルク比向上と高速度比域でのトルク容量確保とが
達成される最適な特性が得られた。

【００８８】傾斜率が３０％または４０％の場合 傾斜率が３０％は整流リング６により流路を絞る下限の
傾斜率であり、傾斜率４０％は整流リング６により流路
を広げる上限の傾斜率であり、これらの場合、インペラ
出口面積比とステータ面積比とがほぼ等しくなる領域
で、低速度比域でのトルク比向上と高速度比域でのトル
ク容量確保とがある程度のレベルで達成される特性が得
られた。

【００８９】傾斜率が０％の場合 傾斜率が０％とは、整流リング６が径方向に立設された
傾斜のない状態であり、この場合には、整流リング６に
より流路が大幅に絞られることで、ストールトルク比が
低下してしまう。

【００９０】傾斜率が７０％の場合 傾斜率が７０％とは、整流リング６の傾斜度合いの大き
な状態であり、この場合には、整流リング６により流路
が大幅に広げられることで、整流リングを設けていない
コアレストルクコンバータと同様に、トルク容量が高く
トルク比が低い特性を示す。

【００９１】以上の実験結果により、傾斜率を３０％〜
４０％に設定した場合、円錐型整流リング６を設ける目
的である低速度比域でのトルク比向上と高速度比域での
トルク容量確保との両立を達成できる。

【００９２】特に、図９に傾斜率に対するストールトル
ク比とストールトルク容量係数の特性を示すが、傾斜率
が３５％の場合、最も大きなストールトルク比が得ら
れ、この傾斜率３５％の設定が最適値であることが確認
された。

【００９３】次に、効果を説明する。

【００９４】（１）各翼が集合している部分にコアを持
たないコアレストルクコンバータにおいて、ステータ４
の出口外周部にトルクコンバータ中心部の流れをステー
タ４に流入させる円錐型整流リング６を設けたため、低
速度比域でトルク比を向上させることによる発進性能確
保と高速度比域でトルク容量を確保することによる燃費
向上との両立を高レベルで図ることができる。

【００９５】（２）低速度比域でトルク容量を低下させ
る特性を持つ円錐型整流リング６をステータ４に設けた
構成としたため、円錐型整流リング６の内外径を変える
というステータの型式変更のみでトルクコンバータ系列
化ができ、ポンプインペラの型式変更によるトルクコン
バータ系列化に比べてコスト低減を達成することができ
る。（同じシェル形状でトルク容量の異なった又はトル
ク比の異なったトルクコンバータを実現できる。）つま
り、従来型トルクコンバータは、インペラの出口角度を
変えてトルク容量を変え、系列化するのが一般的であ
り、この場合、インペラの翼の変更を含むポンプインペ
ラの型式変更を要し、非常にコスト増となる。

【００９６】（３）ステータ４に整流リング６を設けた
ため、ステータ４の翼の強度を向上させることができ
る。

【００９７】（４）円錐型整流リング６を設定するにあ
たって、インペラ出口面積比がステータ面積比より小さ
くならない範囲で、インペラ出口面積比が０．３７〜
０．３３に相当するリング外径で、かつ、傾斜率を３０
％〜４０％に設定することで、低速度比域でのトルク比
向上と高速度比域でのトルク容量確保との両立により、
高い発進性能確保と燃費向上を達成できる。

【００９８】（第２実施例）図１０は請求項３記載の発
明に対応する第２実施例のコアレストルクコンバータの
ステータを示す断面図、図１１は第２実施例のコアレス
トルクコンバータのステータを示す右側面図、図１２は
ステータの整流リング部を示す拡大平面図、図１３はス
テータの整流リング部を示す拡大断面図である。

【００９９】この第２実施例のコアレストルクコンバー
タは、ステータ４を除いて第１実施例と同様であるの
で、ステータ部の構成のみについて説明する。

【０１００】このステータ４は、図１０及び図１１に示
すように、フェノール樹脂等を素材として一体成形され
ていて、内周リング部４ａと、ステータ翼４ｂと、整流
リング部４ｃと、隅Ｒ部４ｄにより構成されている。

【０１０１】前記内周リング部４ａは、リング形状であ
り、上記ワンウェイクラッチ８に取り付けられる部分で
ある。

【０１０２】前記ステータ翼４ｂは、内周リング部４ａ
の外周円筒面から等間隔で放射状に複数設けられてい
る。

【０１０３】前記整流リング部４ｃは、前記ステータ翼
４ｂの出口外周部に、各ステータ翼４ｂをステータ外周
位置で連結するように設けられている。そして、この整
流リング部４ｃは、第１実施例と同様に、低速度比域で
トルクコンバータ中心部の流れを漏れなく有効にステー
タ翼４ｂに流入させて回転軸方向に流出させるべく傾斜
を持たせている。

【０１０４】前記隅Ｒ部４ｄは、図１２及び図１３に示
すように、前記整流リング部４ｃの傾斜内面４ｃ’と前
記ステータ翼４ｂの外周端面４ｂ’とが鋭角に交差する
隅部に、傾斜内面４ｃ’と外周端面４ｂ’の両面を曲率
半径Ｒを有する滑らかな曲面により接続することで設定
されている。

【０１０５】次に、作用を説明する。

【０１０６】［トルクコンバータ性能］第２実施例で
は、隅Ｒ部４ｄを設定する部位が、傾斜を持たせた整流
リング部４ｃの傾斜内面４ｃ’とステータ翼４ｂの外周
端面４ｂ’とが鋭角に交差する隅部であり、この隅部は
図１３に示すようにステータ翼４ｂの上にあり、しか
も、隅Ｒ部４ｄを設定する部位が、図１２の斜線部に示
すように、ステータ翼４ｂの外周端面４ｂ’との接触部
のみであることで、図１２の矢印に示すように、ステー
タ４での流体の流れに何ら影響及ぼさず、第１実施例で
説明した低速度比域でのトルク比の向上と高速度比域で
のトルク容量の確保というトルクコンバータ性能がその
まま確保される。

【０１０７】［ステータ強度］設定される隅Ｒ部４ｄ
は、整流リング部４ｃの傾斜内面４ｃ’とステータ翼４
ｂの外周端面４ｂ’とを滑らかな曲面により接続するも
のであるため、ステータ翼４ｂや整流リング部４ｃに流
体力等が加わった場合、この力がステータ翼４ｂと整流
リング部４ｃとの接続部に集中してきても最大応力を低
くするように隅Ｒ部４ｄで力の分散がなされる。

【０１０８】したがって、隅Ｒ部４ｄを設定しない第１
実施例に比べ、ステータ翼４ｂと整流リング部４ｃの強
度が向上する。

【０１０９】［生産性］ステータ４を製造するにあたっ
て、隅Ｒ部４ｄが設定されていることにより成形型に溶
融樹脂や溶融金属がスムーズに流れ込むため、ステータ
翼４ｂと整流リング部４ｃとを一体に型成形にて製造す
ることができる。そこで、第２実施例の場合には、樹脂
を素材としてステータ４を一体に型成形し、生産性の向
上とステータ４の軽量化を図っている。具体例として
は、図１５に示すように、隣接するステータ翼４ｂ，４
ｂとの間に型割線を設定し、この型割線に対して２方向
に型抜きを行なうことで、型成形によるステータの生産
を行なうことができる。

【０１１０】このように、隅Ｒ部４ｄの設定によりステ
ータ４の一体に型成形が可能となることで、内周リング
を有するステータ翼と整流リングとを別体でそれぞれ製
造し、これを溶接等により一体化する場合に比べて大幅
に生産性が向上する。

【０１１１】［隅Ｒ部の設定限界］上記強度上のメリッ
トと生産性のメリットを享受するためには、隅Ｒ部４ｄ
の曲率半径Ｒの設定に下限と上限とが存在することにな
る。

【０１１２】まず、図１４(イ) に示すように、強度上，
生産上のメリットのでる最小の曲率半径Ｒは、Ｒ＝０．
５mm（下限）である。

【０１１３】また、図１４(ロ) に示すように、強度上，
生産上のメリットのでる最大の曲率半径Ｒは、傾斜内面
４ｃ’の外周端部に曲線が接し、外周端面４ｂ’の入口
側端部に曲線が接する時の径（上限）である。

【０１１４】次に、効果を説明する。

【０１１５】第２実施例のコアレストルクコンバータで
は、整流リング部４ｃの傾斜内面４ｃ’と前記ステータ
翼４ｂの外周端面４ｂ’とが鋭角に交差する隅部に、傾
斜内面４ｃ’と外周端面４ｂ’の両面を曲率半径Ｒを有
する滑らかな曲面により接続する隅Ｒ部４ｄを設定した
ため、トルクコンバータ性能への影響を及ぼすことな
く、ステータ部４ｂ及び整流リング部４ｃの強度を向上
させることができると共に、生産性を向上させることが
できる。

【０１１６】（第３実施例）図１６は請求項４記載の発
明に対応する第３実施例のコアレストルクコンバータを
示す断面図である。

【０１１７】この第３実施例のコアレストルクコンバー
タは、ポンプインペラ２にステータ４の出口外周部に向
かうと共にトルクコンバータ中心部の流れをステータ４
に流入させる傾斜を持つ整流リング２６を設けた例であ
る。他の構成は、第１実施例と同様であるので、対応す
る構成に同一符号を付して説明を省略する。

【０１１８】尚、作用効果については、トルクコンバー
タ系列化を除いて第１実施例と同様であるので説明を省
略する。

【０１１９】また、この第３実施例では、ポンプインペ
ラ２に整流リング２６を設けたため、ポンプインペラ２
の翼の強度を向上させることができる。

【０１２０】（第４実施例）図１７は請求項４記載の発
明に対応する第４実施例のコアレストルクコンバータを
示す断面図である。

【０１２１】この第４実施例のコアレストルクコンバー
タは、タービンランナ３にステータ４の出口外周部に向
かうと共にトルクコンバータ中心部の流れをステータ４
に流入させる傾斜を持つ整流リング３６を設けた例であ
る。他の構成は、第１実施例と同様であるので、対応す
る構成に同一符号を付して説明を省略する。

【０１２２】尚、作用効果については、トルクコンバー
タ系列化を除いて第１実施例と同様であるので説明を省
略する。

【０１２３】また、この第４実施例では、タービンラン
ナ３に整流リング３６を設けたため、タービンランナ３
の翼の強度を向上させることができる。

【０１２４】（第５実施例）図１８は請求項５記載の発
明に対応する第５実施例のコアレストルクコンバータを
示す断面図である。

【０１２５】この第５実施例のコアレストルクコンバー
タは、第１実施例の整流リング６に代え、そのポンプイ
ンペラ２側の面がトーラス断面上でインペラシェルと同
じ方向に膨らんだ曲面部６ａを有する形状を持つ整流リ
ング６’とした例である。他の構成は、第１実施例と同
様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を
省略する。

【０１２６】次に、作用を説明する。

【０１２７】第１実施例の整流リング６では、インペラ
入口で流路断面積が次第に広がり、その後、出口に向か
うにしたがって絞られてゆく形状設定となっている。こ
のため、インペラ流路の急拡大や縮小に伴う流れの損失
が大きくなるという傾向にある。

【０１２８】これに対し、ポンプインペラ２側の面がト
ーラス断面上でインペラシェルと同じ方向に膨らんだ曲
面部６ａを有する形状を持つ整流リング６’とした場
合、インペラ流路は比較的等面積となり、インペラ流路
の急激な拡大や縮小がなく、インペラ流路断面積の急変
に伴う損失が小さく抑えられる。この損失低減の結果、
トルク比及び効率の向上が達成される。

【０１２９】ちなみに、本発明者が行なった比較実験結
果を図１９に示す。

【０１３０】この図１９で第１実施例の整流リング６を
持つコアレストルクコンバータに比べて第５実施例の整
流リング６’を持つコアレストルクコンバータは、トル
ク比や効率が大きく向上していることが分かる。

【０１３１】尚、他の作用については第１実施例と同様
であるので説明を省略する。

【０１３２】次に、効果を説明する。

【０１３３】この第５実施例では、整流リングを、ポン
プインペラ２側の面がトーラス断面上でインペラシェル
と同じ方向に膨らんだ曲面部６ａを有する形状を持つ整
流リング６’としたため、インペラ流路断面積の急変に
伴う損失を小さく抑えてトルク比及び効率の向上を達成
することができる。

【０１３４】また、この整流リング６’は、板素材を曲
げたプレス品とすることで、低コストで、しかも、断面
形状が曲がっているために強度上も有利である。

【０１３５】（第６実施例）図２０は請求項５記載の発
明に対応する第６実施例のコアレストルクコンバータを
示す断面図である。

【０１３６】この第６実施例のコアレストルクコンバー
タは、第３実施例の整流リング２６に代え、そのポンプ
インペラ２側の面がトーラス断面上でインペラシェルと
同じ方向に膨らんだ曲面部６ａを有する形状を持つ整流
リング２６’とした例である。他の構成は、第３実施例
と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説
明を省略する。

【０１３７】また、作用効果については、第３実施例の
作用効果に第５実施例の作用効果を加えた作用効果を示
す。

【０１３８】（第７実施例）図２１は請求項５記載の発
明に対応する第７実施例のコアレストルクコンバータを
示す断面図である。

【０１３９】この第７実施例のコアレストルクコンバー
タは、第４実施例の整流リング３６に代え、そのポンプ
インペラ２側の面がトーラス断面上でインペラシェルと
同じ方向に膨らんだ曲面部６ａを有する形状を持つ整流
リング３６’とした例である。他の構成は、第４実施例
と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説
明を省略する。

【０１４０】また、作用効果については、第４実施例の
作用効果に第５実施例の作用効果を加えた作用効果を示
す。

【０１４１】（第８実施例）図２２は請求項５記載の発
明に対応する第８実施例のコアレストルクコンバータを
示す断面図である。

【０１４２】この第８実施例のコアレストルクコンバー
タは、第１実施例の整流リング６に、そのポンプインペ
ラ２側の面がトーラス断面上でインペラシェルと同じ方
向に膨らんだ曲面部６ａを付加した形状を持つ整流リン
グ６”とした例である。他の構成は、第１実施例と同様
であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省
略する。

【０１４３】また、作用効果については、第１実施例の
作用効果に第５実施例の作用効果を加えた作用効果を示
す。尚、この整流リング６”は、第２実施例のように、
成形型に溶融樹脂や溶融金属を流し込む型成形にて製造
される。

【０１４４】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【０１４５】例えば、実施例では、３つの流体要素の１
つに整流リングを設けた例を示したが、２つあるいは３
つの流体要素に分割タイプのリングを設け、組み合わせ
た状態で実施例のような整流リングを構成するような例
であっても良い。

【０１４６】実施例では、ロックアップクラッチ付きコ
アレストルクコンバータへ整流リングを適用した例を示
したが、ロックアップクラッチ無しのコアレストルクコ
ンバータへも適用できることは勿論である。

【０１４７】

【発明の効果】請求項１記載の本発明にあっては、各翼
が集合している部分にコアを持たないコアレストルクコ
ンバータにおいて、ステータ外周部の一部であって出口
側のみに、トルクコンバータ中心部の流れをステータに
流入させる整流リングを設けた構成としたため、低コス
トでのトルクコンバータ系列化を達成しながら、低速度
比域での発進性能確保と高速度比域での燃費向上との両
立を図ることができるという効果が得られる。

【０１４８】請求項２記載の本発明にあっては、請求項
１記載のコアレストルクコンバータにおいて、整流リン
グに傾斜を持たせ、この傾斜角はトルクコンバータ中心
部の流れを漏れなく有効にステータに流入させる角度に
設定したため、低コストでのトルクコンバータ系列化を
達成しながら、低速度比域での発進性能確保と高速度比
域での燃費向上との両立を高レベルで図ることができる
という効果が得られる。

【０１４９】請求項３記載の本発明にあっては、請求項
１または請求項２記載のコアレストルクコンバータにお
いて、ステータの出口外周部に傾斜を持たせた整流リン
グを設け、この整流リングの傾斜内面とステータ翼の外
周端面とが鋭角に交差する隅部に、傾斜内面と外周端面
の両面を滑らかな曲面により接続する隅Ｒ部を設定した
ため、トルクコンバータ性能への影響を及ぼすことな
く、ステータ及び整流リングの強度を向上させることが
できると共に、生産性を向上させることができるという
効果が得られる。

【０１５０】請求項４記載の本発明にあっては、各翼が
集合している部分にコアを持たないコアレストルクコン
バータにおいて、ポンプインペラとタービンランナステ
ータの少なくとも一方に、ステータの出口外周部に向か
うと共にトルクコンバータ中心部の流れをステータに流
入させる傾斜角を持つ整流リングを設けた構成としたた
め、整流リングが設けられる翼の強度向上を図りなが
ら、低速度比域での発進性能確保と高速度比域での燃費
向上との両立を高レベルで図ることができるという効果
が得られる。

【０１５１】請求項５記載の本発明にあっては、請求項
１〜請求項４記載のコアレストルクコンバータにおい
て、整流リングを、ポンプインペラ側の面がトーラス断
面上でインペラシェルと同じ方向に膨らんだ曲面部を有
する形状を持つ整流リングとしたため、上記効果に加
え、インペラ流路断面積の急変に伴う損失を小さく抑え
てトルク比及び効率の向上を達成することができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施例のコアレストルクコンバータ
を示す断面図である。

【図２】第１実施例のコアレストルクコンバータの低速
度比域での作用説明図である。

【図３】第１実施例のコアレストルクコンバータの高速
度比域での作用説明図である。

【図４】第１実施例のコアレストルクコンバータを含む
各種のタイプによるトルクコンバータ特性の比較図であ
る。

【図５】ステータの形状寸法は全く同じで円錐型整流リ
ングの外径を大にした場合と外径を小にした場合との実
験結果によるトルクコンバータ特性の比較図である。

【図６】円錐型整流リングを含むステータ全高を変えな
いで、ステータ高さとリング高さを異ならせての実験結
果によるトルクコンバータ特性の比較図である。

【図７】円錐型整流リングのリング外径の最適設定のた
めに行なった実験結果によるトルクコンバータ特性の比
較図である。

【図８】円錐型整流リングの傾斜率の最適設定のために
行なった実験結果によるトルクコンバータ特性の比較図
である。

【図９】傾斜率を横軸としたストールトルク比特性及び
ストールトルク容量係数特性を示す図である。

【図１０】第２実施例のコアレストルクコンバータのス
テータを示す断面図である。

【図１１】第２実施例のコアレストルクコンバータのス
テータを示す右側面図である。

【図１２】第２実施例のステータの整流リング部を示す
拡大平面図である。

【図１３】第２実施例のステータの整流リング部を示す
拡大断面図である。

【図１４】第２実施例のステータでの隅Ｒ部を最小曲率
半径に設定した例と最大曲率半径に設定した例を示す図
である。

【図１５】第２実施例のステータを型成形にて製造する
時の型割線と型抜き方向を示す図である。

【図１６】本発明第３実施例のコアレストルクコンバー
タを示す断面図である。

【図１７】本発明第４実施例のコアレストルクコンバー
タを示す断面図である。

【図１８】本発明第５実施例のコアレストルクコンバー
タを示す断面図である。

【図１９】本発明第１実施例と第５実施例のコアレスト
ルクコンバータでのトルクコンバータ特性の比較図であ
る。

【図２０】本発明第６実施例のコアレストルクコンバー
タを示す断面図である。

【図２１】本発明第７実施例のコアレストルクコンバー
タを示す断面図である。

【図２２】本発明第８実施例のコアレストルクコンバー
タを示す断面図である。

【符号の説明】

１ コンバータカバー ２ ポンプインペラ ３ タービンランナ ４ ステータ ５ ロックアップクラッチ ６ 円錐型整流リング（整流リング）

フロントページの続き (72)発明者 岡田 克彦 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−144152（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−128055（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 41/26

Claims (5)

(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
   ータとを持ち、これらの各翼が集合している部分にコア
   を持たないコアレストルクコンバータにおいて、 前記ステータ外周部の一部であって出口側のみに、トル
   クコンバータ中心部の流れをステータに流入させる整流
   リングを設けたことを特徴とするコアレストルクコンバ
   ータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のコアレストルクコンバー
   タにおいて、 前記整流リングに傾斜を持たせ、この傾斜角はトルクコ
   ンバータ中心部の流れを漏れなく有効にステータに流入
   させる角度に設定したことを特徴とするコアレストルク
   コンバータ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のコアレス
   トルクコンバータにおいて、 前記ステータの出口外周部に傾斜を持たせた整流リング
   を設け、この整流リングの傾斜内面とステータ翼の外周
   端面とが鋭角に交差する隅部に、傾斜内面と外周端面の
   両面を滑らかな曲面により接続する隅Ｒ部を設定したこ
   とを特徴とするコアレストルクコンバータ。
4. 【請求項４】 ポンプインペラとタービンランナとステ
   ータとを持ち、これらの各翼が集合している部分にコア
   を持たないコアレストルクコンバータにおいて、 前記ポンプインペラとタービンランナの少なくとも一方
   に、ステータの出口外周部に向かうと共にトルクコンバ
   ータ中心部の流れをステータに流入させる傾斜角を持つ
   整流リングを設けたことを特徴とするコアレストルクコ
   ンバータ。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４記載のコアレストル
   クコンバータにおいて、 前記整流リングを、そのポンプインペラ側の面がトーラ
   ス断面上でインペラシェルと同じ方向に膨らんだ曲面部
   を有する形状を持つ整流リングとしたことを特徴とする
   コアレストルクコンバータ。