JPH0774668B2 - 流体トルクコンバータ - Google Patents
流体トルクコンバータInfo
- Publication number
- JPH0774668B2 JPH0774668B2 JP61303532A JP30353286A JPH0774668B2 JP H0774668 B2 JPH0774668 B2 JP H0774668B2 JP 61303532 A JP61303532 A JP 61303532A JP 30353286 A JP30353286 A JP 30353286A JP H0774668 B2 JPH0774668 B2 JP H0774668B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- torus
- ratio
- torque converter
- pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H45/00—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches
- F16H45/02—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
- F16H2045/0221—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type with damping means
- F16H2045/0226—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type with damping means comprising two or more vibration dampers
Landscapes
- Control Of Fluid Gearings (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、流体トルクコンバータ、特に自動車に搭載さ
れる流体トルクコンバータに係り、詳しくは軸方向寸法
が半径方向寸法より小さい扁平型のトーラスを有する流
体トルクコンバータに関する。
れる流体トルクコンバータに係り、詳しくは軸方向寸法
が半径方向寸法より小さい扁平型のトーラスを有する流
体トルクコンバータに関する。
（ロ） 従来の技術 近時、車輌のＦ・Ｆ（フロントエンジン・フロントドラ
イブ）化及びエンジンの大容量化、更にロックアップク
ラッチの採用等に伴って、流体トルクコンバータの設置
スペースが制約される傾向にあり、これに対応すべく、
軸方向寸法を半径方向寸法に比して短かく構成した扁平
形のトーラスを有する流体トルクコンバータが案出され
ている（特公昭57−37791号公報、特開昭52−79174号公
報参照）。
イブ）化及びエンジンの大容量化、更にロックアップク
ラッチの採用等に伴って、流体トルクコンバータの設置
スペースが制約される傾向にあり、これに対応すべく、
軸方向寸法を半径方向寸法に比して短かく構成した扁平
形のトーラスを有する流体トルクコンバータが案出され
ている（特公昭57−37791号公報、特開昭52−79174号公
報参照）。
従来、該扁平型流体トルクコンバータ１は、第２図に示
すように、エンジン側ドライブプレート２に連結されて
いるポンプ３、自動変速機入力軸５に連結されているタ
ービン６、及び固定部材にワンウェイクラッチ７を介し
て支持されているステータ９を備えており、これらポン
プ３、タービン６及びステータ９にて、軸方向寸法Ｌが
半径方向寸法Ｈより短かい扁平状のトーラス10′を構成
している。一例として、特公昭57−37791号公報に示さ
れるように、扁平比（L/H）が0.64〜0.87、トーラスの
内周径Diと外周径Doとの比（Di/Do）が0.40〜0.33、ポ
ンプ出口のドーナツ型流路部の面積ｓとトーラス10の最
外周径が描く円面積Ｓとの比（s/S）が0.18〜0.23に設
定されており、更にトーラスの内外郭線に内接する円の
直径ｄと回転軸線より該円の中心までの半径Ｒとの積Ｒ
・ｄが少なくともタービンに関してその入口の値に対す
る比で実質的に0.95〜0.65の範囲にある最小値を有する
ように設定されている。そして、該トーラス10′はポン
プ及びタービンの子午面断面の外・内郭線により構成さ
れる外郭（シェル）10′ａ及び内郭（コア）10′ｂを有
していると共に、子午面断面においてポンプ側及びター
ビン側が略々同形状からなる左右対称形状にて形成され
ており、更にこれら外郭10′ａ及び内郭10′ｂはそれぞ
れ複数の円弧の組合せにて構成されている。即ち、外郭
10′ａは３個の円弧Ａ′,B′,C′にて構成され、その互
いの半径の比は、 （Ｂ′/C′）＝3.341,（Ｂ′/A′）＝3.864,（Ｃ′/
A′）＝1.156からなる。また、内郭10′ｂは２個の円弧
Ｄ′,E′にて構成され、その半径の比は、（Ｅ′/D′）
＝3.071からなる。
すように、エンジン側ドライブプレート２に連結されて
いるポンプ３、自動変速機入力軸５に連結されているタ
ービン６、及び固定部材にワンウェイクラッチ７を介し
て支持されているステータ９を備えており、これらポン
プ３、タービン６及びステータ９にて、軸方向寸法Ｌが
半径方向寸法Ｈより短かい扁平状のトーラス10′を構成
している。一例として、特公昭57−37791号公報に示さ
れるように、扁平比（L/H）が0.64〜0.87、トーラスの
内周径Diと外周径Doとの比（Di/Do）が0.40〜0.33、ポ
ンプ出口のドーナツ型流路部の面積ｓとトーラス10の最
外周径が描く円面積Ｓとの比（s/S）が0.18〜0.23に設
定されており、更にトーラスの内外郭線に内接する円の
直径ｄと回転軸線より該円の中心までの半径Ｒとの積Ｒ
・ｄが少なくともタービンに関してその入口の値に対す
る比で実質的に0.95〜0.65の範囲にある最小値を有する
ように設定されている。そして、該トーラス10′はポン
プ及びタービンの子午面断面の外・内郭線により構成さ
れる外郭（シェル）10′ａ及び内郭（コア）10′ｂを有
していると共に、子午面断面においてポンプ側及びター
ビン側が略々同形状からなる左右対称形状にて形成され
ており、更にこれら外郭10′ａ及び内郭10′ｂはそれぞ
れ複数の円弧の組合せにて構成されている。即ち、外郭
10′ａは３個の円弧Ａ′,B′,C′にて構成され、その互
いの半径の比は、 （Ｂ′/C′）＝3.341,（Ｂ′/A′）＝3.864,（Ｃ′/
A′）＝1.156からなる。また、内郭10′ｂは２個の円弧
Ｄ′,E′にて構成され、その半径の比は、（Ｅ′/D′）
＝3.071からなる。
（ハ） 発明が解決しようとする問題点 ところで、近時、エンジンの高馬力化等に伴う自動車の
高性能化により、加速性能、就中発進時の加速性能（以
下出足性能という）の向上が望まれており、このため
（最大）ストール時における高いトルク比を有するトル
クコンバータが要求されている。
高性能化により、加速性能、就中発進時の加速性能（以
下出足性能という）の向上が望まれており、このため
（最大）ストール時における高いトルク比を有するトル
クコンバータが要求されている。
一般に、トルクコンバータの設計に際しては、搭載エン
ジンとのマッチング等により容量係数が定められ、更に
該容量係数からトルクコンバータの径方向寸法、ポンプ
のブレード形状及びタービンのブレード形状が定めら
れ、そして車輌搭載上の制限からトルクコンバータの寸
法、特に軸方向寸法が定められ、該軸方向寸法と容量係
数から扁平比L/Hが定められる。
ジンとのマッチング等により容量係数が定められ、更に
該容量係数からトルクコンバータの径方向寸法、ポンプ
のブレード形状及びタービンのブレード形状が定めら
れ、そして車輌搭載上の制限からトルクコンバータの寸
法、特に軸方向寸法が定められ、該軸方向寸法と容量係
数から扁平比L/Hが定められる。
そこで、一般に、ストールトルク比を高く設定するに
は、ステータのブレード形状を変更、具体的にはその入
口角度と出口角度との差を大きくすることにより行われ
る。
は、ステータのブレード形状を変更、具体的にはその入
口角度と出口角度との差を大きくすることにより行われ
る。
一方、第３図に示すように、トルクコンバータは、ター
ビンブレード6aからの流れが、ステータブレード9cに無
衝突となる方向Ｏを基準速度比（e0）とし、該基準速度
比より低速域にある場合、タービンブレード6aからの流
れはステータブレード9cの前面に衝突し（矢印Ｇ）、所
定トルク変更がなされるが（コンバータ範囲）、高速域
となってタービンブレード6aからの流れがステータブレ
ード9cのブレード出口方向と平行になった場合（矢印
Ｍ）、ステータは流れの方向を変えず従ってトルクを受
けず（クラッチ点）、更にタービンブレード6aからの流
れが該クラッチ点方向Ｍを越えると（矢印Ｈ）、該流れ
はステータブレード9cの裏面に当り、ステータをワンウ
ェイクラッチ７にて遊転する（カップリング範囲）。
ビンブレード6aからの流れが、ステータブレード9cに無
衝突となる方向Ｏを基準速度比（e0）とし、該基準速度
比より低速域にある場合、タービンブレード6aからの流
れはステータブレード9cの前面に衝突し（矢印Ｇ）、所
定トルク変更がなされるが（コンバータ範囲）、高速域
となってタービンブレード6aからの流れがステータブレ
ード9cのブレード出口方向と平行になった場合（矢印
Ｍ）、ステータは流れの方向を変えず従ってトルクを受
けず（クラッチ点）、更にタービンブレード6aからの流
れが該クラッチ点方向Ｍを越えると（矢印Ｈ）、該流れ
はステータブレード9cの裏面に当り、ステータをワンウ
ェイクラッチ７にて遊転する（カップリング範囲）。
ところで、ストールトルク比を高く設定すべく、ステー
タブレード9cを鎖線で示すものから実線で示すように角
度を大きくすると、基準速度比（e0）に対応するタービ
ンブレード6aからの無衝突方向の流れが、O1からO2にな
る。このことは、コンバータ範囲を低速側に移動するこ
とになって、効率特に最高効率ηmaxを低下することに
なり、上述従来の扁平トルクコンバータ１では、該効率
面での制約からストールトルク比を高く設定することが
できず、比較的低く押えられている。
タブレード9cを鎖線で示すものから実線で示すように角
度を大きくすると、基準速度比（e0）に対応するタービ
ンブレード6aからの無衝突方向の流れが、O1からO2にな
る。このことは、コンバータ範囲を低速側に移動するこ
とになって、効率特に最高効率ηmaxを低下することに
なり、上述従来の扁平トルクコンバータ１では、該効率
面での制約からストールトルク比を高く設定することが
できず、比較的低く押えられている。
そこで、本発明の目的は、トーラス内における流体の不
連続的乱れを抑制しつつ、搭載上の制約等により所定扁
平比L/H（0.9以下）におさまるものでありながら、効率
を低下することなくストールトルク比を高く設定し得る
流体トルクコンバータを提供することにある。
連続的乱れを抑制しつつ、搭載上の制約等により所定扁
平比L/H（0.9以下）におさまるものでありながら、効率
を低下することなくストールトルク比を高く設定し得る
流体トルクコンバータを提供することにある。
（ニ） 問題を解決するための手段 ところで、前記流体トルクコンバータ１は、ポンプ３か
らタービン６そしてステータ９を介して再びポンプ３に
流体が循環されるが、上述のように外郭10′ａ及び内郭
10′ｂを構成する円弧Ａ′,B′,C′,D′,E′の内の隣接
する円弧Ａ′とＢ′,B′とＣ′,D′とＥ′との曲率の差
が大きいため、これら各円弧の曲率の差に影響されて、
第５図に鎖線で示すように、トーラス10′の平均流線F1
が急激に変化している。更に、本発明者が解析したとこ
ろ、圧力分布曲線が入口近傍（1,2,3）及び出口近傍（1
6,17,18）にて凹凸に変曲して不安定になっており、ま
た中央部分（４〜９）にて突出していることが解った。
これにより、ポンプ３及びタービン６の入口及び出口部
分にて、曲率半径方向の流体の方向バランスがくずれ、
流体の流れが外郭側又は内郭側に乱れて滑らかな流れを
阻害されているものと推測され、更にこれに起因して、
ポンプ３及びタービン６の出口部分の流速が低下してい
ると推測される。
らタービン６そしてステータ９を介して再びポンプ３に
流体が循環されるが、上述のように外郭10′ａ及び内郭
10′ｂを構成する円弧Ａ′,B′,C′,D′,E′の内の隣接
する円弧Ａ′とＢ′,B′とＣ′,D′とＥ′との曲率の差
が大きいため、これら各円弧の曲率の差に影響されて、
第５図に鎖線で示すように、トーラス10′の平均流線F1
が急激に変化している。更に、本発明者が解析したとこ
ろ、圧力分布曲線が入口近傍（1,2,3）及び出口近傍（1
6,17,18）にて凹凸に変曲して不安定になっており、ま
た中央部分（４〜９）にて突出していることが解った。
これにより、ポンプ３及びタービン６の入口及び出口部
分にて、曲率半径方向の流体の方向バランスがくずれ、
流体の流れが外郭側又は内郭側に乱れて滑らかな流れを
阻害されているものと推測され、更にこれに起因して、
ポンプ３及びタービン６の出口部分の流速が低下してい
ると推測される。
また、第４図に示すように、タービン６の流体の絶対流
れf1,f2は、ブレード6aに沿った相対流れa1,a2と軸回り
のタービンブレード6aの回転に基づく流れｒとが合成さ
れたものであるが、上述したように相対流れの流速a1が
遅いと、回転流れの流速ｒが比較的低速状態にある内
に、絶対流れf1は前述した無衝突方向Ｏに向くものと解
析される。
れf1,f2は、ブレード6aに沿った相対流れa1,a2と軸回り
のタービンブレード6aの回転に基づく流れｒとが合成さ
れたものであるが、上述したように相対流れの流速a1が
遅いと、回転流れの流速ｒが比較的低速状態にある内
に、絶対流れf1は前述した無衝突方向Ｏに向くものと解
析される。
本発明は、上述解析に鑑みなされたものであって、ター
ビン出口部分の流速を高めることにより、ストールトル
ク比を高く設定すると共に、基準速度比に至る絶対流速
の向き（無衝突方向）を速度比が高くなるまで遅らせて
効率の低下を防止することを基本技術思想とするもので
ある。
ビン出口部分の流速を高めることにより、ストールトル
ク比を高く設定すると共に、基準速度比に至る絶対流速
の向き（無衝突方向）を速度比が高くなるまで遅らせて
効率の低下を防止することを基本技術思想とするもので
ある。
そして、軸方向寸法Ｌと半径方向寸法Ｈの比（L/H）が
実質的に0.9以下であるトーラスを有する流体トルクコ
ンバータであって、トーラスの子午面断面における外及
び内郭線を複数個の円弧の組合せにて形成し、更に上記
外郭線を構成する各円弧の半径の互いの比が1.21以上で
かつ２以下からなり、かつ前記内郭線を構成する各円弧
の半径の互いの比が２以下からなることを特徴とするも
のである。
実質的に0.9以下であるトーラスを有する流体トルクコ
ンバータであって、トーラスの子午面断面における外及
び内郭線を複数個の円弧の組合せにて形成し、更に上記
外郭線を構成する各円弧の半径の互いの比が1.21以上で
かつ２以下からなり、かつ前記内郭線を構成する各円弧
の半径の互いの比が２以下からなることを特徴とするも
のである。
（ホ） 作用 以上構成に基づき、流体はトーラス内を循環するが、こ
の際、タービン外郭線及び内郭線に近い流体は変曲率の
小さな円弧に沿って滑らかに流れ、かつ隣接しない円弧
の半径比も小さく、タービン全体で流線が偏ることなく
安定して流れる。これにより、タービンブレードに沿う
相対流速は速くなり（a2＞a1）、同一回転速度（ｒ＝
ｒ）であっても、ステータに向かう絶対流速f2の方向は
無衝突方向Ｏより前にあり、従って基準速度比が高くな
る。
の際、タービン外郭線及び内郭線に近い流体は変曲率の
小さな円弧に沿って滑らかに流れ、かつ隣接しない円弧
の半径比も小さく、タービン全体で流線が偏ることなく
安定して流れる。これにより、タービンブレードに沿う
相対流速は速くなり（a2＞a1）、同一回転速度（ｒ＝
ｒ）であっても、ステータに向かう絶対流速f2の方向は
無衝突方向Ｏより前にあり、従って基準速度比が高くな
る。
（ヘ） 実施例 以下、図面に沿って本発明による実施例について説明す
る。
る。
流体トルクコンバータ11は、第１図に示すように、ポン
プ３、タービン６及びステータ９を有しており、これら
によりトーラス10を構成している。更に、ポンプ３はト
ーラス10の外郭10aを構成する部分がケース12にて一体
に構成されており、かつ内郭10bとの間に固定されてい
る多数のブレード3aを有する。また、タービン６はター
ビン外郭線を構成するトーラス外郭10a及びタービン内
郭線を構成する内郭10b、及びその間に固定されている
多数のブレード6aからなる。また、ステータ９はボス部
9a、リング状プレート9b及びその間に固定されている多
数のブレード9cからなる。そして、前記ケース12と一体
に構成されているフロントカバー12aにはエンジンクラ
ンクシャフト15に連結されているドライブプレート２が
ボルト16により固定されており、また該カバー12a内に
はロックアップクラッチ17が配設されている。該ロック
アップクラッチ17はフロントカバー12a内側面と接離す
るクラッチプレート17a及び該プレート接合に伴うショ
ックを吸収するダンパ部材17bからなる。そして、該ロ
ックアップクラッチ17は、前記タービン６の外郭10aを
構成する部分と一体にタービンボス19に固定されてお
り、更に該ボス19はプラネタリギヤからなる自動変速機
の入力軸となるシャフト５にスプライン結合されてい
る。また、該シャフト５に被嵌しかつハウジング20に固
定されている固定スリーブ21にはワンウェイクラッチ７
を介して前記ステータボス部9aが支持されており、更に
上記固定スリーブ21に被嵌してポンプスリーブ22が回動
自在に支持されている。また、該ポンプスリーブ22はそ
の一端が前記ポンプ３の外郭を構成するケース12に固定
されていると共に、その他端がオイルポンプ25の駆動ギ
ヤ25aに連結されている。
プ３、タービン６及びステータ９を有しており、これら
によりトーラス10を構成している。更に、ポンプ３はト
ーラス10の外郭10aを構成する部分がケース12にて一体
に構成されており、かつ内郭10bとの間に固定されてい
る多数のブレード3aを有する。また、タービン６はター
ビン外郭線を構成するトーラス外郭10a及びタービン内
郭線を構成する内郭10b、及びその間に固定されている
多数のブレード6aからなる。また、ステータ９はボス部
9a、リング状プレート9b及びその間に固定されている多
数のブレード9cからなる。そして、前記ケース12と一体
に構成されているフロントカバー12aにはエンジンクラ
ンクシャフト15に連結されているドライブプレート２が
ボルト16により固定されており、また該カバー12a内に
はロックアップクラッチ17が配設されている。該ロック
アップクラッチ17はフロントカバー12a内側面と接離す
るクラッチプレート17a及び該プレート接合に伴うショ
ックを吸収するダンパ部材17bからなる。そして、該ロ
ックアップクラッチ17は、前記タービン６の外郭10aを
構成する部分と一体にタービンボス19に固定されてお
り、更に該ボス19はプラネタリギヤからなる自動変速機
の入力軸となるシャフト５にスプライン結合されてい
る。また、該シャフト５に被嵌しかつハウジング20に固
定されている固定スリーブ21にはワンウェイクラッチ７
を介して前記ステータボス部9aが支持されており、更に
上記固定スリーブ21に被嵌してポンプスリーブ22が回動
自在に支持されている。また、該ポンプスリーブ22はそ
の一端が前記ポンプ３の外郭を構成するケース12に固定
されていると共に、その他端がオイルポンプ25の駆動ギ
ヤ25aに連結されている。
そして、前記トーラス10はポンプ側及びタービン側が略
々同形状からなり、従って中心線にて略々線対称に構成
されている。なお、以降トーラス10の形状をタービン側
の郭形状についてのみ述べるが、ポンプ側についても同
様である。また、トーラス10はその軸方向寸法Ｌがその
半径方向寸法Ｈに比して短かく構成されて、扁平状にな
っている。詳しくは、トーラス10の外径Ｄに対して、軸
方向寸法Ｌは約0.25D、半径方向寸法Ｈは約0.29Dとな
り、従って扁平比（L/H）が約0.87となる。また、ポン
プ出口のドーナツ型流路部の面積ｓのトーラス10の最外
周径が描く円面積Ｓとの比s/Sが0.23になり、かつトー
ラスの内周径Diと外周径Ｄとの比Di/Dが0.42になる。
々同形状からなり、従って中心線にて略々線対称に構成
されている。なお、以降トーラス10の形状をタービン側
の郭形状についてのみ述べるが、ポンプ側についても同
様である。また、トーラス10はその軸方向寸法Ｌがその
半径方向寸法Ｈに比して短かく構成されて、扁平状にな
っている。詳しくは、トーラス10の外径Ｄに対して、軸
方向寸法Ｌは約0.25D、半径方向寸法Ｈは約0.29Dとな
り、従って扁平比（L/H）が約0.87となる。また、ポン
プ出口のドーナツ型流路部の面積ｓのトーラス10の最外
周径が描く円面積Ｓとの比s/Sが0.23になり、かつトー
ラスの内周径Diと外周径Ｄとの比Di/Dが0.42になる。
更に、タービンの外郭線、即ちトーラス10の外郭10aは
３個の円弧A,B,Cからなり、その半径の互いの比（B/
C），（B/A），（C/A）はすべて２以下からなる。詳し
くは、円弧Ａの半径は約0.114D、円弧Ｂの半径は約0.19
7D、円弧Ｃの半径は0.138Dとなる（D;トーラス外径）。
従って、各円弧の半径の比は、（B/C）＝1.43,（B/A）
＝1.7,（C/A）＝1.21となる。また、トーラスの内郭10b
は２個の円弧E,Fからなり、その半径の比（E/F）も２以
下からなる。詳しくは、円弧Ｆの半径は約0.048D、円弧
Ｅの半径は約0.087Dからなる（D;トーラス外径）。従っ
て該円弧の半径の比（E/F）＝1.8となる。
３個の円弧A,B,Cからなり、その半径の互いの比（B/
C），（B/A），（C/A）はすべて２以下からなる。詳し
くは、円弧Ａの半径は約0.114D、円弧Ｂの半径は約0.19
7D、円弧Ｃの半径は0.138Dとなる（D;トーラス外径）。
従って、各円弧の半径の比は、（B/C）＝1.43,（B/A）
＝1.7,（C/A）＝1.21となる。また、トーラスの内郭10b
は２個の円弧E,Fからなり、その半径の比（E/F）も２以
下からなる。詳しくは、円弧Ｆの半径は約0.048D、円弧
Ｅの半径は約0.087Dからなる（D;トーラス外径）。従っ
て該円弧の半径の比（E/F）＝1.8となる。
本実施例は以上のような構成からなるので、エンジンの
クランクシャフト15にドライブプレート２及びケース12
を介して直結されているポンプ３が回転すると、トーラ
ス10内の流体は遠心力によりタービン６に向けて流れ、
更に該タービン６からステータ９を通って再びポンプ３
に循環される。この際、タービン６とポンプ３の回転速
度差が大きい状態では、ステータ９のブレード9cが流体
の流れをポンプ３の回転を助ける方向に変換してトルク
増加が得られる（コンバータ範囲）。また、該トルク増
加に基づくトルク比は、ポンプ３とタービン６との回転
差が大きい程大きく、ストール時即ち車輌が停止してタ
ービン６の回転が０のとき最大となり、その差が小さく
なるに従ってトルク比は減じ、効率は増加する。更に、
タービン６からの流体の流れが速くなって基準速度比
（e0）を越え、ステータ９の前面に当っていた流体が裏
面に当たるようになると、ステータ９はワンウェイクラ
ッチ７により遊転して（クラッチ点）、以降は流体継手
として作用する（カップリング範囲）。更にその後、車
速及びエンジンスロットルが所定状態になると、ロック
アップクラッチ17がフロントカバー12aに接合し、それ
以降は流体を介することなく、機械的にエンジン側２と
自動変速機入力軸５とが連結される。
クランクシャフト15にドライブプレート２及びケース12
を介して直結されているポンプ３が回転すると、トーラ
ス10内の流体は遠心力によりタービン６に向けて流れ、
更に該タービン６からステータ９を通って再びポンプ３
に循環される。この際、タービン６とポンプ３の回転速
度差が大きい状態では、ステータ９のブレード9cが流体
の流れをポンプ３の回転を助ける方向に変換してトルク
増加が得られる（コンバータ範囲）。また、該トルク増
加に基づくトルク比は、ポンプ３とタービン６との回転
差が大きい程大きく、ストール時即ち車輌が停止してタ
ービン６の回転が０のとき最大となり、その差が小さく
なるに従ってトルク比は減じ、効率は増加する。更に、
タービン６からの流体の流れが速くなって基準速度比
（e0）を越え、ステータ９の前面に当っていた流体が裏
面に当たるようになると、ステータ９はワンウェイクラ
ッチ７により遊転して（クラッチ点）、以降は流体継手
として作用する（カップリング範囲）。更にその後、車
速及びエンジンスロットルが所定状態になると、ロック
アップクラッチ17がフロントカバー12aに接合し、それ
以降は流体を介することなく、機械的にエンジン側２と
自動変速機入力軸５とが連結される。
そして、上述トーラス10内の流体の循環において、トー
ラス10の外郭10aは、それを構成する円弧A,B,Cの内の隣
接する円弧ＡとB,BとＣの曲率の差が小さく、かつ隣接
しない円弧ＡとＣとの曲率の差も小さく、全体として該
外郭10aに沿う流体は安定して流れ、同様にトーラス10
の内郭10bも、それを構成する円弧E,Fの曲率の差が小さ
く、該内郭10bに沿う流体も安定して流れる。これによ
り、トーラス10全体として、第５図に実線で示すよう
に、その平均流線F2は変曲部分の小さな滑らかな曲線と
なり、曲率半径方向に流体の圧力バンランスがくずれる
ことがなく、流れが曲率半径方向に偏らずに安定して流
れ、該偏りによる損失が減少する。
ラス10の外郭10aは、それを構成する円弧A,B,Cの内の隣
接する円弧ＡとB,BとＣの曲率の差が小さく、かつ隣接
しない円弧ＡとＣとの曲率の差も小さく、全体として該
外郭10aに沿う流体は安定して流れ、同様にトーラス10
の内郭10bも、それを構成する円弧E,Fの曲率の差が小さ
く、該内郭10bに沿う流体も安定して流れる。これによ
り、トーラス10全体として、第５図に実線で示すよう
に、その平均流線F2は変曲部分の小さな滑らかな曲線と
なり、曲率半径方向に流体の圧力バンランスがくずれる
ことがなく、流れが曲率半径方向に偏らずに安定して流
れ、該偏りによる損失が減少する。
このことは、圧力分布曲線が、タービンの入口部分（1,
2,3）及び出口部分（16,17,18）で滑らかになってお
り、かつ中央部分（４〜９）の突出量も少なくなってい
るから、タービン６内の流れが安定して流れていること
が解かる。
2,3）及び出口部分（16,17,18）で滑らかになってお
り、かつ中央部分（４〜９）の突出量も少なくなってい
るから、タービン６内の流れが安定して流れていること
が解かる。
そして、該流れの安定に基づき、第４図に示すように、
タービンブレード6aに沿う相対流れの流速が増加し（a2
＞a1）、ステータブレード9cの角度変化を大きくして
（第３図参照）無衝突方向Ｏに至る絶対流れの方向が変
化しても（O1→O2）、該無衝突方向Ｏに至る回転成分流
速ｒが大きくなり、基準速度比を速度比の大きい方に遅
らせる。
タービンブレード6aに沿う相対流れの流速が増加し（a2
＞a1）、ステータブレード9cの角度変化を大きくして
（第３図参照）無衝突方向Ｏに至る絶対流れの方向が変
化しても（O1→O2）、該無衝突方向Ｏに至る回転成分流
速ｒが大きくなり、基準速度比を速度比の大きい方に遅
らせる。
なお、扁平比（L/H）が0.82〜0.9の範囲内において、上
述タービン外郭線が形成する各円弧の半径の互いの比
（B/C），（B/A），（C/A）が1.21以上でかつ２以下で
あると共に、その内郭線が形成する各円弧の半径の互い
の比（E/F）が２以下であると、上述安定した流れが保
持されて、上述したようにタービンブレード6aに沿う相
対流れの流速ａが基準速度比を変更するに充分な速さと
なるが、２以上であると、変曲部分（円弧接続部分）の
圧力分布が乱れ、基準速度比を変更する程の減速変化が
得られない。
述タービン外郭線が形成する各円弧の半径の互いの比
（B/C），（B/A），（C/A）が1.21以上でかつ２以下で
あると共に、その内郭線が形成する各円弧の半径の互い
の比（E/F）が２以下であると、上述安定した流れが保
持されて、上述したようにタービンブレード6aに沿う相
対流れの流速ａが基準速度比を変更するに充分な速さと
なるが、２以上であると、変曲部分（円弧接続部分）の
圧力分布が乱れ、基準速度比を変更する程の減速変化が
得られない。
ついで、以上のことを証明すべく、同一外径における従
来の流体トルクコンバータ１（第２図参照）と本発明に
係る流体トルクコンバータ11（第１図参照）の性能を比
較した実験結果を、第６図に沿って説明する。
来の流体トルクコンバータ１（第２図参照）と本発明に
係る流体トルクコンバータ11（第１図参照）の性能を比
較した実験結果を、第６図に沿って説明する。
第６図は、速度比ｅ｛ｅ＝タービン回転数N2とポンプ回
転数N1の比（N2/N1）｝に対する、トルク比ｔ及び効率
η（η＝ｔ・ｅ）の関係を、略々同一の容量係数からな
従来のトルクコンバータ（鎖線）と本発明に係るもの
（実線）を比較した図である。本図により、容量係数が
略々同じものでありながら、ストール時即ち速度比０に
おけるトルク比ｔが従来のものに比し本発明に係るもの
が大きく、かつコンバータ域全部に亘って効率η特に最
高効率ηmaxが従来のものに比し本発明に係るものが高
く、かつクラッチ点Ｍの速度比従って基準速度比も、従
来のものに比して本発明に係るものが高いことが解か
る。
転数N1の比（N2/N1）｝に対する、トルク比ｔ及び効率
η（η＝ｔ・ｅ）の関係を、略々同一の容量係数からな
従来のトルクコンバータ（鎖線）と本発明に係るもの
（実線）を比較した図である。本図により、容量係数が
略々同じものでありながら、ストール時即ち速度比０に
おけるトルク比ｔが従来のものに比し本発明に係るもの
が大きく、かつコンバータ域全部に亘って効率η特に最
高効率ηmaxが従来のものに比し本発明に係るものが高
く、かつクラッチ点Ｍの速度比従って基準速度比も、従
来のものに比して本発明に係るものが高いことが解か
る。
なお、上述実施例は、トーラス10の形状を、外郭10aが
３個の円弧からまた内郭10bが２個の円弧から構成した
が、これに限らず、外郭を４個、内郭を３個等の更に多
くの（又は少ない）円弧にて形成してもよく、また、ト
ーラスは厳密な意味での円弧だけにて構成するものに限
定するものではなく、円弧の接続部分に、だ円、サイク
ロイド又は渦巻等の他の曲線を介在するものも含む。
３個の円弧からまた内郭10bが２個の円弧から構成した
が、これに限らず、外郭を４個、内郭を３個等の更に多
くの（又は少ない）円弧にて形成してもよく、また、ト
ーラスは厳密な意味での円弧だけにて構成するものに限
定するものではなく、円弧の接続部分に、だ円、サイク
ロイド又は渦巻等の他の曲線を介在するものも含む。
（ト） 発明の効果 以上説明したように、本発明によると、トーラスの軸方
向寸法Ｌと半径方向寸法の比（L/H）が実施的に0.9以下
である扁平流体トルクコンバータでありながら、トーラ
ス10の子午面断面におけるポンプ３及びタービンの外郭
線10aを構成する各円弧A,B,Cの互の比が1.21以上でかつ
２以下からなり、その内郭線10bを構成する各円弧E,Fの
互の比が２以下からなるので、平均流線の曲率変化が小
さくなり、曲率半径方向の流体圧力バランスを保持して
流れが偏ることを防止し、該流れの偏りによる損失を減
少し、全体効率を向上し得る。
向寸法Ｌと半径方向寸法の比（L/H）が実施的に0.9以下
である扁平流体トルクコンバータでありながら、トーラ
ス10の子午面断面におけるポンプ３及びタービンの外郭
線10aを構成する各円弧A,B,Cの互の比が1.21以上でかつ
２以下からなり、その内郭線10bを構成する各円弧E,Fの
互の比が２以下からなるので、平均流線の曲率変化が小
さくなり、曲率半径方向の流体圧力バランスを保持して
流れが偏ることを防止し、該流れの偏りによる損失を減
少し、全体効率を向上し得る。
更に、タービン６特にその入口部分及び出口部分の圧力
の乱れをなくして、タービンブレード6aに沿う相対流れ
を速くし、基準速度比に至るタービン回転数を大きく
し、基準速度比を高くして最高効率を高くすることがで
き、これにより、ステータブレード9cを変更してストー
ルトルク比を高く設定しても、所定効率を維持すること
ができ、自動車の出足性能を向上して、近時の自動車の
高性能化に対応することができる。
の乱れをなくして、タービンブレード6aに沿う相対流れ
を速くし、基準速度比に至るタービン回転数を大きく
し、基準速度比を高くして最高効率を高くすることがで
き、これにより、ステータブレード9cを変更してストー
ルトルク比を高く設定しても、所定効率を維持すること
ができ、自動車の出足性能を向上して、近時の自動車の
高性能化に対応することができる。
第１図は本発明に係る流体トルクコンバータを示す断面
図、第２図は従来の流体トルクコンバータを示す断面図
である。また、第３図にタービンブレードからステータ
ブレードへの流れを示す図、第４図はその相対流れ、タ
ービン回転に基づく流れ及び絶対流れを示す図である。
更に、第５図は従来のトーラスと本発明に係るトーラス
における平均流線を示す図である。そして、第６図は従
来の流体トルクコンバータと本発明に係る流体トルクコ
ンバータとの各性能を比較する図である。 ３……ポンプ、3a……ポンプブレード、６……タービ
ン、6a……タービンブレード、９……ステータ、9c……
ステータブレード、10……トーラス、10a……外郭
（線）、10b……内郭（線）、11……流体トルクコンバ
ータ、17……ロックアップクラッチ、A,B,C,E,F……円
弧（の半径）、Ｈ……半径方向寸法、Ｌ……軸方向寸
法。
図、第２図は従来の流体トルクコンバータを示す断面図
である。また、第３図にタービンブレードからステータ
ブレードへの流れを示す図、第４図はその相対流れ、タ
ービン回転に基づく流れ及び絶対流れを示す図である。
更に、第５図は従来のトーラスと本発明に係るトーラス
における平均流線を示す図である。そして、第６図は従
来の流体トルクコンバータと本発明に係る流体トルクコ
ンバータとの各性能を比較する図である。 ３……ポンプ、3a……ポンプブレード、６……タービ
ン、6a……タービンブレード、９……ステータ、9c……
ステータブレード、10……トーラス、10a……外郭
（線）、10b……内郭（線）、11……流体トルクコンバ
ータ、17……ロックアップクラッチ、A,B,C,E,F……円
弧（の半径）、Ｈ……半径方向寸法、Ｌ……軸方向寸
法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 一雅 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・ワーナー株式会社内 (72)発明者 高橋 徳行 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 久保 政徳 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 倉持 耕治郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−17057（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−131069（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−36900（ＪＰ，Ｂ２) 英国特許1152918（ＧＢ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】ポンプ、タービン及びステータを備え、か
つ軸方向寸法が半径方向寸法より小さい扁平形のトーラ
スからなる流体トルクコンバータにおいて、 前記トーラスの軸方向寸法Ｌと半径方向寸法Ｈの比（L/
H）が実質的に0.9以下であり、 前記トーラスの子午面断面における前記ポンプ及びター
ビンの外郭線及び内郭線を複数個の円弧の組合せにて形
成し、更に上記ポンプ及びタービンの外郭線を構成する
各円弧の半径の互いの比が1.21以上でかつ２以下からな
り、また前記ポンプ及びタービンの内郭線を構成する各
円弧の半径の互いの比が２以下からなる、 ことを特徴とする流体トルクコンバータ。 - 【請求項２】前記トーラスの軸方向寸法Ｌと半径方向寸
法との比（L/H）が実質的に0.82〜0.9の範囲内にある、 特許請求の範囲第１項記載の流体トルクコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61303532A JPH0774668B2 (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 流体トルクコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61303532A JPH0774668B2 (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 流体トルクコンバータ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60297846A Division JPS62159854A (ja) | 1985-12-30 | 1985-12-30 | 流体トルクコンバ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62177354A JPS62177354A (ja) | 1987-08-04 |
| JPH0774668B2 true JPH0774668B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=17922122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61303532A Expired - Lifetime JPH0774668B2 (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 流体トルクコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774668B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002147563A (ja) * | 2000-11-15 | 2002-05-22 | Exedy Corp | トルクコンバータ |
| JP5246345B2 (ja) * | 2009-11-19 | 2013-07-24 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 流体式トルク伝達装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1152918A (en) | 1965-08-06 | 1969-05-21 | Ferodo Sa | Improvements in and relating to Hydraulic Torque Converters |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5115120B2 (ja) * | 1972-08-17 | 1976-05-14 |
-
1986
- 1986-12-18 JP JP61303532A patent/JPH0774668B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1152918A (en) | 1965-08-06 | 1969-05-21 | Ferodo Sa | Improvements in and relating to Hydraulic Torque Converters |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62177354A (ja) | 1987-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2594388B2 (ja) | トルクコンバータ | |
| US6247568B1 (en) | Friction member for disk assembly, especially for torque converter | |
| US20040185940A1 (en) | Damper mechanism and damper disk assembly | |
| US4866935A (en) | Hydraulic torque converter | |
| JP3296630B2 (ja) | トルクコンバータ | |
| US6959544B2 (en) | Torque converter | |
| US8596053B2 (en) | Fluidic torque transfer device | |
| US7401688B2 (en) | Torque converter | |
| US20010011489A1 (en) | Hydraulic torque transmitting device | |
| US5836157A (en) | Torque converter for motor vehicle | |
| US6860102B2 (en) | Stator for a torque converter of a vehicle | |
| US20040118113A1 (en) | Torque converter | |
| JPH0774668B2 (ja) | 流体トルクコンバータ | |
| US6012899A (en) | Stator of a torque converter | |
| US5966934A (en) | Torque converter for motor vehicle | |
| JP2945408B2 (ja) | トルクコンバータ | |
| US6745563B1 (en) | Axially reduced torque converter with axial pull stator | |
| JPH0565950A (ja) | トルクコンバータのインペラ | |
| US20040118112A1 (en) | Torque converter | |
| JP4975482B2 (ja) | 流体継手 | |
| JP2003106398A (ja) | トルクコンバータ | |
| JP4122620B2 (ja) | 流体伝動装置 | |
| JP3298314B2 (ja) | トルクコンバータ | |
| CN115773345A (zh) | 变矩器以及设置在变矩器中的电抗器的制造方法 | |
| JP4866757B2 (ja) | 流体式トルク伝達装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |