CN102047008A - 锁定装置及流体式动力传递装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够降低车辆燃油消耗的锁定装置。锁定装置(6)，具有活塞(61)、输出板(63)、第1螺旋弹簧(65)、惯性部件(64)、第2螺旋弹簧(66)。输出板(63)与涡轮(4)相连，使其与涡轮(4)能够一体旋转。第1螺旋弹簧(65)，在旋转方向上弹性连接活塞(61)与输出板(63)。惯性部件(64)被设置成相对输出板(63)能够进行相对旋转。第2螺旋弹簧(66)，在旋转方向上弹性连接惯性部件(64)与输出板(63)。

Description

锁定装置及流体式动力传递装置

技术领域

本发明涉及用于流体式传动装置的锁定装置。

背景技术

作为流体式动力传动装置，例如，已知有包含锁定装置的转矩变换器。锁定装置是用于机械连接前盖与涡轮的机构，配置在涡轮与前盖之间的空间。通过锁定装置从前盖直接向涡轮传递扭矩。

已有的锁定装置，具有活塞、减振机构。活塞配置成能够朝轴向移动，且一旦按压前盖则与前盖进行滑动。减振机构具有一对固定板、毂缘、在旋转方向上弹性连接固定板与毂缘的多个弹簧。固定板，在旋转方向上能够弹性变形地保持弹簧，且与活塞一体旋转。毂缘配置在一对固定板之间，且被固定在涡轮上。

一旦通过油压活塞按压前盖，输入至前盖的扭矩，则经由活塞及减振机构向涡轮传递。此时，通过减振机构吸收及降低扭转振动(例如，参照专利文献1)。

专利文献

专利文献1：专利第3542186号公报

在专利文献1所述的锁定装置中，通过将惯性部件设置在扭矩传递路径上，将共振频率降低至实用转速以下的同时，提高阻尼减振性能。

另一方面，近几年为降低车辆的燃油消耗，期待将通过锁定装置传递动力的锁定区域扩大至低速行走时为止。

但是，在专利文献1记载的锁定装置中，由于只考虑了车辆通常行走时的情况，例如难以确保低速行走时的阻尼减振性能。即，在已有的锁定装置中，无法适应锁定区域的扩大，难以降低车辆的燃油消耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够降低车辆燃油消耗的锁定装置。

本发明第一方面的锁定装置，是用于机械连接输入旋转体与输出旋转体的装置。该锁定装置，具有活塞、输出部件、第1弹性部件、惯性部件、第2弹性部件。活塞被设置成利用油压的作用按压输入旋转体。输出部件连接在输出旋转体上，使其与输出旋转体能够一体旋转。第1弹性部件，在旋转方向上弹性连接活塞与输出部件。惯性部件被设置成相对输出部件能够进行相对旋转。第2弹性部件，在旋转方向上弹性连接惯性部件与输出部件。

该锁定装置中，一旦利用油压的作用活塞按压输入旋转体，动力则经由活塞及输出部件，从输入旋转体向输出旋转体传递。此时，一旦转速波动输入至输入旋转体，转速波动则通过输出部件向输出侧旋转体传递。此时，由于在输出部件上经由第2弹性部件连接有惯性部件，通过惯性部件及第2弹性部件降低转速波动。即，惯性部件及第2弹性部件发挥动力减振器的功效。而且，通过调节惯性部件的惯性及第2弹性部件的刚性，能够提高降低低转速区域的转速波动的效果。即，该锁定装置中，能够扩大锁定装置区域，且能够降低车辆燃油消耗。

本发明的第二方面的锁定装置，在根据本发明的第一方面的锁定装置中，在输出部件与惯性部件之间还具有产生旋转方向的摩擦阻力的摩擦产生机构。

本发明的第三方面的锁定装置，在根据本发明的第二方面的锁定装置中，摩擦产生机构还具有被夹持在输出部件与惯性部件的轴向之间的环状摩擦部件。

本发明的第四方面的锁定装置，在根据本发明的第一方面至第三方面的锁定装置中，惯性部件被输出部件朝半径方向支撑。

本发明的第五方面的锁定装置，在根据本发明的第一方面至第四方面的锁定装置中，惯性部件被输出部件轴向支撑。

本发明第六方面的转矩变换器，其包括作为输入旋转体的前盖、作为输出旋转体的涡轮、权利要求1至5的任意一项涉及的锁定装置。

在该流体式动力传递装置中，由于包含权利要求1至5的任意一项涉及的锁定装置，因此能够提高阻尼减振性能。

作为流体式动力传递装置，例如可考虑转矩变换器或液力耦合器。

附图说明

图1为转矩变换器的纵剖示意图；

图2为锁定装置的纵剖示意图；

图3为锁定装置的效果示意图。

符号标记说明

1    转矩变换器(流体式动力传动装置)

2    前盖(输入旋转体)

3    叶轮

4    涡轮(输出旋转体)

5    定子

6    锁定装置

61   活塞

62   支撑板

63   输出板(输出部件)

64   惯性部件

65   第1螺旋弹簧(第1弹性部件)

66   第2螺旋弹簧(第2弹性部件)

67   第1输出板

68   第2输出板

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的实施例进行说明。

<转矩变换器的整体结构>

利用图1及图2对作为流体式动力传递装置的转矩变换器1进行说明。图1为转矩变换器1的纵剖示意图。图2为锁定装置6的纵剖示意图。图1的左侧配置有发动机(图中未示出)，图1的右侧配置有变速箱(图中未示出)。图1所示O-O线为转矩变换器1的旋转轴线。

转矩变换器1是用于从发动机的曲轴(图中未示出)向变速箱的输入轴传递动力的装置，主要包括输入动力的前盖2(输入旋转体)、叶轮3、涡轮4(输出旋转体)、定子5、锁定装置6。

叶轮3被固定在前盖2上，由前盖2与叶轮3形成流体室。涡轮4在流体室内与叶轮3相向配置。涡轮4具有涡轮壳41、被固定在涡轮壳41上的多个涡轮叶片42、通过铆钉44被固定在涡轮壳41上的涡轮毂43。涡轮毂43与图中未示出的变速箱的输入轴相连。定子5是用于调节从涡轮4流向叶轮3的液压油的机构，配置在叶轮3与涡轮4之间。

<锁定装置的结构>

锁定装置6是根据需要机械连接前盖2与涡轮4所需的装置，如图1所示，配置在前盖2与涡轮4之间。如图2所示，锁定装置6具有活塞61、支撑板62、输出板63(输出部件)、惯性部件64、多个第1螺旋弹簧65(第1弹性部件)、多个第2螺旋弹簧66(第2弹性部件)、支撑环74、摩擦产生机构71。

(1)活塞

活塞61，是用于切换前盖2与涡轮4连接的部件，被设置成利用油压的作用按压前盖2。具体而言，活塞61通过涡轮4的涡轮毂43能够轴向移动，且能够进行相对旋转地支撑着。

(2)支撑板

支撑板62是向旋转方向支撑第1螺旋弹簧65端部(更具体而言，安装在第1螺旋弹簧65端部的板部件65a)所需的部件，被固定在活塞61上。具体而言，支撑板62具有支撑板主体62a、多个输入爪部62b、多个保持部62c。

支撑板主体62a，通过铆钉69被固定在活塞61上。输入爪部62b，是从支撑板62a的外周部朝半径方向外侧延伸的部分。该输入爪部62b，配置在第1螺旋弹簧65的端部之间，且能够朝旋转方向支撑第1螺旋弹簧65。保持部62c是朝半径方向及轴向支撑第1螺旋弹簧65所需的部分，形成于输入爪部62b的旋转方向之间。保持部62c的旋转方向长度，被设定成比输入爪部62b之间的尺寸短，保持部62c在旋转方向上能够与第1输出板67的输出爪部67b(后述)相抵接。因此，活塞61及输出板63的相对旋转被限制在规定角度的范围内。即，通过输出爪部67b及保持部62c实现将活塞61及输出板63相对旋转限制在规定角度内的第1止动机构S1。

(3)输出板

输出板63连接在涡轮4上，并能够与涡轮4一体旋转。输出板63具有第1输出板67、第2输出板68。第1输出板68及第2输出板69，通过多个止动销70以保持规定间隔的状态被固定在轴向上。

第1输出板67，具有大致成环状的第1输出板主体67a、从第1输出板主体67a的外周部大致朝半径方向外侧延伸的多个输出爪部67b、从第1输出板主体67a的内周部朝半径方向内侧延伸，且大致成环状的第1固定部67c。第1输出板主体67a，具有能够朝旋转方向支撑第2螺旋弹簧66端部的第1支撑部67d。输出爪部67d，配置在第1螺旋弹簧65的端部之间，且能够朝旋转方向支撑第1螺旋弹簧65的端部。第1固定部67c，通过铆钉44被固定在涡轮毂43上。如后述，第1固定部67c朝半径方向支撑惯性部件64。

第2输出板68，具有大致成环状的第2输出板主体68a、从第2输出板主体68a的内周部朝半径方向内侧延伸，且大致成环状的第2固定部68c。第2输出板主体68a，具有能够朝旋转方向支撑第2螺旋弹簧66端部的第2支撑部68d。第2固定部68c与第1固定部67c一同，通过铆钉44被固定在涡轮毂43上。

第1输出板主体67a，具有多个第1突出部67e。第2输出板主体68a，具有多个第2突出部68e。第1突出部67e及第2突出部68e，例如能够通过冲压加工而成。板部件64a被夹持在第1突出部67e及第2突出部68e的轴向之间。即，惯性部件64被输出板63轴向支撑。

(4)第1螺旋弹簧

第1螺旋弹簧65是在旋转方向上弹性连接活塞61及输出板63所需的部件，被活塞61、保持部62c及支撑环74在旋转方向上能够弹性变形地支撑着。第1螺旋弹簧65的轴向移动，被活塞61、保持部62c及支撑环74限制在规定范围内。第1螺旋弹簧65朝半径方向外侧的移动，被支撑环74所限制。第1螺旋弹簧65的端部安装有一对板部件65a。

(5)支撑环

支撑环74是朝半径方向支撑第1螺旋弹簧65所需的环状部件，配置在第1螺旋弹簧65的半径方向外侧。支撑环74被设置成相对支撑板62能够进行旋转。支撑环74朝变速箱侧的移动，被支撑板62的保持部62c限制在规定范围内。通过支撑环74来稳定第1螺旋弹簧65的动作。

(6)惯性部件

惯性部件64，具有大致成环状的板部件64a、大致成环状的惯性部件主体64b、铆钉64c。通过该铆钉64c，惯性部件主体64b被固定在板部件64a的外周部上。

惯性部件主体64b配置在与第1螺旋弹簧65大致相同的半径方向位置。惯性部件主体64b的惯性，对惯性部件64整体的惯性产生大的影响。通过改变惯性部件主体64b的尺寸调整惯性部件64的惯性。

板部件64a具有多个窗孔64e、比窗孔64e相比更靠近半径方向外侧配置的多个长孔64d。窗孔64e中配置有第2螺旋弹簧66。长孔64d成朝旋转方向延伸。止动销70插入长孔64d中。通过长孔64d能够在规定角度的范围内实现板部件64a与输出板63在旋转方向上的相对旋转。换句话说，通过止动销70及长孔64d实现第2止动机构S2。

惯性部件64的板部件64a被第1输出板67的第1固定部67c朝半径方向支撑着。而且，惯性部件64被输出板63轴向支撑。

如上所述，惯性部件64被输出板63朝半径方向及轴向支撑着。

(7)第2螺旋弹簧

第2螺旋弹簧66是用于弹性连接惯性部件64及输出板63的部件，在旋转方向上被输出板63能够弹性变形地支撑着。该实施例中，第2螺旋弹簧66，与第1螺旋弹簧65相比配置在更靠近半径方向内侧。

第2螺旋弹簧66被设置在板部件64a的窗孔64e内。一旦，输出板63与惯性部件64进行相对旋转，第2螺旋弹簧66则朝旋转方向压缩。由惯性部件64及第2螺旋弹簧66形成提高阻尼减振性能的动力减振器D。

(8)摩擦产生机构

摩擦产生机构71是用于使旋转方向的摩擦阻力产生于输出板63与惯性部件64之间的机构，具有环状的第1摩擦部件72、环状的第2摩擦部件73。第1摩擦部件72配置在第1输出板68与板部件64a的轴向之间。第2摩擦部件73配置在第2输出板69与板部件64b的轴向之间。第1摩擦部件72及第2摩擦部件73配置在第2螺旋弹簧66的半径方向内侧。第1摩擦部件72、板部件64a及第2摩擦部件73被夹持在第1输出板68及第2输出板69的轴向之间。即，惯性部件64被输出板63轴向支撑。

<转矩变换器的动作>

下面，对转矩变换器1的动作进行说明。

前盖2及叶轮3进行旋转时，液压油从叶轮3流向涡轮4，并通过液压油从叶轮3向涡轮4传递动力。传递至涡轮4的动力介由涡轮毂43向输入轴(图中未示出)传递。

一旦输入轴的旋转速度大致达到规定程度，则通过锁定装置6开始传递动力。具体而言，利用油压的变化活塞61向发动机侧移动，活塞61的摩擦片61a按压前盖2。其结果，活塞61与前盖2一体旋转，并通过活塞61从前盖2向支撑板62传递动力。

一旦动力传递至支撑板62，第1螺旋弹簧65在支撑板62板与输出板63之间朝旋转方向压缩，不久输出爪部67b在旋转方向上与保持部62c相抵接。其结果，通过输出板63从前盖2向涡轮4传递动力。

<特征>

在这里，利用图3对该锁定装置6的特征进行说明。图3为锁定装置6的效果示意图。

(1)

通常，一旦发动机的旋转速度降低，通过燃烧变动产生的转速波动会变大。如图3所示，没有动力减振器D时，一旦发动机的旋转速度降低，从转矩变换器1输出的转速波动会逐渐变大(曲线E1)。

另一方面，有动力减振器D时，则在特定的发动机转速附近，能够降低输出的转速波动(曲线E2)。该特定的发动机旋转速度定义为衰减旋转速度N。

由惯性部件64拥有的惯性、第2螺旋弹簧66的刚性决定该衰减旋转速递N。因此，通过恰当地设定惯性部件64的惯性及第2螺旋弹簧66的刚性，能够有效地降低期望的发动机旋转速度区域中的转速波动。根据上述内容，在该锁定装置6中，例如通过将衰减旋转速度N设定在与低速行走时相对应的低旋转速度区域内，能够扩大锁定区域，且能够减低车辆的燃油消耗。

(2)

而且，在该锁定装置6中，由于具有摩擦产生机构71，因此，加上通过惯性部件64及第2螺旋弹簧66调节衰减旋转速度N，还能够调节衰减旋转速度N中的旋转波动的衰减率。具体而言，如图3所示，在一定条件下，如果将由摩擦产生机构71产生的摩擦阻力设定成较大，衰减旋转速度N的衰减率变低(如图3的曲线E3所示，衰减旋转速度N附近的曲线E2上升)，如果将由摩擦产生机构71产生的摩擦阻力设定成较小，衰减旋转速度N的衰减率变高(如图3的曲线E4所示，衰减旋转速度N附近的曲线E2下降)。

这样，通过调节由摩擦产生机构71产生的摩擦阻力的大小，能够提高衰减旋转速度N附近的衰减率，能够进一步扩大锁定区域。即，该锁定装置6中，能够进一步减低车辆的燃油消耗。

(3)

该锁定装置6中，由于摩擦产生机构71具有被夹持在输出板63与惯性部件64的轴向之间的环状第1摩擦部件72及第2摩擦部件73，因此通过简单的结构能够实现摩擦产生机构71。即，用低成本能够实现具有高阻尼减振性能的锁定装置6。

(4)

该锁定装置6中，由于惯性部件64被输出板63朝半径方向及轴向支撑，因此惯性部件64的动作较稳定。

(5)

如上所述，在该转矩变换器1中，由于具有锁定装置6，因此能够降低车辆的燃油消耗。

<其他实施例>

本发明的具体结构不仅限于上述实施例，在不脱离本发明精神的范围内，能够进行各种变更和修改。

(1)

在上述实施例中，虽然惯性部件64的板部件64a被第1输出板67及第2输出板68夹持，但输出板63也能够为一张板。此时，惯性部件64的板部件为一对板，输出板被夹持在这些板之间。

(2)

在上述实施例中，作为流体式动力传动装置以转矩变换器1为例进行了说明，但流体式动力传动装置，也能够以是没有定子5的液力耦合器。

(3)

虽然惯性部件主体64b通过铆钉64c被固定在板部件64a上，但惯性部件主体64b与板部件64a也能够一体形成。

产业上可利用性

只要是本发明涉及的锁定装置及流体式动力传动装置，则能够降低车辆的燃油消耗，因此本发明适用于流体式动力传动装置领域。

Claims (6)

1.一种用于机械连接输入旋转体与输出旋转体的锁定装置，其包括：

活塞，被设置成利用油压的作用按压所述输入旋转体；

输出部件，连接在所述输出旋转体上，并与所述输出旋转体能够一体旋转；

第1弹性部件，用于在旋转方向上弹性连接所述活塞与所述输出部件；

惯性部件，被设置成相对所述输出部件能够进行相对旋转；

第2弹性部件，用于在旋转方向上弹性连接所述惯性部件与所述输出部件。

2.根据权利1所述的锁定装置，其特征在于；

还包括摩擦产生机构，其在所述输出部件与所述惯性部件之间产生旋转方向的摩擦阻力。

3.根据权利2所述的锁定装置，其特征在于；

所述摩擦产生机构还具有环状摩擦部件，所述环状摩擦部件在轴向被夹持在所述输出部件与所述惯性部件之间。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的锁定装置，其特征在于；

所述惯性部件在半径方向被所述输出部件所支撑。

5.根据权利要求1至4的任意一项所述的锁定装置，其特征在于；

所述惯性部件在轴向被所述输出部件所支撑。

6.一种流体式动力传动装置，其包括：

作为所述输入旋转体的前盖；

作为所述输出旋转体的涡轮；

权利要求1至5的任意一项所述的锁定装置。

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