JP2004138185A - 流体継手 - Google Patents
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Abstract
【課題】バッフルプレートによる有効邪魔面積を回転速度に対応して変化することがでできるバッフル機構を備えた流体継手を提供する。
【解決手段】ポンプシェルと該ポンプシェル内に配設された複数個のインペラとを有するポンプと、ポンプと対向して配設されたタービンシェルと該タービンシェル内に配設された複数個のランナとを有するタービンと、ポンプシェルとタービンシェルによって形成される流体循環路内に配設されたバッフル機構とを具備する流体継手であって、バッフル機構は、複数の第１の開口を備えた第１のバッフルプレートと、複数の第２の開口を備え第１のバッフルプレートに対して相対回転可能に重合して配設された第２のバッフルプレートと、第１のバッフルプレートの回転速度に対応して第２のバッフルプレートを第１のバッフルプレートに対して相対的に回動せしめる遠心力作動手段とを具備している。
【選択図】 図２
【解決手段】ポンプシェルと該ポンプシェル内に配設された複数個のインペラとを有するポンプと、ポンプと対向して配設されたタービンシェルと該タービンシェル内に配設された複数個のランナとを有するタービンと、ポンプシェルとタービンシェルによって形成される流体循環路内に配設されたバッフル機構とを具備する流体継手であって、バッフル機構は、複数の第１の開口を備えた第１のバッフルプレートと、複数の第２の開口を備え第１のバッフルプレートに対して相対回転可能に重合して配設された第２のバッフルプレートと、第１のバッフルプレートの回転速度に対応して第２のバッフルプレートを第１のバッフルプレートに対して相対的に回動せしめる遠心力作動手段とを具備している。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機の回転トルクを伝達するための流体継手（フルードカップリング）の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体継手（フルードカップリング）は船舶用、産業機械用、自動車用の動力伝達継手として従来から用いられている。流体継手は、環状のポンプシェルと該ポンプシェル内に放射状に配設された複数個のインペラとを有するポンプと、環状のタービンシェルと該タービンシェル内に放射状に配設された複数個のランナとを有し上記ポンプと対向して配設されたタービンとからなっており、ポンプおよびタービン内に作動流体が充填されている。このように構成された流体継手は、ポンプが原動機である例えばディーゼルエンジンのクランクシャフト（流体継手としての入力軸）に連結され、タービンが入力軸と同一軸線上に配置された出力軸に取り付けられる。
また、上記ポンプシェルおよびタービンシェルに、作動流体を整流するための環状のコアリングを設けた流体継手も使用されている。
【０００３】
図１１は、一般的な流体継手の特性を示すもので、横軸はポンプとタービンとの速度比（ｅ）、縦軸は流体継手の入力容量係数（τ）である。図１１から判るように流体継手は、ポンプとタービンとの速度比（ｅ）が零（０）即ちポンプが回転しタービンが停止している状態において、入力容量係数（τ）が最大となる。このような特性を有する流体継手を車両の駆動装置に装備した場合、車両停止状態でエンジンが駆動され変速機の変速ギヤが投入されている状態、即ち入力軸が回転し出力軸が停止している状態では、その特性上ドラッグトルクを有する。ドラッグトルクは、一般的にエンジンがアイドリング回転数（例えば、５００ｒｐｍ）で運転されている状態での伝達トルクをいう。ドラッグトルクが大きいと、エンジンのアイドリング運転が著しく不安定となるとともに、この不安定な回転が駆動系に異常振動を発生させる原因となる。また、ドラッグトルクが大きいことにより、アイドリング運転時の燃費が悪化する原因にもなっている。
【０００４】
上述したドラッグトルクを低減するための対策として、ポンプとタービンとの間にバッフルプレートを配設する技術が知られている。
バッフルプレートを配設したドラッグトルク低減対策について、図１２および図１３を参照して説明する。図１２に示す流体継手は、ポンプＰとタービンＴとの間に出力軸ＯＳに取り付けられた環状のバッフルプレートＢＰを配設したものである。一方、図１３に示す流体継手は、ポンプＰの外周部に環状のバッフルプレートＢＰを配設したものである。
【０００５】
図１２のおよび図１３に示す流体継手は固定のバッフルプレートであるため、ポンプとタービンとの速度比（ｅ）に対する入力容量係数（τ）の特性を変化させる効果はあるが、入力回転数に対してτ特性を変化させることができない。即ち、ドラッグトルク対策を行うためにτ（ｅ＝０）を低くすると、アイドリング時のドラッグトルクはバッフルプレートのないものと比較すると低くなるが、発進時の伝達トルク自体も同様に低くなってしまい、エンジン回転数を必要以上に上昇させないと発進できなくなり、燃費の悪化をまねく等の問題がある。一方、発進時の伝達トルクを上げるためにτ（ｅ＝０）を高くすると、発進トルクは得られるが、アイドリング時のドラッグトルクが大きくなり、アイドリング時の燃費が悪化するという問題がある。このように、固定のバッフルプレートを用いた流体継手は、アイドリング時のドラッグトルクと燃費がトレードオフの関係にあり、これを解決することができない。
【０００６】
また、ドラッグトルクを低減するための対策として、ポンプシシェルのコアリングまたはタービンシェルのコアリングの内周または外周に環状のバッフルプレートを装着した流体継手も提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−５０３０９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
流体継手を車両の駆動装置に装備する場合、その特性としては、ドラッグトルクを低減するために所定の入力回転速度（アイドリング回転速度）まではバッフルプレートによる有効邪魔面積が大きいことが望ましく、所定の回転速度を越えたらエンジンの回転速度に対応した伝達トルクを得るためにバッフルプレートによる有効邪魔面積が減少することが望ましい。しかるに、上記特願２００１−５０３０９号公報に開示された流体継手においては、バッフルプレートによる有効邪魔面積を回転速度に対応して変化させることができない。
【０００９】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術的課題は、バッフルプレートによる有効邪魔面積を回転速度に対応して変化することがでできるバッフル機構を備えた流体継手を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記主たる技術的課題を解決するために、ポンプシェルと該ポンプシェル内に配設された複数個のインペラとを有するポンプと、
該ポンプと対向して配設されたタービンシェルと該タービンシェル内に配設された複数個のランナとを有するタービンと、該ポンプシェルと該タービンシェルによって形成される流体循環路内に配設されたバッフル機構と、を具備する流体継手において、
該バッフル機構は、周方向に複数の第１の開口を備え該ポンプまたは該タービンと一体的に構成された環状の第１のバッフルプレートと、周方向に複数の第２の開口を備え該第１のバッフルプレートに対して相対回転可能に重合して配設された環状の第２のバッフルプレートと、該第１のバッフルプレートの回転速度に対応して該第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して相対的に回動せしめる遠心力作動手段とを具備しており、
該遠心力作動手段は、該第１のバッフルプレートの回転速度が遅いときは該第１の開口と該第２の開口との重合量が小さくなるように該第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して位置付け、該第１のバッフルプレートの回転速度が速くなると該第１の開口と該第２の開口との重合量が大きくなるように該第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して相対的に回動せしめる、
ことを特徴とする流体継手が提供される。
【００１１】
上記遠心力作動手段は、上記第１のバッフルプレートおよび上記第２のバッフルプレートにそれぞれ径方向に形成された第１の長穴および第２の長穴と、該第１の長穴および第２の長穴に挿通して配設された錘部材と、第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して所定方向に回動するように付勢する弾性付勢手段とからなっており、第１の長穴と第２の長穴の少なくとの一方が中心を通る径方向直線に対して傾斜して形成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された流体継手の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１３】
図１には、本発明に従って構成された流体継手を自動車用エンジンと摩擦クラッチとの間に配設した駆動装置の一実施形態が示されている。図示の実施形態における駆動装置は、原動機としての内燃機関２と本発明に従って構成された流体継手４および摩擦クラッチ７とによって構成されている。内燃機関２は図示の実施形態においてはディーゼルエンジンからなっており、クランク軸２１の端部には流体継手４の後述するポンプ側が取り付けられる。
【００１４】
流体継手４は、ディーゼルエンジン２に装着されたハウジング２２にボルト２３等の締結手段によって取り付けられた流体継手ハウジング４０内に配設されている。図示の実施形態における流体継手４は、ポンプ４１と該ポンプ４１と対向して配設されたタービン４２および上記ポンプ４１と連結されたケーシング４３を具備している。
【００１５】
流体継手４を構成するポンプ４１は環状のコアリング４１１を備えた椀状のポンプシェル４１２と、該ポンプシェル４１２内に放射状に配設された複数個のインペラ４１３とを備えており、ポンプシェル４１２が上記ケーシング４３に溶接等の固着手段によって取り付けられている。なお、ケーシング４３は、上記クランク軸２１にボルト２４によって内周部が装着されたドライブプレート４４の外周部にボルト４４１、ナット４４２等の締結手段によって装着されている。このようにして、ポンプ４１のポンプシェル４１２は、ケーシング４３およびドライブプレート４４を介してクランク軸２１に連結される。従って、クランク軸２１は流体継手４の入力軸として機能する。なお、上記ドライブプレート４４の外周には、図示しないスタータモータの駆動歯車と噛合する始動用のリングギヤ４５が装着されている。
【００１６】
上記タービン４２は、上記ポンプ４１のポンプシェル４１２と対向して配設され環状のコアリング４２１を備えた椀状のタービンシェル４２２と、該タービンシェル４２２内に放射状に配設された複数個のランナ４２３とを備えている。タービンシェル４２１は、上記入力軸としての上記クランク軸２１と同一軸線上に配設された出力軸４６にスプライン嵌合されたタービンハブ４７に溶接等の固着手段によって取り付けられている。
【００１７】
図１の実施形態における流体継手４は、ポンプシェル４１２とタービンシェル４２２によって形成される流体循環路４００内に配設され、回転速度に対応して有効邪魔面積が変化するバッフル機構５を具備している。なお、バッフル機構５については後で詳細に説明する。
【００１８】
図示の実施形態における流体継手４は油圧ポンプ６０を具備している。この油圧ポンプ６０は、上記流体継手ハウジング４０に装着された摩擦クラッチ７の後述するクラッチハウジング７０にボルト６１等の固着手段によって取り付けられたポンプハウジング６２に配設されている。この油圧ポンプ６０は、上記ポンプ４１のポンプシェル４１２に取り付けられたポンプハブ４８によって回転駆動されるように構成されており、図示しない流体経路を介して作動流体を上記ポンプ４１およびタービン４２内に供給する。なお、ポンプハブ４８は上記タービンハブに軸受４９によって回転可能に支持されている。
【００１９】
次に、上記摩擦クラッチ７について説明する。
摩擦クラッチ７は、上記流体継手ハウジング４０にボルト７１によって装着されたクラッチハウジング７０内に配設されている。図示の実施形態における摩擦クラッチ７は、上記流体継手４の出力軸４６に装着されたクラッチドライブプレート７２と、出力軸４６と同一軸線上に配設された伝動軸７３（図示の実施形態においては、図示しない変速機の入力軸）と、該伝動軸７３にスプライン嵌合されたクラッチハブ７４に取り付けられ外周部にクラッチフェーシング７５が装着されているドリブンプレート７６と、該ドリブンプレート７６をクラッチドライブプレート７２に押圧するプレッシャープレート７７と、該プレッシャープレート７７をクラッチドライブプレート７２に向けて付勢するダイアフラムスプリング７８と、該ダイアフラムスプリング７８の内端部に係合してダイアフラムスプリング７８の中間部を支点７８１として作動するレリーズベアリング７９と、該レリーズベアリング７９を軸方向に作動せしめるクラッチレリーズフォーク８０とを具備している。このように構成された摩擦クラッチ７は、図示の状態においてはダイアフラムスプリング７８のばね力によってプレッシャープレート７７がクラッチドライブプレート７２に向けて押圧されており、従って、ドリブンプレート７６に装着されたクラッチフェーシング７５がクラッチドライブプレート７２に押圧されて流体継手４の出力軸４６に伝達された動力がクラッチドライブプレート７２およびドリブンプレート７６を介して伝動軸７３に伝達される。この動力伝達を遮断する場合は、図示しないスレーブシリンダに油圧を供給してクラッチレリーズフォーク８０を作動し、レリーズベアリング７９を図１において左方に移動すると、ダイアフラムスプリング７８が図において２点鎖線で示すように作動せしめられ、プレッシャープレート７７への押圧力を解除することにより、クラッチドライブプレート７２からドリブンプレート７６への動力伝達が遮断される。
【００２０】
図示の実施形態における流体継手を装備した駆動装置は以上のように構成されており、以下その作動について説明する。
ディーゼルエンジン２のクランク軸２１（入力軸）に発生した駆動力は、ドライブプレート４４を介して流体継手４のケーシング４３に伝達される。ケーシング４３とポンプ４１のポンプシェル４１２は一体的に構成されているので、上記駆動力によってポンプ４１が回転せしめられる。ポンプ４１が回転するとポンプ４１内の作動流体は遠心力によりインペラ４１３に沿って外周に向かって流れ、矢印で示すようにタービン４２側に流入する。タービン４２側に流入した作動流体は、内周側に向かって流れ矢印で示すようにポンプ４１に戻される。このように、ポンプ４１およびタービン４２内の作動流体がポンプ４１とタービン４２内を循環することにより、ポンプ４１側の駆動トルクが作動流体を介してタービン４２側に伝達される。タービン４２側に伝達された駆動力は、タービンシェル４２１およびタービンハブ４７を介して出力軸４６に伝達され、更に上記摩擦クラッチ６を介して図示しない変速機に伝達される。
【００２１】
次に、上記バッフル機構５の第１の実施形態について、図２乃至図７を参照して説明する。
第１の実施形態におけるバッフル機構５は、ポンプシェル４１２とタービンシェル４２２との間に配設された環状の第１のバッフルプレート５１と第２のバッフルプレート５２を具備している。第１のバッフルプレート５１は、図３に示すように周方向に形成された複数（図示の実施形態においては６個）の第１の開口５１１と、該各第１の開口５１１間に形成され中心を通る径方向直線に対して所定の角度傾斜して形成された複数（図示の実施形態においては６個）の第１の長穴５１２を備えている。このように形成された第１のバッフルプレート５１は、その内周がポンプハブ４８に嵌合され、その外周部が上記ポンプシェル４１２のコアリング４１１とタービンシェル４２２のコアリング４２１によって形成される空間内に配置されている。この第１のバッフルプレート５１は、ポンプシェル４１２と適宜の固着手段によって固着されており、ポンプ４１と一体的に回転するように構成されている。
【００２２】
第２のバッフルプレート５２は、図４に示すように上記第１のバッフルプレート５１と同様に周方向に形成された複数（図示の実施形態においては６個）の第２の開口５２１と、該各第２の開口５２１間に形成され中心を通る径方向直線に対して所定の角度傾斜して形成された複数（図示の実施形態においては６個）の第２の長穴５２２を備えている。なお、第２の長穴５２２は、中心を通る径方向直線に対して第１のバッフルプレート５１に形成された第２の長穴５１２と反対方向に所定角度傾斜して形成されている。このように形成された第２のバッフルプレート５２は第１のバッフルプレート５１のタービン側（図２において左側）に第１のバッフルプレート５１と軸方向に重合して配設される。この第２のバッフルプレート５２は、その内周がポンプハブ４８に嵌合され、その外周部が上記ポンプシェル４１２のコアリング４１１とタービンシェル４２２のコアリング４２１によって形成される空間内に配置されている。このように第１のバッフルプレート５１と軸方向に重合して配設された第２のバッフルプレート５２は、第１のバッフルプレート５１に対して相対回転可能に構成されている。なお、第２のバッフルプレート５２は、ポンプハブ４８に装着されたスナップリング４８１によって図２において左方への軸方向移動が規制されている。
【００２３】
上記第１のバッフルプレート５１に形成された第１の長穴５１２と第２のバッフルプレート５２に形成された第２の長穴５２２には、該両長穴に沿って移動可能な錘部材５３が挿通して配設されている。この錘部材５３は、比重の重い金属材によって形成された段付きボルト５３１とナット５３２とからなっている。段付きボルト５３１は上記第１の長穴５１２および第２の長穴５２２の幅寸法より大径に形成された頭部５３１ａと、第１の長穴５１２および第２の長穴５２２の幅寸法より僅かに小径に形成された大径部５３１ｂと、該大径部５３１ｂより小径に形成され外周にネジを備えた小径部５３１ｃとからなっており、大径部５３１ｂの軸方向長さは第１のバッフルプレート５１と第２のバッフルプレート５２の厚さを合計した寸法より僅かに長く形成されている。このように形成された段付きボルト５３１は、第１のバッフルプレート５１に形成された第１の長穴５１２と第２のバッフルプレート５２に形成された第２の長穴５２２に挿通し、小径部５３１ｃに形成されたネジにナット５３２を螺合することによって、両長穴に沿って移動可能に配設される。この段付きボルト５３１とナット５３２とからなる錘部材５３は、ポンプ４１と一体的に回転する第１のバッフルプレート５１とともに回転し、この回転により遠心力が生ずる。この遠心力の大きさに対応して錘部材５３は、第１のバッフルプレート５１に形成された第１の長穴５１２と第２のバッフルプレート５２に形成された第２の長穴５２２に沿って内径端位置から外形端に向けて移動する。
【００２４】
第１の実施形態におけるバッフル機構５は、上記第２のバッフルプレート５２を第１のバッフルプレート５１に対して所定方向に回動するように付勢する弾性付勢手段５４を具備している。図示の弾性付勢手段５４は、図７に示すように第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２の外周部に周方向に所定の間隔をおいて３個配設されている。この弾性付勢手段５４は、第１のバッフルプレート５１と第２のバッフルプレート５２との間に配設された圧縮コイルバネ５４１からなっている。即ち、圧縮コイルバネ５４１は、第１のバッフルプレート５１と第２のバッフルプレート５２の互いに対向する位置に外方へ膨出して形成された断面が半円形状のバネ収容部５１３と５２３内に配設されている。この圧縮コイルバネ５４１の一端は第１のバッフルプレート５１に形成された係合突起５１４に嵌合され、圧縮コイルバネ５４１の他端第２は第２のバッフルプレート５２に形成された係合突起５２４に嵌合されている。従って、第２のバッフルプレート５２は圧縮コイルバネ５４１のバネ力によって図５において矢印で示す方向に回動すべく付勢されている。この結果、第１のバッフルプレート５１即ちポンプ４１が所定の回転速度に達し、錘部材５３に所定の遠心力が作用するまでは、図５に示すように第１のバッフルプレート５１に形成された長穴５１２と第２のバッフルプレート５２に形成された長穴５２２の内径端が重合する位置に位置付けられている。この状態においては、第１のバッフルプレート５１に形成された第１の開口５１１と第２のバッフルプレート５に形成された複数の第２の開口５２１の重合量が最も小さくなるように、即ちバッフルプレートによる邪魔面積が最も大きくなるように設定されている。従って、図５に示す状態においてはバッフル機構５における作動流体の流路面積が最小となる。
【００２５】
一方、第１のバッフルプレート５１即ちポンプ４１が所定の回転速度以上になり錘部材５３に所定以上の遠心力が作用すると、錘部材５３は圧縮コイルバネ５４１のバネ力に抗して第１のバッフルプレート５１に形成された第１の長穴５１２に沿って外形端に向けて移動する。この結果、錘部材５３が嵌合している第２の長穴５２２を備えた第２のバッフルプレート５は、図６に示すように圧縮コイルバネ５４１のバネ力に抗して矢印で示す方向に回動せしめられる。錘部材５３に所定以上の遠心力が作用した図６に示す状態においては、第１のバッフルプレート５１に形成された第１の開口５１１と第２のバッフルプレート５２に形成された複数の第２の開口５２１の重合量が最も大きくなるように（図示の実施形態においては両開口が完全に重合するように構成されている）、即ちバッフルプレートによる邪魔面積が最も小さくなるように設定されている。従って、図６に示す状態においてはバッフル機構５における作動流体の流路面積が最大となる。以上のように、第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２に形成された第１の長穴５１２および第２の長穴５２２と、錘部材５３および弾性付勢手段５４は、第１のバッフルプレート５１と第２のバッフルプレート５２との間に配設され第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２に作用する遠心力対応して第２のバッフルプレート５２を回動せしめる遠心力作動手段として機能する。
【００２６】
以上のように第１の実施形態におけるバッフル機構５によれば、ポンプ４１の回転速度が所定値（例えば、ディーゼルエンジンのアイドリング回転速度である５００ｒｐｍ）に達するまでは図５に示すようにバッフルプレートによる邪魔面積が最も大きく、バッフル機構５における作動流体の流路面積が最小となるので、第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２に衝突する作動流体の量が増大し作動流体の流速が減衰するため、伝達トルクが減少する。従って、ポンプとタービンとの速度比（ｅ）が零（０）即ちポンプが回転しタービンが停止している状態であるエンジンのアイドリング運転時におけるドラッグトルクを低減することができる。一方、ポンプ４１即ち第１のバッフルプレート５１の回転速度が所定値より高速になると錘部材５３に作用する遠心力が増大するため、図６に示すようにバッフルプレートによる邪魔面積が小さく、バッフル機構５における作動流体の流路面積が大きくなるので、循環する作動流体は第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２による邪魔作用を大きく受けることなくポンプ４１に流入するので、エンジンの高速運転時においては伝達効率の低下を招くことがない。
【００２７】
図１０は上記バッフル機構５を装備した流体継手の特性線図である。図１０において横軸はポンプとタービンとの速度比（ｅ）、縦軸は流体継手の入力容量係数（τ）である。図１０において、破線はディーゼルエンジンのアイドリング回転速度（例えば、５００ｒｐｍ）時の特性、１点鎖線は発進時のエンジン回転速度（例えば、１０００ｒｐｍ）時の特性、実線はエンジンの最大トルク時（例えば、１５００ｒｐｍ）の特性である。即ち、実施形態におけるバッフル機構５を装備した流体継手は、エンジンの運転状態に対応した特性が得られるので、アイドリング運転時におけるドラッグトルクを低減することができるとともに、運転者の運転感覚に合致した伝達トルクが得られ車両の発進を円滑にすることができる。
【００２８】
次に、バッフル機構の第２の実施形態について、図８および図９を参照して説明する。なお、第２の実施形態におけるバッフル機構５ａにおいては、上記図１乃至図７の実施形態におけるバッフル機構５の構成部材と同一部材には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
第２の実施形態におけるバッフル機構５ａは、第２のバッフルプレート５２を第１のバッフルプレート５１に対して所定方向に回動するように付勢する弾性付勢手段５４ａとして引っ張りコイルバネ５４１ａを用いたものである。この引っ張りコイルバネ５４１ａを配設するために、第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２には、その外周部に３個の切欠部５１４および５２４が形成されている。この３個の切欠部５１４および５２４にそれぞれ配設された引っ張りコイルバネ５４１ａは、その一端が第１のバッフルプレート５１に係止され、その他端が第２のバッフルプレート５２に形成されている。従って、第２のバッフルプレート５２は引っ張りコイルバネ５４１ａのバネ力によって図８において矢印で示す方向に回動すべく付勢されている。この結果、第１のバッフルプレート５１即ちポンプ４１が所定の回転速度に達し、錘部材５３に所定の遠心力が作用するまでは、図８に示すように第１のバッフルプレート５１に形成された第１の長穴５１２と第２のバッフルプレート５２に形成された第２の長穴５２２の内径端が重合する位置に位置付けられている。この状態においては、第１のバッフルプレート５１に形成された第１の開口５１１と第２のバッフルプレート５に形成された複数の第２の開口５２１の重合量が最も小さくなるように、即ちバッフルプレートによる邪魔面積が最も大きくなるように設定されている。従って、図８に示す状態においてはバッフル機構５における作動流体の流路面積が最小となる。
【００２９】
一方、第１のバッフルプレート５１即ちポンプ４１が所定の回転速度以上になり錘部材５３に所定以上の遠心力が作用すると、錘部材５３は圧縮コイルバネ５４１ａのバネ力に抗して第１のバッフルプレート５１に形成された第１の長穴５１２に沿って外形端に向けて移動する。この結果、錘部材５３が嵌合している長穴５２２を備えた第２のバッフルプレート５は、図９に示すように引っ張りコイルバネ５４１ａのバネ力に抗して矢印で示す方向に回動せしめられる。錘部材５３に所定以上の遠心力が作用した図９に示す状態においては、第１のバッフルプレート５１に形成された第１の開口５１１と第２のバッフルプレート５２に形成された複数の第２の開口５２１の重合量が最も大きくなるように、即ちバッフルプレートによる邪魔面積が最も小さくなるように設定されている。従って、図９に示す状態においてはバッフル機構５における作動流体の流路面積が最大となる。従って、第２の実施形態におけるバッフル機構５ａも上述した第１の実施形態におけるバッフル機構５と同様の作用効果を奏する。
【００３０】
上述した第１の実施形態および第２の実施形態においては、バッフル機構５および５ａを構成する第１のバッフルプレート５１をポンプ４１と一体的に回転するように構成したが、第１のバッフルプレート５１をタービン４２と一体的に回転するように構成しても同様の効果を奏する。また、上述した第１の実施形態および第２の実施形態においては、第１のバッフルプレートと５１第２のバッフルプレートとの間に配設され第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２に作用する遠心力対応して第２のバッフルプレート５２を回動せしめる遠心力作動手段を構成する第１のバッフルプレート５１と第２のバッフルプレート５２に形成された第１の長穴５１２と第２の長穴５２２は、中心を通る径方向直線に対して互いに反対方向に所定の角度傾斜して形成した例を示したが、第１の長穴５１２と第２の長穴５２２の少なくとも一方が中心を通る径方向直線に対して傾斜して形成されていればよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明による流体継手は以上のように構成されているので、以下に述べる作用効果を奏する。
【００３２】
即ち、本発明においては、ポンプシェルとタービンシェルによって形成される流体循環路内に配設されたバッフル機構は、周方向に複数の第１の開口を備えポンプまたはタービンと一体的に構成された環状の第１のバッフルプレートと、周方向に複数の第２の開口を備え第１のバッフルプレートに対して相対回転可能に重合して配設された環状の第２のバッフルプレートと、第１のバッフルプレートの回転速度に対応して第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して相対的に回動せしめる遠心力作動手段とを具備しており、該遠心力作動手段が第１のバッフルプレートの回転速度が遅いときは第１の開口と第２の開口との重合量が小さくなるように第２のバッフルプレートを第１のバッフルプレートに対して位置付け、第１のバッフルプレートの回転速度が速くなると第１の開口と第２の開口との重合量が大きくなるように第２のバッフルプレートを第１のバッフルプレートに対して相対的に回動せしめるので、高速回転時における伝達トルクを低下させることなく、ドラッグトルクを効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された流体継手を装備した駆動装置の一実施形態を示す断面図。
【図２】本発明に従って構成された流体継手の実施形態を示す断面図。
【図３】図２に示す流体継手に装備されるバッフル機構の第１の実施形態を構成する第１のバッフルプレートの正面図。
【図４】図２に示す流体継手に装備されるバッフル機構を構成する第２のバッフルプレートの正面図。
【図５】図２に示す流体継手に装備されるバッフル機構の第１の作動状態を示す説明図。
【図６】図２に示す流体継手に装備されるバッフル機構の第２の作動状態を示す説明図。
【図７】図５におけるＡ−Ａ線断面図。
【図８】本発明に従って構成された流体継手に装備されるバッフル機構の第２の実施形態を示すもので、第１の作動状態を示す説明図。
【図９】本発明に従って構成された流体継手に装備されるバッフル機構の第２の実施形態を示すもので、第２の作動状態を示す説明図。
【図１０】本発明に従って構成された流体継手の特性線図。
【図１１】従来用いられている流体継手の特性線図。
【図１２】従来用いられている流体継手の一例における流体継手内部の作動流体の流れを示す説明図。
【図１３】従来用いられている流体継手の他の例における流体継手内部の作動流体の流れを示す説明図。
【符号の説明】
２：内燃機関
２１：クランク軸
４：流体継手
４０：流体継手ハウジング
４１：ポンプ
４１１：ポンプのコアリング
４１２：ポンプシェル
４１３：インペラ
５：
４２：タービン
４２１：タービンのコアリング
４２２：タービンシェル
４２３：ランナ
４３：ケーシング
４４：ドライブプレート
４５：リングギヤ
４６：出力軸
４７：タービンハブ
４８：ポンプハブ
５：バッフル機構
５１：第１のバッフルプレート
５１１：第１の開口
５１２：第１の長穴
５２：第２のバッフルプレート
５２１：第２の開口
５２２：第２の長穴
５３：錘部材
５４：弾性付勢手段
５４１：圧縮コイルバネ
５４ａ：弾性付勢手段
５４１ａ：引っ張りコイルバネ
６０：油圧ポンプ
６２：ポンプハウジング
７：摩擦クラッチ
７０：クラッチハウジング
７２：クラッチドライブプレート
７３：伝動軸
７４：クラッチハブ
７５：クラッチフェーシング
７６：ドリブンプレート
７７：プレッシャープレート
７８：ダイアフラムスプリング
７９：レリーズベアリング
８０：クラッチレリーズフォーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機の回転トルクを伝達するための流体継手（フルードカップリング）の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体継手（フルードカップリング）は船舶用、産業機械用、自動車用の動力伝達継手として従来から用いられている。流体継手は、環状のポンプシェルと該ポンプシェル内に放射状に配設された複数個のインペラとを有するポンプと、環状のタービンシェルと該タービンシェル内に放射状に配設された複数個のランナとを有し上記ポンプと対向して配設されたタービンとからなっており、ポンプおよびタービン内に作動流体が充填されている。このように構成された流体継手は、ポンプが原動機である例えばディーゼルエンジンのクランクシャフト（流体継手としての入力軸）に連結され、タービンが入力軸と同一軸線上に配置された出力軸に取り付けられる。
また、上記ポンプシェルおよびタービンシェルに、作動流体を整流するための環状のコアリングを設けた流体継手も使用されている。
【０００３】
図１１は、一般的な流体継手の特性を示すもので、横軸はポンプとタービンとの速度比（ｅ）、縦軸は流体継手の入力容量係数（τ）である。図１１から判るように流体継手は、ポンプとタービンとの速度比（ｅ）が零（０）即ちポンプが回転しタービンが停止している状態において、入力容量係数（τ）が最大となる。このような特性を有する流体継手を車両の駆動装置に装備した場合、車両停止状態でエンジンが駆動され変速機の変速ギヤが投入されている状態、即ち入力軸が回転し出力軸が停止している状態では、その特性上ドラッグトルクを有する。ドラッグトルクは、一般的にエンジンがアイドリング回転数（例えば、５００ｒｐｍ）で運転されている状態での伝達トルクをいう。ドラッグトルクが大きいと、エンジンのアイドリング運転が著しく不安定となるとともに、この不安定な回転が駆動系に異常振動を発生させる原因となる。また、ドラッグトルクが大きいことにより、アイドリング運転時の燃費が悪化する原因にもなっている。
【０００４】
上述したドラッグトルクを低減するための対策として、ポンプとタービンとの間にバッフルプレートを配設する技術が知られている。
バッフルプレートを配設したドラッグトルク低減対策について、図１２および図１３を参照して説明する。図１２に示す流体継手は、ポンプＰとタービンＴとの間に出力軸ＯＳに取り付けられた環状のバッフルプレートＢＰを配設したものである。一方、図１３に示す流体継手は、ポンプＰの外周部に環状のバッフルプレートＢＰを配設したものである。
【０００５】
図１２のおよび図１３に示す流体継手は固定のバッフルプレートであるため、ポンプとタービンとの速度比（ｅ）に対する入力容量係数（τ）の特性を変化させる効果はあるが、入力回転数に対してτ特性を変化させることができない。即ち、ドラッグトルク対策を行うためにτ（ｅ＝０）を低くすると、アイドリング時のドラッグトルクはバッフルプレートのないものと比較すると低くなるが、発進時の伝達トルク自体も同様に低くなってしまい、エンジン回転数を必要以上に上昇させないと発進できなくなり、燃費の悪化をまねく等の問題がある。一方、発進時の伝達トルクを上げるためにτ（ｅ＝０）を高くすると、発進トルクは得られるが、アイドリング時のドラッグトルクが大きくなり、アイドリング時の燃費が悪化するという問題がある。このように、固定のバッフルプレートを用いた流体継手は、アイドリング時のドラッグトルクと燃費がトレードオフの関係にあり、これを解決することができない。
【０００６】
また、ドラッグトルクを低減するための対策として、ポンプシシェルのコアリングまたはタービンシェルのコアリングの内周または外周に環状のバッフルプレートを装着した流体継手も提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−５０３０９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
流体継手を車両の駆動装置に装備する場合、その特性としては、ドラッグトルクを低減するために所定の入力回転速度（アイドリング回転速度）まではバッフルプレートによる有効邪魔面積が大きいことが望ましく、所定の回転速度を越えたらエンジンの回転速度に対応した伝達トルクを得るためにバッフルプレートによる有効邪魔面積が減少することが望ましい。しかるに、上記特願２００１−５０３０９号公報に開示された流体継手においては、バッフルプレートによる有効邪魔面積を回転速度に対応して変化させることができない。
【０００９】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術的課題は、バッフルプレートによる有効邪魔面積を回転速度に対応して変化することがでできるバッフル機構を備えた流体継手を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記主たる技術的課題を解決するために、ポンプシェルと該ポンプシェル内に配設された複数個のインペラとを有するポンプと、
該ポンプと対向して配設されたタービンシェルと該タービンシェル内に配設された複数個のランナとを有するタービンと、該ポンプシェルと該タービンシェルによって形成される流体循環路内に配設されたバッフル機構と、を具備する流体継手において、
該バッフル機構は、周方向に複数の第１の開口を備え該ポンプまたは該タービンと一体的に構成された環状の第１のバッフルプレートと、周方向に複数の第２の開口を備え該第１のバッフルプレートに対して相対回転可能に重合して配設された環状の第２のバッフルプレートと、該第１のバッフルプレートの回転速度に対応して該第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して相対的に回動せしめる遠心力作動手段とを具備しており、
該遠心力作動手段は、該第１のバッフルプレートの回転速度が遅いときは該第１の開口と該第２の開口との重合量が小さくなるように該第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して位置付け、該第１のバッフルプレートの回転速度が速くなると該第１の開口と該第２の開口との重合量が大きくなるように該第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して相対的に回動せしめる、
ことを特徴とする流体継手が提供される。
【００１１】
上記遠心力作動手段は、上記第１のバッフルプレートおよび上記第２のバッフルプレートにそれぞれ径方向に形成された第１の長穴および第２の長穴と、該第１の長穴および第２の長穴に挿通して配設された錘部材と、第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して所定方向に回動するように付勢する弾性付勢手段とからなっており、第１の長穴と第２の長穴の少なくとの一方が中心を通る径方向直線に対して傾斜して形成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された流体継手の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１３】
図１には、本発明に従って構成された流体継手を自動車用エンジンと摩擦クラッチとの間に配設した駆動装置の一実施形態が示されている。図示の実施形態における駆動装置は、原動機としての内燃機関２と本発明に従って構成された流体継手４および摩擦クラッチ７とによって構成されている。内燃機関２は図示の実施形態においてはディーゼルエンジンからなっており、クランク軸２１の端部には流体継手４の後述するポンプ側が取り付けられる。
【００１４】
流体継手４は、ディーゼルエンジン２に装着されたハウジング２２にボルト２３等の締結手段によって取り付けられた流体継手ハウジング４０内に配設されている。図示の実施形態における流体継手４は、ポンプ４１と該ポンプ４１と対向して配設されたタービン４２および上記ポンプ４１と連結されたケーシング４３を具備している。
【００１５】
流体継手４を構成するポンプ４１は環状のコアリング４１１を備えた椀状のポンプシェル４１２と、該ポンプシェル４１２内に放射状に配設された複数個のインペラ４１３とを備えており、ポンプシェル４１２が上記ケーシング４３に溶接等の固着手段によって取り付けられている。なお、ケーシング４３は、上記クランク軸２１にボルト２４によって内周部が装着されたドライブプレート４４の外周部にボルト４４１、ナット４４２等の締結手段によって装着されている。このようにして、ポンプ４１のポンプシェル４１２は、ケーシング４３およびドライブプレート４４を介してクランク軸２１に連結される。従って、クランク軸２１は流体継手４の入力軸として機能する。なお、上記ドライブプレート４４の外周には、図示しないスタータモータの駆動歯車と噛合する始動用のリングギヤ４５が装着されている。
【００１６】
上記タービン４２は、上記ポンプ４１のポンプシェル４１２と対向して配設され環状のコアリング４２１を備えた椀状のタービンシェル４２２と、該タービンシェル４２２内に放射状に配設された複数個のランナ４２３とを備えている。タービンシェル４２１は、上記入力軸としての上記クランク軸２１と同一軸線上に配設された出力軸４６にスプライン嵌合されたタービンハブ４７に溶接等の固着手段によって取り付けられている。
【００１７】
図１の実施形態における流体継手４は、ポンプシェル４１２とタービンシェル４２２によって形成される流体循環路４００内に配設され、回転速度に対応して有効邪魔面積が変化するバッフル機構５を具備している。なお、バッフル機構５については後で詳細に説明する。
【００１８】
図示の実施形態における流体継手４は油圧ポンプ６０を具備している。この油圧ポンプ６０は、上記流体継手ハウジング４０に装着された摩擦クラッチ７の後述するクラッチハウジング７０にボルト６１等の固着手段によって取り付けられたポンプハウジング６２に配設されている。この油圧ポンプ６０は、上記ポンプ４１のポンプシェル４１２に取り付けられたポンプハブ４８によって回転駆動されるように構成されており、図示しない流体経路を介して作動流体を上記ポンプ４１およびタービン４２内に供給する。なお、ポンプハブ４８は上記タービンハブに軸受４９によって回転可能に支持されている。
【００１９】
次に、上記摩擦クラッチ７について説明する。
摩擦クラッチ７は、上記流体継手ハウジング４０にボルト７１によって装着されたクラッチハウジング７０内に配設されている。図示の実施形態における摩擦クラッチ７は、上記流体継手４の出力軸４６に装着されたクラッチドライブプレート７２と、出力軸４６と同一軸線上に配設された伝動軸７３（図示の実施形態においては、図示しない変速機の入力軸）と、該伝動軸７３にスプライン嵌合されたクラッチハブ７４に取り付けられ外周部にクラッチフェーシング７５が装着されているドリブンプレート７６と、該ドリブンプレート７６をクラッチドライブプレート７２に押圧するプレッシャープレート７７と、該プレッシャープレート７７をクラッチドライブプレート７２に向けて付勢するダイアフラムスプリング７８と、該ダイアフラムスプリング７８の内端部に係合してダイアフラムスプリング７８の中間部を支点７８１として作動するレリーズベアリング７９と、該レリーズベアリング７９を軸方向に作動せしめるクラッチレリーズフォーク８０とを具備している。このように構成された摩擦クラッチ７は、図示の状態においてはダイアフラムスプリング７８のばね力によってプレッシャープレート７７がクラッチドライブプレート７２に向けて押圧されており、従って、ドリブンプレート７６に装着されたクラッチフェーシング７５がクラッチドライブプレート７２に押圧されて流体継手４の出力軸４６に伝達された動力がクラッチドライブプレート７２およびドリブンプレート７６を介して伝動軸７３に伝達される。この動力伝達を遮断する場合は、図示しないスレーブシリンダに油圧を供給してクラッチレリーズフォーク８０を作動し、レリーズベアリング７９を図１において左方に移動すると、ダイアフラムスプリング７８が図において２点鎖線で示すように作動せしめられ、プレッシャープレート７７への押圧力を解除することにより、クラッチドライブプレート７２からドリブンプレート７６への動力伝達が遮断される。
【００２０】
図示の実施形態における流体継手を装備した駆動装置は以上のように構成されており、以下その作動について説明する。
ディーゼルエンジン２のクランク軸２１（入力軸）に発生した駆動力は、ドライブプレート４４を介して流体継手４のケーシング４３に伝達される。ケーシング４３とポンプ４１のポンプシェル４１２は一体的に構成されているので、上記駆動力によってポンプ４１が回転せしめられる。ポンプ４１が回転するとポンプ４１内の作動流体は遠心力によりインペラ４１３に沿って外周に向かって流れ、矢印で示すようにタービン４２側に流入する。タービン４２側に流入した作動流体は、内周側に向かって流れ矢印で示すようにポンプ４１に戻される。このように、ポンプ４１およびタービン４２内の作動流体がポンプ４１とタービン４２内を循環することにより、ポンプ４１側の駆動トルクが作動流体を介してタービン４２側に伝達される。タービン４２側に伝達された駆動力は、タービンシェル４２１およびタービンハブ４７を介して出力軸４６に伝達され、更に上記摩擦クラッチ６を介して図示しない変速機に伝達される。
【００２１】
次に、上記バッフル機構５の第１の実施形態について、図２乃至図７を参照して説明する。
第１の実施形態におけるバッフル機構５は、ポンプシェル４１２とタービンシェル４２２との間に配設された環状の第１のバッフルプレート５１と第２のバッフルプレート５２を具備している。第１のバッフルプレート５１は、図３に示すように周方向に形成された複数（図示の実施形態においては６個）の第１の開口５１１と、該各第１の開口５１１間に形成され中心を通る径方向直線に対して所定の角度傾斜して形成された複数（図示の実施形態においては６個）の第１の長穴５１２を備えている。このように形成された第１のバッフルプレート５１は、その内周がポンプハブ４８に嵌合され、その外周部が上記ポンプシェル４１２のコアリング４１１とタービンシェル４２２のコアリング４２１によって形成される空間内に配置されている。この第１のバッフルプレート５１は、ポンプシェル４１２と適宜の固着手段によって固着されており、ポンプ４１と一体的に回転するように構成されている。
【００２２】
第２のバッフルプレート５２は、図４に示すように上記第１のバッフルプレート５１と同様に周方向に形成された複数（図示の実施形態においては６個）の第２の開口５２１と、該各第２の開口５２１間に形成され中心を通る径方向直線に対して所定の角度傾斜して形成された複数（図示の実施形態においては６個）の第２の長穴５２２を備えている。なお、第２の長穴５２２は、中心を通る径方向直線に対して第１のバッフルプレート５１に形成された第２の長穴５１２と反対方向に所定角度傾斜して形成されている。このように形成された第２のバッフルプレート５２は第１のバッフルプレート５１のタービン側（図２において左側）に第１のバッフルプレート５１と軸方向に重合して配設される。この第２のバッフルプレート５２は、その内周がポンプハブ４８に嵌合され、その外周部が上記ポンプシェル４１２のコアリング４１１とタービンシェル４２２のコアリング４２１によって形成される空間内に配置されている。このように第１のバッフルプレート５１と軸方向に重合して配設された第２のバッフルプレート５２は、第１のバッフルプレート５１に対して相対回転可能に構成されている。なお、第２のバッフルプレート５２は、ポンプハブ４８に装着されたスナップリング４８１によって図２において左方への軸方向移動が規制されている。
【００２３】
上記第１のバッフルプレート５１に形成された第１の長穴５１２と第２のバッフルプレート５２に形成された第２の長穴５２２には、該両長穴に沿って移動可能な錘部材５３が挿通して配設されている。この錘部材５３は、比重の重い金属材によって形成された段付きボルト５３１とナット５３２とからなっている。段付きボルト５３１は上記第１の長穴５１２および第２の長穴５２２の幅寸法より大径に形成された頭部５３１ａと、第１の長穴５１２および第２の長穴５２２の幅寸法より僅かに小径に形成された大径部５３１ｂと、該大径部５３１ｂより小径に形成され外周にネジを備えた小径部５３１ｃとからなっており、大径部５３１ｂの軸方向長さは第１のバッフルプレート５１と第２のバッフルプレート５２の厚さを合計した寸法より僅かに長く形成されている。このように形成された段付きボルト５３１は、第１のバッフルプレート５１に形成された第１の長穴５１２と第２のバッフルプレート５２に形成された第２の長穴５２２に挿通し、小径部５３１ｃに形成されたネジにナット５３２を螺合することによって、両長穴に沿って移動可能に配設される。この段付きボルト５３１とナット５３２とからなる錘部材５３は、ポンプ４１と一体的に回転する第１のバッフルプレート５１とともに回転し、この回転により遠心力が生ずる。この遠心力の大きさに対応して錘部材５３は、第１のバッフルプレート５１に形成された第１の長穴５１２と第２のバッフルプレート５２に形成された第２の長穴５２２に沿って内径端位置から外形端に向けて移動する。
【００２４】
第１の実施形態におけるバッフル機構５は、上記第２のバッフルプレート５２を第１のバッフルプレート５１に対して所定方向に回動するように付勢する弾性付勢手段５４を具備している。図示の弾性付勢手段５４は、図７に示すように第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２の外周部に周方向に所定の間隔をおいて３個配設されている。この弾性付勢手段５４は、第１のバッフルプレート５１と第２のバッフルプレート５２との間に配設された圧縮コイルバネ５４１からなっている。即ち、圧縮コイルバネ５４１は、第１のバッフルプレート５１と第２のバッフルプレート５２の互いに対向する位置に外方へ膨出して形成された断面が半円形状のバネ収容部５１３と５２３内に配設されている。この圧縮コイルバネ５４１の一端は第１のバッフルプレート５１に形成された係合突起５１４に嵌合され、圧縮コイルバネ５４１の他端第２は第２のバッフルプレート５２に形成された係合突起５２４に嵌合されている。従って、第２のバッフルプレート５２は圧縮コイルバネ５４１のバネ力によって図５において矢印で示す方向に回動すべく付勢されている。この結果、第１のバッフルプレート５１即ちポンプ４１が所定の回転速度に達し、錘部材５３に所定の遠心力が作用するまでは、図５に示すように第１のバッフルプレート５１に形成された長穴５１２と第２のバッフルプレート５２に形成された長穴５２２の内径端が重合する位置に位置付けられている。この状態においては、第１のバッフルプレート５１に形成された第１の開口５１１と第２のバッフルプレート５に形成された複数の第２の開口５２１の重合量が最も小さくなるように、即ちバッフルプレートによる邪魔面積が最も大きくなるように設定されている。従って、図５に示す状態においてはバッフル機構５における作動流体の流路面積が最小となる。
【００２５】
一方、第１のバッフルプレート５１即ちポンプ４１が所定の回転速度以上になり錘部材５３に所定以上の遠心力が作用すると、錘部材５３は圧縮コイルバネ５４１のバネ力に抗して第１のバッフルプレート５１に形成された第１の長穴５１２に沿って外形端に向けて移動する。この結果、錘部材５３が嵌合している第２の長穴５２２を備えた第２のバッフルプレート５は、図６に示すように圧縮コイルバネ５４１のバネ力に抗して矢印で示す方向に回動せしめられる。錘部材５３に所定以上の遠心力が作用した図６に示す状態においては、第１のバッフルプレート５１に形成された第１の開口５１１と第２のバッフルプレート５２に形成された複数の第２の開口５２１の重合量が最も大きくなるように（図示の実施形態においては両開口が完全に重合するように構成されている）、即ちバッフルプレートによる邪魔面積が最も小さくなるように設定されている。従って、図６に示す状態においてはバッフル機構５における作動流体の流路面積が最大となる。以上のように、第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２に形成された第１の長穴５１２および第２の長穴５２２と、錘部材５３および弾性付勢手段５４は、第１のバッフルプレート５１と第２のバッフルプレート５２との間に配設され第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２に作用する遠心力対応して第２のバッフルプレート５２を回動せしめる遠心力作動手段として機能する。
【００２６】
以上のように第１の実施形態におけるバッフル機構５によれば、ポンプ４１の回転速度が所定値（例えば、ディーゼルエンジンのアイドリング回転速度である５００ｒｐｍ）に達するまでは図５に示すようにバッフルプレートによる邪魔面積が最も大きく、バッフル機構５における作動流体の流路面積が最小となるので、第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２に衝突する作動流体の量が増大し作動流体の流速が減衰するため、伝達トルクが減少する。従って、ポンプとタービンとの速度比（ｅ）が零（０）即ちポンプが回転しタービンが停止している状態であるエンジンのアイドリング運転時におけるドラッグトルクを低減することができる。一方、ポンプ４１即ち第１のバッフルプレート５１の回転速度が所定値より高速になると錘部材５３に作用する遠心力が増大するため、図６に示すようにバッフルプレートによる邪魔面積が小さく、バッフル機構５における作動流体の流路面積が大きくなるので、循環する作動流体は第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２による邪魔作用を大きく受けることなくポンプ４１に流入するので、エンジンの高速運転時においては伝達効率の低下を招くことがない。
【００２７】
図１０は上記バッフル機構５を装備した流体継手の特性線図である。図１０において横軸はポンプとタービンとの速度比（ｅ）、縦軸は流体継手の入力容量係数（τ）である。図１０において、破線はディーゼルエンジンのアイドリング回転速度（例えば、５００ｒｐｍ）時の特性、１点鎖線は発進時のエンジン回転速度（例えば、１０００ｒｐｍ）時の特性、実線はエンジンの最大トルク時（例えば、１５００ｒｐｍ）の特性である。即ち、実施形態におけるバッフル機構５を装備した流体継手は、エンジンの運転状態に対応した特性が得られるので、アイドリング運転時におけるドラッグトルクを低減することができるとともに、運転者の運転感覚に合致した伝達トルクが得られ車両の発進を円滑にすることができる。
【００２８】
次に、バッフル機構の第２の実施形態について、図８および図９を参照して説明する。なお、第２の実施形態におけるバッフル機構５ａにおいては、上記図１乃至図７の実施形態におけるバッフル機構５の構成部材と同一部材には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
第２の実施形態におけるバッフル機構５ａは、第２のバッフルプレート５２を第１のバッフルプレート５１に対して所定方向に回動するように付勢する弾性付勢手段５４ａとして引っ張りコイルバネ５４１ａを用いたものである。この引っ張りコイルバネ５４１ａを配設するために、第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２には、その外周部に３個の切欠部５１４および５２４が形成されている。この３個の切欠部５１４および５２４にそれぞれ配設された引っ張りコイルバネ５４１ａは、その一端が第１のバッフルプレート５１に係止され、その他端が第２のバッフルプレート５２に形成されている。従って、第２のバッフルプレート５２は引っ張りコイルバネ５４１ａのバネ力によって図８において矢印で示す方向に回動すべく付勢されている。この結果、第１のバッフルプレート５１即ちポンプ４１が所定の回転速度に達し、錘部材５３に所定の遠心力が作用するまでは、図８に示すように第１のバッフルプレート５１に形成された第１の長穴５１２と第２のバッフルプレート５２に形成された第２の長穴５２２の内径端が重合する位置に位置付けられている。この状態においては、第１のバッフルプレート５１に形成された第１の開口５１１と第２のバッフルプレート５に形成された複数の第２の開口５２１の重合量が最も小さくなるように、即ちバッフルプレートによる邪魔面積が最も大きくなるように設定されている。従って、図８に示す状態においてはバッフル機構５における作動流体の流路面積が最小となる。
【００２９】
一方、第１のバッフルプレート５１即ちポンプ４１が所定の回転速度以上になり錘部材５３に所定以上の遠心力が作用すると、錘部材５３は圧縮コイルバネ５４１ａのバネ力に抗して第１のバッフルプレート５１に形成された第１の長穴５１２に沿って外形端に向けて移動する。この結果、錘部材５３が嵌合している長穴５２２を備えた第２のバッフルプレート５は、図９に示すように引っ張りコイルバネ５４１ａのバネ力に抗して矢印で示す方向に回動せしめられる。錘部材５３に所定以上の遠心力が作用した図９に示す状態においては、第１のバッフルプレート５１に形成された第１の開口５１１と第２のバッフルプレート５２に形成された複数の第２の開口５２１の重合量が最も大きくなるように、即ちバッフルプレートによる邪魔面積が最も小さくなるように設定されている。従って、図９に示す状態においてはバッフル機構５における作動流体の流路面積が最大となる。従って、第２の実施形態におけるバッフル機構５ａも上述した第１の実施形態におけるバッフル機構５と同様の作用効果を奏する。
【００３０】
上述した第１の実施形態および第２の実施形態においては、バッフル機構５および５ａを構成する第１のバッフルプレート５１をポンプ４１と一体的に回転するように構成したが、第１のバッフルプレート５１をタービン４２と一体的に回転するように構成しても同様の効果を奏する。また、上述した第１の実施形態および第２の実施形態においては、第１のバッフルプレートと５１第２のバッフルプレートとの間に配設され第１のバッフルプレート５１および第２のバッフルプレート５２に作用する遠心力対応して第２のバッフルプレート５２を回動せしめる遠心力作動手段を構成する第１のバッフルプレート５１と第２のバッフルプレート５２に形成された第１の長穴５１２と第２の長穴５２２は、中心を通る径方向直線に対して互いに反対方向に所定の角度傾斜して形成した例を示したが、第１の長穴５１２と第２の長穴５２２の少なくとも一方が中心を通る径方向直線に対して傾斜して形成されていればよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明による流体継手は以上のように構成されているので、以下に述べる作用効果を奏する。
【００３２】
即ち、本発明においては、ポンプシェルとタービンシェルによって形成される流体循環路内に配設されたバッフル機構は、周方向に複数の第１の開口を備えポンプまたはタービンと一体的に構成された環状の第１のバッフルプレートと、周方向に複数の第２の開口を備え第１のバッフルプレートに対して相対回転可能に重合して配設された環状の第２のバッフルプレートと、第１のバッフルプレートの回転速度に対応して第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して相対的に回動せしめる遠心力作動手段とを具備しており、該遠心力作動手段が第１のバッフルプレートの回転速度が遅いときは第１の開口と第２の開口との重合量が小さくなるように第２のバッフルプレートを第１のバッフルプレートに対して位置付け、第１のバッフルプレートの回転速度が速くなると第１の開口と第２の開口との重合量が大きくなるように第２のバッフルプレートを第１のバッフルプレートに対して相対的に回動せしめるので、高速回転時における伝達トルクを低下させることなく、ドラッグトルクを効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された流体継手を装備した駆動装置の一実施形態を示す断面図。
【図２】本発明に従って構成された流体継手の実施形態を示す断面図。
【図３】図２に示す流体継手に装備されるバッフル機構の第１の実施形態を構成する第１のバッフルプレートの正面図。
【図４】図２に示す流体継手に装備されるバッフル機構を構成する第２のバッフルプレートの正面図。
【図５】図２に示す流体継手に装備されるバッフル機構の第１の作動状態を示す説明図。
【図６】図２に示す流体継手に装備されるバッフル機構の第２の作動状態を示す説明図。
【図７】図５におけるＡ−Ａ線断面図。
【図８】本発明に従って構成された流体継手に装備されるバッフル機構の第２の実施形態を示すもので、第１の作動状態を示す説明図。
【図９】本発明に従って構成された流体継手に装備されるバッフル機構の第２の実施形態を示すもので、第２の作動状態を示す説明図。
【図１０】本発明に従って構成された流体継手の特性線図。
【図１１】従来用いられている流体継手の特性線図。
【図１２】従来用いられている流体継手の一例における流体継手内部の作動流体の流れを示す説明図。
【図１３】従来用いられている流体継手の他の例における流体継手内部の作動流体の流れを示す説明図。
【符号の説明】
２：内燃機関
２１：クランク軸
４：流体継手
４０：流体継手ハウジング
４１：ポンプ
４１１：ポンプのコアリング
４１２：ポンプシェル
４１３：インペラ
５：
４２：タービン
４２１：タービンのコアリング
４２２：タービンシェル
４２３：ランナ
４３：ケーシング
４４：ドライブプレート
４５：リングギヤ
４６：出力軸
４７：タービンハブ
４８：ポンプハブ
５：バッフル機構
５１：第１のバッフルプレート
５１１：第１の開口
５１２：第１の長穴
５２：第２のバッフルプレート
５２１：第２の開口
５２２：第２の長穴
５３：錘部材
５４：弾性付勢手段
５４１：圧縮コイルバネ
５４ａ：弾性付勢手段
５４１ａ：引っ張りコイルバネ
６０：油圧ポンプ
６２：ポンプハウジング
７：摩擦クラッチ
７０：クラッチハウジング
７２：クラッチドライブプレート
７３：伝動軸
７４：クラッチハブ
７５：クラッチフェーシング
７６：ドリブンプレート
７７：プレッシャープレート
７８：ダイアフラムスプリング
７９：レリーズベアリング
８０：クラッチレリーズフォーク
Claims (2)
- ポンプシェルと該ポンプシェル内に配設された複数個のインペラとを有するポンプと、
該ポンプと対向して配設されたタービンシェルと該タービンシェル内に配設された複数個のランナとを有するタービンと、該ポンプシェルと該タービンシェルによって形成される流体循環路内に配設されたバッフル機構と、を具備する流体継手において、
該バッフル機構は、周方向に複数の第１の開口を備え該ポンプまたは該タービンと一体的に構成された環状の第１のバッフルプレートと、周方向に複数の第２の開口を備え該第１のバッフルプレートに対して相対回転可能に重合して配設された環状の第２のバッフルプレートと、該第１のバッフルプレートの回転速度に対応して該第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して相対的に回動せしめる遠心力作動手段とを具備しており、
該遠心力作動手段は、該第１のバッフルプレートの回転速度が遅いときは該第１の開口と該第２の開口との重合量が小さくなるように該第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して位置付け、該第１のバッフルプレートの回転速度が速くなると該第１の開口と該第２の開口との重合量が大きくなるように該第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して相対的に回動せしめる、
ことを特徴とする流体継手。 - 該遠心力作動手段は、該第１のバッフルプレートおよび該第２のバッフルプレートにそれぞれ径方向に形成された第１の長穴および第２の長穴と、該第１の長穴および第２の長穴に挿通して配設された錘部材と、該第２のバッフルプレートを該第１のバッフルプレートに対して所定方向に回動するように付勢する弾性付勢手段とからなっており、該第１の長穴と該第２の長穴の少なくとの一方が中心を通る径方向直線に対して傾斜して形成されている、請求項１記載の流体継手。
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