JP6800134B2 - トルクコンバータ - Google Patents

Description

本発明は、作動流体を利用して回転動力を伝達するトルクコンバータに関する。

従来、車両の発進時等において、駆動輪に大きな動力（またはトルク）を伝達するため、動力源であるエンジンで発生した動力を増幅するトルクコンバータが用いられている。トルクコンバータが、エンジンで発生する動力を増幅するため、エンジンや当該エンジンと駆動輪との間に介在する変速機の体格を大きくせずとも、車両の発進時に、駆動輪に大きな動力を伝達することができる。

トルクコンバータは、ハウジング内にオイル等の作動流体を満たし、当該ハウジング内に３つの羽根車（ポンプインペラ、タービンランナ、及びステータ）を収容する。また、ポンプインペラにはポンプブレード、タービンランナにはタービンブレード、ステータにはステータブレードという羽根が備えられている。

ところで、低炭素社会の実現のために、動力源としてモータを利用したＥＶ車両の普及が進んでいる。ここで、発進時等、駆動輪に大きな動力を伝達する必要がある場合、モータの動力伝達方向の下流側にトルクコンバータを用いるものがある（例えば、特許文献１参照）。これにより、モータの体格を大きくせずとも、発進時等に駆動輪が大きな動力を得ることができる。

ここで、従来のトルクコンバータは、エンジン等、一方の回転方向（正回転）のみに回転する動力源に接続されているため、トルクコンバータの各羽根車が具備する羽根の形状や曲率は、動力源の駆動軸が正回転する場合にトルクを増幅するように構成されている。このため、動力源としてモータを用いる場合、モータの駆動軸の回転方向が逆回転（正回転と逆方向の回転）の場合には、トルクコンバータに入力された動力は、当該トルクコンバータによって増幅されない。すると、小さなモータを用いる場合、出力が足りなくなるおそれがある。

これを回避するため、特許文献１では、トルクコンバータを動力伝達方向の下流に配置した第一モータとトルクコンバータに接続しない第二モータとの、２つの異なるモータを配置し、前進時にはトルクコンバータを配置した第一モータを主な動力源として用い、後進時にはトルクコンバータに接続されていない第二モータを主な動力源として用いていた。

しかしながら、前進時に用いる第一モータと後進時に用いる第二モータという２つのモータを車両に搭載すると、車両の重量増加や大型化という問題につながっていた。

特開２０１７−０１９３９４号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、入力される回転動力の回転方向がいずれの回転方向であっても、回転動力を増幅しうるトルクコンバータを提供することにある。

上記課題を解決するため本発明にかかるトルクコンバータは、動力源（Ｍ）からの動力が伝達されるポンプインペラ（１０）と、ポンプインペラ（１０）からの動力が作動流体を介して伝達されるタービンランナ（２０）と、ポンプインペラ（１０）とタービンランナ（２０）との間に配置されタービンランナ（２０）を通過して偏向した作動流体の流れを整流するステータ（３０）と、を備え、タービンランナ（２０）に配置されるタービンブレード（２１）は、タービンランナ（２０）の周方向における一方へと作動流体を導く第一タービンブレード（２１ａ）と、タービンランナ（２０）の周方向における他方へと作動流体を導く第二タービンブレード（２１ｂ）と、から構成され、第一タービンブレード（２１ａ）と第二タービンブレード（２１ｂ）とは、タービンランナ（２０）の周方向において交互に配置され、ステータ（３０）に配置されるステータブレード（３１）は、ステータ（３０）の周方向における一方へと作動流体を導く第一ステータブレード（３１ａ）と、ステータ（３０）の周方向における他方へと作動流体を導く第二ステータブレード（３１ｂ）と、から構成され、第一ステータブレード（３１ａ）と第二ステータブレード（３１ｂ）とは、ステータ（３０）の周方向において交互に配置されることを特徴とする。

このように、タービンランナのタービンブレードを、第一タービンブレードと第二タービンブレードと、から構成されることとすると、ポンプインペラの回転方向が正回転のときに、ポンプインペラからタービンランナに流入する作動流体が第一タービンブレードに当たることで、タービンランナを正回転方向に回転させる。また、タービンランナからステータに流入する作動流体が第二ステータブレードに当たることで、作動流体の流れが、ステータの周方向において変わる。すると、ステータから流出した作動流体の流れる方向がポンプインペラをさらに回そうとする方向となる。これにより、ポンプインペラの回転方向が正回転のときにおいて、ポンプインペラに入力した回転動力が、増幅されてタービンランナから出力される。一方、ポンプインペラの回転方向が逆回転のときに、ポンプインペラからタービンランナに流入する作動流体が第二タービンブレードに当たることで、タービンランナを逆回転方向に回転させる。また、タービンランナからステータに流入する作動流体が第一ステータブレードに当たることで、作動流体の流れが、ステータの周方向において変わる。すると、ステータから流出した作動流体の流れる方向がポンプインペラをさらに回そうとする方向となる。これにより、ポンプインペラの回転方向が逆回転のときにおいて、ポンプインペラに入力した回転動力が、増幅されてタービンランナから出力される。この結果、トルクコンバータは、入力される回転動力の回転方向がいずれの回転方向であっても、回転動力を増幅しうる。

上記トルクコンバータにおいて、第一ステータブレード（３１ａ）と第一ステータブレード（３１ａ）の両隣に隣接する第二ステータブレード（３１ｂ，３１ｂ）のうち一方の第二ステータブレード（３１ｂ）とは、作動流体の流入側において互いに近接するように配置され、作動流体の流出側にいくにつれて徐々に互いに離れていくように配置されることとしてもよい。

このように配置することで、ステータにおける作動流体の流入側の開口が広くなり、作動流体を円滑に流出側に導くことができる。

上記課題を解決するため本発明にかかるトルクコンバータは、動力源（Ｍ）からの動力が伝達されるポンプインペラ（１０）と、ポンプインペラ（１０）からの動力が作動流体を介して伝達されるタービンランナ（２０）と、ポンプインペラ（１０）とタービンランナ（２０）との間に配置されタービンランナ（２０）を通過して偏向した作動流体の流れを整流するステータ（３０Ａ）と、を備え、タービンランナ（２０）に配置されるタービンブレード（２１）は、タービンランナ（２０）の周方向における一方へと作動流体を導く第一タービンブレード（２１ａ）と、タービンランナ（２０）の周方向における他方へと作動流体を導く第二タービンブレード（２１ｂ）と、から構成され、第一タービンブレード（２１ａ）と第二タービンブレード（２１ｂ）とは、タービンランナ（２０）の周方向において交互に配置され、ステータ（３０Ａ）に配置されるステータブレード（３５）は、ステータ（３０Ａ）の径方向において直線状に形成されることを特徴とする。

このように、タービンランナのタービンブレードを、第一タービンブレードと第二タービンブレードと、から構成されることとすると、ポンプインペラの回転方向が正回転のときに、ポンプインペラからタービンランナに流入する作動流体が第一タービンブレードに当たることで、タービンランナを正回転方向に回転させる。また、タービンランナからステータに流入する作動流体がステータの軸方向において直線状に形成されるステータブレードに当たると、作動流体の流れが、ステータの周方向において変わる。すると、ステータから流出した作動流体の流れる方向がポンプインペラの回転を妨げない。これにより、ポンプインペラの回転方向が正回転のときにおいて、ポンプインペラに入力した回転動力が、増幅されてタービンランナから出力される。一方、ポンプインペラの回転方向が逆回転のときに、ポンプインペラからタービンランナに流入する作動流体が第二タービンブレードに当たることで、タービンランナを逆回転に回転させる。また、タービンランナからステータに流入する作動流体がステータの軸方向において直線状に形成されるステータブレードに当たると、作動流体の流れが、ステータの周方向において変わる。すると、ステータから流出した作動流体の流れる方向がポンプインペラの回転を妨げない。これにより、ポンプインペラの回転方向が逆回転のときにおいて、ポンプインペラに入力した回転動力が、増幅されてタービンランナから出力される。

また、上記トルクコンバータにおいて、第一タービンブレード（２１ａ）と第一タービンブレード（２１ａ）の両隣に隣接する第二タービンブレード（２１ｂ，２１ｂ）のうち一方の第二タービンブレード（２１ｂ）とは、作動流体の流入側において互いに近接するように配置され、作動流体の流出側にいくにつれて徐々に互いに離れていくように配置されることとしてもよい。

このように配置することで、タービンランナにおける作動流体の流入側の開口が広くなり、作動流体を円滑に流出側に導くことができる。

また、上記トルクコンバータにおいて、ポンプインペラ（１０）に配置されるポンプブレード（１１）は、ポンプインペラ（１０）の径方向において直線状に形成されることとしてもよい。

このように、ポンプブレードが、ポンプインペラの径方向において直線状に形成されるように構成することで、ポンプインペラ１０がいずれの方向に回転しても、ポンプインペラの回転による遠心力によって、作動流体は、内径側から外径側に向かってポンプブレードの間を直線状に導かれる。このように、正回転の場合にも逆回転の場合にも、ポンプブレードの間において作動流体を同様に流すことで、ポンプインペラがいずれの方向に回転しても、タービンランナに作動流体を同様に導くことができる。

なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかるトルクコンバータによれば、入力される回転動力の回転方向がいずれの回転方向であっても、回転動力を増幅しうる。

第１実施形態のトルクコンバータを適用した車両の全体概略図である。 第１実施形態のトルクコンバータを構成する部材の分解斜視図である。 第１実施形態のトルクコンバータを構成する部材を軸方向から見た図である。 第１実施形態のトルクコンバータの正回転時における作動流体の流れ及び伝達トルクを説明する図である。 第１実施形態のトルクコンバータの逆回転時における作動流体の流れ及び伝達トルクを説明する図である。 第２実施形態のトルクコンバータを構成する部材の分解斜視図である。 第２実施形態のトルクコンバータを構成する部材を軸方向から見た図である。 第２実施形態のトルクコンバータの正回転時における作動流体の流れ及び伝達トルクを説明する図である。 第２実施形態のトルクコンバータの逆回転時における作動流体の流れ及び伝達トルクを説明する図である。

〔第１実施形態〕
以下、添付図面を参照して本発明の第１実施形態を詳細に説明する。図１は、第１実施形態のトルクコンバータＴＣを適用した車両の全体概略図である。図１に示すように、第１実施形態のトルクコンバータＴＣを備える車両は、電動機であるモータＭ（動力源）で発生した動力を、駆動輪Ｗへ伝達することで走行する。モータＭは、回転軸線Ｌを中心に回転する回転子Ｍａと、不図示のケースに固定される固定子Ｍｂとを具備する。モータＭの回転子Ｍａは、２方向に回転する。すなわち、モータＭの回転子Ｍａは、車両を前進させる場合に回転子Ｍａが回転する方向である正回転と、車両を後進させる場合に回転子Ｍａが回転する方向である逆回転と、の２方向に回転可能である。

モータＭが駆動すると、回転子Ｍａの回転軸線Ｌと同軸に配置されるモータ駆動軸ＭＳが回転する。すると、モータＭの駆動により発生した回転動力が、当該回転動力の動力伝達方向の下流側に配置されるトルクコンバータＴＣに伝達される。

トルクコンバータＴＣは、３つの羽根車を有する。３つの羽根車は、入力側の羽根車であるポンプインペラ１０と、出力側の羽根車であるタービンランナ２０と、ポンプインペラ１０とタービンランナ２０との間に配置されるステータ３０と、で構成される。

ポンプインペラ１０は、モータ駆動軸ＭＳからの動力が伝達されることにより、回転軸線Ｌを中心に回転する。タービンランナ２０は、ポンプインペラ１０からの動力が作動流体を介して伝達されることにより、回転軸線Ｌを中心に回転する。ステータ３０は、ポンプインペラ１０とタービンランナ２０との間に配置され、ポンプインペラ１０及びタービンランナ２０を通過して偏向した作動流体の流れを整流する。ステータ３０は、回転軸線Ｌと同一の回転軸にて配置されるが、トルクの増幅時においては基本的に静止している。

トルクコンバータＴＣは、入力軸ＩＳへ接続される。トルクコンバータＴＣから入力軸ＩＳに伝達された動力は、入力軸ＩＳに配置されるギヤＧ１から出力軸ＯＳに配置されるギヤＧ２へとさらに伝達される。また、出力軸ＯＳに伝達された動力は、出力軸ＯＳに配置されるギヤＧ３からディファレンシャル機構Ｄに配置されるギヤＧＤへとさらに伝達される。ディファレンシャル機構Ｄに伝達された動力は、左右の駆動軸ＷＳを介して左右の駆動輪Ｗへと伝達される。このように、モータＭで発生した回転動力は、トルクコンバータＴＣを介して入力軸ＩＳへと伝達される。そして、トルクコンバータＴＣから入力軸ＩＳへと出力した回転動力は、各種ギヤ等によって回転を変速された後、最終的に駆動輪Ｗへと伝達される。

図２及び図３を用いて、トルクコンバータＴＣを構成する部材のうち、本実施形態における、ポンプインペラ１０、タービンランナ２０及びステータ３０の具体的構成を説明する。図２は、第１実施形態のトルクコンバータＴＣを構成する部材の分解斜視図である。図３は、第１実施形態のトルクコンバータＴＣを構成する部材を軸方向から見た図である。なお、図２においては、作動流体が流入する側が見えるように、流入する側の面を手前側に傾けて示している。また、図３では、各部材とも、軸方向における作動流体が流入する側の面を手前側に示している。次に、各部材を具体的に説明する。

ポンプインペラ１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２内において作動流体が流れる方向を整えるコア１３と、を有する。また、ポンプインペラ１０は、ハウジング１２とコア１３との間に、作動流体の流れる方向をガイドしつつ作動流体へ動力を伝達する羽根である複数のポンプブレード１１を有する。

本実施形態におけるポンプブレード１１は、軸方向から見た場合、ポンプインペラ１０の径方向において直線状に形成される。すなわち、ポンプブレード１１は、曲率を有しない構造である。このため、ポンプインペラ１０が回転するとき、ポンプインペラ１０内の作動流体は、ポンプインペラ１０に対して相対的に、ポンプインペラ１０の内径側から外径側へ直線状に導かれることになる。

タービンランナ２０は、ハウジング２２と、ハウジング２２内において作動流体の流れる方向を整えるコア２３と、を有する。また、タービンランナ２０は、ハウジング２２とコア２３との間に、作動流体の流れる方向をガイドしつつ作動流体へ動力を伝達する羽根である複数のタービンブレード２１を有する。

タービンブレード２１は、２種類の異なる曲率を有する羽根にて構成される。具体的には、タービンランナ２０の周方向における一方（本実施形態においては、図３における反時計回りの方向）へと作動流体を導く第一タービンブレード２１ａと、タービンランナ２０の周方向における他方（本実施形態においては、図３における時計回りの方向）へと作動流体を導く第二タービンブレード２１ｂと、から構成される。また、第一タービンブレード２１ａと第二タービンブレード２１ｂとは、タービンランナ２０の周方向において交互に配置される。

第一タービンブレード２１ａと第二タービンブレード２１ｂとは、１つの第一タービンブレード２１ａと１つの第二タービンブレード２１ｂとが対になっている。そして、一対の第一タービンブレード２１ａと第二タービンブレード２１ｂとは、作動流体の流入側であるタービンランナ２０の外径側において、互いに近接するように配置される。そして、一対の第一タービンブレード２１ａと第二タービンブレード２１ｂとは、作動流体の流出側であるタービンランナ２０の内径側にいくにつれて徐々に互いに離れていくように配置される。

ステータ３０は、ステータハブ３２と、ステータハブ３２の周囲に配置される羽根である複数のステータブレード３１とを有する。ステータブレード３１は、タービンランナ２０を通過して偏向した作動流体の流れを整流する。

ステータブレード３１は、２種類の異なる曲率を有する羽根にて構成される。具体的には、ステータ３０の周方向における一方（本実施形態においては、図３における時計回りの方向）へと作動流体を導く第一ステータブレード３１ａと、ステータ３０の周方向における他方（本実施形態においては、図３における反時計回りの方向）へと作動流体を導く第二ステータブレード３１ｂと、から構成される。また、第一ステータブレード３１ａと第二ステータブレード３１ｂとは、ステータ３０の周方向において交互に配置される。

この構成により、作動流体は図２の矢印に示すように流れる。まず、ポンプインペラ１０のハウジング１２内にある作動流体は、ポンプインペラ１０の回転による遠心力により、ポンプブレード１１に沿って、ポンプインペラ１０の内径側から外径側に導かれる。ポンプインペラ１０から流出した作動流体は、ポンプインペラ１０と対向するタービンランナ２０の外径側に導かれる。外径側からタービンランナ２０に流入した作動流体は、タービンブレード２１に沿って、タービンランナ２０の外径側から内径側に導かれる。この作動流体がタービンブレード２１に導かれる過程で、作動流体がタービンランナ２０にトルクを伝達する。

また、タービンランナ２０の内径側から流出した作動流体は、静止しているステータ３０に導かれる。ステータ３０は、タービンランナ２０から流入する作動流体の流れの方向がポンプインペラ１０をさらに回そうとする方向になるように、作動流体の流れを変える。この流れを変えた作動流体をポンプインペラ１０のポンプブレード１１が受け取ることでトルクが作り出される。こうして、トルクコンバータＴＣは、ポンプインペラ１０からタービンランナ２０に伝達するトルクを増幅させる。

次に、ポンプインペラ１０の回転方向を正回転とした場合の作動流体の流れ及びポンプインペラ１０からタービンランナ２０に伝達されるトルクについて、図を用いて説明する。図４は、第１実施形態のトルクコンバータＴＣの正回転時における作動流体の流れ及び伝達トルクを説明する図である。なお、図４以下の作動流体の流れ及び伝達トルクを説明する図においては、作動流体の流れる方向（図の上方から下方）に沿って、ブレードを平面上に表している。

図４に示すように、作動流体は、図中上方から、ポンプインペラ１０に流入する。ここでの作動流体の流入方向（図中右下方向）は、後述のように、ステータ３０を通った後の作動流体の流れる方向に基づいている。

作動流体がポンプインペラ１０に流入する際、ポンプインペラ１０は正回転方向に回転しているため、ポンプインペラ１０のポンプブレード１１は、周方向の図中右側に移動している。すると、作動流体は、ポンプブレード１１から図中右側の方向のトルクを得て、図中右下方向に向かって流出する。

作動流体は、タービンランナ２０に図中右下方向に向かって流入し、タービンランナ２０の第一タービンブレード２１ａに当たる。これにより、作動流体がタービンランナ２０を正回転方向に回転させる。その後、作動流体は、第一タービンブレード２１ａからの反力により、図中左下方向に向かって流出する。

作動流体は、ステータ３０に図中左下方向に向かって流入する。ここで、ステータ３０は静止しているため、作動流体は、第二ステータブレード３１ｂからの反力により、図中右下方向に流れを変えて流出する。

ステータ３０における図中右下方向の作動流体の流れは、ポンプインペラ１０に再び図中上方から流入する作動流体が流れる方向となる。ポンプインペラ１０の正回転時においてはポンプブレード１１が図中右方向に移動しているため、右方向の流れを有する作動流体は、ポンプインペラ１０をさらに正回転方向に回そうとする。

このように、ポンプインペラ１０の正回転時において、ポンプインペラ１０及びタービンランナ２０を通過した作動流体が、ステータ３０で整流されることにより、タービンランナ２０に伝達されるトルクが増幅される。具体的に、正回転時のポンプインペラ１０が伝達するトルクＴｐよりもタービンランナ２０に伝達されるトルクＴｔは、大きくなる（Ｔｔ＞Ｔｐ）。

次に、ポンプインペラ１０の回転方向を逆回転とした場合の作動流体の流れ及びポンプインペラ１０からタービンランナ２０に伝達されるトルクについて、図を用いて説明する。図５は、第１実施形態のトルクコンバータＴＣの逆回転時における作動流体の流れ及び伝達トルクを説明する図である。

図５に示すように、作動流体は、図中上方から、ポンプインペラ１０に流入する。ここでの作動流体の流入方向（図中左下方向）は、後述のように、ステータ３０を通った後の作動流体の流れる方向に基づいている。

作動流体がポンプインペラ１０に流入する際、ポンプインペラ１０は逆回転方向に回転しているため、ポンプインペラ１０のポンプブレード１１は、周方向の図中左側に移動している。すると、作動流体は、ポンプブレード１１から図中左側の方向のトルクを得て、図中左下方向に向かって流出する。

作動流体は、タービンランナ２０に図中左下方向に向かって流入し、タービンランナ２０の第二タービンブレード２１ｂに当たる。これにより、作動流体がタービンランナ２０を逆回転方向に回転させる。その後、作動流体は、第二タービンブレード２１ｂからの反力により、図中右下方向に向かって流出する。

作動流体は、ステータ３０に図中右下方向に向かって流入する。ここで、ステータ３０は静止しているため、作動流体は、第一ステータブレード３１ａからの反力により、図中左下方向に流れを変えて流出する。

ステータ３０における図中左下方向の作動流体の流れは、ポンプインペラ１０に再び図中上方から流入する作動流体が流れる方向となる。ポンプインペラ１０の逆回転時においてはポンプブレード１１が図中左方向に移動しているため、左方向の流れを有する作動流体は、ポンプインペラ１０をさらに逆回転方向に回そうとする。

このように、ポンプインペラ１０の逆回転時において、ポンプインペラ１０及びタービンランナ２０を通過した作動流体が、ステータ３０で整流されることにより、タービンランナ２０に伝達されるトルクが増幅される。具体的に、逆回転時のポンプインペラ１０が伝達するトルクＴｐよりもタービンランナ２０に伝達されるトルクＴｔは、大きくなる（Ｔｔ＞Ｔｐ）。

以上のように、本実施形態によれば、タービンランナ２０のタービンブレード２１を、第一タービンブレード２１ａと第二タービンブレード２１ｂと、から構成されることとする。すると、ポンプインペラ１０の回転方向が正回転のときに、ポンプインペラ１０からタービンランナ２０に流入する作動流体が第一タービンブレード２１ａに当たることで、タービンランナ２０を正回転方向に回転させる。また、タービンランナ２０からステータ３０に流入する作動流体が第二ステータブレード３１ｂに当たることで、作動流体の流れが、ステータ３０の周方向において変わる。すると、ステータ３０から流出した作動流体の流れる方向がポンプインペラ１０をさらに回そうとする方向となる。これにより、ポンプインペラ１０の回転方向が正回転のときにおいて、ポンプインペラ１０に入力した回転動力が、増幅されてタービンランナ２０から出力される。一方、ポンプインペラ１０の回転方向が逆回転のときに、ポンプインペラ１０からタービンランナ２０に流入する作動流体が第二タービンブレード２１ｂに当たることで、タービンランナ２０を逆回転方向に回転させる。また、タービンランナ２０からステータ３０に流入する作動流体が第一ステータブレード３１ａに当たることで、作動流体の流れが、ステータ３０の周方向において変わる。すると、ステータ３０から流出した作動流体の流れる方向がポンプインペラ１０をさらに回そうとする方向となる。これにより、ポンプインペラ１０の回転方向が逆回転のときにおいて、ポンプインペラ１０に入力した回転動力が、増幅されてタービンランナ２０から出力される。この結果、トルクコンバータＴＣは、入力される回転動力の回転方向がいずれの回転方向であっても、回転動力を増幅しうる。

また、本実施形態においては、第一ステータブレード３１ａと第一ステータブレード３１ａの両隣に隣接する第二ステータブレード３１ｂ，３１ｂのうち、一方の第二ステータブレード３１ｂとは、対になっている。そして、一対の第一ステータブレード３１ａと第二ステータブレード３１ｂとは、作動流体の流入側において互いに近接するように配置され、作動流体の流出側にいくにつれて徐々に互いに離れていくように配置される。このように配置することで、ステータ３０における作動流体の流入側の開口が広くなり、作動流体を円滑に流出側に導くことができる。

また、本実施形態においては、トルクコンバータＴＣにおいて、第一タービンブレード２１ａと第一タービンブレード２１ａの両隣に隣接する第二タービンブレード２１ｂ，２１ｂのうち、一方の第二タービンブレード２１ｂとは、対になっている。そして、一対の第一タービンブレード２１ａと第二タービンブレード２１ｂとは、作動流体の流入側において互いに近接するように配置され、作動流体の流出側にいくにつれて徐々に互いに離れていくように配置される。このように配置することで、タービンランナ２０における作動流体の流入側の開口が広くなり、作動流体を円滑に流出側に導くことができる。

また、本実施形態においては、ポンプインペラ１０に配置されるポンプブレード１１は、ポンプインペラ１０の径方向において直線状に形成される。このように構成することで、ポンプインペラ１０がいずれの方向に回転しても、ポンプインペラ１０の回転による遠心力によって、作動流体は、内径側から外径側に向かってポンプブレード１１の間を直線状に導かれる。このように、正回転の場合にも逆回転の場合にも、ポンプブレード１１の間において作動流体を同様に流すことで、ポンプインペラ１０がいずれの方向に回転しても、タービンランナ２０に作動流体を同様に導くことができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明を省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第１実施形態と同様である。

図６及び図７を用いて、第２実施形態のトルクコンバータＴＣ１を構成する部材のうち、ポンプインペラ１０、タービンランナ２０及びステータ３０Ａの構成を説明する。図６は、第２実施形態のトルクコンバータＴＣ１を構成する部材の分解斜視図である。図７は、第２実施形態のトルクコンバータＴＣ１を構成する部材を軸方向から見た図である。

ポンプインペラ１０及びタービンランナ２０は、前述の実施形態と同様の構成である。このため、第２実施形態では、ステータ３０Ａの構成を具体的に説明する。

ステータ３０Ａは、ステータハブ３２と、ステータハブ３２の周囲に配置される複数のステータブレード３５とを有する。本実施形態のステータブレード３５は、軸方向から見た場合、ステータ３０Ａの径方向において直線状に形成される。このように、ステータブレード３５が径方向において直線状に形成される場合には、作動流体がステータ３０Ａ内を流れる方向である軸方向に対しても、ステータブレード３５が直線状に形成されることとなる。すなわち、ステータブレード３５は、曲率を有しない構造である。このため、ステータ３０Ａに流入した作動流体は、ステータ３０Ａ内において、ステータブレード３５に沿った直線状に導かれることになる。

この構成により、作動流体は図６の矢印に示すように流れる。まず、ポンプインペラ１０のハウジング１２内にある作動流体は、ポンプインペラ１０の回転による遠心力により、ポンプブレード１１に沿って、ポンプインペラ１０の内径側から外径側に導かれる。ポンプインペラ１０から流出した作動流体は、ポンプインペラ１０と対向するタービンランナ２０の外径側に導かれる。外径側からタービンランナ２０に流入した作動流体は、タービンブレード２１に沿って、タービンランナ２０の外径側から内径側に導かれる。この作動流体がタービンブレード２１に導かれる過程で、作動流体がタービンランナ２０にトルクを伝達する。

また、タービンランナ２０の内径側から流出した作動流体は、静止しているステータ３０Ａに導かれる。ステータ３０Ａは、タービンランナ２０から流入する作動流体の流れの方向がポンプインペラ１０の回転を妨げない方向となるように、作動流体の流れを変える。この流れを変えた作動流体をポンプインペラ１０のポンプブレード１１が受け取ることでトルクが作り出される。こうして、トルクコンバータＴＣは、ポンプインペラ１０からタービンランナ２０に伝達するトルクを増幅させる。

次に、ポンプインペラ１０の回転方向を正回転とした場合の作動流体の流れ及びポンプインペラ１０からタービンランナ２０に伝達されるトルクについて、図を用いて説明する。図８は、第２実施形態のトルクコンバータＴＣ１の正回転時における作動流体の流れ及び伝達トルクを説明する図である。

図８に示すように、作動流体は、図中上方から、ポンプインペラ１０に流入する。ここでの作動流体の流入方向（図中下方向）は、後述のように、ステータ３０Ａを通った後の作動流体の流れる方向に基づいている。

作動流体がポンプインペラ１０に流入する際、ポンプインペラ１０は正回転方向に回転しているため、ポンプインペラ１０のポンプブレード１１は、周方向の図中右側に移動している。すると、作動流体は、ポンプブレード１１から図中右側の方向のトルクを得て、図中右下方向に向かって流出する。

作動流体は、タービンランナ２０に図中右下方向に向かって流入し、タービンランナ２０の第一タービンブレード２１ａに当たる。これにより、作動流体がタービンランナ２０を正回転方向に回転させる。その後、作動流体は、第一タービンブレード２１ａからの反力により、図中左下方向に向かって流出する。

作動流体は、ステータ３０Ａに図中左下方向に向かって流入する。ここで、ステータ３０Ａは静止しているため、作動流体は、ステータブレード３５からの反力により、図中下方向に流れを変えて流出する。

ステータ３０Ａにおける図中下方向の作動流体の流れは、ポンプインペラ１０に再び図中上方から流入する作動流体が流れる方向となる。このように、ステータ３０Ａのステータブレード３５は、流入した作動流体の図中左下方向の流れのうち、図中左方向の流れを打ち消し、ポンプインペラ１０へと作動流体を導く。

そして、ポンプインペラ１０の正回転時においてはポンプブレード１１が図中右方向に移動しているため、ステータ３０Ａが作動流体の図中左方向の流れを打ち消してポンプインペラ１０へ作動流体を導くことで、ポンプインペラ１０の回転を妨げない。

このように、ポンプインペラ１０の正回転時において、ポンプインペラ１０及びタービンランナ２０を通過した作動流体が、ステータ３０Ａで整流されることにより、タービンランナ２０に伝達されるトルクが増幅される。具体的に、正回転時のポンプインペラ１０が伝達するトルクＴｐ１よりもタービンランナ２０に伝達されるトルクＴｔ１は、大きくなる（Ｔｔ１＞Ｔｐ１）。

次に、ポンプインペラ１０の回転方向を逆回転とした場合の作動流体の流れ及びポンプインペラ１０からタービンランナ２０に伝達されるトルクについて、図を用いて説明する。図９は、第２実施形態のトルクコンバータＴＣ１の逆回転時における作動流体の流れ及び伝達トルクを説明する図である。

図９に示すように、作動流体は、図中上方から、ポンプインペラ１０に流入する。ここでの作動流体の流入方向（図中下方向）は、後述のように、ステータ３０Ａを通った後の作動流体の流れる方向に基づいている。

作動流体がポンプインペラ１０に流入する際、ポンプインペラ１０は逆回転方向に回転しているため、ポンプインペラ１０のポンプブレード１１は、周方向の図中左側に移動している。すると、作動流体は、ポンプブレード１１から図中左側の方向のトルクを得て、図中左下方向に向かって流出する。

作動流体は、タービンランナ２０に図中左下方向に向かって流入し、タービンランナ２０の第二タービンブレード２１ｂに当たる。これにより、作動流体がタービンランナ２０を逆回転方向に回転させる。その後、作動流体は、第二タービンブレード２１ｂからの反力により、図中右下方向に向かって流出する。

作動流体は、ステータ３０Ａに図中右下方向に向かって流入する。ここで、ステータ３０Ａは静止しているため、作動流体は、ステータブレード３５からの反力により、図中下方向に流れを変えて流出する。

ステータ３０Ａにおける図中下方向の作動流体の流れは、ポンプインペラ１０に再び図中上方から流入する作動流体が流れる方向となる。このように、ステータ３０Ａのステータブレード３５は、流入した作動流体の図中右下方向の流れのうち、図中右方向の流れを打ち消し、ポンプインペラ１０へと作動流体を導く。

そして、ポンプインペラ１０の逆回転時においてはポンプブレード１１が図中左方向に移動しているため、ステータ３０Ａが作動流体の図中右方向の流れを打ち消してポンプインペラ１０へ作動流体を導くことで、ポンプインペラ１０の回転を妨げない。

このように、ポンプインペラ１０の逆回転時において、ポンプインペラ１０及びタービンランナ２０を通過した作動流体が、ステータ３０Ａで整流されることにより、タービンランナ２０に伝達されるトルクが増幅される。具体的に、逆回転時のポンプインペラ１０が伝達するトルクＴｐ１よりもタービンランナ２０に伝達されるトルクＴｔ１は、大きくなる（Ｔｔ１＞Ｔｐ１）。

以上のように、本実施形態によれば、タービンランナ２０のタービンブレード２１を、第一タービンブレード２１ａと第二タービンブレード２１ｂと、から構成されることとする。すると、ポンプインペラ１０の回転方向が正回転のときに、ポンプインペラ１０からタービンランナ２０に流入する作動流体が第一タービンブレード２１ａに当たることで、タービンランナ２０を正回転方向に回転させる。また、タービンランナ２０からステータ３０Ａに流入する作動流体がステータ３０Ａの軸方向において直線状に形成されるステータブレード３５に当たると、作動流体の流れが、ステータ３０Ａの周方向において変わる。すると、ステータ３０Ａから流出した作動流体の流れる方向がポンプインペラ１０の回転を妨げない。これにより、ポンプインペラ１０の回転方向が正回転のときにおいて、ポンプインペラ１０に入力した回転動力が、増幅されてタービンランナ２０から出力される。一方、ポンプインペラ１０の回転方向が逆回転のときに、ポンプインペラ１０からタービンランナ２０に流入する作動流体が第二タービンブレード２１ｂに当たることで、タービンランナ２０を逆回転に回転させる。また、タービンランナ２０からステータ３０Ａに流入する作動流体がステータ３０Ａの軸方向において直線状に形成されるステータブレード３５に当たると、作動流体の流れが、ステータ３０Ａの周方向において変わる。すると、ステータ３０Ａから流出した作動流体の流れる方向がポンプインペラ１０の回転を妨げない。これにより、ポンプインペラ１０の回転方向が逆回転のときにおいて、ポンプインペラ１０に入力した回転動力が、増幅されてタービンランナ２０から出力される。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

ＴＣ，ＴＣ１…トルクコンバータ
１０…ポンプインペラ
１１…ポンプブレード
１２…ハウジング
１３…コア
２０…タービンランナ
２１…タービンブレード
２１ａ…第一タービンブレード
２１ｂ…第二タービンブレード
２２…ハウジング
２３…コア
３０，３０Ａ…ステータ
３１…ステータブレード
３１ａ…第一ステータブレード
３１ｂ…第二ステータブレード
３２…ステータハブ
３５…ステータブレード
Ｄ…ディファレンシャル機構
Ｌ…回転軸線
Ｍ…モータ

Claims (5)

1. 動力源からの動力が伝達されるポンプインペラと、
   前記ポンプインペラからの動力が作動流体を介して伝達されるタービンランナと、
   前記ポンプインペラと前記タービンランナとの間に配置され前記タービンランナを通過して偏向した前記作動流体の流れを整流するステータと、を備え、
   前記タービンランナに配置されるタービンブレードは、前記タービンランナの周方向における一方へと前記作動流体を導く第一タービンブレードと、前記タービンランナの周方向における他方へと前記作動流体を導く第二タービンブレードと、から構成され、
   前記第一タービンブレードと前記第二タービンブレードとは、前記タービンランナの周方向において交互に配置され、
   前記ステータに配置されるステータブレードは、前記ステータの周方向における一方へと前記作動流体を導く第一ステータブレードと、前記ステータの周方向における他方へと前記作動流体を導く第二ステータブレードと、から構成され、
   前記第一ステータブレードと前記第二ステータブレードとは、前記ステータの周方向において交互に配置される
   ことを特徴とするトルクコンバータ。
2. 動力源からの動力が伝達されるポンプインペラと、
   前記ポンプインペラからの動力が作動流体を介して伝達されるタービンランナと、
   前記ポンプインペラと前記タービンランナとの間に配置され前記タービンランナを通過して偏向した前記作動流体の流れを整流するステータと、を備え、
   前記タービンランナに配置されるタービンブレードは、前記タービンランナの周方向における一方へと前記作動流体を導く第一タービンブレードと、前記タービンランナの周方向における他方へと前記作動流体を導く第二タービンブレードと、から構成され、
   前記第一タービンブレードと前記第二タービンブレードとは、前記タービンランナの周方向において交互に配置され、
   前記ステータに配置されるステータブレードは、前記ステータの軸方向において直線状に形成される
   ことを特徴とするトルクコンバータ。
3. 前記第一ステータブレードと前記第一ステータブレードの両隣に隣接する前記第二ステータブレードのうち一方の前記第二ステータブレードとは、前記作動流体の流入側において互いに近接するように配置され、前記作動流体の流出側にいくにつれて徐々に互いに離れていくように配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータ。
4. 前記第一タービンブレードと前記第一タービンブレードの両隣に隣接する前記第二タービンブレードのうち一方の前記第二タービンブレードとは、前記作動流体の流入側において互いに近接するように配置され、前記作動流体の流出側にいくにつれて徐々に互いに離れていくように配置される
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。
5. 前記ポンプインペラに配置されるポンプブレードは、前記ポンプインペラの径方向において直線状に形成される
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のトルクコンバータ。