CN105247246B - 流体式动力传递装置 - Google Patents

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Abstract

在具有动态减振器的液力变矩器中，通过简单的结构，在常用转速区的整个范围内得到稳定且较高的衰减性能。该装置具备：液力变矩器主体(8)、锁止装置(6)、动态减振器(7)。锁止装置(6)具有与涡轮(4)连结的输出板(20)。动态减振器(7)固定在锁止装置(6)的输出板(20)，衰减来自发动机的旋转速度变动。并且，动态减振器(7)具有座板(28)、惯性体(I)、弹性单元(33)。座板(28)固定在输出板(20)。惯性体(I)能够与座板(28)在旋转方向上相对移动。弹性单元(33)具有非线性的扭转特性，并且座板(28)与惯性体(I)在旋转方向上弹性连接。

Description

流体式动力传递装置
技术领域
本发明涉及一种流体式动力传递装置，特别是，用于借助流体从发动机向变速器传递动力的流体式动力传递装置。
背景技术
作为流体式动力传递装置，已知的是，例如，具备锁止装置的液力变矩器。锁止装置是用于对前盖与涡轮进行机械连接的机构，其配置在涡轮与前盖之间的空间。
锁止装置具有离合器部、减振器机构。离合器部具有例如具有摩擦部件的活塞。于是，一旦活塞移动而摩擦部件推压至前盖，则动力从前盖经由活塞传递至减振器。减振器机构具有：多个弹性部件；以及经由弹性部件传递动力的输出侧部件。输出侧部件固定在涡轮。
在现有技术中，在这种的锁止装置中设置动态减振器。通过设置动态减振器，能够降低在减振器机构所具有的共振频率的附近产生的扭矩变动的峰值。
如上所述，通过动态减振器能够抑制一个大的扭矩变动的峰值，但是有时在比一个大的峰值出现的转速低的转速和高的转速的两处出现扭矩变动的峰值。两个峰值之中，由于低转速侧的峰值出现在比常用转速低的转速区，所以不会在使用上成为问题。另一方面，由于高转速侧的峰值一般出现在常用转速区，所以用于衰减该高转速侧的峰值的装置在专利文献1及2示出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4648428号公报
专利文献2：日本特开2011-58557号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1的装置中，在动态减振器设有摩擦产生机构。并且，通过调节摩擦产生机构中的摩擦阻力，提高扭矩变动(旋转速度变动)的衰减率。另外，在专利文献2的装置中，在所希望的转速区设有限制动态减振器工作的锁止机构。在此，达到所希望的转速之前，通过动态减振器的工作来提高衰减性能。并且，一旦达到所希望的转速，则通过限制动态减振器的工作，使动态减振器仅发挥惯性作用。由此，提高了该转速区下的衰减性能。
然而，在专利文献1的装置中，随着经时变化，摩擦阻力也改变，所以性能不稳定。另外，在专利文献2的装置中，限制锁止机构工作的转速也有浮动，所以很难稳定衰减性能。
在此，作为抑制高转速侧的扭矩变动的峰值的方法，存在在动态减振器的输出侧设有减振器机构的方法。本案件的发明人们已经开发并申请了实现这种方法的装置。但是，这种装置会导致装置结构复杂。
本发明的目的在于，在具有动态减振器的流体式动力传递装置中，通过简单的结构，能够在常用转速区的整个范围内得到稳定且较高的衰减性能。
解决问题的手段
本发明的流体式动力传递装置是用于借助流体从发动机向变速器传递动力的装置。该装置具备：前盖、流体接合主体、锁止装置、动态减振器。流体接合主体具有涡轮，该涡轮以能够与变速器的输入轴一体旋转的方式设置，该流体接合主体借助流体使来自发动机的动力向变速器传递。锁止装置设置在前盖与涡轮之间。锁止装置具有离合器部和输出侧部件，该离合器部传递或切断来自前盖的动力，该输出侧部件被传递来自所述离合器部的动力并与涡轮连接。动态减振器固定于锁止装置的输出侧部件，并衰减来自发动机的旋转速度变动。并且，动态减振器具有：座板、惯性体、弹性单元。座板固定于在锁止装置的输出侧部件。惯性体能够与座板在旋转方向上相对移动。弹性单元具有非线性的扭转特性，在旋转方向上弹性连接座板与惯性体。
在此，固定在锁止装置的输出侧的动态减振器进行工作，能够衰减旋转速度变动。此时，由于弹性单元、即动态减振器具有非线性的扭转特性，所以适当调节该非线性的扭转特性，从而能够抑制在常用转速区出现的旋转速度变动的峰值。
在本发明的其他方面的流体式动力传递装置中，弹性单元在第一扭转角度区域具有第一扭转刚度，在比第一扭转角度区域大的第二扭转角度区域具有与第一扭转刚度不同的第二刚度。
在本发明的另一其他方面的流体式动力传递装置中，弹性单元具有：第一弹性部件，在第一扭转角度区域工作；以及第二弹性部件，仅在比第一扭转角度区域大的第二扭转角度区域工作。
在本发明的另一其他方面的流体式动力传递装置中，弹性单元具有刚性互不相同的至少两种弹性部件。
在本发明的另一其他方面的流体式动力传递装置中，弹性单元以预先压缩的状态被安装，以使得当惯性体相对于座板的转矩为预定值以上时，弹性单元开始弹性变形。
在本发明的另一其他方面的流体式动力传递装置中，弹性单元具有由橡胶形成的弹性部件。
在本发明的另一其他方面的流体式动力传递装置中，座板形成为环形，并且在外周部以沿圆周方向预定的间隔具有多个开口。另外，惯性体具有第一惯性环以及第二惯性环、第一盖部件以及第二盖部件。第一以及第二惯性环以在轴向上夹着座板的外周部的方式配置，并分别形成未环形，并且在与座板的开口对应位置具有开口。第一以及第二盖部件分别配置在第一惯性环以及第二惯性环的与座板相反的一侧，并以堵塞第一以及第二惯性环的开口的方式配置。并且，弹性单元具有多个弹性部件，该多个弹性部件容纳于座板和第一惯性环以及第二惯性环的开口。
发明效果
在以上这种的本发明中，在具有动态减振器的流体式动力传递装置中，通过简单的结构，能够在常用转速区的整个范围内得到稳定且较高的衰减性能。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的液力变矩器的剖视图。
图2是抽取图1的锁止装置而示出的图。
图3是抽取图1的动态减振器而示出的图。
图4是动态减振器的局部主视图。
图5是座板的局部主视图。
图6是惯性环的局部主视图。
图7是动态减振器的剖视图。
图8是动态减振器的扭转特性线图。
图9是示出发动机转速与输出侧扭矩变动以及动态减振器的扭转角度的关系的图。
图10是示出其他实施方式的弹性单元的图。
图11是其他实施方式的动态减振器的扭转特性线图。
图12是其他实施方式的动态减振器的扭转特性线图。
图13是其他实施方式的动态减振器的扭转特性线图。
图14是其他实施方式的动态减振器的扭转特性线图。
具体实施方式
[整体结构]
图1中示出作为流体式动力传递装置的液力变矩器1。在图1的左侧配置有发动机(未图示)，在图1的右侧配置有变速器(未图示)。图1中示出的线O-O是液力变矩器1的旋转轴线。
液力变矩器1是用于从发动机的曲轴(未图示)向变速器的输入轴传递动力的装置。液力变矩器1主要具备：被输入动力的前盖2；叶轮3；涡轮4；定子5；锁止装置6；以及动态减振器7。通过叶轮3、涡轮4以及定子5构成液力变矩器主体(流体接合主体)8。
[前盖2]
前盖2固定有叶轮3，通过前盖2与叶轮3形成流体室。涡轮4在流体室内以与叶轮3相对的方式配置。涡轮4具有涡轮壳体10、设于涡轮壳体10的内部的多个涡轮叶片11、通过铆钉12固定在涡轮壳体10的涡轮轮毂13。定子5是用于调节从涡轮4朝向叶轮3的工作油的流动的机构，配置在叶轮3的内周部与涡轮4的内周部之间。
涡轮轮毂13在中心部具有花键孔13a，变速器的输入轴15可卡合于该花键孔13a。另外，涡轮轮毂13具有：向外周侧延伸的凸缘部13b；从凸缘部13b的外周部向前盖2侧延伸的筒状部13c。通过如上所述的铆钉12在凸缘部13b上固定有涡轮壳体10的内周部。另外，在筒状部13c形成有从外周表面进一步向外周侧突出的突起13d。
[锁止装置6]
图2中示出抽取的锁止装置6。锁止装置6是根据需要对前盖2与涡轮4进行机械连接的装置，配置在前盖2与涡轮4之间。锁止装置6具有活塞18、驱动板19、输出板20(输出侧部件)、多个螺旋弹簧21(弹性部件)。
[活塞18]
活塞18在前盖2与涡轮4之间以轴向自由移动的方式配置。活塞18具有：圆板状的主体部18a；从主体部18a的内周端向涡轮4侧延伸的内周筒状部18b；从主体部18a的外周端向涡轮4侧延伸的外周筒状部18c。
主体部18a与前盖2相对配置。在主体部18a的外周部处，在前盖2一侧的侧面固定有环形的摩擦部件23。内周筒状部18b以在轴向以及旋转方向上自由移动的方式支持在涡轮轮毂13的筒状部13c的外周面。在涡轮轮毂13的筒状部13c的外周面配置有密封部件24。由此，活塞18的内周筒状部18b与涡轮轮毂13的筒状部13c的外周面之间被密封。此外，内周筒状部18b的末端能够抵接于涡轮轮毂13的突起13d，通过该突起13d限制活塞18向涡轮4侧的移动。
[驱动板19]
在活塞18的涡轮4一侧，驱动板19配置在活塞18的外周部。另外，驱动板19配置在活塞18的外周筒状部18c的内周侧。驱动板19形成为环形，具有固定部19a、多个弹簧容纳部19b、多个卡合部19c。
固定部19a形成在驱动板19的内周端部，通过铆钉26固定于活塞18。弹簧容纳部19b与卡合部19c在圆周方向上交替配置。弹簧容纳部19b为剖面C形状，在内部容纳螺旋弹簧21。卡合部19c为剖面C形状，内周侧的一部分与外周侧的一部分卡合于螺旋弹簧21的两端。，传递到活塞18的动力通过该卡合部19c经由驱动板19传递至螺旋弹簧21。
[输出板20]
输出板20形成为圆盘状，配置在活塞18与涡轮4之间。输出板20的内周端部通过铆钉12与涡轮壳体10一起固定在涡轮轮毂13的凸缘部13b。输出板20的外周端部设有向前盖2侧弯曲而成的多个卡合部20a。多个卡合部20a卡合在螺旋弹簧21的两端。
[螺旋弹簧21]
螺旋弹簧21将活塞18及驱动板19在旋转方向上弹性连接于输出板20。如上所述，螺旋弹簧21容纳并支持于驱动板19的弹簧容纳部19b。
[动态减振器7]
动态减振器7是用于衰减来自发动机的旋转速度变动的装置，如图1、图3以及图4所示，配置在输出板20与叶轮3之间。动态减振器7具有座板28、第一及第二惯性环29、30、第一及第二盖部件31、32、弹性单元33、止动销34(参见图4)。此外，图4是从变速器侧观察动态减振器7的图。
[座板28]
图5中示出座板28的局部。如图3及图5所示，座板28形成为圆盘形状，内周端部通过铆钉36固定在输出板20的径向中间部。座板28的外周部从内周端部在轴向上偏向驱动器侧而形成。如图5所示，座板28以在圆周方向上的预定间隔具有多个弹簧容纳部28a(开口)。弹簧容纳部28a在圆周方向上具有预定的长度。在多个弹簧容纳部28a的圆周方向之间形成有多个长孔28b。长孔28b在圆周方向上具有预定的长度，形成在与弹簧容纳部28a相同的圆周上。
[第一及第二惯性环29、30]
第一及第二惯性环29、30是通过对金属板部件进行冲压加工而形成的。第一惯性环29配置在输出板20的外周部与座板28的外周部之间。第二惯性环30配置在座板28的变速器侧。第一惯性环29的外径与第二惯性环30相同，但内径比第二惯性环30小。
如图6所示，第一及第二惯性环29、30以在圆周方向上的预定的间隔具有多个弹簧容纳部29a、30a(开口)。此外，如上所述，第一惯性环29与第二惯性环30的内径不同，但在图6中为了方便起见示出相同的尺寸形状。弹簧容纳部29a、30a形成于与座板28的弹簧容纳部28a相对应的位置。另外，第一及第二惯性环29、30在与座板28的长孔28b的圆周方向中央位置对应的位置具有贯通孔29b、30b。
[第一及第二盖部件31、32]
第一盖部件31配置在比第一惯性环29更靠向发动机侧的位置。第一盖部件31为环形的部件，内径比第一惯性环29的内径更小。如图7所示，在第一盖部件31上，在与第一及第二惯性环29、30的贯通孔29b、30b对应的位置形成有贯通孔31b。此外，图7是沿图4的V11-V11线截取的剖视图。
第二盖部件32配置在比第二惯性环30更靠向变速器侧的位置。第二盖部件32为环形的部件，内径与第二惯性环30相同。在第二盖部件32上，在与第一及第二惯性环29、30的贯通孔29b、30b对应的位置形成有贯通孔32b。
[弹性单元33]
如图4所示，弹性单元33由容纳在座板28的弹簧容纳部28a与第一及第二惯性环29、30的弹簧容纳部29a、30a的一大一小的螺旋弹簧33a、33b构成。大的螺旋弹簧33a具有与弹簧容纳部28a的圆周方向长度大致相同的长度。因此，大的螺旋弹簧33a的两个端部抵接于各弹簧容纳部28a、29a、30a的圆周方向端部。另外，小的螺旋弹簧33b配置在大的螺旋弹簧33a的内部，设置为比大的螺旋弹簧33a的长度短。因此，小的螺旋弹簧33b的工作比大的螺旋弹簧33a的工作晚。
[止动销34]
如图7所示，止动销34在轴向的中央部具有大径胴部34a，并且其两侧具有小径胴部34b。
大径胴部34a的直径比第一及第二惯性环29、30的贯通孔29b、30b大，且比座板28的长孔28b的直径(径向尺寸)小。另外，大径胴部34a的厚度形成为比座板28的厚度略微薄。
小径胴部34b贯穿第一及第二惯性环29、30的贯通孔29b、30b与第一及第二盖部件31、32的贯通孔31b、32b。并且，通过镦粗小径胴部34b的头部，在座板28的轴向两侧固定两个惯性环29、30及两个盖部件31、32。
通过上述那样的结构，座板28与两个惯性环29、30及两个盖部件31、32(下面，包含第一及第二惯性环29、30、第一及第二盖部件31、32在内称为“惯性体I”)之间能够在止动销34在座板28的长孔28b内移动的范围内相对旋转。并且，两者的相对旋转是通过止动销34的大径胴部34a抵接于长孔28b的端部来被禁止。
[工作]
首先，对液力变矩器主体的工作进行简单的说明。在前盖2及叶轮3旋转的状态下，工作油从叶轮3向涡轮4流动，借助工作油从叶轮3向涡轮4传递动力。传递至涡轮4的动力经由涡轮轮毂13传递至变速器的输入轴15。
一旦液力变矩器1的速度比上升，输入轴15达到一定的旋转速度，则前盖2与活塞18之间的工作油被排出，向活塞18的涡轮4侧供给工作油。于是，活塞18向前盖2侧移动。其结果，固定在活塞18上的摩擦部件23按压于前盖2，锁止离合器变为开启。
在以上这样的离合器开启的状态下，来自发动机的动力经由前盖2→活塞18→驱动板19→螺旋弹簧21→输出板20→涡轮轮毂13的路径传递至变速器的输入轴15。
在锁止装置6中，动力以上述路径传递，并且从发动机输入的旋转速度变动通过多个螺旋弹簧21的工作而被吸收、衰弱。
[动态减振器7的工作]
通过输出板20的旋转，固定在输出板20的动态减振器7工作，并通过该动态减振器7的作用，抑制发动机的旋转速度变动。即，座板28的旋转与惯性体I的旋转在弹性单元33的作用下在相位上产生偏差。具体而言，在预定的发动机转速下，惯性体I以消除座板28的旋转速度变动的相位而变动。通过该相位的偏差，能够吸收变速器的旋转速度变动。
更具体而言，在动态减振器7中，一旦在座板28与惯性体I之间产生相对旋转，则首先仅压缩大的螺旋弹簧33a，动态减振器7以低刚度的扭转特性(第一阶段的扭转特性、图8的扭转刚度k1)进行工作。
另外，一旦产生更大的旋转变动，在座板28与惯性体I之间产生更大的相对旋转，则除大的螺旋弹簧33a被压缩以外，小的螺旋弹簧33b也被压缩。因此，动态减振器7以与第一阶段的扭转特性相比更高刚度的扭转特性(第二阶段的扭转特性、图8的扭转刚度k2)进行工作。此时的动态减振器7的等价刚度为图8的虚线所示的keq。
在此，图9示出发动机转速(频率)与动态减振器7的扭转角度及传递至变速器侧的扭矩变动之间的关系。如图9所示，在动态减振器7中，发动机转速为低速区，扭转角度为比较小的θ1。另外，发动机转速为高速区，扭转角度为更大的θ2。
在图9中，Fqa是动态减振器7的刚度为k1时，座板28与惯性环29、30反相振动，从而座板28的振动为最低的共振频率(固有振动频率)。另外，Fqb是动态减振器7的刚度为k1时，惯性环29、30使座板28的振动放大的峰值的频率。
如图9的特性A所示，当将具有现有的一阶段的线形的扭转特性的动态减振器安装在输出板(涡轮)时，虽然频率Fqa下可抑制扭矩变动，但是在低转速区与高转速区的两处出现扭矩变动的峰值PL、PH。在此，低转速范区的峰值PL由于能够设定成比空转转速低，所以没有问题。
另一方面，对于高转速区的峰值PH，由于在常用转速区出现，所以将该峰值PH移至比常用转速区高转速的一侧是很重要的。
因此，在本实施方式中，如图8所示，动态减振器7的扭转特性分为两个阶段，在动态减振器7的整个工作范围内成为非线性的扭转特性。此时，考虑发动机规格等，适当设定两个阶段特性，由此能够将出现在高转速区的峰值PH移至比常用转速区高转速的一侧。即，动态减振器7的扭转特性分为两个阶段，通过将其等价刚度设为keq，使峰值PH移至高转速侧，能够使频率Fqb下的扭矩变动衰减。此时的特性B通过单点划线示出。
[其他的实施方式]
本发明并不限定于以上这样的实施方式，在不脱离本发明的范围的情况下可以有各种变形或修改。
(a)在上述实施方式中，弹性单元33由容纳在一个弹簧容纳部28a的一大一小的螺旋弹簧33a、33b构成，但弹性单元的构成不限定于此。
例如，也可以是，如图10所示，在一个弹簧容纳部28a配置第一螺旋弹簧41a，在另一个弹簧容纳部28a配置比第一螺旋弹簧41a的长度短的第二螺旋弹簧41b。
(b)在上述实施方式中，为了使动态减振器7的扭转特性成为非线性，将扭转特性设为两个阶段，但也可以为两个阶段以上的扭转特性。
(c)在上述实施方式中，在低角度区域具有低刚度的扭转特性，在高角度区域具有高刚度的扭转特性，但如图11所示，也可以为具有与这些相反的刚度的扭转特性。此时，频率为Fqa时，在第一阶段的刚度作用下有效地降低振动，频率为Fqb时，动态减振器的扭转角度变大，动态减振器的刚度下降，峰值PH向低旋转侧移动，实质上不会出现峰值PH。
(d)弹性单元可以通过橡胶制的弹性部件构成。图12中示出此时的扭转特性的一个例子。通过这种结构，也能够使动态减振器的扭转特性成为非线性。
(e)也可以通过使扭转特性具有初始扭矩，将扭转特性设为非线性。具体而言，在弹簧容纳部以预先压缩的状态安装螺旋弹簧即可。此时，当惯性环29、30以及盖部件31、32相对于座板28的转矩达到预定值以上时，螺旋弹簧开始弹性变形。图13中示出此时的扭转特性。
(f)如图14所示，扭转特性也可以为曲线。具体而言，使螺旋弹簧的间距不等，使线之间随着扭转角度而逐渐紧贴，从而使得随着扭转角度的变大而变为高刚度即可。
(g)在上述实施方式中，离合器部由活塞和摩擦部件构成，但也可以设为具有多个离合器摩擦片的多片型的离合器部。
附图标记说明：
1液力变矩器；2前盖；4涡轮；6锁止装置；7动态减振器；8液力变矩器主体；20输出板(输出侧部件)；21螺旋弹簧(弹性部件)；28座板；28a弹簧容纳部(开口)；29、30惯性环；29a、30a弹簧容纳部(开口)；31、32盖部件；33弹性单元；33a大弹簧；33b小弹簧。

Claims (7)

1.一种流体式动力传递装置，其用于借助流体从发动机向变速器传递动力，其特征在于，所述流体式动力传递装置具备：
前盖；
流体接合主体，具有涡轮，该涡轮以能够与所述变速器的输入轴一体旋转的方式设置，该流体接合主体借助流体使来自所述发动机的动力向所述变速器传递；
锁止装置，设置在所述前盖与所述涡轮之间，并具有离合器部和输出侧部件，该离合器部传递或者切断来自所述前盖的动力，该输出侧部件被传递来自所述离合器部的动力并与所述涡轮连接；以及
动态减振器，固定于所述锁止装置的输出侧部件，并用于衰减来自所述发动机的旋转速度变动，
所述动态减振器具有：
座板，固定于所述锁止装置的输出侧部件；
惯性体，能够与所述座板在旋转方向上相对移动，并具有拥有多个开口的两个惯性环；以及
弹性单元，具有非线性的扭转特性，并在旋转方向上弹性连接所述座板与所述惯性体，所述弹性单元具有容纳在所述两个惯性环的所述多个开口的每个中的多个弹性部件。
2.根据权利要求1所述的流体式动力传递装置，其特征在于，
所述弹性单元在第一扭转角度区域具有第一扭转刚度，在比所述第一扭转角度区域大的第二扭转角度区域具有与所述第一扭转刚度不同的第二刚度。
3.根据权利要求1或2所述的流体式动力传递装置，其特征在于，
所述弹性单元具有：
第一弹性部件，在第一扭转角度区域工作；以及
第二弹性部件，仅在比所述第一扭转角度区域大的第二扭转角度区域工作。
4.根据权利要求1或2所述的流体式动力传递装置，其特征在于，
所述弹性单元具有刚度互不相同的至少两种弹性部件。
5.根据权利要求1或2所述的流体式动力传递装置，其特征在于，
所述弹性单元以预先压缩的状态安装，以使得当所述惯性体相对于所述座板的转矩为预定值以上时，所述弹性单元开始弹性变形。
6.根据权利要求1或2所述的流体式动力传递装置，其特征在于，
所述弹性部件由橡胶形成。
7.根据权利要求1或2所述的流体式动力传递装置，其特征在于，
所述座板形成为环形，并且在外周部以沿圆周方向预定的间隔具有多个开口，
所述惯性体具有：
作为所述两个惯性环的第一惯性环及第二惯性环，该第一惯性环及第二惯性环以在轴向上夹着所述座板的外周部的方式配置，并分别形成为环形，并且在与所述座板的开口对应的位置具有开口；以及
第一盖部件及第二盖部件，分别配置在所述第一惯性环及所述第二惯性环的与所述座板相反的一侧，并以堵塞所述第一惯性环及第二惯性环的开口的方式配置，
所述多个弹性部件容纳于所述座板和所述第一惯性环及第二惯性环的开口。
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