CN107110325A - 液力变矩器用的锁定装置 - Google Patents

Abstract

在具有三个阶段的扭转特性的锁定装置中，通过使扭转特性更加低刚性化、广角度化，从而更加有效地抑制振动。该锁定装置具备被输入扭矩的传动板(29)、从动板(30)、第四扭簧(44)、以及第一～第三扭簧(41～43)。从动板(30)与传动板(29)相对旋转自如地被配置且输出扭矩。第四扭簧(44)将传动板(29)与从动板(30)连结，并在扭转角度范围的整个区域工作。第一～第三扭簧(41～43)被配置为，在第四扭簧(44)的外周侧以与第一～第三扭簧(41～43)并联的方式工作，刚性互不相同，且以串联的方式工作。

Description

液力变矩器用的锁定装置

技术领域

本发明涉及锁定装置，尤其涉及用于在传递扭矩的同时吸收/衰减扭振的液力变矩器的锁定装置。

背景技术

在液力变矩器中，大多设有用于将扭矩从前盖直接传递到涡轮的锁定装置。该锁定装置具有：离合器部，被从前盖输入扭矩；输出部件，固定于涡轮；以及减振部，配置于离合器部与输出部件之间。减振部具有多个扭簧，将离合器部的输出侧的部件与输出部件相对旋转自如地连结。

在这样的锁定装置中，如专利文献1所示，通过降低刚性且扩大扭转角度，从而能够有效地抑制振动。另外，为了实现低刚性以及扭转特性的广角度化、且确保规定的扭矩传递容量，将扭转特性设为三个阶段的特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－252583号公报

在专利文献1所示的锁定装置中，在三个阶段的扭转特性中的第一阶段，配置于外周侧的两种扭簧动作，可实现低刚性的特性。之后，外周侧的两种弹簧中的一种弹簧的螺旋线相互紧贴，移至第二阶段。在第二阶段，外周侧的两种的弹簧中的剩余的弹簧动作。接下来，在第三阶段，外周侧的一种弹簧与内周侧的弹簧动作，可实现高刚性的特性。

如以上那样，在专利文献1的装置中，在三个阶段的扭转特性中的第一阶段以及第二阶段，仅使外周侧的弹簧动作来实现低刚性以及中刚性的特性。因此，外周侧的弹簧的负荷变得相对较高，难以使特性更加低刚性化来有效地抑制振动。

发明内容

本发明的课题在于在具有多个阶段的扭转特性的锁定装置中，通过使扭转特性进一步低刚性化、广角度化，从而更有效地抑制振动。

本发明的一方面的液力变矩器的锁定装置是用于传递扭矩且吸收/衰减扭振的装置，其具备输入旋转部件、输出旋转部件、多个第一螺旋弹簧以及多个第二螺旋弹簧对。输入旋转部件被输入扭矩。输出旋转部件输出扭矩，并配置为相对于输入旋转部件在预定的扭转角度范围内相对旋转自如。多个第一螺旋弹簧将输入旋转部件与输出旋转部件以相对旋转自如的方式连结，并在扭转角度范围的整个区域工作。多个第二螺旋弹簧对分别具有刚性不同且以串联方式工作的两个以上的螺旋弹簧，并配置为在第一螺旋弹簧的外周侧或内周侧与第一螺旋弹簧以并联方式工作。

在该装置中，在锁定状态下，输入到输入旋转部件的扭矩经由第一螺旋弹簧以及第二螺旋弹簧对向输出旋转部件传递而输出。

这里，第一螺旋弹簧在扭转角度范围的整个区域动作，第二螺旋弹簧对与第一螺旋弹簧以并联的方式动作。因此，作用于各螺旋弹簧的负荷与以往的具有多个阶段的扭转特性的装置相比较更加减少。因此，能够使扭转特性更加低刚性化、广角度化。

在本发明的另一方面的液力变矩器的锁定装置中，第一螺旋弹簧配置于第二螺旋弹簧对的内周侧，且是自由状态下为圆弧状的弧形弹簧。

这里，由于在扭转角度范围的整个区域动作的第一螺旋弹簧由弧形弹簧构成，因此能够加长第一螺旋弹簧的弹簧长度。因此，易于使扭转特性低刚性化、广角度化。

在本发明的其他方面的液力变矩器的锁定装置中，第二螺旋弹簧对的两个以上的螺旋弹簧是自由状态下为圆弧状的弧形弹簧，相邻的两个螺旋弹簧在圆周方向上的端面直接接触。

这里，由于第二螺旋弹簧对由弧形弹簧构成，因此与上述同样，能够使扭转特性低刚性化、广角度化。另外，由于使构成第二螺旋弹簧对的两个螺旋弹簧直接接触，因此能够进一步加长弹簧长度，从而使低刚性化、广角度化变得容易。

在本发明的又一方面的液力变矩器的锁定装置中，第一螺旋弹簧以及第二螺旋弹簧对用于实现三个阶段的扭转特性，第二螺旋弹簧对具有长弹簧、中弹簧以及短弹簧。长弹簧是圆周方向的长度最长且刚性最低，仅在扭转特性的第一阶段工作。中弹簧是圆周方向的长度比长弹簧短且刚性比长弹簧高，在扭转特性的第一阶段以及第二阶段工作。短弹簧是圆周方向的长度比中弹簧短且刚性比中弹簧高，在扭转特性的整个区域工作。

在本发明的又一方面的液力变矩器的锁定装置中，在输入旋转部件与输出旋转部件相对旋转时，长弹簧以及中弹簧按照长弹簧、中弹簧的顺序紧贴。

发明效果

在以上那种本发明中，在具有多个阶段的扭转特性的锁定装置中，能够使扭转特性更加低刚性化、广角度化，由此能够根据有效地抑制振动。

附图说明

图1是采用了本发明的一实施方式的液力变矩器的纵剖面概略图。

图2是提取表示图1的锁定装置的图。

图3是从发动机侧观察图1的从动板、外周侧以及内周侧减振部的图。

图4是表示锁定装置的三个阶段的扭转特性的图。

具体实施方式

[整体构成]

图1是具有本发明的一实施方式的锁定装置的液力变矩器1的纵剖面概略图。液力变矩器1是用于从发动机的曲轴向变速器的输入轴传递扭矩的装置。在图1的左侧配置有未图示的发动机，在图1的右侧配置有未图示的变速器。图1所示的O－O是液力变矩器1的旋转轴。

液力变矩器1具备前盖2、叶轮3、涡轮4、定子5、以及锁定装置6。利用叶轮3、涡轮4、以及定子5形成了圆环形状的流体室。

前盖2是经由未图示的柔性板被输入扭矩的部件。前盖2是配置于发动机侧的部件，且具有圆板状的主体部2a、以及从主体部2a的外周部朝向变速器侧延伸的筒状部2b。在前盖2的内周端设有中心凸台2c。中心凸台2c是沿轴向延伸的圆筒形状的部件，其被插入于未图示的曲轴的中心孔中。

叶轮3主要由叶轮壳11、固定于其内部的多个叶轮叶片12、以及固定于叶轮壳11的内周部的叶轮毂13构成。叶轮壳11以与前盖2相对的方式配置，外周部的前端焊接于前盖2的筒状部2b。叶轮毂13是从叶轮壳11的内周端向变速器侧延伸的筒状的部件。

涡轮4在流体室内沿轴向与叶轮3相对地配置。涡轮4主要具有涡轮壳15、固定于涡轮壳15的内部的多个涡轮叶片16、以及涡轮毂17。涡轮壳15的内周端向变速器侧弯折且形成有固定部15a。

涡轮毂17是圆筒状的部件，其具有发动机侧的大径部17a和变速器侧的小径部17b。小径部17b的外径小于大径部17a。在大径部17a的内周面形成有花键孔17c，在该花键孔17c中能够嵌合变速器的输入轴。另外，在小径部17b的外周面焊接有涡轮壳15的固定部15a。

定子5是用于对从涡轮4向叶轮3返回的工作油的流动进行整流的机构。定子5主要具有环状的定子支架20、以及设于定子支架20的外周面的多个定子叶片21。定子支架20经由单向离合器22被支承于未图示的筒状的固定轴。

此外，在涡轮壳15与定子支架20之间、以及定子支架20与叶轮壳11之间分别配置有推力轴承24、25。

[锁定装置6]

锁定装置6是用于将向前盖2输入的扭矩传递到变速器同时对扭振进行吸收及衰减的装置。如图1所示，锁定装置6配置于前盖2与涡轮4之间，在规定的转速以上将两者机械式地连结。

如图1以及图2所示，锁定装置6具有活塞28、作为输入旋转部件的传动板29、作为输出旋转部件的从动板30、外周侧减振部31、以及内周侧减振部32。此外，图2将图1的锁定装置6部分提取而示出。

＜活塞28＞

活塞28是圆板状的板部件，其以与前盖2相对的方式配置通过液压的作用在轴向上移动自如。如图2所示，活塞28具有圆板部28a、外周筒状部28b、以及内周筒状部28c。

在圆板部28a的外周部，在与前盖2相对的面上固定有摩擦部件34。该摩擦部件34被按压于前盖2的侧面，由此使输入到前盖2的扭矩经由活塞28向输出侧传递。外周筒状部28b通过将圆板部28a的外周部向变速器侧弯折而形成。另外，内周筒状部28c通过将圆板部28a的内周部向发动机侧弯折而形成，并滑动自如地支承于涡轮毂17的大径部17a的外周面。

此外，在涡轮毂17的大径部17a的外周面设有密封部件35，由此，将涡轮毂17的大径部17a与活塞28的内周筒状部28c之间被密封。

＜传动板29＞

传动板29是圆板状的板部件，其配置于活塞28与涡轮4之间。如图2以及图3所示，传动板29具有通过铆钉37固定于活塞28的圆板部28a的固定部29a、输入侧外周收纳部29b、输入侧内周收纳部29c、输入侧第一卡合部29d、以及输入侧第二卡合部29e。

此外，图3是从发动机侧观察从动板30、外周侧以及内周侧减振部31、32的图。传动板29与从动板30虽然具体的形状不同，但基本的构成相同，因此在图3中标注两板29、30的附图标记来进行说明。

输入侧外周收纳部29b在圆周方向上以规定的间隔设置，并通过切割固定部29a的外周部而形成。在该输入侧外周收纳部29b收纳有外周侧减振部31。如图2所示，输入侧外周收纳部29b的内周缘部被向变速器侧切开立起，形成有内周支承部29f。

输入侧内周收纳部29c是形成于输入侧外周收纳部29b的内周侧的开口。在该输入侧内周收纳部29c中收纳有内周侧减振部32。如图2所示，输入侧内周收纳部29c的外周缘部以及内周缘部被向变速器侧切开立起，形成有外周支承部29g以及内周支承部29h。此外，外周支承部29g以及内周支承部29h部分形成于输入侧内周收纳部29c的整个圆周方向，而是仅形成于中央部的一部分。

输入侧第一卡合部29d配置于相邻的输入侧外周收纳部29b之间。输入侧第一卡合部29d在传动板29的外周部通过将未形成有输入侧外周收纳部29b的部分向变速器侧弯折而形成。另外，输入侧第二卡合部29e由输入侧内周收纳部29c的圆周方向的两端部形成。

＜从动板30＞

从动板30是圆板状的板部件，其配置于传动板29与涡轮4之间。从动板30具有外周部焊接于涡轮壳15的固定部30a、输出侧外周收纳部30b、输出侧内周收纳部30c、输出侧第一卡合部30d、以及输出侧第二卡合部30e。

输出侧外周收纳部30b设于与传动板29的输入侧外周收纳部29b相对的位置。另外，构成也与传动板29的输入侧外周收纳部29b相同，通过将固定部30a的外周部切割而形成。在该输出侧外周收纳部30b中收纳有外周侧减振部31。

输出侧内周收纳部30c是形成于输出侧外周收纳部30b的内周侧的开口。输出侧内周收纳部30c在与输入侧内周收纳部29c相对的位置，在圆周方向上以相同的长度形成。在该输出侧内周收纳部30c中收纳有内周侧减振部32。

在输出侧内周收纳部30c中插入有传动板29的外周支承部29g以及内周支承部29h。如上述那样，由于外周支承部29g以及内周支承部29h仅形成于输入侧内周收纳部29c的一部分，因此在外周支承部29g以及内周支承部29h的圆周方向的两端与输出侧内周收纳部30c的端面之间形成有间隙。传动板29与从动板30能够相对旋转相当于该间隙的角度所对应的大小。换言之，利用传动板29的外周支承部29g及内周支承部29h、从动板30的输出侧内周收纳部30c，构成了传动板29与从动板30的相对旋转限制为规定的角度的限位器机构。

输出侧第一卡合部30d配置于相邻的输出侧外周收纳部30b之间。输出侧第一卡合部30d在从动板30的外周部通过将未形成有输出侧外周收纳部30b的部分向发动机侧弯折而形成。另外，输出侧第二卡合部30e由输出侧内周收纳部30c的圆周方向的两端部形成。

＜外周侧减振部31＞

外周侧减振部31以120度间隔配置于三个位置。各外周侧减振部31具有第一扭簧41、第二扭簧42、以及第三扭簧43。第一～第三扭簧41、42、43是在自由状态、即未被组装的状态下形成为圆弧状的弧形弹簧。如上述那样，外周侧减振部31由输入侧外周收纳部29b与输出侧外周收纳部30b保持。另外，各扭簧41、42、43的外周侧由活塞28的外周筒状部28b支承，内周侧由传动板29的内周支承部29f支承。

第一扭簧41在圆周方向上具有第一长度，并具有第一刚性。第二扭簧42在圆周方向上具有比第一长度短的第二长度，并具有刚性比第一刚性高的第二刚性。第三扭簧43在圆周方向上具有比第二长度短的第三长度，并具有刚性比第二刚性高的第三刚性。即，圆周方向的长度为第一扭簧41＞第二扭簧42＞第三扭簧43的关系，刚性为第一扭簧41＜第二扭簧42＜第三扭簧43的关系。

第一扭簧41的一端以及第三扭簧43的另一端分别经由弹簧座46抵接于输入侧第一卡合部29d以及输出侧第一卡合部30d。第二扭簧42的两端直接接触于第一扭簧41的另一端以及第三扭簧43的一端。由此，第一～第三扭簧41～43以串联的方式动作。

＜内周侧减振部32＞

内周侧减振部32配置于外周侧减振部31的内周侧，与外周侧减振部31同样地以120度间隔配置于三个位置。各内周侧减振部32由一个第四扭簧44构成。第四扭簧44是在自由状态、即未被组装的状态下形成为圆弧状的弧形弹簧。如上述那样，第四扭簧44由输入侧内周收纳部29c与输出侧内周收纳部30c保持。另外，第四扭簧44被传动板29的外周支承部29g以及内周支承部29h沿径向支承。

第四扭簧44的两端卡合于传动板29的输入侧第二卡合部29e以及从动板30的输出侧第二卡合部30e。由此，第一～第三扭簧41～43与第四扭簧44以并联的方式动作。

[动作]

在发动机的转速较低时，通过液压的作用，使得活塞28向变速器侧移动，摩擦部件34与前盖2分离。即，锁定离合器断开(OFF)。在这样的状态下，输入到前盖2的扭矩经由叶轮3以及涡轮4向变速器的输入轴传递。

另一方面，若发动机转速达到规定的转速以上，则通过液压的作用，使得活塞28向前盖2侧移动。由此，摩擦部件34被按压于前盖2，锁定离合器接通(ON)。在这样的状态下，输入到前盖2的扭矩通过活塞28→传动板29→外周侧减振部31以及内周侧减振部32→从动板30→涡轮4的路径传递，向变速器的输入轴输出。

在以上的锁定离合器接通的状态下，锁定装置6传递扭矩，并且利用外周侧以及内周侧的减振部31、32，通过图4所示的三个阶段的扭转特性对从前盖2输入的扭振进行吸收和衰减。

具体而言，在输入的扭矩为0～T1的范围时，传动板29与从动板30以0～θ1的角度范围相对旋转，外周侧减振部31的第一～第三扭簧41～43以及内周侧减振部32的第四扭簧44动作。更详细地说，第一～第三扭簧41～43以串联的方式动作，第一～第三扭簧41～43与第四扭簧44以并联的方式动作。该情况下的扭转特性为刚性最低的第一阶段的特性C1。

若输入的扭矩超过T1且传动板29与从动板30的相对旋转角度(即扭转角度)达到θ1以上，则第一扭簧41的螺旋线相互紧贴。因此，在输入的扭矩为T1～T2的范围(扭转角度为θ1～θ2的范围)时，第二以及第三扭簧42、43与第四扭簧44动作。更详细地说，第二、第三扭簧42、43以串联的方式动作，同时第二、第三扭簧42、43与第四扭簧44以并联的方式动作。该情况下的扭转特性为相比于第一阶段的特性C1、刚性更高的中刚性的第二阶段的特性C2。

若输入的扭矩进一步变大而超过T2且扭转角度达到θ2以上，则除了第一扭簧41之外，第二扭簧42的螺旋线也相互紧贴。因此，在输入的扭矩为T2以上的范围(扭转角度为θ2以上的范围)时，第三扭簧43与第四扭簧44以并联的方式动作。该情况下的扭转特性为相比于第二阶段的特性C2、刚性更高的高刚性的第三阶段的特性C3。

此外，图4中由虚线表示的特性C4是仅第四扭簧44工作时的扭转特性。

[特征]

(1)在第一阶段的特性C1中，4个扭簧41～44动作，在第二阶段的特性C2中，3个扭簧42～44动作。另外，在第三阶段的特性C3中，2个扭簧43、44动作。因此，与具有三个阶段的扭转特性的以往的锁定装置相比，作用于各扭簧42～44的负荷减少。因此，能够使扭转特性更加低刚性化，并且使低刚性的部分广角度化，从而能够更有效地衰减振动。

(2)在外周侧减振部31中，由于使3个扭簧41～43直接接触，因此与在各扭簧间配置弹簧座的情况相比较，能够更加广角度化。

(3)在外周侧减振部31中，由于将3个扭簧41～43全部设为弧形弹簧，因此各扭簧41～43的端面将会顺畅地抵接，各扭簧41～43的动作较为稳定。

(4)由于将扭簧41～44设为弧形弹簧，因此尤其能够加长第一扭簧41以及第四扭簧44的弹簧长度，从而更有利于低刚性化、广角度化。

(5)利用活塞28的外周筒状部28b和传动板29的内周支承部29f，对构成外周侧减振部31的3个扭簧41～43进行支承。即，利用其他部件支承了扭簧41～43。因此，易于调整在扭簧41～43与外周筒状部28b以及支承部29f之间产生的迟滞转矩，在振动的减少方面，能够应对更大范围的车辆规格。

[其他实施方式]

本发明并不限定于以上那种实施方式，能够以不脱离本发明的范围为前提进行各种变形或者修改。

(a)在上述实施方式中，示出了锁定装置6具有三个阶段的扭转特性的情况下的例子，但扭转特性并不限定于三个阶段，在具有多个扭转特性的情况下也能够应用本发明。

(b)关于4个扭簧41～44的刚性、弹簧长度，并不限定于上述实施方式，能够进行各种变形。

产业上的使用领域

在本发明的锁定装置中，在实现多个阶段的扭转特性时，能够使扭转特性更加低刚性化、广角度化，由此能够更有效地抑制振动。

符号说明

1 液力变矩器

6 锁定装置

29 传动板(输入旋转部件)

30 从动板(输出旋转部件)

31 外周侧减振部(第二螺旋弹簧对)

32 内周侧减振部(第一螺旋弹簧)

41～43 第一～第三扭簧(第二螺旋弹簧对)

44 第四扭簧(第一螺旋弹簧)

Claims (5)

1.一种液力变矩器的锁定装置，用于传递扭矩且吸收衰减扭振，其特征在于，所述液力变矩器的锁定装置具备：

输入旋转部件，被输入扭矩；

输出旋转部件，输出扭矩，并配置为相对于所述输入旋转部件在预定的扭转角度范围内相对旋转自如；

多个第一螺旋弹簧，将所述输入旋转部件与所述输出旋转部件以相对旋转自如的方式连结，并在所述扭转角度范围的整个区域工作；以及

多个第二螺旋弹簧对，分别具有刚性不同且以串联方式工作的两个以上的螺旋弹簧，并配置为在所述第一螺旋弹簧的外周侧或内周侧与所述第一螺旋弹簧以并联方式工作。

2.根据权利要求1所述的液力变矩器的锁定装置，其特征在于，

所述第一螺旋弹簧配置于所述第二螺旋弹簧对的内周侧，且是自由状态下为圆弧状的弧形弹簧。

3.根据权利要求1或2所述的液力变矩器的锁定装置，其特征在于，

所述第二螺旋弹簧对的两个以上的螺旋弹簧是自由状态下为圆弧状的弧形弹簧，相邻的两个螺旋弹簧在圆周方向上的端面直接接触。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液力变矩器的锁定装置，其特征在于，

所述第一螺旋弹簧以及所述第二螺旋弹簧对用于实现三个阶段的扭转特性，

所述第二螺旋弹簧对具有长弹簧、中弹簧以及短弹簧，

所述长弹簧是圆周方向的长度最长且刚性最低，仅在扭转特性的第一阶段工作，

所述中弹簧是圆周方向的长度比所述长弹簧短且刚性比所述长弹簧高，在扭转特性的第一阶段以及第二阶段工作，

所述短弹簧是圆周方向的长度比所述中弹簧短且刚性比所述中弹簧高，在扭转特性的整个区域工作。

5.根据权利要求4所述的液力变矩器的锁定装置，其特征在于，

在所述输入旋转部件与所述输出旋转部件相对旋转时，所述长弹簧以及所述中弹簧按照所述长弹簧、所述中弹簧的顺序紧贴。