JP4487404B2 - Torque converter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に自動変速機等の駆動系列内に用いられるトルクコンバータに関するものであり、特にトルクコンバータの容量係数を変化させるためのステータブレードの形状に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来技術として、自動車技術会 学術講演会前刷集921 1992−5の75頁から78頁には、ステータブレード背面(サクション面)での流体の剥離を抑え、抗力を低減するようにステータブレードの形状を改良することで、トルク比、効率を維持しながらポンプの回転数に対するタービンの回転数の比(以下、速度比と称す)が約0.3〜0.6の中速度比域及び約0.6〜0.9の範囲の高速度比域における容量係数を向上させる技術が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来技術は、ステータブレード背面の剥離を抑えるためのステータブレード形状の設計手法に関するものであり、この設計手法ではステータブレード全体の形状が一義的に決まってしまうため、高速度比域における容量係数をそれ以上向上することは望めない。
【0004】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべく、更に高速度比域における容量係数を向上することが可能なトルクコンバータを提供することを技術的課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1の発明は、ポンプブレードを有するポンプ、タービンブレードを有するタービン及びステータブレードを有するステータを備えるトルクコンバータであって、ステータブレードは、タービンに面しタービンから流れ込む流体の入口である入口部と、ポンプに面しタービンから流れ込んだ流体の出口側である出口部と、入口部と出口部との間でタービン側に面して形成されるプレッシャ面と、入口部と出口部との間でポンプ側に面して形成されるサクション面とを有し、プレッシャ面とサクション面との中間部を入口部から出口部に亘って結ぶキャンバーラインが、出口部側近傍でサクション面側に折れ曲がるように形成されるようにした。
【0006】
請求項1によると、出口部近傍のキャンバーラインがサクション面側に折れ曲がるようにステータブレードを形成したので、高速度比域における出口部付近での流路断面積が拡大されて、トルク比や効率を変化させることなく高速度比域における容量係数のみを向上させることが可能になった。これにより、車両動力性能及び燃費性能が向上する。尚、低速度比域における実流路断面積は、入口部での剥離が大きく、入口部によって決定される為、低速度比域での容量係数等の性能の変化が小さい。
【0007】
ここで、一般的にはキャンバーラインは直線ではなく、滑らかな曲線となるようにステータブレードの形状が設計されており、本発明においてキャンバーラインが折れ曲がるとは、滑らかな曲線に対して角度をもって曲がっている状態のことである。
【0008】
【実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の一形態を説明する。図1は本実施の形態におけるトルクコンバータの主要縦断面図である。
【0009】
構成について説明する。図1は自動車用に自動変速機(図示せず)とともに用いられるトルクコンバータ10であり、複数のポンプブレード11aを備えエンジン(図示せず)の出力軸に連結するポンプ11と、ポンプ11に対向して配置され複数のタービンブレード12aを備え自動変速機の入力軸に連結するタービン12と、ポンプ11とタービン12の間に配設され、ポンプ11側からタービン12側に流れる流体を整流するための複数のステータブレード15を備えるステータ13と、ロックアップクラッチ14等によって構成されている。ポンプ11からタービン12に向って流入する流体は図1の矢印方向に示すようにしてステータ13に流入するようになっている。
【0010】
図2は本実施の形態のステータ13をタービン12側から見た正面図である。ステータ13の内周部はワンウェイクラッチを介してステータシャフトに連結されており、ポンプ11及びタービン12と同じ回転方向にしか回転できないように構成されている。
【0011】
図3は、高速度比において最適なステータブレード15の図2のA−A断面図である。ステータブレード15は、ポンプ11側に面しポンプ11側から流れ込む流体圧のステータブレード15に対する入口である入口部15aと、タービンに面しポンプから流れ込んだ流体の出口である出口部15bと、ポンプ11側からタービン12側への流体圧を受けるプレッシャ面15cと、プレッシャ面15cと反対側の面に形成されるサクション面15dとを有しており、プレッシャ面15cとサクション面15dとの中間部を入口部15aから出口部15bに亘って結ぶ点線で示されるキャンバーライン16が出口部15b側近傍でサクション面15d側に折れ曲がるように形成されている。尚、図3の出口部15b付近で示す点線は、本実施の形態のステータブレード15の特徴を明確化するために、従来より用いられる一般的な形状のステータブレードを示すものである。
【0012】
本実施の形態では、トルクコンバータ10のカバーとステータ13との間にはワンウェイクラッチが配設されており、速度比が低速度比域(0以上0.3未満)から中速度比域(0.3以上0.6未満)の間ではステータブレード15のプレッシャ面15cが流体の圧力を受ける方向に流体を還流するが、速度比が高速度比域(0.6以上)になってからカップリング領域(0.9)より大きくなると、ポンプ11側からタービン12側に還流する流体の方向が変化して、ステータブレード15のサクション面15d側でポンプ11側からタービン12側に還流する流体の圧力を受けるようになる。したがって、速度比が0.9より大きいカップリング領域では容量係数を調整することができず、ワンウェイクラッチによりサクション面15dが流体の圧力を受けてステータ13が回転する。ステータ13が回転することで、速度比が0.9以上の領域ではトルクコンバータ10内を還流する流体はステータブレード15の形状にほとんど影響されることなく、ポンプ11側からタービン12側に向って流体が還流する。速度比が0.9より小さい領域ではステータ13は回転せず、タービン12からポンプ11への流体の流れを規制している。
【0013】
つまり、ワンウェイクラッチによりステータ13は低速度比域と中速度比域では回転せず、トルクコンバータ10がカップリング状態となる高速度比域になると、ステータ13が回転するように構成されている。
【0014】
次に、タービン12とポンプ11との速度比が高速度比域(0.6以上0.9未満)におけるトルクコンバータ10の作動について説明する。
【0015】
高速度比域では、タービン12側からポンプ11側へ還流する流体の方向は図3の矢印方向である。高速度比領域は、車両の追越加速性、通常走行時の静粛性(エンジン回転数の低減)等をねらいとした領域であって、出口部15b近傍のキャンバーラインがサクション面15d側に折れ曲がるようにステータブレード15を形成したことで出口部15b付近における流路断面積が拡大されて、トルク比や効率を変化させることなく高速度比域における容量係数のみが向上される。これにより、追越加速性や静粛性等の車両動力性能及び燃費性能が向上する。
【0016】
図3に示すステータブレード15と従来のステータブレード(キャンバーラインが折れ曲がらないタイプのもの)との容量係数c、トルク比t及び効率nを比較した性能比較線図を図4に示す。図4において、ステータブレード15の性能は実線で、従来のステータブレードは点線で示している。図4からわかるように、トルク比t及び効率nには顕著な違いはないが、速度比が0.6〜0.9の高速度比域における容量係数cは、従来のステータブレードに対して大幅に向上していることがわかる。これは、出口部15b近傍で流体が流れる流路断面積が増大したためである。
【0017】
尚、低速度比域における実流路断面積は入口部15aでの剥離の影響が大きく、入口部15aの形状によって低速度比域における容量係数、トルク比及び効率が決定される。そのため、本発明に示すような出口部15b近傍のステータブレード15の形状変化のみでは低速度比域における容量係数、トルク比及び効率は変化が小さい。
【0018】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定される意図はなく、本発明の主旨に沿った形態のステータブレードであればどのような形態であってもよい。
【0019】
【発明の効果】
本発明によると、出口部近傍のキャンバーラインがサクション面側に折れ曲がるようにステータブレードを形成したことにより、高速度比域における出口部付近の流路断面積が拡大されて、トルク比や効率を変化させることなく高速度比域における容量係数のみを向上させることが可能になった。したがって、車両動力性能及び燃費性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態におけるトルクコンバータの断面図である。
【図2】本実施の形態におけるステータの平面図である。
【図3】高速度比域に最適なステータブレードの図2のA−A断面図である。
【図4】図3のステータブレードの性能比較線図である。
【符号の説明】
10・・・トルクコンバータ
11・・・ポンプ
11a・・・ポンプブレード
12・・・タービン
12a・・・タービンブレード
13・・・ステータ
14・・・ロックアップクラッチ
15・・・ステータブレード
15a・・・入口部
15b・・・出口部
15c・・・プレッシャ面
15d・・・サクション面
16・・・キャンバーライン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a torque converter used in a drive system such as an automatic transmission, and more particularly to a shape of a stator blade for changing a capacity coefficient of the torque converter.
[0002]
[Prior art]
As a conventional technique, pages 75 to 78 of the Automotive Engineering Society Pre-Announcement 921 1992-5 show that the stator blades are designed to suppress the separation of the fluid on the back surface (suction surface) of the stator blade and reduce the drag. By improving the shape, the ratio of the turbine rotation speed to the pump rotation speed (hereinafter referred to as speed ratio) is approximately 0.3 to 0.6 while maintaining the torque ratio and efficiency. A technique for improving the capacity coefficient in the high speed ratio range of 0.6 to 0.9 is disclosed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art relates to a design method of the stator blade shape for suppressing the separation of the back surface of the stator blade. In this design method, the shape of the entire stator blade is uniquely determined. No further improvement in capacity factor can be expected.
[0004]
Therefore, in order to solve the above problems, it is a technical object of the present invention to provide a torque converter capable of further improving the capacity coefficient in a high speed ratio region.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is a torque converter including a pump having pump blades, a turbine having turbine blades, and a stator having stator blades, the stator blades facing the turbine and flowing from the turbine. An inlet portion that is an inlet for fluid, an outlet portion that is an outlet side of fluid that flows from the turbine facing the pump, a pressure surface that is formed facing the turbine side between the inlet portion and the outlet portion, and an inlet port The camber line connecting the intermediate portion between the pressure surface and the suction surface from the inlet portion to the outlet portion is provided on the outlet portion side. It was made to be bent to the suction surface side in the vicinity.
[0006]
According to the first aspect, since the stator blade is formed so that the camber line in the vicinity of the outlet portion bends toward the suction surface, the cross-sectional area of the flow passage in the vicinity of the outlet portion in the high speed ratio region is enlarged, and the torque ratio and efficiency are increased. It is possible to improve only the capacity coefficient in the high speed ratio region without changing. Thereby, vehicle power performance and fuel consumption performance are improved. Note that the actual channel cross-sectional area in the low speed ratio region has a large separation at the inlet and is determined by the inlet, so that the performance change such as the capacity coefficient in the low speed ratio is small.
[0007]
Here, in general, the shape of the stator blade is designed so that the camber line is not a straight line but a smooth curve. In the present invention, the camber line is bent at an angle with respect to the smooth curve. It is a state of being.
[0008]
Embodiment
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a main longitudinal sectional view of the torque converter in the present embodiment.
[0009]
The configuration will be described. FIG. 1 shows a torque converter 10 used for an automobile together with an automatic transmission (not shown). The torque converter 10 includes a plurality of pump blades 11a and is connected to an output shaft of an engine (not shown). The
[0010]
FIG. 2 is a front view of the
[0011]
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 of the
[0012]
In the present embodiment, a one-way clutch is disposed between the cover of the torque converter 10 and the
[0013]
In other words, the
[0014]
Next, the operation of the torque converter 10 when the speed ratio between the
[0015]
In the high speed ratio region, the direction of the fluid returning from the
[0016]
FIG. 4 shows a performance comparison diagram comparing the capacity coefficient c, torque ratio t, and efficiency n between the
[0017]
Note that the actual flow cross-sectional area in the low speed ratio region is greatly affected by separation at the inlet portion 15a, and the capacity coefficient, torque ratio, and efficiency in the low speed ratio region are determined by the shape of the inlet portion 15a. Therefore, the capacity coefficient, the torque ratio, and the efficiency in the low speed ratio region are small in change only by the shape change of the
[0018]
The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not intended to be limited to the above-described embodiment, and any configuration is possible as long as it is a stator blade according to the gist of the present invention. Also good.
[0019]
【The invention's effect】
According to the present invention, the stator blade is formed so that the camber line in the vicinity of the outlet portion bends to the suction surface side, so that the cross-sectional area of the flow passage in the vicinity of the outlet portion in the high speed ratio region is enlarged, and the torque ratio and efficiency are increased. Only the capacity coefficient in the high speed ratio region can be improved without being changed. Therefore, vehicle power performance and fuel consumption performance are improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a torque converter in the present embodiment.
FIG. 2 is a plan view of a stator in the present embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 of a stator blade that is optimal for a high speed ratio region.
4 is a performance comparison diagram of the stator blade of FIG. 3;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Torque converter 11 ... Pump 11a ...
Claims (1)
前記ステータブレードは、前記タービンに面し前記タービンから流れ込む流体の入口である入口部と、前記ポンプに面し前記タービンから流れ込んだ流体の出口側である出口部と、前記入口部と前記出口部との間でタービン側に面して形成されるプレッシャ面と、前記入口部と出口部との間で前記ポンプ側に面して形成されるサクション面とを有し、
前記プレッシャ面と前記サクション面との中間部を前記入口部から前記出口部に亘って結ぶキャンバーラインが前記出口部側近傍で前記サクション面側に折れ曲がるように形成されることを特徴とするトルクコンバータ。A torque converter comprising a pump having pump blades, a turbine having turbine blades and a stator having stator blades,
The stator blade has an inlet portion that faces the turbine and is an inlet of fluid flowing from the turbine, an outlet portion that faces the pump and is an outlet side of the fluid that flows from the turbine, the inlet portion and the outlet portion And a pressure surface formed facing the turbine side, and a suction surface formed facing the pump side between the inlet portion and the outlet portion,
A torque converter characterized in that a camber line connecting an intermediate portion between the pressure surface and the suction surface from the inlet portion to the outlet portion is formed to be bent toward the suction surface side in the vicinity of the outlet portion side. .
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