JPH08268242A

JPH08268242A - 内燃機関と流体力学的リターダを有する駆動ユニット

Info

Publication number: JPH08268242A
Application number: JP8009656A
Authority: JP
Inventors: Juergen Friedrich; フリードリッヒユルゲン; Klaus Vogelsang; フォーゲルザンククラウス; Peter Heilinger; ハイリンガーペーター; Hans Gebhardt; ゲーブハルトハンス; Heribert Moeller; メーラーヘリベルト
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 1995-01-23
Filing date: 1996-01-23
Publication date: 1996-10-15
Anticipated expiration: 2016-01-23
Also published as: EP0722867B1; KR960029132A; EP0722867A1; DE19501853A1; US5873342A; JP3980087B2; ES2140730T3; ATE186026T1; DE59603443D1

Abstract

(57)【要約】【解決手段】本発明は、内燃機関と変速機が設けられ
ており、ロータ及びステータを有する流体力学的リター
ダが設けられている、特に自動車用の駆動ユニットに関
する。本発明は、リターダのロータが、機関軸上に又は
これと同軸の軸ジャーナル上に支持されており、リター
ダのステータが、（軸線方向に見て）クランクハウジン
グとロータの間に配置されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の前文に記載
の、特に自動車用の駆動ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような駆動ユニットは、ドイツ国特
許第３７１３５８０号明細書により公知になっている
（文献１）。

【０００３】リターダは、とりわけ重い車両において、
特に高い走行速度からのブレーキ（整合ブレーキ）の際
に生じる運動ブレーキエネルギーを吸収しかつ熱に変換
するために利用されるが、リターダは例えば３０ｋｍ／
ｈの一定速度で、かつ７％の勾配の際に必要な継続ブレ
ーキ動力のためにも良好に適している。作動流体とし
て、通常油が使われる。リターダにおいて作動流体に移
動する熱は、特殊な熱交換器により冷却媒体又は周囲空
気に供給しなければならない。

【０００４】米国特許第３７２０３７２号明細書（文献
２）により公知のリターダは、駆動機関に統合されて、
継続的にクランク軸に結合されており、常に冷却装置の
冷却媒体が通って流れている。その場合、リターダのロ
ータは、個別の冷却媒体ポンプの代わりに循環ポンプと
して使われる。この装置の目的は、乗客室内の空間を加
熱するために、リターダにより冷却媒体を加熱すること
にある。この目的は、またリターダに配置された制御装
置も使われ、この制御装置は、放熱器を通るバイパス導
管における冷却媒体の温度に依存し、冷却媒体の分配を
管理するだけである。

【０００５】ドイツ国特許第３３０１５６０号明細書
（文献３）によれば、さらに切換え可能なクラッチを介
して駆動機関のクランク軸と車両の駆動輪とに結合され
たリターダが公知である。しかしながらリターダの役割
は、車両の大きな運動ブレーキエネルギーを吸収やエネ
ルギーを熱への変換ではない。リターダは、もっぱら加
熱装置として作動し、その場合、熱出力が利用可能な駆
動出力の範囲内で制御されるようにする。機関の冷却媒
体は同時にリターダの作動流体である。

【０００６】ドイツ国特許出願公告第１９４６１６７号
（米国特許第３６５０３５８号）明細書により公知のリ
ターダは、内燃機関のクランク軸によって駆動され、こ
の内燃機関の冷却媒体は、リターダのための作動流体と
しても利用される。この作動様式の利点は、発生した熱
が放熱器に供給される冷却媒体に直接伝わる点と、２つ
の流体間の熱交換器が不要になるという点にある。ロー
タの支持は転がり軸受けによって行なわれ、かつフレー
ムとロータ軸の間の密閉は２つのリップパッキンによっ
て行なわれる。

【０００７】この構成の駆動ユニットにおいて、特に駆
動ユニットが自動車に使われるものである場合に、軸線
方向の全長及び重量をできるだけ小さく維持することが
望まれている。このことは、従来の公知の駆動ユニット
において望ましい程度には達成されていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、軸線
方向全長及び重量が公知の駆動ユニットにおけるものよ
り小さくなるように、請求項１の前文に記載の駆動ユニ
ットを構成することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題は、内燃機関と
変速機が設けられており、ロータ及びステータを有する
流体力学的リターダが設けられている、特に自動車用の
駆動ユニットにおいて、リターダのロータが、機関軸上
に又はこれと同軸の軸ジャーナル上に支持されており、
リターダのステータが、（軸線方向に見て）クランクハ
ウジングとロータの間に配置されていることを特徴とす
ることによって解決される。

【００１０】

【作用】本発明により詳細には下記が達成される。（１）リターダのロータの浮動支持によって、リターダ
のロータにおける特別な軸受けが（又は２つの個別な軸
受けでさえも）省略される。それにより軸線方向の全長
がわずかになる。（２）所定の内燃機関においても、リターダの実用的な
配置により内燃機関の前側における送風機とクランクハ
ウジングの間の空間が、クランクハウジング及び送風機
を著しく変更する必要なしに利用できる。

【００１１】

【実施例】本発明を図面により詳細に説明する。

【００１２】図１において、機関のうちいくつかのわず
かな部分だけが図示されており、とりわけクランク軸
１、接続軸１．１、クランク軸１の端面側にねじ止めさ
れた軸ジャーナル１．２及びクランクハウジング１．３
が図示されている。

【００１３】図１においてクランクハウジング１．３の
左側に、リターダ２と、さらに送風機３がある。

【００１４】リターダ２はロータ羽根車２．１とステー
タ羽根車２．２を有する。ロータ羽根車は軸ジャーナル
１．２上に浮動支持されている。リターダはハウジング
を有し、このハウジングはステータ羽根車２．２を囲む
ベル状部２．３、さらに被覆部材２．４から構成されて
いる。軸ジャーナル１．２はさらにダンパ装置２．５を
有し、このダンパ装置は軸ジャーナル１．２に回らない
ように固定されて結合されている。

【００１５】送風機３は、機関のクランク軸１によって
駆動されており、しかもここでは部分的にしか図示され
ていない変速機歯車セットを介して駆動されている。送
風機軸３．２は、軸ジャーナル１．２に対して平行に延
びていることがわかる。

【００１６】リターダに面したクランクハウジング１．
３の端面又は送風機３を駆動する変速機歯車セットによ
り、さらに送風機軸３．２により、かつ最後に送風機輪
３．１の後側エッジによって制限される共通の空間を満
たしているように、実際にリターダ２の配置が行なわれ
ている。その場合、被覆部材２．４を有するリターダ２
は、図２による平面図において送風機輪３．１の飛行円
内にある。したがって空間は最適に利用される。

【００１７】クランクハウジング１．３と、送風機軸
３．２及び送風機輪３．１との間の前記空間におけるリ
ターダ２をこの配置とすることによるまったく決定的な
利点は、以下の通りである。すなわち送風機輪３．１か
ら発生された気流は、送風機輪３．１とリターダ２の間
の空間的な接近に基づいて、ブレーキ作動の際に生じる
熱をこのリターダの外面から放散する。したがってリタ
ーダに付属の熱交換器が負荷を免れることは明らかであ
る。

【００１８】リターダ２は、機関の直前（機関冷却部の
冷却側）にあるので、リターダ入力側と放熱器の間にあ
る水の量、さらに機関潤滑油の量及びそれに釣合って機
関も含めた冷却系の金属の量は、容量的なエネルギー吸
収のために利用できる。それによりリターダはさらに大
きな容量を有する。それによりリターダに利用できる熱
容量は増加する。ブレーキ出力は、短期的には車両放熱
器の継続的な熱放出量より多くすることができる。

【００１９】本発明によるコンパクトな配置により、必
要な導管は、最小の長さに減少している。したがって従
来の駆動ユニットにおいて、比較的長い導管の経路によ
って発生する問題も最小になっている。

【００２０】前記被覆部材２．４は、多くの機能を有す
る。（１）被覆部材は、ロータ羽根車２．１を囲むことによ
って、リターダハウジングの一部を形成している。（２）被覆部材は、この駆動ユニットの構想に基づいて
同時に冷却媒体及び作動媒体（いわゆる水ポンプリター
ダ）である媒体用の３つの接続管部分、すなわち２つの
入り口と１つの出口を有する収集空間を中空部材として
形成している。３つの接続管部分のうち１つ、すなわち
車両放熱器の冷却水が通る接続管部分２．８が、図１に
示されており、別の両方の接続部２．９は図３及び４に
示されている。（３）被覆部材２．４は、直接又はベル状部２．３を介
してクランクハウジング１．３又はその他に固定の周囲
に支持されており、かつそれによりトルク支持部を形成
している。

【００２１】（４）被覆部材２．４は、ステータハウジ
ング（“ベル状部”）２．３に結合されている。それに
より被覆部材はステータハウジング２．３を支持し、又
はその逆にこのステータハウジングが被覆部材を支持す
る。さらに被覆部材はこのステータハウジングのため
に、このステータハウジングは被覆部材のために心出し
部材として使われ、被覆部材は同時にステータハウジン
グ２．３と軸ジャーナル１．２の間の摺動リングパッキ
ンを心出しするようにする。（５）被覆部材は、ステータ羽根車２．２を支持し、被
覆部材は差込み結合によりこれにも結合されており、か
つ整合面２．７上に軸線方向に支持されている。

【００２２】この配置から得られる利点は多様である。
とりわけ本発明の被覆部材の構成と配置は、構造のコン
パクト性に貢献する。駆動ユニット全体は、送風機輪
３．１が可動で、場合によっては被覆部材２．４を取り
外すことによってあらゆる主要な部分を自由に点検でき
るので、保守が容易である。

【００２３】図示した実施例において別個の軸ジャーナ
ル１．２が設けられていない場合、またその反対の場合
ももちろん可能である。例では軸ジャーナルはクランク
軸１に一体に形成されているので、軸ジャーナル１．２
とクランク軸は１つの部品を形成している。

【００２４】図３は、リターダの構成に関する限りにお
いて、主要な部材との関係を再度示している。特に、被
覆部材２．４が、差込み結合によって相応する導管接続
部に接続されていることがわかる。

【００２５】前記のことから明らかなように、リターダ
２のロータ２．１は好ましくは浮動支持されることがあ
り、したがってロータ２．１はクランク軸の軸受けによ
って支持されている。

【００２６】本発明者等は、特に巧妙な方法で中間部材
４を設けている。中間部材はクランクハウジング１．３
と送風機３との間にある。中間部材はクランクハウジン
グ１．３に支持されており、かつ被覆部材２．４に直接
続いている。中間部材は多数の要素を支持している。そ
れぞれの場合に、回転輪３．１を有するその軸３．２と
とを含む送風機３全体を支持している。さらに、リター
ダ２のハウジング２．３及び２．４を心出しする。さら
に、例えばサーモスタットのようなその他のユニットを
支持することができる。

【００２７】中間部材の概要は、図５から明らかである
（ここでは太い破線で概略的に示されている）。それに
より詳細に機関用冷却流体用の入口開口４．９、さらに
クランクハウジングからの出口開口４．１０が示されて
いる。さらに補助機のＶベルト用の張り車４．１１が明
らかである。さらに補助ユニットを支持するための台
４．１３用の結合点４．１２が示されている。図５の右
上の位置に、車両放熱器に流れる冷却流体のための出口
開口４．８がある。

【００２８】図６は、送風機軸３．２の領域における周
囲を示している。詳細には中間部材４がまたあり、クラ
ンクハウジング１．３、サーモスタットハウジング４．
１、及びサーモスタット４．２が示されており、その他
にリターダ２への流体用の短絡結合部としての通路４．
４が示されている。

【００２９】図７によれば、歯車装置境界部としてのハ
ウジング部分４．５、さらに送風機３の駆動装置用の駆
動歯車４．７、送風機軸３．２、及び差込み結合部２．
９が示されている。

【００３０】図８はリターダ２をより正確に示してい
る。図から明らかなように、ステータ羽根車２．２は、
クランクハウジング１．３とロータ羽根車２．１の間に
ある。その他にステータ羽根車２．２は機関の近く、か
つロータ羽根車２．１は機関から離れた方に示されてい
る。被覆部材２．４は、ベル状部２．３に固定的にねじ
止めされている。

【００３１】重要な特殊性は次の点にある。すなわちロ
ータ羽根車２．１はその後側（被覆部材２．４に近い
方）でポンプ羽根２．１０を支持している。ロータ羽根
車２．１は、それによりリターダ２のロータとしての機
能を果たすだけでなく、同時にポンプの機能も果たす。

【００３２】明らかに互いに相対的に回転する部分の間
に必要な密閉が考慮されている。−例えばロータ羽根車
２．１と被覆部材２．４の間のパッキンリング２．１１
及び２．１２参照。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、リターダのロータを浮
動支持することによって、リターダのロータにおける特
別な軸受けが（又は２つの個別な軸受けでさえも）省略
されるので、軸線方向の全長がわずかになる。

【００３４】また、所定の内燃機関においても、リター
ダの実用的な配置により内燃機関の前側における送風機
とクランクハウジングの間の空間が、クランクハウジン
グ及び送風機を著しく変更する必要なしに利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】駆動ユニットを示す側面図であり、部分的に図
２の切断面Ａ−Ａに沿った軸線方向の断面を示す図であ
る。

【図２】図１と同じ駆動ユニットを示す送風機輪を取り
除いた場合の機関軸の方向における平面図であり、送風
機輪の飛行円は、一点鎖線で概略的に示されている。

【図３】図２の切断面Ｂ−Ｂに沿った拡大断面図であ
る。

【図４】リターダを機関の方向に見た図である。

【図５】クランクハウジングとリターダの間の中間部材
を示す図２と同様な図である。

【図６】図１の一部を拡大して示す図である。

【図７】図２の対象を断面Ｃ−Ｃにおいて拡大して示す
図である。

【図８】図１の対象の一部を拡大して示す図である。

【符号の説明】

１機関軸、２リターダ、３送風機、４送風機支持要素、１．２軸ジャーナル、１．３クランクハウジング端面、２．１ロータ、２．２ステータ、２．３ベル部材、２．４被覆部材、２．６整合面、２．９差込み結合部、３．１送風機輪、３．２送風機軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クラウスフォーゲルザンクドイツ連邦共和国 74564 クライルスハイムヴェー．ファウ．ケテラーシュトラッセ 17 (72)発明者ペーターハイリンガードイツ連邦共和国 74589 ザッテルドルフハオプトシュトラッセ４ (72)発明者ハンスゲーブハルトドイツ連邦共和国 90759 ランゲンツェンアムハンク７ (72)発明者ヘリベルトメーラードイツ連邦共和国 91623 ザクセンビルケンシュトラッセ１ベー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１．１内燃機関と変速機が設けられて
おり、１．２ロータ（２．１）及びステータ（２．２）を有
する流体力学的リターダ（２）が設けられている特に自
動車用の駆動ユニットにおいて、１．３リターダ（２）のロータ（２．１）が、機関軸
（１）上に又はこれと同軸の軸ジャーナル（１．２）上
に支持されており、１．４リターダのステータ（２．２）が、（軸線方向
に見て）クランクハウジング（１．３）とロータ（２．
１）の間に配置されていることを特徴とする駆動ユニッ
ト。
【請求項２】ロータ（２．１）が、浮動支持されてい
ることを特徴とする請求項１記載の駆動ユニット。
【請求項３】リターダ（２）のステータ（２．２）
が、トルク支持部を形成するために、固定の周囲、特に
クランクハウジングに回らないように結合されているこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の駆動ユニット。
【請求項４】ステータハウジング（２．２）が駆動ユ
ニットの軸線に対して実質的に垂直なブラケットを有
し、かつ同時にトルク支持部がリターダ（２）のステー
タ（２．２）とクランクハウジングとの間の半径方向対
向位置決め部としても形成されるように、ブラケットが
クランクハウジングに固定されていることを特徴とする
請求項１乃至３のに記載の駆動ユニット。
【請求項５】リターダ又は機関の軸が、リターダ
（２）を越えて機関側に機関から離れて突出しており、
かつ補助駆動装置のためにＶベルトプーリを支持してい
ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記
載の駆動ユニット。
【請求項６】ロータ（２．１）を高速に変速する変速
機、例えば遊星歯車装置が、機関のクランク軸（１）と
リターダ（２）のロータ（２．１）との間に接続されて
いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に
記載の駆動ユニット。
【請求項７】ロータ（２．１）が、その後側に冷媒回
路の冷媒を循環ポンプ送りするポンプ羽根を有すること
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の駆
動ユニット。
【請求項８】冷媒回路の冷媒が、同時にリターダ
（２）の作動媒体（いわゆる水ポンプリターダ）である
ことを特徴とする請求項７記載の駆動ユニット。