JPH05223146A - トルクコンバータのステータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステータ近傍での乱流を防止して伝達効率を
向上させる。 【構成】 ポンプインペラーとタービンランナーとの間
に配置され、かつ翼部８によって流体の流れ方向を変え
るステータ５であって、翼部８が中空状に形成されると
ともに、その中空部８ｃを形成する外壁部のうち、流体
の流線方向が表面から離れる方向を向く翼背面部８ａが
多孔質材料によって形成され、さらに中空部８ｃが翼部
８の周囲の圧力より低圧の低圧部に連通されている。翼
部８の近傍で乱流を生じさせるフルードの流れを中空部
８ｃに吸い込んで乱流を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は流体継手の一種である
トルクコンバータに関し、特にポンプインペラーとター
ビンランナーとの間に配置されるステータに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】車両用の自動変速機では、歯車変速装置
とエンジンとをトルクコンバータによって連結している
ことは周知のとおりである。このトルコンバータの一般
的な構成は、エンジンによって駆動されるポンプインペ
ラーに対向させてタービンランナーを配置するととも
に、そのタービンランナーにおけるフルードの流出部と
ポンプインペラーにおけるフルードの流入部との間に、
フルードの流れ方向を変えるステータを配置した構造で
ある。

【０００３】この種のトルコンバータにおいては、トル
クの伝達にフルードが介在するから、フルードの挙動に
よって動力の伝達効率が大きく影響を受ける。そこで例
えば実開平２−５９３４６号公報に記載された考案にお
いては、ステータを中空構造とするとともに、上流側の
壁面にオイルの流入口を設け、かつ下流側の壁面にオイ
ルの流出口を形成している。これは、ステータの背面側
でオイルの流れの剥離が生じる箇所に、ステータの内部
からのオイルの噴流を生じさせてステータの周囲での乱
流を防止し、トルクコンバータの全体としての効率を向
上させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】周知のようにトルクコ
ンバータにおけるフルードの流れは、速度比や入力回転
数などによって変化し、そのため一般のトルクコンバー
タでは、ステータを一方向クラッチを介して支持してい
る。これはポンプインペラーとタービンランナーとの速
度比によって、ステータに作用するフルードの流れの向
きが異なることによるものである。しかるに、上述した
従来のステータの構造では、流入口や流出口の位置が特
定されてしまうので、速度比や入力回転数などによって
相対的な流れの向きが変化するフルードに対するステー
タからの噴流の位置が不適切となり、その結果、ステー
タからのフルード流の剥離を確実には防止し得ない場合
が生じ、動力の伝達効率を向上させるにも限度があっ
た。

【０００５】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、ステータの周囲での乱流を常時防いで伝達効
率を向上させることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、ポンプインペラーとタービンランナ
ーとの間に配置され、かつ翼部によって流体の流れ方向
を変えるステータにおいて、前記翼部が中空状に形成さ
れるとともに、その中空部を形成する外壁部のうち、流
体の流線方向が表面から離れる方向を向く翼背面部が多
孔質材料によって形成され、さらに前記中空部が前記翼
部周囲の圧力より低圧の低圧部に連通されていることを
特徴とするものである。

【０００７】

【作用】トルクコンバータの内部の圧力はフルードの動
圧のために外部より高圧になっており、したがってステ
ータの周囲とその中空部との間に圧力差が生じている。
そのため多孔質材料で形成されている翼背面部において
は、フルードがその多孔質材料を透過して中空部内に吸
い込まれ、それに伴い翼背面部近傍の表面に沿う速度が
極めて小さい領域が取り除かれることになるので、フル
ードの翼部表面からの剥離やそれに伴う乱流が防止され
る。このようなフルードの吸い込みは、前記多孔質材料
で形成されている翼背面部の全体で生じるから、速度比
や入力回転数の変化に伴ってステータに対するフルード
の流れ方向が変化しても、フルードの剥離やそれに伴う
乱流を防止できる。その結果、フルードの圧力損失やそ
れに起因する動力伝達効率の低下が防止される。

【０００８】

【実施例】つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１はこの発明の一実施例における翼部の断面
図であって、ここに示すステータは図２に示すように配
置される。すなわち図２に示すトルクコンバータ１は、
従来一般のものとほぼ同様に、フロントカバー２と一体
化させたポンプインペラー３に対向させてタービンラン
ナー４を配置し、かつこれらポンプインペラー３とター
ビンランナー４との間の回転中心側の部分にステータ５
を配置した構造である。そのステータ５は、インナーリ
ング６とアウターリング７との間に多数の翼部８を形成
したものであり、そのインナーリング６が一方向クラッ
チ９のアウターレース１０にスプライン嵌合されてい
る。またその一方向クラッチ９のインナーレース１１は
ステータシャフト１２にスプライン嵌合し、さらにその
ステータシャフト１２の内周側に配置した入力軸１３に
ハブ１４がスプライン嵌合し、このハブ１４にタービン
ランナー４が取付けられている。

【０００９】そのステータ５における翼部８は、図１に
断面で示すように、中空構造であって、外表面が凸曲面
となる背面部８ａと凹曲面となる腹面部８ｂとのそれぞ
れが、多孔質材料１５によって形成されている。この多
孔質材料１５としては、フルード（オイル）の透過を比
較的容易に生じさせ得るものが採用され、一例として多
孔質焼結金属を用いることができる。またその多孔質焼
結金属の性状は、使用するフルードによっても異なる
が、固有浸透係数Ｋ＝６／１０¹³〜４／１０¹⁰（ｍ2
）、浸水係数−ｌｏｇ₁₀Ｋ＝５〜８（cm² ）が適当で
ある。

【００１０】ステータ５におけるインナーリング６に
は、翼部８における中空部８ｃと側面（図２の右側面）
とに開口するドレン孔１６が形成されている。トルクコ
ンバータ１の内部に対するフルードの給排は、非ロック
アップ領域では矢印Ａで示す方向にフルードを流すこと
によって行われるので、ステータ５の中空部８ｃはドレ
ン孔１６によって、ステータ５の近傍より圧力の低い低
圧部に連通されている。なお、図２において矢印Ｂはコ
ンバータ内循環流の方向を示す。

【００１１】つぎに上述したステータ５の作用について
説明する。トルクコンバータ１がコンバータレンジで動
作している状態では、フルードはステータ５の翼部８に
対して所定の迎え角度をもって流れ、その翼部８によっ
て流れ方向が変えられる。その場合、翼部８の表面に近
い境界層での速度分布は、翼部８の前縁から後縁側に離
れるに従って変化し、翼部８の表面に沿って流れなくな
った場合にはその箇所で剥離が生じるが、上記のステー
タ５では、多孔質材料１５によって外壁部が形成されて
いる箇所でフルードの吸い込みが生じるので、フルード
に対して翼部８の近傍の表面に沿う速度が極めて小さい
領域が取り除かれ、フルードの剥離が防止される。

【００１２】すなわち図３は、トルクコンバータ１の内
部の圧力（動圧）分布を、ポンプインペラー３の流入口
での圧力を基準にして示す図であって、翼部８の後縁に
極めて近い箇所で相対的に負圧になる箇所があるが、翼
部８の周囲の圧力は中空部８ｃの圧力よりも高圧であ
り、したがって多孔質材料１５によって外壁部が形成さ
れている箇所では、フルードの中空部８ｃへの流入が生
じる。その結果、翼背面部８ａにおいてその表面に沿う
フルードの流速を維持することができ、フルード流の剥
離およびそれに伴う乱流を防止することができる。また
翼腹面部８ｂ側においても、フルード流の向きを大きく
変えることに伴って従来一般のステータでは乱流が生じ
ることがあるが、上記の翼部８を備えたステータでは、
翼腹面部８ｂの近傍での乱流の原因となるフルードの流
れを多孔質材料１５を介して中空部８ｃに吸い込むか
ら、この部分での乱流の発生を防止し、この点でも圧力
損失の防止、換言すれば伝達効率の向上を図ることがで
きる。またこのようなフルードの吸い込みは、多孔質材
料１５のいずれの箇所においても生じるから、ポンプイ
ンペラー３とタービンランナー４との速度比や入力回転
数などが変化して翼部８の相対的な迎え角度が変化して
も翼部８の近傍での乱流の発生を防止できる。

【００１３】これに対して従来一般の中実構造の翼部１
８を備えたステータでは、図４および図５に示すよう
に、特にその背面１８ａ側での剥離点Ｓp を越えた部分
において後流Ｗが生じ、これが原因となってフルードの
圧力損失ならびにそれに起因する伝達効率の低下が生じ
る。

【００１４】なお、この発明は、上記の実施例に限定さ
れないのであって、背面部のみを多孔質材料によって形
成してもよく、あるいは前縁部分を除いた他の部分の全
体を多孔質材料によって形成してもよい。またその多孔
質材料はフルードの貫流を許容できるものであればよい
のであり、上記の実施例で示したものに限定されない。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
のトルクコンバータのステータによれば、低圧部分に連
通された中空部を形成するとともに、その中空部を区画
する外壁部をフルードの貫流する多孔質材料によって形
成したので、ステータの翼部の周囲での乱流の原因とな
るフルードの流れを中空部に導き、翼部の周囲ではその
表面に沿った流れを維持させることができ、その結果、
乱流やそれに基づく圧力損失を防止してトルクコンバー
タの伝達効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例における翼部の断面形状を
示す断面図である。

【図２】そのステータを組込んだトルクコンバータの一
例を示す断面図である。

【図３】トルクコンバータの内部での動圧の分布を示す
線図である。

【図４】一般的なステータの翼部の断面およびその周囲
のフルードの流れを示す説明図である。

【図５】一般的なステータの翼部の周囲でのフルードの
流速の分布を示す線図である。

【符号簡単な説明】

１ トルクコンバータ ３ ポンプインペラー ４ タービンランナー ５ ステータ ８ 翼部 ８ａ 背面部 ８ｂ 腹面部 ８ｃ 中空部 １６ ドレン孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプインペラーとタービンランナーと
   の間に配置され、かつ翼部によって流体の流れ方向を変
   えるステータにおいて、 前記翼部が中空状に形成されるとともに、その中空部を
   形成する外壁部のうち、流体の流線方向が表面から離れ
   る方向を向く翼背面部が多孔質材料によって形成され、
   さらに前記中空部が前記翼部周囲の圧力より低圧の低圧
   部に連通されていることを特徴とするトルクコンバータ
   のステータ。