特許 6010728 トルクコンバータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6010728

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】トルクコンバータ

(51)【国際特許分類】

   F16H 41/26 20060101AFI20161006BHJP

【ＦＩ】

   F16H41/26

【請求項の数】1

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-235402(P2012-235402)

(22)【出願日】2012年10月25日

(65)【公開番号】特開2014-84971(P2014-84971A)

(43)【公開日】2014年5月12日

【審査請求日】2015年9月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115200

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 修之

(72)【発明者】

【氏名】西浦 隆夫

【審査官】 高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１３２８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０７９５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２６６３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４２−０２５３６９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第０３０３７４５９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ３３／２０

Ｆ１６Ｈ ４１／２６

Ｆ１６Ｈ ４１／３０

Ｆ１６Ｈ ６１／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動源側に接続されるポンプインペラと、
変速機側に接続されるタービンと、
ステータとを備えており、
前記タービンが、タービンブレードを複数、周方向に所定間隔毎に設けた構成とされており、
前記複数のタービンブレードの一部又は全部に、表裏を連通するオイル通路が形成されており、
前記オイル通路が、前記タービン側から前記ポンプインペラ側に向けて逆流するオイルを通過させ、前記ポンプインペラ側から前記タービン側に流れるオイルの通過を抑制可能なように開口を形成したものであることを特徴とするトルクコンバータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車等において用いられるトルクコンバータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、下記特許文献１に開示されているようなトルクコンバータが、自動車等において用いられている。特に、下記特許文献１のトルクコンバータにおいては、摩擦抵抗の低減による動力伝達効率の向上や、エンジンスロットルを全開にして平衡に達した時の回転速度を高めること等を目的として、ポンプインペラ、タービン、及びステータをなす羽根の表面に撥油正皮膜からなるコーティングを施している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実公昭５９−１４６６５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上述したような従来技術のトルクコンバータにおいては、車両が坂道でずり下がる等してトルクコンバータのタービンが、車両が前進している場合とは逆方向に回転すると、トルクコンバータの負荷が増大してしまう。また、トルクコンバータに作用する負荷がエンジンの駆動トルクを上回ると、エンジンストールを生じてしまう懸念がある。

【0005】

そこで、本発明は、車両が坂道においてずり下がる等してタービンが逆回転するような状況下においても、トルクコンバータに作用する負荷を最小限に抑制し、エンジンストール等の不具合の発生を抑制可能なトルクコンバータの提供を目的とした。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決すべく提供される本発明のトルクコンバータは、駆動源側に接続されるポンプインペラと、変速機側に接続されるタービンと、ステータとを備えており、前記タービンが、タービンブレードを複数、周方向に所定間隔毎に設けた構成とされており、前記複数のタービンブレードの一部又は全部に、表裏を連通するオイル通路が形成されており、前記オイル通路が、前記タービン側から前記ポンプインペラ側に向けて逆流するオイルを通過させ、前記ポンプインペラ側から前記タービン側に流れるオイルの通過を抑制可能なように開口を形成したものであることを特徴とするものである。

【0007】

本発明のトルクコンバータにおいては、複数のタービンブレードの一部又は全部に、表裏を連通するオイル通路が形成されている。また、このオイル通路をなす開口部が、タービン側からポンプインペラ側に向けて逆流するオイルを通過させることが可能とされている。これにより、変速機側から動力が入力される場合（逆駆動時）には、オイル通路を介してオイルを逃がし、トルクコンバータに作用する負荷を最小限に抑制することができる。

【0008】

また、タービンブレードに形成されたオイル通路用の開口部は、ポンプインペラ側からタービン側に流れるオイルの通過を抑制可能とされている。すなわち、駆動源側から動力が入力される場合（正駆動時）には、オイル通路を介してオイルが抜けてしまわず、駆動に必要なオイル量を確保することができる。これにより、正駆動時におけるトルク伝達容量の低下を防止できる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、車両が坂道においてずり下がる等してタービンが逆回転するような状況下においても、トルクコンバータに作用する負荷を最小限に抑制し、エンジンストール等の不具合の発生を抑制可能なトルクコンバータを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係るトルクコンバータを採用した無段変速機の展開断面図である。

【図2】図１に示す無段変速機のスケルトン図である。

【図3】（ａ）はトルクコンバータに用いられるタービンの一部を示す斜視図、（ｂ）はタービンブレードを示す平面図、（ｃ）はタービンブレードに形成されたオイル通路の構成を示す模式図、（ｄ）は（ｃ）に示すオイル通路の変形例を示す模式図である。

【図4】トルクコンバータにおけるオイルの流れを示す説明図であり、（ａ）は正駆動時におけるオイルの流れを示す図であり、（ｂ）は逆駆動時におけるオイルの流れを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施形態に係るトルクコンバータ１００について、これを搭載した車両を例に挙げて説明する。なお、本実施形態は、トルクコンバータ１００に特徴を有するものであるが、トルクコンバータ１００の詳細について説明する前に、車両の構成について概略説明を行う。

【0012】

≪車両の構成について≫
本実施形態の車両は、ベルト式無段変速機Ｘ（以下、単に「無段変速機Ｘ」とも称す）あるいは多段式変速機等の変速機を備えている。本実施形態の車両は、ベルト式無段変速機Ｘを備えている。無段変速機Ｘは、ＦＦ横置き式の自動車用変速機であり、図１や図２に示すように大略、入力軸３、前後進切替装置４、無段変速装置Ａ、デファレンシャル装置３０などで構成されている。

【0013】

入力軸３は、エンジン出力軸１によりトルクコンバータ１００を介して駆動されるものであり、トルクコンバータ１００のポンプインペラ１０２に接続されている。前後進切替装置４は、入力軸３の回転を正逆切り替えて駆動軸１０に伝達する装置である。また、無段変速装置Ａは、駆動プーリ１１と従動プーリ２１と両プーリ間に巻き掛けられたＶベルト１５とを備えている。デファレンシャル装置３０は、従動軸２０の動力を出力軸３２に伝達するものである。

【0014】

本実施形態の無段変速機Ｘにおいては、入力軸３と駆動軸１０とは同一軸線上に配置され、従動軸２０とデファレンシャル装置３０の出力軸３２とが入力軸３に対して平行でかつ非同軸に配置されている。したがって、この無段変速機Ｘは全体として３軸構成とされている。本実施形態において用いられるＶベルト１５は、一対の無端状張力帯と、これら張力帯に支持された多数のブロックとで構成された公知の金属ベルトである。

【0015】

無段変速機Ｘを構成する各部品は変速機ケース５の中に収容されている。トルクコンバータ１００と前後進切替装置４との間には、オイルポンプ６が配置されており、オイルポンプ６は、エンジンからの動力により作動可能とされている。また、トルクコンバータ１００のタービン１０４には、前後進切替装置４が接続されている。

【0016】

前後進切替装置４は、図１や図２に示すように、遊星歯車機構４０と前進用ブレーキ５０と後進用クラッチ５１とで構成されている。遊星歯車機構４０のサンギヤ４１が入力部材である入力軸３に連結され、リングギヤ４２が出力部材である駆動軸１０に連結されている。遊星歯車機構４０はシングルピニオン方式であり、前進用ブレーキ５０はピニオンギヤ４３を支えるキャリア４４と変速機ケース５との間に設けられ、後進用クラッチ５１はキャリア４４とサンギヤ４１との間に設けられている。後進用クラッチ５１を解放して前進用ブレーキ５０を締結すると、入力軸３の回転が逆転され、かつ減速されて駆動軸１０へ伝えられる。逆に、前進用ブレーキ５０を解放して後進用クラッチ５１を締結すると、遊星歯車機構４０のキャリア４４とサンギヤ４１とが一体に回転するので、入力軸３と駆動軸１０とが直結される。

【0017】

無段変速装置Ａの駆動プーリ１１は、駆動軸（プーリ軸）１０上に一体に形成された固定シーブ１１ａと、駆動軸１０上において軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ１１ｂと、可動シーブ１１ｂの背後に設けられた油圧サーボ１２とを備えている。可動シーブ１１ｂの外周部には、背面側へ延びるピストン部１２ａが一体に形成され、このピストン部１２ａの外周部が駆動軸１０に固定されたシリンダ１２ｂの内周部に摺接している。可動シーブ１１ｂとシリンダ１２ｂとの間には、油圧サーボ１２のオイル室１２ｃが形成されており、このオイル室１２ｃへの油圧を制御することにより、変速制御を実施することができる。

【0018】

従動プーリ２１は、従動軸（プーリ軸）２０上に一体に形成された固定シーブ２１ａと、従動軸２０上を軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ２１ｂと、可動シーブ２１ｂの背後に設けられた油圧サーボ２２とを備えている。可動シーブ２１ｂの外周部には、背面側へ延びるシリンダ部２２ａが一体に形成され、このシリンダ部２２ａの内周部に従動軸２０に固定されたピストン部２２ｂ（固定ピストン）が摺接している。可動シーブ２１ｂとピストン部２２ｂとの間に油圧サーボ２２のオイル室２２ｃが形成され、このオイル室２２ｃの油圧を制御することにより、トルク伝達に必要なベルト推力が与えられる。また、オイル室２２ｃ内には、初期推力を与えるスプリング２４が配置されている。

【0019】

≪トルクコンバータ１００について≫
続いて、本実施形態の特徴的部分であるトルクコンバータ１００について、詳細に説明する。図２等に示すように、トルクコンバータ１００は、ポンプインペラ１０２と、タービン１０４と、ステータ１０６とを備えている。トルクコンバータ１００内には、ロックアップ油入口（図示せず）およびコンバータ油入口（図示せず）から供給されたオイルが満たされている。

【0020】

ポンプインペラ１０２は、コンバータカバー１１０を介してエンジンの出力軸１に接続されている。ポンプインペラ１０２は、複数枚のブレードを周方向に所定の間隔毎に配列させたものである。

【0021】

タービン１０４は、ポンプインペラ１０２と対向して配設されると共に、タービンハブ１１２を介して入力軸３に接続されている。図３に示すように、タービン１０４は、複数のタービンブレード１２０，１２０・・・と、コア１２２と、シェル１２４とを有する。各タービンブレード１２０，１２０・・・は、コア１２２とシェル１２４との間に取付けられ、周方向に所定の間隔毎に配列されている。

【0022】

タービンブレード１２０，１２０・・・には、オイル通路１３０が表裏を連通するように形成されている。オイル通路１３０は、タービンブレード１２０をなす板体をプレス成形等の手法により形成されたものである。オイル通路１３０は、タービンブレード１２０の中央付近、あるいは中央よりも外周側の位置に設けられている。オイル通路１３０は、一枚のタービンブレード１２０に複数形成されていても良いが、本実施形態では一つ形成されている。

【0023】

オイル通路１３０は、タービンブレード１２０をなす板体を切り起こして形成された隆起部１３２と開口部１３４とを有する。開口部１３４は、ポンプインペラ１０２側からタービン１０４側に流れるオイルの通過を抑制し、タービン１０４側からポンプインペラ１０２側に向けて逆流するオイルを通過させうるように形成されている。

【0024】

具体的には、トルクコンバータ１００においては、エンジンの作動に伴って出力軸１を介して動力が入力された場合（以下、「正駆動時」とも称す）に、図４（ａ）において白抜き矢印にて示すようにポンプインペラ１０２が回転すると共に、ポンプインペラ１０２の回転に伴って、トルクコンバータ１００内のオイルが遠心力の影響により外径側に向けて流れ、タービン１０４の各タービンブレード１２０，１２０・・・に当たる。このようにしてオイルの動圧を受け、図４（ａ）において白抜き矢印にて示すようにタービン１０４が回転駆動される。

【0025】

ここで、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、タービンブレード１２０に正駆動時にオイルが流れる側の面を表面１２０ａとし、反対側の面を裏面１２０ｂとした場合、オイル通路１３０を構成する隆起部１３２は、表面１２０ａ側に突出（隆起）し、正駆動時におけるオイルの流れ方向下流側に向けて上り勾配となるように形成されている。また、開口部１３４は、隆起部１３２の下流側の位置において開口している。そのため、図３（ｂ），（ｃ）において実線による矢印で示すように、正駆動時にタービンブレード１２０の表面１２０ａに沿って流れるオイルは、開口部１３４を介して裏面１２０ｂ側に漏洩することなく下流側に向けて流れる。また、オイルが隆起部１３２に衝突することにより発生する力により、タービン１０４の回転が促進される。これにより、タービン１０４に接続された入力軸３を通じて車両を駆動させるための駆動力として動力伝達の下流側に向けて伝達される。

【0026】

一方、車両が坂道においてずり下がる等してトルクコンバータ１００に対して無段変速装置Ａ側からタービン１０４に動力が入力された場合（以下、「逆駆動時」とも称す）には、図４（ｂ）に矢印αで示すように、タービン１０４側からポンプインペラ１０２側へ向かう方向、すなわち正駆動時とは逆方向へのオイルの流れが表面１２０ａ側において発生する。このような流れが発生した場合には、図３（ｂ），（ｃ）において二点鎖線で示すように、表面１２０ａに沿って流れるオイルの一部が、隆起部１３２に囲まれた開口部１３４を介して裏面１２０ｂ側に抜ける。これにより、逆駆動時に作用する負荷を低減させることができる。

【0027】

ステータ１０６は、ポンプインペラ１０２及びタービン１０４の間に固定保持されている。ステータ１０６についても、ポンプインペラ１０２やタービン１０４と同様に複数枚のブレードを周方向に所定の間隔毎に配列させたものとされている。ステータ１０６は、タービン１０４を通過したオイルをポンプインペラ１０２側に戻し、トルクを増幅させることができる。

【0028】

上述した本実施形態のトルクコンバータ１００においては、複数のタービンブレード１２０に、表裏を連通するオイル通路１３０が形成されている。また、開口部１３４は、トルクコンバータ１００の逆駆動時に、タービン１０４側からポンプインペラ１０２側に向けて逆流するオイルを通過可能なように開口している。これにより、車両が坂道等においてずり下がる等した場合においても、オイルをオイル通路１３０を通過させてポンプインペラ１０２の裏面１２０ｂ側に逃がし、トルクコンバータ１００に作用する負荷を最小限に抑制することができる。

【0029】

また、タービンブレード１２０に形成された開口部１３４が隆起部１３２によって囲まれており、正駆動時におけるオイルの流れ方向下流側において開口するように形成されている。これにより、正駆動時にポンプインペラ１０２側からタービン１０４側に流れるオイルが、ポンプインペラ１０２の裏面１２０ｂ側に抜けてしまうことを抑制し、駆動に必要なオイル量を確保することができる。これにより、正駆動時におけるトルク伝達容量の低下を防止できる。

【0030】

また、オイル通路１３０は、逆駆動時にオイルの流れが逆転しやすい位置、すなわちタービンブレード１２０の中央付近、あるいは中央よりも外周側の位置に設けられている。これにより、逆駆動することによりトルクコンバータ１００に作用する負荷を効果的に低減させることが可能である。

【0031】

本実施形態において例示したオイル通路１３０は、表面１２０ａ側に突出（隆起）するように隆起部１３２を形成し、隆起部１３２に対して正駆動時におけるオイルの流れ方向下流側に開口部１３４を開口させた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、逆駆動時にタービン１０４側からポンプインペラ１０２側に向けて逆流するオイルを表面１２０ａ側から裏面１２０ｂ側に通過させ、正駆動時にポンプインペラ１０２側からタービン１０４側に流れるオイルの通過を抑制可能なように開口を形成したものであれば、上述したオイル通路１３０の構成に限定されるものではない。

【0032】

具体的には、図３（ｄ）に示すように、タービンブレード１２０をなす板体を裏面１２０ｂ側に向けて切り起こして開口部１５２を備えたオイル通路１５０を形成し、これを上述したオイル通路１３０の代わりとして用いても良い。オイル通路１５０についても、正駆動時にオイルが表面１２０ａ側から裏面１２０ｂ側に抜けることを抑制し、逆駆動時にオイルが表面１２０ａ側から裏面１２０ｂ側に逃がすことが可能である。そのため、オイル通路１３０に代えてオイル通路１５０を設けた場合についても、オイル通路１３０を設けた場合と同様に逆駆動時におけるトルクコンバータ１００に作用する負荷を最小限に抑制しつつ、正駆動時におけるトルク伝達容量の低下を防止する等の作用効果が得られる。

【0033】

本実施形態においては、無段変速機Ｘにトルクコンバータ１００を適用した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、多段式変速機等の変速機においても適用することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0034】

本発明のトルクコンバータは、無段変速機や多段式変速機等を備えた車両において好適に利用することが可能である。

【符号の説明】

【0035】

１００ トルクコンバータ
１０２ ポンプインペラ
１０４ タービン
１０６ ステータ
１２０ タービンブレード
１３０，１５０ オイル通路
１３４，１５２ 開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】