JP2010031914A - トルクコンバータ - Google Patents

Abstract

【課題】動力の伝達時の抵抗が大きくなることを抑制しつつ、容易に動力の伝達容量を変化させることができるトルクコンバータを提供すること。
【解決手段】タービンランナ２３を移動させることができるタービンランナ移動機構４０を設け、このタービンランナ移動機構４０によって、エンジン５の状態に応じてタービンランナ２３を移動させる。これにより、オイルを介してポンプインペラ２１からタービンランナ２３に動力を伝達する際における伝達容量を、当該動力を伝達する際の抵抗が大きくなることなく変化させることができる。また、このように動力の伝達容量を変化させる際に、タービンランナ２３を移動させることにより変化させるので、伝達容量を容易に変化させることができる。この結果、動力の伝達時の抵抗が大きくなることを抑制しつつ、容易に動力の伝達容量を変化させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、トルクコンバータに関するものである。特に、この発明は、動力の伝達容量を変化させることができるトルクコンバータに関するものである。

近年の車両では、動力源として用いられるエンジンの回転を変速して駆動輪に伝達する手段として、自動的に変速を行う自動変速機が多用されている。このように、変速を行う手段として自動変速機を用いる場合、変速を容易に行うためにエンジンと自動変速機との間には流体によって動力の伝達が可能なトルクコンバータを設け、トルクコンバータを介してエンジンの動力を自動変速機に伝達する場合が多い。

このようにエンジンの動力を自動変速機に伝達するトルクコンバータは、エンジンの回転が伝達されるポンプと、ポンプの回転が作動流体を介して伝達されることにより回転可能なタービンと、ポンプとタービンとの間に配設されると共に一方向にのみ回転可能に設けられることにより、作動流体の流れ方向が所定の流れ方向の場合にのみトルクの増幅を行うステータとを備えている。このように、トルクコンバータは、流体によって動力の伝達が可能に設けられると共に、作動流体の流れ方向が所定の流れ方向の場合、つまり、ポンプとタービンとの回転比が所定の回転比の場合に、トルクの増幅を行うことができるように設けられている。

さらに、従来のトルクコンバータでは、ポンプとタービンとの機械的な結合が可能なロックアップ機構を備えているものも多く、このようなトルクコンバータでは、所定の条件の場合にはポンプとタービンとを機械的に結合し、いわゆるロックアップを行うことにより、流体によって動力の伝達を行う場合よりも伝達効率の向上を図っている。このロックアップは、ポンプやトルクコンバータの入力軸と一体となって回転をする当該トルクコンバータのカバーに係合したり解放したりすることができるように設けられていると共にトルクコンバータの出力軸と一体となって回転をするロックアップクラッチを、カバーに係合させることにより行う。これにより、入力軸と出力軸とは間接的に結合し、一体となって回転をする。

また、ポンプとタービンとの間を流れる作動流体を介して動力を伝達可能なトルクコンバータでは、作動流体が流れる部分の状態を変化させることにより、動力の伝達容量を変化させることが可能なトルクコンバータが提案されている。例えば、特許文献１に記載の可変容量型トルクコンバータでは、ロックアップクラッチに、タービン羽根車に向かって形成される制御板を設け、タービン羽根車には、制御板に対応する位置にスリットを形成している。これにより、動力の伝達容量、即ちトルク伝達容量を小さくする場合には、ロックアップクラッチをタービン羽根車に近付け、ロックアップクラッチに設けられた制御板をスリットからタービン流路に内挿することにより、タービン流路は絞られ、トルク伝達容量は小さくなる。一方、トルク伝達容量を大きくする場合には、ロックアップクラッチをタービン羽根車から離し、制御板をタービン流路に内挿しない状態にすることにより、タービン流路は確保され、トルク伝達容量を大きくすることができる。

また、特許文献２に記載の可変容量トルクコンバータの容量制御装置で制御するトルクコンバータは、ポンプ羽根車は、コンバータカバーと一体に回転可能な第１ポンプ羽根車と、コンバータカバーに対して係合と解放との切り替えが可能な可変容量クラッチと一体に回転する第２ポンプ羽根車とを備えている。このトルクコンバータでは、トルク伝達容量を小さくする場合には、可変容量クラッチとコンバータカバーとを解放する。これにより、ポンプ羽根車としての作用は第１ポンプ羽根車のみに依存した状態になるため、トルク伝達容量は小さくなる。これに対し、トルク伝達容量を大きくする場合には、可変容量クラッチとコンバータカバーとを係合する。これにより、ポンプ羽根車としての作用は第１ポンプ羽根車と第２ポンプ羽根車とに依存した状態になるため、トルク伝達容量は大きくなる。

これらのように、トルクコンバータの動力の伝達容量を可変にすることにより、エンジンなどの動力源で発生した動力を、トルクコンバータを介して自動変速機など動力の伝達経路の下流側に伝達する際に、動力源の状態や、トルクバータを備える車両の走行状態に適した伝達容量で、伝達することができる。

特開平２−２４５５７５号公報 特開平２−２４８７６８号公報

しかしながら、これらのように制御板を追加したり、クラッチを追加したりすることにより動力の伝達容量を変化させる場合には、作動流体が流れ難くなったり制御が複雑になったりする場合がる。例えば、特許文献１に記載の可変容量型トルクコンバータでは、タービン羽根車に形成されるタービン流路に制御板を内挿することにより動力の伝達容量を小さくするが、このようにタービン流路に制御板を内挿した場合、タービン流路を流れる作動流体は制御板により遮られ、この部分で急激に流路が狭くなるため、作動流体は流れ難くなる。このように、作動流体が流れ難くなった場合、動力源でポンプを回転させる場合の抵抗が大きくなり、動力の伝達時の抵抗が大きくなる場合がある。

また、特許文献２に記載の可変容量トルクコンバータの容量制御装置で制御するトルクコンバータでは、ロックアップの切り替えを行うロックアップクラッチの他に、新たに可変容量クラッチを設け、クラッチにクラッチを重ねて２つのクラッチでロックアップと動力の伝達容量とを制御するため、制御が複雑になる場合がある。この場合、適切に動力の伝達容量を変化させることが出来ない場合がある。これらのようにトルクコンバータを、動力の伝達容量を変化させることができる形態にした場合、動力の伝達時の抵抗が大きくなったり、制御が複雑になったりする場合があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、動力の伝達時の抵抗が大きくなることを抑制しつつ、容易に動力の伝達容量を変化させることができるトルクコンバータを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係るトルクコンバータは、動力源からの動力が入力されることにより回転可能に設けられると共に作動流体に対して回転時の運動エネルギーを伝達することにより前記動力を伝達可能なポンプと、前記作動流体を介して前記動力が伝達されることにより回転可能に設けられ、且つ、外部に回転を伝達することを介して前記動力源から伝達された前記動力を出力可能なタービンと、前記動力源の状態に応じて前記タービンを移動させることにより前記ポンプから前記タービンに前記動力を伝達する際における伝達容量を変化させる伝達容量調節手段と、を備えることを特徴とする。

この発明では、伝達容量調節手段によって、動力源の状態に応じてタービンを移動させることにより、ポンプからタービンに動力を伝達する際における伝達容量を変化させている。つまり、タービンを移動させた場合には、ポンプからタービンに作動流体が流れる際の流れ方が変化するため、動力が作動流体を介してタービンに伝達される際における伝達効率が変化する。このため、作動流体を介してポンプからタービンに動力を伝達する際の抵抗が大きくなることなく、動力の伝達時における伝達容量が変化する。また、このように動力の伝達容量を変化させる際に、タービンを移動させることにより変化させるので、伝達容量を容易に変化させることができる。この結果、動力の伝達時の抵抗が大きくなることを抑制しつつ、容易に動力の伝達容量を変化させることができる。

また、この発明に係るトルクコンバータは、上記発明において、前記伝達容量調節手段は、少なくとも前記動力源が前記動力を急激に増加させる際における過渡時に前記伝達容量が小さくなるように前記タービンを移動させることを特徴とする。

この発明では、動力源が動力を急激に増加させる際における過渡時に伝達容量が小さくなるようにタービンを移動させるので、動力源を早期に所望の作動状態にすることができる。つまり、動力源が動力を急激に増加させる過渡時に伝達容量を小さすることにより、動力源の動力でポンプを回転させる場合に必要な動力が少なくなる。このため、ポンプを回転させるために使用する動力が少なくなるため、動力源の動力を増加させる際に短時間で増加させることができ、動力源の作動状態を、早期に所望の作動状態にすることができる。この結果、動力源をより確実に所望の状態で作動させることができる。

また、この発明に係るトルクコンバータは、上記発明において、前記伝達容量調節手段は、前記伝達容量を小さくする場合には、前記タービンが回転をする際の回転軸の軸線方向において前記タービンが前記ポンプから離れる方向に前記タービンを移動させることを特徴とする。

この発明では、ポンプからタービンに動力を伝達する際における伝達容量を小さくする場合には、回転軸の軸線方向においてタービンがポンプから離れる方向にタービンを移動させるため、より確実に動力の伝達容量を小さくすることができる。つまり、軸線方向においてタービンがポンプから離れる方向にタービンを移動させることにより、作動流体を介してポンプからタービンに動力が伝達する際に、作動流体からタービンに伝達する動力が少なくなる。このように、ポンプから離れる方向にタービンを移動させることにより、作動流体からタービンに伝達される動力が少なくなるため、作動流体を介してタービンに伝達される動力の量が少なくなり、動力の伝達容量が小さくなる。この結果、動力の伝達時の抵抗が大きくなることを抑制しつつ、より確実に動力の伝達容量を変化させることができる。

また、この発明に係るトルクコンバータは、上記発明において、前記タービンは、回転をする際の回転軸を中心とする周方向において複数に分割されており、前記伝達容量調節手段は、前記伝達容量を小さくする場合には、前記複数に分割されたタービンの少なくとも一部を前記回転軸と直交する方向において前記回転軸から離れる方向に移動させることを特徴とする。

この発明では、タービンを、回転軸を中心とする周方向において複数に分割し、ポンプからタービンに動力を伝達する際における伝達容量を小さくする場合には、複数に分割されたタービンの少なくとも一部を回転軸と直交する方向において回転軸から離れる方向に移動させるため、より確実に動力の伝達容量を小さくすることができる。つまり、複数に分割されたタービンの少なくとも一部を回転軸から離れる方向に移動させることにより、作動流体を介してポンプからタービンに動力が伝達する際に、作動流体からタービンに伝達する動力が少なくなる。このように、回転軸と直交する方向において回転軸から離れる方向にタービンを移動させることにより、作動流体からタービンに伝達される動力が少なくなるため、作動流体を介してタービンに伝達される動力の量が少なくなり、動力の伝達容量が小さくなる。この結果、動力の伝達時の抵抗が大きくなることを抑制しつつ、より確実に動力の伝達容量を変化させることができる。

本発明に係るトルクコンバータは、動力の伝達時の抵抗が大きくなることを抑制しつつ、容易に動力の伝達容量を変化させることができる、という効果を奏する。

以下に、本発明に係るトルクコンバータの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、実施例１に係るトルクコンバータを備えた車両の駆動系の概略図である。実施例１に係るトルクコンバータ１０を備える車両１は、走行時の動力を発生する動力源であるエンジン５を搭載している。トルクコンバータ１０は、このエンジン５に接続されており、詳しくは、エンジン５の出力軸であるクランク軸６とトルクコンバータ１０の入力軸１５とが連結されている。このようにトルクコンバータ１０が接続されるエンジン５には、排気ガスの圧力を利用して吸入空気の圧力を上昇させる過給機として設けられるターボチャージャ（図示省略）が備えられている。また、トルクコンバータ１０の出力軸１６は、入力された回転を車両１の運転状態に適した変速比で変速して出力可能な自動変速機６０に接続されている。また、自動変速機６０は、当該自動変速機６０の出力軸６１が、入力された動力を左右の二方向に分配する差動装置６５に接続されており、変速後の動力を差動装置６５に対して伝達可能に設けられている。この差動装置６５は、自動変速機６０から伝達された動力を車両１の進行方向に向かって左右に位置する２つのドライブシャフト６６に伝達可能になっており、２つのドライブシャフト６６は、車両１の進行方向に向かって左右に位置する駆動輪６７を駆動可能に設けられている。

なお、この実施例において、エンジン５はガソリンを燃料とするレシプロ式の火花点火式エンジンが用いられるが、エンジン５はこれに限定されるものではない。エンジン５は、例えば、ＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas：液化石油ガス）やアルコールを燃料とする火花点火式エンジンであってもよいし、いわゆるロータリー式の火花点火式エンジンであってもよいし、ディーゼル機関であってもよい。また、これらのエンジン５やトルクコンバータ１０、自動変速機６０は、車両１の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０に接続されており、ＥＣＵ７０によって制御可能に設けられている。

図２は、図１に示すトルクコンバータの詳細図である。トルクコンバータ１０は、回転可能に設けられると共にエンジン５（図１参照）の動力の入力側となるポンプインペラ２１と、回転可能に設けられると共に自動変速機６０（図１参照）への出力側となるタービンランナ２３と、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３との間に配設されたステータ２５とを備える流体伝動機構により構成されている。このうち、ポンプインペラ２１は、入力軸１５に接続され、入力軸１５と一体に回転するカバー２８に接続されており、これらの入力軸１５、カバー２８及びポンプインペラ２１は、一体となって回転可能に設けられている。このため、エンジン５のクランク軸６（図１参照）に連結された入力軸１５にエンジン５の動力が伝達された場合には、入力軸１５、カバー２８、ポンプインペラ２１は、エンジン５の回転に伴って回転可能に設けられている。

また、タービンランナ２３は、自動変速機６０の入力軸（図示省略）と一体に回転する出力軸１６に連結されており、ポンプインペラ２１を介して伝達されたエンジン５の動力を自動変速機６０に伝達可能に設けられている。即ち、タービンランナ２３は、出力軸１６から当該タービンランナ２３の回転を伝達することにより、エンジン５から伝達された動力を、トルクコンバータ１０の外部に設けられる自動変速機６０に出力可能に設けられている。また、ステータ２５は、回転をしないケース１１に、ワンウェイクラッチ２６を介して接続されており、このワンウェイクラッチ２６によって、ステータ２５は一方向にのみ回転可能になっている。

このように設けられるポンプインペラ２１とタービンランナ２３とは、入力軸１５及び出力軸１６の軸線方向、即ち、入力軸１５や出力軸１６が回転をする際の回転軸１７の軸線方向において、ポンプインペラ２１が出力軸１６側に配設されており、タービンランナ２３は入力軸１５側に配設されている。また、カバー２８は、タービンランナ２３の周囲を覆いつつ入力軸１５とポンプインペラ２１とを接続している。即ち、タービンランナ２３は、ポンプインペラ２１とカバー２８との間に配設されている。

また、ポンプインペラ２１、タービンランナ２３及びステータ２５の間には、動力を伝達する作動流体であるオイル（図示省略）が循環可能に封入されており、エンジン５から伝達された動力は、このオイルを介して互いに伝達可能に設けられている。つまり、ポンプインペラ２１は、エンジン５からの動力が入力されることにより回転可能に設けられると共に作動流体であるオイルに対して回転時の運動エネルギーを伝達することにより動力を伝達可能なポンプとして設けられている。また、タービンランナ２３は、ポンプインペラ２１で運動エネルギーを伝達するオイルを介して動力が伝達されることにより回転可能に設けられており、さらに、外部に回転を伝達することを介してエンジン５から伝達された動力を出力可能なタービンとして設けられている。

また、ポンプインペラ２１及びタービンランナ２３には、ポンプインペラ２１やタービンランナ２３の回転方向における外周側と内周側とに、これらの間を循環するオイルの流路端２２、２４が共に形成されており、ステータ２５は、これらの流路端２２、２４のうち、内周側の流路端２２、２４同士の間に配設されている。

このように配設されるステータ２５にオイルが流れる際に、ポンプインペラ２１やタービンランナ２３の回転方向におけるステータ２５に対するオイルの流れ方向は、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３との回転状態によって異なっている。このため、ワンウェイクラッチ２６によって一方向にのみ回転可能になっているステータ２５は、オイルの流れ方向、即ち、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３との回転状態によって回転したり停止したりする。つまり、ステータ２５は、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３との回転状態が所定の状態の場合には、回転が停止する。

また、このように回転したり停止したりすることが可能に設けられているステータ２５は、停止している状態においてオイルがタービンランナ２３から流入した際に、このオイルの向きを、ポンプインペラ２１の回転方向側に変えることができるように、オイルの流路が形成されている。

また、トルクコンバータ１０は、共に回転可能なポンプインペラ２１とタービンランナ２３とを断続可能なロックアップ機構３０を備えている。このロックアップ機構３０は、タービンランナ２３と共に回転可能なロックアップクラッチ３１と、ポンプインペラ２１と一体となって回転可能なカバー２８とにより構成される。このうち、ロックアップクラッチ３１は、タービンランナ２３とカバー２８との間に配設されており、トルクコンバータ１０内の油圧を制御することにより、カバー２８と係合したりカバー２８から離間したりする。このため、ロックアップクラッチ３１とカバー２８とが係合した場合には、ロックアップクラッチ３１及びカバー２８を介して、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３とが係合した状態になる。この場合、エンジン５から伝達された動力は、このポンプインペラ２１とタービンランナ２３との係合により、機械的に伝達される。

また、ロックアップクラッチ３１とカバー２８とを離間させた場合には、エンジン５から伝達された動力は、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３とを循環するオイルを介して伝達される。このように、ロックアップクラッチ３１とカバー２８とにより構成されるロックアップ機構３０は、ロックアップクラッチ３１とカバー２８とを係合させたり離間させたりすることにより、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３との間の動力の伝達をオイルによる伝達である流体伝達と、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３とを係合させることにより行う伝達である係合伝達とで切り替え可能に設けられている。

また、出力軸１６と一体に回転可能に設けられているタービンランナ２３は、エンジン１の状態に応じてタービンランナ２３を移動させることによりポンプインペラ２１からタービンランナ２３に動力を伝達する際における伝達容量を変化させる伝達容量調節手段であるタービンランナ移動機構４０を介して出力軸１６に設けられている。このタービンランナ移動機構４０はタービンランナ２３を保持するタービンランナ保持部４１と、このタービンランナ保持部４１に対して、回転軸１７の軸線方向におけるポンプインペラ２１方向の付勢力を付与する付勢手段であるスプリング４２と、内部にスプリング４２を保持可能に設けられた油圧室４５と、油圧室４５内の作動油の量を調節することにより油圧室４５の油圧を制御可能な油圧制御装置５０と、により構成されている。

このうち、スプリング４２は、弾性部材である圧縮ばねにより形成されており、タービンランナ保持部４１に対して回転軸１７の軸線方向におけるポンプインペラ２１方向の付勢力を付与することを介して、タービンランナ２３に、回転軸１７の軸線方向においてタービンランナ２３がポンプインペラ２１に近付く方向の付勢力を付与している。

また、油圧室４５は、タービンランナ保持部４１に対して、回転軸１７の軸線方向においてタービンランナ保持部４１をポンプインペラ２１の方向に移動させる向きの油圧を付与可能な伝達容量大側油圧室４６と、タービンランナ保持部４１に対して、回転軸１７の軸線方向においてタービンランナ保持部４１をポンプインペラ２１から離す方向に移動させる向きの油圧を付与可能な伝達容量小側油圧室４７と、を有している。このうち、伝達容量小側油圧室４７は、油圧室４５においてタービンランナ保持部４１よりもポンプインペラ２１側に位置する部分として形成されており、伝達容量大側油圧室４６は、油圧室４５においてタービンランナ保持部４１に対して伝達容量小側油圧室４７が位置している側の反対側に位置して形成されている。スプリング４２は、この伝達容量大側油圧室４６に設けられており、タービンランナ保持部４１に対して伝達容量小側油圧室４７側への付勢力を付与している。

このように形成される油圧室４５の油圧を制御可能な油圧制御装置５０は、油圧経路５１が伝達容量大側油圧室４６と伝達容量小側油圧室４７との双方に接続されており、伝達容量大側油圧室４６と伝達容量小側油圧室４７との双方の油圧を制御可能に設けられている。

この実施例１に係るトルクコンバータ１０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両１の走行時には、エンジン５を運転させてエンジン５の動力を駆動輪６７に伝達することにより走行する。詳しくは、車両１の走行中は、エンジン５が有するクランク軸６からトルクコンバータ１０の入力軸１５に回転が伝達されることにより、エンジン５で発生した動力が、トルクコンバータ１０の入力軸１５に入力される。このように、トルクコンバータ１０に入力された動力は、トルクコンバータ１０の出力軸１６から自動変速機６０に伝達される。即ち、エンジン５で発生した動力は、トルクコンバータ１０を介して自動変速機６０に伝達される。自動変速機６０に伝達された動力は、回転が自動変速機６０で車両１の走行状態に適した変速比で変速され、自動変速機６０の出力軸６１から差動装置６５に伝達される。この差動装置６５は自動変速機６０から伝達された動力を車両１の進行方向に向かって左右に設けられるドライブシャフト６６に伝達し、さらに、ドライブシャフト６６から駆動輪６７に伝達する。これにより、駆動輪６７は回転し、この回転により車両１は走行する。

また、このように車両１が走行をする場合には、ＥＣＵ７０によってエンジン５やトルクコンバータ１０や自動変速機６０を制御することにより、運転者の要求や車両１の走行状態に適した状態で走行をする。即ち、ＥＣＵ７０は運転者の要求や車両１の走行状態に応じて、エンジン５の回転数やトルクを制御したり、自動変速機６０の変速比を制御したりする。

また、トルクコンバータ１０は、車両１の運転状態によって入力軸１５に入力された動力を出力する際には、車両１の走行時の状態によってトルクコンバータ１０内の伝達の形態が異なっている。トルクコンバータ１０によって動力を伝達する際のトルクコンバータ１０の動作について説明すると、エンジン５の動力が入力軸１５に入力された場合には、まず、入力軸１５が回転し、この入力軸１５と一体となって回転するカバー２８とポンプインペラ２１とが、入力軸１５の回転に伴って回転する。

ポンプインペラ２１が回転をした場合、ポンプインペラ２１は、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３との間で循環可能なオイルに、当該ポンプインペラ２１の回転時の運動エネルギーを伝達する。これによりオイルは流動し、このオイルは、ポンプインペラ２１が回転をすることによる遠心力により、ポンプインペラ２１の外周側の流路端２２から流れ出る。

ポンプインペラ２１の外周側の流路端２２から流れ出たオイルは、この流路端２２の近傍に位置するタービンランナ２３の外周側の流路端２４からタービンランナ２３に流れる。これにより、タービンランナ２３には、オイルに伝達された運動エネルギーが伝達され、タービンランナ２３はこの運動エネルギーによって回転する。このように、オイルの運動エネルギーにより回転するタービンランナ２３は、トルクコンバータ１０の出力軸１６に連結され、出力軸１６と一体に回転可能に設けられている。このため、オイルの運動エネルギーが伝達されることによりタービンランナ２３が回転した場合には、タービンランナ２３の回転に伴って出力軸１６も回転する。この出力軸１６は、自動変速機６０に接続されているため、出力軸１６が回転した場合には、その回転は自動変速機６０に伝達される。これにより、トルクコンバータ１０に入力された動力は、自動変速機６０に伝達される。

このように、タービンランナ２３に運動エネルギーを伝達したオイルは、タービンランナ２３の内周側の流路端２４から流れ出る。このタービンランナ２３の内周側の流路端２４の近傍には、ステータ２５が配設されており、このステータ２５は、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３との内周側の流路端２２、２４同士の間に配設されている。このため、タービンランナ２３の内周側の流路端２４から流れ出たオイルはステータ２５に流れ、さらに、ポンプインペラ２１の内周側の流路端２２から、再びポンプインペラ２１に流れる。これにより、オイルはポンプインペラ２１、タービンランナ２３、ステータ２５の間で循環し、エンジン５の動力は、循環するオイルを介してポンプインペラ２１からタービンランナ２３に伝達される。

また、ステータ２５は、このようにポンプインペラ２１とタービンランナ２３との内周側の流路端２２、２４同士の間で流れるオイルの流路を構成しているが、このステータ２５は、ワンウェイクラッチ２６によって一方向にのみ回転可能になっている。このため、ステータ２５は、オイルの流れ方向、即ち、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３との回転状態によって回転したり停止したりするが、まず、ステータ２５が停止をする場合について説明する。このステータ２５は、ポンプインペラ２１の回転速度がタービンランナ２３の回転速度よりも大きい場合に、ステータ２５は停止する。

このステータ２５はオイルの流路が、タービンランナ２３からオイルが流入した際にオイルの向きをポンプインペラ２１の回転方向側に変えることができるように形成されているため、停止した状態のステータ２５に対してタービンランナ２３からオイルが流入した場合、ステータ２５はオイルの向きを変えて、ポンプインペラ２１に流出する。このオイルの向きは、ポンプインペラ２１の回転方向側の向き、即ち、ポンプインペラ２１の回転方向寄りの向きになっているため、回転時のポンプインペラ２１により運動エネルギーが伝達されるオイルは、回転方向の運動エネルギーがさらに大きくなる。これにより、オイルを介してタービンランナ２３に伝達される動力はさらに大きくなり、トルクが増幅される。

このように、ステータ２５は、ポンプインペラ２１の回転速度がタービンランナ２３の回転速度よりも大きい場合には停止し、オイルの向きをポンプインペラ２１の回転方向側に変えるが、換言すると、ステータ２５は、タービンランナ２３から流れたオイルの向きをポンプインペラ２１の回転方向側に変える場合の力がステータ２５に作用した場合に停止し、このように停止することにより、オイルの向きを変える。

次に、ステータ２５が回転をする場合について説明すると、ステータ２５は、タービンランナ２３の回転速度がポンプインペラ２１の回転速度よりも大きい場合に回転する。つまり、タービンランナ２３の回転速度がポンプインペラ２１の回転速度よりも大きい場合には、ポンプインペラ２１からタービンランナ２３に流れるオイルの向きはポンプインペラ２１の回転速度がタービンランナ２３の回転速度よりも大きい場合とは変わるため、タービンランナ２３からステータ２５に流れるオイルの向きも変わる。このため、ステータ２５は、タービンランナ２３からのオイルにより、タービンランナ２３の回転方向と同じ方向に回転をする。

また、タービンランナ２３の回転速度がポンプインペラ２１の回転速度よりも大きい場合には、トルクの増幅作用は無くなるが、この場合にステータ２５が回転をすることにより、オイルがステータ２５を介してタービンランナ２３からポンプインペラ２１に流れる際における抵抗を低減することができる。

また、ロックアップクラッチ３１とカバー２８とにより構成されるロックアップ機構３０は、運転状態に応じて、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３との間の動力の伝達を流体伝達と係合伝達とで切り替え可能に設けられている。このうち、流体伝達を行う場合には、トルクコンバータ１０内の油圧を制御し、ロックアップクラッチ３１とカバー２８との間の油圧を、ロックアップクラッチ３１とタービンランナ２３との間の油圧以上にする。これにより、ロックアップクラッチ３１はカバー２８から離れ、ロックアップクラッチ３１とカバー２８とは離間する。このように、ロックアップクラッチ３１とカバー２８とを離間させることにより、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３との間の動力の伝達は、上述したようにポンプインペラ２１とタービンランナ２３との間で循環するオイルを介して伝達する。

これに対し、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３との間の動力の伝達を係合伝達で行う場合、即ち、ロックアップを行う場合は、トルクコンバータ１０内の油圧を制御し、ロックアップクラッチ３１とカバー２８との間の油圧を、ロックアップクラッチ３１とタービンランナ２３との間の油圧より低くする。これにより、ロックアップクラッチ３１には油圧差によりカバー２８の方向への力が作用し、ロックアップクラッチ３１はカバー２８に接触して係合する。このように、ロックアップクラッチ３１とカバー２８とを係合させた場合、入力軸１５に入力されたエンジン５の動力は、入力軸１５と一体となって回転をするカバー２８からロックアップクラッチ３１に伝達され、ロックアップクラッチ３１に伝達された動力は、出力軸１６に伝達される。これにより、ロックアップ機構３０でロックアップを行った場合には、エンジン５から伝達された動力は、出力軸１６まで機械的に伝達される。

また、タービンランナ移動機構４０は、エンジン５の運転状態に応じてタービンランナ２３の位置を、所定の範囲内で調節可能に設けられている。詳しくは、タービンランナ移動機構４０は、エンジン５の通常運転時、つまり、車両１の走行を一定速で行っている場合や、加減速が緩やかな場合、または、減速時には、油圧制御装置５０で油圧室４５内の油圧を制御し、伝達容量大側油圧室４６の油圧を、伝達容量小側油圧室４７の油圧以上にする。即ち、ＥＣＵ７０によって、運転者の要求駆動力やエンジン５の運転状態に基づいて通常運転時であるか否かを判定し、エンジン５は通常運転時であると判定した場合には、ＥＣＵ７０は油圧制御装置５０に制御信号を送信する。このＥＣＵ７０からの制御信号を受けた油圧制御装置５０は、伝達容量大側油圧室４６の作動油の量を増加させ、伝達容量小側油圧室４７内の作動油の量を減少させる。

このため、タービンランナ保持部４１には、当該タービンランナ保持部４１に付勢力を付与するスプリング４２の付勢力、及び伝達容量大側油圧室４６の油圧と伝達容量小側油圧室４７の油圧との差により、ポンプインペラ２１の方向への押圧力が付与される。これにより、このタービンランナ保持部４１により保持されるタービンランナ２３は、回転軸１７の軸線方向におけるポンプインペラ２１の方向に移動し、軸線方向におけるタービンランナ２３の移動範囲において、最もポンプインペラ２１に近付いた状態で保持される（図２）。

このように、タービンランナ２３が最もポンプインペラ２１に近付いた状態の場合で、且つ、ロックアップ機構３０がロックアップを行っていない場合には、ポンプインペラ２１から運動エネルギーを伝達されたオイルがタービンランナ２３に流れ、このオイルからタービンランナ２３に運動エネルギーを伝達する際に、タービンランナ２３にはポンプインペラ２１から流れ出たオイルの大部分が流れる。

このため、オイルを介してポンプインペラ２１からタービンランナ２３に伝達される運動エネルギーは、ポンプインペラ２１からオイルに伝達された大部分の運動エネルギーが伝達されるので、エンジン５から入力軸１５に入力された動力は、大部分がタービンランナ２３に伝達される。つまり、タービンランナ２３には、入力軸１５に入力された動力のうち、大部分の動力が伝達可能になっている。従って、タービンランナ２３が当該タービンランナ２３の移動範囲において、最もポンプインペラ２１に近付いた状態でポンプインペラ２１からタービンランナ２３に動力を伝達する際における伝達容量は、ロックアップを行わない状態で当該トルクコンバータ１０により動力を伝達する際における最大の伝達容量になる。

換言すると、タービンランナ移動機構４０は、ポンプインペラ２１からタービンランナ２３に動力を伝達する際の伝達容量を大きくする場合には、タービンランナ２３が回転をする際の回転軸１７の軸線方向においてタービンランナ２３がポンプインペラ２１に近付く方向にタービンランナ２３を移動させる。このように、タービンランナ２３をポンプインペラ２１に近付け、動力の伝達容量を大きくした場合、トルクコンバータ１０に入力された動力は、大部分がタービンランナ２３に伝達され、タービンランナ２３から出力軸１６に伝達されて出力軸１６から自動変速機６０に出力される。

図３は、タービンランナをポンプインペラから離した状態の説明図である。また、タービンランナ移動機構４０は、車両１を急加速させる場合、つまりエンジン５の動力を急激に上昇させる場合には、エンジン５の動力を上昇させる際の過渡時に、油圧制御装置５０で油圧室４５内の油圧を制御し、伝達容量小側油圧室４７の油圧を大きくする。具体的には、油圧室４５の油圧を、伝達容量小側油圧室４７の油圧によりタービンランナ保持部４１に付与する力が、伝達容量大側油圧室４６の油圧とスプリング４２の付勢力とによりタービンランナ保持部４１に付与する力よりも大きくなるように、伝達容量小側油圧室４７の油圧を大きくし、伝達容量大側油圧室４６の油圧を小さくする。即ち、ＥＣＵ７０によって、運転者の要求駆動力やエンジン５の運転状態に基づいて、エンジン５の動力を上昇させる際の過渡時であるか否かを判定し、エンジン５の動力を上昇させる際の過渡時であると判定した場合には、ＥＣＵ７０は油圧制御装置５０に制御信号を送信する。このＥＣＵ７０からの制御信号を受けた油圧制御装置５０は、伝達容量小側油圧室４７の作動油の量を増加させ、伝達容量大側油圧室４６内の作動油の量を減少させる。

このため、タービンランナ保持部４１には、伝達容量小側油圧室４７の油圧と、伝達容量大側油圧室４６の油圧及びタービンランナ保持部４１に付勢力を付与するスプリング４２の付勢力との差により、ポンプインペラ２１から離れる方向への押圧力が付与される。これにより、このタービンランナ保持部４１により保持されるタービンランナ２３は、回転軸１７の軸線方向におけるポンプインペラ２１から離れる方向に移動し、軸線方向におけるタービンランナ２３の移動範囲において、最もポンプインペラ２１から離れた状態で保持される。

このように、タービンランナ２３が最もポンプインペラ２１から離れた状態の場合で、且つ、ロックアップ機構３０がロックアップを行っていない場合には、ポンプインペラ２１から運動エネルギーを伝達されたオイルがタービンランナ２３に流れ、このオイルからタービンランナ２３に運動エネルギーを伝達する際に、タービンランナ２３にはポンプインペラ２１から流れ出たオイルのうち、一部のオイルが流れる。つまり、タービンランナ２３に流れるオイルの量は、タービンランナ２３が最もポンプインペラ２１に近付いた状態の場合よりも減少する。

このため、オイルを介してポンプインペラ２１からタービンランナ２３に伝達される運動エネルギーは、ポンプインペラ２１からオイルに伝達された運動エネルギーのうち、一部の運動エネルギーが伝達されるので、エンジン５から入力軸１５に入力された動力は、一部の動力がタービンランナ２３に伝達される。つまり、タービンランナ２３には、入力軸１５に入力された動力のうち、一部の動力が伝達可能になっている。従って、タービンランナ２３が当該タービンランナ２３の移動範囲において、最もポンプインペラ２１から離れた状態でポンプインペラ２１からタービンランナ２３に動力を伝達する際における伝達容量は、ロックアップを行わない状態で当該トルクコンバータ１０により動力を伝達する際における最小の伝達容量になる。

換言すると、タービンランナ移動機構４０は、ポンプインペラ２１からタービンランナ２３に動力を伝達する際の伝達容量を小さくする場合には、タービンランナ２３が回転をする際の回転軸１７の軸線方向においてタービンランナ２３がポンプインペラ２１から離れる方向にタービンランナ２３を移動させる。このように、タービンランナ移動機構４０でタービンランナ２３をポンプインペラ２１から離し、動力の伝達容量を小さくした場合、トルクコンバータ１０に入力された動力のうち、一部のみがタービンランナ２３に伝達され、タービンランナ２３から出力軸１６に伝達されて出力軸１６から自動変速機６０に出力される。

このように、エンジン５の動力を急激に上昇させる場合においてタービンランナ移動機構４０でタービンランナ２３を移動させることにより動力の伝達容量を小さくした状態でエンジン５を運転し、エンジン５の回転数やターボチャージャの過給圧が所定の回転数や過給圧に到達した場合には、ＥＣＵ７０は、油圧制御装置５０に、動力の伝達容量を大きくさせる制御信号を送信する。ＥＣＵ７０からの制御信号を受けた油圧制御装置５０は、油圧室４５の油圧を制御することにより、タービンランナ２３をポンプインペラ２１に近付けさせ、動力の伝達容量を大きくさせる。

図４は、タービンランナとポンプインペラとの距離に対するエンジンの回転数の変化及び過給圧の変化の説明図である。トルクコンバータ１０で伝達する動力の伝達容量は、このようにタービンランナ２３をポンプインペラ２１から離した場合には、タービンランナ２３をポンプインペラ２１に近付けた場合と比較して伝達容量は小さくなる。また、このようにタービンランナ２３をポンプインペラ２１から離すのは、エンジン５の動力を急激に上昇させる場合であるが、エンジン５の動力を急激に上昇させる際に動力の伝達容量を小さくした場合には、ポンプインペラ２１からタービンランナ２３に伝達される動力が少なくなることにより、ポンプインペラ２１の回転のみが大幅に上昇する。

つまり、ポンプインペラ２１からタービンランナ２３に伝達される動力が少なくなるため、ポンプインペラ２１を回転させる際の抵抗が少なくなり、エンジン５から伝達された動力は大部分がポンプインペラ２１の回転の上昇に使用される。これにより、ポンプインペラ２１の回転のみが大幅に上昇して、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３との間で滑りが発生する。このため、エンジン５の回転数は上昇し易くなり、エンジン５の回転数が上昇することにより、ターボチャージャによる過給圧も上昇し易くなる。従って、エンジン５の動力を急激に上昇させる場合におけるエンジン５の回転数とターボチャージャの過給圧は、タービンランナ２３をポンプインペラ２１に近付けた状態でのエンジン回転数・過給圧ＮＣよりも、タービンランナ２３をポンプインペラ２１から離した状態でのエンジン回転数・過給圧ＴＣの方が、時間の経過に対して急激に上昇する。

以上のトルクコンバータ１０は、タービンランナ移動機構４０によって、エンジン５の状態に応じてタービンランナ２３を移動させることにより、ポンプインペラ２１からタービンランナ２３に動力を伝達する際における伝達容量を変化させている。つまり、タービンランナ２３を移動させた場合には、ポンプインペラ２１からタービンランナ２３にオイルが流れる際の流れ方が変化するため、動力がオイルを介してタービンランナ２３に伝達される際における伝達効率が変化する。このため、オイルを介してポンプインペラ２１からタービンランナ２３に動力を伝達する際の抵抗が大きくなることなく、動力の伝達時における伝達容量が変化する。また、このように動力の伝達容量を変化させる際に、タービンランナ２３を移動させることにより変化させるので、伝達容量を容易に変化させることができる。この結果、動力の伝達時の抵抗が大きくなることを抑制しつつ、容易に動力の伝達容量を変化させることができる。

また、エンジン５が動力を急激に増加させる際における過渡時に伝達容量が小さくなるようにタービンランナ２３を移動させるので、エンジン５を早期に所望の運転状態にすることができる。つまり、エンジン５が動力を急激に増加させる過渡時に伝達容量を小さすることにより、エンジン５の動力でポンプインペラ２１を回転させる場合に必要な動力が少なくなる。このため、ポンプインペラ２１を回転させるために使用する動力が少なくなるため、エンジン５の動力を増加させる際に短時間で増加させることができ、エンジン５の運転状態を、早期に所望の運転状態にすることができる。この結果、エンジン５をより確実に所望の状態で運転させることができる。

また、エンジン５が動力を急激に増加させる過渡時に伝達容量を小さくすることにより、エンジン５にターボチャージャが備えられている場合に、早期にエンジン５の回転数が上昇するため、早期に過給圧を上昇させることができる。この結果、ターボチャージャを備えたエンジン５を搭載する車両１での発進時や加速時の過渡時における応答性の向上を図ることができる。

また、ポンプインペラ２１からタービンランナ２３に動力を伝達する際における伝達容量を小さくする場合には、入力軸１５や出力軸１６が回転をする際の回転軸１７の軸線方向において、タービンランナ２３がポンプインペラ２１から離れる方向にタービンランナ２３を移動させるため、より確実に動力の伝達容量を小さくすることができる。つまり、軸線方向においてタービンランナ２３がポンプインペラ２１から離れる方向にタービンランナ２３を移動させることにより、オイルを介してポンプインペラ２１からタービンランナ２３に動力が伝達する際に、オイルからタービンランナ２３に伝達する動力が少なくなる。このように、ポンプインペラ２１から離れる方向にタービンランナ２３を移動させることにより、オイルからタービンランナ２３に伝達される動力が少なくなるため、オイルを介してタービンランナ２３に伝達される動力の量が少なくなり、動力の伝達容量が小さくなる。この結果、動力の伝達時の抵抗が大きくなることを抑制しつつ、より確実に動力の伝達容量を変化させることができる。

実施例２に係るトルクコンバータ８０は、実施例１に係るトルクコンバータ１０と略同様の構成であるが、タービンランナ８５の移動方向は、回転軸１７と直交する方向になっている点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。図５は、実施例２に係るトルクコンバータの概略図である。図６は、図５のＡ−Ａ方向矢視図である。実施例２に係るトルクコンバータ８０は、実施例１に係るトルクコンバータ１０と同様に、回転可能に設けられると共にエンジン５（図１参照）の動力の入力側となるポンプインペラ２１と、回転可能に設けられると共に自動変速機６０（図１参照）への出力側となるタービンランナ８５と、ポンプインペラ２１とタービンランナ８５との間に配設されたステータ２５とを備える流体伝動機構により構成されている。このうち、ポンプインペラ２１は、入力軸１５及びカバー２８と一体に回転可能に設けられており、ポンプインペラ２１の回転時には、ポンプインペラ２１はオイルに対して運動エネルギーを伝達可能に形成されている。また、タービンランナ８５は、出力軸１６と一体に回転可能に設けられており、ポンプインペラ２１より運動エネルギーが伝達されたオイルから運動エネルギーが伝達されることにより、回転可能に設けられている。

さらに、このトルクコンバータ８０は、ポンプインペラ２１とタービンランナ８５との間の動力の伝達をオイルによる伝達である流体伝達と、ポンプインペラ２１とタービンランナ８５とを係合させることにより行う伝達である係合伝達、即ちロックアップとで切り替え可能なロックアップ機構３０が設けられている。

また、実施例２に係るトルクコンバータ８０が有するタービンランナ８５は、実施例１に係るトルクコンバータ１０が有するタービンランナ２３と異なり、タービンランナ８５が回転をする際の回転軸１７を中心とする周方向において、複数に分割されている（図６）。即ち、タービンランナ８５は、入力軸１５や出力軸１６が回転をする際の回転軸を中心とする周方向において、等間隔で４つに分割されて形成されている。

また、実施例２に係るトルクコンバータ８０が有するタービンランナ移動機構９０は、実施例１に係るトルクコンバータ１０が有するタービンランナ移動機構４０と異なり、タービンランナ８５を、回転軸１７と直交する方向に移動可能に設けられている。このタービンランナ移動機構９０は、タービンランナ８５を保持するタービンランナ保持部９１と、このタービンランナ保持部９１に対して、回転軸１７に向かう方向の付勢力を付与する付勢手段であるスプリング９３と、内部にスプリング９３を保持可能に設けられた油圧室９５と、油圧室９５内の作動油の量を調節することにより油圧室９５の油圧を制御可能な油圧制御装置１００と、により構成されている。

このうち、タービンランナ保持部９１は、４つに分割されたそれぞれのタービンランナ８５に接続されており、タービンランナ８５に接続されている側の端部の反対側に位置する端部に、スプリング９３の付勢力や油圧室９５内の作動油の油圧を受ける押圧力受け部９２を有している。タービンランナ保持部９１に対して付勢力を付与するスプリング９３は、この押圧力受け部９２に対して付勢力を付与することにより、タービンランナ保持部９１への付勢力の付与が可能に設けられており、４つに分割されたそれぞれのタービンランナ８５に接続される各タービンランナ保持部９１に対して、付勢力の付与が可能に設けられている。

また、このように設けられるスプリング９３は、弾性部材である圧縮ばねにより形成されており、タービンランナ保持部９１に対して回転軸１７に向かう方向の付勢力を付与することを介して、タービンランナ８５に、回転軸１７と直交する方向において回転軸１７に向かう方向の付勢力を付与している。即ち、スプリング９３は、タービンランナ８５に、回転軸１７と直交する方向である径方向において、回転軸１７に向かう方向である径方向の内方へ付勢力を付与している。

また、油圧室９５は、４つに分割されたそれぞれのタービンランナ８５に接続されるタービンランナ保持部９１ごとに設けられている。このようにタービンランナ保持部９１ごとに設けられる油圧室９５は、タービンランナ保持部９１が有する押圧力受け部９２に対して、回転軸１７と直交する方向である径方向において径方向の内方に移動させる向きの油圧を付与可能な伝達容量大側油圧室９６と、タービンランナ保持部９１が有する押圧力受け部９２に対して、回転軸１７と直交する方向である径方向において径方向の外方に移動させる向きの油圧、即ち、回転軸１７から離れる方向に移動させる向きの油圧を付与可能な伝達容量小側油圧室９７と、を有している。

このうち、伝達容量小側油圧室９７は、油圧室９５においてタービンランナ保持部９１の押圧力受け部９２よりも径方向における内方側に位置する部分として形成されており、伝達容量大側油圧室９６は、油圧室９５においてタービンランナ保持部９１の押圧力受け部９２に対して伝達容量小側油圧室９７が位置している側の反対側に位置して形成されている。スプリング９３は、この伝達容量大側油圧室９６に設けられており、タービンランナ保持部９１に対して伝達容量小側油圧室９７側への付勢力を付与している。

このように形成される油圧室９５の油圧を制御可能な油圧制御装置１００は、油圧経路１０１が伝達容量大側油圧室９６と伝達容量小側油圧室９７との双方に接続されており、伝達容量大側油圧室９６と伝達容量小側油圧室９７との双方の油圧を制御可能に設けられている。

この実施例２に係るトルクコンバータ８０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両１の走行時にエンジン５に発生した動力は、トルクコンバータ８０の入力軸１５に伝達され、入力軸１５からポンプインペラ２１に伝達される。ポンプインペラ２１は、伝達された動力により回転し、ポンプインペラ２１が回転した際の運動エネルギーは、ポンプインペラ２１とタービンランナ８５とステータ２５との間で循環するオイルに伝達される。オイルに伝達された運動エネルギーは、タービンランナ８５に伝達され、タービンランナ８５は、伝達された運動エネルギーにより回転する。このタービンランナ８５は、出力軸１６と一体に回転可能に設けられているため、タービンランナ８５が回転することにより、出力軸１６も回転する。このように出力軸１６が回転することにより、エンジン５からトルクコンバータ８０に入力された動力は、トルクコンバータ８０を介して自動変速機６０に伝達される。また、ロックアップ機構３０がロックアップを行った場合には、エンジン５から入力軸１５に入力された動力は、出力軸１６まで機械的に伝達される。

また、タービンランナ移動機構９０は、エンジン５の運転状態に応じてタービンランナ８５の位置を、所定の範囲内で調節可能に設けられている。詳しくは、タービンランナ移動機構９０は、エンジン５の通常運転時には、油圧制御装置１００で油圧室９５内の油圧を制御し、伝達容量大側油圧室９６の油圧を、伝達容量小側油圧室９７の油圧以上にする。即ち、ＥＣＵ７０で、エンジン５の運転状態は通常運転時であると判定した場合には、ＥＣＵ７０は油圧制御装置１００に制御信号を送信する。このＥＣＵ７０からの制御信号を受けた油圧制御装置１００は、伝達容量大側油圧室９６の作動油の量を増加させ、伝達容量小側油圧室９７内の作動油の量を減少させる。

このため、タービンランナ保持部９１が有する押圧力受け部９２には、当該タービンランナ保持部９１に付勢力を付与するスプリング９３の付勢力、及び伝達容量大側油圧室９６の油圧と伝達容量小側油圧室９７の油圧との差により、径方向における内方への押圧力が付与される。これにより、押圧力受け部９２を有するタービンランナ保持部９１により保持されるタービンランナ８５は、径方向における内方に移動し、径方向におけるタービンランナ８５の移動範囲において、最も内方に位置する状態、即ち、タービンランナ８５の移動範囲において回転軸１７に最も近付いた状態で保持される（図５）。

このように、タービンランナ８５が径方向において最も内方に位置する状態の場合、タービンランナ８５は、タービンランナ８５の移動範囲において最もポンプインペラ２１に近付いた状態になる。タービンランナ８５がこの状態で保持されている場合で、且つ、ロックアップ機構３０がロックアップを行っていない場合には、ポンプインペラ２１から運動エネルギーを伝達されたオイルがタービンランナ８５に流れ、このオイルからタービンランナ８５に運動エネルギーを伝達する際に、タービンランナ８５にはポンプインペラ２１から流れ出たオイルの大部分が流れる。

このため、オイルを介してポンプインペラ２１からタービンランナ８５に伝達される運動エネルギーは、ポンプインペラ２１からオイルに伝達された大部分の運動エネルギーが伝達されるので、エンジン５から入力軸１５に入力された動力は、大部分がタービンランナ８５に伝達される。つまり、タービンランナ８５には、入力軸１５に入力された動力のうち、大部分の動力が伝達可能になっている。従って、タービンランナ８５が径方向におけるタービンランナ８５の移動範囲において、最も内方に位置する状態でポンプインペラ２１からタービンランナ８５に動力を伝達する際における伝達容量は、ロックアップを行わない状態で当該トルクコンバータ８０により動力を伝達する際における最大の伝達容量になる。

換言すると、タービンランナ移動機構９０は、ポンプインペラ２１からタービンランナ８５に動力を伝達する際の伝達容量を大きくする場合には、回転軸１７と直交する方向においてタービンランナ８５が回転軸１７に近付く方向にタービンランナ８５を移動させる。このように、タービンランナ８５を回転軸１７に近付けることによりタービンランナ８５をポンプインペラ２１に近付け、動力の伝達容量を大きくした場合、トルクコンバータ８０に入力された動力は、大部分がタービンランナ８５に伝達され、タービンランナ８５から出力軸１６に伝達されて出力軸１６から自動変速機６０に出力される。

図７は、タービンランナを回転軸から離した状態の説明図である。図８は、図７のＢ−Ｂ方向矢視図である。また、タービンランナ移動機構９０は、エンジン５の動力を上昇させる際の過渡時に、油圧制御装置１００で油圧室９５内の油圧を制御し、伝達容量小側油圧室９７の油圧を大きくする。このように伝達容量小側油圧室９７の油圧を大きくするのは、４つに分割されたタービンランナ８５のうち、回転軸１７を中心とする径方向において互いに反対側に配設されている２つのタービンランナ８５に対応して設けられた、２つの油圧室９５が有する伝達容量小側油圧室９７の油圧を大きくする。つまり、この２つのタービンランナ８５に接続されたタービンランナ保持部９１に対応して設けられた、２つの油圧室９５が有する伝達容量小側油圧室９７の油圧を大きくする。

具体的には、この２つの油圧室９５の油圧を、伝達容量小側油圧室９７の油圧によりタービンランナ保持部９１に付与する力が、伝達容量大側油圧室９６の油圧とスプリング９３の付勢力とによりタービンランナ保持部９１に付与する力よりも大きくなるように、伝達容量小側油圧室９７の油圧を大きくし、伝達容量大側油圧室９６の油圧を小さくする。即ち、ＥＣＵ７０によって、エンジン５の運転状態は動力を上昇させる際の過渡時であると判定した場合には、ＥＣＵ７０は油圧制御装置１００に制御信号を送信する。このＥＣＵ７０からの制御信号を受けた油圧制御装置１００は、２つの油圧室９５が有する伝達容量小側油圧室９７の作動油の量を増加させ、この油圧室９５が有する伝達容量大側油圧室９６内の作動油の量を減少させる。

このため、タービンランナ保持部９１が有する押圧力受け部９２には、伝達容量小側油圧室９７の油圧と、伝達容量大側油圧室９６の油圧及びタービンランナ保持部９１に付勢力を付与するスプリング９３の付勢力との差により、径方向における外方への押圧力が付与される。これにより、押圧力受け部９２を有するタービンランナ保持部９１により保持される２つのタービンランナ８５は、径方向における外方に移動し、径方向におけるタービンランナ８５の移動範囲において、最も外方に位置する状態、即ち、タービンランナ８５の移動範囲において回転軸１７から最も離れた状態で保持される。

このように、タービンランナ８５が径方向において最も外方に位置する状態の場合、タービンランナ８５は、タービンランナ８５の移動範囲において最もポンプインペラ２１から離れた状態になる。タービンランナ８５がこの状態で保持されている場合で、且つ、ロックアップ機構３０がロックアップを行っていない場合には、ポンプインペラ２１から運動エネルギーを伝達されたオイルがタービンランナ８５に流れ、このオイルからタービンランナ８５に運動エネルギーを伝達する際に、タービンランナ８５にはポンプインペラ２１から流れ出たオイルのうち、一部のオイルが流れる。つまり、タービンランナ８５に流れるオイルの量は、タービンランナ８５が径方向において最も内方に位置し、最もポンプインペラ２１に近付いた状態の場合よりも減少する。

このため、オイルを介してポンプインペラ２１からタービンランナ８５に伝達される運動エネルギーは、ポンプインペラ２１からオイルに伝達された運動エネルギーのうち、一部の運動エネルギーが伝達されるので、エンジン５から入力軸１５に入力された動力は、一部の動力がタービンランナ８５に伝達される。つまり、タービンランナ８５には、入力軸１５に入力された動力のうち、一部の動力が伝達可能になっている。従って、タービンランナ８５が径方向におけるタービンランナ８５の移動範囲において、最も外方に位置する状態でポンプインペラ２１からタービンランナ８５に動力を伝達する際における伝達容量は、ロックアップを行わない状態で当該トルクコンバータ８０により動力を伝達する際における最小の伝達容量になる。

換言すると、タービンランナ移動機構９０は、ポンプインペラ２１からタービンランナ８５に動力を伝達する際の伝達容量を小さくする場合には、複数に分割されたタービンランナ８５の少なくとも一部を、回転軸１７と直交する方向において回転軸１７から離れる方向にタービンランナ８５を移動させる。このように、タービンランナ移動機構９０でタービンランナ８５の少なくとも一部をポンプインペラ２１から離し、動力の伝達容量を小さくした場合、トルクコンバータ８０に入力された動力のうち、一部のみがタービンランナ８５に伝達され、タービンランナ８５から出力軸１６に伝達されて出力軸１６から自動変速機６０に出力される。

このように、エンジン５の動力を急激に上昇させる場合においてタービンランナ移動機構９０でタービンランナ８５を移動させることにより動力の伝達容量を小さくした状態でエンジン５を運転し、エンジン５の回転数やターボチャージャの過給圧が所定の回転数や過給圧に到達した場合には、ＥＣＵ７０は、油圧制御装置１００に、動力の伝達容量を大きくさせる制御信号を送信する。ＥＣＵ７０からの制御信号を受けた油圧制御装置１００は、油圧室９５の油圧を制御することにより、分割されたタービンランナ８５のうち径方向におけるタービンランナ８５の移動範囲において、最も外方に位置している状態のタービンランナ８５を径方向における内方に移動させることにより、当該タービンランナ８５をポンプインペラ２１に近付けさせ、ポンプインペラ２１からタービンランナ８５への動力の伝達容量を大きくさせる。

以上のトルクコンバータ８０は、タービンランナ８５を、回転軸１７を中心とする周方向において複数に分割し、ポンプインペラ２１からタービンランナ８５に動力を伝達する際における伝達容量を小さくする場合には、複数に分割されたタービンランナ８５の少なくとも一部を回転軸１７と直交する方向において回転軸１７から離れる方向に移動させる。このため、より確実に動力の伝達容量を小さくすることができる。つまり、複数に分割されたタービンランナ８５の少なくとも一部を回転軸１７から離れる方向に移動させることにより、オイルを介してポンプインペラ２１からタービンランナ８５に動力が伝達する際に、オイルからタービンランナ８５に伝達する動力が少なくなる。このように、回転軸１７と直交する方向において回転軸１７から離れる方向にタービンランナ８５を移動させることにより、オイルからタービンランナ８５に伝達される動力が少なくなるため、オイルを介してタービンランナ８５に伝達される動力の量が少なくなり、動力の伝達容量が小さくなる。この結果、動力の伝達時の抵抗が大きくなることを抑制しつつ、より確実に動力の伝達容量を変化させることができる。

なお、上述したトルクコンバータ１０、８０は、ポンプインペラ２１からタービンランナ２３、８５に動力を伝達する際の伝達容量を小さくするためにタービンランナ２３、８５をポンプインペラ２１から離すのは、エンジン５の動力を急激に上昇させる場合の過渡時であるが、動力を伝達する際の伝達容量を小さくするのは、エンジン５の動力を上昇させる場合の過渡時以外でもよい。例えば、エンジン５がアイドル運転している場合に、タービンランナ移動機構４０、９０によってタービンランナ２３、８５を移動させることによりタービンランナ２３、８５をポンプインペラ２１から離し、ポンプインペラ２１からタービンランナ２３、８５に動力を伝達する際の伝達容量を小さくしてもよい。ポンプインペラ２１からタービンランナ２３、８５に動力を伝達する際の伝達容量が大きい場合には、エンジン５の動力が伝達されるトルクコンバータ１０、８０によるエンジン５に対する負荷も大きくなるが、このようにエンジン５がアイドル運転している最中に動力の伝達容量を小さくすることにより、トルクコンバータ１０、８０によるエンジン５に対する負荷の低減を図ることができる。この結果、燃費の向上を図ることができる。

また、上述したトルクコンバータ１０、８０は、ターボチャージャが備えられるエンジン５に接続されているが、トルクコンバータ１０、８０が接続されるエンジン５は、ターボチャージャが備えられるエンジン５以外の動力源でもよい。エンジン５などの動力源は、運転時の回転数により出力が変化する場合が多いので、トルクコンバータ１０、８０が接続される動力源が、回転数が高い領域で出力が大きくなる動力源である場合には、動力を急激に上昇させる際の過渡時にポンプインペラ２１とタービンランナ２３、８５との間の動力の伝達容量を小さくすることにより、運転時の回転数を早期に上昇させることができる。つまり、動力源の動力を急激に上昇させる際の過渡時にポンプインペラ２１とタービンランナ２３、８５との間の動力の伝達容量を小さくし、ポンプインペラ２１とタービンランナ２３、８５との間で滑りを発生させることにより、トルクコンバータ１０、８０による動力源に対する負荷を小さくすることができる。このため、動力源の回転数は早期に上昇するので、動力を急激に上昇させる際に、動力源の回転数を、早期に出力が大きくなる回転数にすることができ、早期に高い出力を得ることができる。この結果、動力源を搭載する車両１での発進時や加速時の過渡時における応答性の向上を図ることができる。

また、実施例２に係るトルクコンバータ８０では、タービンランナ８５は４分割されているが、タービンランナ８５は４つ以外の数で分割されていてもよい。また、動力の伝達容量を小さくする場合に、タービンランナ移動機構９０によってタービンランナ８５を径方向におけるタービンランナ８５の移動範囲において、最も外方に位置する状態に移動させるのは、回転軸１７を中心とする径方向において互いに反対側に配設されている２つのタービンランナ８５であるが、移動させるタービンランナ８５は、このタービンランナ８５以外でもよい。タービンランナ８５は、回転軸１７を中心とする周方向において、複数に分割されていればよく、また、動力の伝達容量を小さくする場合には、複数に分割されたタービンランナ８５の少なくとも一部を、回転軸１７と直交する方向において回転軸１７から離れる方向に移動させることができるように設けられていればよい。タービンランナ８５の分割の数や、移動させるタービンランナ８５は、実施例２以外の形態でもよい。その際に、移動させるタービンランナ８５は、タービンランナ８５の回転時にバランスが取れ、安定して回転することができるタービンランナ８５を移動させるのが好ましい。

以上のように、本発明に係るトルクコンバータは、動力の伝達容量を変化させる場合に有用であり、特に、過給機を備えたエンジンの動力を伝達するトルクコンバータに適している。

実施例１に係るトルクコンバータを備えた車両の駆動系の概略図である。 図１に示すトルクコンバータの詳細図である。 タービンランナをポンプインペラから離した状態の説明図である。 タービンランナとポンプインペラとの距離に対するエンジンの回転数の変化及び過給圧の変化の説明図である。 実施例２に係るトルクコンバータの概略図である。 図５のＡ−Ａ方向矢視図である。 タービンランナを回転軸から離した状態の説明図である。 図７のＢ−Ｂ方向矢視図である。

符号の説明

１ 車両
５ エンジン
１０、８０ トルクコンバータ
１５ 入力軸
１６ 出力軸
１７ 回転軸
２１ ポンプインペラ
２３、８５ タービンランナ
２５ ステータ
２８ カバー
３０ ロックアップ機構
３１ ロックアップクラッチ
４０、９０ タービンランナ移動機構
４１、９１ タービンランナ保持部
４２、９３ スプリング
４５、９５ 油圧室
４６、９６ 伝達容量大側油圧室
４７、９７ 伝達容量小側油圧室
５０、１００ 油圧制御装置
５１、１０１ 油圧経路
６０ 自動変速機
６５ 差動装置
６７ 駆動輪
７０ ＥＣＵ
９２ 押圧力受け部

Claims (4)

1. 動力源からの動力が入力されることにより回転可能に設けられると共に作動流体に対して回転時の運動エネルギーを伝達することにより前記動力を伝達可能なポンプと、
   前記作動流体を介して前記動力が伝達されることにより回転可能に設けられ、且つ、外部に回転を伝達することを介して前記動力源から伝達された前記動力を出力可能なタービンと、
   前記動力源の状態に応じて前記タービンを移動させることにより前記ポンプから前記タービンに前記動力を伝達する際における伝達容量を変化させる伝達容量調節手段と、
   を備えることを特徴とするトルクコンバータ。
2. 前記伝達容量調節手段は、少なくとも前記動力源が前記動力を急激に増加させる際における過渡時に前記伝達容量が小さくなるように前記タービンを移動させることを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータ。
3. 前記伝達容量調節手段は、前記伝達容量を小さくする場合には、前記タービンが回転をする際の回転軸の軸線方向において前記タービンが前記ポンプから離れる方向に前記タービンを移動させることを特徴とする請求項１または２に記載のトルクコンバータ。
4. 前記タービンは、回転をする際の回転軸を中心とする周方向において複数に分割されており、
   前記伝達容量調節手段は、前記伝達容量を小さくする場合には、前記複数に分割されたタービンの少なくとも一部を前記回転軸と直交する方向において前記回転軸から離れる方向に移動させることを特徴とする請求項１または２に記載のトルクコンバータ。

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