JP3539649B2 - Impeller for torque converter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバータを構成するステータ羽根車を、前翼部羽根車と後翼部羽根車とに分割して、アイドリング状態においては、前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車との円周方向の位置関係が変化して循環流路面積を制御することにより、循環流を制御して容量係数を制御することによって、伝達効率およびトルク比を維持しながら、アイドリング時の燃費向上およびクリープ抑制を実現するトルクコンバータ用羽根車に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のトルクコンバータ用羽根車(特開昭57−69162)は、図20に示すようにポンプPとタービンTの回転速度が小さいときにコア内部に起きる流体の流れ即ちステータSの可動回転翼Mの背部を通過する流れを受けて該可動ステータ回転翼Mの角度を小さくする方向に該可動ステータ回転翼Mを揺動させる。
【0003】
ポンプが低速回転しているにもかかわらずタービンが停止しているストール時には、バネBの押し付け力によって軸J廻りに可動ステータ回転翼Mが揺動して角度が大きくなり、流体の流れを妨げトルク容量が低下し、エンジンにかかる負荷を軽減するものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のトルクコンバータ用羽根車は、前記ステータSのみならず、前記ポンプPおよびタービンTに新たな部品を付加する必要があり、回転慣性が変化するとともに、構造が複雑になるという問題があった。
【0005】
そこで本発明者らは、トルクコンバータを構成するステータ羽根車を、前翼部羽根車と後翼部羽根車とに分割して、アイドリング状態においては、前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車との円周方向の位置関係が変化して循環流路面積を制御することにより、循環流を制御して容量係数を制御するという本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねて、伝達効率およびトルク比を維持しながら、アイドリング時の燃費向上およびクリープ抑制を実現するという目的を達成する本発明に到達した。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明(請求項1に記載の第1発明)のトルクコンバータ用羽根車は、
ポンプ羽根車とタービン羽根車との間にステータ羽根車が配設されるトルクコンバータ用羽根車において、
前記ステータ羽根車を、共にスライドする前翼部羽根車と後翼部羽根車とに分割し、
アイドリング状態においては、前記前翼部羽根車がスライドすることにより前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車との円周方向の位置関係が変化して循環流路面積を制御し得る構成より成るとともに、
車両が前記アイドリング状態から発進して、前記ポンプ羽根車2の回転数が増加して、前記後翼部羽根車35に作用するトルクが大きくなると前記後翼部羽根車がスライドすることにより前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車との円周方向の位置関係が変化して循環流路面積を制御し得る構成を備えている
ものである。
【0007】
本発明(請求項2に記載の第2発明)のトルクコンバータ用羽根車は、
前記第1発明において、
前記前翼部羽根車および前記後翼部羽根車は、ワンウェイクラッチの外輪の外周面上に形成された溝に沿って周方向にスライドし得る構成より成る
ものである。
【0008】
本発明(請求項3に記載の第3発明)のトルクコンバータ用羽根車は、
前記第2発明において、
前記ステータ羽根車に作用するトルクの変化によりアイドリング状態においては、前記前翼部羽根車を負圧面方向にスライドさせる構成より成る
ものである。
【0009】
本発明(請求項4に記載の第4発明)のトルクコンバータ用羽根車は、
前記第3発明において、
前記前翼部羽根車の内側と前記ワンウェイクラッチの外輪との間に該前翼部羽根車を円周方向正圧面側に付勢するバネが介挿され、
前記後翼部羽根車の内側と前記ワンウェイクラッチの外輪との間に該後翼部羽根車を円周方向正圧面側に付勢する第1のバネが介挿されるとともに、一定トルク以下においては前記後翼部羽根車を前記ワンウェイクラッチの外輪に係止するように付勢する第2のバネが介挿される
ものである。
【0010】
(作用)
上記構成より成る第1発明のトルクコンバータ用羽根車は、ポンプ羽根車とタービン羽根車との間に配設される前記ステータ羽根車が、前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車とに分割され、アイドリング状態においては、前記前翼部羽根車がスライドすることにより前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車との円周方向の位置関係が変化して循環流路面積が制御され、循環流を制御して容量係数が制御されるとともに、車両が前記アイドリング状態から発進して、前記ポンプ羽根車2の回転数が増加すると前記後翼部羽根車がスライドすることにより前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車との円周方向の位置関係が変化して循環流路面積が制御され、循環流を制御して容量係数が制御されるものである。
【0011】
上記構成より成る第2発明のトルクコンバータ用羽根車は、ポンプ羽根車とタービン羽根車との間に配設される前記ステータ羽根車が、前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車とに分割され、前記前翼部羽根車および前記後翼部羽根車が、前記ワンウェイクラッチの外輪の外周面上に形成された前記溝に沿って円周方向にスライドして循環流路面積が制御され、循環流を制御して容量係数が制御されるものである。
【0012】
上記構成より成る第3発明のトルクコンバータ用羽根車は、ポンプ羽根車とタービン羽根車との間に配設される前記ステータ羽根車が、前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車とに分割され、アイドリング状態においては、前記ステータ羽根車に作用するトルクの変化により前記前翼部羽根車を前記ワンウェイクラッチの外輪の外周面上に形成された前記溝に沿って、負圧面側に円周方向にスライドして循環流路面積が制御され、循環流を制御して容量係数が制御されるものである。
【0013】
上記構成より成る第4発明のトルクコンバータ用羽根車は、ポンプ羽根車とタービン羽根車との間に配設される前記ステータ羽根車が、前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車とに分割され、アイドリング状態においては、前記ステータ羽根車に作用するトルクにより、前記前翼部羽根車の内側と前記ワンウェイクラッチの外輪との間に介挿された該前翼部羽根車を周方向正圧面側に付勢するバネに抗して前記前翼部羽根車が前記ワンウェイクラッチの外輪の外周面上に形成された前記溝に沿って負圧面側に円周方向にスライドされる。
他方、前記後翼部羽根車の内側と前記ワンウェイクラッチの外輪との間に介挿された該後翼部羽根車を周方向正圧面側に付勢する第1のバネに抗して前記前翼部羽根車が前記ワンウェイクラッチの外輪の外周面上に形成された前記溝に沿って負圧面側に円周方向にスライドされることになるが、介挿された前記第2のバネの付勢力によって、一定トルク以下においては前記後翼部羽根車を前記ワンウェイクラッチの外輪に係止されるので、前記後翼部羽根車は負圧面側に円周方向にスライドすることはことはない。
したがって、前記前翼部羽根車だけが負圧面側に円周方向にスライドされるので、循環流路面積が制御され、循環流を制御して容量係数が制御されるものである。
【0014】
【発明の効果】
上記作用を奏する第1発明のトルクコンバータ用羽根車は、アイドリング状態においては、前記前翼部羽根車がスライドすることにより前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車との円周方向の位置関係が変化して循環流路面積が制御され、循環流を制御して容量係数が制御されるので、伝達効率およびトルク比を維持しながら、アイドリング時の燃費向上およびクリープ抑制を実現するという効果を奏するとともに、車両が前記アイドリング状態から発進して、前記ポンプ羽根車2の回転数が増加すると前記後翼部羽根車がスライドすることにより前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車との円周方向の位置関係が変化して循環流路面積が制御され、循環流を制御して容量係数が制御されるので、高速度比の効率、トルク比、容量係数は変化しないという効果を奏する。
【0015】
上記作用を奏する第2発明のトルクコンバータ用羽根車は、分割された前記前翼部羽根車および前記後翼部羽根車が、前記ワンウェイクラッチの外輪の外周面上に形成された前記溝に沿って円周方向にスライドさせて循環流路面積が制御されるので、構造がシンプルであり、回転慣性が変化しないという効果を奏する。
【0016】
上記作用を奏する第3発明のトルクコンバータ用羽根車は、前記ステータ羽根車に作用するトルクの変化によりアイドリング状態を検出して、前記前翼部羽根車を自動的にスライドさせて循環流路面積を制御することができるという効果を奏する。
【0017】
上記作用を奏する第4発明のトルクコンバータ用羽根車は、前記第2のバネの付勢力によって一定トルク以下のアイドリング状態においては前記後翼部羽根車を前記ワンウェイクラッチの外輪に強制的に係止して、前記前翼部羽根車だけを負圧面側に円周方向にスライドさせ、循環流路面積が制御され、循環流を制御して容量係数の制御を実現するという効果を奏する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態につき、図面を用いて説明する。
【0019】
(第1実施形態)
第1実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、図1ないし図7に示すようにタービン羽根車1とポンプ羽根車2との間にステータ羽根車3が配設されるトルクコンバータ用羽根車において、前記ステータ羽根車3が、前翼部羽根車34と後翼部羽根車35とに分割され、アイドリング状態が検出されると、前記前翼部羽根車34が前記後翼部羽根車35に対し円周方向にスライドして位置関係が変化し循環流路面積を制御し得る構成より成るものである。
【0020】
前記トルクコンバータは、図2に示すようにエンジン(図示せず)によって回転駆動されるポンプ羽根車2と、変速機入力軸10に一体的に形成され同軸的に回転可能に配設されたタービン羽根車1と、変速機ケースに固定されたステータ軸11にワンウェイクラッチ31を介して連結されタービン羽根車1とポンプ羽根車2との間に配設されるステータ羽根車3とから成る。
【0021】
前記ステータ羽根車3は、図1、図3および図4に示すようにシェルに相当する内輪32と、該内輪32と同軸的に配置されたコアに相当する外輪33と、前記内輪32および外輪33との間に半径方向に配設された多数のステータ翼4とから成り、アルミニウム合金等を用いて、ダイカスト鋳造によって成形されている。
【0022】
前記ステータ翼4は、図3に示すように全体的には厚肉翼型をなし、凹面である正圧面42と凸面である負圧面43とから成り、前記前翼部羽根車34を構成する前縁部44と前記後翼部羽根車35を構成する後縁部45とに流れの前後に対応して分割されている。
【0023】
前記ステータ羽根車3を構成する軸方向前後に分割された前記前翼部羽根車34と前記後翼部羽根車35とは、前記ワンウェイクラッチ31の前記外輪310の外周面上に形成された溝311、312に沿って円周方向に相対的にスライドし得る構成より成るものである。
【0024】
前記ステータ羽根車3は、図3に示すように作用するトルクの変化によりアイドリング状態においては、前記前翼部羽根車34を前記負圧面43の方向(図3中上方)にスライドさせ得る構成より成るものである。
【0025】
すなわち、前記ステータ羽根車3の前記前翼部羽根車34において、図4および図5に示すように前記内輪32の内側と前記ワンウェイクラッチ31の外輪310との間に円周方向に形成された円周溝311内に、該前翼部羽根車34を円周方向正圧面側に付勢する複数のコイルバネ36が介挿され、アイドリング状態において前記ステータ羽根車3に作用するトルクによって前記コイルバネ36の付勢力に抗して前翼部羽根車34を円周方向負圧面側にスライドし得るものである。
【0026】
図6に示すように前記後翼部羽根車35において、前記内輪32の内側と前記ワンウェイクラッチ31の前記外輪310との間に円周方向に形成された前記円周溝312内に、該後翼部羽根車35を円周方向正圧面側に付勢する複数の第1のコイルバネ37が介挿されるとともに、一定トルク以下においては前記後翼部羽根車35を前記ワンウェイクラッチ31の前記外輪310に係止するように付勢する複数の第2のバネ38が半径方向に形成された半径溝351内に介挿されるものである。
【0027】
すなわち、図7に示すように前記第2のバネ38は、前記後翼部羽根車35のボス部に半径方向に形成された半径溝351内に介挿されたプランジャー352内に介挿され、その先端にボール353が配設され、前記ワンウェイクラッチ31の前記外輪310に穿設された円錐溝313に係止するボールプランジャ352が構成され、アイドリング状態のように前記ステータ羽根車3に作用するトルクが一定値以下の時は、前記後翼部羽根車35の前記ワンウェイクラッチ31への係止状態が維持される。
【0028】
上記構成より成る第1実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、トルクコンバータが作動を開始すると、前記タービン羽根車1から前記ステータ羽根車3内に流入した作動流体が前記ステータ翼4の壁面に沿って流れることにより、その流れの方向を変え、前記ポンプ2内に流入する。
【0029】
アイドリング状態においては、前記ステータ羽根車3に作用するトルクにより、前記前翼部羽根車34の内側と前記ワンウェイクラッチ31の前記外輪310との間に介挿された該前翼部羽根車34を円周方向正圧面側に付勢する前記コイルバネ36に抗して、前記前翼部羽根車34が、前記ワンウェイクラッチ31の前記外輪310の外周面上に形成された前記円周溝311に沿って図9(A)に示すように円周方向負圧面側にスライドされる。
【0030】
他方、前記後翼部羽根車35の内側と前記ワンウェイクラッチ31の前記外輪310との間に介挿された該後翼部羽根車35を円周方向正圧面側に付勢する第1のコイルバネ37に抗して前記後翼部羽根車35が前記ワンウェイクラッチ31の前記外輪310の外周面上に形成された前記円周溝312に沿って円周方向負圧面側にスライドされることになるが、半径方向に介挿された前記ボールプランジャ352を構成する前記第2のコイルバネ38の付勢力によって、アイドリング状態のような一定トルク以下においては前記後翼部羽根車35を前記ワンウェイクラッチ31の前記外輪310に形成された前記円錐溝313に係止されるので、前記後翼部羽根車35は負圧面側に円周方向にスライドすることはない。
【0031】
したがって、図9(A)に示すように前記前翼部羽根車34だけが円周方向を負圧面側にスライドされるので、循環流路の実効面積が機械的に縮小され、循環流を減少させて図12に示すように容量係数が制御されるものである。
【0032】
車両が前記アイドリング状態から発進すると、前記ポンプ羽根車2の回転数が増加して、速度比が増加するとともに循環流量が増え、前記後翼部羽根車35に作用するトルクが大きくなり、前記ボールプランジャ352を構成する前記第2のコイルバネ38の付勢力によって決定される前記一定トルクを越える(約700rpm)と、前記後翼部羽根車35が負圧面側にスライドして、コンバータ域の図9(B)に示すように前記後翼部羽根車35と前記前翼部羽根車34とが合体して通常の翼形状になる。
【0033】
その後の加速状態においては、速度比の増加とともにトルクは減少するものの(図9(B))、コンバータ域ではステータ翼4の前縁部44および後縁部45に働くトルクの向きは変わらないので、図9(B)の状態が保たれる。
【0034】
車両の定常走行時においては、速度比が大きくなりカップリングポイント以上になると、前記ステータ羽根車3が前記ワンウェイクラッチ31の働きにより空転するので、ステータ翼4にはこれまでの反対方向のトルクがわずかに作用するため、前記前翼部羽根車34と前記後翼部羽根車35との位置関係が不安定となるが、上記トルクの向きと同方向に前記前翼部41および後翼部42をワンウェイクラッチ31に対して付勢力を与える前記コイルバネ36および第1のコイルバネ37が前記前翼部41および後翼部42を初期位置に合体させ、カップリング域の図9(C)に示すように通常の翼形状が維持される。
【0035】
上記作用を奏する第1実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、アイドリング状態においては、前記前翼部羽根車34と前記後翼部羽根車35との円周方向の位置関係が変化して循環流路面積が減少され、循環流を制御して図12の実線に示すように容量係数が制御されので、燃費向上およびクリープ抑制を実現するという効果を奏する。
【0036】
すなわち、第1実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、1500rpmの定速度試験に基づく図14ないし図16に示すように、伝達効率、トルク比および容量係数については、従来の特性を維持した上で、前記効果が実現されるものである。特に、高速度比の効率、トルク比、容量係数は変化していないものである。
【0037】
また第1実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、アイドリング状態においては、分割された前記前翼部羽根車34および前記後翼部羽根車35が、図9(A)に示すように前記ワンウェイクラッチ31の前記外輪310の外周面上に形成された前記円周溝311、312に沿って円周方向にスライドさせて循環流路面積が制御されるので、構造がシンプルであり、回転慣性が変化しないという効果を奏する。
【0038】
さらに第1実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、前記ステータ羽根車3の前記ステータ翼4に作用するトルクの低下によりアイドリング状態を検出して、前記前翼部羽根車34を自動的にスライドさせて循環流路面積を減少させることができるという効果を奏する。
【0039】
また第1実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、前記第2のコイルバネ38の付勢力によって前記ステータ翼4に作用するトルクが一定値以下のアイドリング状態においては前記後翼部羽根車35を前記ワンウェイクラッチ3の前記外輪310に強制的に係止して、前記前翼部羽根車34だけを負圧面側に円周方向にスライドさせ、循環流路面積が減少され、循環流を減少させて図10に示すように容量係数を最大40パーセント低減することを実現するという効果を奏する。
【0040】
さらに第1実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、外部からのエネルギー供給を必要とせず、新たなセンサーおよびアクチュエータを付加する必要が無いという効果を奏するとともに、コストアップすることなく上記効果を実現するという効果を奏する。
【0041】
また第1実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、前記ステータ羽根車3を前記前翼部羽根車34および前記後翼部羽根車35に分割するだけで、既存の構成要素および部品に突出する新たな構成要素および部品を付加するものではないので、回転慣性が変化しないとともに、構造が複雑になることがないという効果を奏する。
【0042】
さらに第1実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、分割された前記前翼部羽根車34および前記後翼部羽根車35の移動を制御する前記円周方向コイルバネ36、37およひ前記半径方向コイルバネ38が動作しない場合でも、従来の一体型のステータとしての機能を実現するので、フェールセーフを実現するという効果を奏する。
【0043】
また第1実施形態のトルクコンバータ用羽根車において、停止時の容量係数の変化は、減速、停止時の状態を模擬するために、ポンプ回転数を600rpmの時(アクセルが踏まれていない状態)、タービン回転数をポンプ回転数より高い状態から0まで下げていくと、図9(C)の状態から図9(A)の状態になり、図13に示すように再びストール時には容量係数が低減出来ていることが明らかになる。
【0044】
(第2実施形態)
第2実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、図17ないし図19に示すようにステータ羽根車3を前翼部羽根車34および後翼部羽根車35に分割する分割面46を軸に直角な円周方向に対して傾斜して形成した点が前記第1実施形態と相違するもので、同一部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【0045】
アイドリング状態においては、前記ステータ羽根車3の前記ステータ翼4に作用するトルクにより、前記前翼部羽根車34が、前記ワンウェイクラッチ31の前記外輪310の外周面上に形成された前記円周溝311に沿って図18に示すように負圧面43側に円周方向にスライドするので、前記前翼部羽根車34および後翼部羽根車35の対向する前記分割面46の間にギャップが形成され正圧面42と前記負圧面43とを導通する導通路47を構成するものである。
【0046】
上記構成より成る第2実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、アイドリング状態においては、分割された前記前翼部羽根車34が、円周方向負圧面43側(図17中上方)にスライドすることにより、循環流路の実効面積が機械的に縮小され、循環流を減少させて容量係数が制御されるものである。
【0047】
さらに本第2実施形態においては、前記前翼部羽根車34が円周方向負圧面側へスライドすることにより、前記前翼部羽根車34および後翼部羽根車35の対向する前記分割面46の間にギャップが形成され前記正圧面42と前記負圧面43とを導通する前記導通路47を形成するので、前記ステータ羽根車3内に流入した作動流体の一部が、前記正圧面42から前記導通路を通って前記負圧面43側に前記ステータ翼4に沿う流れに逆らう方向に流入導出される。
【0048】
したがって前記導通路47によって前記負圧面43側に導出された流体が、前記負圧面43側に形成されている剥離領域の前縁部にステータ翼4に沿う流れに逆らう方向に流入するので、前記剥離領域が成長して大きくなり、前記ステータ翼4間の実効流路断面積を減少して、循環流量を減少するものである。
【0049】
上記作用を奏する第2実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、アイドリング状態においては、前記前翼部羽根車34が、円周方向負圧面43側(図17中上方)にスライドすることにより、循環流路の実効面積が機械的に縮小され、循環流を減少させて容量係数が制御されるので、燃費向上およびクリープ抑制を実現するという効果を奏する。
【0050】
また第2実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、前記前翼部羽根車34が円周方向負圧面側へスライドすることにより、前記分割面46の間にギャップが形成され前記正圧面42と前記負圧面43とを導通する前記導通路47を形成するので、前記ステータ羽根車3内に流入した作動流体の一部が、前記正圧面42から前記導通路を通って前記負圧面43側に前記ステータ翼4に沿う流れに逆らう方向に流入導出されるため、トルクコンバータの循環流量を制御することにより容量係数特性を制御するという効果を奏する。
【0051】
また第2実施形態のトルクコンバータ用羽根車は、前記ステータ羽根車3を前記前翼部羽根車34および後翼部羽根車35に分割することにより、前記ステータ翼4に前記導通路52を形成するため、前記従来の装置のようにアタッチングリングを付加する必要がないので、部品数および組み付け工数の増加を防止して、コストアップを防止するという効果を奏する。
【0052】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【0053】
上述の第2実施形態においては、一例として図17に示されるように前記導通路の負圧面側の出口を負圧面の翼面に対してほぼ直角に形成する例について述べたが、本発明はこれに限定するものではなく、負圧面に沿う流れの成分をある程度有する直角より小さな角度は勿論大きな角度であっても負圧面の剥離を助長する方向および範囲内であれば採用可能である。
【0054】
上述の実施形態においては、一例としてステータ羽根車の直線状の分割面の例について説明したが、本発明としてはそれに限定するものではなく、円弧状の分割面および導通路を採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のステータ羽根車を示す断面図である。
【図2】本第1実施形態のトルクコンバータ全体を示す縦断面図である。
【図3】本第1実施形態のステータ翼を示す部分断面図である。
【図4】本第1実施形態のステータの羽根車を示す正面図である。
【図5】本第1実施形態の前翼部羽根車およびワンウェイクラッチを示す部分拡大断面図である。
【図6】本第1実施形態の後翼部羽根車およびワンウェイクラッチを示す部分拡大断面図である。
【図7】本第1実施形態のボールプランジャを示す断面図である。
【図8】本第1実施形態における速度比およびステータトルクとの関係を示す線図である。
【図9】本第1実施形態のアイドリング時、コンバータ域、カップリング域における前翼部および後翼部の位置関係を説明するための説明図である。
【図10】本第1実施形態の前翼部のスライド量および絞り率とストール容量係数との関係を示す線図である。
【図11】本第1実施形態における絞り率の定義を説明するための説明図である。
【図12】本第1実施形態におけるポンプ回転数とストール容量係数の関係を示す線図である。
【図13】本第1実施形態のポンプ回転数600rpmにおけるタービン回転数と容量係数の関係を示す線図である。
【図14】本第1実施形態における速度比と効率の関係を示す線図である。
【図15】本第1実施形態における速度比とトルク比の関係を示す線図である。
【図16】本第1実施形態における速度比と容量係数の関係を示す線図である。
【図17】本発明の第2実施形態のステータ翼を示す部分断面図である。
【図18】本第2実施形態のステータ翼の前翼部が円周方向負圧面側に移動し分割面間に導通部が形成された状態を示す部分断面図である。
【図19】本第2実施形態のステータ羽根車を示す断面図である。
【図20】従来のトルクコンバータにおける可動ステータ翼を示す部分断面図である。
【符号の説明】
1 タービン羽根車
2 ポンプ羽根車
3 ステータ羽根車
34 前翼部羽根車
35 後翼部羽根車[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention divides a stator impeller constituting a torque converter into a front wing impeller and a rear wing impeller, and in an idling state, the front wing impeller and the rear wing impeller By controlling the circulating flow area by changing the circumferential positional relationship of the circulating air flow, controlling the circulating flow and controlling the capacity coefficient, the transmission efficiency and the torque ratio can be maintained while improving the fuel efficiency during idling. And an impeller for a torque converter that realizes creep suppression.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 20, the conventional impeller for a torque converter (JP-A-57-69162) has a flow of fluid generated inside the core when the rotation speed of the pump P and the turbine T is low, that is, a movable rotor M of the stator S. The movable stator rotor M is swung in a direction to reduce the angle of the movable stator rotor M in response to the flow passing through the back of the movable stator rotor M.
[0003]
At the time of a stall in which the turbine is stopped even though the pump is rotating at a low speed, the movable stator rotor M swings around the axis J due to the pressing force of the spring B to increase the angle, thereby impeding the flow of fluid. The torque capacity was reduced, and the load on the engine was reduced.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional torque converter impeller described above, it is necessary to add new components not only to the stator S but also to the pump P and the turbine T, and there is a problem that the rotational inertia changes and the structure becomes complicated. Was.
[0005]
Therefore, the present inventors divide the stator impeller constituting the torque converter into a front wing impeller and a rear wing impeller, and in an idling state, the front wing impeller and the rear wing By controlling the circulation flow area by changing the circumferential positional relationship with the impeller and controlling the circulation flow area, we focus on the technical idea of the present invention to control the circulating flow and control the capacity coefficient, and further research and development. Again, the present invention has been achieved, which achieves the object of improving fuel economy and suppressing creep during idling while maintaining transmission efficiency and torque ratio.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An impeller for a torque converter according to the present invention (first invention according to claim 1)
In a torque converter impeller in which a stator impeller is disposed between a pump impeller and a turbine impeller,
The stator impeller,Slide togetherDivided into a front wing impeller and a rear wing impeller,
In the idling state,By sliding the front wing impellerA configuration in which a circumferential positional relationship between the front wing impeller and the rear wing impeller is changed to control a circulation passage area.With
When the vehicle starts from the idling state and the rotation speed of the
Things.
[0007]
The impeller for a torque converter according to the present invention (the second invention according to claim 2)
In the first invention,
The front wing impeller and the rear wing impeller are configured to be able to slide in a circumferential direction along a groove formed on an outer peripheral surface of an outer ring of a one-way clutch.
Things.
[0008]
The impeller for a torque converter according to the present invention (third invention according to claim 3) includes:
In the second invention,
In the idling state due to a change in torque acting on the stator impeller, the front wing impeller is configured to slide in the negative pressure surface direction.
Things.
[0009]
The impeller for a torque converter according to the present invention (the fourth invention according to claim 4)
In the third invention,
A spring is disposed between the inside of the front wing impeller and the outer ring of the one-way clutch to urge the front wing impeller toward the circumferential pressure side.
A first spring that biases the rear wing impeller toward the positive pressure surface in the circumferential direction is interposed between the inside of the rear wing impeller and the outer ring of the one-way clutch. A second spring that biases the rear wing impeller to lock the outer ring of the one-way clutch is inserted.
Things.
[0010]
(Action)
In the torque converter impeller according to the first aspect of the present invention, the stator impeller disposed between a pump impeller and a turbine impeller includes the front wing impeller and the rear wing impeller. And in the idling state,By sliding the front wing impellerThe circumferential positional relationship between the front wing impeller and the rear wing impeller changes to control the circulation flow area, and to control the circulation flow to control the capacity coefficient.At the same time, the vehicle starts from the idling state, and the rotation speed of the
[0011]
In the torque converter impeller according to the second aspect of the present invention, the stator impeller disposed between a pump impeller and a turbine impeller includes the front wing impeller and the rear wing impeller. Divided into,PreviousThe front wing impeller and the rear wing impeller are circumferentially slid along the grooves formed on the outer peripheral surface of the outer ring of the one-way clutch, whereby the circulation flow area is controlled, and the circulating flow is controlled. Is controlled to control the capacity coefficient.
[0012]
In the torque converter impeller according to the third aspect of the present invention, the stator impeller disposed between a pump impeller and a turbine impeller includes the front wing impeller and the rear wing impeller. In the idling state, the front wing impeller is moved toward the suction side along the groove formed on the outer peripheral surface of the outer ring of the one-way clutch due to a change in torque acting on the stator impeller. The area of the circulation passage is controlled by sliding in the circumferential direction, and the capacity coefficient is controlled by controlling the circulation flow.
[0013]
In the fourth aspect of the present invention, the stator impeller disposed between the pump impeller and the turbine impeller includes the front wing impeller and the rear wing impeller. In an idling state, the torque applied to the stator impeller causes the front wing impeller inserted between the inside of the front wing impeller and the outer ring of the one-way clutch to rotate in a circumferential direction. The front wing impeller is circumferentially slid toward the suction surface along the groove formed on the outer peripheral surface of the outer ring of the one-way clutch against a spring biasing toward the pressure surface.
On the other hand, the front wing impeller, which is inserted between the inside of the rear wing impeller and the outer ring of the one-way clutch, biases the rear wing impeller toward the circumferential positive pressure surface side, and the front spring is pressed against the first spring. The wing impeller is slid in the circumferential direction toward the negative pressure surface along the groove formed on the outer peripheral surface of the outer ring of the one-way clutch, but with the second spring inserted therein. The rear wing impeller is locked to the outer ring of the one-way clutch by a force below a certain torque, so that the rear wing impeller does not slide in the circumferential direction toward the suction surface.
Therefore, only the front wing impeller is slid in the circumferential direction toward the suction surface, so that the area of the circulation passage is controlled, and the capacity coefficient is controlled by controlling the circulation flow.
[0014]
【The invention's effect】
The torque converter impeller according to the first aspect of the present invention, which has the above-described operation, operates in an idling state.By sliding the front wing impellerThe circumferential positional relationship between the front wing impeller and the rear wing impeller is changed to control the circulating flow area, and the capacity coefficient is controlled by controlling the circulating flow, so that the transmission efficiency and This has the effect of improving fuel economy during idling and suppressing creep while maintaining the torque ratio.With,When the vehicle starts from the idling state, the rotation speed of the
[0015]
The torque converter impeller according to the second aspect of the present invention having the above-described action is, MinutesThe divided front wing impeller and the rear wing impeller are slid in the circumferential direction along the grooves formed on the outer peripheral surface of the outer ring of the one-way clutch, so that the circulation passage area is controlled. Therefore, there is an effect that the structure is simple and the rotational inertia does not change.
[0016]
The torque converter impeller according to the third aspect of the present invention, which has the above-described operation, detects an idling state based on a change in torque acting on the stator impeller, and automatically slides the front wing impeller to circulate a flow passage area. Can be controlled.
[0017]
In the torque converter impeller according to the fourth aspect of the present invention, the rear wing impeller is forcibly locked to the outer ring of the one-way clutch in an idling state with a predetermined torque or less due to the urging force of the second spring. Then, only the front wing impeller is slid in the circumferential direction toward the negative pressure surface side to control the circulating flow area, thereby controlling the circulating flow and realizing the control of the capacity coefficient.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
(1st Embodiment)
The torque converter impeller according to the first embodiment is a torque converter impeller in which a
[0020]
As shown in FIG. 2, the torque converter includes a
[0021]
As shown in FIGS. 1, 3 and 4, the
[0022]
As shown in FIG. 3, the
[0023]
The
[0024]
In the idling state, the
[0025]
That is, the
[0026]
As shown in FIG. 6, in the
[0027]
That is, as shown in FIG. 7, the
[0028]
In the torque converter impeller of the first embodiment having the above-described configuration, when the torque converter starts operating, the working fluid flowing into the
[0029]
In the idling state, the torque acting on the
[0030]
On the other hand, a first coil spring that urges the
[0031]
Therefore, as shown in FIG. 9A, only the
[0032]
When the vehicle starts from the idling state, the rotation speed of the
[0033]
In the subsequent acceleration state, although the torque decreases as the speed ratio increases (FIG. 9B), the direction of the torque acting on the leading edge 44 and the trailing
[0034]
During steady running of the vehicle, when the speed ratio increases and exceeds the coupling point, the
[0035]
In the idling state, the circumferential position of the
[0036]
That is, as shown in FIGS. 14 to 16 based on a constant speed test at 1500 rpm, the torque converter impeller of the first embodiment maintains the conventional characteristics with respect to the transmission efficiency, the torque ratio, and the capacity coefficient. The above-mentioned effect is realized. In particular, the efficiency, torque ratio, and capacity coefficient of the high speed ratio are unchanged.
[0037]
Further, in the idling state, the split
[0038]
Further, the torque converter impeller of the first embodiment detects an idling state by a decrease in the torque acting on the
[0039]
Further, in the torque converter impeller of the first embodiment, when the torque acting on the
[0040]
Furthermore, the torque converter impeller according to the first embodiment has an effect that it does not require external energy supply, does not need to add new sensors and actuators, and realizes the above-mentioned effects without increasing costs. This has the effect.
[0041]
In addition, the impeller for a torque converter according to the first embodiment has a new configuration in which the
[0042]
Further, the impeller for a torque converter according to the first embodiment includes the circumferential coil springs 36 and 37 for controlling the movement of the divided
[0043]
Further, in the torque converter impeller of the first embodiment, the change in the capacity coefficient at the time of stoppage occurs when the pump rotation speed is 600 rpm (in a state where the accelerator is not depressed) in order to simulate the state of deceleration and stoppage. When the turbine rotational speed is reduced from a state higher than the pump rotational speed to 0, the state of FIG. 9 (C) changes to the state of FIG. 9 (A), and as shown in FIG. It becomes clear that it is made.
[0044]
(2nd Embodiment)
As shown in FIGS. 17 to 19, the impeller for a torque converter according to the second embodiment has a dividing
[0045]
In the idling state, the torque acting on the
[0046]
In the torque converter impeller of the second embodiment having the above-described configuration, the divided
[0047]
Further, in the second embodiment, the
[0048]
Therefore, the fluid led to the
[0049]
In the idling state, the impeller for a torque converter according to the second embodiment having the above-described operation is circulated by sliding the
[0050]
In the torque converter impeller of the second embodiment, a gap is formed between the divided surfaces 46 by sliding the
[0051]
Further, in the torque converter impeller of the second embodiment, the conduction path 52 is formed in the
[0052]
The above-described embodiments are exemplifications for explanation, and the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art will recognize from the claims, the detailed description of the invention, and the drawings. Modifications and additions are possible without violating the technical idea of the present invention.
[0053]
In the above-described second embodiment, as an example, as illustrated in FIG. 17, an example in which the outlet on the suction surface side of the conduction path is formed substantially perpendicular to the blade surface of the suction surface has been described. However, the present invention is not limited to this, and even if the angle is smaller than a right angle having a certain degree of flow components along the suction surface, it is of course possible to adopt a larger angle as long as it is within the direction and range that promotes the separation of the suction surface.
[0054]
In the above-described embodiment, the example of the linear divided surface of the stator impeller has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and it is possible to employ an arc-shaped divided surface and a conduction path. It is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a stator impeller according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the entire torque converter of the first embodiment.
FIG. 3 is a partial sectional view showing a stator blade of the first embodiment.
FIG. 4 is a front view showing an impeller of the stator according to the first embodiment.
FIG. 5 is a partially enlarged sectional view showing a front wing impeller and a one-way clutch according to the first embodiment.
FIG. 6 is a partially enlarged sectional view showing a rear wing impeller and a one-way clutch of the first embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the ball plunger of the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a speed ratio and a stator torque in the first embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a positional relationship between a front wing portion and a rear wing portion in a converter region and a coupling region during idling according to the first embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a stall capacity coefficient and a sliding amount and a throttle ratio of a front wing portion according to the first embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram for describing the definition of the aperture ratio in the first embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a pump rotation speed and a stall capacity coefficient in the first embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between a turbine speed and a capacity coefficient at a pump speed of 600 rpm in the first embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a speed ratio and efficiency in the first embodiment.
FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a speed ratio and a torque ratio in the first embodiment.
FIG. 16 is a diagram showing a relationship between a speed ratio and a capacity coefficient in the first embodiment.
FIG. 17 is a partial sectional view showing a stator blade according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a partial cross-sectional view showing a state in which a front wing portion of a stator blade according to the second embodiment has moved to a suction side in a circumferential direction and a conduction portion has been formed between divided surfaces.
FIG. 19 is a sectional view showing a stator impeller of the second embodiment.
FIG. 20 is a partial sectional view showing a movable stator blade in a conventional torque converter.
[Explanation of symbols]
1 Turbine impeller
2 pump impeller
3 Stator impeller
34 Front Wing Impeller
35 Rear wing impeller
Claims (4)
前記ステータ羽根車を、共にスライドする前翼部羽根車と後翼部羽根車とに分割し、
アイドリング状態においては、前記前翼部羽根車がスライドすることにより前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車との円周方向の位置関係が変化して循環流路面積を制御し得る構成より成るとともに、
車両が前記アイドリング状態から発進して、前記ポンプ羽根車2の回転数が増加して、前記後翼部羽根車35に作用するトルクが大きくなると前記後翼部羽根車がスライドすることにより前記前翼部羽根車と前記後翼部羽根車との円周方向の位置関係が変化して循環流路面積を制御し得る構成を備えている
ことを特徴とするトルクコンバータ用羽根車。In a torque converter impeller in which a stator impeller is disposed between a pump impeller and a turbine impeller,
The stator impeller is divided into a front wing impeller and a rear wing impeller that slide together ,
In the idling state, a configuration in which the front wing impeller slides to change the circumferential positional relationship between the front wing impeller and the rear wing impeller to control the circulation flow path area. Consisting of
When the vehicle starts from the idling state and the rotation speed of the pump impeller 2 increases, and the torque acting on the rear wing impeller 35 increases, the rear wing impeller slides to cause the front wing to slide. A torque converter impeller having a configuration in which a circumferential positional relationship between a wing impeller and the rear wing impeller can be changed to control a circulation passage area. .
前記前翼部羽根車および前記後翼部羽根車は、ワンウェイクラッチの外輪の外周面上に形成された溝に沿って周方向にスライドし得る構成より成る
ことを特徴とするトルクコンバータ用羽根車。In claim 1,
The front wing impeller and the rear wing impeller are configured to be capable of sliding in a circumferential direction along a groove formed on an outer peripheral surface of an outer ring of a one-way clutch, wherein the impeller for a torque converter is provided. .
前記ステータ羽根車に作用するトルクの変化によりアイドリング状態においては、前記前翼部羽根車を負圧面方向にスライドさせる構成より成る
ことを特徴とするトルクコンバータ用羽根車。In claim 2,
A torque converter impeller, wherein the front wing impeller is slid in a negative pressure surface direction in an idling state due to a change in torque acting on the stator impeller.
前記前翼部羽根車の内側と前記ワンウェイクラッチの外輪との間に該前翼部羽根車を周方向正圧面側に付勢するバネが介挿され、
前記後翼部羽根車の内側と前記ワンウェイクラッチの外輪との間に該後翼部羽根車を周方向正圧面側に付勢する第1のバネが介挿されるとともに、一定トルク以下においては前記後翼部羽根車を前記ワンウェイクラッチの外輪に係止するように付勢する第2のバネが介挿される
ことを特徴とするトルクコンバータ用羽根車。In claim 3,
A spring is disposed between the inside of the front wing impeller and the outer ring of the one-way clutch to urge the front wing impeller toward the circumferential pressure side.
A first spring that urges the rear wing impeller toward the circumferential pressure side is inserted between the inside of the rear wing impeller and the outer ring of the one-way clutch, and at a certain torque or less, A second impeller for a torque converter, wherein a second spring for urging the rear wing portion impeller to be engaged with an outer ring of the one-way clutch is interposed.
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