JPH0579546A - トルクコンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドライビング時の十分な入力トルク容量の確
保とコーステイング時の入力トルク容量の低減とを両立
させたトルクコンバータを提供すること。 【構成】 循環流路中にドライビング時に開きコーステ
ィング時に閉じる可変整流板１１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｖベルト式無段変速機
等が搭載された車両に適用されるトルクコンバータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トルクコンバータとしては、例え
ば、実開平１−１４４５５８号に記載のものが知られて
いる。

【０００３】上記従来出典には、ポンプインペラ，ター
ビンランナ及びステータの３要素を有し、タービンラン
ナが１つの１段で、ステータがワンウェイクラッチを介
して支持されコンバータ相とカップリング相の二相を持
つ、３要素１段二相型のトルクコンバータが示されてい
る。

【０００４】そして、各羽根形状の設定にあたっては、
コンバータ相において高い効率を確保する点や速度比零
の時の大きい失速トルク比を得る点等を目標として羽根
形状が設定されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトルクコンバータにあっては、ポンプインペラ，タ
ービンランナ及びステータのいずれの流路にも循環流の
流量を調整するような構成を持たない為、図５の実線特
性に示すように、ポンプインペラからトルク入力がある
ドライビング時の性能を確保する羽根角度に設定する
と、タービンランナからトルク入力があるコースティン
グ時（速度比１以上の領域）に入力トルク容量が非常に
大きなものとなる。

【０００６】この結果、このようなトルクコンバータを
特開平１−２５０６６０号公報に記載されているように
ベルト式無段変速機に適用すると、このベルト式無段変
速機を搭載した車両での減速時にダウンシフトすると、
図７の実線特性に示すように、コースティング時の入力
トルク容量が大きいことでタービンランナの回転が上が
らず、減速開始から少し遅れてタービン回転数NTを変え
ないまま高変速比Hiから低変速比Loに移行することにな
り、ダウンシフト幅Ｗ１が大きくなって、エンジンブレ
ーキが効き過ぎてしまう。

【０００７】そこで、このエンジンブレーキの効き過ぎ
を防止するために、図７の１点鎖線特性に示すように、
減速を開始してからダウンシフトに入るまでのタイミン
グを遅らせる案がある。しかし、急ブレーキにより減速
し、その直後、再加速するような場合、急ブレーキによ
り減速しても変速比が高変速比Hi側に保たれたままとな
り、アクセルペダルを踏み込んでも加速性が損なわれて
しまう。

【０００８】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、ドライビング時の十分な入力トルク容量
の確保とコーステイング時の入力トルク容量の低減とを
両立させたトルクコンバータを提供することを課題とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明のトルクコンバータでは、循環流路中にドライビ
ング時に開きコースティング時に閉じる可変整流板を設
けた。

【００１０】即ち、ポンプインペラ，タービンランナ及
びステータを有するトルクコンバータにおいて、前記ポ
ンプインペラ，タービンランナ及びステータの少なくと
もいずれかの流路に、ポンプインペラからトルク入力が
あるドライビング時の循環流により流路を開き、タービ
ンランナからトルク入力があるコースティング時の循環
流により流路を閉じる可変整流板を設けたことを特徴と
する。

【００１１】

【作用】ポンプインペラからトルク入力があるドライビ
ング時には、可変整流板が循環流により動作し、循環流
の流路が開いた状態が保たれる。

【００１２】従って、ドライビング時には、循環流の流
量が可変整流板を持たないトルクコンバータとほぼ同等
の流量となり、十分な入力トルク容量が確保される。

【００１３】タービンランナからトルク入力があるコー
スティング時には、可変整流板が循環流により動作し、
循環流の流路を閉じた状態が保たれる。

【００１４】従って、コースティング時には、可変整流
板により循環流の流量が抑制され、トルク伝達容量の小
さい小型のトルクコンバータに置き換えたのと同様に、
入力トルク容量の低減が図られる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】まず、構成を説明する。

【００１７】図１は本発明実施例のトルクコンバータを
示す断面図、図２は実施例トルクコンバータのタービン
ランナを内側からみた斜視図、図３は実施例のトルクコ
ンバータが適用された車両用変速機（ハイブリッドＣＶ
Ｔと呼ばれる）の全体システム図である。

【００１８】前記車両用変速機は、図３に示すように、
トルクコンバータ１２と、Ｖベルト式無段変速機と、歯
車変速機と、終減速機とによって構成されている。

【００１９】前記トルクコンバータ１２は、エンジン１
０の出力軸１０ａに対して連結されていて、ポンプイン
ペラ１２ａ，タービンランナ１２ｂ及びステータ１２ｃ
を有すると共に、ポンプインペラ１２ａとタービンラン
ナ１２ｂを連結又は切離し可能なロックアップクラッチ
１２ｄを有している。

【００２０】前記Ｖベルト式無段変速機は、前記タービ
ンランナ１２ｂに連結された駆動軸１４に設けられた駆
動プーリ１６と、前記駆動軸１４とは平行配置の従動軸
２８に設けられた従動プーリ２６と、両プーリ１６，２
６間に伝達可能に掛け渡されたＶベルト２４とを有して
構成されている。

【００２１】駆動プーリ１６は、固定円錐部材１８と可
動円錐部材２２とが対向配置されてＶ字状溝を形成して
いて、可動円錐部材２２は駆動プーリシリンダ室２０に
作用する油圧によって駆動軸１４の軸方向に移動する。

【００２２】従動プーリ２６は、固定円錐部材３０と可
動円錐部材３４とが対向配置されてＶ字状溝を形成して
いて、可動円錐部材３４は従動プーリシリンダ室３２に
作用する油圧によって従動軸２８の軸方向に移動する。

【００２３】尚、Ｖベルト式無段変速機の最大減速比
は、後述する歯車変速機の前進用駆動軸側歯車４２と前
進用出力軸側歯車４８の間の減速比より小さく設定して
ある。

【００２４】また、Ｖベルト式無段変速機を選択する時
は、ドライブ・リバースクラッチ４４を解放し、ハイク
ラッチ６０を締結することで行なわれ、駆動軸１４→駆
動プーリ１６→Ｖベルト２４→従動プーリ２６→従動軸
２８→前進用従動側歯車５８→後退用出力軸側歯車５０
→出力軸４６を介してエンジン駆動力が伝達される
（尚、両歯車５８，５０は図面上では噛み合っていない
ように見えるが、実際は噛み合う関係にある）。

【００２５】前記歯車変速機は、前記駆動軸１４の延長
軸部と出力軸４６間に設けられている。

【００２６】駆動軸１４の外周には、中空軸３６が回転
可能に支持されており、この中空軸３６と駆動軸１４間
にドライブ・リバースクラッチ４４が設けられている。
そして、中空軸３６の外周には、後退用駆動軸側歯車３
８及び前進用駆動軸側歯車４２とが回転可能に設けら
れ、両歯車３８，４２は同期噛み合い機構５２によって
選択的に中空軸３６と一体回転するように設けてある。
前記後退用駆動軸側歯車３８は、アイドラー軸５４に設
けられた後退用アイドラー歯車５６を介して出力軸４６
に固定された後退用出力軸側歯車５０に対して噛み合っ
ている。前記前進用駆動軸側歯車４２は、出力軸４６に
ワンウェイクラッチ４０を介して設けられた前進用出力
軸側歯車４８に対し噛み合っている。

【００２７】尚、歯車変速機を選択する時は、ハイクラ
ッチ６０を解放し、ドライブ・リバースクラッチ４４を
締結することで行なわれ、前進位置（Ｆ位置）の選択時
には、駆動軸１４→中空軸３６→前進用駆動軸側歯車４
２→前進用出力軸側歯車４８→ワンウェイクラッチ４０
→出力軸４６を介してエンジン駆動力が伝達される。後
退位置（Ｒ位置）の選択時には、駆動軸１４→中空軸３
６→後退用駆動軸側歯車３８→後退用アイドラー歯車５
６→後退用出力軸側歯車５０→出力軸４６を介してエン
ジン駆動力が伝達される。

【００２８】前記終減速機は、前記出力軸４６の設けら
れたリダクション歯車６２と、該リダクション歯車６２
に噛み合うファイナル歯車６４と、差動機構６６とによ
って構成されている。前記差動機構６６は、ピニオン６
８，７０及びサイドギア７２，７４を有し、サイドギア
７２，７４のそれぞれには、ドライブ軸７６，７８が連
結されている。

【００２９】尚、上記車両用変速機には、図示していな
いが、駆動プーリシリンダ室２０に作用する油圧及び従
動プーリシリンダ室３２に作用する油圧を制御する変速
油圧制御系と、ドライブ・リバースクラッチ４４及びハ
イクラッチ６０の締結・解放制御するクラッチコントロ
ーラが接続されている（詳しくは、特開平１−２５０６
６０号公報を参照）。

【００３０】実施例のトルクコンバータ１２には、図１
に示すように、タービンランナ１２ｂの流路に、コンバ
ータカバー１２ｅを介しポンプインペラ１２ａからトル
ク入力があるドライビング時の循環流により流路を開
き、タービンランナ１２ｂからトルク入力があるコース
ティング時の循環流により流路を閉じる可変整流板１１
が設けられている。

【００３１】この可変整流板１１は、タービンシェル１
２ｂ’の内面に沿って設けられた環状のリング１１ａ
と、このリング１１ａに回動可能に支持されたプレート
１１ｂにより構成され、プレート１１ｂの先端部には、
コースティング時の循環流によりプレート１１ｂを閉じ
る方向に回動させる力を出す先端リップ部１１ｃが形成
されている。尚、このプレート１１ｂは、閉じた時に完
全に流路を塞ぐものではなく多少の流れを許すように、
隣接するタービンブレード１２ｂ”間に干渉を避ける所
定の間隔を介して複数配設されている。

【００３２】次に、作用を説明する。

【００３３】（イ）トルクコンバータ作用 エンジン１０及びコンバータカバー１２ｅを介しポンプ
インペラ１２ａからトルク入力があるドライビング時に
は、図１の矢印Ａ方向に封入されている作動油が循環す
る。この時、可変整流板１１は、作動油循環流によりタ
ービンシェル１２ｂ’の壁面に沿って押し付けられ、図
４の（ａ）に示すように、循環流の流路が開いた状態が
保たれる。

【００３４】従って、ドライビング時には、循環流の流
量が可変整流板１１を持たないトルクコンバータとほぼ
同等の流量となり、十分な入力トルク容量が確保され
る。

【００３５】駆動輪及び車両用変速機を介してタービン
ランナ１２ｂからトルク入力があるコースティング時に
は、図１の矢印Ｂ方向に封入されている作動油が循環す
る。この時、可変整流板１１は、作動油循環流を受ける
先端リップ部１１ｃによりタービンシェル１２ｂ’から
離れてコア側に押し開かれ、図４の（ｂ）に示すよう
に、循環流の流路を閉じた状態が保たれる。

【００３６】従って、コースティング時には、可変整流
板１１により循環流の流量が抑制されることになり、ト
ルク伝達容量の小さい小型のトルクコンバータに置き換
えたのと同様に、入力トルク容量の低減が図られる（オ
イラーの式による）。

【００３７】例えば、ドライビング時に対しコースティ
ング時には、循環流量が1/2 になるように可変整流板１
１を設定すると、入力トルク容量係数は、図５に点線特
性に示すようになり、ドライビング側では可変整流板１
１が若干の流動抵抗となりわずかな係数低下で抑えられ
るが、コースティング側では可変整流板１１による流量
抑制で大幅な係数低下となる。

【００３８】（ロ）変速作用 多段変速機に比べ変速に時間のかかるＶベルト式無段変
速機での減速時における変速作用を説明する。

【００３９】図６は通常のＶベルト式無段変速機におけ
る変速マップで、このマップは、スロットル開度TVO を
パラメータとする車速Ｖとタービン回転数NTの特性とし
てあらわされ、例えば、タービン回転数NTを一定とする
と車速Ｖが高車速であるほど高変速比Hi側とされ、車速
Ｖを一定とするとタービン回転数NTが大きいほど低変速
比Lo側とされ、さらに、スロットル開度TVO が大きいほ
ど変速幅が拡大する特性に設定してある。

【００４０】そして、このＶベルト式無段変速機を搭載
した車両での減速時にダウンシフトすると、図７の点線
特性に示すように、コースティング時の入力トルク容量
が小さいことでダウンシフト開始域でのタービンランナ
の回転の上昇がみられる。つまり、減速開始から少し遅
れてタービン回転数NTが上昇し、その後、入力トルク容
量にみあったタービン回転数NTを保ちながら高変速比Hi
から低変速比Loに移行することになり、ダウンシフト幅
Ｗ２（＜Ｗ１）が小さく、エンジンブレーキが効き過ぎ
が防止される。

【００４１】また、急ブレーキにより減速し、その直
後、再加速するような場合、ダウンシフトタイミングを
遅らせる場合とは異なり、変速比が低変速比Loに移行す
ることで、アクセルペダルの踏み込み操作に応答する加
速性が確保される。

【００４２】以上説明してきたように実施例のトルクコ
ンバータにあっては、下記に列挙する効果を発揮する。

【００４３】（１）循環流路中にドライビング時に開き
コースティング時に閉じる可変整流板１１を設けた為、
ドライビング時の十分な入力トルク容量の確保とコース
テイング時の入力トルク容量の低減とを両立させたトル
クコンバータ１２を提供することができる。

【００４４】（２）可変整流板１１を設けたトルクコン
バータ１２をＶベルト式無段変速機を搭載した車両に適
用した為、ドライビング側でのコンバータ性能を確保し
ながらアクセル足離し操作を伴なう減速時にエンジンブ
レーキの効き過ぎを防止することができると共に、急ブ
レーキにより減速し、その直後、再加速するような場
合、加速性を確保することができる。

【００４５】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。

【００４６】例えば、実施例では、可変整流板１１をト
ルクコンバータ１２のタービンランナ１２ｂに適用した
例を示したが、図８に示すように、ポンプインペラ１２
ａに適用しても良いし、さらには、ステータ１２ｃに適
用しても良い。

【００４７】実施例では、Ｖベルト式無段変速機を搭載
した車両に本発明のトルクコンバータを適用した例を示
したが、通常の有段変速機を搭載した車両にも適用する
ことができ、この場合には、アクセル足離し操作を伴な
う減速時にエンジンブレーキの効きが抑えられるので燃
費の向上が図れる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、循環流路中にドライビング時に開きコースティング
時に閉じる可変整流板を設けた為、ドライビング時の十
分な入力トルク容量の確保とコーステイング時の入力ト
ルク容量の低減とを両立させたトルクコンバータを提供
することができるという効果が得られる。

【００４９】特に、変速機としてＶベルト式無段変速機
を搭載した車両への適用において有用な技術である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のトルクコンバータを示す断面図
である。

【図２】実施例のトルクコンバータのタービンランナを
内側からみた斜視図である。

【図３】実施例のトルクコンバータが適用された車両用
変速機を示すスケルトン図である。

【図４】図４（ａ）はドライビング時の可変整流板の作
用説明図であり、図４（ｂ）はコースティング時の可変
整流板の作用説明図である。

【図５】実施例と従来のトルクコンバータでの入力トル
ク容量係数特性図である。

【図６】Ｖベルト式無段変速機での変速マップを示す図
である。

【図７】実施例と従来のトルクコンバータでのダウンシ
フト特性図である。

【図８】可変整流板をポンプインペラに適用した本発明
実施例のトルクコンバータを示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 可変整流板 １２ トルクコンバータ １２ａ ポンプインペラ １２ｂ タービンランナ １２ｃ ステータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプインペラ，タービンランナ及びス
   テータを有するトルクコンバータにおいて、 前記ポンプインペラ，タービンランナ及びステータの少
   なくともいずれかの流路に、ポンプインペラからトルク
   入力があるドライビング時の循環流により流路を開き、
   タービンランナからトルク入力があるコースティング時
   の循環流により流路を閉じる可変整流板を設けたことを
   特徴とするトルクコンバータ。