CN102777566B - 带锁止离合器的流体传动装置 - Google Patents

带锁止离合器的流体传动装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供带锁止离合器的流体传动装置，不使第2传动爪的板厚增加就能够缓和与涡轮叶轮的焊接部的应力集中，提高发动机输出性能。利用基座部(34a)和爪部(34b)构成各第2传动爪(34)，所述基座部的长边朝向涡轮叶轮(3)的周方向(C)并且短边朝向涡轮叶轮(3)的轴方向(S)，所述爪部从该基座部(34a)的一个长边部(34a1)的中间部突出并插入到相邻的减震弹簧(32)之间，通过焊接(W)使基座部(34a)的两短边部(34a3、34a3)固定于涡轮叶轮(3)，在基座部(34a)的、位于爪部(34b)的两侧的未焊接于涡轮叶轮(3)的长边部(34a1)设有缺口(45)，该缺口(45)在第2传动爪(34)传递转矩时使长边部(34a1)容易挠曲。

Description

带锁止离合器的流体传动装置
技术领域
本发明涉及带锁止离合器的流体传动装置的改进，所述带锁止离合器的流体传动装置中，在形成于锁止离合器的离合器分离活塞的、环状的弹簧收纳槽中以呈环状排列的方式收纳多个减震弹簧，并且，将插入于相邻的减震弹簧之间的多个第1传动爪设于离合器分离活塞，且将与第1传动爪相面对且插入于相邻的减震弹簧之间的多个第2传动爪设于涡轮叶轮。
背景技术
本申请人已经提出了如下的结构：在这种带锁止离合器的流体传动装置中，能成品率良好地制作第2传动爪，并且能共通地应用于规格不同的各种流体传动装置而能够大幅降低成本，此外，在将第2传动爪焊接于涡轮叶轮时，为了极力减少施加于涡轮叶轮的热量以能够抑制涡轮叶轮的热应变，利用插入于相邻的减震弹簧之间的爪部和大致长方形的基座部构成所述各第2传动爪，所述基座部与该爪部的根部一体地相连，且所述基座部的长边朝向涡轮叶轮的周方向，短边朝向涡轮叶轮的轴方向，通过焊接将该基座部的两短边部固定于涡轮叶轮(参照专利文献1)。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2003-148590号公报
但是，在具备上述结构的带锁止离合器的流体传动装置中，伴随发动机的输出性能的提高，第2传动爪的与涡轮叶轮焊接的焊接部处的应力集中增加，需要强化该焊接部。因此，虽然可考虑增加第2传动爪的板厚，但如果这样就会导致第2传动爪的重量增加，进而导致传动装置的重量增加，对发动机的燃料消耗率造成影响。
发明内容
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种带锁止离合器的流体传动装置，不使第2传动爪的板厚增加，就能够缓和与涡轮叶轮的焊接部的应力集中，能够提高发动机的输出性能。
为了达成上述目的，本发明提供一种带锁止离合器的流体传动装置，在形成于锁止离合器的离合器分离活塞的、环状的弹簧收纳槽中，以呈环状排列的方式收纳多个减震弹簧，并且，将插入到相邻的减震弹簧之间的多个第1传动爪设于离合器分离活塞，且将与第1传动爪相面对并插入到相邻的减震弹簧之间的钢板制的多个第2传动爪分别分离独立地固定于涡轮叶轮，其中，利用基座部和爪部构成所述各第2传动爪，所述基座部的长边朝向涡轮叶轮的周方向并且短边朝向涡轮叶轮的轴方向，所述爪部从该基座部的一个长边部的中间部突出并插入到相邻的减震弹簧之间，通过焊接将所述基座部的两短边部固定于涡轮叶轮，所述带锁止离合器的流体传动装置的第1特征在于，在所述基座部的、位于所述爪部的两侧的未焊接于涡轮叶轮的所述长边部设有缺口，该缺口在第2传动爪传递转矩时使该长边部容易挠曲。
并且，本发明除了第1特征之外，第2特征在于，所述缺口形成为与所述爪部的根部连续的圆弧状。
而且，本发明除了第1特征之外，第3特征在于，所述缺口以离开所述爪部的根部的方式设置。
而且，本发明除了第1特征之外，第4特征在于，所述缺口具有多个角部。
而且，本发明除了第1特征之外，第5特征在于，在所述爪部的各一侧的所述长边部设有多个所述缺口。
发明效果
根据本发明的第1特征，基座部的、未焊接于涡轮叶轮的长边部，在爪部的两侧设有缺口，因此，第2传动爪在涡轮叶轮及减震弹簧之间进行大转矩的交接时，基座部的上述缺口的周边部挠曲，由此，两短边部的焊接引起的在固定于涡轮叶轮的固定部处的应力集中被缓和，由此，不使第2传动爪的板厚增加就能够提高第2传动爪的耐久性。
根据本发明的第2特征，所述各缺口形成为圆弧状，因此能够使应力分散到各缺口的比较大的圆弧状部周围，能够有效地提高第2传动爪的耐久性。
根据本发明的第3特征，第2传动爪在涡轮叶轮及减震弹簧之间进行大转矩的交接时，能够使在基座部产生的集中应力分散到爪部的根部和缺口周围，因此能够有效提高第2传动爪的耐久性。
根据本发明的第4特征，第2传动爪在涡轮叶轮及减震弹簧之间进行大转矩的交接时，能够使在基座部产生的集中应力分散到各缺口的多个角部周围，因此能够有效提高第2传动爪的耐久性。
根据本发明的第5特征，第2传动爪在涡轮叶轮及减震弹簧之间进行大转矩的交接时，能够使在基座部产生的集中应力分散到爪部的两侧的各多个缺口周围，因此能够有效提高第2传动爪的耐久性。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的带锁止离合器的液力变矩器的纵剖侧视图。
图2是沿图1的2-2线的剖视图。
图3是表示涡轮叶轮的一部分和固定于此的第2传动爪的立体图。
图4是沿图3的箭头4方向的视图(俯视图)。
图5是表示本发明的第2实施方式的、与图4对应的图。
图6是表示本发明的第3实施方式的、与图4对应的图。
图7是表示本发明的第4实施方式的、与图4对应的图。
【标号说明】
C……涡轮叶轮的周方向
D……扭矩减震器
L……锁止离合器
S……涡轮叶轮的轴方向
T……流体传动装置(液力变矩器)
W……焊接
3……涡轮叶轮
25……离合器分离活塞
31……弹簧收纳槽
32……减震弹簧
33……第1传动爪
34……第2传动爪
34a…基座部
34a1…长边部(第1长边部)
34a3…短边部
45……缺口
45a....角部
具体实施方式
首先，从图1～图4所示的本发明的第1实施方式的说明开始。图1中，作为流体传动装置的液力变矩器T具备泵叶轮2、与该泵叶轮2对置的涡轮叶轮3、以及在泵叶轮2和涡轮叶轮3的内周部之间配置的定子叶轮4，在这三个叶轮2、3、4之间划分形成用于利用工作油进行动力传递的循环回路6。
在泵叶轮2，通过焊接一体地连结有覆盖涡轮叶轮3的外侧面的侧部罩5。在侧部罩5的外周面焊接有起动用的环形齿轮7，与发动机的曲轴1结合的驱动板8利用螺栓9固定于该环形齿轮7。在涡轮叶轮3的轮毂3h和侧部罩5之间夹装有推力滚针轴承36。
在液力变矩器T的中心部，配置有与曲轴1在同轴上排列的输出轴10，该输出轴10与涡轮叶轮3的轮毂3h进行花键配合，并且该输出轴10经由轴承衬18旋转自如地支承于侧部罩5中心部的支承筒5a。输出轴10成为未图示的多级变速器的主轴。
在输出轴10的外周配置有圆筒状的定子轴12，该定子轴12经由自由轮11支承定子叶轮4的轮毂4h，在所述输出轴10和定子轴12之间夹装有允许输出轴10和定子轴12相对旋转的轴承衬13。定子轴12的外端部以不能旋转的方式支承于变速箱体14。
在定子叶轮4的轮毂4h与和该轮毂4h相面对的泵叶轮2及涡轮叶轮3的各轮毂2h、3h之间夹装有推力滚针轴承37、37’。在定子轴12的外周，以能够相对旋转的方式配置有与泵叶轮2结合的辅机驱动轴20，通过该辅机驱动轴20，驱动向液力变矩器T供给工作油的油泵21。
对于涡轮叶轮3及侧部罩5，在它们之间划分形成离合器室22，以收纳能够将涡轮叶轮3及侧部罩5之间直接连结的锁止离合器L。构成锁止离合器L的主体的离合器分离活塞25以将离合器室22划分成涡轮叶轮3侧的内侧室22a和侧部罩5侧的外侧室22b的方式配置于离合器室22。该离合器分离活塞25具备向侧部罩5侧鼓出的环状的平坦部25a和从该平坦部25a的外周缘向涡轮叶轮3侧弯曲的凸缘25b，在平坦部25a附设有与侧部罩5的内侧面相面对的摩擦垫28。离合器分离活塞25以能够沿轴方向在使该摩擦垫28压接于侧部罩5的内侧面的连接位置和从其内壁离开的非连接位置之间移动的方式，能够滑动地支承于涡轮叶轮3的轮毂3h的外周面。
如图1及图2所示，在离合器室22中还配置有扭矩减震器D，该扭矩减震器D将离合器分离活塞25及涡轮叶轮3之间缓冲地连结。该扭矩减震器D包括：环状的弹簧保持部件30，利用铆钉35固定于离合器分离活塞25，并与离合器分离活塞25的凸缘25b协同作用而划分形成环状的弹簧收纳槽31；多个(图示例中为3个)线圈状减震弹簧32、32...，它们收纳于弹簧收纳槽31并排列成环状；多个(与减震弹簧32数量相同)第1传动爪33，它们形成于弹簧保持部件30并插入到各相邻的减震弹簧32、32之间；以及多个(与减震弹簧32数量相同)第2传动爪34、34...，它们焊接于涡轮叶轮3的外周面且与第1传动爪33相面对并插入到各相邻的减震弹簧32、32之间。环状的弹簧保持部件30在图示例中由在各第1传动爪33的中央部沿周方向分割出的多个扇形部片30a、30a...构成。
如图2～图4所明示，各第2传动爪34分别通过钢板的冲裁加工而分离独立地制作，所述第2传动爪34形成T字状，包括：基座部34a，该基座部34a的长边朝向涡轮叶轮3的周方向C，并且基座部34a的短边朝向涡轮叶轮3的轴方向S；和爪部34b，该爪部34b从该基座部34a的第1长边部34a1的中间部突出并插入到相邻的减震弹簧32之间。即，基座部34a形成长方形，所述长方形中，将沿涡轮叶轮3的周方向的二边作为第1及第2长边部34a1、34a2，并且将沿涡轮叶轮3的轴方向的二边作为短边部34a3、34a3，爪部34b从第1长边部34a1的中间部突出。
在将各第2传动爪34固定于涡轮叶轮3时，基座部34a的两短边部34a3、34a3在其全长上与涡轮叶轮3的外周面进行TIG焊接W，此外，第2长边部34a2的至少与两短边部34a3、34a3相连的部分与涡轮叶轮3的外周面进行TIG焊接W。
此时，基座部34a的第1长边部34a1不与涡轮叶轮3焊接，在爪部34b的两侧设有缺口45、45，基座部34a在上述缺口45、45的周边部容易挠曲。图示例中，缺口45形成与爪部34b的根部连续的圆弧状。
再次回到图1中，在输出轴10的中心部设有第1油路40，该第1油路40经由横孔39及推力滚针轴承36而与离合器室22的外侧室22b连通。并且，在辅机驱动轴20与定子轴12之间划分形成有第2油路41，该第2油路41经由推力滚针轴承37、37’及自由轮11而与循环回路6的内周部连通，所述第1油路40及第2油路41通过锁止控制阀42而交替地与油泵21的排出侧和油槽43连接。
接着，对该实施例的作用进行说明。
在发动机的空转或极低速运转域，锁止控制阀42如图1所示，由未图示的电子控制单元控制，使第1油路40与油泵21的排出侧连接，另一方面，使第2油路41与油槽43连接。因此，发动机的曲轴1的输出转矩向驱动板8、侧部罩5、泵叶轮2传递，驱动它们旋转，进而还驱动油泵21驱动后，油泵21的排出工作油从锁止控制阀42依次经过第1油路40、横孔39及推力滚针轴承36、离合器室22的外侧室22b、内侧室22a而流入循环回路6，充满该回路6后，依次经过推力滚针轴承37、37’及自由轮11而转移到第2油路41，从锁止控制阀42回流到油槽43。
而且，在离合器室22中，通过如上所述的工作油的流动，外侧室22b的压力变得比内侧室22a的压力高，通过该压力差，离合器分离活塞25向从侧部罩5的内壁分离的方向被按压，因此，锁止离合器L成为非连接状态，允许泵叶轮2及涡轮叶轮3的相对旋转。因此，由曲轴1驱动泵叶轮2旋转后，充满循环回路6的工作油如箭头所示在循环回路6循环，由此使泵叶轮2的旋转转矩向涡轮叶轮3传递，驱动输出轴10。
此时，若在泵叶轮2及涡轮叶轮3之间产生转矩的放大作用，则与其相伴的反力施加于定子叶轮4，定子叶轮4通过自由轮11的锁定作用被固定。
结束转矩放大作用后，定子叶轮4通过其受到的转矩方向的反转，一边使自由轮11空转一边与泵叶轮2及涡轮叶轮3一起向同一方向旋转。
液力变矩器T成为这种耦合状态时，通过电子控制单元切换锁止控制阀42。其结果，油泵21的排出工作油与刚才相反，从锁止控制阀42经过第2油路41流入循环回路6，充满该回路6后，向离合器室22的内侧室22a转移，也充满该内侧室22a。另一方面，离合器室22的外侧室22b经由第1油路40及锁止控制阀42向油槽43开放，因此在离合器室22中，内侧室22a的压力变得比外侧室22b的压力高，离合器分离活塞25通过该压力差被向侧部罩5侧按压，使摩擦垫28压接于侧部罩5的内侧壁，锁止离合器L成为连接状态。于是，从曲轴1向泵叶轮2传递的旋转转矩从侧部罩5经离合器分离活塞25、多个第1传动爪33、33...、减震弹簧32、32...及多个第2传动爪34、34...以机械方式向涡轮叶轮3传递，因此，泵叶轮2及涡轮叶轮3成为直接连结的状态，能够将曲轴1的输出转矩高效地向输出轴10传递，能够降低燃料消耗率。此时，若在泵叶轮2及涡轮叶轮3之间产生急剧的转矩变动，则减震弹簧32在第1及第2传动爪33、34之间被压缩，与之相伴，泵叶轮2及涡轮叶轮3相对旋转，由此转矩变动(torque shock)被吸收。
在这种带锁止离合器的液力变矩器T中，焊接于涡轮叶轮3的外周面而进行向减震弹簧32、32...的传动的多个第2传动爪34、34...分别分离独立，因此能够成品率良好地利用钢板冲裁大量第2传动爪34，并且通过根据液力变矩器T的规格而自由地设定第2传动爪34的使用个数和安装间距，能够应用于各种液力变矩器T，由此能够大幅降低制作成本。
并且，由于多个第2传动爪34、34...分散焊接于涡轮叶轮3的外周面，所以涡轮叶轮3受到的热量较少，能够将涡轮叶轮3的热应变抑制得极少。而且，焊接于涡轮叶轮3的多个第2传动爪34、34...相互分离，使它们之间不存在阻碍工作流体的流动的情况，因此工作流体向锁止离合器L的的流动顺畅，也能够有助于提高其响应性。
而且，各第2传动爪34形成T字状，包括：基座部34a，该基座部34a的长边朝向涡轮叶轮3的周方向C并且短边朝向涡轮叶轮3的轴方向S；以及爪部34b，该爪部34b从该基座部34a的第1长边部34a1的中间部突出并插入到相邻的减震弹簧32之间，基座部34a的两短边部34a3、34a3通过焊接W固定于涡轮叶轮3，因此，对于第2传动爪34，通过将沿旋转方向R的支承跨距A设定得比爪部34b的宽度B大，从而能够充分经受涡轮叶轮3及减震弹簧32之间的大转矩的交接。
并且，在基座部34a的、未焊接于涡轮叶轮3的第1长边部34a1上，在爪部34b的两侧设有一对缺口45、45，因此第2传动爪34在涡轮叶轮3及减震弹簧32之间进行大转矩的交接时，基座部34a的上述缺口45、45的周边部挠曲，由此两短边部34a3、34a3的焊接W引起的在与涡轮叶轮3的固定部处的应力集中被缓和，由此，不使第2传动爪34的板厚增加就能够提高第2传动爪34的耐久性。此时，通过将缺口45形成为圆弧状，能够使应力分散到缺口45的比较大的圆弧状部周围，因此能够有效地提高第2传动爪34的耐久性。
接着，对图5所示的本发明的第2实施方式进行说明。
在该第2实施方式中，在第2传动爪34中，缺口45、45以从爪部34b的根部离开的方式设于基座部34a的第1长边部34a1。其他的构成与前面的实施方式同样，因此在图5中，对与前面的实施方式对应的部分标注同一参照标号，并省略重复的说明。
根据该第2实施方式，第2传动爪34在涡轮叶轮3及减震弹簧32之间进行大转矩的交接时，能够使在基座部34a产生的集中应力分散到爪部34b的根部和缺口45、45周围，因此能够有效提高第2传动爪34的耐久性。
接着，对图6所示的本发明的第3实施方式进行说明。
在该第3实施方式中，在第2传动爪34中，设于基座部34a的第1长边部34a1的一对缺口45、45形成为具有多个(图示例中为2个)角部45a、45a的多边形。其他构成与前面的实施方式同样，因此在图6中，对与前面的实施方式对应的部分标注同一参照标号，并省略重复的说明。
根据该第3实施方式，第2传动爪34在涡轮叶轮3及减震弹簧32之间进行大转矩的交接时，能够使在基座部34a产生的集中应力分散到缺口45的多个角部45a、45a周围，因此能够有效提高第2传动爪34的耐久性。
接着，对图7所示的本发明的第4实施方式进行说明。
在该第4实施方式中，在基座部34a的第1长边部34a1上，在爪部34b的两侧分别设有多个缺口45、45。其他构成与前面的实施方式同样，因此在图7中，对与前面的实施方式对应的部分标注同一参照标号，并省略重复的说明。
根据该第4实施方式，第2传动爪34在涡轮叶轮3及减震弹簧32之间进行大转矩的交接时，能够使在基座部34a产生的集中应力分散到爪部34b的两侧的多个缺口45、45每一个的周围，因此能够有效提高第2传动爪34的耐久性。
本发明不限于上述实施例，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。例如，本发明也能够应用于不具有定子叶轮的流体接头。

Claims (5)

1.一种带锁止离合器的流体传动装置，在形成于锁止离合器(L)的离合器分离活塞(25)的、环状的弹簧收纳槽(31)中，以呈环状排列的方式收纳多个减震弹簧(32)，并且，将插入到相邻的减震弹簧(32)之间的多个第1传动爪(33)设于离合器分离活塞(25)，且将与第1传动爪(33)相面对并插入到相邻的减震弹簧(32)之间的钢板制的多个第2传动爪(34)分别分离独立地固定于涡轮叶轮(3)，其中，利用基座部(34a)和爪部(34b)构成所述各第2传动爪(34)，所述基座部(34a)的长边朝向涡轮叶轮(3)的周方向(C)并且短边朝向涡轮叶轮(3)的轴方向(S)，所述爪部(34b)从该基座部(34a)的一个长边部(34a1)的中间部突出并插入到相邻的减震弹簧(32)之间，通过焊接(W)将所述基座部(34a)的两短边部(34a3，34a3)固定于涡轮叶轮(3)，
所述带锁止离合器的流体传动装置的特征在于，
在所述基座部(34a)的、位于所述爪部(34b)的两侧的未焊接于涡轮叶轮(3)的所述长边部(34a1)设有缺口(45)，该缺口(45)在第2传动爪(34)传递转矩时使该长边部(34a1)容易挠曲。
2.根据权利要求1所述的带锁止离合器的流体传动装置，其特征在于，
所述缺口(45)形成为与所述爪部(34b)的根部连续的圆弧状。
3.根据权利要求1所述的带锁止离合器的流体传动装置，其特征在于，
所述缺口(45)以离开所述爪部(34b)的根部的方式设置。
4.根据权利要求1所述的带锁止离合器的流体传动装置，其特征在于，
所述缺口(45)具有多个角部(45a、45a)。
5.根据权利要求1所述的带锁止离合器的流体传动装置，其特征在于，
在所述爪部(34b)的各一侧的所述长边部(34a1)设有多个所述缺口(45)。
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