JP4071499B2

JP4071499B2 - Fluid coupling with baffle plate

Info

Publication number: JP4071499B2
Application number: JP2002006554A
Authority: JP
Inventors: 高宏宮田; 昭一草刈; 英隆古賀; 信幸岩男; 康山本
Original assignee: Isuzu Motors Ltd; Yutaka Giken Co Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd; Yutaka Giken Co Ltd
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2022-01-15
Also published as: JP2003206958A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
入力軸に連結した，コアリング付きのポンプ羽根車と，出力軸に連結した，コアリング付きのタービン羽根車とを互いに対向させて，これらの間に作動オイルの循環回路を形成し，両羽根車の少なくとも一方に，循環回路に突出するバッフルプレートを付設し，このバッフルプレートにより循環回路内での作動オイルの流れに抵抗を与えてドラッグトルクを小さくするようにした，バッフルプレート付き流体継手の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かゝるバッフルプレート付き流体継手は，例えば，オーム出版に係る「流体伝動装置の設計」の第２４，２５頁に開示されているように，既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来，かゝる流体継手では，ポンプ羽根車及びタービン羽根車の両コア間には，両羽根車の軸方向の寸法誤差や熱膨張を吸収するに充分な軸方向間隙を設けている。しかしながら，その軸方向間隙が大きいと，常用回転域で循環回路を流れる作動オイルがバッフルプレートの，タービン羽根車側の外周縁に衝突することにより生ずる乱流が前記間隙に影響して，作動オイルをコアリング内に流出させ，これにより作動オイルの速度エネルギが減少して伝動効率を低下させることになる。したがって前記軸方向間隙は，小さく設定することが望まれるが，その設定にも限界がある。
【０００４】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，両羽根車の軸方向の寸法誤差や熱膨張に対する吸収能を高めながら，作動オイルのコアリング内への流出を効果的に抑えて，伝動効率の低下を防止し得るようにした，バッフルプレート付き流体継手を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために，本発明は，入力軸に連結した，コアリング付きのポンプ羽根車と，出力軸に連結した，コアリング付きのタービン羽根車とを互いに対向させて，これらの間に両羽根車のコアリングを囲む作動オイルの循環回路を形成し，両羽根車の少なくとも一方に，循環回路に突出するバッフルプレートを付設した，バッフルプレート付き流体継手において，ポンプ羽根車及びタービン羽根車の両コアリングの内径側の部分をそれぞれ入，出力軸に平行な円筒状に形成し，後者の内周壁の外周面が前者の内周壁の内周面と微小間隙を存してラップするように配置する一方，バッフルプレートを，それのタービン羽根車側の側面がタービン羽根車のコアリングの内周壁端縁より軸方向に沿ってタービン羽根車側にオフセットするように配置したことを第１の特徴とする。
【０００６】
尚，前記入力軸及び出力軸は，後述する本発明の実施例中のエンジンのクランク軸１及び変速機の主軸２にそれぞれ対応する。
【０００７】
この第１の特徴によれば，作動オイルの循環流量が少なくなる常用回転域では，バッフルプレートの，作動オイルの循環に対する抵抗は比較的小さいので，作動オイルが循環回路を比較的スムーズに循環することにより，伝動効率は向上する。特に，ポンプ羽根車のコアリングの内周壁の内周側に配置されるタービン羽根車のコアリングの内周壁が作動オイルの流れをポンプ羽根車側に誘導し，しかも，互いに平行にラップする両コアリングの内周壁がそのラップ部の間隙に大なる流路抵抗を付与しているため，作動オイルの両コアリング内への流出を効果的に抑えることになる。
【０００８】
またタービン羽根車からポンプ羽根車へ戻る作動オイルがバッフルプレートの外周縁に衝突することにより，その作動オイルに多少とも乱流が生じても，バッフルプレートの上記外周縁と，内周側に位置するタービン羽根車のコアリングの内周壁端縁とが所定距離軸方向にオフセットしていることで，その乱流が両コアリングの内周壁のラップ部の間隙内部まで波及することはなく，該間隙の流路抵抗が大であることゝ相俟って，作動オイルの両コアリング内への流出を効果的に抑えることができ，作動オイルの速度エネルギの減少は極めて少なく，伝動効率の低下を効果的に防ぐことができる。
【０００９】
しかも，両コアリングの内周壁の互いに平行なラップ部においては，両羽根車の軸方向の大なる寸法誤差や熱膨張を吸収することができ，循環回路から両コアリング内への作動オイルの流出を常に防いで，伝動効率の安定化に寄与し得る。
【００１０】
また本発明は，第１の特徴に加えて，バッフルプレートの，タービン羽根車側の外周縁に，作動オイルのタービン羽根車側からポンプ羽根車側への流れを誘導する誘導部を形成したことを第２の特徴とする。
【００１１】
尚，前記誘導部は，後述する本発明の第２〜４実施例中の面取り部，斜面及び円弧面に対応する。
【００１２】
この第２の特徴によれば，常用回転域において，作動オイルが循環回路をタービン羽根車側からポンプ羽根車側に戻る際，バッフルプレートのタービン羽根車側の外周縁に衝突しようとしても，そこには前記誘導部が待機していて，作動オイルをポンプ羽根車側へスムーズに誘導するので，乱流が生じ難く，乱流による作動オイルの速度エネルギの減少を少なくして，伝動効率の低下を効果的に防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【００１４】
図１は本発明の第１実施例に係るバッフルプレート付き流体継手をロックアップクラッチの非接続状態で示す縦断面図，図２は同流体継手のロックアップクラッチの接続状態を示す作用説明図，図３は本発明の第２実施例を示すバッフルプレート部の縦断面図，図４は本発明の第３実施例を示すバッフルプレート部の縦断面図，図５は本発明の第４実施例を示すバッフルプレート部の縦断面図である。
【００１５】
先ず，図１及び図２に示す本発明の第１実施例について説明する。
【００１６】
自動車用エンジンのクランク軸１と，多段変速機の主軸２とが同軸上に配置され，これらは流体継手Ｆを介して連結される。
【００１７】
流体継手Ｆは，ポンプ羽根車３と，それに対向してそれとの間に作動オイルの循環回路５を画成するタービン羽根車４とを備えている。
【００１８】
ポンプ羽根車３は，椀状且つ環状のシェル３と，このシェル３の内側面に結合されて循環回路５に配置される多数のブレード３ｂ，３ｂ…と，これらブレード３ｂ，３ｂ…の中間部相互を連結するコアリング３ｃと，シェル３の内周端に結合されるハブ３ｈとから構成される。またタービン羽根車４も，椀状且つ環状のシェル４ｓと，このシェル４ｓの内側面に結合されて循環回路５に配置される多数のブレード４ｂ，４ｂ…と，これらブレード４ｂ，４ｂ…の中間部相互を連結するコアリング４ｃと，シェル４ｓの内周端に結合されるハブ４ｈとから構成される。
【００１９】
ポンプ羽根車３及びタービン羽根車４の両コアリング３ｃ，４ｃの，それぞれ平行な円筒状に形成された内周壁３ｃ₁ ，４ｃ₁ は，後者の内周壁４ｃ₁ を前者の内周壁３ｃ₁ の半径方向内方に配置して，互いに半径方向に微小間隙ｇを存してラップされる。前記循環回路５は，これらコアリング３ｃ，４ｃを囲むように形成されるものである。
【００２０】
ポンプ羽根車３には，タービン羽根車４の背面を覆うサイドカバー６が連設され，このサイドカバー６に，クランク軸１の端部に固着されたフライホイール７が連結される。
【００２１】
またサイドカバー６の中心部にはハブ６ｈが形成され，タービン羽根車４のハブ４ｈにスプライン結合した主軸２の端部がこのハブ６ｈにブッシュ８を介して回転自在に支承される。
【００２２】
ポンプ羽根車３のハブ３ｈは，循環回路５の内周側でタービン羽根車４のハブ４ｈを囲繞するように配置され，これらハブ３ｈ，４ｈ間にボールベアリング９が介裝される。その際，ボールベアリング９のインナレース９ａはハブ４ｈの外周面に嵌合されると共に，ハブ４ｈの環状肩部１０と，ハブ４ｈに係止される止環１１とで軸方向に挟持される。また同ボールベアリング９のアウタレース９ｂはハブ３ｈの内周面に嵌合されると共に，ハブ３ｈの環状肩部１２と，ハブ３ｈに係止される止環１３とで軸方向に挟持される。こうしてポンプ羽根車３及びタービン羽根車４の両ハブ３ｈ，４ｈは，ボールベアリング９を介して軸方向に連結される。このボールベアリング９は，インナ及びアウタレース９ａ，９ｂ間を作動オイルが流通し得るシール無しとされる。
【００２３】
ポンプ羽根車３のハブ３ｈの外周面には，外周端を循環回路５に突出させる環状のバッフルプレート１５が嵌合されると共に，溶接により固着される。
【００２４】
その際，このバッフルプレート１５は，それのタービン羽根車４側の側面がタービン羽根車４のコアリング４ｃの内周壁４ｃ₁ 端縁より軸方向に沿ってタービン羽根車４側に一定距離ｓオフセットするように配置される。
【００２５】
バッフルプレート１５とタービン羽根車４との間には，ボールベアリング９の，タービン羽根車４側端面と連通する環状油路１６が画成される。
【００２６】
タービン羽根車４とサイドカバー６との間には，それらを直結し得るロックアップクラッチＬが設けられる。このロックアップクラッチＬは，タービン羽根車４の背面とサイドカバー６の内側壁との間に画成されると共に，循環回路５に連通する油室としてのクラッチ室１７と，このクラッチ室１７をタービン羽根車４側の内側室１７ａとサイドカバー６側の外側室１７ｂとに区画するようにクラッチ室１７に配設されるクラッチピストン１８とから構成され，クラッチピストン１８は，サイドカバー６の内側壁に対向する端面に摩擦ライニング１８ａを備えている。
【００２７】
クラッチピストン１８は，タービン羽根車４の背面に突設された複数の伝動爪２１にトルクダンパ２０を介して連結されると共に，摩擦ライニング１８ａをサイドカバー６の内壁に圧接させる接続位置と，その内壁から離間する非接続位置との間を軸方向に移動し得るように，タービン羽根車４のハブ４ｈの外周面にシール部材２２を介して摺動可能に支承される。
【００２８】
主軸２にはロックアップクラッチＬの外側室１７ｂに連通する第１油路２４が設けられる。またポンプ羽根車３のハブ３ｈには，主軸２を囲繞するように配置されてオイルポンプ２７を駆動する筒状のオイルポンプ駆動軸２６が一体に形成され，このオイルポンプ駆動軸２６と主軸２との間に，ボールベアリング９の他端面に連通する第２油路２５が画成される。こうして，第２油路２５及び循環回路５間は，ボールベアリング９及び環状油路１６を介して互いに連通される。
【００２９】
第１油路２４及び第２油路２５は，切換弁２９により，オイルポンプ２７の吐出側とオイル溜め２８とに交互に接続されるようになっている。
【００３０】
次に，この第１実施例の作用について説明する。
【００３１】
エンジンのアイドリングないし低速運転域では，切換弁２９は，図１に示すように，第１油路２４をオイルポンプ２７の吐出側に接続する一方，第２油路２５をオイル溜め２８に接続するように，図示しない電子制御ユニットにより制御される。したがって，エンジンのクランク軸１の回転トルクは，フライホイール７，サイドカバー６，ポンプ羽根車３へと伝達して，それを回転駆動し，更にオイルポンプ２７をも駆動すると，オイルポンプ２７から吐出された作動オイルは切換弁２９から第１油路２４，クラッチ室１７の外側室１７ｂ，内側室１７ａを経て循環回路５に流入し，該回路５を満たした後，環状油路１６，ボールベアリング９を順次経て第２油路２５に移り，切換弁２９からオイル溜め２８に還流する。
【００３２】
而して，クラッチ室１７では，上記のような作動オイルの流れにより外側室１７ｂの方が内側室１７ａよりも高圧となり，その圧力差によりクラッチピストン１８がサイドカバー６の内壁から引き離される方向へ押圧されるので，ロックアップクラッチＬは非接続状態となっており，ポンプ羽根車３及びタービン羽根車４間に相対回転を許容している。
【００３３】
したがって，クランク軸１からポンプ羽根車３が回転駆動されると，ポンプ羽根車３の回転により循環回路５内の作動オイルに遠心力が作用するため，作動オイルは，図１の矢印のように，循環回路５の外周部ではポンプ羽根車３からタービン羽根車４に流入してトルクを伝達し，循環回路５の内周部では作動オイルがタービン羽根車４からポンプ羽根車３へと戻り，このような循環を繰り返す。
【００３４】
ところで，作動オイルの循環流量が多い失速点付近では，循環回路５に突出したバッフルプレート１５が作動オイルの循環を邪魔することにより，ドラッグトルクを小さくすることができる。
【００３５】
作動オイルの循環流量が少なくなる常用回転域では，バッフルプレート１５の，作動オイルの循環に対する抵抗は比較的小さいので，作動オイルが循環回路５を比較的スムーズに循環することにより，伝動効率は向上する。
【００３６】
特に，この場合，ポンプ羽根車３及びタービン羽根車４の両コアリング３ｃ，４ｃは，後者の内周壁４ｃ₁ の外周面が前者の内周壁３ｃ₁ の内周面と微小間隙ｇを存してラップするように配置されているから，半径方向内方の内周壁４ｃ₁が循環回路５の内周部側で作動オイルの流れをポンプ羽根車３側に誘導し，しかも，互いに平行にラップする両内周壁３ｃ₁ ，４ｃ₁ がそのラップ部の間隙ｇに大なる流路抵抗を付与しているため，作動オイルの両コアリング３ｃ，４ｃ内への流出を効果的に抑えることになる。
【００３７】
またタービン羽根車４からポンプ羽根車３へ戻る作動オイルがバッフルプレート１５の外周縁に衝突することにより，その作動オイルに多少とも乱流が生じても，バッフルプレート１５の上記外周縁と，内周側に位置するコアリング４ｃの内周壁４ｃ₁ の端縁とが軸方向に沿って所定距離ｓオフセットしているから，その乱流が両コアリング３ｃ，４ｃの内周壁３ｃ₁ ，４ｃ₁ のラップ部の間隙ｇ内部まで波及することはなく，該間隙ｇの流路抵抗が大であることゝ相俟って，作動オイルの両コアリング３ｃ，４ｃ内への流出を効果的に抑えることができ，その結果，作動オイルの速度エネルギの減少は極めて少なく，伝動効率の低下を効果的に防ぐことができる。しかも，両コアリング３ｃ，４ｃの内周壁３ｃ₁ ，４ｃ₁ の互いに平行なラップ部においては，両羽根車３，４の軸方向の大なる寸法誤差や熱膨張を吸収することができ，循環回路５から両コアリング３ｃ，４ｃ内への作動オイルの流出を常に防いで，伝動効率の安定化に寄与し得る。
【００３８】
ポンプ羽根車３及びタービン羽根車４間の速度比が１に近づくと，電子制御ユニット（図示せず）による切換弁２９の切換えにより，図２に示すように，第２油路２５をオイルポンプ２７の吐出側に接続すると共に，第１油路２４をオイル溜め２８に接続する。その結果，オイルポンプ２７の吐出作動オイルは，先刻とは反対に，切換弁２９から第２油路２５を通過し，ボールベアリング９，環状油路１６を順次経て循環回路５に流入して，該回路５を満たした後，クラッチ室１７の内側室１７ａに移って，該室１７ａをも満たす。一方，クラッチ室１７の外側室１７ｂは，第１油路２４及び切換弁２９を介してオイル溜め２８に開放されるので，クラッチ室１７では，内側室１７ａの方が外側室１７ｂよりも高圧となり，クラッチピストン１８は，その圧力差によりサイドカバー６側に押圧され，摩擦ライニング１８ａをサイドカバー６の内側壁に圧接させ，ロックアップクラッチＬは接続状態となる。
【００３９】
このようなロックアップクラッチＬの接続によれば，ポンプ羽根車３及びタービン羽根車４を相互に直結するので，バッフルプレート１５による流体伝動効率の低下に関係なく，クランク軸１の回転トルクを主軸２に効率良く伝達することができ，即ち高伝動効率の状態にして，燃費の低減を図ることができる。
【００４０】
かくして，ドラッグトルクの低減と，エンジンの常用運転時での両羽根車３，４間の伝動効率の向上の両方を満足させることができる。
【００４１】
また循環回路５と第２油路２５との間では，ボールベアリング９及び環状油路１６を介して作動オイルの流通が行われるので，流体継手Ｆの冷却と共に該ベアリング９の潤滑を効果的に促進することができる。特に，環状油路１６は，循環回路５中，比較的低圧の内周部に開口するので，図２の場合のように，第２油路からボールベアリング９及び環状油路１６を通して循環回路５へ作動オイルをスムーズに供給することができ，ロックアップクラッチＬの接続状態への応答性を高めることができる。
【００４２】
またボールベアリング９が循環回路及び第２油路２５間の連通路を兼ねることから，油路構成が簡素化され，したがって加工工数，延いてはコストの低減を図ることができる。
【００４３】
さらにタービン羽根車４のハブ４ｈと，それを囲繞するポンプ羽根車３のハブ３ｈとの間にボールベアリング９を介裝すると共に，このボールベアリング９を介して両羽根車３，４のハブ間を軸方向に連結したので，ポンプ羽根車３，タービン羽根車４及びサイドカバー６の三者のハブ３，４，６に高い同心精度を与えつゝ，流体継手組立体を構成することができる。したがって，タービン羽根車４及びサイドカバー６の両ハブ４ｈ，６ｈへの主軸２の嵌合作業を容易に行うことができ，主軸２の取り付け作業性を著しく向上させることができる。
【００４４】
しかもポンプ羽根車３及びタービン羽根車４は，ボールベアリング９によって高い同心精度が付与されることから，スムーズな相対回転が保障され，安定したカップリング機能を発揮することができる。
【００４５】
次に，図３〜図５により本発明の別の実施例について説明する。
【００４６】
図３に示す本発明の第２実施例は，バッフルプレート１５の，タービン羽根車４側の外周縁に環状の面取り部３３を形成した点を除けば，上記第１実施例と同様の構成であり，図３中，第１実施例との対応部分には，同一の参照符号を付して，その説明を省略する。
【００４７】
この第２実施例によれば，ロックアップクラッチＬが非接続状態にある常用回転域において，作動オイルが循環回路５をタービン羽根車４側からポンプ羽根車３側に戻る際，バッフルプレート１５のタービン羽根車４側の外周縁に衝突しようとしても，そこには面取り部３３が待機していて，作動オイルをポンプ羽根車３側へスムーズに誘導するので，乱流が生じ難く，乱流による作動オイルの速度エネルギの減少を少なくして，伝動効率の低下を効果的に防止することができる。
【００４８】
図４に示す本発明の第３実施例は，バッフルプレート１５の，タービン羽根車４側の外周縁部に，第２実施例の面取り部３３に代えて，テーパ面３４を形成したものであり，その他の構成は前記第１実施例のそれと同様であり，図４中，第１実施例との対応部分には同一の参照符号を付す。
【００４９】
この第３実施例によれば，ロックアップクラッチＬが非接続状態にある常用回転域において，作動オイルが循環回路５をタービン羽根車４側からポンプ羽根車３側に戻る際，バッフルプレート１５のタービン羽根車４側の外周縁に衝突しようとしても，そこに待機しているテーパ面３４が作動オイルをポンプ羽根車３側へよりスムーズに誘導するので，乱流が一層生じ難くなり，乱流による作動オイルの速度エネルギの減少をより少なくして，伝動効率の低下をより効果的に防止することができる。
【００５０】
図５に示す本発明の第４実施例は，バッフルプレート１５の，タービン羽根車４側の外周縁部に，第３実施例のテーパ面３４に代えて，環状に円弧面３５を形成したものであり，その他の構成は前記第１実施例のそれと同様であり，図５中，第１実施例との対応部分には同一の参照符号を付す。
【００５１】
この第４実施例によれば，第３実施例と同様に，ロックアップクラッチＬが非接続状態にある常用回転域において，作動オイルが循環回路５をタービン羽根車４側からポンプ羽根車３側に戻る際，バッフルプレート１５のタービン羽根車４側の外周縁に衝突しようとしても，そこに待機している円弧面３５が作動オイルをポンプ羽根車３側へよりスムーズに誘導するので，乱流が一層生じ難くなり，乱流による作動オイルの速度エネルギの減少をより少なくして，伝動効率の低下をより効果的に防止することができる。
【００５２】
尚，この第４実施例においては，バッフルプレート１５のポンプ羽根車３側の外周縁にも環状の円弧面が形成され，バッフルプレート１５の取り付け時，その両側面の何れがタービン羽根車４側に配置されても，乱流防止を図ることができるようにしてある。
【００５３】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，バッフルプレート１５をタービン羽根車４のハブ４ｈに固着して，バッフルプレート１５とポンプ羽根車３のハブ３ｈとの間に，ボールベアリング９及び循環回路５間を連通する環状通路を形成することができる。またボールベアリング９に代えて，作動オイルの流通を許容する他の形式のベアリングを用いることもできる。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば，バッフルプレート付き流体継手において，ポンプ羽根車及びタービン羽根車の軸方向の寸法誤差や熱膨張に対する吸収能を高めながら，作動オイルのコアリング内への流出を抑えて，伝動効率の低下を効果的に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るバッフルプレート付き流体継手をロックアップクラッチの非接続状態で示す縦断面図。
【図２】同流体継手のロックアップクラッチの接続状態を示す作用説明図。
【図３】本発明の第２実施例を示すバッフルプレート部の縦断面図。
【図４】本発明の第３実施例を示すバッフルプレート部の縦断面図。
【図５】本発明の第４実施例を示すバッフルプレート部の縦断面図。
【符号の説明】
Ｆ・・・・・流体継手
ｇ・・・・・微小間隙
ｓ・・・・・軸方向オフセット距離
１・・・・・入力軸（エンジンのクランク軸）
２・・・・・出力軸（変速機の主軸）
３・・・・・ポンプ羽根車
３ｃ・・・・ポンプ羽根車のコアリング
３ｃ₁ ・・・コアリング３ｃの内周壁
４・・・・・タービン羽根車
４ｃ・・・・タービン羽根車のコアリング
４ｃ₁ ・・・コアリング４ｃの内周壁
５・・・・・循環回路
１５・・・・バッフルプレート
３３・・・・誘導部（面取り部）
３４・・・・誘導部（テーパ面）
３５・・・・誘導部（円弧面）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
A pump impeller with a coring connected to the input shaft and a turbine impeller with a coring connected to the output shaft are made to face each other, and a circulation circuit for the working oil is formed between them. A baffle plate with a baffle plate that attaches a baffle plate that protrudes to the circulation circuit to at least one of the cars, and that resists the flow of hydraulic oil in the circulation circuit to reduce drag torque. Regarding improvement.
[0002]
[Prior art]
Such a fluid coupling with a baffle plate is already known, for example, as disclosed in pages 24 and 25 of “Design of Fluid Transmission Device” according to Ohm Publishing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, in such fluid couplings, an axial gap sufficient to absorb axial dimensional errors and thermal expansion of both impellers is provided between the pump impeller and turbine impeller cores. However, if the axial gap is large, the turbulent flow generated when the working oil flowing in the circulation circuit in the normal rotation region collides with the outer peripheral edge of the baffle plate on the turbine impeller side affects the gap, and the working oil Is caused to flow out into the coring, thereby reducing the speed energy of the working oil and lowering the transmission efficiency. Therefore, it is desirable to set the axial gap small, but there is a limit to the setting.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances, and effectively suppresses the outflow of hydraulic oil into the coring while enhancing the absorption capacity against axial dimensional errors and thermal expansion of both impellers. , It is an object to provide a fluid coupling with a baffle plate that can prevent a decrease in transmission efficiency.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a pump impeller with a coring connected to an input shaft and a turbine impeller with a coring connected to an output shaft facing each other. In a fluid coupling with a baffle plate , a hydraulic oil circulation circuit surrounding the core ring of both impellers is formed, and a baffle plate protruding from the circulation circuit is attached to at least one of the two impellers. The inner part of the car 's inner ring is inserted and formed into a cylindrical shape parallel to the output shaft. The outer peripheral surface of the latter inner wall wraps with the inner peripheral surface of the former inner peripheral wall with a small gap. While the baffle plate is disposed so that the side surface on the turbine impeller side of the baffle plate is offset toward the turbine impeller side along the axial direction from the edge of the inner peripheral wall of the core ring of the turbine impeller The first, characterized in that the sea urchin arranged.
[0006]
The input shaft and the output shaft respectively correspond to a crankshaft 1 of an engine and a main shaft 2 of a transmission in an embodiment of the present invention described later.
[0007]
According to this first feature, in the normal rotation region where the circulating flow rate of the working oil is reduced, the resistance of the baffle plate to the circulating operation oil is relatively small, so that the working oil circulates in the circulation circuit relatively smoothly. As a result, transmission efficiency is improved. In particular, the inner peripheral wall of the core ring of the turbine impeller disposed on the inner peripheral side of the inner peripheral wall of the pump impeller core guides the flow of working oil to the pump impeller side, and wraps in parallel with each other. Since the inner peripheral wall of the coring provides a large flow resistance to the gap between the wrap portions, the outflow of the working oil into both the coring is effectively suppressed.
[0008]
Even if the hydraulic oil returning from the turbine impeller to the pump impeller collides with the outer peripheral edge of the baffle plate, even if there is some turbulence in the hydraulic oil, it is located on the outer peripheral edge and the inner peripheral side of the baffle plate. Since the edge of the inner peripheral wall of the core ring of the turbine impeller is offset in the axial direction by a predetermined distance, the turbulent flow does not reach the inside of the gap between the wrap portions of the inner peripheral walls of both core rings. Combined with the large flow path resistance of the gap, it is possible to effectively suppress the outflow of the working oil into both core rings, and the reduction in the speed energy of the working oil is extremely small, resulting in a decrease in transmission efficiency. Can be effectively prevented.
[0009]
Moreover, the parallel laps of the inner peripheral walls of both core rings can absorb large dimensional errors and thermal expansion in the axial direction of both impellers, and the working oil from the circulation circuit into both core rings can be absorbed. It can always prevent outflow and contribute to stabilization of transmission efficiency.
[0010]
According to the present invention, in addition to the first feature, a guide portion for guiding the flow of the working oil from the turbine impeller side to the pump impeller side is formed on the outer peripheral edge of the baffle plate on the turbine impeller side. Is the second feature.
[0011]
In addition, the said guidance | induction part respond | corresponds to the chamfering part, slope, and circular arc surface in the 2nd-4th Example of this invention mentioned later.
[0012]
According to the second feature, when the working oil returns from the turbine impeller side to the pump impeller side in the normal rotation range, even if the hydraulic oil tries to collide with the outer peripheral edge of the baffle plate on the turbine impeller side, In this case, the guiding unit is waiting and smoothly guides the working oil to the pump impeller, so that turbulent flow is unlikely to occur, reducing the reduction in the speed energy of the working oil due to turbulent flow, and reducing transmission efficiency. Can be effectively prevented.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0014]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a fluid coupling with a baffle plate according to a first embodiment of the present invention in a non-connected state of a lock-up clutch, and FIG. 2 is an operation explanatory view showing a connected state of the lock-up clutch of the fluid coupling. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a baffle plate portion showing a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a baffle plate portion showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a fourth embodiment of the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view of the baffle plate part which shows this.
[0015]
First, a first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
[0016]
A crankshaft 1 of an automobile engine and a main shaft 2 of a multi-stage transmission are arranged on the same axis, and are connected via a fluid coupling F.
[0017]
The fluid coupling F includes a pump impeller 3 and a turbine impeller 4 that opposes the pump impeller 3 and defines a working oil circulation circuit 5 therebetween.
[0018]
The pump impeller 3 includes a bowl-shaped and annular shell 3, a large number of blades 3 b, 3 b, which are coupled to the inner surface of the shell 3 and arranged in the circulation circuit 5, and an intermediate portion of these blades 3 b, 3 b. The core ring 3c is connected to each other, and the hub 3h is coupled to the inner peripheral end of the shell 3. The turbine impeller 4 also has a bowl-shaped and annular shell 4s, a large number of blades 4b, 4b,... That are coupled to the inner surface of the shell 4s and arranged in the circulation circuit 5, and an intermediate between these blades 4b, 4b,. It comprises a core ring 4c for connecting the parts together and a hub 4h coupled to the inner peripheral end of the shell 4s.
[0019]
The inner peripheral walls 3c ₁ and 4c ₁ of the core rings 3c and 4c of the pump impeller 3 and the turbine impeller 4 formed in parallel cylinders are respectively connected to the latter inner peripheral wall 4c ₁ and the former inner peripheral wall 3c ₁ . Arranged radially inward, they are wrapped with a small gap g in the radial direction. The circulation circuit 5 is formed so as to surround the core rings 3c and 4c.
[0020]
A side cover 6 that covers the rear surface of the turbine impeller 4 is connected to the pump impeller 3, and a flywheel 7 fixed to the end of the crankshaft 1 is connected to the side cover 6.
[0021]
A hub 6 h is formed at the center of the side cover 6, and the end of the main shaft 2 splined to the hub 4 h of the turbine impeller 4 is rotatably supported by the hub 6 h via a bush 8.
[0022]
The hub 3h of the pump impeller 3 is disposed so as to surround the hub 4h of the turbine impeller 4 on the inner peripheral side of the circulation circuit 5, and a ball bearing 9 is interposed between the hubs 3h and 4h. At that time, the inner race 9a of the ball bearing 9 is fitted to the outer peripheral surface of the hub 4h, and is held in the axial direction by the annular shoulder portion 10 of the hub 4h and the retaining ring 11 locked to the hub 4h. . The outer race 9b of the ball bearing 9 is fitted to the inner peripheral surface of the hub 3h, and is held in the axial direction by the annular shoulder 12 of the hub 3h and the retaining ring 13 locked to the hub 3h. Thus, the hubs 3 h and 4 h of the pump impeller 3 and the turbine impeller 4 are connected in the axial direction via the ball bearing 9. The ball bearing 9 has no seal that allows hydraulic oil to flow between the inner and outer races 9a, 9b.
[0023]
An annular baffle plate 15 whose outer peripheral end projects into the circulation circuit 5 is fitted to the outer peripheral surface of the hub 3h of the pump impeller 3 and is fixed by welding.
[0024]
At this time, the baffle plate 15 has a side surface on the turbine impeller 4 side that is offset by a predetermined distance s from the end of the inner peripheral wall 4c ₁ of the core ring 4c of the turbine impeller 4 toward the turbine impeller 4 along the axial direction. To be arranged.
[0025]
Between the baffle plate 15 and the turbine impeller 4, an annular oil passage 16 communicating with the end surface of the ball bearing 9 on the turbine impeller 4 side is defined.
[0026]
Between the turbine impeller 4 and the side cover 6, a lock-up clutch L that can directly connect them is provided. The lock-up clutch L is defined between the rear surface of the turbine impeller 4 and the inner wall of the side cover 6, and includes a clutch chamber 17 serving as an oil chamber communicating with the circulation circuit 5, and the clutch chamber 17. The clutch piston 18 is arranged in the clutch chamber 17 so as to be divided into an inner chamber 17a on the turbine impeller 4 side and an outer chamber 17b on the side cover 6 side. A friction lining 18a is provided on the end surface facing the wall.
[0027]
The clutch piston 18 is connected to a plurality of transmission claws 21 projecting from the rear surface of the turbine impeller 4 via a torque damper 20, and a connection position for pressing the friction lining 18 a against the inner wall of the side cover 6, and its inner wall It is slidably supported on the outer peripheral surface of the hub 4 h of the turbine impeller 4 via the seal member 22 so that it can move in the axial direction between the non-connected positions separated from the hub.
[0028]
The main shaft 2 is provided with a first oil passage 24 communicating with the outer chamber 17b of the lockup clutch L. The hub 3h of the pump impeller 3 is integrally formed with a cylindrical oil pump drive shaft 26 which is disposed so as to surround the main shaft 2 and drives the oil pump 27. The oil pump drive shaft 26 and the main shaft 2 The second oil passage 25 communicating with the other end surface of the ball bearing 9 is defined between the second oil passage 25 and the second oil passage 25. Thus, the second oil passage 25 and the circulation circuit 5 are communicated with each other via the ball bearing 9 and the annular oil passage 16.
[0029]
The first oil passage 24 and the second oil passage 25 are alternately connected to the discharge side of the oil pump 27 and the oil reservoir 28 by a switching valve 29.
[0030]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
[0031]
In the engine idling or low speed operation region, the switching valve 29 connects the first oil passage 24 to the discharge side of the oil pump 27 and connects the second oil passage 25 to the oil reservoir 28 as shown in FIG. In this way, it is controlled by an electronic control unit (not shown). Therefore, the rotational torque of the crankshaft 1 of the engine is transmitted to the flywheel 7, the side cover 6, and the pump impeller 3, and is driven to rotate, and when the oil pump 27 is also driven, the oil pump 27 discharges. The hydraulic oil thus flowed flows into the circulation circuit 5 from the switching valve 29 through the first oil passage 24, the outer chamber 17b and the inner chamber 17a of the clutch chamber 17, and after filling the circuit 5, the annular oil passage 16, ball bearing 9 is sequentially transferred to the second oil passage 25, and returns to the oil reservoir 28 from the switching valve 29.
[0032]
Thus, in the clutch chamber 17, the outer chamber 17 b has a higher pressure than the inner chamber 17 a due to the flow of the working oil as described above, and the clutch piston 18 is pulled away from the inner wall of the side cover 6 due to the pressure difference. Since it is pressed, the lock-up clutch L is in a disconnected state and allows relative rotation between the pump impeller 3 and the turbine impeller 4.
[0033]
Therefore, when the pump impeller 3 is rotationally driven from the crankshaft 1, the centrifugal force acts on the working oil in the circulation circuit 5 by the rotation of the pump impeller 3, so that the working oil is as shown by the arrow in FIG. , At the outer periphery of the circulation circuit 5, the torque flows into the turbine impeller 4 from the pump impeller 3, and the working oil returns from the turbine impeller 4 to the pump impeller 3 at the inner periphery of the circulation circuit 5. Such a circulation is repeated.
[0034]
By the way, in the vicinity of the stall point where the circulating flow rate of the working oil is large, the drag torque can be reduced because the baffle plate 15 protruding to the circulation circuit 5 obstructs the circulation of the working oil.
[0035]
In the normal rotation range where the circulating flow rate of the working oil is reduced, the resistance of the baffle plate 15 to the working oil circulation is relatively small, so that the working oil circulates through the circulation circuit 5 relatively smoothly, thereby improving the transmission efficiency. To do.
[0036]
In particular, in this case, both the core rings 3c and 4c of the pump impeller 3 and the turbine impeller 4 have an outer peripheral surface of the latter inner peripheral wall 4c ₁ having a minute gap g with an inner peripheral surface of the former inner peripheral wall 3c _1. The inner circumferential wall 4c ₁ radially inward guides the flow of the working oil to the pump impeller 3 side on the inner circumferential side of the circulation circuit 5 and wraps in parallel with each other. Since both inner peripheral walls 3c ₁ and 4c ₁ impart a large flow resistance to the gap g between the wrap portions, the outflow of the working oil into both the core rings 3c and 4c is effectively suppressed. .
[0037]
Even if the working oil returning from the turbine impeller 4 to the pump impeller 3 collides with the outer peripheral edge of the baffle plate 15, the outer peripheral edge of the baffle plate 15 and the inner Since the edge of the inner peripheral wall 4c ₁ of the core ring 4c positioned on the peripheral side is offset by a predetermined distance s along the axial direction, the turbulent flow causes the inner peripheral walls 3c ₁ and 4c _{1 of} both the core rings 3c and 4c. The wrap part does not reach the inside of the gap g, and the flow resistance of the gap g is large, so that the hydraulic oil is effectively prevented from flowing into the core rings 3c and 4c. As a result, the reduction in the speed energy of the working oil is extremely small, and the reduction in transmission efficiency can be effectively prevented. Moreover, in the parallel wrap portions of the inner peripheral walls 3c ₁ and 4c ₁ of both the core rings 3c and 4c, a large dimensional error and thermal expansion in the axial direction of the two impellers 3 and 4 can be absorbed. It is possible to always prevent the working oil from flowing out from the circuit 5 into both the core rings 3c and 4c, thereby contributing to stabilization of transmission efficiency.
[0038]
When the speed ratio between the pump impeller 3 and the turbine impeller 4 approaches 1, switching of the switching valve 29 by an electronic control unit (not shown) causes the second oil passage 25 to be connected to the oil pump as shown in FIG. 27 and the first oil passage 24 is connected to the oil sump 28. As a result, the hydraulic oil discharged from the oil pump 27 passes through the second oil passage 25 from the switching valve 29 and flows into the circulation circuit 5 through the ball bearing 9 and the annular oil passage 16 in this order, After the circuit 5 is filled, it moves to the inner chamber 17a of the clutch chamber 17 and also fills the chamber 17a. On the other hand, the outer chamber 17b of the clutch chamber 17 is opened to the oil sump 28 via the first oil passage 24 and the switching valve 29. Therefore, in the clutch chamber 17, the inner chamber 17a has a higher pressure than the outer chamber 17b. The clutch piston 18 is pressed toward the side cover 6 due to the pressure difference, the friction lining 18a is pressed against the inner wall of the side cover 6, and the lockup clutch L is connected.
[0039]
According to such a connection of the lockup clutch L, the pump impeller 3 and the turbine impeller 4 are directly connected to each other, so that the rotational torque of the crankshaft 1 is reduced regardless of the decrease in fluid transmission efficiency by the baffle plate 15. 2 can be efficiently transmitted, that is, the fuel efficiency can be reduced in a high transmission efficiency state.
[0040]
Thus, both the reduction of the drag torque and the improvement of the transmission efficiency between the two impellers 3 and 4 during normal operation of the engine can be satisfied.
[0041]
Further, since the working oil is circulated between the circulation circuit 5 and the second oil passage 25 via the ball bearing 9 and the annular oil passage 16, the cooling of the fluid coupling F and the lubrication of the bearing 9 are effectively performed. Can be promoted. In particular, the annular oil passage 16 opens to the inner periphery of the circulation circuit 5 at a relatively low pressure, so that the circulation circuit 5 passes from the second oil passage through the ball bearing 9 and the annular oil passage 16 as shown in FIG. The working oil can be supplied smoothly to the lockup clutch L, and the responsiveness to the connected state of the lockup clutch L can be improved.
[0042]
Further, since the ball bearing 9 also serves as a communication path between the circulation circuit and the second oil passage 25, the oil passage configuration is simplified, and therefore the processing man-hours and cost can be reduced.
[0043]
Further, a ball bearing 9 is interposed between the hub 4h of the turbine impeller 4 and the hub 3h of the pump impeller 3 surrounding the hub 4h, and between the hubs of the two impellers 3 and 4 via the ball bearing 9. As a result, the fluid coupling assembly can be constructed while giving high concentric accuracy to the three hubs 3, 4 and 6 of the pump impeller 3, the turbine impeller 4 and the side cover 6. . Therefore, the operation of fitting the main shaft 2 to the hubs 4h, 6h of the turbine impeller 4 and the side cover 6 can be easily performed, and the workability of attaching the main shaft 2 can be remarkably improved.
[0044]
In addition, since the pump impeller 3 and the turbine impeller 4 are provided with high concentric accuracy by the ball bearing 9, smooth relative rotation is guaranteed and a stable coupling function can be exhibited.
[0045]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0046]
The second embodiment of the present invention shown in FIG. 3 has the same configuration as that of the first embodiment except that an annular chamfer 33 is formed on the outer peripheral edge of the baffle plate 15 on the turbine impeller 4 side. In FIG. 3, parts corresponding to those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0047]
According to the second embodiment, when the working oil returns from the turbine impeller 4 side to the pump impeller 3 side in the normal rotation region where the lock-up clutch L is not connected, the baffle plate 15 Even if it tries to collide with the outer peripheral edge of the turbine impeller 4 side, the chamfered portion 33 is waiting there, and since the working oil is smoothly guided to the pump impeller 3 side, turbulent flow hardly occurs and It is possible to effectively prevent a reduction in transmission efficiency by reducing the decrease in speed energy of the working oil.
[0048]
In the third embodiment of the present invention shown in FIG. 4, a tapered surface 34 is formed on the outer peripheral edge of the baffle plate 15 on the turbine impeller 4 side in place of the chamfered portion 33 of the second embodiment. The other construction is the same as that of the first embodiment, and in FIG. 4, the same reference numerals are assigned to the parts corresponding to those of the first embodiment.
[0049]
According to the third embodiment, when the working oil returns from the turbine impeller 4 side to the pump impeller 3 side in the normal rotation region where the lock-up clutch L is not connected, the baffle plate 15 Even if it tries to collide with the outer peripheral edge of the turbine impeller 4 side, the tapered surface 34 waiting there guides the working oil to the pump impeller 3 side more smoothly, so that turbulence is less likely to occur, It is possible to reduce the reduction in the speed energy of the working oil due to the above, and to prevent the reduction of the transmission efficiency more effectively.
[0050]
In the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 5, a circular arc surface 35 is formed on the outer peripheral edge of the baffle plate 15 on the turbine impeller 4 side instead of the tapered surface 34 of the third embodiment. In other respects, the configuration is the same as that of the first embodiment. In FIG. 5, parts corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0051]
According to the fourth embodiment, as in the third embodiment, in the normal rotation region where the lock-up clutch L is not connected, the working oil moves the circulation circuit 5 from the turbine impeller 4 side to the pump impeller 3 side. Since the arc surface 35 waiting on the baffle plate 15 attempts to collide with the outer peripheral edge of the baffle plate 15 on the turbine impeller 4 side, the working oil is guided more smoothly to the pump impeller 3 side. Is less likely to occur, and the reduction in the speed energy of the working oil due to the turbulent flow can be reduced to prevent the reduction in transmission efficiency more effectively.
[0052]
In the fourth embodiment, an annular arc surface is also formed on the outer peripheral edge of the baffle plate 15 on the pump impeller 3 side, and when the baffle plate 15 is attached, any of both side surfaces thereof is on the turbine impeller 4 side. Even if it is placed in the position, it is possible to prevent turbulent flow.
[0053]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, the baffle plate 15 is fixed to the hub 4 h of the turbine impeller 4, and an annular passage that communicates between the ball bearing 9 and the circulation circuit 5 is formed between the baffle plate 15 and the hub 3 h of the pump impeller 3. be able to. Further, in place of the ball bearing 9, another type of bearing that allows the working oil to flow can be used.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the fluid coupling with a baffle plate, the hydraulic oil is allowed to flow into the core ring while improving the axial dimensional error of the pump impeller and the turbine impeller and the ability to absorb thermal expansion. It is possible to suppress the decrease in transmission efficiency effectively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a fluid coupling with a baffle plate according to a first embodiment of the present invention in a non-connected state of a lock-up clutch.
FIG. 2 is an operation explanatory view showing a connection state of a lock-up clutch of the fluid coupling.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a baffle plate portion showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a baffle plate portion showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a baffle plate portion showing a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
F: Fluid coupling g: Fine gap s: Axial offset distance 1: Input shaft (engine crankshaft)
2. Output shaft (transmission main shaft)
3 ... pump impeller 3c ... core ring 3c of pump impeller ₁ ... inner peripheral wall 4 of core ring 3c ... turbine impeller 4c ... core of turbine impeller Ring 4c ₁ ... inner peripheral wall 5 of the core ring 4c ... circulation circuit 15 ... baffle plate 33 ... ... guide part (chamfered part)
34... Guide part (tapered surface)
35... Guide part (arc surface)

Claims

A pump impeller (3) with a coring (3c) connected to the input shaft (1) and a turbine impeller (4) with a coring (4c) connected to the output shaft (2) face each other. Then , a hydraulic oil circulation circuit (5) surrounding the core rings (3c, 4c) of the two impellers (3, 4) is formed between them, and at least one of the two impellers (3, 4), In the fluid coupling with baffle plate with baffle plate (15) protruding to the circulation circuit (5),
The inner diameter portions of both the core rings (3c, 4c) of the pump impeller (3) and the turbine impeller (4) are respectively formed into a cylindrical shape parallel to the output shaft (1, 2) . The outer peripheral surface of the peripheral wall (4c ₁ ) is arranged so as to wrap with the inner peripheral surface of the former inner peripheral wall (3c ₁ ) with a minute gap (g), while the baffle plate (15) is disposed on its turbine blade. The side of the vehicle (4) side is arranged so as to be offset toward the turbine impeller (4) side along the axial direction from the edge of the inner peripheral wall (4c ₁ ) of the core ring (4c) of the turbine impeller (4). A fluid coupling with a baffle plate.

The fluid coupling with a baffle plate according to claim 1,
Guide portions (33, 34,...) For guiding the flow of hydraulic oil from the turbine impeller (4) side to the pump impeller (3) side on the outer peripheral edge of the baffle plate (15) on the turbine impeller (4) side. 35) A fluid coupling with a baffle plate characterized by forming.