JP5167218B2 - Torque converter - Google Patents
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Description
本発明は、トルクコンバータ、より詳しくは、エンジンからのトルクを、流体を介してトランスミッション側に伝達するためのトルクコンバータに関する。 The present invention relates to a torque converter, and more particularly to a torque converter for transmitting torque from an engine to a transmission side via a fluid.
トルクコンバータは、3種の羽根車からなるトーラス(インペラー、タービン、ステータ)を有し、トーラス内部の流体により動力を伝達する装置である。インペラーはフロントカバーとともに内部に作動油が充填された流体室を形成している。インペラーは、主に、環状のインペラーシェルと、インペラーシェル内側に固定された複数のインペラーブレードと、インペラーブレードの内側に固定された環状のインペラーコアとから構成されている。タービンは流体室内でインペラーに軸方向に対向して配置されている。タービンは、主に、環状のタービンシェルと、タービンシェルのインペラー側の面に固定された複数のタービンブレードと、タービンブレードの内側に固定された環状のタービンコアとから構成されている。タービンシェルの内周部はタービンハブのフランジに複数のリベットにより固定されている。タービンハブは入力シャフトに相対回転不能に連結されている。ステータは、タービンからインペラーに戻る作動油の流れを整流するための機構であり、インペラーの内周部とタービン内周部間に配置されている。ステータは、主に、環状のシェルと、シェルの外周面に設けられた複数のステータブレードと、複数のステータブレードの先端に固定された環状のステータコアとから構成されている。ステータシェルはワンウェイクラッチを介して固定シャフトに支持されている(特許文献1参照)。 The torque converter is a device that has a torus (impeller, turbine, stator) composed of three types of impellers, and transmits power by a fluid inside the torus. The impeller forms a fluid chamber filled with hydraulic oil together with the front cover. The impeller mainly includes an annular impeller shell, a plurality of impeller blades fixed inside the impeller shell, and an annular impeller core fixed inside the impeller blade. The turbine is disposed in the fluid chamber so as to face the impeller in the axial direction. The turbine mainly includes an annular turbine shell, a plurality of turbine blades fixed to an impeller side surface of the turbine shell, and an annular turbine core fixed to the inside of the turbine blade. The inner peripheral part of the turbine shell is fixed to the flange of the turbine hub by a plurality of rivets. The turbine hub is connected to the input shaft in a relatively non-rotatable manner. The stator is a mechanism for rectifying the flow of hydraulic oil returning from the turbine to the impeller, and is disposed between the inner peripheral portion of the impeller and the inner peripheral portion of the turbine. The stator mainly includes an annular shell, a plurality of stator blades provided on the outer peripheral surface of the shell, and an annular stator core fixed to the tips of the plurality of stator blades. The stator shell is supported by a fixed shaft via a one-way clutch (see Patent Document 1).
また、特許文献1に示されたようなトルクコンバータの効率を改善するために、例えば特許文献2に示されたような4要素型のトルクコンバータが提案されている。この4要素型のトルクコンバータは、特許文献1における1つのステータを2つの分割し、効率を改善したものである。
In order to improve the efficiency of the torque converter as shown in Patent Document 1, a four-element type torque converter as shown in
前述のような4要素型のトルクコンバータでは、2つのステータが設けられているので、一般的な3要素型のトルクコンバータに比較してコスト高になる。したがって、4要素型のトルクコンバータにおいては、特に製造にかかる費用を抑えることが望まれている。 Since the four-element type torque converter as described above is provided with two stators, the cost is higher than that of a general three-element type torque converter. Therefore, in the four-element type torque converter, it is desired to suppress the manufacturing cost.
本発明の課題は、4要素型のトルクコンバータにおいて、製造にかかる費用を抑えることにある。 An object of the present invention is to suppress the manufacturing cost in a four-element type torque converter.
請求項1に係るトルクコンバータは、エンジンからのトルクを、流体を介してトランスミッション側に伝達するためのものであって、エンジンからのトルクが入力されるフロントカバーと、インペラーと、タービンと、第1ステータと、第2ステータと、を備えている。インペラーは、フロントカバーとともに流体室を構成し、複数のインペラーブレードと、複数のインペラーブレードを支持するインペラーコアと、を有している。タービンは、インペラーブレードに対向する複数のタービンブレードと、複数のタービンブレードを支持するタービンコアと、を有し、トランスミッションにトルクを出力可能である。第1ステータは、インペラーの内周部とタービンの内周部との間において、タービン側に配置され、タービンからインペラーに流れる流体の流れを整流するための複数の第1ステータブレードを有している。第2ステータは、インペラーの内周部とタービンの内周部との間において、インペラー側に配置され、タービンからインペラーに流れる流体の流れを整流するための複数の第2ステータブレードを有している。そして、第2ステータは第2ステータブレードを支持する環状のコアリングを有しており、コアリングは、第1ステータブレードの外周部にまで延長して形成されて、第1ステータのコアリングを兼用している。 A torque converter according to claim 1 is for transmitting torque from an engine to a transmission side via a fluid, and includes a front cover to which torque from the engine is input, an impeller, a turbine, One stator and a second stator are provided. The impeller constitutes a fluid chamber together with the front cover, and has a plurality of impeller blades and an impeller core that supports the plurality of impeller blades. The turbine includes a plurality of turbine blades facing the impeller blades and a turbine core that supports the plurality of turbine blades, and can output torque to the transmission. The first stator has a plurality of first stator blades that are arranged on the turbine side between the inner peripheral portion of the impeller and the inner peripheral portion of the turbine and rectify the flow of fluid flowing from the turbine to the impeller. Yes. The second stator is disposed on the impeller side between the inner periphery of the impeller and the inner periphery of the turbine, and has a plurality of second stator blades for rectifying the flow of fluid flowing from the turbine to the impeller. Yes. The second stator has an annular core ring that supports the second stator blade, and the core ring is formed to extend to the outer peripheral portion of the first stator blade. I also use it.
ここでは、2つのステータのコアを1つのコアリングで兼用しているので、製造費用を抑えることができる。 Here, since the core of two stators is shared by one core ring, manufacturing cost can be reduced.
請求項2に係るトルクコンバータは、請求項1のトルクコンバータにおいて、インペラーコアとタービンコアとは同形状である。ここでは、部品の共通化を図ることができ、さらに製造費用を抑えることができる。 The torque converter according to a second aspect is the torque converter according to the first aspect , wherein the impeller core and the turbine core have the same shape. Here, the parts can be shared, and the manufacturing cost can be reduced.
請求項3に係るトルクコンバータは、請求項2のトルクコンバータにおいて、インペラーの作動流体入口側半径とタービンの作動流体出口側半径とが異なっている。
The torque converter according to
請求項4に係るトルクコンバータは、請求項1から3のいずれかのトルクコンバータにおいて、第2ステータブレードは、外周部における作動流体入口側の端部に外周側に突出する凸部を有しており、凸部はコアリングの内周部に係止して、コアリングの軸方向の位置決めがなされている。 The torque converter according to a fourth aspect is the torque converter according to any one of the first to third aspects, wherein the second stator blade has a projecting portion projecting to the outer peripheral side at the end of the outer peripheral portion on the working fluid inlet side. The convex portion is engaged with the inner peripheral portion of the core ring, and the core ring is positioned in the axial direction.
請求項5に係るトルクコンバータは、請求項1から4のいずれかのトルクコンバータにおいて、コアリングの延長部の先端部は、外周側に拡がるテーパ形状となっている。 The torque converter according to a fifth aspect is the torque converter according to any one of the first to fourth aspects, wherein a tip end portion of the extension portion of the core ring has a tapered shape extending to the outer peripheral side.
ここでは、コアリングの延長部の先端部、すなわちタービン出口側の部分が外周側に拡がっているので、タービンから第1ステータに流出する作動油が第1ステータの外部に漏れるのを抑えることができる。 Here, since the tip of the extension part of the core ring, that is, the turbine outlet side portion extends to the outer peripheral side, it is possible to suppress the hydraulic oil flowing out from the turbine to the first stator from leaking to the outside of the first stator. it can.
以上のような本発明では、分割ステータを有する4要素型のトルクコンバータにおいて、製造費を抑えることができる。 In the present invention as described above, the manufacturing cost can be reduced in the four-element type torque converter having the split stator.
[トルクコンバータの構成]
図1は本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータ1の縦断面概略図である。トルクコンバータ1は、フロントカバー2と、トルクコンバータ本体3と、を備えており、エンジンのクランクシャフトからトランスミッションの入力シャフトにトルクを伝達するための装置である。図1の左側に図示しないエンジンが配置され、図1の右側に図示しないトランスミッションが配置されている。図1に示すO−Oがトルクコンバータ1の回転軸である。
[Configuration of torque converter]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a torque converter 1 in which an embodiment of the present invention is employed. The torque converter 1 includes a
フロントカバー2は、円板状の部材であって、内周端にはセンターボス5が溶接により固定されている。センターボス5は、軸方向に延びる円筒形状の部材であり、図示しないクランクシャフトの中心孔内に挿入されるものである。また、フロントカバー2の外周部には、軸方向トランスミッション側に延びる外周側筒状部2aが形成されている。
The
トルクコンバータ本体3は、インペラー10、タービン11、第1ステータ12、及び第2ステータ13からなるトーラス形状の流体作動室14と、ロックアップ装置15とから構成されている。
The
インペラー10は、外殻を構成するインペラーシェル17と、内側のコア18と、インペラーシェル17とコア18との間に固定された複数のインペラーブレード19と、インペラーシェル17の内周部に固定されたインペラーハブ20とから構成されている。そして、インペラーシェル17の外周縁が溶接によってフロントカバー2の外周側筒状部2aに固定されている。
The
タービン11はインペラー10に対向してエンジン側に配置されている。このタービン11は、外殻を構成するタービンシェル21と、内側のコア22と、タービンシェル21とコア22との間に固定された複数のタービンブレード23と、タービンシェル21の内周部に固定されたタービンハブ24と、から構成されている。タービンシェル21とタービンハブ24とは複数のリベット25によって固定されている。タービンハブ24の内周面には、トランスミッションの入力シャフトに係合するスプライン孔が形成されている。これによりタービンハブ24は入力シャフトと一体回転するようになっている。
The
なお、インペラー10の作動流体入口側半径R1はタービン11の作動流体出口側半径R2よりも大きくなっている。ここで、各要素の半径は、前述のように、デザインパスDp(図1参照)と各要素のブレードの縁との交差点における半径寸法である。また、ここでいう「デザインパス」とは、流体の流れに沿ってある環状の線分を設定したとき、この線分によって区分けされる一方側と他方側の流路面積が等しくなるような線分である。
The working fluid inlet side radius R1 of the
第1ステータ12は、インペラー10の内周部とタービン11の内周部との間において、エンジン側に配置され、タービン11からインペラー10に戻る作動油の流れを整流するための機構である。第1ステータ12は、環状の第1ステータシェル26と、第1ステータシェル26の外周面に設けられた複数の第1ステータブレード27と、から構成されている。なお、第1ステータ12は樹脂やアルミ合金等で鋳造により一体に形成されている。また、第1ステータシェル26は第1ワンウェイクラッチ29を介して筒状の固定用シャフト30に支持されている。
The
第2ステータ13は、インペラー10の内周部とタービン11の内周部との間において、トランスミッション側に配置され、第1ステータ12とともに、タービン11からインペラー10に戻る作動油の流れを整流するための機構である。第2ステータ13は、環状の第2ステータシェル32と、第2ステータシェル32の外周面に設けられた複数の第2ステータブレード33と、複数の第2ステータブレード33の先端に固定された環状のコアリング34と、から構成されている。なお、第2ステータ13の第2ステータシェル32と第2ステータブレード33とは、樹脂やアルミ合金等で鋳造により一体に形成されている。環状のコアリング34は鋼板をバンド状に形成して端部を溶接して固定することによって形成されている。また、第2ステータシェル32は第2ワンウェイクラッチ35を介して筒状の固定用シャフト30に支持されている。
The
また、タービンハブ24と第1ワンウェイクラッチ29の外輪との間、第1ワンウェイクラッチ29の外輪と第2ワンウェイクラッチ35の外輪との間、第2ワンウェイクラッチ35の外輪とインペラーハブ20との間には、それぞれスラストベアリング37,38,39が配置されている。
Further, between the
ロックアップ装置15については、トルクコンバータに用いられている従来から周知の装置と同様の構成であり、ここでは詳細な構成の説明は省略する。
The lock-up
[各部材のコアについて]
前述のように、インペラー10の作動流体入口側半径R1とタービン11の作動流体出口側半径R2とは異なるが、インペラーコア18とタービンコア22とを同じ形状にしている。このため、部品の共通化を図ることができる。
[About the core of each member]
As described above, the working fluid inlet side radius R1 of the
また、第1ステータ12にはコアは設けられておらず、第2ステータ13のコアリング34が第1ステータ12のコアを兼用している。
The
より詳細には、図2に拡大して示すように、第2ステータ13のコアリング34は、第2ステータブレード33の外周端部を支持する支持部34aと、支持部34からタービン11側に延びる延長部34bと、を有している。
More specifically, as shown in an enlarged view in FIG. 2, the
支持部34aは、インペラー10側からタービン11側にかけて内周側に傾斜し、タービン側の端部は逆に外周側に傾斜している。また、第2ステータブレード33は、外周部における第1ステータ12側(作動流体入口側)の端部に、外周側に突出する凸部33aが形成されている。そして、この凸部33aが支持部34aの外周側に傾斜している部分に係止している。このような構成によって、コアリング34の軸方向の位置決めがなされている。
The
延長部34bは、回転軸に沿ってほぼ平行に延びており、第1ステータブレード27の外周部を覆っている。そして、延長部34bの先端部(タービン11側の端部)は、外周側に拡がるテーパ状に形成されている。このテーパ状に形成された部分34cによって、タービン11から流出される作動油を、スムーズに第1ステータ12内に導くことができ、作動油が第1ステータ12の外部に漏れるのを抑えることができる。
The
[第1ステータ及び第2ステータの配置]
第1ステータ12は第2ステータ13よりも内周側に配置されている。両ステータ12,13について、より詳細に説明すると、第1ステータ12は、第1ステータブレード27の内周縁27a(シェル側の縁)及び外周縁27b(コア側の縁)が、ともに回転軸O−Oに対して平行である。また、第2ステータ13においては、第2ステータブレード33の内周縁(シェル側の縁)はインペラーシェル17の形状にほぼ沿って形成されている。すなわち、第2ステータブレード33の内周縁は、第1ステータ12に近い側の端部が最も内側に位置しており、この最内周部が第1ステータ12の内周縁とほぼ同じ位置である。そして、第2ステータブレード33の内周縁は第1ステータ12から離れるに従って外周側に位置するように円弧状である。
[Arrangement of first stator and second stator]
The
また、第1ステータ12の第1ステータブレード27において、タービン11側の流体の入り口側の縁部27cは回転軸O−Oに対して実質的に垂直に形成されており、出口側の縁部27dは外周側に比較して内周側がトランスミッション側に位置するように傾斜している。このような形状により、第1ステータ12の軸方向の長さが確保され、第1ステータ12において作動流体の良好な整流効果を得ることができる。
Further, in the
[トルクコンバータの動作]
本実施例におけるトルクコンバータの基本的な動作は、一般的な従来のトルクコンバータの動作と同様である。すなわち、ロックアップ解除されているときには、フロントカバー2とタービン11との間のトルク伝達は、インペラー10とタービン11との間の流体駆動によって行われる。具体的には、フロントカバー2とともにインペラー10が回転させられると、作動油は遠心力によってインペラー10からタービン11へと流れる。インペラー10からタービン11へ流れてきた作動油はタービン11を回転させた後に、第1ステータ12及び第2ステータ13を通過する。これらのステータ12,13を通過する際には、各ステータブレード27,33に衝突した作動油はブレードによって向きを変えられ、インペラー13へと戻される。
[Torque converter operation]
The basic operation of the torque converter in this embodiment is the same as the operation of a general conventional torque converter. That is, when the lockup is released, torque transmission between the
また、ロックアップ装置がオンされているときは、フロントカバー2からのトルクはロックアップ装置15を介してタービンハブ24に直接伝達される。
When the lockup device is on, torque from the
[特徴]
このような実施形態では、インペラー10とタービン11とは対称に形成されていないが、インペラーコア28とタービンコア22とを同形状にしているので、部品の共通化を図ることができ、製造費を抑えることができる。
[Feature]
In such an embodiment, the
また、第2ステータ13のコアリング34に延長部34bを形成し、この延長部34bに第1ステータ12のコアリングの機能を持たせている。すなわち、第2ステータ13のコアリング34を第1ステータ12のコアリングとして兼用している。このため、部品点数を抑えることができ、さらなる製造費の抑制を実現できる。
Further, an
第2ステータブレード33に凸部33aを設け、この凸部33aをコアリング34に係止して、コアリング34の軸方向の位置決めを行っている。このため、簡単な構成でコアリング34の軸方向の位置決めが可能になる。
The
コアリング34の延長部34bのタービン11側の端部に、外周側に拡がるテーパ状部分34cを形成している。このため、タービン11から流出する作動油をスムーズに第1ステータ12内に導くことができ、作動油が第1ステータ12の外部に漏れるのを抑えることができる。
A tapered
第1ステータ12と第2ステータ13とを従来のように対称に配置するのではなく、第1ステータ12を内周側に、第2ステータ13を外周側に配置しているので、第2ステータ13の出口半径が比較的大きくなる。このため、ステータトルクが増大し、トルク比を向上させることができる。図3に、従来の4要素型のトルクコンバータのトルク比T1(破線)と、本実施形態のトルクコンバータのトルク比T2(実線)とを示している。この特性図から明らかなように、本実施例の装置では、特に低速域及び中速域において、従来装置に比較してトルク比が増大されている。
The
なお、第2ステータ13の出口半径が大きくなることに伴ってインペラー10の入り口半径R1が大きくなり、トルクコンバータの容量の低下を招くことになる。しかし、ここでは、第1ステータ12をより内周側に配置することにより、第1ステータ12の入り口半径が小さくなり、容量の低下を抑えることができる。図3に、従来の4要素型のトルクコンバータの容量C1(破線)と、本実施形態のトルクコンバータの容量C2(実線)とを示している。この特性図から明らかなように、容量は特に変化していない。
As the exit radius of the
以上から、本実施形態のトルクコンバータでは、容量を従来のトルクコンバータとほぼ同じにしつつ、トルク比を向上させることができることが明らかである。 From the above, it is apparent that the torque ratio of the present embodiment can be improved while the capacity is substantially the same as that of the conventional torque converter.
[他の実施形態]
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes or modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 トルクコンバータ
2 フロントカバー
3 トルクコンバータ本体
10 インペラー
11 タービン
12 第1ステータ
13 第2ステータ
18 インペラーコア
19 インペラーブレード
22 タービンコア
23 タービンブレード
27 第1ステータブレード
33 第2ステータブレード
34 コアリング
34a 支持部
34b 延長部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
エンジンからのトルクが入力されるフロントカバーと、
前記フロントカバーとともに流体室を構成し、複数のインペラーブレードと前記複数のインペラーブレードを支持するインペラーコアとを有するインペラーと、
前記インペラーブレードに対向する複数のタービンブレードと前記複数のタービンブレードを支持するタービンコアとを有し、トランスミッションにトルクを出力可能なタービンと、
前記インペラーの内周部と前記タービンの内周部との間において、前記タービン側に配置され、前記タービンから前記インペラーに流れる流体の流れを整流するための複数の第1ステータブレードを有する第1ステータと、
前記インペラーの内周部と前記タービンの内周部との間において、前記インペラー側に配置され、前記タービンから前記インペラーに流れる流体の流れを整流するための複数の第2ステータブレードを有する第2ステータと、
を備え、
前記第2ステータは前記第2ステータブレードを支持する環状のコアリングを有しており、前記コアリングは、前記第1ステータブレードの外周部にまで延長して形成されて、前記第1ステータのコアリングを兼用している、
トルクコンバータ。 A torque converter for transmitting torque from an engine to a transmission side via a fluid,
A front cover that receives torque from the engine;
An impeller that constitutes a fluid chamber together with the front cover and has a plurality of impeller blades and an impeller core that supports the plurality of impeller blades;
A turbine having a plurality of turbine blades opposed to the impeller blades and a turbine core supporting the plurality of turbine blades, and capable of outputting torque to the transmission;
A first stator blade disposed between the inner peripheral portion of the impeller and the inner peripheral portion of the turbine and disposed on the turbine side and configured to rectify a flow of fluid flowing from the turbine to the impeller. A stator,
A second stator blade disposed between the inner peripheral portion of the impeller and the inner peripheral portion of the turbine and disposed on the impeller side to rectify a flow of fluid flowing from the turbine to the impeller. A stator,
With
The second stator has an annular core ring that supports the second stator blade, and the core ring is formed to extend to an outer peripheral portion of the first stator blade. Also used for coring,
Torque converter.
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