特許 6368642 トルクコンバータのポンプインペラ

(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】6368642

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】トルクコンバータのポンプインペラ

(51)【国際特許分類】

   F16H 41/28 20060101AFI20180723BHJP

【ＦＩ】

   F16H41/28

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-266021(P2014-266021)

(22)【出願日】2014年12月26日

(65)【公開番号】特開2016-125575(P2016-125575A)

(43)【公開日】2016年7月11日

【審査請求日】2017年9月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231350

【氏名又は名称】ジヤトコ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(72)【発明者】

【氏名】川島 一訓

(72)【発明者】

【氏名】佐野 明彦

【審査官】 岩本 薫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２４５４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０３８０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４７−０２９７６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ４１／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シェルと前記シェルの内面から突出し且つ径方向に延びて形成された複数のブレードとを有し、軸心まわりに回転するトルクコンバータのポンプインペラであって、
前記各ブレードは、コンバータレンジにおいて正圧となる正圧面と負圧となる負圧面とを有し、
前記シェルと前記各ブレードとが金型鋳造によって一体に形成され、
前記正圧面と前記負圧面との傾斜方向が前記軸心に沿う方向に対して反対向きであり、
前記正圧面と前記負圧面とは、何れも、前記突出する方向を向くように前記軸心に沿う方向に対してそれぞれの傾斜角度で傾斜し、
前記正圧面の傾斜角度である第一傾斜角に対して前記負圧面の傾斜角度である第二傾斜
角の方が大きく設定されている
トルクコンバータのポンプインペラ。

【請求項2】

前記第一傾斜角及び前記第二傾斜角は、前記軸心に沿う方向に対する抜き勾配以上の大きさに設定されている
請求項１に記載のトルクコンバータのポンプインペラ。

【請求項3】

前記第一傾斜角及び前記第二傾斜角は、前記径方向の何れの位置においてもそれぞれ均一に設定されている
請求項１又は２に記載のトルクコンバータのポンプインペラ。

【請求項4】

前記各ブレードの先端部の前記軸心側の半部に、ステータの配置個所に対応して切欠部が形成されている
請求項１〜３の何れか１項に記載のトルクコンバータのポンプインペラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トルクコンバータのポンプインペラに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ポンプインペラ（ポンプ羽根車）及びタービンランナ（タービン羽根車）の二種の羽根車並びにステータが同心上に設けられ、作動流体を介して回転動力を伝達する機能と回転トルクを増幅する機能とを併せもつトルクコンバータが実用化されている。
各羽根車は、作動流体を介して回転動力を授受する複数のブレード（羽根）とこれらのブレードが取り付けられたシェルとを有している。従来の羽根車は、シェルに対して別体のブレードをそれぞれ取り付けて製造されていたため、製造部品やその組み付け工数が増え、コストが上昇してしまうおそれがあった。そこで、シェルと複数のブレードとを一体に形成する技術が提案されている。

【0003】

例えば特許文献１には、シェルと複数のブレードとを一体に鋳造する技術が開示されている。この特許文献１の技術では、薄いプレート状の各ブレードが回転中心軸に沿う方向（以下、「軸方向」という）に対して傾斜して設けられており、また、鋳造金型として固定型及び可動型を用いている。鋳造工程において型抜きする際には、可動型を軸方向に沿って移動させながらブレードに干渉しないよう回転させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−２４５４１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に示されるような技術では、型抜きする際に、可動型を軸方向に沿って移動させるだけでなく軸方向移動に合わせて回転させることが必要となるため、可動型移動用の設備や制御にかかるコストの上昇を招いてしまうおそれがある。
一方、コストの上昇を抑制するために、トルクコンバータのポンプインペラを鋳造するにあたって可動型を回転させることなく型抜きすることが考えられる。ところが、可動型を軸方向に沿って移動させるだけで型抜きするのは、一般的なブレード形状では不可能であり、ブレードの形状を変更しなくてはならない。すなわち、通常、ブレードは、動力伝達効率を確保するために、薄いプレート状に形成され、軸方向に対して傾斜して配置されている。この形状のままで可動型を回転させずに軸方向に抜くと、ブレードの何れかの個所が可動型に干渉してしまい、型抜きは不可能である。

【0006】

本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、その目的の一つは、コストの上昇を抑制するとともに動力伝達効率を確保することができるようにした、トルクコンバータのポンプインペラを提供することである。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）上記の目的を達成するために、本発明のトルクコンバータのポンプインペラは、シェルと前記シェルの内面から突出し且つ径方向に延びて形成された複数のブレードとを有し、軸心まわりに回転するトルクコンバータのポンプインペラであって、前記各ブレードは、コンバータレンジにおいて正圧となる正圧面と負圧となる負圧面とを有し、前記シェルと前記各ブレードとが金型鋳造によって一体に形成され、前記正圧面と前記負圧面との傾斜方向が前記軸心に沿う方向に対して反対向きであり、前記正圧面と前記負圧面とは、何れも、前記突出する方向を向くように前記軸心に沿う方向に対してそれぞれの傾斜角度で傾斜し、前記正圧面の傾斜角度である第一傾斜角に対して前記負圧面の傾斜角度である第二傾斜角の方が大きく設定されている。

【0008】

（２）前記第一傾斜角及び前記第二傾斜角は、前記軸心に沿う方向に対する抜き勾配以上の大きさに設定されていることが好ましい。
（３）前記第一傾斜角及び前記第二傾斜角は、前記径方向の何れの位置においてもそれぞれ均一に設定されていることが好ましい。
（４）前記各ブレードの先端部の前記軸心側の半部に、ステータの配置個所に対応して切欠部が形成されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明のトルクコンバータのポンプインペラによれば、各ブレードの正圧面及び負圧面が、シェルから突出する方向を向くように傾斜しているため、ポンプインペラを金型での鋳造過程において型抜きする際に可動型を軸心に沿う方向に移動させるだけで一体に形成することができる。すなわち、可動型を回転させる必要がないため、可動型回転用の設備や制御を簡素化することができ、製造コストを削減することができる。
また、各ブレードにおいて、正圧面の傾斜角度である第一傾斜角に対して負圧面の傾斜角度である第二傾斜角の方が大きく設定されていることにより、動力伝達効率の低下を抑制することができる。
したがって、トルクコンバータのポンプインペラにかかるコストの上昇を抑制するとともに動力伝達効率を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態にかかるトルクコンバータを模式的に示す断面図である。

【図2】本発明の一実施形態にかかるトルクコンバータのポンプインペラを示す正面図である。この図２は、図１のＡ−Ａ矢視のうちポンプインペラのみを取り出したものに対応している。

【図3】本発明の一実施形態にかかるトルクコンバータのポンプインペラにおける要部断面図である。この図３は、（ａ）が図２の矢視Ｂ₁−Ｂ₁（外周部）に対応し、（ｂ）が図２の矢視Ｂ₂−Ｂ₂（中間部）に対応し、（ｃ）が図２の矢視Ｂ₃−Ｂ₃（内周部）に対応している。

【図4】トルクコンバータのポンプインペラにおいて一つのブレードに着目して示す拡大斜視図であり、（ａ）は本発明の一実施形態のものを示し、（ｂ）は他の構造のものを示す。

【図5】本発明の一実施形態にかかるトルクコンバータのポンプインペラの作用を説明する図であり、図３（ｂ）の領域Ｄの拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して、本発明のトルクコンバータのポンプインペラにかかる実施の形態を説明する。
本実施形態では、軸心に沿う方向を軸方向とし、軸心を基準に径方向及び周方向を定め、径方向については軸心側を内周とするとともにその逆側を外周と定め、周方向についてはポンプインペラまたはタービンランナの回転方向を基準に進角及び遅角を定める。なお、単に内外をいうときには、軸心を基準にした遠近（外周及び内周）に限られず、仕切りや囲いの中側及びその逆側という意味で用いる場合もある。

【0012】

〔一実施形態〕
以下、一実施形態にかかるトルクコンバータのポンプインペラについて説明する。
〔１．構成〕
〔１−１．トルクコンバータの概要〕
はじめに、ポンプインペラが備えられるトルクコンバータ（「ハイドロマチックトルクコンバータ」とも称され、「トルコン」とも略称される）の概要について説明する。

【0013】

トルクコンバータの内部にはオイル（作動流体）が満たされており、このオイルを介して回転動力が伝達され、回転トルクが増幅されうる。例えば車両などのさまざまな動力伝達系にトルクコンバータを設けることができる。
トルクコンバータは、回転動力の伝達状態がカップリングレンジとコンバータレンジとで異なる。このトルクコンバータは、カップリングレンジでは入力された回転動力がオイルを介して伝達される流体継手として機能し、コンバータレンジでは流体継手としての機能に加えて入力されたトルクを増幅して出力するコンバータとして機能する。

【0014】

次に、図１を参照して、トルクコンバータ１の構成について説明する。
トルクコンバータ１は、ポンプインペラ（ポンプ羽根車）１０とタービンランナ（タービン羽根車）２０との二つの羽根車を有する。これらのポンプインペラ１０及びタービンランナ２０は、互いに向かい合うとともに相対回転可能であって軸心（回転中心軸）Ｃと同心上に設けられ、所謂ドーナツ形状をなしている。動力伝達方向基準で、入力側（以下、「動力伝達方向上流側」という）にポンプインペラ１０が設けられ、出力側（以下、「動力伝達方向下流側」という）にタービンランナ２０が設けられる。

【0015】

トルクコンバータ１においては、上記のように動力伝達方向上流側にポンプインペラ１０が設けられるとともに動力伝達方向下流側にタービンランナ２０が設けられるが、軸方向を基準にすれば、入力側（以下、「軸方向一方Ｉ」という）にタービンランナ２０が設けられるとともに出力側（以下、「軸方向他方Ｏ」という）にポンプインペラ１０が設けられている。

【0016】

トルクコンバータ１では、オイルがポンプインペラ１０とタービンランナ２０とを循環して流通する。具体的に言えば、オイルは、滑らかな曲面状に形成されたシェル１１の内面に沿ってポンプインペラ１０の内周側から外周側へ流通して、滑らかな曲面状に形成されたシェル２１の内面に沿ってタービンランナ２０の外周側から内周側へ流通し、後述するステータ３０を経て再びポンプインペラ１０の内周側へ流通する。
オイルがポンプインペラ１０の外周側からタービンランナ２０の外周側へ流通することにより、タービンランナ２０が回転されて回転動力が伝達される。また、オイルがタービンランナ２０の内周側からステータ３０を経てポンプインペラ１０の内周側へ流通する際に、ステータ３０によってオイルの流通方向がポンプインペラ１０を加速させる側に調整されると回転トルクが増幅される。

【0017】

以下、トルクコンバータ１について、ポンプインペラ１０をはじめとする動力伝達方向上流側の構成、タービンランナ２０をはじめとする動力伝達方向下流側の構成、ステータ３０の順に説明する。

【0018】

〔１−１−１．動力伝達方向上流側の構成〕
トルクコンバータ１は、動力伝達方向上流側の構成として、動力伝達方向順に、エンジン側ハブ部９，ケース（ハウジングやカバーなどとも称される）５，ポンプインペラ１０を有する。これらのエンジン側ハブ部９，ケース５，ポンプインペラ１０は、何れも軸心Ｃと同心上に設けられ、軸心Ｃを基準とした回転体形状をなしており、入力軸２（二点鎖線で示す）と一体回転するように結合されている。

【0019】

エンジン側ハブ部９は、入力軸２が結合される部位である。このエンジン側ハブ部９の形状は、入力軸２の結合箇所の形状に対応した種々の形状に設けられる。なお、図示省略するが、入力軸２の動力伝達方向上流側にはエンジンの出力軸といった回転動力の駆動源の回転軸に連結される。

【0020】

ケース５は、入力軸２の回転をポンプインペラ１０に伝達し、オイルを収容する筐体の一部をなす。また、ケース５は、軸心Ｃと同心上に設けられた円筒型に形成されており、その円筒において軸方向一方Ｉの開口を閉鎖する底面部５ａがエンジン側ハブ部９に結合されるとともに円筒の開口が軸方向他方Ｏに向けて設けられている。
ケース５における軸方向他方Ｏの端部（ケース５がなす円筒の開口周縁）にはフランジ部５ｂが設けられ、このフランジ部５ｂにはポンプインペラ１０が結合されている。
なお、ケース５の内周側には、タービンランナ２０をはじめとする動力伝達方向下流側の構成が配置されている。

【0021】

ポンプインペラ１０は、入力軸２から伝達された入力回転エネルギーをオイルに伝達する羽根車である。このポンプインペラ１０は、外殻をなすシェル１１と、このシェル１１に一体形成されるとともに羽根車の羽根にあたる複数のブレード１２とを有する。なお、詳細は後述するが、シェル１１とブレード１２とは金型鋳造により一体形成される。

【0022】

シェル１１は、上記したケース５と協働してオイルを収容する筐体の一部をなしている。このシェル１１には、外周部にフランジ部１１ａが形成され、このフランジ部１１ａと上記したケース５のフランジ部５ｂとが結合される。具体的には、シェル１１のフランジ孔１１１（図２参照，一箇所のみに符号を付す）と対応するケース５のフランジ部５ｂの孔（図示略）とが軸方向視で重複するように合わせられ、互いに重複する孔のそれぞれにボルトが挿通され、挿通されたボルトにナットが螺合されることで、ケース５とポンプインペラ１０とが結合される。

【0023】

各ブレード１２は、シェル１１から軸方向一方Ｉに向けて突出して設けられている。なお、シェル１１及びブレード１２については詳細を後述する。
また、ポンプインペラ１０は、軸心Ｃと同心上の輪型であってこの輪の径方向断面が半円状をなしており、中心部（内周部）に後述する出力ハブ部２９が相対回転可能に挿通されている。

【0024】

〔１−１−２．動力伝達方向下流側の構成〕
トルクコンバータ１は、動力伝達方向下流側の構成として、動力伝達方向順に、タービンランナ２０，出力ハブ部２９を有する。これらのタービンランナ２０，出力ハブ部２９は、何れも軸心Ｃと同心上に設けられ、軸心Ｃを基準とした回転体形状をなしており、出力軸３（二点鎖線で示す）と一体回転するように結合されている。

【0025】

タービンランナ２０は、オイルを介して伝達された回転動力を出力する羽根車である。ポンプインペラ１０と同様に、タービンランナ２０は、シェル２１と複数のブレード２２とを有する。ただし、タービンランナ２０は、軸心Ｃに直交する面（以下、「回転面」という）を基準としてポンプインペラ１０と向かい合って配置されている。
タービンランナ２０の内周部には、出力ハブ部２９が結合されている。ここでは、出力ハブ部２９における軸方向一方Ｉの端部がタービンランナ２０の内周部に結合されている。

【0026】

出力ハブ部２９は、出力軸３が結合される部位である。この出力ハブ部２９は、エンジン側ハブ部９と同様に、出力軸３の結合箇所の形状に対応した種々の形状に設けられる。なお、図示省略するが、出力軸３の動力伝達方向下流側は変速機の入力軸などの回転動力の出力先である回転軸に連結される。
エンジン側ハブ部９と入力軸２との結合ないし出力ハブ部２９と出力軸３との結合としては、スプライン嵌合や溶接といった種々の公知手法を採用することができる。

【0027】

〔１−１−３．ステータ〕
次に、ポンプインペラ１０とタービンランナ２０との間に設けられるステータ３０について説明する。
ステータ３０は、軸方向基準においても動力伝達方向基準においてもポンプインペラ１０とタービンランナ２０との間に設けられ、軸方向視でポンプインペラ１０及びタービンランナ２０の内周側に重複して設けられている。なお、ステータ３０は、ポンプインペラ１０及びタービンランナ２０と同様に軸心Ｃと同心上に設けられ、軸心Ｃを基準とした回転体形状をなしている。

【0028】

また、ステータ３０は、中心部（内周部）に挿通された出力ハブ部２９の外周に設けられた図示しないステータシャフトにスプライン結合されたワンウェイクラッチ２５を介して連結された羽根車であり、外周部に複数のブレード３１が形成されている。各ブレード３１は、ポンプインペラ１０を加速させる側にオイルの流通方向を調整する向きに設けられている。

【0029】

ワンウェイクラッチ２５は、一方向のみに回転動力を伝達する機構である。このワンウェイクラッチ２５は、出力ハブ部２９の回転方向（タービンランナ２０の回転と同方向）には回転可能であり、出力ハブ部２９の回転とは逆方向には回転不能である。よって、ポンプインペラ１０がタービンランナ２０よりも高速で回転するときにステータ３０は回転せず、タービンランナ２０がポンプインペラ１０よりも高速で回転するときにステータ３０は出力ハブ部２９に対して回転（空転）する。

【0030】

ステータ３０が出力ハブ部２９に対して回転しないとき、即ち、ポンプインペラ１０がタービンランナ２０よりも高速で回転するときには、ステータ３０によってオイルの流通方向が調整され、トルクコンバータ１の動力伝達状態がコンバータレンジとなる。一方、ステータ３０が出力ハブ部２９に対して回転するとき、即ち、タービンランナ２０がポンプインペラ１０よりも高速で回転するときには、ステータ３０によってオイルの流通方向は調整されず、トルクコンバータ１の動力伝達状態がカップリングレンジとなる。

【0031】

〔１−２．ポンプインペラ及びタービンランナ〕
以下、ポンプインペラ１０及びタービンランナ２０を詳細に説明する。

【0032】

〔１−２−１．ポンプインペラ〕
図２及び図３に示すように、ポンプインペラ１０は、シェル１１に対して複数のブレード１２（一箇所のみに符号を付す）が周方向において等間隔に配置されている。ブレード１２は、回転方向（矢印で示す）に向けてオイルを押圧する。ここでは、図２に示すように、各ブレード１２がポンプインペラ１０の回転方向とは逆側に凸の形状をなしている。なお、各ブレード１２は、配置される位相が異なる点を除いて同様に形成されている。
以下、図２及び図３を参照して、シェル１１及びブレード１２の構成を詳細に説明する。

【0033】

ブレード１２は、コンバータレンジにおいて、正圧となる正圧面１２ａと、負圧になる負圧面１２ｂとを有する。例えばポンプインペラ１０のブレード１２においては、回転方向基準で、正圧面１２ａが進角側に設けられ、負圧面１２ｂが遅角側に設けられる。
これらの正圧面１２ａ及び負圧面１２ｂは、軸方向一方Ｉ（図１及び図３参照）から見たときに重複しない形状に設けられている。更に言えば、ポンプインペラ１０を軸方向一方Ｉから視たときに、シェル１１の内面（以下、「シェル内面」という）１１Ａ及びブレード１２の全表面（以下、「ブレード表面」という）１２Ａを視ることができる。一方、ポンプインペラ１０を軸方向他方Ｏ（図１及び図３参照）から視たときには、シェル１１の外面（以下、「シェル外面」という）１１Ｂ（図３参照）の全表面を視ることができる。

【0034】

正圧面１２ａ及び負圧面１２ｂは、何れも、シェル１１から突出する方向（軸方向一方Ｉ）を向くように傾斜して設けられている。すなわち、正圧面１２ａ及び負圧面１２ｂは、軸方向に対してそれぞれの傾斜角度で傾斜している。
図３に示すように、正圧面１２ａは、軸方向に対して遅角側に第一傾斜角θ₁だけ傾斜して設けられている。一方、負圧面１２ｂは、軸方向に対して進角側に第二傾斜角θ₂だけ傾斜して設けられている。つまり、正圧面１２ａと負圧面１２ｂとは、軸方向に対して互いに逆方向に傾斜している。

【0035】

第一傾斜角θ₁及び第二傾斜角θ₂は径方向位置の何れに位置においてもそれぞれ均一に設定されている。つまり、正圧面１２ａ及び負圧面１２ｂはそれぞれ、軸方向に対して一定の傾斜角で傾斜しており、連続的な曲面をなしている。
第二傾斜角θ₂は、第一傾斜角θ₁よりも大きく設定されている。つまり、負圧面１２ｂは正圧面１２ａよりも軸方向に対して大きな傾斜角（θ₂＞θ₁）を有する。

【0036】

これらの第一傾斜角θ₁及び第二傾斜角θ₂は何れも、軸方向に対して所定傾斜角θ_P以上に設定されている。ここでいう所定傾斜角θ_Pとは、後述する鋳造の型抜きにかかる抜き勾配に対応する傾斜角を意味する。なお、抜き勾配とは、製品を金型からスムーズに取り出すためにその製品自体に付けた傾斜のことをいう。所定傾斜角θ_Pとしては、例えば１°や２°といった角度が用いられる。

【0037】

また、第一傾斜角θ₁及び第二傾斜角θ₂のそれぞれは、ブレード１２によるオイルの回転効率（オイルに角運動量を付与する効率）を確保可能な角度に、実験的又は経験的に予め設定される。例えば、第一傾斜角θ₁としては２°や５°といった角度を用いることができ、第二傾斜角θ₂としては１０°や２０°といった角度を用いることができる。

【0038】

動力伝達効率を確保する観点から、第一傾斜角θ₁は小さいほど（正圧面１２ａの稜線が軸方向に沿うほど）好ましく、第二傾斜角θ₂は大きいほど（負圧面１２ａの稜線が軸方向に対して傾斜するほど）好ましい。ただし、第二傾斜角θ₂を大きくすることでブレード１２どうしの間隔が狭まることによりブレード１２の数を確保すること困難となるおそれがあり、また、動力伝達効率を確保する観点からブレード１２の数を確保することも必要であるため、第二傾斜角θ₂は、ブレード１２の数や間隔を考慮して設定することが好ましい。

【0039】

次に、図１及び図３を参照して、ブレード１２の先端部１２１について説明する。
先端部１２１は、内周部１２２から径方向中間部（以下、単に「中間部」という）１２３にわたる軸心Ｃ側の半部に、ステータ３０の配設個所に対応して切欠部１３（図１参照）が形成されている。言い換えれば、ブレード１２において、内周部１２２及び中間部１２３の先端部１２１は、外周部１２４の先端部１２１に対してステータ３０の配設空間に対応する切欠部１３の分だけ軸方向他方Ｏ側に位置している。
ここでは、先端部１２１が軸方向に対して交差する平面を有している。

【0040】

〔１−２−２．タービンランナ〕
詳細は図示省略するが、タービンランナ２０は、ブレード２２を除いて、回転面を基準に、ポンプインペラ１０と対称に設けられている。すなわち、タービンランナ２０のシェル２１は、回転面を基準にポンプインペラ１０のシェル１１に対向して設けられている。
タービンランナ２０の各ブレード２２は、一般的なトルクコンバータにおけるタービンランナのブレード形状と同様に、薄いプレート状に形成されている。各ブレード２２は、回転方向基準で進角側の面（ここでは負圧になる面）と遅角側の面（ここでは正圧になる面）との何れもが軸心方向に対して同方向（例えば進角側）に傾斜して設けられている。
なお、各ブレード２２には、ポンプインペラ１０の各ブレード１１と同様にステータ３０の配設箇所に対応して切欠部が形成されている。このため、軸方向を基準としたときのポンプインペラ１０とタービンランナ２０との間隔は、外周側よりも内周側の方が広くなっている。

【0041】

〔２．ポンプインペラの製造方法〕
次に、図３を参照して、ポンプインペラ１０の製造方法について説明する。
ポンプインペラ１０は、金型鋳造によって一体に形成される。金型鋳造とは、溶解した鋳造素材を金型に注入し型抜きして製品を製造する方法である。鋳造素材としては、鉄のほか、例えばアルミニウムやマグネシウムなどの軽合金を用いることができる。

【0042】

まず、鋳造に用いる金型４０について説明する。
金型４０として、固定型４１及び可動型４２（何れも二点鎖線で示す）を用いる。
固定型４１は、型抜きする際に固定して用いられる鋳型である。この固定型４１は、ポンプインペラ１０のシェル外面１１Ｂに対応する固定キャビティ面４１ａを有する
可動型４２は、型抜きする際に軸方向に沿って移動して用いられる鋳型である。この可動型４２は、ポンプインペラ１０のシェル内面１１Ａ及びブレード表面１２Ａに対応する可動キャビティ面４２ａを有する。図示省略するが、軸方向に沿って可動型４２を移動させる移動機構が設けられている。

【0043】

次に、ポンプインペラ１０の鋳造手順について、可動型４２の移動に着目し、型締め工程，鋳込み工程，型抜き工程の順に説明する。
型締め工程では、可動型４２を固定型４１に向かって移動させて型締めする。型締めの方向（可動型４２の移動方向）は、ポンプインペラ１０では軸方向他方Ｏに向かう方向に対応する。

【0044】

鋳込み工程では、金型４０の内部（キャビティ空間）、即ち、固定型４１の固定キャビティ面４１ａと可動型４２の可動キャビティ面４２ａとで囲まれる空間に鋳造素材を注入（鋳込）する。鋳造素材を冷却すると、金型４０の内部にポンプインペラ１０が形成される。
型抜き工程では、可動型４２を軸方向に沿って移動させて型抜きする。型抜きの方向（可動型４２の移動方向）は、上記した型締め方向と逆向きであり、ポンプインペラ１０では軸方向一方Ｉに向かう方向に対応する。この型抜き工程では、可動型４２を軸方向に沿って移動させるだけよく、可動型４２を軸心Ｃ（図１及び図２参照）まわりに回転させたりすることは不要である。

【0045】

このようにして製造されたポンプインペラ１０は、上述したようにシェル１１とブレード１２とが一体に形成される。このブレード１２は、ブレード表面１２Ａが軸方向から視たときに重複しないことから、いわば金属の塊のように形成されたものであり、従来のトルクコンバータにおけるポンプインペラのブレードのように薄いプレート状のものではなく、ましてや薄いプレート状のものを軸方向に対して傾斜させたものでもない。
なお、タービンランナ２０は、従来の製造方法と同様に、シェル２１に対して別体の各ブレード２２がそれぞれ取り付けられて製造される。

【0046】

〔３．作用及び効果〕
本発明の一実施形態にかかるトルクコンバータのポンプインペラは、上述のように構成されるため、以下のような作用及び効果を得ることができる。
ブレード１２の正圧面１２ａ及び負圧面１２ｂが、シェル１１から突出する方向を向くように傾斜しているため、ポンプインペラ１０を金型による鋳造過程において型抜きする際に、可動型４１を軸方向に移動させるだけで一体に形成することができる。すなわち、可動型４１を回転させる必要がないため、可動型回転用の設備や制御を簡素化することができ、製造コストを削減することができる。

【0047】

次に、図４及び図５を参照して、他の構造のポンプインペラと比較して本実施形態のポンプインペラ１０を具体的に説明する。
オイルは、ポンプインペラ１０が回転することでブレード１２の正圧面１２ａから負圧面１２ｂへ向かう方向に押圧され、図４（ａ）に白抜きの矢印で示すように、シェル内面１１Ａに沿ってポンプインペラ１０の内周側から外周側に向かって流通する。
オイルの流通の周方向成分に着目すれば、図５に複数の矢印で示すように、オイルが正圧面１２ａの延在方向に対して直交する方向に流通する。このオイルは、正圧面１２ａを有するブレード１２に対して進角側に隣接するブレード１２の負圧面１２ｂに向かう。

【0048】

図５に一点鎖線で示すように、負圧面１２ｂ′が軸方向に沿って設けられる場合や、図５に二点鎖線で示すように、負圧面１２ｂ′′が軸方向に対して進角側に傾斜しているもののその傾斜が第二傾斜角θ₂よりも小さい傾斜（ここでは第一傾斜角θ₁）で傾斜して設けられる場合には、負圧面１２ｂ′，１２ｂ′′の周辺において、図５に鎖線の矢印で示すようにオイルの淀みや乱流が発生するおそれがあり、動力伝達効率の低下を招いてしまうおそれがある。すなわち、負圧面は、軸方向に対する進角側への傾斜角が小さくなるほど、更に言えば軸方向に対する遅角側への傾斜角が第一傾斜角θ₁に近づくほど、動力伝達効率が低下する傾向にある。

【0049】

このように動力伝達効率が低下してしまう要因としては、正圧面に押圧されたオイルが負圧面に衝突するエネルギーのうち、負圧面に直交して入力される成分が大きくなることが挙げられる。
例えば図４（ｂ）に示すように、軸方向に沿って設けられるブレード１２′を有するポンプインペラ１０′では、負圧面１２ｂ′の径方向中間部における先端側の領域Ｅ周辺で淀みや乱流が発生する。このようにして発生する淀みや乱流も動力伝達効率低下の要因となりうる。

【0050】

一方、本実施形態のポンプインペラ１０では、負圧面１２ｂの第二傾斜角θ₂が正圧面１２ａの第一傾斜角θ₁よりも大きく設定されていることから、オイルが負圧面１２ｂに直交して衝突する成分を小さくすることができ、負圧面１２ｂに対するオイルの衝突エネルギーを抑制することができ、淀みや乱流の発生を抑えることができる。

【0051】

逆に言えば、負圧面１２ｂの第二傾斜角θ₂に対して正圧面１２ａの第一傾斜角θ₁の方が小さく設定されているため、正圧面１２ａとオイルとの交差角度を確保することができ、正圧面１２ａによるオイルの押圧効率の低下を抑制することができる。
このように正圧面１２ａ及び負圧面１２ｂの各傾斜角度θ₁，θ₂が設定されるため、動力伝達効率を確保することができる。

【0052】

ブレード１２が薄いプレート状でなくいわば金属の塊として製造されるため、ブレード１２の正圧面１２ａ及び負圧面１２ｂの形状の設定自由度を向上させることができる。
従来のトルクコンバータにおけるポンプインペラは、ブレードを軸方向に対して傾斜して配置された薄いプレート状とすることで動力伝達効率を確保していたが、このような構造では、鋳造における型抜き時に可動型を軸方向に移動させることができない。一方、本実施形態のポンプインペラ１０は、正圧面１２ａ及び負圧面１２ｂがシェル１１から突出する方向（軸方向一方Ｉ）を向くように傾斜して設けられていることにより、鋳造における型抜き時に可動型４２を軸方向に移動させるだけで製造することができ、トルクコンバータ１のポンプインペラ１０にかかる製造コストの上昇を抑制するとともに、動力伝達効率を確保することができる。

【0053】

第一傾斜角θ₁及び第二傾斜角θ₂は何れも、軸方向に対して抜き勾配に対応する所定傾斜角θ_P以上に設定されるため、トルクコンバータ１のポンプインペラ１０を鋳造する過程において型抜きする際に、可動型４２を円滑に抜く（移動させる）ことができ、延いては、ポンプインペラ１０の不具合を抑制することができる。
第一傾斜角θ₁及び第二傾斜角θ₂は径方向位置の何れに位置においてもそれぞれ均一に設定されるため、正圧面１２ａ及び負圧面１２ｂは連続的な曲面をなしている。これにより、動力伝達効率の確保に寄与することができる。

【0054】

ブレード１２の先端部１２１には、内周部１２２から中間部１２３にわたる軸心Ｃ側の半部に、ステータ３０の配設個所に対応して切欠部１３が形成され、また、ポンプインペラ１０と向かい合って設けられたタービンランナ２０も同様の構成を有するため、軸方向を基準としたときのポンプインペラ１０とタービンランナ２０との間隔は、外周側よりも内周側の方が広くなり、この内周部にステータ３０を配置することができる。延いては、トルクコンバータ１の軸方向長さを抑え、小型化に寄与しうる。

【0055】

〔その他〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した一実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせてもよい。
上述の一実施形態では、正圧面１２ａ及び負圧面１２ｂは何れも軸方向に対して抜き勾配に対応する所定傾斜角θ_P以上に傾斜して設けられるものを示したが、正圧面１２ａ及び負圧面１２ｂは径方向に依ってさまざまな傾斜角を有していてもよい。かかる構成によれば、可動型４２の形状が複雑となりコストに上乗せされるおそれがあるものの、動力伝達効率を向上しうる。

【0056】

また、ブレード１２の先端部１２１は、径方向位置に依らず軸方向位置が一定に設けられてもよい。かかる構成によれば、可動型４２の形状が単純となりコストを更に抑制することができる。ただし、ステータ３０をポンプインペラ１０及びタービンランナ２０の内周に収めることが困難となり、コンバータ１の全長（軸方向長さ）が大きくなるおそれがある。

【符号の説明】

【0057】

１ トルクコンバータ
２ 入力軸
３ 出力軸
５ ケース
５ａ 底面部
５ｂ フランジ部
９ エンジン側ハブ部
１０ ポンプインペラ
１１ シェル
１１ａ フランジ部
１１Ａ シェル内面
１１Ｂ シェル外面
１２ ブレード（羽根）
１２Ａ ブレード表面
１２ａ 正圧面
１２ｂ 負圧面
１２１ 先端部
１２２ 内周部（半部）
１２３ 中間部（半部）
１２４ 外周部
１３ 切欠部
２０ タービンランナ
２１ シェル
２２ ブレード（羽根）
２５ ワンウェイクラッチ
２９ 出力ハブ部
３０ ステータ
３１ ブレード
４０ 金型
４１ 固定型
４１ａ 固定キャビティ面
４２ 可動型
４２ａ 可動キャビティ面
Ｃ 軸心
Ｉ 軸方向一方
Ｏ 軸方向他方
θ_P 所定傾斜角
θ₁ 第一傾斜角
θ₂ 第二傾斜角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】