專利名稱：變矩器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及變矩器。
背景技術：
在汽車等車輛中，在發(fā)動機的曲軸與變速器的輸入軸之間設有進行扭矩的傳遞的 變矩器。在專利文獻l中公開有這樣的變矩器的一例。 變矩器包括泵輪、渦輪和導輪。當輸入有扭矩時，泵輪圍繞軸旋轉。渦輪可旋轉地 配置于與泵輪同軸且與該泵輪相對的位置上。導輪設在泵輪和渦輪之間，并具有導輪葉片。 通過在由泵輪、渦輪以及導輪形成的圓面旋轉體(流體工作室)的內部存在的流體，在泵輪 與渦輪之間進行扭矩的傳遞。上述導輪葉片調整上述流體的從渦輪向泵輪的流動。
作為表示變矩器的性能的參數而使用變矩比。變矩比是作用于渦輪上的扭矩(輸 出扭矩)與向泵輪輸入的扭矩(輸入扭矩)之比。該變矩比越大，變矩器的性能就越高。
作為表示變矩器的性能的另一參數而使用容積系數。當將變矩器的輸入扭矩(發(fā) 動機的輸出扭矩)設為"Te"，將泵輪的轉速(輸入轉速)設為"NE"時，在表示所述輸入扭 矩Te及輸入轉速NE的關系的"Te = C NE2"式中，通過"C"表示的即是容積系數。
從上述式可知，在輸入扭矩Te —定的條件的基礎上，容積系數C越小，輸入轉速NE 上升越快，容積系數C越大，輸入轉速NE上升變得越慢。換言之，要將輸入轉速NE保持預 定的值時，如容積系數C越小則輸入扭矩Te肯定變小，容積系數C越大則輸入扭矩Te肯定 變大。 因此，為了與發(fā)動機的排氣量(輸出扭矩的特性)無關地，使輸入轉速NE的上升 相對于輸入扭矩Te (發(fā)動機的輸出扭矩)的增加的特性優(yōu)化，需要適當地設定容積系數C。 具體而言，越是輸出扭矩大的大排氣量的發(fā)動機，容積系數C設定得越大，相反越是輸出扭 矩小的小排氣量的發(fā)動機，上述容積系數C設定得越小。 變矩比及容積系數C，相對于渦輪的轉速(輸出轉速)與輸入轉速NE之比即轉速 比的變化，表示如圖5所示的推移趨勢。變矩比及容積系數C(準確來講為它們的推移趨 勢)，可通過調整泵輪中的與渦輪相對的部分上形成的泵輪葉片的彎曲形狀而進行變更。其 中，例如將變矩比從圖5(a)的用虛線表示的值較大地變化成用實線表示的值而設定泵輪 葉片時，容積系數C從圖5(b)的用虛線表示的值減小至用實線表示的值。S卩，增大變矩比 時容積系數C變小，增大容積系數C時變矩比變小。 因此，通過調整泵輪葉片的彎曲形狀而使變矩比及容積系數C變化的情況下，需 要以使得輸入轉速NE的上升相對于輸入扭矩Te的增加的特性優(yōu)化的方式設定容積系數C， 同時將變矩比設定得盡可能大。 當變矩器變得大型化時，提高包含變矩比及容積系數C的性能。但是，由于在變矩 器的搭載空間上存在限度，因而期望不使變矩器大型化而能提高性能。
專利文獻1 :日本特開2005-249146號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供不使之大型化而能提高性能的變矩器。 為了達成上述目的，在本申請發(fā)明的一方式中，提供包括泵輪、渦輪和導輪的變矩 器。上述泵輪，輸入扭矩而圍繞軸線旋轉。上述渦輪，能旋轉地配置于與上述泵輪同軸且與 該泵輪相對的位置上。上述導輪，設在泵輪及渦輪之間，具有調整介于所述泵輪及渦輪之間 的流體的從上述渦輪向上述泵輪的流動的導輪葉片。上述泵輪、上述渦輪以及上述導輪形 成圓面旋轉體，利用在圓面旋轉體的內部存在的上述流體，在上述泵輪與上述渦輪之間傳 遞扭矩。上述圓面旋轉體的內徑與外徑之比即圓面旋轉體內外徑比，在O. 55 0.68的范 圍內進行設定。上述導輪葉片中的上述泵輪一側的部分相對于上述泵輪及上述渦輪的軸線 的傾斜角度即出口角度，在30 40°的范圍內進行設定。


圖1是表示本實施方式的變矩器的內部構造的剖視圖。
圖2是表示圖1的導輪葉片的形狀的簡圖。 圖3是表示變矩器的變矩比相對于圓面旋轉體內外徑比的變化的推移的圖表。
圖4是表示變矩器的容積系數相對于導輪葉片的出口角度的變化的推移的圖表。
圖5 (a)及圖5 (b)分別是表示變矩比及容積系數相對于變矩器的轉速比的變化的 推移的圖表。
具體實施例方式
下面，根據圖1至圖4對將本發(fā)明具體化為搭載于汽車上的變矩器的一實施方式 進行說明。 圖1所示的變矩器包括前罩3和泵輪4，所述前罩3，可一體旋轉地與作為發(fā)動機 的輸出軸的曲軸連結，所述泵輪4可一體旋轉地與該前罩3連結。泵輪4具有圓筒狀的泵 輪輪轂5。泵輪4的旋轉軸線(中心軸線)與泵輪輪轂5的旋轉軸線一致。當曲軸旋轉時， 以泵輪4的旋轉軸線為中心，前罩3及泵輪4 一體地旋轉。 前罩3及泵輪4劃分形成流體室6，流體室6被工作油充滿。在流體室6內，在與 泵輪4相對的位置上配置有渦輪9，在該渦輪9與泵輪4之間配置有導輪r在與泵輪4同 一軸線上配置有貫通泵輪輪轂5的圓筒狀的內環(huán)7。導輪10經由單向離合器11與內環(huán)7 連結。導輪10因上述單向離合器11，以上述旋轉軸線為中心能夠僅向與渦輪9的旋轉方向 相同的方向旋轉。渦輪9具有圓筒狀的渦輪輪轂8。渦輪輪轂8貫通上述內環(huán)7且配置于 與泵輪4同一軸線上。渦輪輪轂8可一體旋轉地與變速器的輸入軸連結。在變矩器中，通 過存在于泵輪4與渦輪9之間的工作油，在泵輪4 (發(fā)動機一側)與渦輪9 (變速器一側) 之間傳遞扭矩。 流體室6內，在前罩3與渦輪9之間，設有用于機械性地連結泵輪與渦輪9的鎖止 機構12。鎖止機構12具有減振器13、圓板狀的離合器片14和摩擦材料15。離合器片14 在前罩3的附近與該前罩3平行地配置。離合器片14經由減振器13可一體旋轉地與渦輪 輪轂8連結。摩擦材料15固定于離合器片14中的前罩3 —側的面上。
離合器片14，因基于在該離合器片14和渦輪9之間的部分發(fā)揮作用的油壓與在該
4離合器片14和前罩3之間的部分發(fā)揮作用的油壓的差壓的力，以使摩擦材料15相對于前 罩3按壓或脫離的方式進行位移。可通過利用油壓回路選擇性地進行工作油向該離合器片 14與渦輪9之間的部分的供給和工作油向該離合器片14與前罩3之間的部分的供給來調 整上述差壓。在以將摩擦材料15相對于前罩3按壓的方式使離合器片14進行位移的狀態(tài) 下，泵輪4和渦輪9被機械性地連結，在以將摩擦材料15相對于前罩3脫離的方式使離合 器片14進行位移的狀態(tài)下，上述連結被解除。
接著，對泵輪、渦輪9以及導輪10進行詳細說明。 泵輪4包括具有在其旋轉方向上等間隔地設置的多個泵輪葉片17的泵輪外環(huán)16。 與泵輪4相對而設置的渦輪9，包括具有在其旋轉方向上等間隔地設置的多個渦輪葉片19 的渦輪外環(huán)18。泵輪葉片17和渦輪葉片19在泵輪輪轂5及渦輪輪轂8的旋轉軸線的延長 方向(圖中的左右方向)上相互相對。 從發(fā)動機向泵輪4輸入扭矩而使該泵輪4旋轉時，在泵輪外環(huán)16的相鄰的泵輪葉 片17之間存在的工作油向該泵輪葉片17推壓，如箭頭Y1所示地向渦輪9流動。各渦輪葉 片19受到向上述渦輪9的工作油流。由此，相對于渦輪9作用有向旋轉方向的扭矩。從泵 輪4向相鄰的渦輪葉片19之間流動而來的工作油，如箭頭Y2所示地向相鄰的泵輪葉片17 之間流動。通過如上所述的在泵輪4和渦輪9之間的工作油流，在泵輪4和渦輪9之間經 由工作油進行扭矩的傳遞。 位于泵輪4和渦輪9之間的導輪IO，具有在旋轉方向上等間隔地設置的多個導輪 葉片20。導輪葉片20配置于泵輪葉片17與渦輪葉片19之間。導輪葉片20調整從泵輪4 向渦輪9流動的工作油流。導輪葉片20中的泵輪17 —側的部分，相對于泵輪輪轂5及渦 輪輪轂8的旋轉軸線延長的方向(圖中的左右方向)向導輪10的旋轉方向傾斜。圖2是 表示導輪葉片20的形狀的簡圖，簡要表示從圖1的箭頭A方向觀察的導輪葉片20的剖面 形狀。下面將導輪葉片20中的泵輪17 —側部分的傾斜角度稱作導輪葉片20的出口角度 如圖1所示，通過泵輪葉片17、渦輪葉片19以及導輪葉片20形成有圓面旋轉體 (流體工作室)21。在圖1中，"D1"表示圓面旋轉體21的內徑即圓面旋轉體內徑，"D2"表 示圓面旋轉體21的外徑即圓面旋轉體外徑，"L"表示圓面旋轉體21的軸方向寬度，即泵輪 輪轂5及渦輪輪轂8的軸線延長的方向中的圓面旋轉體21的寬度即圓面旋轉體寬度。
在該變矩器中，軸方向長度(圖中左右方向的長度)被大幅度縮短，并且搭載有鎖 止機構12。因此，限制能形成圓面旋轉體21的針對上述軸方向的空間。因而圓面旋轉體 21是上述軸方向的尺寸較小的扁平圓面旋轉體。圓面旋轉體21的扁平等級可通過圓面旋 轉體寬度L與圓面旋轉體外徑D2之比(L/D2)來求出。圓面旋轉體21的扁平等級，即上述 比(L/D2)為0. 2以下，例如為"O. 12"。 變矩器中，期望的是不使之大型化而提高包含變矩比及容積系數的性能。下面，對 用于實現該要求的圓面旋轉體內外徑比(Dl/D2)的設定以及導輪葉片20的出口角度e的 設定進行說明。 如圖3所示，變矩器的變矩比以相對于圓面旋轉體內外徑比的變化而具有最大值 的方式推移。在試圖提高變矩器的性能的情況下，期望的是盡可能地增大變矩比。因此，圓 面旋轉體內外徑比成為包含變矩比變得最大時的值且在該值的附近設定有上限及下限的
5范圍內的值。在本實施方式中，將這種范圍稱作內外徑比設定范圍。這樣的圓面旋轉體內外 徑比的設定可通過調整圓面旋轉體內徑D1來實現。本實施方式的內外徑比設定范圍例如 為"O. 55 0. 68"，圓面旋轉體內外徑比為"O. 67"。更優(yōu)選的內外徑比設定范圍為"O. 57 0. 65"。在采用該內外徑比設定范圍的情況下，在該范圍內的值中設定有圓面旋轉體內外徑 比。 在如上所述地設定圓面旋轉體內外徑比的基礎上，如減少圓面旋轉體寬度L，減小 圓面旋轉體21的扁平等級(L/D2)時，難以確保容積系數C。但是，例如如圖4所示，可通過 減小導輪葉片20的出口角度e來增大容積系數C?；跍p小出口角度9而進行的容積系 數C的增大，如圖5(b)所示，可在變矩器的轉速比的全部變化區(qū)域(0 1)內實現。 在本實施方式中，利用如上所述地出口角度e與容積系數c之間的關系并設定如 下所述的圓面旋轉體內外徑比及出口角度e來抑制容積系數c變小。詳細而言，在將圓面 旋轉體內外徑比設為上述內外徑比設定范圍內的值的狀況下，在容積系數c成為必要級別 以上的上述出口角度e的范圍即角度設定范圍內的值中設定該出口角度e。通過這樣的 出口角度e的設定，可使容積系數c成為必要級別以上。并且，因出口角度e的設定而 變小的變矩比，可通過將圓面旋轉體內外徑比設為上述內外徑比設定范圍內的值來進行補 償，由此能確保充分的變矩比。在本實施方式中，角度設定范圍為"30 40。"，出口角度 9為"36° "。更優(yōu)選的角度設定范圍為"35 40。"。 通過如上所述地設定圓面旋轉體21的圓面旋轉體內外徑比以及導輪葉片20的出
口角度e ，不使變矩器(導輪外徑D2)大型化而就可將變矩比設為最大值或其附近的值，且 能使容積系數c在必要級別以上。其結果，能提高包含變矩比及容積系數c的變矩器的性能。 根據以上說明的本實施方式，可得到以下所示的優(yōu)點 (1)不使變矩器大型化，就能提高包含變矩比及容積系數C的變矩器的性能。
(2)變矩比在圓面旋轉體內外徑比處于0. 55 0. 68的范圍內時變得最大。在圓 面旋轉體內外徑比處于上述范圍時，通過將導輪葉片20的出口角度e設定在30 4(T 的范圍內而容積系數C成為必要級別以上。因此，通過將內外徑比設定范圍設為"0.55 0. 68"，將角度設定范圍設為"30 40° "，不使之大型化而就能提高變矩器的性能。
(3)圓面旋轉體21是泵輪4及渦輪9的旋轉軸線延長的方向中的尺寸較小的扁 平圓面旋轉體。在具有扁平圓面旋轉體的變矩器中，變矩比及容積系數C的確保成為問題。 但是，本實施方式的變矩器，能夠有效地確保包含變矩比及容積系數的變矩器的性能。
(4)在圓面旋轉體寬度L與圓面旋轉體外徑D2之比(L/D2)例如為0. 2以下的圓 面旋轉體21中，變矩器的性能降低很顯著，從而擔憂由此產生的影響。但是，即使在這種變 矩器中也能有效地確保包含變矩比及容積系數的變矩器的性能。 (5)在流體室6內的渦輪9與前罩3之間設有鎖止機構12。因此，設置泵輪4及 渦輪9等的空間在變矩器的軸方向上受到限制。并且鎖止機構12的減振器13向與前罩3 相反的一側伸出。因此，為了避免減振器13與渦輪9之間的接觸而不得不增大圓面旋轉體 內徑D1，這成為使圓面旋轉體內徑D1變小的限制。如上所述，由于因設置鎖止機構12而導 致圓面旋轉體21變薄或導致圓面旋轉體內徑D1增加，因而難以確保變矩比及容積系數等 變矩器的性能。但是，本實施方式的變矩器，即使在這種狀況下也能有效地確保包含變矩比及容積系數的變矩器的性能。 上述實施方式也可以如下所述地進行變更。 也可以將本發(fā)明適用于沒有鎖止機構12的變矩器中。 圓面旋轉體寬度L與圓面旋轉體外徑D2之比(L/D2)也可以是O. 2以下且"O. 12
以外的值。 上述比(L/D2)也可以是大于0. 2的值。 圓面旋轉體內外徑比也可以是內外徑比設定范圍內的"O. 67"以外的值。
內外徑比設定范圍也可以是"O. 57 0. 65"。 導輪葉片20的出口角度e也可以是角度設定范圍內的"36。"以外的值。
角度設定范圍也可以是"35 40° "。
權利要求
一種變矩器，包括泵輪，輸入扭矩而圍繞軸線旋轉；渦輪，能旋轉地配置于與所述泵輪同軸且與該泵輪相對的位置上；和導輪，設在泵輪及渦輪之間，具有調整介于所述泵輪及渦輪之間的流體的從所述渦輪向所述泵輪的流動的導輪葉片，所述泵輪、所述渦輪以及所述導輪形成圓面旋轉體，利用在圓面旋轉體的內部存在的所述流體，在所述泵輪與所述渦輪之間傳遞扭矩，其特征在于，所述圓面旋轉體的內徑與外徑之比即圓面旋轉體內外徑比，在0.55～0.68的范圍內進行設定，所述導輪葉片中的所述泵輪一側的部分相對于所述泵輪及所述渦輪的軸線的傾斜角度即出口角度，在30～40°的范圍內進行設定。
2. 如權利要求1所述的變矩器，其特征在于，所述泵輪及所述渦輪的軸線延長的方向 上的所述圓面旋轉體的寬度與所述圓面旋轉體的外徑之比在0. 2以下。
3. 如權利要求1或2所述的變矩器，其特征在于，還包括 罩，形成配置所述泵輪、所述渦輪以及所述導輪的流體室；禾口 鎖止機構，設在所述流體室內，機械性地連結所述泵輪與所述渦輪。
全文摘要
本發(fā)明公開了包括泵輪、渦輪和導輪的變矩器。泵輪，輸入扭矩而圍繞軸線旋轉。渦輪，能旋轉地配置于與泵輪同軸且與該泵輪相對的位置上。導輪，設在泵輪及渦輪之間，具有調整介于所述泵輪及渦輪之間的流體的從渦輪向泵輪的流動的導輪葉片。泵輪、渦輪以及導輪形成圓面旋轉體，利用在圓面旋轉體的內部存在的流體，在泵輪與渦輪之間傳遞扭矩。圓面旋轉體的內徑與外徑之比即圓面旋轉體內外徑比，在0.55～0.68的范圍內進行設定。導輪葉片中的泵輪一側的部分相對于泵輪及渦輪的軸線的傾斜角度即出口角度，在30～40°的范圍內進行設定。
文檔編號F16H41/26GK101784820SQ20088010287
公開日2010年7月21日 申請日期2008年9月3日 優(yōu)先權日2007年9月3日
發(fā)明者山下俊哉 申請人:豐田自動車株式會社