JP2003532037A - トルクを伝達するための流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、トルクを伝達するための流体機械に関する。この流体機械は次の特徴を有している：ロータ・ブレードホイールを有し；ステータ・ブレードホイールを有し；円筒断面で見て、ブレードは次のように構成されかつ配置されている：ブレードは流体機械の軸方向に対して傾いた平面内に延在している；ブレードは相互にほぼ面が揃っている；ブレードは尖頭部を形成するように傾斜されている。衝突ロスを低下させかつ効率を向上させるために、本発明の場合に次のことが考慮されている：少なくとも、ブレードエッジ部の、流れが当たる領域（流体吹き付け領域）は、円筒断面で見て、両面が傾斜されているため、該当するブレードの境界側面の間に尖頭部が存在する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は流体機械、特にリターダに関するが、本発明は、例えばオイル又は水
といった流体力学的媒体を用いてトルクを伝達する他の流体機械にも関する。他
の流体機械として流体力学的クラッチ並びにコンバータが挙げられる。

【０００２】

【従来の技術】

この種の流体機械は多数の刊行物から公知である。たとえば独国特許発明第３
１１３４０８号明細書が挙げられる。この文献はリターダに言及している。

【０００３】 このような流体機械を開発する際には、効率の向上がとりわけ重要である。こ
のような流体機械は、多様な運転状態で意のままに駆動できるように構成されて
いることが求められる。リターダの場合には、主にできる限り高い出力密度を達
成することが求められる。この場合には、エネルギー交換に関与する部材、特に
ロータ及びステータの理想的な形状が求められる。

【０００４】 達成された効率は相当なのものだが、それでもさらなる改善が望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

本発明の課題は、効率がさらに改善されるような流体機械を構成することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この課題は、請求項１の特徴により解決される。

【０００７】 本願発明者は、効率にとって極めて重要である特徴を認識するに至った。この
特徴は、個々のブレードエッジ部の形状に関するものである。このブレードエッ
ジ部に傾斜部ないし先鋭部を設けることはすでに公知である。しかしながら、比
較的簡単な手段によりかなりの改善を達成できることは意想外であった。つまり
、ブレードエッジ部に本発明による方法で傾斜部を設けると、衝突ロスが最小化
され、かつ効率が明らかに向上する。本発明によると、流れにさらされる（流れ
が当たる）ブレードの部分の傾斜部は、これまでとは異なり、ブレード尖頭部の
両面で傾斜され、ゆえに片面に限られない。

【０００８】 リターダ等といった上述の類のターボ機械のトーラス状の作動室内では、ほぼ
円環状の流動が生じることが知られている。このとき、各ブレードエッジ部は、
軸線方向に対して垂直な方向における自身の長さの一部分に作動媒体が当たるよ
うに流れる一方、この作動媒体がブレード長さの他の部分で流れ去るように構成
されている。本発明の場合には、流れが当たるブレードエッジ領域は、少なくと
も理論的なブレード中心の両側に傾斜部が設けられている。

【０００９】

【発明の実施の形態】

次に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

【００１０】 図１で示したリターダは、ロータ・ブレードホイール２が固定されている駆動
シャフト１を有し、さらにケーシング４内に回転が拘束されて取り付けられたス
テータ・ブレードホイール３を有している。この作動流体は、供給径路５を介し
て図示されていない制御装置により上記リターダに供給される。この場合、この
作動流体は、先ず配分室６内に達する。この作動流体は、流出径路７から再び排
出される。ロータ・ブレードホイールに面して、半径方向内側の領域に充填スロ
ット８が存在し、かつ半径方向外側の領域に排出スロット９が存在するが、これ
らは本発明にとって重要ではない。ロータ・ブレードホイールとステータ・ブレ
ードホイールとの間に、トーラス状の作動室１０が存在し、この作動室は、充填
スロット８及び排出スロット９によって充填されたり、あるいは排出されたりす
る。

【００１１】 図２で示したロータ・ブレードホイール２は、多数のブレード２．１を有して
いる。各ブレード２．１は、ブレードエッジ部２．２．１を有し、そのうち一つ
が詳細に示されている。

【００１２】 図３による概略図においては、ここでは図示されていない駆動シャフトの軸線
１．１、さらにはロータ・ブレードホイール２及びステータ・ブレードホイール
３が確認できる。これらの二つから構成されたトーラス状の作動室１０内で、作
動媒体は、矢印１０．１に示されているような円環状の流れを生じる。

【００１３】 このリターダは、断面直径ＤＰ、さらに、いわゆる中心直径ＤＭならびに内径
ＤＩを有している。

【００１４】 図４及び図５は、二つのシリンダ断面Ａ−Ａ及びＢ−Ｂを具体的に示している
。

【００１５】 二つの図においては、左側にロータブレード２．１が示されており、さらに右
側にステータブレード３．１が記載されている。これらのブレードのエッジ部は
、それぞれ尖頭部を有している。これらには、異なる仕方で傾斜部が設けられて
いる。

【００１６】 図４のロータブレード２．１の場合には、尖頭部は、従来通り傾斜部によって
形成されている。図から分かるように、ロータブレード２．１は厚さｓ１を有し
ている。このブレードは、側面２．３，２．４によって境界が定められている。
これらの間に理論的なブレード中心平面２．５が存在している。尖頭部２．６は
、境界側面２．３の平面内に位置している。

【００１７】 図４のステータブレード３．１における状況は異なるものである。このステー
タブレード３．１は、厚さｓ２を有している。この場合、尖頭部３．６は、理論
的ブレード中心平面３．５内に位置している。それゆえ、二つの傾斜部が設けら
れている。

【００１８】 上記シリンダ断面Ａ−Ａは、作動媒体がロータブレード２．１のエッジ部から
流れ去る一方でステータブレード３．１のエッジ部に流れて当たるような、リタ
ーダの直径領域にある。

【００１９】 上記シリンダ断面Ｂ−Ｂによる図５の表示の場合、ロータブレード２．１．１
及びステータブレード３．１を再び確認することができる。

【００２０】 この場合、図４に表示されたものとは事態が逆である。ステータブレード３．
１では作動媒体が流れ去る領域が示され、ロータブレード２．１では作動媒体が
流入する領域が示されている。従って、ステータブレード３．１の尖頭部３．６
は、ブレードの縦方向中心平面３．５からずらされている。この尖頭部は、側方
の境界面３．４の平面内に位置している。

【００２１】 これらのブレードは、公知のように「突き刺すように」配置されている。その
ため、これらの尖頭部は相互に向かい合っている。ロータ及びステータのブレー
ドは、この図面においては、相互に一列にならんだ状態で配置されている。

【００２２】 本発明による流体機械は、衝突ロスを最小化し、ひいてはスムーズな回転と効
率の大幅な向上をもたらす。

【図面の簡単な説明】

【図１】 リターダを軸平面により半分に切断した図である。

【図２】 ロータ・ブレードホイールの斜視図である。

【図３】 図１と同様のさらに他の概略図である。

【図４】 図３に示された対象のシリンダ断面Ａ−Ａによる断面図である。

【図５】 図３に示された対象のシリンダ断片Ｂ−Ｂによる断面図である。

【符号の説明】

１・・・駆動シャフト １．１・・・駆動シャフトの軸線（機械軸線） ２・・・ロータ・ブレードホイール ２．１・・・ブレード ２．３，２．４・・・境界側面 ２．５・・・ブレード中心平面 ２．６・・・尖頭部 ３・・・ステータ・ブレードホイール ３．１・・・ブレード ３．３，３．４・・・境界側面 ３．５・・・ブレード中心平面 ３．６・・・尖頭部 ４・・・ケーシング ５・・・供給径路 ６・・・配分室 ７・・・流出径路 ８・・・充填スロット ９・・・排出スロット １０・・・作動室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス・フォーゲルザンク ドイツ・74564・クライルスハイム・ヴェ ー・フォン・ケッテラー・シュトラーセ・ 17 (72)発明者 エルンスト−ウルリッヒ・イェーガー ドイツ・89555・シュタインハイム・ホー ラー・シュタインヴェーク・９ Ｆターム(参考） 3J058 AB05 BA06 BA80 DE20

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ・ブレードホイール（２）を有し； ステータ・ブレードホイール（３）を有し； ブレード（２．１，３．１）は、円筒断面で見て、 該ブレードが機械軸線（１．１）に対して斜めの平面内に延在し； 該ブレードが概ね相互に揃い； 尖頭部（２．６，３．６）を形成するように該ブレードに傾斜部が設けられ； るよう構成されかつ配置されてなる トルクを伝達する流体機械において、 少なくとも、流れが当たるブレードエッジ部領域（流体吹き付け領域）には、
   円筒断面で見て両側に傾斜部が設けられており、これにより、前記尖頭部（２．
   ６，３．６）が、該当するブレード（２．１，３．１）の境界側面（２．３，２
   ．４；３．３，３．４）の間に位置するように構成されていることを特徴とする
   トルクを伝達する流体機械。
2. 【請求項２】 流体が流れ去る領域は、前記流体吹き付け領域と同様な構成
   とされていることを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
3. 【請求項３】 ブレード中心平面（２．５，３．５）と前記傾斜部の平面と
   の間の角度が１０〜３０゜、好ましくは２０゜とされていることを特徴とする請
   求項１又は請求項２に記載の流体機械。
4. 【請求項４】 前記ロータブレード（２．１）に設けられた前記傾斜部の面
   の長さは、円筒断面で見て、ブレード圧送側で１〜３ｍｍとされ、圧送側の反対
   側で３〜５ｍｍとされていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいず
   れか１項に記載の流体機械。
5. 【請求項５】 前記ステータブレード（３．１）に設けられた前記傾斜部の
   面の長さは、円筒断面で見て、ブレード圧送側で８〜１２ｍｍとされ、圧送側の
   反対側で１４〜２０ｍｍとされていることを特徴とする請求項１から請求項４ま
   でのいずれか１項に記載の流体機械。
6. 【請求項６】 前記ステータ・ブレードホイール（３）は、厚いブレード及
   び薄いブレード（３．１）を有していることを特徴とする請求項１から請求項５
   までのいずれか１項に記載の流体機械。
7. 【請求項７】 前記流体吹き付け領域における前記薄いステータブレードは
   、前記流体吹き付け領域における前記ロータブレードと同じブレード形状を有し
   ていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の流体
   機械。
8. 【請求項８】 前記ブレード（２．１，３．１）の前記尖頭部（２．６，３
   ．６）には、丸みが付けられていることを特徴とする請求項１から請求項７まで
   のいずれか１項に記載の流体機械。
9. 【請求項９】 流体式リターダであることを特徴とする請求項１から請求項
   ８までのいずれか１項に記載の流体機械。