(57)【要約】  本発明はケーシングの内側に配置されているポンプホイール（１２）と、タービンホイール（１４）と、ポンプホイール（１２）及びタービンホイール（１４）の間に配置されているガイドホイール（１６）の少なくとも１つのガイドホイール翼（１８）とを備えた流体力学的なトルクコンバータ（１０）に係り、ガイドホイール翼が、平坦な領域（３０）を備えた後側の翼表面を有している。
2013508627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの内側に配置されているポンプホイール（１２）と、タービンホイール（１４）と、前記ポンプホイール（１２）及び前記タービンホイール（１４）の間に配置されているガイドホイール（１６）の少なくとも１つのガイドホイール翼（１８）とを備えた流体力学的なトルクコンバータ（１０）であって、前記ガイドホイール翼（１８）は前記タービンホイール（１４）寄りの翼前縁（２０）と、前記ポンプホイール（１２）寄りの翼後縁（２２）と、前記翼前縁（２０）及び前記翼後縁（２２）の間の最短の間隔を規定する断面奥行き（Ｂ）と、前記翼前縁（２０）及び前記翼後縁（２２）の間を延びている、前記タービンホイール（１４）にほぼ相対している翼前表面（２４）と、前記ポンプホイール（１２）にほぼ相対している翼後表面（２６）とを有している、流体力学的なトルクコンバータ（１０）において、
前記翼後表面（２６）は平坦な領域（３０）を有していることを特徴とする、流体力学的なトルクコンバータ。
【請求項２】
前記平坦な領域（３０）は半径方向に対して垂直な領域長さ（ｂ）を有しており、該領域長さ（ｂ）は、前記翼後表面（２６）の、前記半径方向に対して垂直な接線に対して平行に延在していることを特徴とする、請求項１記載の流体力学的なトルクコンバータ。
【請求項３】
前記領域長さ（ｂ）と前記断面奥行き（Ｂ）との比（ｂ／Ｂ）が、０〜０．７５の範囲内にあることを特徴とする、請求項２記載の流体力学的なトルクコンバータ。
【請求項４】
前記流体力学的なトルクコンバータ（１０）は回動軸線（１００）を有しており、前記平坦な領域（３０）は、前記回動軸線（１００）に対して平行に延在している軸線方向（１０２）に対し所定の角度（α）を形成していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項記載の流体力学的なトルクコンバータ。
【請求項５】
前記角度（α）は０〜９０°、特に０〜６０°の範囲内にあることを特徴とする、請求項４記載の流体力学的なトルクコンバータ。
【請求項６】
前記翼後表面（２６）はほぼ凸状に形成されており、前記翼前表面（２４）は凹状に形成されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項記載の流体力学的なトルクコンバータ。
【請求項７】
前記ガイドホイール翼（１８）は、半径方向に見て垂直な横断面においてほぼ翼型輪郭、特にＮＡＣＡ輪郭を有していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項記載の流体力学的なトルクコンバータ。
【請求項８】
前記平坦な領域（３０）と前記翼後表面（２６）との間の移行部（３４）が連続的に形成されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項記載の流体力学的なトルクコンバータ。
【請求項９】
前記領域長さ（ｂ）及び／又は前記角度（α）は、半径方向における前記ガイドホイール翼（１８）の延在部に亘って可変であることを特徴とする、請求項２又は３記載の流体力学的なトルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した特徴部を備えた、流体力学的なトルクコンバータに関する。
【０００２】
上記流体力学的なトルクコンバータは一般に公知である。したがって、ドイツ連邦共和国特許公告第１９８４７３７２号明細書において、駆動側に結合されているポンプホイールと、被動側に結合されているタービンホイールと、ポンプホイール及びタービンホイールの間に配置されていて、複数のガイドホイール翼を有するガイドホイールとを備えた、流体力学的なトルクコンバータが開示されている。この構成において、タービンホイールと、ポンプホイールと、ガイドホイールとは、ケーシングによって取り囲まれている。このケーシングの内側には流体が供給されている。この流体は、ポンプホイールとタービンホイールとの間における流体力学的に有効な結合を形成することができる。ガイドホイール翼は、タービンホイール寄りの翼前縁と、ポンプホイール寄りの翼後縁とを有する翼表面を有している。翼前縁の間に、実質的にタービンホイールに相対している翼前表面と、実質的にポンプホイールに相対している翼後表面とが延在している。この構成において翼前表面は、扁平部により形成された平坦な領域を有している。これにより流体力学的なトルクコンバータの、特にポンプホイールのトルク容量特性は、小さな回転数比において、タービンホイール及びポンプホイールの回転数の比に相応して改良される。
【０００３】
本発明の目的は、回転数比が大きい場合に優先的に改良されたトルク容量特性を備えた流体力学的なトルクコンバータを提供することである。
【０００４】
上記目的は、本発明によれば請求項１の特徴を備えた流体力学的なトルクコンバータにより達成される。
【０００５】
流体力学的なトルクコンバータは、ケーシングの内側に配置されているポンプホイールと、タービンホイールと、ポンプホイール及びタービンホイールの間に配置されているガイドホイールの少なくとも１つのガイドホイール翼とを備えた流体力学的なトルクコンバータを適切に提案する。ガイドホイール翼は、タービンホイール寄りの翼前縁と、ポンプホイール寄りの翼後縁と、翼前縁及び翼後縁の間の最短の間隔を示す断面奥行き（Profiltiefe）とを有する。さらにガイドホイール翼は、翼前縁と翼後縁との間を延在する、実質的にタービンホイールに相対している翼前表面と、実質的にポンプホイールに相対している翼後表面とを有している。この構成において、翼後表面は平坦な領域を有する。この平坦な領域は、元々の翼輪郭の平坦部により形成されていてよい。規定の回転数比、特に大きな回転数比において、流体がガイドホイール翼を通流する際、流れ方向に対して垂直に投影されている、ガイドホイール翼の横断面により、発生する流れの障害を減じることができ、流体力学的なトルクコンバータのトルク容量特性を改良することができる。
【０００６】
有利な実施の形態において、平坦な領域は、半径方向に垂直な領域長さを有している。この領域長さは、半径方向に垂直な、翼後表面の接線に対して平行に延びている。有利には領域長さと断面奥行きとの比率は、０〜０．７５の範囲にある。
【０００７】
「半径方向」及び「軸線方向」の記載は、流体力学的なトルクコンバータの回動軸線に関係する。「半径方向」は、回動軸線に対して垂直な平面における半径方向に沿った位置関係を成し、「軸線方向」は、回動軸線に沿った又は回動軸線に平行な線に沿った位置関係を成す。
【０００８】
本発明の有利な構成において、平坦な領域は、流体力学的なトルクコンバータの回動軸線に対して平行に延在する軸線方向に対して所定の角度を形成する。有利にはこの角度は、０〜９０°、特に０〜６０°の範囲にある。有利には角度及び／又は領域長さは、半径方向におけるガイドホイール翼の延在部に亘って可変である。例えばガイドホイール翼に平坦な領域を配置すること及び半径方向におけるガイドホイール翼の延びは、角度及び領域長さの形式において、トルクコンバータの特性曲線への所望の影響に基づいて選択することができる。
【０００９】
本発明のさらに別の構成において、翼後表面は凸状に形成されており、翼前表面は凹状に形成されている。有利な構成において、ガイドホイール翼は半径方向に対して垂直に見た横断面において、実質的に翼型輪郭（Tragflaechenprofil）、例えばＮＡＣＡ輪郭を有している。
【００１０】
本発明に係るさらに別の構成において、平坦な領域と翼後表面との間の移行部は、連続的に形成されている。したがって移行領域の最適な還流をもたらすことができる。
【００１１】
本発明の別の利点及び有利な実施の形態は、以下の図面及び図面に関する記載の対象であり、図面を見やすくするために、寸法通りに再現することは避けた。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る流体力学的なトルクコンバータの横断面の一区分を示す図である。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿った流体力学的なトルクコンバータのガイドホイール翼の横断面図である。
【図３】本発明に係るトルクコンバータの出力曲線と、先行技術に基づく流体力学的なトルクコンバータの出力曲線とを比較したグラフである。
【００１３】
図１に、本発明に係る流体力学的なトルクコンバータ１０の、回動軸線１００及び半径方向により規定されている平面における横断面の一区分を示す。ケーシング（図示せず）の内側には、駆動側、例えば内燃機関に結合されているポンプホイール１２と、被動側、例えば伝動装置に結合されているタービンホイール１４とが配置されている。ケーシングの内側には流体が存在し、この流体は駆動されるポンプホイール１２において、ポンプホイール１２から半径方向に進出し、タービンホイール１４内に進入する。軸線方向においてタービンホイール１４とポンプホイール１２との間においてガイドホイール１６が、タービンホイール１４の回転数とポンプホイール１２の回転数との回転数比に応じて、タービンホイール１４への流体流の影響、例えば流体圧の増圧をもたらすように配置されている。このためにガイドホイール１６は、複数のガイドホイール翼１８を有しており、これらのガイドホイール翼１８の翼表面は、タービンホイール１４寄りの翼前縁２０と、ポンプホイール１２寄りの翼後縁２２とを有している。
【００１４】
図２に、ガイドホイール翼１８を図１の線Ａ−Ａに沿った断面図において示す。翼前縁２０と翼後縁２２との間において、流体に接触していて、タービンホイール１４に実質的に相対している翼前表面２４と、ほぼポンプホイール１２に相対している翼後表面２６とが延在している。翼後表面２６は、部分的に領域長さｂを持って延在している平坦な領域３０を有している。比較として、先行技術に基づくガイドホイール翼の翼後表面の表面延在部３２を、一点鎖線による曲線でもって示す。平坦な領域３０の配向、つまり領域長さｂの配向は、半径方向に対して垂直な、翼後表面２６の接線に即して方向付けられている。平坦な領域３０と翼後表面２６との間の移行部３４は連続的に形成されていてよく、例えば移行部３４は横断面において見て、１つ又は複数の曲率を特徴とする凸状の形状を有している。
【００１５】
ガイドホイール翼１８の延在部は、翼前縁２０と翼後縁２２との間における最短の間隔を規定する断面奥行きＢを特徴としており、この実施の形態において、平坦な領域３０の延在部は、断面奥行きＢに関連づけることができる。したがって平坦な領域３０は、有利には、断面奥行きＢに対する領域長さｂの割合ｂ／Ｂは、０〜０．７５の範囲にあるように形成されている。
【００１６】
さらに平坦な領域３０は、回動軸線１００に対して平行に延びている軸線方向１０２に対して角度αを成し、例えば０〜９０°、特に０〜６０°の範囲にある角度αを成す。所定の比率ｂ／Ｂに対して角度αが大きければ大きいほど、平坦な領域３０は、ガイドホイール翼１８のこの実施の形態においては、翼後縁２２により接近している。図１において、比率ｂ／Ｂは約０．３５であり、角度αは１５°である。角度αが大きく、かつ比率ｂ／Ｂも大きければ、これによりガイドホイール翼１８は、平坦な領域３０を有していない元々の輪郭に対して、この実施の形態よりも大きく切断される。
【００１７】
ガイドホイール翼１８の形状は、横断面において、半径方向に対して垂直に見て、ほぼ翼型輪郭を有している。したがって翼後表面２６は凸状であり、翼前表面２４は凹状に形成されており、全体としてＮＡＣＡ輪郭がもたらされる。翼後表面２６に平坦な領域３０を形成することは、例えばポンプホイール１２の回転数に対するタービンホイール１４の回転数の回転数比が小さい場合のような方向Ｉから流体が流れてくる場合、先行技術に基づく一点鎖線により示したガイドホイール翼と比べて、ガイドホイール翼１８の流れ特性にほんの小さな変化しか生じない。したがって、ガイドホイール翼１８の流れ特性から引き出すことができる、例えばポンプホイール１２のトルク容量特性及びトルク比といった、流体力学的なトルクコンバータ１０の出力特性は、少ししか影響が与えられないままである。
【００１８】
回転数比が大きな回転数比にさらに上昇すると、流体の流れは、例えば方向ＩＩに向く。この実施の形態におけるガイドホイール翼１８は、先行技術に基づく表面延在部３２を有するガイドホイール翼と比較して、ほんの小さな障害部を流体の流れ経路に形成する。したがって平坦な領域３０は、流れの方向に対して垂直に投影された、ガイドホイール翼１８の横断面の縮小をもたらす。したがって、流体の体積流をより多くガイドホイール１６により送り出すことができ、これによりトルク特性が高まる一方で、トルク比への影響は少しである。
【００１９】
ガイドホイール翼１８の製造は、例えば鋳造により行うことができる。鋳型は、平坦な領域３０がガイドホイール翼１８の翼後表面２６に製造されるようになっている。
【００２０】
図３に、先行技術に基づく流体力学的なトルクコンバータの出力曲線と比較して、本発明に係るトルクコンバータ１０の出力曲線のグラフを示す。曲線群Ａはポンプホイールのトルク容量特性を示し、曲線群Ｃはトルク比を示す。このトルク比は回転数比に基づく、ポンプホイールにかかっている流体力学的なトルクコンバータのトルクに対するタービンホイールにかかっているトルクのトルク比から成る。グラフにおいてガイドホイール翼の横断面のスケッチ図は、カテゴリーＡ又はＣの個々の出力曲線の違いを明確にしている。パラメータ、ひいては出力曲線の違いとして夫々、各実施の形態に対して特に記した種々の線でもって、ガイドホイール翼の翼後表面における平坦な領域の位置及び延在部を用いる。したがって例えば点線の出力曲線は、点線で示された平坦な領域を備えたガイドホイール翼を表す。実線の出力曲線は、先行技術に基づくガイドホイール翼に対応し、比較として引き合いに出した。上記ガイドホイール翼の対応する形状は、一貫した実線によりスケッチにおいて明確にされている。
【００２１】
グラフは、トルクコンバータのトルク容量特性に対する平坦な領域の作用を示し、例えば曲線群Ａにより明示されている。したがって曲線は平坦な領域の位置に応じて、先行技術と比べて大きな回転数比において上昇している。これに対して平坦な領域は、曲線群Ｃにより表されるように、トルク比にかすかにしか影響を及ぼさない。ポンプホイールの大きなトルク容量特性により、大きな回転数比の範囲において回転数の差が小さい状態で同じトルクをポンプホイール及びタービンホイールによって伝達することができる。この回転数減少は、例えば経済的な目的、例えば自動車の燃費節約にとって有利である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  流体力学的なトルクコンバータ
１２  ポンプホイール
１４  タービンホイール
１６  ガイドホイール
１８  ガイドホイール翼
２０  翼前縁
２２  翼後縁
２４  翼前表面
２６  翼後表面
３０  平坦な領域
３２  表面延在部
３４  移行部
１００  回動軸線
１０２  軸線方向
α  角度
ｂ  領域の幅
Ｂ  輪郭奥行き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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