JP2018115745A - Torque converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トルクコンバータに関するものである。 The present invention relates to a torque converter.
トルクコンバータは、フロントカバー、インペラ、タービン、及びピストンを有している(特許文献1参照)。フロントカバーに入力されたトルクは、インペラからタービンへと伝達される。また、ピストンを作動させることによって、フロントカバーに入力されたトルクをインペラ及びタービンを介さずに出力することができる。 The torque converter has a front cover, an impeller, a turbine, and a piston (see Patent Document 1). Torque input to the front cover is transmitted from the impeller to the turbine. Further, by operating the piston, the torque input to the front cover can be output without passing through the impeller and the turbine.
フロントカバーに入力されるトルクの変動を減衰させることが好ましい。そこで、本発明の課題は、トルク変動を減衰させることのできるトルクコンバータを提供することにある。 It is preferable to attenuate the fluctuation of the torque input to the front cover. Accordingly, an object of the present invention is to provide a torque converter capable of attenuating torque fluctuations.
本発明のある側面に係るトルクコンバータは、フロントカバーと、インペラと、タービンと、ピストンと、を備えている。インペラは、フロントカバーに固定される。タービンは、インペラと対向する。ピストンは、フロントカバーとタービンとの間に配置される。ピストンは、複数の第1収容室、及び各第1収容室内に収容された流動体を有する。各第1収容室は、周方向に配列されている。 A torque converter according to an aspect of the present invention includes a front cover, an impeller, a turbine, and a piston. The impeller is fixed to the front cover. The turbine faces the impeller. The piston is disposed between the front cover and the turbine. The piston has a plurality of first accommodation chambers and a fluid accommodated in each first accommodation chamber. Each first storage chamber is arranged in the circumferential direction.
この構成によれば、フロントカバーに入力されたトルクを、ピストンを介して出力する際において、ピストンにトルク変動も入力される。このトルク変動に対してピストンの第1収容室内に収容された流動体が振動するため、そのトルク変動を減衰させることができる。なお、本発明において、流動体とは、液体及び気体のみならず、固体粒子も含む概念である。 According to this configuration, when the torque input to the front cover is output via the piston, torque fluctuation is also input to the piston. Since the fluid accommodated in the first accommodation chamber of the piston vibrates with respect to the torque fluctuation, the torque fluctuation can be attenuated. In the present invention, the fluid is a concept including not only liquid and gas but also solid particles.
好ましくは、複数の第1収容室は、複数の外側第1収容室と、複数の外側第1収容室の径方向内側に配置される複数の内側第1収容室と、を有する。この構成によれば、外側第1収容室と、内側第1収容室とで、互いに異なる周波数のトルク変動を減衰させることができる。 Preferably, the plurality of first storage chambers include a plurality of outer first storage chambers and a plurality of inner first storage chambers arranged radially inward of the plurality of outer first storage chambers. According to this configuration, it is possible to attenuate torque fluctuations having different frequencies between the outer first storage chamber and the inner first storage chamber.
好ましくは、フロントカバーは、周方向に配列された複数の第2収容室と、第2収容室内に収容された流動体を有する。この構成によれば、フロントカバーによっても、トルク変動を減衰させることができる。 Preferably, the front cover includes a plurality of second storage chambers arranged in the circumferential direction and a fluid stored in the second storage chamber. According to this configuration, torque fluctuation can be attenuated also by the front cover.
好ましくは、複数の第2収容室は、外側第2収容室と、径方向において外側第2収容室の内側に配置される内側第2収容室と、を有する。この構成によれば、外側第2収容室と、内側第2収容室とで、互いに異なる周波数のトルク変動を減衰させることができる。 Preferably, the plurality of second storage chambers include an outer second storage chamber and an inner second storage chamber disposed inside the outer second storage chamber in the radial direction. According to this configuration, it is possible to attenuate torque fluctuations having different frequencies between the outer second storage chamber and the inner second storage chamber.
好ましくは、トルクコンバータは、ピストンとフロントカバーとを弾性的に接続する弾性部材をさらに備える。 Preferably, the torque converter further includes an elastic member that elastically connects the piston and the front cover.
好ましくは、第1又は第2収容室に収容された流動体は、固体粒子及び液体である。この構成によれば、第1又は第2収容室には、空気が入っていないため、第1又は第2収容室から流動体がトルクコンバータ内に漏出した場合であっても、トルクコンバータ内に空気が混入することを防止できる。 Preferably, the fluid stored in the first or second storage chamber is a solid particle and a liquid. According to this configuration, since air does not enter the first or second storage chamber, even if the fluid leaks into the torque converter from the first or second storage chamber, Air can be prevented from entering.
好ましくは、第1又は第2収容室に収容された流動体は、固体粒子及び空気である。 Preferably, the fluid stored in the first or second storage chamber is solid particles and air.
好ましくは、第1又は第2収容室に収容された流動体は、固体粒子、液体、及び空気である。 Preferably, the fluid stored in the first or second storage chamber is solid particles, liquid, and air.
好ましくは、固体粒子は、液体よりも比重が大きい。このように比重の大きい固体粒子を流動体として用いることで、より小さな第1又は第2収容室内に収容された流動体であっても、トルク変動を十分に減衰させることができる。 Preferably, the solid particles have a specific gravity greater than that of the liquid. By using solid particles having a large specific gravity as a fluid as described above, torque fluctuation can be sufficiently attenuated even in a fluid accommodated in a smaller first or second accommodation chamber.
好ましくは、第1又は第2収容室に収容された流動体は、温度以外の要因によって変化する粘度を有する。この構成によれば、第1又は第2収容室内の流動体の粘度を制御することによって、より適切にトルク変動を減衰させることができる。 Preferably, the fluid stored in the first or second storage chamber has a viscosity that varies depending on factors other than temperature. According to this configuration, the torque fluctuation can be attenuated more appropriately by controlling the viscosity of the fluid in the first or second storage chamber.
好ましくは、トルクコンバータは、第1又は第2収容室内に磁場を発生させる磁石をさらに備える。この構成によれば、例えば、第1又は第2収容室内に収容された流動体として磁性流体が採用されている場合、磁石によって磁性流体の見かけ上の粘度を制御することができる。この結果、より適切にトルク変動を減衰させることができる。 Preferably, the torque converter further includes a magnet that generates a magnetic field in the first or second storage chamber. According to this configuration, for example, when the magnetic fluid is adopted as the fluid accommodated in the first or second accommodation chamber, the apparent viscosity of the magnetic fluid can be controlled by the magnet. As a result, torque fluctuation can be attenuated more appropriately.
本発明に係るトルクコンバータによれば、トルク変動を減衰させることができる。 The torque converter according to the present invention can attenuate torque fluctuation.
以下、本発明に係るトルクコンバータの実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、トルクコンバータの断面図である。以下の説明において、「軸方向」とは、トルクコンバータ100の回転軸Oが延びる方向を意味する。また、径方向とは、回転軸Oを中心とした円の径方向を意味する。また、周方向とは、回転軸Oを中心とした円の周方向を意味する。具体的には、軸方向は、図1の左右方向を示す。なお、図示していないが、図1の左側にはエンジンが配置されており、図1の右側にはトランスミッションが配置されている。
Hereinafter, embodiments of a torque converter according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a torque converter. In the following description, “axial direction” means a direction in which the rotation axis O of the
図1に示すように、トルクコンバータ100は、回転軸Oを中心に回転可能である。トルクコンバータ100は、フロントカバー1、インペラ2、タービン3、ピストン4、及び弾性部材5を備えている。また、トルクコンバータ100は、ステータ6、及び出力ハブ7などをさらに備えている。
As shown in FIG. 1, the
[フロントカバー]
フロントカバー1は、エンジンからのトルクが入力される。フロントカバー1は、円板部11と、筒状の円筒部12とを有している。円筒部12は、円板部11の外周端部からインペラ2側へ軸方向に延びている。
[front cover]
The
また、フロントカバー1は、弾性部材5を支持する支持部13と、弾性部材5と係合する複数の係合部14と、を有している。支持部13は、円板部11から軸方向においてピストン4側に突出している。支持部13は、周方向に延びている。詳細には、支持部13は、径方向において、弾性部材5を挟むように周方向に延びている。すなわち、支持部13は、弾性部材5に対して径方向の外側及び内側で周方向に延びている。
Further, the
各係合部14は、弾性部材5と係合している。詳細には、各係合部14は、周方向において弾性部材5の端面と当接している。各係合部14は、周方向において互いに間隔をあけて配置されている。
Each
[インペラ]
インペラ2は、フロントカバー1に固定されている。インペラ2は、インペラシェル21と、複数のインペラブレード22と、インペラコア23を有する。インペラシェル21は、フロントカバー1に固定されている。例えば、インペラシェル21は、フロントカバー1に溶接されている。
[Impeller]
The
インペラシェル21の外周端部が円筒部12に固定されている。例えば、インペラシェル21とフロントカバー1とは、互いに溶接されている。
An outer peripheral end portion of the
インペラブレード22は、インペラシェル21に取り付けられている。詳細には、インペラブレード22は、インペラシェル21の内側面に固定されている。
The
インペラコア23は、環状に形成されている。インペラコア23は、各インペラブレード22のタービン3側の端部を支持している。
The
[タービン]
タービン3は、インペラ2に対向して配置されている。タービン3は、タービンシェル31、複数のタービンブレード32、及びタービンコア33を有している。タービンシェル31は、出力ハブ7にリベット101によって固定されている。なお、タービンシェル31は、リベット101ではなく、溶接によって出力ハブ7に固定されていてもよい。
[Turbine]
The
タービンシェル31の外周端部311は、周方向に延びる環状である。また、外周端部311は、径方向に延びている。すなわち、外周端部311は、実質的に、軸方向と垂直に延びている。
The outer
タービンブレード32は、タービンシェル31に取り付けられている。詳細には、タービンブレード32は、タービンシェル31の内側面にろう付けによって固定されている。
The
タービンコア33は、環状に形成されている。タービンコア33は、各タービンブレード32のインペラ2側の端部を支持している。
The
[ステータ]
ステータ6は、タービン3からインペラ2へと戻る作動油を整流するように構成されている。ステータ6は、回転軸O周りに回転可能である。詳細には、ステータ6は、固定シャフト(図示省略)に、ワンウェイクラッチ64を介して支持されている。このステータ6は、インペラ2とタービン3との間に配置される。ステータ6は円板状のステータキャリア61と、その外周面に取り付けられる複数のステータブレード62と、各ステータブレード62の外周端部に取り付けられるステータコア63とを有している。
[Stator]
The
[ピストン]
ピストン4は、フロントカバー1とタービン3との間に配置されている。ピストン4は、出力ハブ7上を軸方向に摺動する。また、ピストン4は、出力ハブ7に対して相対回転可能である。
[piston]
The
ピストン4は、ピストンプレート41と、摩擦材42とを有している。ピストンプレート41は、略円板状のプレートである。ピストンプレート41の中心部に開口部が形成されている。
The
ピストンプレート41の外周端部411には、摩擦材42が取り付けられている。摩擦材42は、環状に延びている。外周端部411は、摩擦材42を介してタービンシェル31の外周端部311と対向している。ピストン4がタービン3側へ移動すると、ピストン4は、タービン3と係合する。すなわち、ピストン4が、摩擦材42によって、タービン3と摩擦係合する。この結果、ピストン4とタービン3とが一体的に回転する。また、ピストン4がフロントカバー1側に移動すると、ピストン4とタービン3との係合が解除される。
A
図2に示すように、ピストン4は、複数の第1収容室43と、各第1収容室43内に収容された流動体44と、を有している。各第1収容室43は、周方向に配列されている。複数の第1収容室43は、複数の外側第1収容室431と、複数の内側第1収容室432とから構成されている。外側第1収容室431、及び内側第1収容室432は、密閉されている。このため、外側第1収容室431及び内側第1収容室432に収容された流動体44は、外部へと漏出することはない。
As shown in FIG. 2, the
外側第1収容室431は、内側第1収容室432の径方向外側に配置されている。各外側第1収容室431は、周方向に配列されている。なお、本実施形態では、ピストン4は、4つの外側第1収容室431を有しているが、この外側第1収容室431の数はこれに限定されない。
The outer
流動体44は、外側第1収容室431内に収容されている。流動体44は、例えば、金属粒子441及び液体442である。金属粒子441の比重は、液体442の比重よりも大きい。このため、ピストン4が回転すると、金属粒子441は、液体442よりも径方向外側に移動する。金属粒子441とは、例えば、鉄、チタン、及び銅からなる群より選ばれる少なくともいずれかの粒子である。また、液体442は、例えば、オイル、アルコール、及び水からなる群より選ばれる少なくともいずれかである。外側第1収容室431内は、金属粒子と液体とによって占められており、実質的に空気は入っていない。なお、多少の空気が外側第1収容室431内に混入していてもよい。
The fluid 44 is accommodated in the outer
内側第1収容室432は、外側第1収容室431の径方向内側に配置されている。各内側第1収容室432は、周方向に配列されている。なお、本実施形態では、ピストン4は、4つの内側第1収容室432を有しているが、この内側第1収容室432の数はこれに限定されない。
The inner
流動体44は、内側第1収容室432内にも同様に収容されている。なお、内側第1収容室432に収容される流動体44は、基本的に外側第1収容室431に収容される流動体44と同じであるため、詳細な説明を省略する。
The fluid 44 is similarly accommodated in the inner
図1に示すように、ピストン4は、ボス部45をさらに有している。ボス部45は、ピストンプレート41の内周端部から軸方向に延びている。詳細には、ボス部45は、フロントカバー1に向かって軸方向に延びている。このボス部45の内周面が、出力ハブ7の外周面と接触する。ボス部45と出力ハブ7との間はシールされている。詳細には、出力ハブ7の外周面に環状溝が形成されており、この環状溝内にOリング102が収容されている。このOリング102によって、ピストン4と出力ハブ7との間が密閉されている。
As shown in FIG. 1, the
ピストン4は、オリフィス孔46をさらに有している。オリフィス孔46は、ピストンプレート41を貫通するように形成されている。オリフィス孔46は、トーラスよりも径方向内側に配置されている。なお、トーラスは、インペラコア23、タービンコア33、及びステータコア63によって囲まれる環状の空間である。
The
[ドリブンプレート]
ドリブンプレート8は、ピストン4に取り付けられている。ドリブンプレート8は、ピストンプレート41から弾性部材5へと延びており、弾性部材5と係合している。詳細には、各ドリブンプレート8は、周方向において、各弾性部材5の端面と接触している。各ドリブンプレート8は、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。
[Driven plate]
The driven
[弾性部材]
弾性部材5は、フロントカバー1とピストン4とを弾性的に接続する。弾性部材5は、例えば、コイルスプリングである。トルクコンバータ100は、複数の弾性部材5を備えており、各弾性部材5は、周方向において互いに間隔をあけて配置されている。
[Elastic member]
The
[トルクコンバータの動作]
次に、トルクコンバータ100のロックアップ時の動作について説明する。まず、ロックアップされていない状態においては、ピストン4の摩擦材42は、タービン3の外周端部311に係合していない。すなわち、ピストン4の摩擦材42とタービン3の外周端部311とは摩擦係合しておらず、ピストン4とタービン3とは相対回転可能である。
[Torque converter operation]
Next, the operation at the time of lock-up of the
トルクコンバータ100においてロックアップさせるとき、フロントカバー1とピストン4との間の第1空間S1に作動油を供給する。これによって、ピストン4は、タービン3側へ移動する。この結果、ピストン4の摩擦材42がタービン3の外周端部311と摩擦係合し、フロントカバー1、ピストン4、タービン3、及び出力ハブ7が一体的に回転する。すなわち、フロントカバー1からのトルクは、作動油を介することなく、出力ハブ7に伝達される。なお、このようにロックアップされた状態において、第1空間S1内の作動油は、ピストン4のオリフィス孔46を介して、第1空間S1内の作動油の油圧が低下しない程度に、ピストン4とタービン3との間の第2空間S2へと流れることができる。これによって、トルクコンバータ100内の作動油を潤滑させてトルクコンバータ100の高温化を抑制できる。
When the
トルクコンバータ100のロックアップを解除するときは、第2空間S2に作動油を供給して、第2空間S2内の作動油の油圧を上昇させる。すると、ピストン4はタービン3から離れる方向に移動し、この結果、ピストン4の摩擦材42とタービン3の外周端部311との摩擦係合が解除される。この結果、フロントカバー1からのトルクは、インペラ2及び作動油を介して、タービン3に伝達されてから、出力ハブ7へと伝達される。
When releasing the lock-up of the
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
[Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.
変形例1
図3に示すように、フロントカバー1は、複数の第2収容室15と、各第2収容室15に収容された流動体16と、を有していてもよい。各第2収容室15は、周方向において配列されている。なお、図4に示すように、複数の第2収容室15は、複数の外側第2収容室151と、複数の内側第2収容室152とを有していてもよい。各外側第2収容室151は、周方向に配列されている。また、各内側第2収容室152は、外側第2収容室151よりも径方向内側において、周方向に配置されている。各第2収容室15に収容される流動体16の構成は、各第1収容室43に収容される流動体44と基本的に同じであるため、詳細な説明を省略する。
As shown in FIG. 3, the
変形例2
上記実施形態では、ピストン4の外側第1収容室431の数と内側第1収容室432の数とは互いに同じであったが、この数は互いに異なっていてもよい。例えば、外側第1収容室431の数を、内側第1収容室432の数よりも多くしたり少なくしたりすることができる。これによれば、複数の異なるトルク変動を減衰することができる。また、各外側第1収容室431の形状や大きさは、互いに異なっていてもよい。同様に、内側第1収容室432の形状や大きさも、互いに異なっていてもよい。これによれば、異なるトルク変動に対応することができる。
In the above embodiment, the number of the outer
変形例3
上記実施形態では、外側第1収容室431に収容する流動体44と、内側第1収容室432に収容する流動体44とを互いに同じものとしたが、互いに異なっていてもよい。
In the above embodiment, the fluid 44 accommodated in the outer first
変形例4
上記実施形態では、第1収容室43に収容する流動体44は、金属粒子441と液体442とから構成されていたが、流動体44の構成はこれに限定されない。例えば、金属粒子441の代わりに、金属以外の固体粒子を用いてもよい。また、流動体44は、固体粒子と空気とから構成されていてもよいし、液体と空気とから構成されていてもよいし、比重の異なる2種類の液体から構成されていてもよいし、比重の異なる2種類の固体粒子から構成されていてもよい。
In the above embodiment, the fluid 44 accommodated in the
変形例5
トルクコンバータ100は、磁石9をさらに備えていてもよい。磁石9は、永久磁石であってもよいし、電磁磁石であってもよい。磁石9は、第1収容室43内に磁場を発生させるように構成されている。これによれば、第1収容室43内に金属粒子が収容されている場合に、その金属粒子の挙動を制御することができる。また、第1収容室43内に収容される流動体44として、磁性流体を用いてもよい。この構成によれば、磁石9によって、第1収容室43内に収容される流動体44である磁性流体の挙動を制御することができる。すなわち、磁石9によって、流動体44の見かけ上の粘度を変化させることができる。
The
なお、磁石9は、ピストン4に取り付けられていてもよいし、フロントカバー1などの他の部材に取り付けられていてもよい。なお、変形例1のようにフロントカバー1が第2収容室15を有している場合、第2収容室15内に磁場を発生させるように別の磁石を設置してもよい。もしくは、磁石9によって、第1収容室43及び第2収容室15の両方に磁場を発生させてもよい。
The
変形例6
第1収容室43内に収容される流動体44は、温度以外の要因によって変化する粘度(見かけ上の粘度を含む)を有していてもよい。例えば、第1収容室43内に収容される流動体44として、磁性流体、又はせん断速度依存流体などを用いることができる。これらの流動体44は、温度以外の要因、例えば、磁力、又はせん断速度によって変化する粘度を有する。
The fluid 44 stored in the
1 フロントカバー
2 インペラ
3 タービン
4 ピストン
43 第1収容室
431 外側第1収容室
432 内側第1収容室
44 流動体
5 弾性部材
9 磁石
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記フロントカバーに固定されるインペラと、
前記インペラと対向するタービンと、
周方向に配列された複数の第1収容室、及び前記各第1収容室内に収容された流動体、を有し、前記フロントカバーと前記タービンとの間に配置されるピストンと、
を備える、トルクコンバータ。
A front cover;
An impeller fixed to the front cover;
A turbine facing the impeller;
A plurality of first storage chambers arranged in a circumferential direction and a fluid stored in each of the first storage chambers, and a piston disposed between the front cover and the turbine;
A torque converter.
請求項1に記載のトルクコンバータ。
The plurality of first storage chambers include a plurality of outer first storage chambers and a plurality of inner first storage chambers arranged radially inside the plurality of outer first storage chambers.
The torque converter according to claim 1.
請求項1に記載のトルクコンバータ。
The front cover includes a plurality of second storage chambers arranged in a circumferential direction and a fluid stored in the second storage chamber.
The torque converter according to claim 1.
請求項3に記載のトルクコンバータ。
The plurality of second storage chambers include an outer second storage chamber and an inner second storage chamber disposed inside the outer second storage chamber in the radial direction.
The torque converter according to claim 3.
請求項1から4のいずれかに記載のトルクコンバータ。
An elastic member that elastically connects the piston and the front cover;
The torque converter in any one of Claim 1 to 4.
請求項1から5のいずれかに記載のトルクコンバータ。
The fluid stored in the first storage chamber is solid particles and liquid,
The torque converter according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から5のいずれかに記載のトルクコンバータ。
The fluid stored in the first storage chamber is solid particles and air.
The torque converter according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から5のいずれかに記載のトルクコンバータ。
The fluid stored in the first storage chamber is solid particles, liquid, and air.
The torque converter according to any one of claims 1 to 5.
請求項6から8のいずれかに記載のトルクコンバータ。
The solid particles have a higher specific gravity than the liquid,
The torque converter according to any one of claims 6 to 8.
請求項1から9のいずれかに記載のトルクコンバータ。
The fluid stored in the first storage chamber has a viscosity that varies depending on factors other than temperature.
The torque converter in any one of Claim 1 to 9.
請求項1から10のいずれかに記載のトルクコンバータ。 A magnet for generating a magnetic field in the first storage chamber;
The torque converter in any one of Claim 1 to 10.
Priority Applications (1)
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JP2017008613A JP2018115745A (en) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | Torque converter |
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2017
- 2017-01-20 JP JP2017008613A patent/JP2018115745A/en active Pending
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