JPH08310356A - 流体式リターダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータの低回転域から高回転域まで全域に渡
って作動液体の循環量を適度に増大させ、全作動域で冷
却効率の向上を図るとともに、高回転域において出力ト
ルクが過度に高くなることを回避する。 【構成】 ロータ１８のシェル１８ａに、該ロータ１８
とステータ１９との間の作動液体保持空間２０に供給さ
れた作動液体の一部をロータ１８の外部に流出させる循
環促進穴１８ｃを装備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体式リターダ装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トラック、バス等の大型車両において、
常時、流体を充満させる流体式リターダ装置を装着する
ものが知られている。流体式リターダ装置は、降坂時、
高速からの減速時等に制動トルクを発生させ、常用ブレ
ーキの温度上昇によるフェードを防止し、車両の安全性
及び摩擦材の耐久性を向上させる。

【０００３】従来の流体式リターダ装置として、例えば
特開平４−１８５７５９号に開示されるものがある。こ
の流体式リターダ装置は、車輪と共に回転する回転軸に
相対回転不可能に固定可能なロータと、ロータに対向し
て設けられ、車体側部材に実質的に固定されるステータ
と、回転軸とロータとを断接可能なクラッチ装置とを備
え、クラッチ装置が、ロータに固設され、プレッシャプ
レート及び複数枚のセパレータを回転軸の中心軸線方向
に移動自在に支持すると共にケース側に回転自在に支持
されるセパレータケースと、前記プレッシャプレート及
びセパレータの間に配置され、回転軸側部材に中心軸線
方向の移動自在に支持されるクラッチプレートとを有
し、ロータ、ステータ及びクラッチ装置が、作動液体を
充満し、車体側部材に固定するケースに収容されてい
る。

【０００４】このような流体式リターダ装置は、ロータ
をクラッチ装置によつて回転軸個に接続固定して、ステ
ータとロータとの間の作動液体の速度エネルギによつて
制動トルクを発生させる。このステータ及びロータを収
容するケース内には、常時作動液体が充填されている。
車両の走行中において流体充満式の流体式リターダ装置
を作動させれば、その作動開始初期において、充満する
作動液体の撹拌によつて急激に制動トルク値が上昇し、
最大を示すピークトルク値に達する。このピークトルク
値は、作動液体の圧力に比例して生ずる。ピークトルク
値に達した後は、ほぼ平坦な定常的な設定トルク値に収
束する。

【０００５】ところで、従来の流体式リターダ装置で
は、図６に示すように、ロータ１及びステータ２を収容
したケース３に形成された作動液体供給ポート４と前記
ロータ１及びステータ２によって囲われた作動液体保持
空間５とを連通させる作動液体入口６を、ロータ１及び
ステータ２相互間の内径側の間隙部７に配備し、また、
ケース３に形成された作動液体排出ポート８と前記作動
液体保持空間５とを連通させる作動液体出口９を前記ロ
ータ１及びステータ２相互間の外径側の間隙部１０に配
備した構成とされる。

【０００６】また、さらに、所定の冷却機構（図示略）
によって冷却された作動液体を前記作動液体供給ポート
４を経て作動液体入口６から前記作動液体保持空間５内
に送り込むと共に、前記作動液体出口９から出てくる作
動液体を前記冷却機構に戻す作動液体循環機構（図示
略）が装備される。

【０００７】そして、リターダ作動時には、前記作動液
体循環機構によって作動液体保持空間５内の作動液体を
順次冷却機構に循環させることで、作動液体の温度が過
度に昇温することによるリターダ出力の低下や、出力特
性が不安定になることを防止するようにしている。

【０００８】このような作動液体循環機構による作動液
体の循環量を増やして冷却効率を高めるための対策とし
て、従来より、ステータ２のシェルや羽根の形状を改善
することが試みられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図６に示し
た従来の流体式リターダ装置では、一般的に、出力トル
クはロータ１の回転数の増大に伴って増加し、また、高
回転域における出力トルクの増大は、作動液体の循環量
の増大に比例するという傾向があり、前述のように、ス
テータ２によって循環量の増大を図った場合には、高回
転域での出力トルクが過度に高くなり、制動の効き過ぎ
という問題が発生したり、さらには、作動液体保持空間
５内での作動液体の昇温が過度になって、作動液体の循
環量の増大が冷却効率の向上に結び付かなくなるという
問題が生じる。

【００１０】そこで、本発明の目的は上記課題を解消す
ることにあり、ロータの低回転域から高回転域まで全域
に渡って作動液体の循環量を適度に増大させ、全作動域
で冷却効率の向上を図ることができ、ロータの高回転域
において出力トルクが過度に高くなることを回避するこ
とができる流体式リターダ装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明に係る流体式リターダ装置は、作動液体を満た
したケース内を貫通する回転軸にクラッチ装置を介して
断接されるロータと、前記ロータに対峙するように前記
ケース内に固定されて前記ロータとの間に前記作動液体
が充満する作動液体保持空間を画成すると共に前記ロー
タの回転時には作動液体によって前記ロータに負荷がか
かるように該作動液体保持空間内の作動液体をロータに
受け渡すステータと、前記ロータ及びステータ相互間の
内径側の間隙部に配備される作動液体入口と、前記ロー
タ及びステータ相互間の外径側の間隙部に配備される作
動液体出口と、所定の冷却機構によって冷却された作動
液体を前記作動液体入口から前記作動液体保持空間内に
送り込むと共に前記作動液体出口から出てくる作動液体
を前記冷却機構に戻す作動液体循環機構とを備えてなる
流体式リターダ装置において、前記ロータのシェル上に
は、前記作動液体循環機構によって前記作動液体保持空
間内を巡回する作動液体の一部を該ロータの外部に流出
させる循環促進穴を設けたことを特徴とする。

【００１２】あるいは、前記循環促進穴は、前記シェル
の外径寄りの位置に、所定のピッチで複数個形成された
ことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明の上記構成によれば、作動液体保持空間
内を巡回する作動液体の一部は、例えば、ロータのシェ
ルに沿って流れる際に、前記シェルに形成した循環促進
穴からロータ外に流出し、作動液体出口から流出した作
動液体と共に作動液体循環機構によって冷却機構に戻さ
れることになり、作動液体保持空間からの作動液体の流
出が増大することから、作動液体の循環量が増大して冷
却効率の向上が実現されることになる。そして、ロータ
の回転が高回転域になると、作動液体のシェルに沿った
流れが活発になり、それに伴って、前記循環促進穴から
の作動液体の流出量も増加することになり、このように
ロータの回転域に応じて循環促進穴からの流出量が変化
することによって、ロータの低回転域から高回転域まで
全域に渡って作動液体の循環量を適度に増大させ、全作
動域で冷却効率の向上を図ることが可能になり、ロータ
の高回転域において出力トルクが過度に高くなることを
回避することも可能になる。

【００１４】また、ロータ内での作動液体の流れは、該
ロータの回転に伴う遠心力によって内径側から外径側に
向う流れとなり、このような流れはロータの回転が高回
転になるほど顕著になるが、シェルに形成する循環促進
穴が、前記シェルの外径寄りの位置に、所定のピッチで
複数個形成した構成であれば、外径側に向って流れる作
動液体がより速やかに循環促進穴に導かれることにな
り、前記循環促進穴の穴径や配列ピッチ等の設定によっ
て、出力トルクや作動液体の冷却効率を車両の仕様等に
合せて調整することが容易になる。

【００１５】

【実施例】図１乃至図３は、本発明に係る流体式リター
ダ装置１２の一実施例を示したものである。この一実施
例の流体式リターダ装置１２は、作動液体（通常は、冷
却オイルに兼用される作動油）が満たされるリターダ室
１３を有したケース１４と、前記リターダ室１３の中心
部を挿通するようにケース１４を貫通した回転軸１６
と、前記１３内においてクラッチ装置１７を介して前記
回転軸１６に断接されるロータ１８と、前記リターダ室
１３内でロータ１８に対峙するようにケース１４に固定
されて前記ロータ１８との間に作動液体が充満する作動
液体保持空間２０を画成するステータ１９とを備えてい
る。ここに、ステータ１９は、ロータ１８の回転時に
は、作動液体によって効果的に前記ロータ１８に負荷が
かかるように、前記作動液体保持空間２０内の作動液体
をロータ１８に受け渡す。

【００１６】また、ケース１４には、作動液体をリター
ダ室１３内に供給するための作動液体供給ポート２２
と、リターダ室１３内の作動液体を排出するための作動
液体排出ポート２３とが形成されている。そして、前記
作動液体供給ポート２２と前記作動液体保持空間２０と
を連通させる作動液体入口２４が、ロータ１８及びステ
ータ１９相互間の内径側の間隙部２５に配備され、ま
た、作動液体排出ポート２３と前記作動液体保持空間２
０とを連通させる作動液体出口２６が前記ロータ１８及
びステータ１９相互間の外径側の間隙部２７に配備され
ている。

【００１７】また、さらに、所定の冷却機構（図示略）
によって冷却された作動液体を前記作動液体供給ポート
２２を経て作動液体入口２４から前記作動液体保持空間
２０内に送り込むと共に、前記作動液体出口２６から出
てくる作動液体を前記冷却機構に戻す作動液体循環機構
（図示略）が装備されている。

【００１８】前記ロータ１８は、図２および図３に示す
ように、横断面形状が略半円径の溝をリング状に形成す
るシェル（外殻）１８ａと、シェル１８ａの内面側に固
定されて作動液体圧を受ける羽根１８ｂと、前記作動液
体出口２６付近となるシェル１８ａの外径寄りの縁部に
沿って各羽根１８ｂ，１８ｂ間に形成された循環促進穴
１８ｃとを備えた構成とされている。これらの循環促進
穴１８ｃの穴径や、装備する個数（即ち，配列ピッチ）
は、当該流体式リターダ装置１２が装備される車両の仕
様等に応じて、調整される。

【００１９】また、前記ステータ１９は、横断面形状が
略半円径の溝をリング状に形成するシェル（外殻）２８
と、シェル２８の内面側に固定されてステータ１９から
ロータ１８に受け渡す作動液体の流れ方向を規制する羽
根２９と、前記作動液体入口２４付近となるシェル２８
の内径側の縁部に沿って固設されたリング部材３０とを
備えた構成とされている。このリング部材３０は、ロー
タ１８及びステータ１９相互間の内径側の間隙部２５か
ら作動液体保持空間２０内に突出し、作動液体保持空間
２０内における作動液体の流れを規制して、作動液体の
作動液体入口２４への逆流を抑制するためのものであ
る。

【００２０】なお、補足説明すると、前記回転軸１６
は、図示略の変速機を介してエンジンの出力軸に接続さ
れている。また、クラッチ装置１７は、図１に示すよう
に、ロータ１８に固設され、プレッシャプレート３４及
び複数枚のセパレータ３１を回転軸１６の中心軸線方向
に移動自在に支持すると共にケース１４側に回転自在に
支持されるセパレータケース３３と、前記プレッシャプ
レート３４及びセパレータ３１の間に配置され、回転軸
側部材に中心軸線方向の移動自在に支持されるクラッチ
プレート３２とを有した構成の湿式の多板クラッチで、
空気圧シリンダ装置３５によって接続作動する。

【００２１】この空気圧シリンダ装置３５では、ケース
１４の外側に固定されたシリンダ部材３６内の圧力室３
７に図示略のクラッチ制御装置から所定の圧力空気が供
給されると、圧力室３７を画成しているピストン部材３
８がプランジャ部材３９をロータ１８側に移動させる。
このプランジャ部材３９は、ケース１４を液密かつ摺動
自在に貫通しており、ロータ１８側への移動に伴って、
スプリング４０の付勢力でプランジャ部材３９側に当接
されている接続部材４１がプランジャ部材３９と一緒に
ロータ１８側に移動し、該接続部材４１と一緒にロータ
１８側に移動するプレッシャープレート３４がクラッチ
プレート３２及びセパレータ３１相互を密着状態に押圧
して、ロータ１８が回転軸１６に連結された状態とす
る。

【００２２】また、図示略のクラッチ制御装置によって
圧力室３７内の圧力空気が抜かれると、前記スプリング
４０の付勢力によって、接続部材４１、プランジャ部材
３９、ピストン部材３８が初期位置に戻され、プレート
３２，３４が離間して、ロータ１８が回転軸１６から切
り離された状態となる。

【００２３】以上の流体式リターダ装置１２では、図示
略の作動液体循環機構によって前記作動液体供給ポート
２２に供給された作動液体は、図１に矢印で示すよう
に、ステータ１９とケース１４との間の間隙を通って作
動液体入口２４から作動液体保持空間２０に入る。そし
て、該作動液体保持空間２０内に流入した作動液体は、
該作動液体保持空間２０内を巡回して、循環促進穴１８
ｃおよび作動液体出口２６から作動液体排出ポート２３
に流出し、冷却機構に戻されることになる。

【００２４】前記作動液体保持空間２０内を巡回する作
動液体は、ロータ１８からステータ１９に流れ込み、ス
テータ１９のシェル２８や羽根２９によって流れ方向が
整えられ、再びステータ１９からロータ１８に速やかに
受け渡されることで、ロータ１８に対する負荷が高ま
り、リターダの出力トルクが向上することになる。

【００２５】このように作動液体保持空間２０内を巡回
する作動液体がステータ１９からロータ１８に受け渡さ
れる際に、ステータ１９の内径側に固定されているリン
グ部材３０は、前記ステータ１９のシェル２８に沿って
作動液体入口２４に向う作動液体の流れを、作動液体入
口２４の直前でステータ１９のシェル２８から剥離さ
せ、作動液体入口２４の上を通過してロータ１８側に向
うように、作動液体保持空間２０内における作動液体の
巡回流の流れを整える。そのため、前記作動液体入口２
４の開口を大きくしても、該作動液体入口２４からの作
動液体の逆流を抑制して、ステータ１９からロータ１８
に受け渡される作動液体量の低減を防止することができ
る。

【００２６】また、作動液体保持空間２０内を巡回する
作動液体の一部は、例えば、ロータ１８のシェル１８ａ
に沿って流れる際に、前記シェル１８ａに形成した循環
促進穴１８ｃからロータ１８外に流出し、作動液体出口
２６から流出した作動液体と共に作動液体排出ポート２
３に流れて作動液体循環機構によって冷却機構に戻され
ることになり、作動液体保持空間２０からの作動液体の
流出が増大することから、作動液体の循環量が増大して
冷却効率の向上が実現されることになる。

【００２７】そして、ロータ１８の回転が高回転域にな
ると、作動液体のシェル１８ａに沿った流れが活発にな
り、それに伴って、前記循環促進穴１８ｃからの作動液
体の流出量も増加することになり、このようにロータ１
８の回転域に応じて循環促進穴１８ｃからの流出量が変
化することによって、ロータ１８の低回転域から高回転
域まで全域に渡って作動液体の循環量を適度に増大さ
せ、全作動域で冷却効率の向上を図ることが可能にな
り、ロータ１８の高回転域において出力トルクが過度に
高くなることを回避することも可能になる。

【００２８】また、ロータ１８内での作動液体の流れ
は、該ロータ１８の回転に伴う遠心力によって内径側か
ら外径側に向う流れとなり、このような流れはロータ１
８の回転が高回転になるほど顕著になるが、シェル１８
ａに形成された循環促進穴１８ｃが、前記シェル１８ａ
の外径寄りの位置に、所定のピッチで複数個形成した構
成であるため、外径側に向って流れる作動液体がより速
やかに循環促進穴１８ｃに導かれることになり、前記循
環促進穴１８ｃの穴径や配列ピッチ等の設定によって、
出力トルクや作動液体の冷却効率を車両の仕様等に合せ
て調整することが容易になる。

【００２９】図４は前記循環促進穴１８ｃの有無による
リターダの出力トルクに対する影響を調べたもので、曲
線Ｆ₁は循環促進穴の無い（即ち、従来構造の）流体式
リターダ装置の出力トルク特性、曲線Ｆ₂は循環促進穴
１８ｃを装備した一実施例の流体式リターダ装置１２の
出力トルク特性を示したものである。

【００３０】図５は循環促進穴１８ｃの有無による作動
液体保持空間２０への作動液体の供給流量に対する影響
を調べたもので、曲線ｆ₁は循環促進穴の無い（即ち、
従来構造の）流体式リターダ装置の流量変化、曲線ｆ₂
は循環促進穴１８ｃを装備した一実施例の流体式リター
ダ装置１２の流量変化を示したものである。

【００３１】これらの図４及び図５に示すように、循環
促進穴１８ｃの有無は作動液体の循環流量の制御、出力
トルク特性の制御に大きな影響力を持ち、前記循環促進
穴１８ｃの穴径や配置等を変更することによって、作動
液体の循環流量や出力トルク特性を所望に調整すること
が可能で、循環促進穴１８ｃの穴径や配置等を変更する
ことによって作動液体の循環流量や出力トルク特性を調
整することで、安価に、かつ容易に、冷却効率が高く、
高回転域において出力トルクが過度になることのない優
れた流体式リターダ装置を得ることが可能になる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の流体式リターダ装置によれば、
作動液体保持空間内を巡回する作動液体の一部がシェル
に形成した循環促進穴からロータ外に流出する分だけ、
作動液体の循環量が増大して冷却効率の向上が実現され
ることになる。また、前記循環促進穴からの作動液体の
流出量は、ロータの回転に応じて増減するため、ロータ
の低回転域から高回転域まで全域に渡って作動液体の循
環量がを適度に増大させて、全作動域で冷却効率の向上
を図ることが可能になり、ロータの高回転域において出
力トルクが過度に高くなることを回避することも可能に
なる。また、シェルに形成する循環促進穴が、前記シェ
ルの外径寄りの位置に、所定のピッチで複数個形成した
構成であれば、ロータの回転による遠心力の影響で外径
側に向って流れる作動液体がより速やかに循環促進穴に
導かれることになり、前記循環促進穴の穴径や配列ピッ
チ等の設定によって、出力トルクや作動液体の冷却効率
を車両の仕様等に合せて調整することが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る流体式リターダ装置の縦断面図で
ある。

【図２】本発明の一実施例におけるロータの正面図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】本発明の一実施例による出力トルク特性説明図
である。

【図５】本発明の一実施例による作動液体の流量特性説
明図である。

【図６】従来の流体式リターダ装置における要部の構成
説明図である。

【符号の説明】

１２ 流体式リターダ装置 １３ リターダ室 １４ ケース １６ 回転軸 １７ クラッチ装置 １８ ロータ １８ａ シェル １８ｂ 羽根 １８ｃ 循環促進穴 １９ ステータ ２０ 作動液体保持空間 ２２ 作動液体供給ポート ２３ 作動液体排出ポート ２４ 作動液体入口 ２５ 間隙部 ２６ 作動液体出口 ２７ 間隙部 ２８ シェル ２９ 羽根 ３０ リング部材 ３２ クラッチプレート ３３ セパレータケース ３４ プレッシャープレート ３５ 空気圧シリンダ装置 ３６ シリンダ部材 ３７ 圧力室 ３８ ピストン部材 ３９ プランジャ部材 ４０ スプリング ４１ 接続部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動液体を満たしたケース内を貫通する
   回転軸にクラッチ装置を介して断接されるロータと、前
   記ロータに対峙するように前記ケース内に固定されて前
   記ロータとの間に前記作動液体が充満する作動液体保持
   空間を画成すると共に前記ロータの回転時には作動液体
   によって前記ロータに負荷がかかるように該作動液体保
   持空間内の作動液体をロータに受け渡すステータと、前
   記ロータ及びステータ相互間の内径側の間隙部に配備さ
   れる作動液体入口と、前記ロータ及びステータ相互間の
   外径側の間隙部に配備される作動液体出口と、所定の冷
   却機構によって冷却された作動液体を前記作動液体入口
   から前記作動液体保持空間内に送り込むと共に前記作動
   液体出口から出てくる作動液体を前記冷却機構に戻す作
   動液体循環機構とを備えてなる流体式リターダ装置にお
   いて、 前記ロータのシェル上には、前記作動液体循環機構によ
   って前記作動液体保持空間内を巡回する作動液体の一部
   を該ロータの外部に流出させる循環促進穴を設けたこと
   を特徴とした流体式リターダ装置。
2. 【請求項２】 前記循環促進穴は、前記シェルの外径寄
   りの位置に、所定のピッチで複数個形成されていること
   を特徴とした請求項１に記載の流体式リターダ装置。