JP2002544447A - 流体力学的結合装置 - Google Patents
流体力学的結合装置Info
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- F16H45/02—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
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- Retarders (AREA)
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Abstract
Description
体力学的に駆動するようになっているブレードディスクを内部に形成する回転ハ
ウジングを含むタイプの流体力学的結合装置に関する。
されるようになっている横方向壁を備えたケーシングと、被動シャフトに共に回
転するようにリンクされるようになっているハブと一体的なタービンのブレード
ディスクを流体力学的に駆動するようになっているブレードディスク、すなわち
インペラーとを、軸を中心として回転対称に有するハウジングを備えている。
ず、装置が含む流体の容積に起因する重量を削減するために、流体力学的結合装
置のかかる部品の軸方向の寸法を縮小することが、これまで常に求められていた
。
てられる熱可塑性プラスチックまたは熱硬化性プラスチック、合成材料のアロイ
、複合材のような材料を使用することによって、既に得られている削減の他に、
更なる削減が可能であり、これらによる重量の削減に伴い、コストを削減できる
。
に起因する流体の流れ内のエネルギー損失の発生、またはキャビテーション現象
の発生によって生じ得る性能の低下を引き起こしてはならない。
たは産業用であるかを問わず、自動車に使用でき、軸方向の寸法を縮小させるこ
とが、強く求められている。
ルから成っているので、Lが、装置が含む流体が利用できる内部回路の、軸方向
に測定した最大幅を示し、Hが、前記内部回路の径方向に測定した高さを示す場
合、L/Hの比が、0.55〜0.65の間にあるように、軸方向の寸法を縮小し
た流体力学的結合装置が、既に、特に米国特許第5,241,820号で提案されている
。この明細書によれば、この比が0.55未満であると、乱流が発生し、装置の
性能が低下する。
最も遠い部分から軸線に最も近い前記回路部分と、軸方向に直線状に測定した幅
を示す場合に、l/Hの値が、最大0.35に等しくなるような程度まで低下で
きることを確認した。
うになっている横方向壁を備えたケーシングと、被動シャフトに共に回転するよ
うにリンクされるようになっているハブと一体的なタービンのブレードディスク
を、流体力学的に駆動するようになっているブレードディスク、すなわちインペ
ラーとを、軸を中心として回転対称に含むハウジングを備え、前記インペラーお
よび前記タービンディスクが、シェルの内側面と一体的なブレードを有するシェ
ルから成り、Lが、本装置が含む流体が利用できる内部回路の、軸方向に測定し
た最大幅であり、lが、軸線から最も遠い部分から軸線に最も近い前記内部回路
の部分と直線状に軸方向に測定した幅であり、Hが、前記内部回路の径方向に測
定した高さである、流体力学的結合装置であって、L/Hの比の値が、0.55
よりも小さく、l/Hの比の値が、最大で0.35に等しいことを特徴とする。
)が、最大幅Lが位置する円の半径を示す場合において、R(m)/R(L)の
比は、0.6〜0.8の間にあることが好ましい。
〜0.7の間にあり、R(l)/R(m)の比は、2.27〜2.41の間にある
ことが好ましい。
比は、0.55〜0.75の間にあることが好ましい。
R(m)/R(M)の比は、0.35〜0.45の間にあることが好ましい。
ことが好ましい。
るよう、回路の横断面における内側形状は軸線上で若干傾斜している。
動子と連動するようになっていることが好ましい。
。
ー、前記タービンおよび前記反動子によって支持されていることが好ましい。
によって支持されており、他方の部品は、前記反動子によって支持されている。
持された単一部品から成る。
グ状となっており、前記コアは、前記反動子によって支持されている単一部品か
ら成り、前記コアは、中空または中実のトロイダル状となっており、前記コアは
、前記反動子を成形することによって直接得られた平らな形状となっており、前
記コアは、全体として平らな形状となっており、軸方向に配置されたフット部を
含み、前記コアが、このフット部により、例えば圧嵌めまたは重ね成形によって
前記反動子のブレードに固定されており、前記コアは、周辺部をプリーツ状に折
り曲げたリング状となっている。
ビンと前記ケーシングの間で作用するようになっており、前記クラッチが、トー
ションダンパーと、軸方向に移動自在に取り付けられたピストンと、前記ピスト
ンと横方向壁の内側面との間にクランプされるようになっている。前記トーショ
ンダンパーは、2つの部品の間に挟持され、円周方向に作用するスプリングと、
ガイドワッシャーと、ウェブとを備え、前記部品のうちの1つは、摩擦ライニン
グと共に回転するように一体的であり、他方の部品は、前記タービンと一体的で
あるのが好ましい。
の結合装置は、特に自動車に使用するのに適するようになる。ハウジングの内部
のタービンディスクは、ハウジング内で循環する流体によって生じる結合により
、インペラーディスクと称されるディスクによって駆動される。自動車が始動し
た後は、駆動シャフトと共に回転するように、この駆動シャフトに被動シャフト
を固定することにより、2つのディスクの間のスリップ現象を防止するように、
ロッキングクラッチが作動する。
ンディスクと、ウェブと、ガイドワッシャーと、円周方向に作用するスプリング
とを備えた、好ましくはあらかじめ組み立てられたサブ組立体を含んでいる。ガ
イドワッシャーはスプリングの作用範囲に対応する円周方向の間隙をもってウェ
ブに結合されている。
によって作動される、ハウジング内で軸方向に移動自在なピストンとの間に、摩
擦ライニングを支持する摩擦ディスクが挟持される。
。
ガイドワッシャーに結合される。
明上のための非限定的な例により、本発明の一実施例について説明する。
る同一の漏れが防止された密閉体内に配置された、トルクコンバータ12と、ロ
ッキングクラッチ13とを含んでいる。
燃エンジンのクランクシャフトに共に回転するように、リンクされるようになっ
ている。環状をしたこのハウジングは、ケーシングを有し、このケーシングは、
環状の横方向壁16を含む第1シェル15と、この第1シェルと対向し、ブレー
ド21を備えたインペラーディスク20を構成するような形状の第2シェル18
とから成っている。このディスクのブレードは、第2シェル18の内側面19と
一体的である。
これらシェルの双方を、図示していない同一の環状部品に溶接してもよい。この
場合、環状部品は、自動車のスタータによって駆動されるようになっているスタ
ータクラウンギアを構成する。このようにするために、この環状部品の外周部に
歯を設ける。トルクコンバータ12は、インペラーのブレード21に対向するブ
レード29を備えるタービンディスク28と、反動ディスク30も含んでいる。
ことにより、被動シャフト32に共に回転するようにリンクされており、環状フ
ランジ34は、歯により、被動シャフト32により結合されたハブ35を支持し
ている。 シェル18は、密閉体のノーズ24内で回転するように取り付けられたスリー
ブ38を含んでいる。
ブ40は、ロッキングクラッチ13を作動させるためのピストン44のためのス
ライドベアリング41を形成する円筒形表面を有する。
向壁16に向かって移動させられると、環状横方向壁16のの内側面と前記ピス
トン44の平らな表面との間にクランプされるようになっている摩擦ディスク4
6を有していつ。この摩擦ディスク46は、以下ウェブ52と呼ぶスタンプ加工
された板金製の環状部品に共に回転するように結合されている。このディスク4
6は、両面が摩擦ライニングによってコーティングされた金属支持体を含み、上
記金属支持体が、上記のように壁16とピストン44との間にクランプされるよ
うになっている。
ョンダンパの別の環状部品が固定されている。前記ガイドワッシャー50および
前記ウェブ52は、螺旋スプリング54の対向する端部が当接する、円周方向の
当接部を構成するような形状となっている。このガイドワッシャー50は、円周
方向の間隙をもってウェブ52に結合されており、この間隙により、スプリング
54はトーションダンパの役割を果たすと共に、トルクのピークを吸収すること
ができるようになっている。
は、ブレード29が固定されている。同様に、シェル18の内側面19には、イ
ンペラー20のブレード19が固定されている。
56との間で、反動子30の底部によって境界が定められている。それ自体公知
のように、流体はインペラー20のブレード21、タービン28のブレード29
、および反動子30のブレード36のそれぞれの自由エッジによって支持された
3つの部品61、62、63内で、コア60によって中心にガイドされる。
軸方向の最大距離に対応する、軸方向に測定したその内部回路の最大の幅を示し
、Hが、反動子30の底部31の最も低い部分と互いに対向するインペラー20
の部分21、およびタービン28のブレード29の最高のルート部とを分離する
径方向の最大距離に対応する、径方向に測定した高さを示す場合、L/Hの比の
値は、0.55よりも小さくなる。
した前記内部回路の幅を示す場合、l/Hの比の値は、最大で0.35に等しく
なる。 ここで、回路のうちの軸線から最も遠い部分から軸線に最も近い部分、すなわ
ちインペラー20のブレード21の横方向の外側部分と、タービン28のブレー
ドの横方向の外側部分との間に構成された部分は、コア60の外側部品と直線状
となる。
、性能を同じにした場合、従来の装置よりも小さくできる。 言うまでもなく、この点に関して公知のように、シェルとコア60との間に構
成される流体の通路の断面は、どの半径で測定しても、ほぼ一定となるようにな
っている。
する半径を示し、より詳細には、反動子30の底部から軸線までの最短距離を示
し、R(L)は、最大の幅Lが位置する半径を示す場合、かかる卵形状の場合、
R(m)/R(L)なる比は、0.6〜0.8の間にあることが好ましい。
lは、軸線から距離R(l)にある回路の幅を示す)を、2.27〜2.41の間
とすることが好ましい。
)/R(l)なる比を、0.55〜0.75の間とする。
での距離、すなわち、インペラー20のブレード21およびタービン28のブレ
ード29のフット部から軸線までの最大距離を示す場合、R(m)/R(M)の
比を、0.35〜0.45とする。 上記すべての条件を組み合わせた時に優れた結果が得られる。
、R(m)/R(L)=0.71、l/L=0.65、R(l)/R(m)=2.
36、R(L)/R(l)=0.60およびR(m)/R(M)=0.38である
。
)=0.59、l/L=0.62、R(l)/R(m)=2.27、R(L)/R
(l)=0.74およびR(m)/R(M)=0.38である。
)=0.8、l/L=0.65、R(l)/R(m)=2.41、R(L)/R(
l)=0.52およびR(m)/R(M)=0.38である。
横方向面に対し、軸方向断面が対称的である。
とクラッチ13の組立体を形成しながら、ロッキングクラッチ13を設置するこ
とが可能となっている。
持するために、これらスプリングと直線状となっている、軸方向に配置されたラ
グを有し、タービン28のシェル55の外側部分と一体的なリング状をしたガイ
ドワッシャー50は、局部的にU字形の横断面を有し、この断面のウィングは、
ウェブ52の軸方向ラグのフレームとなっている。
されたプレート58の外周部に、ガイドワッシャー50が形成されており、ター
ビン28は、59において、このプレート58に固定されている。
すように、摩擦ディスク46に、ガイドワッシャー50を一体的とし、ウェブ5
2を、タービン28のシェル55と一体的とすることができる。
れら部品の各々は、インペラー20のブレード、タービン28のブレード、およ
び反動子30のブレードによって、それぞれ支持されている。
ー20のブレードによって支持し、このインペラー20に、コア70を電気溶接
またはろう付けする。このような構造とすると、特にシェル55およびブレード
29を備えるタービン28を、例えばプラスチックを成形して製造した単一部品
とすることができる。
0のブレード21によって支持されているが、本例では、コア80は、円周部が
プリーツ状に折り曲げられたリング状となっている。従って、このコアは、スタ
ンプ加工したスチールから製造し、例えば溶接、ろう付けまたは他の方法により
、インペラー20に固定できる。
、反動子30によって支持することも可能である。図7〜図12は、かかるコア
の例を示す。
動子30に固定されている。この反動子30とコア90の組立体は、二重材料タ
イプの部品となっている。
平らな形状となっている。
置されたフット部を含み、このフット部により、コア92は反動子30のブレー
ド36の外側エッジに固定されている。このような固定は、圧嵌め、接着などの
適当な手段によって得られる。
ア80と同じタイプのものであり、円周部がプリーツ状に円周方向に折り曲げら
れているが、反動子30によって支持されている。
、図7に示されているような中空状ではなく、中実状となっている。更に、コア
94と反動子30とは、一体的部品であるが、図7では、コア90は重ね成形さ
れている。
の2つの部品によって、コアを製造することも可能である。図13はかかる可能
性を示している。この図によれば、コアは、タービン20によって支持された従
来のタイプの部品95と、反動子30によって支持された、全体として平らな形
状をした図8のコア91のタイプの部品96とによって構成されている。
11を参照して説明したタイプであるが、タービン28によって支持される。
のポンプ要素、もしくはタービン、または反動子の自由エッジの形状は、コアの
形状に合致させられる。
線に直角な横方向平面に対して対称的である。 本発明の要旨の範囲内において、この形状を非対称とすることも可能である。
ル18の外側壁が全体に軸線に対して垂直となるまで、軸線に対して若干傾斜し
ている。このような構造により、結合装置の等価的な軸方向の寸法によって、外
周部においてロックアップクラッチ13のためにより広いスペースを確保し、ま
た同じクラッチにおいて、結合装置の軸方向の寸法を小とすることが可能である
。
して直角である。本例では、タービン20のシェル55は、クラッチ13が利用
できるスペースを広くするように、リセスを有する膨出部57を形成することに
よって、クラッチ13と直線状に変形されている。
60の内側を向くボス67を支持しており、このボス67の形状は、膨出部57
に沿って延びることにより、膨出部57の形状と一致し、どのような直径でも、
一定の通過横断面に合致している。
、円周方向に作用するスプリング54とを備えた、あらかじめ組み立てたサブ組
立体を製造することが望ましい。このようにするために、スプリング54の作動
を可能にする円周方向の間隙を残して、ウェブに前記ガイドワッシャー50を結
合する。この目的のために、ガイドワッシャーは、径方向内側を向き、前記ウェ
ブを折りたたむことによって得られた円周方向の溝に係合するラグを備えている
。
28は、容器内に含まれる流体の作用により、インペラーのディスクによって駆
動され、自動車がスタートした後は、ディスク20と28との間のスリップ現象
を防止するために、ピストン44の軸方向運動の作用により、摩擦ディスク46
のクランプにより、ロックアップクラッチ13は、被動シャフトを駆動シャフト
に固定できる。
シャフトと共に回転するようにリンクされたハウジング11により、被動シャフ
ト32、一般にはギアボックスの入力シャフトを、直接駆動することが可能とな
る。
断面図である。
断面図である。
見た図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
た図である。
図である。
類似した部分断面図である。
Claims (21)
- 【請求項1】 駆動シャフトに共に回転するようにリンクされるようになっ
ている横方向壁(16)を備えるケーシング(15)〜(18)と、被動シャフ
ト(32)に共に回転するようにリンクされるようになっているハブ(35)と
一体的なタービンのブレードディスク(28)を流体力学的に駆動するようにな
っているブレードディスク、すなわちインペラー(20)とを、軸まわりに回転
対称に有するハウジング(11)を備え、前記インペラー(20)および前記タ
ービンディスク(28)がシェル(18)〜(55)の内側面(19)〜(56
)と一体的なブレード(21)〜(29)を有するシェル(18)〜(55)か
ら成り、Lが、本装置が含む流体が利用できる内部回路の、軸方向に測定した最
大幅であり、lが、軸線から最も遠い部分から軸線に最も近い前記内部回路の部
分と直線状に軸方向に測定した幅であり、Hが、前記内部回路の径方向に測定し
た高さである、流体力学的結合装置において、 L/Hの比の値が、0.55よりも小さく、l/Hの比の値が、最大で0.35
に等しいことを特徴とする、流体力学的結合装置。 - 【請求項2】 R(m)が、軸線に最も近い液圧回路の点から軸線までの距
離を示し、R(L)が、最大幅Lが位置する円の半径を示す、請求項1記載の流
体力学的結合装置において、R(m)/R(L)の比が、0.6〜0.8の間にあ
ることを特徴とする、流体力学的結合装置。 - 【請求項3】 前記回路の幅lが、軸線から距離R(l)にある、請求項2
記載の流体力学的結合装置において、l/Lの比が、0.6〜0.7の間にあり、
R(l)/R(m)の比が、2.27〜2.41の間にあることを特徴とする、流
体力学的結合装置。 - 【請求項4】 前記回路の幅lが、軸線から距離R(l)にある、請求項2
記載の流体力学的結合装置において、R(L)/R(l)の比が、0.55〜0.
75の間にあることを特徴とする、流体力学的結合装置。 - 【請求項5】 R(M)が、軸線から最も遠い液圧回路の点から軸線までの
距離を示す、請求項2記載の流体力学的結合装置において、R(m)/R(M)
の比が、0.35〜0.45の間にあることを特徴とする、流体力学的結合装置。 - 【請求項6】 前記回路の横断面の内側形状が、軸線に垂直な横方向平面に
対して対称であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の流体力学
的結合装置。 - 【請求項7】 前記インペラー(20)の前記シェル(18)の外側壁が、
全体として軸方向に直角となるよう、回路の横断面における内側形状が、軸線上
で若干傾斜していることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の流体力
学的結合装置。 - 【請求項8】 前記インペラー(20)および前記タービン(28)が、ト
ルクコンバータ(12)を構成するように、反動子(30)と連動するようにな
っていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の流体力学的結合装
置。 - 【請求項9】 前記トルクコンバータ(12)が、流体に対する中心ガイド
コア(60)(70)(80)(90)、(91)〜(95)を含むことを特徴
とする、請求項8記載の流体力学的結合装置。 - 【請求項10】 前記コアが、3つの部品(61)(62)(63)から成
り、これらの部品が、それぞれ、前記インペラー(20)、前記タービン(28
)および前記反動子(30)によって支持されていることを特徴とする、請求項
9記載の流体力学的結合装置。 - 【請求項11】 前記コアが2つの部品から成り、一方の部品(95)が、
前記インペラー(20)によって支持されており、他方の部品(96)が、前記
反動子(30)によって支持されていることを特徴とする、請求項9記載の流体
力学的結合装置。 - 【請求項12】 前記コアが、前記インペラー(20)または前記タービン
(28)によって支持された単一部品(70)(80)から成ることを特徴とす
る、請求項9記載の流体力学的結合装置。 - 【請求項13】 前記コア(80)が、円周部をプリーツ状に折り曲げたリ
ング状となっていることを特徴とする、請求項12記載の流体力学的結合装置。 - 【請求項14】 前記コアが、前記反動子(30)によって支持されている
単一部品(90)〜(94)から成ることを特徴とする、請求項9記載の流体力
学的結合装置。 - 【請求項15】 前記コアが、中空(90)または中実(94)のトロイダ
ル状となっていることを特徴とする、請求項14記載の流体力学的結合装置。 - 【請求項16】 前記コア(91)が、前記反動子(30)を成形すること
によって直接得られた平らな形状となっていることを特徴とする、請求項14記
載の流体力学的結合装置。 - 【請求項17】 前記コア(92)が、全体として平らな形状となっており
、軸方向に配置されたフット部を含み、かつ前記コアが、このフット部により、
例えば圧嵌めまたは重ね成形によって、前記反動子(30)のブレード(36)
に固定されていることを特徴とする、請求項14記載の流体力学的結合装置。 - 【請求項18】 前記コア(93)が、周辺部をプリーツ状に折り曲げたリ
ング状となっていることを特徴とする、請求項14記載の流体力学的結合装置。 - 【請求項19】 前記ケーシング(15)〜(18)内に、ロッキングクラ
ッチ(13)が設置され、前記タービン(28)と前記ケーシング(15)〜(
18)の間で作用するようになっており、前記クラッチが、トーションダンパー
と、軸方向に移動自在に取り付けられたピストン(44)と、前記ピストン(4
4)と横方向壁(16)の内側面との間にクランプされるようになっている少な
くとも1つの摩擦ライニングとを含むことを特徴とする、請求項1〜18のいず
れかに記載の流体力学的結合装置。 - 【請求項20】 前記トーションダンパーが、2つの部品の間に挟持され、
円周方向に作用するスプリング(54)と、ガイドワッシャー(50)と、ウェ
ブ(52)とを備え、前記部品のうちの1つが、摩擦ライニングと共に回転する
ように一体的であり、他方の部品が、前記タービン(28)と一体的であること
を特徴とする、請求項19記載の流体力学的結合装置。 - 【請求項21】 リセスを有する膨出部(57)を設けることにより、前記
タービン(28)の前記シェル(55)が、前記クラッチ(13)と直線状とな
るように変形されており、前記コア(60)が、ボス(67)を支持しており、
このボスが、膨出部(57)に沿って延びることにより、前記膨出部(57)の
形状と一致し、どの直径でも、一定の横断面に適合するようになっている、請求
項7および8と組み合わせた、請求項18または19に記載の流体力学的結合装
置。
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