JP4304763B2 - 流体継手装置 - Google Patents

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装置の改良に関する。
【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、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）に連結されたケーシングと、該ケーシングと対向して配設され該ケーシングに取り付けられたポンプと、該ポンプと対向して配設され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たタービンとを具備している。
【０００３】
また、上記ケーシングとタービンとの間には、ケーシングとタービンとを摩擦係合するロックアップクラッチを備えた流体継手も提案されている。このロックアップクラッチは、ケーシングとタービンとの間に配設されケーシングとの間に外側室を形成するとともにタービンとの間に内側室を形成するクラッチディスクを備え、流体継手を通して循環する作動流体の内側室側と外側室側との圧力差によってケーシングとタービンとを摩擦係合するように構成されている。
【０００４】
上述した流体継手を例えば車両の駆動装置に装備する場合には、一般に摩擦クラッチを介して手動変速機に伝動連結され、また、流体継手が直接自動変速機に伝動連結される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
車両の駆動装置に装備した上記流体継手においては、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。このドラッグトルクは、流体継手の設計点を最大効率となる回転速度比、即ちポンプとタービンとの回転速度比を０．９５〜０．９８位にとると、かなり大きくなる。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。
【０００６】
上記ドラッグトルクを下げるためには流体継手を循環せしめる作動流体の圧力を下げることが考えられるが、作動流体の圧力を下げると流体継手への充填効率が低下するために高回転時における伝達トルクも低下してしまう。また、ロックアップクラッチを備えた流体継手においては、ロックアップクラッチの作動圧が不足して、最悪の場合ロックアップ不能となる。
【０００７】
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、トルク伝達機能を損なうことなく、ドラッグトルクを低減することができる流体継手装置を提供することにある。
また、他の技術的課題は、ロックアップクラッチを備えた流体継手において、ロックアップクラッチの作動圧を不足させることなく、ドラッグトルクを減少することができる流体継手装置を提供することにある。
【０００８】
【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、
「入力軸に連結されたケーシングと、
該ケーシングと対向して配設され該ケーシングに取り付けられたポンプと、該ポンプと該ケーシングによって形成された室に該ポンプと対向して配設され該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たタービンとを有する流体継手と、
該ケーシングと該タービンとによって形成される外部室および該ポンプと該タービンとによって形成される作動室を通してリザーブタンク内の作動流体を循環せしめる作動流体循環手段と、を具備する流体継手装置において、
該作動流体循環手段は、該外部室に連通する第１の作動流体経路と、該作動室と該リザーブタンクとを接続する第２の作動流体経路と、該リザーブタンク内の作動流体を該第１の作動流体経路に吐出する流体圧作動源と、該流体圧作動源の吸い込み側通路に配設した遮断弁と、該第１の作動流体経路中に配設された切替手段とを具備しており、
該切替手段は、該外部室を該流体圧作動源と連通する状態と、該外部室を該遮断弁よりも下流側の該流体圧作動源の吸込み側通路に連通せしめる状態とに選択的に作動し、かつ、該外部室を該遮断弁よりも下流側の該流体圧作動源の吸込み側通路に連通したときは、該遮断弁が該吸い込み側通路を遮断する」
ことを特徴とする流体継手装置が提供される。
【０００９】
また、上記他の技術的課題を解決するために、
「入力軸に連結されたケーシングと、
該ケーシングと対向して配設され該ケーシングに取り付けられたポンプと、該ポンプと該ケーシングによって形成された室に該ポンプと対向して配設され該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たタービンとを有する流体継手と、
該ケーシングと該タービンとによって形成される外部室に配設され該ケーシングとの間に外側室を形成するとともに該タービンとの間に内側室を形成するクラッチディスクを備え、該外側室と該内側室との流体圧差によって該ケーシングと該タービンとを係合するロックアップクラッチと、
該外側室と該内側室および該ポンプと該タービンとによって形成される作動室にリザーブタンク内の作動流体を循環せしめる作動流体循環手段と、を具備する流体継手装置において、
該作動流体循環手段は、該外部室に連通する第１の作動流体経路と、該作動室と該リザーブタンクとを接続する第２の作動流体経路と、該リザーブタンク内の作動流体を該第１の作動流体経路および該第２の作動流体経路を通して循環せしめる流体圧作動源と、該流体圧作動源の吸い込み側通路に配設した遮断弁と、作動流体の循環経路を制御する方向制御弁と、該第１の作動流体経路中において該方向制御弁と該外側室との間に配設された切替手段とを具備しており、
該切替手段は、該外側室を該方向制御弁に連通する状態と、該外側室を該遮断弁よりも下流側の該流体圧作動源の吸い込み側に連通せしめる状態とに選択的に作動し、かつ、該外側室を該遮断弁よりも下流側の該流体圧作動源の吸込み側通路に連通したときは、該遮断弁が該吸い込み側通路を遮断する」
ことを特徴とする流体継手装置が提供される。
【００１０】
上記作動流体循環手段は、上記遮断弁より下流側の吸い込み側通路とリザーブタンクとを連通する補給通路を設け、該補給通路に負圧リリーフ弁を配設することが望ましい。また、上記外部室を流体圧作動源の吸い込み側通路に連通せしめる通路と該リザーブタンクとを連通する排出通路を設け、該排出通路に正圧リリーフ弁を配設することが望ましい。
【００１１】
【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装置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。ここで、図２および図３に示す実施形態と、図９乃至図１１に示す実施形態とは、特許請求の範囲に記載の本発明の実施形態に対応するものではなく、本発明のいわば基礎的な作動を説明する実施形態を示すものとなっている。
【００１２】
図１には、本発明に従って構成された流体継手装置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装置４および摩擦クラッチ８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装置４の後述するポンプ側が取り付けられる。
【００１３】
流体継手装置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装置４は、ケーシング４１とポンプ４２およびタービン４３を有する流体継手４００を具備している。
【００１４】
ケーシング４１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。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。
【００１５】
ポンプ４２は上記ケーシング４１と対向して配設されている。このポンプ４２は、椀状のポンプシェル４２１と、該ポンプシェル４２１内に放射状に配設された複数個のインペラ４２２とを備えており、ポンプシェル４２１が上記ケーシング４１に溶接等の固着手段によって取り付けられている。従って、ポンプ４２のポンプシェル４２１は、ケーシング４１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。このため、クランク軸２１は流体継手装置４の入力軸として機能する。
【００１６】
タービン４３は上記ポンプ４２と対向して配設されている。このタービン４３は、上記ポンプ４２のポンプシェル４２１と対向して配設された椀状のタービンシェル４３１と、該タービンシェル４３１内に放射状に配設された複数個のランナ４３２とを備えている。タービンシェル４３１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】
図示の実施形態における流体継手装置４は、上記ケーシング４１とタービン４３とによって形成される外部室４００ａから上記ポンプ４２とタービン４３とによって形成される作動室４ａを通して作動流体を循環せしめる作動流体循環手段６を具備している。作動流体循環手段６は、流体圧作動源としての油圧ポンプ６０を備えている。この油圧ポンプ６０は上記流体継手ハウジング４０にボルト６１等の固着手段によって取り付けられポンプハウジング６２に配設されている。この油圧ポンプ６０は、上記ポンプ４２のポンプシェル４２１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いる。なお、ポンプハブ４８は上記出力軸４６を包囲するように突出形成されたポンプハウジング６２の筒状支持部６２０に軸受４９０によって回転可能に支持されている。また、図２および図３に示すように作動流体循環手段６に関連して、出力軸４６に作動流体の通路４６０が設けられているとともに、出力軸４６と筒状支持部６２０との間に作動流体の通路４６１が設けられている。通路４６０は、その一端が出力軸４６の図において左端面に開口し上記ケーシング４１とタービン４３とによって形成される外部室４００ａと連通しており、その他端が出力軸４６の外周面に開口する径方向の通路４６２と連通している。また、通路４６１は、上記ポンプ４２とタービン４３とによって形成される作動室４ａと筒状支持部６２０に設けられた連通穴６２１とを連通するように構成されている。
【００１８】
次に、作動流体循環手段６の一実施形態について、図２および図３に示す油圧回路を参照して説明する。
作動流体循環手段６は作動流体を収容するリザーブタンク６５を具備しており、該リザーブタンク６５内の作動流体は上記油圧ポンプ６０によって吸い込み側通路６６０から吸い込まれ通路６６１に吐出される。通路６６１に吐出された作動流体は、電磁切替弁６７（Ｖ１）を介して上記通路４６２と連通する通路６６２に供給される。電磁切替弁６７（Ｖ１）は、除勢（ＯＦＦ）している図２に示す状態のときには上記通路６６１と通路６６２とを連通しており、付勢（ＯＮ）されると図３に示すように通路６６１と通路６６２との連通を遮断し、通路６６２を通路６６３を介して吸い込み側通路６６０に連通する。従って、電磁切替弁６７（Ｖ１）が除勢（ＯＦＦ）しているときには、油圧ポンプ６０によって吸い込み側通路６６０から吸い込まれ通路６６１に吐出された作動流体は、図２において矢印で示すように通路６６２、通路４６２、通路４６０、上記ケーシング４１とタービン４３とによって形成される外部室４００ａ、ポンプ４２とタービン４３とによって形成される作動室４ａ、通路４６１、連通穴６２１、通路６６４を通してリザーブタンク６５に循環される。一方、電磁切替弁６７（Ｖ１）が付勢（ＯＮ）されると、図３に示すように通路６６１と通路６６２との連通が遮断されるので、油圧ポンプ６０によって通路６６１に吐出された作動流体は、通路６６１とリザーブタンク６５を結ぶリリーフ通路６６５に設けられたリリーフ弁６８を介してリザーブタンク６５に戻される。リリーフ弁６８は、開弁圧が例えば６ｋｇ／ｃｍ２ に設定されており、通路６６１内の作動流体圧が６ｋｇ／ｃｍ２ を越えると作動流体をリリーフ通路６６５を介してリザーブタンク６５に戻す。
【００１９】
なお、電磁切替弁６７（Ｖ１）が付勢（ＯＮ）された図３に示す状態においては、油圧ポンプ６０から吐出された作動流体が流体継手４００に供給されないので、流体継手４００が回転すると上記ポンプ４２とタービン４３とによって形成される作動室４ａ内の作動流体が遠心力によって上記ケーシング４１とタービン４３とによって形成される外部室４００ａ側に排出され、通路４６０、通路４６２、通路６６４を通して吸い込み側通路６６０に戻されるため、作動室４ａ内が負圧となる。即ち、流体継手４００は、回転することによりポンプとして機能し、上記作動室４ａに連通する通路６６４、連通穴６２１、通路４６１を介してリザーブタンク６５内の作動流体を吸い込む。作動流体循環手段６は以上のように構成されており、図示の実施形態においては、通路６６１、通路６６２、通路４６２、通路４６０は上記外部室４００ａに連通する第１の作動流体経路を構成し、通路６６４、連通穴６２１、通路４６１は上記作動室４ａとリザーブタンク６５とを連通する第２の作動流体経路を構成している。
【００２０】
図示の実施形態における流体継手装置４は、上記作動流体循環手段６の電磁切替弁６７を制御する制御手段１００を具備している。制御手段１００は、マイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）１０１と、制御プログラムを格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１０２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３と、入力インターフェース１０４および出力インターフェース１０５とを備えている。このように構成された制御手段１００の入力インターフェース１０４には、車両の走行速度を検出する車速検出センサ１１１、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ１１２等の検出信号が入力される。また、出力インターフェース１０６からは、上記電磁切替弁６７（ＶＩ）に制御信号が出力される。
【００２１】
次に、上記摩擦クラッチ８について、図１を参照して説明する。
摩擦クラッチ８は、上記流体継手ハウジング４０にボルト８１によって装着されたクラッチハウジング８０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８は、上記流体継手の出力軸４６に装着されたクラッチドライブプレート８２と、出力軸４６と同一軸線上に配設された伝動軸８３（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８３にスプライン嵌合されたクラッチハブ８４に取り付けられ外周部にクラッチフェーシング８５が装着されているドリブンプレート８６と、該ドリブンプレート８６をクラッチドライブプレート８２に押圧するプレッシャープレート８７と、該プレッシャープレート８７をクラッチドライブプレート８２に向けて付勢するダイアフラムスプリング８８と、該ダイアフラムスプリング８８の内端部に係合してダイアフラムスプリング８８を中間部を支点８８１として作動するレリーズベアリング８９と、該レリーズベアリング８９を軸方向に作動せしめるクラッチレリーズフォーク９０とを具備している。このように構成された摩擦クラッチ８は、図示の状態においてはダイアフラムスプリング８８のばね力によってプレッシャープレート８７がクラッチドライブプレート８２に向けて押圧されており、従って、ドリブンプレート８６に装着されたクラッチフェーシング８５がクラッチドライブプレート８２に押圧されて流体継手の出力軸４６に伝達された動力がクラッチドライブプレート８２およびドリブンプレート８６を介して伝動軸８３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９０を作動し、レリーズベアリング８９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８８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８７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８２からドリブンプレート８６への動力伝達が遮断される。
図示の実施形態における流体継手装置４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図４に示すドラッグトルク制御のフローチャートをも参照して説明する。
制御手段１００は、先ずステップＳ１において車速検出センサ１１１からの検出信号に基づいて、車両の走行速度（Ｖ）が零（０）即ち車両が停止しているか否かをチェックする。ステップＳ１において車速（Ｖ）が零（０）でない場合、制御手段１００は車両が走行しておりドラッグトルク制御をする必要はないと判断して、ステップＳ２に進み電磁切替弁６７（Ｖ１）を除勢（ＯＦＦ）する。電磁切替弁６７（Ｖ１）が除勢（ＯＦＦ）されると、上述したように油圧ポンプ６０によって通路６６１に吐出された作動流体は、図２において矢印で示す方向に循環せしめられている。この状態では、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４００のケーシング４１に伝達される。ケーシング４１とポンプ４２のポンプシェル４２１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４２が回転せしめられる。ポンプ４２が回転するとポンプ４２内の作動流体は遠心力によりインペラ４２２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４３側に流入する。タービン４３側に流入した作動流体は、中心側に向かって流れ矢印で示すようにポンプ４２に戻される。このように、ポンプ４２とタービン４３とによって形成される作動室４ａ内の作動流体がポンプ４２とタービン４３内を循環することにより、ポンプ４２側の駆動トルクが作動流体を介してタービン４３側に伝達される。タービン４３側に伝達された駆動力は、タービンシェル４３１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８を介して図示しない変速機に伝達される。
【００２２】
上記ステップＳ１において車速（Ｖ）が零（０）の場合は、制御手段１００はステップＳ３に進みアクセルセンサ１１２からの検出信号に基づいて、アクセルペダルの踏み込み量（ＡＰ）が零（０）即ちアクセルペダルが開放されているか否かをチェックする。ステップＳ３においてアクセルペダルの踏み込み量（ＡＰ）が零（０）でない場合は、制御手段１００はエンジンがアイドリング状態ではなくドラッグトルク制御する必要はないと判断して、上記ステップＳ２に進み電磁切替弁６７（Ｖ１）を除勢（ＯＦＦ）する。ステップＳ３においてアクセルペダルの踏み込み量（ＡＰ）が零（０）即ちアクセルペダルが開放されている場合には、制御手段１００はエンジンがアイドリング状態でありドラッグトルク制御をする必要があると判断して、ステップＳ４に進み電磁切替弁６７（Ｖ１）を付勢（ＯＮ）する。電磁切替弁６７（Ｖ１）が付勢（ＯＮ）されると、図３に示すように通路６６１と通路６６２との連通を遮断し、通路６６２が通路６６３を介してリザーブタンク６５に連通される。従って、油圧ポンプ６０によって通路６６１に吐出された作動流体は、リリーフ弁６８を介してリザーブタンク６５に戻される。一方、上述したように流体継手４００は自身の回転によりポンプとして機能し、作動室４ａ内の作動流体を遠心力によって外部室４００ａ側に排出するとともに、通路６６４、連通穴６２１、通路４６１を介してリザーブタンク６５内の作動流体を吸い込む。そして、上記外部室４００ａ側に排出された作動流体は、通路４６０、通路４６２、通路６６２を通して吸い込み側通路６６０に戻され、油圧ポンプ６０に吸い込まれる。このように、図示の実施形態においては、電磁切替弁６７（Ｖ１）が付勢（ＯＮ）されると、油圧ポンプ６０から吐出される作動流体が流体継手４００に循環されず、流体継手４００自身の回転によるポンプ作用によって作動流体を循環する。しかも、流体継手４００から排出された作動流体は油圧ポンプ６０に吸い込まれるので、油圧ポンプ６０の吸い込み負圧によって流体継手４００内の作動流体が積極的に吸い出されるため、流体継手４００内への作動流体の充填効率が低下し、ドラッグトルクが大幅に低減する。
【００２３】
以上のように車速（Ｖ）が零（０）でアクセルペダルが開放されているエンジンがアイドリング状態における流体継手のドラッグトルクを低減するために、電磁切替弁６７（Ｖ１）を付勢（ＯＮ）したならば、制御手段１００はステップＳ１に戻り車速（Ｖ）が零（０）でなくなった（車両が走行状態）か、ステップＳ３においてアクセルペダルの踏み込み量（ＡＰ）が零（０）でなくなった（アクセルペダルが踏み込まれた）場合には、エンジンがアイドリング状態ではないと判断し、上記ステップＳ２に進んで電磁切替弁６７（Ｖ１）を除勢（ＯＦＦ）する。
【００２４】
次に、作動流体循環手段６の他の実施形態について、図５および図６を参照して説明する。
図５および図６に示す実施形態は、上記図２および図３の実施形態における油圧ポンプ６０の吸い込み側通路６６０における上記通路６６３の接続部より上流側に電磁遮断弁７０（Ｖ２）を配設するとともに、上記通路６６０とリザーブタンク６５とを連通する補給通路６６６を設け、この補給通路６６６中に負圧リリーフ弁７１を配設したものである。従って、補給通路６６６は、通路６６３を介して電磁遮断弁７０（Ｖ２）より下流側の吸い込み側通路６６０とリザーブタンク６５とを連通している。図５および図６に示す実施形態は、上記電磁遮断弁７０（Ｖ２）と補給通路６６６および負圧リリーフ弁７１以外は上記図２および図３の実施形態と実質的に同一であるため、同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。なお、上記電磁切替弁６７（Ｖ１）および電磁遮断弁７０（Ｖ２）は、上記図１乃至図３の実施形態における制御手段１００によって制御される。
【００２５】
上記電磁遮断弁７０（Ｖ２）は、除勢（ＯＦＦ）されている図５に示す状態においては吸い込み側通路６６０を連通しており、付勢（ＯＮ）された図６に示す状態においては吸い込み側通路６６０を遮断する。従って、電磁遮断弁７０（Ｖ２）が除勢（ＯＦＦ）され、上記電磁切替弁６７（Ｖ１）が除勢（ＯＦＦ）されているときには、作動流体は上記図２に示す実施形態と同様に図５において矢印で示す方向に循環せしめられ、流体継手４００による動力伝達が行われる。一方、電磁遮断弁７０（Ｖ２）が付勢（ＯＮ）され、上記電磁切替弁６７（Ｖ１）が付勢（ＯＮ）されたドラッグトルク制御時においては、上記図３に示す実施形態と同様に図６において矢印で示す方向に循環せしめられる。このとき、電磁遮断弁７０（Ｖ２）が付勢（ＯＮ）され吸い込み側通路６６０が遮断されているので、油圧ポンプ６０の吸い込み負圧によって流体継手４００内の作動流体が上記図２および図３に示す実施形態より効率よく吸い出されるため、流体継手４００内への作動流体の充填効率が更に低下し、ドラッグトルクをより大幅に低減することができる。なお、流体継手４００の回転による作動流体の循環力より油圧ポンプ６０の吸い込み力が大きいときには、吸い込み側通路６６０の負圧が大きくなり、油圧ポンプ６０にサージ音が発生する。このとき、吸い込み側通路６６０の負圧が大きくなると、補給通路６６６から負圧リリーフ弁７１を介して作動流体が吸い込まれて吸い込み側通路６６０の負圧が解消され、油圧ポンプ６０のサージ音の発生が防止される。
【００２６】
次に、作動流体循環手段６の更に他の実施形態について、図７を参照して説明する。
図７に示す実施形態は、上記図５および図６の実施形態における上記通路６６３と上記作動流体補給通路６６６とを連通する排出通路６６７を設け、この排出通路６６７中に正圧リリーフ弁７２を配設したものである。従って、排出通路６６７は作動流体補給通路６６６を介してリザーブタンク６５とを連通している。図７に示す実施形態は、上記排出通路６６７および正圧リリーフ弁７２以外は上記図５および図６の実施形態と実質的に同一であるため、同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。
図７に示す実施形態は、流体継手４００の外部室４００ａを油圧ポンプ６０の吸い込み側通路６６０に連通せしめる通路６６３とリザーブタンク６５とを連通する排出通路６６７と、該排出通路６６７に配設された正圧リリーフ弁７２を備えているので、電磁遮断弁７０（Ｖ２）が付勢（ＯＮ）され、上記電磁切替弁６７（Ｖ１）が付勢（ＯＮ）されたドラッグトルク制御時において、流体継手４００の回転による作動流体の循環力が大きく、通路６６３内の圧力が高くなったとき、作動流体は正圧リリーフ弁７２を介して排出通路６６７からリザーブタンク６５へ排出される。即ち、流体継手４００の容量が大きい場合、作動流体の温度、各通路の構造、油圧ポンプ６０の容量等のバランスによっては、流体継手４００の回転による作動流体の循環力により、作動流体経路が正圧になる場合がある。作動流体経路の正圧があまり高くなると、流体継手４００の回転による作動流体の循環力を落としにくくなるため、ドラッグトルクが下がらない。このとき、作動流体は正圧リリーフ弁７２を介して排出通路６６７からリザーブタンク６５へ排出されるので、ドラッグトルクを低減することができる。このように、図７に示す実施形態においては、作動流体経路に負圧、正圧が混在して発生する流体継手装置においても対応することができる。
【００２７】
次に、流体継手装置４の他の実施形態について、図８乃至図１１を参照して説明する。
図８乃至図１１に示す実施形態は、上述した図１乃至図３に示す流体継手装置４に上記ケーシング４１とタービン４３とを直接伝動連結するためのロックアップクラッチ５０を付設するとともに、このロックアップクラッチ５０を付設するに伴って上記作動流体循環手段６の通路６６１および通路６６４中に電磁方向制御弁７３（Ｖ３）を配設したものであり、他の構成は上記図１乃至図３の実施形態と実質的に同一であるため、同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。
図８乃至図１１に示す実施形態におけるロックアップクラッチ５０は、ケーシング４１とタービン４３との間に配設されケーシング４１との間に外側室４０ａを形成するとともにタービン４３との間に内側室４０ｂを形成するクラッチディスク５１を備えている。このクラッチディスク５１は、内周縁が上記タービンハブ４７の外周に相対回転可能でかつ軸方向に摺動可能に支持されており、その外周部には上記ケーシング４１と対向する面にクラッチフェーシング５２が装着されている。また、クラッチディスク５１の外周部における内側室４０ｂ側には、環状の凹部５３が形成されており、この凹部５３にそれぞれ支持片５４によって支持された複数個のダンパースプリング５５が所定の間隔を置いて配設されている。この複数個のダンパースプリング５５の両側には上記クラッチディスク５１に取り付けられた入力側リテーナ５６が突出して配設されているとともに、各ダンパースプリング５５間には上記タービン４３のタービンシェル４３１に取り付けられた出力側リテーナ５７が突出して配設されている。
【００２８】
図示の実施形態におけるロックアップクラッチ５０は以上のように構成されており、その作動について説明する。
上記内側室４０ｂ側の作動流体の圧力が外側室４０ａの作動流体の圧力より高い場合、即ち後述する作動流体循環手段によって供給される作動流体がポンプ４２とタービン４３とによって形成される作動室４ａから内側室４０ｂを通して外側室４０ａに流れる場合には、上記クラッチディスク５１が図８において左方に押圧されるので、クラッチディスク５１に装着されたクラッチフェーシング５２がケーシング４１に押圧されて摩擦係合する。従って、ケーシング４１とタービン４３は、クラッチフェーシング５２、クラッチディスク５１、入力側リテーナ５６、ダンパースプリング５５、出力側リテーナ５７を介して直接伝動連結される。一方、上記外側室４０ａの作動流体の圧力が内側室４０ｂ側の作動流体の圧力より高い場合、即ち後述する作動流体循環手段によって供給される作動流体が外側室４０ａから内側室４０ｂを通してポンプ４２とタービン４３とによって形成される作動室４ａに循環する場合には、上記クラッチディスク５１が図８において右方に押圧されるので、クラッチディスク５１に装着されたクラッチフェーシング５２はケーシング４１と摩擦係合せず、従って、ケーシング４１とタービン４３との伝動連結は解除されている。
【００２９】
図８乃至図１１に示す実施形態における作動流体循環手段６は、上記図１乃至図３に示す作動流体循環手段６の通路６６１および通路６６４中に配設された電磁方向制御弁７３（Ｖ３）を具備している。この電磁方向制御弁７３（Ｖ３）は、除勢（ＯＦＦ）されているときには図９および図１０に示すように、油圧ポンプ６０に接続された通路６６１ａと上記電磁切替弁６７（Ｖ１）に接続された通路６６１ｂとを連通するとともに、連通路６２１に連通している通路６６４ａと上記リザーブタンク６５に接続された通路６６４ｂとを連通している。また、電磁方向制御弁７３（Ｖ３）は、付勢（ＯＮ）すると図１１に示すように、上記通路６６１ａと上記通路６６４ｂとを連通するとともに、上記通路６６１ｂと上記通路６６４ｂとを連通せしめる。なお、上記電磁切替弁６７（Ｖ１）および電磁方向制御弁７３（Ｖ３）は、上記図１乃至図３の実施形態における制御手段１００によって制御される。
【００３０】
図８乃至図１１に示す実施形態における流体継手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。
先ず、ディーゼルエンジン２がアイドリング回転以上の回転速度で運転され、流体継手によって駆動トルクを伝達する状態について説明する。この場合、作動流体循環手段６の上記電磁方向制御弁７３（Ｖ３）が除勢（ＯＦＦ）されているとともに、電磁切替弁６７（Ｖ１）が除勢（ＯＦＦ）されており、作動流体は図９において矢印で示す方向に循環せしめられている。この図９に示す状態は、上記図２に示す実施形態と同様である。即ち、ディーゼルエンジン２のクランク軸２１（入力軸）によってケーシング４１とポンプ４２が回転せしめられると、ポンプ４２内の作動流体が遠心力によりインペラ４２２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４３側に流入してポンプ４２側の駆動トルクが作動流体を介してタービン４３側に伝達される。タービン４３側に伝達された駆動力は、タービンシェル４３１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８を介して図示しない変速機に伝達される。なお、作動流体が図６において矢印で示す方向に循環せしめられているときは、上述したように上記クラッチディスク５１が図８および図９において右方に押圧されるので、ロックアップクラッチ５０はケーシング４１とタービン４３との伝動連結は解除している。
【００３１】
次に、ディーゼルエンジン２がアイドリング運転している状態について説明する。なお、この場合は、図１０に示すように作動流体循環手段６の上記電磁方向制御弁７３（Ｖ３）が除勢（ＯＦＦ）されているとともに、電磁切替弁６７（Ｖ１）が付勢（ＯＮ）される。電磁切替弁６７（Ｖ１）が付勢（ＯＮ）されると、図７に示すように通路６６１ｂと通路６６２との連通が遮断され、通路６６２が通路６６３と連通せしめられる。従って、油圧ポンプ６０によって通路６６１ａに吐出され電磁方向制御弁７３（Ｖ３）を通って通路６６１ｂに流れる作動流体は、リリーフ弁６８を介してリザーブタンク６５に戻される。一方、上述したように流体継手４００は自身の回転によりポンプとして機能し、作動室４ａ内の作動流体を遠心力によって内側室４０ｂ側に排出するとともに、通路６６４、連通穴６２１、通路４６１を介してリザーブタンク６５内の作動流体を吸い込む。そして、上記内側室４０ｂ側に排出された作動流体は、外側室４０ａ、通路４６０、通路４６２、通路６６２、通路６６３を通して吸い込み側通路６６０に戻され、油圧ポンプ６０に吸い込まれる。このように、図示の実施形態においては、電磁切替弁６７（Ｖ１）が付勢（ＯＮ）されると、油圧ポンプ６０から吐出される作動流体が流体継手４００に循環されず、流体継手４００自身の回転によるポンプ作用によって作動流体を循環する。しかも、流体継手４００から排出された作動流体は油圧ポンプ６０に吸い込まれるので、油圧ポンプ６０の吸い込み負圧によって流体継手４００内の作動流体が積極的に吸い出されるため、流体継手４００内への作動流体の充填効率が低下し、ドラッグトルクが大幅に低減する。このとき、作動流体は作動室４ａを通り内側室４０ｂから外側室４０ａに流れるが、作動流体の圧力が低いためロックアップクラッチ５０を作動することはない。
【００３２】
次に、ロックアップクラッチ５０を作動して、ケーシング４１とタービン４３を直結して駆動トルクを伝達する状態について説明する。この場合、作動流体循環手段の上記電磁方向制御弁７３（Ｖ３）が付勢（ＯＮ）されるとともに、電磁切替弁６７（Ｖ１）が除勢（ＯＦＦ）されており、作動流体は図１１において矢印で示す方向に循環せしめられている。従って、上述したように内側室４０ｂ側の作動流体の圧力が外側室４０ａ側の作動流体の圧力より高く、クラッチディスク５１が図８および図１１において左方に押圧されるので、クラッチディスク５１に装着されたクラッチフェーシング５２がケーシング４１に押圧されて摩擦係合する。従って、ケーシング４１とタービン４３は、クラッチフェーシング５２、クラッチディスク５１、入力側リテーナ５６、ダンパースプリング５５、出力側リテーナ５７を介して直接伝動連結される。従って、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、ケーシング４１、ロックアップクラッチ５０、タービン４３、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８を介して図示しない変速機に伝達される。なお、図示の実施形態においては上述したようにドラッグトルクを減少することができるので、ドラッグトルクを低下させるために作動流体の供給圧力を下げる必要はないので、ロックアップクラッチの作動圧不足が生ずることはない。
【００３３】
次に、作動流体循環手段６の他の実施形態について、図１２および図１３を参照して説明する。
図１２および図１３に示す実施形態は、上記図９乃至図１１の実施形態における油圧ポンプ６０の吸い込み側通路６６０における上記通路６６０の接続部より上流側に電磁遮断弁７０（Ｖ２）を配設するとともに、上記通路６６０とリザーブタンク６５とを連通する補給通路６６６を設け、この補給通路６６６中に負圧リリーフ弁７１を配設したものである。図１２および図１３に示す実施形態は、上記電磁遮断弁７０（Ｖ２）と作動流体補給通路６６６および負圧リリーフ弁７１以外は上記図９および図１１の実施形態と実質的に同一であるため、同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。なお、図１２および図１３に示す実施形態は、図８乃至図１１に示すロックアップクラッチ５０を備えた流体継手装置において、上記図５および図６の実施形態を適用したものである。
【００３４】
図１２および図１３に示す実施形態においては、電磁遮断弁７０（Ｖ２）が除勢（ＯＦＦ）され、上記電磁方向制御弁７３（Ｖ３）が除勢（ＯＦＦ）されているとともに、電磁切替弁６７（Ｖ１）が除勢（ＯＦＦ）されているときには、作動流体は図１２において矢印で示す方向に循環せしめられている。この図１２に示す状態は、上記図９に示す実施形態と同様であり、流体継手４００による動力伝達が行われる。一方、電磁遮断弁７０（Ｖ２）が付勢（ＯＮ）され、電磁方向制御弁７３（Ｖ３）が除勢（ＯＦＦ）されているとともに、上記電磁切替弁６７（Ｖ１）が付勢（ＯＮ）されたドラッグトルク制御時においては、上記図１０に示す実施形態と同様に図１３において矢印で示す方向に循環せしめられる。このとき、電磁遮断弁７０（Ｖ２）が付勢（ＯＮ）され吸い込み側通路６６０が遮断されているので、油圧ポンプ６０の吸い込み負圧によって流体継手４００内の作動流体が上記図９乃至図１１に示す実施形態より効率よく吸い出されるため、流体継手４００内への作動流体の充填効率が更に低下し、ドラッグトルクをより大幅に低減することができる。なお、流体継手４００の回転による作動流体の循環力より油圧ポンプ６０の吸い込み力が大きいときには、吸い込み側通路６６０の負圧が大きくなり、油圧ポンプ６０にサージ音が発生する。このとき、吸い込み側通路６６０の負圧が大きくなると、上記図５および図６の実施形態と同様に補給通路６６６から負圧リリーフ弁７１を介して作動流体が吸い込まれる。従って、吸い込み側通路６６０の負圧が解消されて、油圧ポンプ６０のサージ音の発生が防止される。
【００３５】
次に、作動流体循環手段６の更に他の実施形態について、図１４を参照して説明する。
図１４に示す実施形態は、上記図１２および図１３の実施形態における上記通路６６３と上記作動流体補給通路６６６とを連通する排出通路６６７を設け、この排出通路６６７中に正圧リリーフ弁７２を配設したものである。図１４に示す実施形態は、上記排出通路６６７および正圧リリーフ弁７２以外は上記図１２および図１３の実施形態と実質的に同一であるため、同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。なお、図１４に示す実施形態は、図１２および図１３に示すロックアップクラッチ５０を備えた流体継手装置において、上記図７の実施形態を適用したものである。
図１４に示す実施形態は、流体継手４００の外部室４００ａを油圧ポンプ６０の吸い込み側通路６６０に連通せしめる通路６６３とリザーブタンク６５とを連通する排出通路６６７と、該排出通路６６７に配設された正圧リリーフ弁７２を備えているので、電磁遮断弁７０（Ｖ２）が付勢（ＯＮ）され、上記電磁方向制御弁７３（Ｖ３）が除勢（ＯＦＦ）されているとともに、上記電磁切替弁６７（Ｖ１）が付勢（ＯＮ）されたドラッグトルク制御時において、流体継手４００の回転による作動流体の循環力が大きく、通路６６３内の圧力が高くなったとき、作動流体は正圧リリーフ弁７２を介して排出通路６６７からリザーブタンク６５へ排出される。従って、上記図７の実施形態と同様に作動流体経路に負圧、正圧が混在して発生する流体継手装置においても対応することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明による流体継手装置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。
【００３７】
即ち、本発明による流体継手装置においては、作動流体を循環せしめる作動流体循環手段は、流体継手の外部室に連通する第１の作動流体経路と、流体継手の作動室とリザーブタンクとを接続する第２の作動流体経路と、リザーブタンク内の作動流体を第１の作動流体経路に吐出する流体圧作動源と、第１の作動流体経路中に配設された切替手段とを具備し、外部室を流体圧作動源と連通する状態と、外部室を流体圧作動源の吸い込み側通路に連通せしめる状態とに選択的に作動するように構成され、さらに、流体圧作動源の吸い込み側通路には遮断弁が配設されている。流体継手を駆動するエンジンのアイドリング運転時には、切換手段によって外部室を流体圧作動源の吸い込み側通路に連通することにより、流体継手が自身の回転によりポンプとして機能するとともに、流体継手から排出された作動流体が流体圧作動源によって吸い込まれ、このとき、リザーブタンクからの吸込みは遮断弁により遮断される。このため、流体継手内への作動流体の充填効率が低下するため、ドラッグトルクを大幅に低減することができる。従って、エンジンのアイドリング運転が円滑となり、異常振動の発生を防ぐことができるとともに、アイドリング運転時の燃費を向上することができる。
【００３８】
また、本発明によれば、上述したように流体継手に循環せしめる作動流体の流体圧を低減することなくドラッグトルクを低減することができるので、ロックアップクラッチを備えた流体継手において、ロックアップクラッチの作動圧が不足することはない。
【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装置を装備した駆動装置の一実施形態を示す断面図。
【図２】図１に示す流体継手装置の作動流体循環手段の作動状態を示すもので、流体継手によって駆動トルクを伝達する状態の説明図。
【図３】図１に示す流体継手装置の作動流体循環手段の作動状態を示すもので、流体継手を駆動するエンジンのアイドリング運転時における作動状態の説明図。
【図４】図１に示す流体継手装置に装備される制御手段のドラッグトルク制御の動作を示すフローチャート。
【図５】図１に示す流体継手装置の作動流体循環手段の他の実施形態を示すもので、流体継手によって駆動トルクを伝達する状態の説明図。
【図６】図１に示す流体継手装置の作動流体循環手段の他の実施形態を示すもので、流体継手を駆動するエンジンのアイドリング運転時における作動状態の説明図。
【図７】図１に示す流体継手装置の作動流体循環手段の更に他の実施形態を示すもので、流体継手を駆動するエンジンのアイドリング運転時における作動状態の説明図。
【図８】本発明に従って構成された流体継手装置を装備した駆動装置の他の実施形態を示す断面図。
【図９】図８に示す流体継手装置の作動流体循環手段の作動状態を示すもので、流体継手によって駆動トルクを伝達する状態の説明図。
【図１０】図８に示す流体継手装置の作動流体循環手段の作動状態を示すもので、流体継手を駆動するエンジンのアイドリング運転時における作動状態の説明図。
【図１１】図８に示す流体継手装置の作動流体循環手段の作動状態を示すもので、ロックアップクラッチを作動した状態の説明図。
【図１２】図８に示す流体継手装置の作動流体循環手段の他の実施形態を示すもので、流体継手によって駆動トルクを伝達する状態の説明図。
【図１３】図８に示す流体継手装置の作動流体循環手段の他の実施形態を示すもので、流体継手を駆動するエンジンのアイドリング運転時における作動状態の説明図。
【図１４】図１に示す流体継手装置の作動流体循環手段の更に他の実施形態を示すもので、流体継手を駆動するエンジンのアイドリング運転時における作動状態の説明図。
【符号の説明】
２：内燃機関
２１：クランク軸
４：流体継手装置
４０：流体継手ハウジング
４１：ケーシング
４２：ポンプ
４００：流体継手
４２１：ポンプシェル
４２２：インペラ
４３：タービン
４３１：タービンシェル
４３２：ランナ
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
５０：ロックアップクラッチ
５１：クラッチディスク
５２：クラッチフェーシング
５５：ダンパースプリング
５６：入力側リテーナ
５７：出力側リテーナ
６：作動流体循環手段
６０：油圧ポンプ
６２：ポンプハウジング
６５：リザーブタンク
６７：電磁切替弁（Ｖ１）
６８：リリーフ弁
７０：電磁遮断弁（Ｖ２）
７１：正圧リリーフ弁
７２：負圧リリーフ弁
７３：電磁方向制御弁（Ｖ３）
８：摩擦クラッチ
８０：クラッチハウジング
８２：クラッチドライブプレート
８３：伝動軸
８４：クラッチハブ
８５：クラッチフェーシング
８６：ドリブンプレート
８７：プレッシャープレート
８８：ダイアフラムスプリング
８９：レリーズベアリング
９０：クラッチレリーズフォーク
１００：制御手段
１１１：車速検出センサ
１１２：アクセルセンサ

Claims (6)

1. 入力軸に連結されたケーシングと、
   該ケーシングと対向して配設され該ケーシングに取り付けられたポンプと、該ポンプと該ケーシングによって形成された室に該ポンプと対向して配設され該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たタービンとを有する流体継手と、
   該ケーシングと該タービンとによって形成される外部室および該ポンプと該タービンとによって形成される作動室を通してリザーブタンク内の作動流体を循環せしめる作動流体循環手段と、を具備する流体継手装置において、
   該作動流体循環手段は、該外部室に連通する第１の作動流体経路と、該作動室と該リザーブタンクとを接続する第２の作動流体経路と、該リザーブタンク内の作動流体を該第１の作動流体経路に吐出する流体圧作動源と、該流体圧作動源の吸い込み側通路に配設した遮断弁と、該第１の作動流体経路中に配設された切替手段とを具備しており、
   該切替手段は、該外部室を該流体圧作動源と連通する状態と、該外部室を該遮断弁よりも下流側の該流体圧作動源の吸込み側通路に連通せしめる状態とに選択的に作動し、かつ、該外部室を該遮断弁よりも下流側の該流体圧作動源の吸込み側通路に連通したときは、該遮断弁が該吸い込み側通路を遮断することを特徴とする流体継手装置。
2. 該作動流体循環手段は、該遮断弁より下流側の吸い込み側通路と該リザーブタンクとを連通する補給通路と、該補給通路に配設された負圧リリーフ弁とを備えている請求項１記載の流体継手装置。
3. 該作動流体循環手段は、該外部室を該流体圧作動源の吸い込み側通路に連通せしめる通路と該リザーブタンクとを連通する排出通路と、該排出通路に配設された正圧リリーフ弁を備えている請求項１記載の流体継手装置。
4. 入力軸に連結されたケーシングと、
   該ケーシングと対向して配設され該ケーシングに取り付けられたポンプと、該ポンプと該ケーシングによって形成された室に該ポンプと対向して配設され該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たタービンとを有する流体継手と、
   該ケーシングと該タービンとによって形成される外部室に配設され該ケーシングとの間に外側室を形成するとともに該タービンとの間に内側室を形成するクラッチディスクを備え、該外側室と該内側室との流体圧差によって該ケーシングと該タービンとを係合するロックアップクラッチと、
   該外側室と該内側室および該ポンプと該タービンとによって形成される作動室にリザーブタンク内の作動流体を循環せしめる作動流体循環手段と、を具備する流体継手装置において、
   該作動流体循環手段は、該外部室に連通する第１の作動流体経路と、該作動室と該リザーブタンクとを接続する第２の作動流体経路と、該リザーブタンク内の作動流体を該第１の作動流体経路および該第２の作動流体経路を通して循環せしめる流体圧作動源と、該流体圧作動源の吸い込み側通路に配設した遮断弁と、作動流体の循環経路を制御する方向制御弁と、該第１の作動流体経路中において該方向制御弁と該外側室との間に配設された切替手段とを具備しており、
   該切替手段は、該外側室を該方向制御弁に連通する状態と、該外側室を該遮断弁よりも下流側の該流体圧作動源の吸い込み側に連通せしめる状態とに選択的に作動し、かつ、該外側室を該遮断弁よりも下流側の該流体圧作動源の吸込み側通路に連通したときは、該遮断弁が該吸い込み側通路を遮断することを特徴とする流体継手装置。
5. 該作動流体循環手段は、該遮断弁より下流側の吸い込み側通路と該リザーブタンクとを連通する補給通路と、該補給通路に配設された負圧リリーフ弁とを備えている請求項４記載の流体継手装置。
6. 該作動流体循環手段は、該外側室を該流体圧作動源の吸い込み側通路に連通せしめる通路と該リザーブタンクとを連通する排出通路と、該排出通路に配設された正圧リリーフ弁を備えている請求項４記載の流体継手装置。

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