JPH08207719A - 内燃機関と流体力学的リターダを有する駆動ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本発明は、内燃機関と、ステータ、ロー
タ及びハウジングを有する流体力学的リターダと、送風
機を有する機関に付属の冷却系と、ブレーキを行なわな
い操作及びブレーキ操作の際に冷却流体を循環させるた
めに使われるリターダ（いわゆる水ポンプリターダ）と
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、リターダハウジングが、ロータを囲む部
分（“ベル部材”）及びステータを囲む部分（“被覆部
材”）から構成されており、被覆部材が中空部材として
構成されており、該中空部材が冷却流体及び作動流体の
ため３つの接続部、すなわち２つの入り口及び１つの出
口を有し、さらにリターダの作動空間に導通接続されて
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
流体力学的リターダを有する駆動ユニットにおいて、内
燃機関と、ステータ、ロータ及びハウジングを有する流
体力学的リターダと、送風機を有する機関に付属の冷却
系と、ブレーキを行なわない操作及びブレーキ操作の際
に冷却流体を循環させるために使われるリターダ（いわ
ゆる水ポンプリターダ）とが設けられている、特に自動
車用の駆動ユニットにおいて、リターダハウジングが、
ロータを囲む部分（“ベル部材”）及びステータを囲む
部分（“被覆部材”）から構成されており、被覆部材が
中空部材として構成されており、該中空部材が冷却流体
及び作動流体のため３つの接続部、すなわち２つの入り
口及び１つの出口を有し、さらにリターダの作動空間に
導通接続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。 （３）通常、振動ダンパは、リターダのロータに固定的
に接続されている。本発明によれば、ダンパのサイズを
軸線方向においても減少することができる。望ましい状
態の場合、これは本発明を適用した際にそもそもダンパ
は不要となる。

【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、このハウジングはロータ羽根車を囲むベル状部
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。ブレーキ出力は、放熱器が継続的
に伝達することができるものよりも多くのエネルギーを
短期的には発生することができる。

【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、ステータ羽根車２．２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つの接続管片、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つの接続管片のうち１つ、すなわち車両
放熱器の冷却水が通る接続管片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。

【００２１】（３）被覆部材２．４は、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、
それによりトルク支持部を形成している。 （４）被覆部材２．４は、ロータハウジング２．３にか
ぶせることによりこれと結合されている（円筒形整合面
２．６参照）。それにより、ロータハウジング２．３を
支持する。さらに、このロータハウジング２．３のため
に心出し部材として使われ、同時にロータハウジング
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。

【００２２】（５）被覆部材２．４は、ステータ羽根車
２．２を支持し、差込み結合により結合もされており、
かつ整合面２．７上に支持されている。 （６）被覆部材２．４は、ステータ羽根車２．２の後壁
における通口２．８を介してリターダ２の作動空間に導
通接続されているので、一方においてリターダの作動空
間と被覆部材２．４の内部空間との間の流体交換を行な
うことができる。

【００２３】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。

【００２４】図示した実施例において個別の軸ジャーナ
ル１．２も設けられている場合、軸ジャーナル１．２と
クランク軸１が１つの部品を形成するように、このよう
な軸ジャーナルをクランク軸１に一体形成することもも
ちろん可能である。

【００２５】図３及び４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。

【００２６】ステータ羽根車２．２と被覆部材２．４は
一体に形成してもよく、したがって１つの部分として形
成することができる。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】中間部材の概要は、図５から明らかである
（ここでは太い一点鎖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。

【００３０】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。

【００３１】図７に示す断面図は、図６に示したものと
は異なった角度のものである。ここでも前記の導管４．
４、被覆部材４．２、及び差込み結合部２．９が示され
ている。

【００３２】同様に、図８に示す断面図は、図６に示し
たものと相違した角度のものである。図９も同様であ
る。図９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。

【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。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。さらに、本発明によれ
ば、ダンパのサイズを軸線方向においても減少すること
ができる。望ましい状態の場合、これは本発明を適用し
た際にそもそもダンパは不要となる。

【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】図２の切断面Ｄ−Ｄに沿った拡大断面図であ
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の一部を詳細を説明するために示す図であ
る。

【図７】図１の一部を詳細を説明するために示す図であ
る。

【図８】図１の一部を詳細を説明するために示す図であ
る。

【図９】図１の一部を詳細を説明するために示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 機関軸、 ２ リターダ、 ３ 送風機、 ４ 中間部材、 １．２ 軸ジャーナル、 １．３ クランクハウジング、 ２．１ ロータ、 ２．２ ステータ、 ２．３ ハウジング、 ２．４ ハウジング、 ３．２ 送風機軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 アルフレッド ナイツ ドイツ連邦共和国 90530 ヴェンデルシ ュタイン シュペルバーシュトラッセ １ ベー (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

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １．１ 内燃機関と、 １．２ ステータ、ロータ及びハウジングを有する流体
   力学的リターダ（２）と、 １．３ 送風機を有する機関に付属の冷却系と、 １．４ ブレーキを行なわない操作及びブレーキ操作の
   際に冷却流体を循環させるために使われるリターダ（い
   わゆる水ポンプリターダ）とが設けられている、特に自
   動車用の駆動ユニットにおいて、 １．５ リターダハウジングが、ロータ（２．１）を囲
   む部分（“ベル部材”）及びステータ（２．２）を囲む
   部分（“被覆部材”）から構成されており、 １．６ 被覆部材（２．４）が中空部材として構成され
   ており、該中空部材が冷却流体及び作動流体のため３つ
   の接続部、すなわち２つの入り口及び１つの出口を有
   し、さらにリターダ（２）の作動空間に導通接続されて
   いることを特徴とする内燃機関と流体力学的リターダを
   有する駆動ユニット。
2. 【請求項２】 被覆部材（２．４）とベル部材（２．
   ３）が、円筒形整合面（２．６）を介して互いに結合可
   能であることを特徴とする請求項１記載の駆動ユニッ
   ト。
3. 【請求項３】 被覆部材（２．４）が、差込み結合部
   （２．９）により送風機支持要素（４）に結合可能であ
   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。
4. 【請求項４】 被覆部材（２．４）が、ステータ羽根車
   （２．２）を支持していることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか１項に記載の駆動ユニット。
5. 【請求項５】 被覆部材（２．４）とステータ（２．
   ２）が、差込み結合部によって結合されていることを特
   徴とする請求項４記載の駆動ユニット。
6. 【請求項６】 被覆部材（２．４）とステータ（２．
   ２）が、互いに１体の部分を形成していることを特徴と
   する請求項１〜５のいずれか１項に記載の駆動ユニッ
   ト。
7. 【請求項７】 被覆部材（２．４）が、冷却フィンを有
   することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に
   記載の駆動ユニット。