WO2005064186A1

WO2005064186A1 - 流体継手

Info

Publication number: WO2005064186A1
Application number: PCT/JP2004/017144
Authority: WO
Inventors: Nobuyuki Iwao; Yasushi Yamamoto; Satoshi Tanaka; Kazuyuki Matsuda
Original assignee: Isuzu Motors Limited; Exedy Corporation
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2004-11-18
Publication date: 2005-07-14
Also published as: JP2005188618A

Abstract

　この流体継手は、インペラ３と、タービン４と、軸受８と、邪魔板３５とを備えている。インペラは、インペラシェル１６と、インペラブレード１７と、インペラハブ１８とを有する。タービンは流体室内でインペラに対向して配置され、インペラシェルとともにトーラスを構成するタービンシェル２１と、タービンブレード２２と、タービンハブ２３とを有している。軸受はタービンハブに対してインペラハブを回転自在に支持する。邪魔板は、トーラス内に設けられ、トーラス内を流れる作動流体の流れの一部を阻害する。そして、インペラブレード及びタービンブレードの先端部には、面取り部１７ａ，２２ａが形成されている。

Description

明細書

流体継手

技術分野

[0001] 本発明は、流体継手、特に、車輛のエンジン側の部材と変速機との間に設けられる流体継手に関する。

背景技術

[0002] 流体継手は、船舶用や大型の自動車用の動力伝達装置として従来力用いられている。自動車用として用いられる場合は、マニュアル変速機の乾式クラッチ装置に代わるものとして用いられて、る。

このような流体継手は、互いに対向して配置されたインペラ及びタービンを有している。インペラは、環状のインペラシェルと、このインペラシェルに固定された複数のインペラブレードと、インペラシェルの内周側に設けられたインペラハブとを有して!/、る。また、タービンは、環状のタービンシェルと、このタービンシェルに固定された複数のタービンブレードと、タービンシェルの内周側に設けられたタービンハブとを有している。そして、インペラ及びタービンは軸受を介して互いに相対回転自在に支持されている。

このように構成された流体継手は、インペラがフロントカバーを介してエンジン側の部材であるクランク軸に連結され、タービンが変速機側の入力軸に連結される。そして、インペラ及びタービン内に充填された作動流体によって動力が伝達される。ここで、一般的な流体継手の特性は、低速度比域では入力容量係数が高ぐ高速度比域に行くにしたがって入力容量係数が低くなる。ここで、速度比が「0」のストール状態は、車輛においては、エンジンがアイドリング状態でブレーキを踏んで車輛を停止させている状態に相当している。このようなストール状態においては、エンジン側ではブレーキ力に杭してエンジン回転数を一定に維持しょうとする制御が行われるために、無駄な燃料が供給されることとなり、好ましくない。

そこで、トーラスの内周部に邪魔板を突出させ、流体の流れの一部を阻害して、低速度比域での入力容量係数を低下させようとすることが従来より行われている。この場合の特性の例を、図 1の特性 Aで示す。また、邪魔板を半径方向に可動にすることにより、より効果的に入力容量係数を調整することも行われている（例えば特許文献 1 )。

特許文献 1：特開 2003—156074号公報

発明の開示

流体継手における低速度比域では、容量係数特性がフラットになるのが望ま、。そして、低速度比域の特性は、邪魔板の外径によって変化する。この場合の例を図 1 に示しており、特性 Aから特性 B, Cにいくにしたがって邪魔板の外径が大きくなつている。

このように、邪魔板を設けることによって低速度比域の特性をフラットにする場合、邪魔板の外径が大きいほどフラットな特性が得られる。しかし、図 1から明らかなように、邪魔板の外径が大きいほど入力容量係数の低下も著しぐ結果として流体継手の外径サイズを大きくし、容量を大きくする必要がある。

本発明の課題は、流体継手のサイズを大きくすることなぐ低速度比域における入力容量係数特性をフラットに近づけるとともに、低速度比域以外での入力容量係数の落ち込みを抑えることにある。

本発明に係る流体継手は、車輛のエンジン側の部材と変速機との間に設けられる流体継手であって、インペラと、タービンと、軸受と、邪魔板とを備えている。インペラは、流体室を構成する部材であり、環状のインペラシェルと、インペラシェルに固定された複数のインペラブレードと、インペラシェルの内周側に設けられた環状のインべラハブとを有する。タービンは、流体室内でインペラに対向して配置され、インペラシエルとともにトーラスを構成する環状のタービンシェルと、タービンシェルに固定された複数のタービンブレードと、タービンシェルの内側に設けられた環状のタービンノヽブとを有する。軸受はタービンノヽブに対してインペラハブを回転自在に支持する。邪魔板は、トーラス内に設けられ、トーラス内を流れる作動流体の流れの一部を阻害する。そして、インペラブレード及びタービンブレードの先端部には、面取り部が形成されている。

この流体継手では、インペラ及びタービン内部に作動流体が充填される。エンジン側からの動力は、インペラに入力され、作動流体を介してタービンに伝達され、このタ一ビンに連結される変速機側の部材に出力される。このとき、トーラス内に設けられた邪魔板によって作動流体の流れの一部が阻害され、低速度比域での入力容量係数が低下する。また、インペラブレード及びタービンブレードの先端に面取り部が形成されているので、作動流体の流れの乱れが減少し、入力容量係数が向上する。このため、流体継手の外径サイズを大きくすることなぐ低速度比域での入力容量係数特性をフラットに近づけることができ、し力も低速度比域以外での入力容量係数の落ち込みを抑えることができる。

本発明の一実施形態による流体継手において、インペラブレードの面取り部は回転方向における正面側の側面に形成されており、タービンブレードの面取り部は回転方向における背面側に形成されて、る。

この場合は、インペラブレード及びタービンブレードにおける作動流体の出入口部において、乱流の発生がより抑えられる。

本発明の一実施形態による流体継手において、邪魔板は、タービンシェルの内周部に、外周側に突出するように配置されている。

ここで、低速度比域においては、作動流体はトーラスの外周壁に沿った部分で流れ力 S生じる。したがって、タービンシェルの内周部に設けられた邪魔板によって作動流体の一部は流れが阻害される。一方、高速度比域では、作動流体のトーラス内での流れは、遠心力によって中心回転軸力外周側に離れた方向に移行する。そして、邪魔板が設けられた部分では、作動流体の流れは低速度比域における流れに比較して弱くなる。このため、邪魔板で作動流体の流れが阻害されに《なる。

この場合は、低速度比域では入力容量係数が十分に低下し、かつ高速度比域では入力容量係数の低下が抑えられる。

本発明の一実施形態による流体継手において、邪魔板は、タービンシェルの内周側において、インペラと対向する側面にタービンシェルの内周部に沿って設けられている。

本発明の一実施形態による流体継手において、邪魔板の内周側端部はタービンハブに固定されている。本発明の一実施形態による流体継手において、エンジン側の部材に装着され、外周部に変速機側に屈曲して突出する外周側突出部を有するフロントカバーをさらに備え、インペラシェルの外周部はフロントカバーの外周側突出部に固定され、インべラシェルとフロントカバーとにより流体室が形成されている。

本発明の一実施形態による流体継手において、タービンとフロントカバーとの間に配置され、フロントカバーとタービンとを機械的に連結するためのロックアップクラッチをさらに備えている。

図面の簡単な説明

[0004] [図 1]流体継手の特性を示す図。

[図 2]本発明の一実施形態に係る流体継手の断面図。

[図 3]図 2の III III線断面図。

符号の説明

[0005] 1 流体継手

2 フロントカバー

3 インペラ

4 タービン

8 ボールベアリング（軸受）

16 インペラシェル

17, 17，インペラブレード

17a, 17a' 面取り部

18 インペラハブ

21 タービンシェノレ

22, 22，タービンブレード

22a, 22a' 面取り部

23 タービンハブ

35 邪魔板

発明を実施するための最良の形態

[0006] 本発明の一実施形態としての流体継手 1の断面図を図 2に示す。流体継手 1は、図 2の左方に位置する図示しな!、エンジンのトルクを図 2の右方に位置する図示しな!ヽ変速機へと伝達する。図 2の O— Oが流体継手 1の回転軸である。

流体継手 1は、主に、フロントカバー 2、インペラ 3、タービン 4、及びロックアップクラツチ 6から構成される。

フロントカバー 2は、図示しないエンジン側のクランク軸等の構成部品に装着可能となっており、エンジンからのトルクの入力を受ける。フロントカバー 2の外周部には、図示しないエンジンと反対側 (変速機側）に屈曲して突出する外周側突出部 11が設けられている。

インペラ 3は、環状のインペラシェル 16と、インペラシェル 16上に固定された複数のインペラブレード 17とを備える。インペラシェル 16は、フロントカバー 2の外周側突出部 11に固定されている。このインペラシェル 16とフロントカバー 2とにより、その内部に作動流体が充填された流体室が形成されている。インペラシェル 16の内周側端部は、インペラハブ 18に固定されている。インペラハブ 18は、円板状部材である本体部 18cから主に構成され、エンジン側に突出する外側筒状部 18aを外周部に、また変速機側に突出する内側筒状部 18bをその内周部に、それぞれ有する。外側筒状部 18aの内周面はボールベアリング 8の外周面と当接する。

タービン 4は、流体室内部でインペラ 3に対向する位置に配置され、インペラ 3とともにトーラスを構成している。タービン 4は、環状のタービンシェル 21と、タービンシェル 21上に固定された複数のタービンブレード 22とを備える。タービンシェル 21の内周側端部は、図示しない変速機にトルク伝達を行うためのタービンノヽブ 23に固定されている。タービンノヽブ 23には、インペラハブ 18の外側筒状部 18aと半径方向に対向するタービンノヽブボス 24が変速機側に突出して設けられている。また、タービンハブ 23の変速機側の面であってタービンハブボス 24との境界付近には、軸方向変速機側を向く肩部 25が形成されている。この肩部 25は、ボールベアリング 8のエンジン側の側面と当接する。また、タービンハブ 23は、変速機にトルク伝達を行うタービンシャフト 7に係合するスプライン溝 26を内周側に有している。なお、タービンシャフト 7はフロントカバー 2と嵌合しな、ように配されて、る。

また、図 2の III III線断面である図 3 (b)に示すように、インペラ一ブレード 17とタービンブレード 22の先端部には、それぞれ面取り部 17a, 22aが形成されている。ここで、各ブレード 17, 22の先端部とは、各ブレードにおける作動流体の流入部、流出部の端部である。そして、インペラ一ブレード 17においては、回転方向（図 3の矢印 R )における正面側の側面に面取り部 17aが形成され、タービンブレード 22においては、回転方向における背面側の側面に面取り部 22aが形成されている。これらの面取り部 17a, 22aは、コイニングにより形成される力加工の方法については限定されない。なお、各ブレードの面取り部については、それぞれ逆側であっても、また共に同じ側に形成しても良い。すなわち、図 3 (c)に示すように、インペラ一ブレード 17'において、回転方向における背面側の側面に面取り部 17a'を形成し、タービンブレード 2 2'において、回転方向における正面側の側面に面取り部 22'を形成したり、あるいは両ブレードにおいて、共に正面側又は背面側に面取り部を形成しても良い。

インペラハブ 18の外側筒状部 18aとタービンハブ 23のタービンハブボス 24とにより生み出される半径方向の間隙に、ボールベアリング 8がそれぞれに対して当接するように配置される。ボールベアリング 8は、外周側のァウタレース 31、内周側のインナレース 32、及び転動体である複数の球 33から構成されている。ァウタレース 31の外周面と側面とが成す角部、及びインナレース 32の内周面と側面とが成す角部には、それぞれ面取りが形成されて！、る。

タービンシェル 21の内周側において、インペラ 3と対向する側面には、環状のプレ一ト部材である邪魔板 35が配置されている。この邪魔板 35は、タービンシェル 21の内周部に沿って設けられており、外周側先端部 35aのみがタービンシェル 21から離れてトーラス内部に突出している。この邪魔板 35によって、タービン出口において、作動流体の流れの一部が阻害される。

ロックアップクラッチ 6は、フロントカバー 2とタービン 4とを機械的に連結するための装置である。ロックアップクラッチ 6は、フロントカバー 2とタービン 4との間の空間に配されている。ロックアップクラッチ 6は、主に、ピストン 41と、ダンパー機構 42と力も構成されている。

ピストン 41は、軸方向及び円周方向に移動可能な円板状の部材であり、フロント力バー 2とタービン 4との間の空間に配置される。ピストン 41は、円板状部材であるビストン本体 41aから、変速機側に屈曲して延びる内周側筒状部 43を内周部に、また同様に屈曲して延びる外周側筒状部 44を外周側に、それぞれ有する。内周側筒状部 43は、タービンノヽブ 23の外周面に対して軸方向及び円周方向に相対移動可能に支持される。ここで、タービンハブ 23のエンジン側外周面には、シールリング 45が配置されている。シールリング 45は、フロントカバー 2とタービン 4との間の空間の内周部分をシールする。

ダンパー機構 42は、 1対のプレート部材 56、 57からなるドライブ部材 52と、ドリブン部材 53と、複数のトーシヨンスプリング 54とから構成されている。

ドライブ部材 52を構成する 1対のプレート部材 56、 57は、軸方向に並んで配置されている。 1対のプレート部材 56、 57は、複数のリベット 55により互いに固定されており、さらにピストン 41に固定されている。これにより、ピストン 41とドライブ部材 52とは一体回転する。また、 1対のプレート部材 56、 57は、内周部分が軸方向に互いに間隔をあけて配置されている。各プレート部材 56、 57の内周部には、円周方向に並んだ複数の切り起こし部 56a、 57aが形成されている。切り起こし部 56a、 57aは、トーシヨンスプリング 54を支持する支持部となって、る。

ドリブン部材 53は、円板状の部材であり、 1対のプレート部材 56、 57の内周部において軸方向の間に配置されている。ドリブン部材 53は、内周部に形成されたスプライン溝 53aによりタービンハブ 23の外周面と係合している。これにより、ドリブン部材 53 とタービンハブ 23とは、軸方向に相対移動可能であるが回転方向において一体回転するようになっている。また、ドリブン部材 53には、切り起こし部 56a、 57aに対応した窓孔 58が形成されている。窓孔 58は円周方向に延びる孔である。

複数のトーシヨンスプリング 54は、窓孔 58、切り起こし部 56a、 57a内に収納された、円周方向に延びるコイルスプリングである。トーシヨンスプリング 54は、円周方向両端が窓孔 58及び切り起こし部 56a、 57aの円周方向端部に支持されている。さらにトーシヨンスプリング 54は、切り起こし部 56a、 57aによって軸方向の移動が制限されている。

また、ピストン本体 41aの外周部エンジン側には、摩擦フエ一シング 61が設けられている。フロントカバー 2の摩擦フエ一シング 61に対向する部分には、摩擦面 62が形成されている。摩擦フエ一シング 61は、摩擦によりピストン 41とフロントカバー 2との係合を十分に行わせるための部材である。摩擦フーシング 61と摩擦面 62とが当接して摩擦係合することにより、フロントカバー 2からピストン 41へエンジンのトルクが伝達される。さらにこのトルクは、ダンパー機構 42、タービンハブ 23、タービンシャフト 7を経て変速機に伝達される。

次に動作について説明する。

低速度比域の特にストール状態では、インペラ 3のみがエンジンとともに回転しており、タービン 4は回転しない。このような状態では、トーラス内部の作動流体は、図 2の一点鎖線で示すように、主にインペラシェル 16及びタービンシェル 21の壁面に沿つた部分において流れが生じることになる。この場合は、作動流体の流れは、邪魔板 3 5の先端部 35aによって妨げられる。

一方、低速度比域から高速度比域に移行すると、インペラ 3だけではなくタービン 4 も回転する。このような状態では、トーラス内部の作動流体に遠心力が作用し、その流れは、図 2の破線で示すように、中心の回転軸力も離れて行くことになる。この場合は、作動流体の流れは邪魔板 35の影響を受けに《なる。

さらに、各ブレードに面取り部が形成されていない従来の流体継手では、図 3 (a)に示すように、インペラ及びタービンにおける作動流体の出入口で乱流が発生する力本実施形態では、図 3 (b)、（c)に示すように、各ブレード 17, 22もしくは 17，、 22，に面取り部 17a, 22aもしくは 17a' , 22a'が形成されていることによって、出入口における作動流体の流れがスムーズになる。このため、流体継手の容量が向上する。以上のような作動流体の流れにより、本実施形態では、図 1の特性 Dで示すような特性となる。すなわち、低速度比域ではフラットな特性となり、中速度比域及び高速度比域では落ち込みが少なぐまた全体的に入力容量係数が向上する。これにより、従来では、特性の向上のために、邪魔板のサイズを大きくし、流体継手の外径サイズを大きくする必要があつたが、流体継手の外径サイズを大きくすることなぐ特性を向上させることができる。

[他の実施例]

以上、本発明に従う流体継手の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなぐ本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形ないし修正が可能である。

産業上の利用可能性

以上のような本発明では、流体継手の外径サイズを大きくすることなぐ低速度比域における入力容量係数特性をフラットに近づけることができ、しかも低速度比域以外での入力容量係数の落ち込みを抑えることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 車輛のエンジン側の部材と変速機との間に設けられる流体継手であって、

流体室を構成する部材であり、環状のインペラシェルと、前記インペラシェルに固定された複数のインペラブレードと、前記インペラシェルの内周側に設けられた環状のインペラハブとを有するインペラと、

前記流体室内で前記インペラに対向して配置され、前記インペラシェルとともにトーラスを構成する環状のタービンシェルと、前記タービンシェルに固定された複数のタ一ビンブレードと、前記タービンシェルの内側に設けられた環状のタービンノヽブとを有するタービンと、

前記タービンハブに対して前記インペラハブを回転自在に支持する軸受と、前記トーラス内に設けられ、前記トーラス内を流れる作動流体の流れの一部を阻害するための邪魔板とを備え、

前記インペラブレード及びタービンブレードの先端部には、面取り部が形成されている、

流体継手。

[2] 前記インペラブレードの面取り部は回転方向における正面側の側面に形成されており、前記タービンブレードの面取り部は回転方向における背面側に形成されている

、請求項 1に記載の流体継手。

[3] 前記邪魔板は、前記タービンシェルの内周部に、外周側に突出するように配置されている、請求項 1に記載の流体継手。

[4] 前記邪魔板は、前記タービンシェルの内周側にお！ヽて、前記インペラと対向する側面に前記タービンシェルの内周部に沿って設けられている、請求項 3に記載の流体継手。

[5] 前記邪魔板の内周側端部は前記タービンハブに固定されている、請求項 4に記載の流体 ϋ手。

[6] 前記エンジン側の部材に装着され、外周部に前記変速機側に屈曲して突出する外周側突出部を有するフロントカバーをさらに備え、

前記インペラシェルの外周部は前記フロントカバーの外周側突出部に固定され、前記インペラシェルと前記フロントカバーとにより前記流体室が形成されている、請求項 1に記載の流体継手。

前記タービンと前記フロントカバーとの間に配置され、前記フロントカバーと前記タ一ビンとを機械的に連結するためのロックアップクラッチをさらに備えている、請求項

6に記載の流体継手。