CN109854702A - 变矩器 - Google Patents

Abstract

一种变矩器，确保活塞的良好的响应性。变矩器(100)具备前盖(2)、叶轮(3)、涡轮(4)、活塞(6)、内部油压室(S1)、外部油压室(S2)以及密封机构(8)。活塞(6)配置为能够在前盖(2)和涡轮(4)之间沿轴向移动。活塞(6)构成为能够与涡轮(4)摩擦接合。内部油压室(S1)是由涡轮(4)和活塞(6)划定的油压室。外部油压室(S2)是由前盖(2)和叶轮(3)划定的油压室中除内部油压室(S1)以外的油压室。密封机构(8)配置于涡轮(4)和活塞(6)之间，构成为阻止工作油从外部油压室(S2)向内部油压室(S1)流入。

Description

变矩器

技术领域

本发明涉及变矩器。

背景技术

变矩器具有叶轮及涡轮，借助于内部的工作油将转矩从叶轮传递到涡轮。叶轮被固定在前盖上，前盖被输入来自发动机的转矩。涡轮与叶轮相对配置。在叶轮旋转时，工作油从叶轮流向涡轮，通过使涡轮旋转，从而输出转矩。

另外，变矩器具有锁定装置。锁定装置处于打开状态时，来自前盖的转矩被机械地传递到涡轮，并被输出到变速器的输入轴。

例如，专利文献1中记载的变矩器的锁定装置具有活塞。该活塞能够沿轴向移动，通过活塞向涡轮侧移动并与涡轮摩擦接合，锁定装置变为打开状态。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-53963号公报

在上述结构的变矩器中，优选使锁定装置变为打开状态时的活塞的响应性良好。因此，本发明的课题在于确保活塞的良好的响应性。

发明内容

本发明人进行了深入研究，结果发现外部油压室内的油压经由涡轮和活塞之间的间隙漏到内部油压室内，难以产生外部油压室与内部油压室的压力差，活塞的响应性下降。

为此，本发明的某方面的变矩器具备前盖、叶轮、涡轮、活塞、内部油压室、外部油压室和密封机构。叶轮固定于前盖。涡轮与叶轮相对配置。活塞配置为能够在前盖和涡轮之间沿轴向移动。活塞构成为能够与涡轮摩擦接合。内部油压室是由涡轮和活塞划定的油压室。外部油压室是由前盖和叶轮划定的油压室中除内部油压室以外的油压室。密封机构配置于涡轮和活塞之间，并构成为阻止工作油从外部油压室向内部油压室流入。

根据该结构，通过密封机构，能够阻止工作油从外部油压室向内部油压室流动。因此，能够防止从外部油压室向内部油压室的压力泄漏，能够维持外部油压室和内部油压室的压力差。其结果，能够确保活塞的良好的响应性。

优选为，密封机构允许工作油从内部油压室向外部油压室流出。

优选为，当外部油压室的油压比内部油压室的油压高时，密封机构阻止工作油在外部油压室与内部油压室之间流通，当内部油压室的油压比外部油压室的油压高时，允许工作油在外部油压室与内部油压室之间流通。

优选为，密封机构具有：环状槽，形成于活塞和涡轮中的一方；以及密封环，能够在环状槽内向靠近或远离内部油压室的方向移动。环状槽由底面、内部油压室侧的第一内壁面以及与第一内壁面相反一侧的第二内壁面划定。密封环具有：第一侧面，与第一内壁面相对；第二侧面，与第二内壁面相对；内周面，与底面相对；以及外周面，与活塞和涡轮中的另一方抵接。第二内壁面和第二侧面中的一方具有油槽。

优选为，变矩器还具备摩擦件，该摩擦件安装于涡轮和活塞中的一方。

优选为，密封机构在径向上配置于摩擦件的内侧。

优选为，密封机构在径向上配置于摩擦件的外侧。

优选为，前盖具有圆板部及从圆板部的内周端部沿轴向延伸的内侧筒状部。涡轮具有径向上配置于所述内侧筒状部的内侧的涡轮轮毂。活塞配置为能够在内侧筒状部的外周面上沿轴向滑动。变矩器还具备在径向上配置于涡轮轮毂和内侧筒状部之间的轴承部件。根据该结构，能够防止活塞在径向上偏离。其结果，能够维持活塞和涡轮在径向上的间隔。

优选为，轴承部件在周向上配置于涡轮轮毂和圆板部之间。

优选为，轴承部件具有与内部油压室连通的油槽。

优选为，活塞与涡轮的外周端部摩擦接合。

优选为，变矩器还具备连结活塞和前盖的减振机构。

根据本发明，能够确保活塞的良好的响应性。

附图说明

图1是变矩器的剖视图。

图2是变矩器的放大剖视图。

图3是减振机构的剖视图。

图4是示出变矩器的油压回路的剖视图。

图5是锁定关闭时的密封机构的剖视图。

图6是锁定打开时的密封机构的剖视图。

图7是变形例的密封机构的剖视图。

附图标记说明：

2…前盖；3…叶轮；4…涡轮；6…活塞；8…密封机构；81…环状槽；811…第一内壁面；812…第二内壁面；813…底面；82…密封环；821…第一侧面；822…第二侧面；823…外周面；11…轴承部件；S1…内部油压室；S2…外部油压室。

具体实施方式

[整体结构]

图1是本发明的一实施方式的变矩器100的剖视图。在以下的说明中，“轴向”意味着变矩器100的旋转轴O延伸的方向。此外，“径向”意味着以旋转轴O为中心的圆的径向，“周向”意味着以旋转轴O为中心的圆的周向。此外，虽然图中没有示出，但在图1的左侧配置有发动机，在图1的右侧配置有变速器。

变矩器100能够以旋转轴O为中心旋转。变矩器100具备前盖2、叶轮3、涡轮4、定子5及锁定装置10。

[前盖2]

前盖2被输入来自发动机的转矩。前盖2具有圆板部21、外侧筒状部22和内侧筒状部23。

圆板部21具有外侧圆板部211和内侧圆板部212。外侧圆板部211和内侧圆板部212由彼此独立的部件构成。外侧圆板部211和内侧圆板部212例如通过焊接等互相固定。此外，圆板部21也可以不被分割为外侧圆板部211和内侧圆板部212，而是由一个部件构成。

外侧筒状部22从圆板部21的外周端部沿轴向向叶轮3侧延伸。具体地，外侧筒状部22从外侧圆板部211的外周端部沿轴向延伸。此外，外侧筒状部22和外侧圆板部211由一个部件构成。

内侧筒状部23从圆板部21的内周端部沿轴向向叶轮3侧延伸。具体地，内侧筒状部23从内侧圆板部212的外周端部沿轴向延伸。此外，内侧筒状部23和内侧圆板部212由一个部件构成。

[叶轮3]

叶轮3被固定在前盖2上。叶轮3具有叶轮壳31、多个叶轮叶片32及叶轮轮毂33。叶轮壳31例如通过焊接固定在前盖2上。

叶轮叶片32被固定在叶轮壳31的内侧面上。叶轮轮毂33通过焊接等固定在叶轮壳31的内周部。

[涡轮4]

涡轮4与叶轮3相对配置。涡轮4具有涡轮壳41、多个涡轮叶片42及涡轮轮毂43。涡轮叶片42通过钎焊等固定至涡轮壳41的内侧面。

涡轮轮毂43例如通过焊接等固定在涡轮壳41上。涡轮轮毂形成有花键孔431。变速器的输入轴花键嵌合于该花键孔431。

涡轮轮毂43在径向上配置在前盖2的内侧筒状部23的内侧。涡轮轮毂43在径向上与内侧筒状部23隔开间隔地配置。另外，涡轮轮毂43在轴向上与前盖2的圆板部21隔开间隔地配置。具体地，涡轮轮毂43在轴向上与内侧圆板部212隔开间隔地配置。

另外，涡轮4还具有受压部44。受压部44由涡轮壳41的外周端部构成。受压部44为环状，且由平面构成。受压部44的主表面面向轴向。该受压部44配置于变矩器100的循环腔的外侧。此外，循环腔是由叶轮3和涡轮4形成的工作油的流路空间。

[轴承部件]

轴承部件11配置在涡轮轮毂43和前盖2之间。具体地，轴承部件11在径向上配置在涡轮轮毂43和内侧筒状部23之间。另外，轴承部件11在轴向上配置在涡轮轮毂43和圆板部21之间。具体地，轴承部件11在轴向上配置在涡轮轮毂43和内侧圆板部212之间。

轴承部件11例如是树脂制。轴承部件11具有沿轴向延伸的第一部分11a和沿径向延伸的第二部分11b。第一部分11a为圆筒状。该第一部分11a在径向上配置在涡轮轮毂43和内侧筒状部23之间。第一部分11a的外周面与内侧筒状部23的内周面抵接，第一部分11a的内周面与涡轮轮毂43的外周面抵接。通过该轴承部件11，能够保持活塞6与涡轮4在径向上的间隔。

第二部分11b为环状。该第二部分11b在轴向上配置在圆板部21和涡轮轮毂43之间。第二部分11b在轴向的一表面与圆板部21抵接，另一表面与涡轮轮毂43抵接。

轴承部件11具有与内部油压室S1连通的油槽11c。经由该油槽11c向内部油压室S1供给工作油。油槽11c例如形成于轴承部件11的外周面或内周面。油槽11c在第一部分11a中沿轴向延伸。另外，油槽11c在第二部分11b中沿径向延伸。油槽11c例如在周向上隔开间隔地形成有多个。

[定子5]

定子5构成为对从涡轮4向叶轮3返回的工作油进行整流。定子5能够绕旋转轴O旋转。具体地，定子5经由单向离合器102被固定轴(图中未示出)支承。该定子5配置在叶轮3和涡轮4之间。

定子5具有圆板状的定子支架51和安装于其外周面的多个定子叶片52。此外，在定子支架51和叶轮轮毂33之间配置有第一推力轴承103，在定子支架51和涡轮壳41之间配置有第二推力轴承104。

[锁定装置10]

锁定装置10是将转矩从前盖2机械地传递到涡轮4的装置，在轴向上配置在前盖2和涡轮4之间。锁定装置10具有活塞6、减振机构7和密封机构8。

[活塞]

活塞6以能够在前盖2和涡轮4之间沿轴向移动的方式配置。具体地，活塞6以能够在内侧筒状部23的外周面上沿轴向滑动的方式配置。另外，活塞6能够与内侧筒状部23相对旋转。

活塞6以能够与涡轮4摩擦接合的方式构成。活塞6具有圆板部61、按压部62和滑动部63。

活塞6的外周面与前盖2及叶轮3的内周面不抵接。即，在径向上，在活塞6的外周面和外周壁部110的内周面之间形成有间隙。此外，外周壁部110由前盖2及叶轮3构成。

圆板部61被形成为沿着涡轮壳41的形状。圆板部61与涡轮壳41在轴向上隔开间隔地配置。

如图2所示，按压部62被形成为环状。按压部62由圆板部61的外周端部构成。按压部62的主表面面向轴向。按压部62的主表面以与受压部44的主表面大致平行的方式延伸。

按压部62够成为经由摩擦件9按压受压部44。如此，通过按压部62经由摩擦件9按压受压部44，活塞6与涡轮4摩擦接合。此外，摩擦件9被固定在受压部44上，但也可以被固定在按压部62上。摩擦件9为环状。

按压部62的外周端部621朝向前盖2而在轴向上折弯。即，按压部62的外周端部621为圆筒状，并沿轴向延伸。按压部62的外周端部621的外周面被配置在比受压部44的外周端更靠向径向的外侧的位置。按压部62的外周端部621的外周面与前盖2的外侧筒状部22的内周面隔开间隔地配置。

如图1所示，滑动部63以使圆板部61的内周端部向前盖2侧折弯的方式形成。滑动部63以能够滑动的方式被支承在前盖2的内侧筒状部23的外周面上。在内侧筒状部23的外周面上设置有密封部件105，通过该密封部件105，活塞6的滑动部63的内周面和内侧筒状部23的外周面之间被密封。

[减振机构]

如图3所示，减振机构7在轴向上配置在前盖2和活塞6之间。减振机构7将前盖2和活塞6弹性地连结。减振机构7具有驱动板71、中间板72、从动板73、多个外周侧扭簧74a及多个内周侧扭簧74b。

驱动板71被形成为圆板状，内周端部通过焊接等被固定至前盖2的侧面。驱动板71的外周端部与外周侧扭簧74a卡合。

中间板72将外周侧扭簧74a与内周侧扭簧74b连接。中间板72在外周端部与外周侧扭簧74a卡合。另外，中间板72在内周端部与内周侧扭簧74b卡合。

从动板73在内周端部安装在活塞6上。从动板73例如通过铆钉等安装在活塞6上。此外，从动板73与内周侧扭簧74b卡合。

根据以上结构，向前盖2输入的转矩经由驱动板71、外周侧扭簧74a、中间板72、内周侧扭簧74b及从动板73而传递到活塞6。

[油压室]

如图4所示，变矩器100具有内部油压室S1和外部油压室S2。内部油压室S1由涡轮4和活塞6划定。具体地，内部油压室S1由涡轮壳41和活塞6划定。

外部油压室S2是从由前盖2和叶轮壳31划定的油压室中除去内部油压室S1后的油压室。外部油压室S2由第一油压室S3及第二油压室S4构成。第一油压室S3由叶轮壳31和涡轮壳41划定。即，第一油压室S3是所谓的循环腔。第二油压室S4由前盖2和活塞6划定。在该第二油压室S4内配置有减振机构7。

[密封机构]

密封机构8在径向上配置在摩擦件9的内侧。密封机构8够成为阻止工作油从外部油压室S2向内部油压室S1流入。密封机构8设置在活塞6的外周端部。另外，密封机构8够成为允许工作油从内部油压室S1向外部油压室S2流出。

在外部油压室S2的油压比内部油压室S1的油压高的情况下，密封机构8阻止外部油压室S2与内部油压室S1之间的工作油的流通。另外，在内部油压室S1的油压比外部油压室S2的油压高的情况下，密封机构8允许外部油压室S2与内部油压室S1之间的工作油的流通。

如图5所示，密封机构8具有环状槽81和密封环82。环状槽81形成于涡轮4。具体地，环状槽81是在涡轮壳41的外周面45上形成的槽。

环状槽81由第一内壁面811、第二内壁面812以及底面813划定。第一内壁面811是内部油压室S1侧的内壁面。第一内壁面811面向叶轮3侧。即，第一内壁面811在图5中是面向右侧的面。

第二内壁面812是与第一内壁面811相反一侧的内壁面。第二内壁面812面向前盖2侧。即，第二内壁面812在图5中是面向左侧的面。第一内壁面811和第二内壁面812在除去密封环82的状态下相对。底面813面向径向外侧。

密封环82为环状，配置于环状槽81内。密封环82配置为能够向靠近或远离内部油压室S1的方向移动。在本实施方式中，密封环82在环状槽81内以能够沿轴向移动的方式配置。

密封环82的外周面823与活塞6的内周面抵接。因此，在密封环82沿轴向移动时，密封环82在活塞6的内周面上滑动。

密封环82的与周向正交的剖切面为矩形状。密封环82具有第一侧面821和第二侧面822。第一侧面821与环状槽81的第一内壁面811相对。即，第一侧面821在轴向上面向前盖2侧(图5的左侧)。另外，第二侧面822与环状槽81的第二内壁面812相对。即，第二侧面822在轴向上面向叶轮3侧(图5的右侧)。

密封环82的内周面824与环状槽81的底面813相对。并且，密封环82的内周面824与环状槽81的底面813隔开间隔地配置。因此，工作油能够在密封环82的内周面824和环状槽81的底面813之间的空间中流动。

第二侧面822具有多个油槽83。各油槽83在周向上互相隔开间隔地配置。各油槽83在第二侧面822上沿径向延伸。各油槽83向外部油压室S2侧开口。另外，各油槽83也向密封环82的内周面824和环状槽81的底面813之间的空间开口。

[油压回路]

下面，使用图4对设置于该变矩器100的油压回路进行说明。油压回路具有第一油路P1、第二油路P2、第三油路P3及节流孔65。

第一油路P1形成于叶轮轮毂33和定子支架51之间。第二油路P2形成于涡轮壳41和定子支架51之间。另外，第三油路P3形成于涡轮轮毂43和内侧筒状部23之间。此外，油槽11c构成第三油路P3的一部分。

节流孔65以在轴向上贯通活塞6的内周部的方式形成。该节流孔65将外部油压室S2与内部油压室S1连通。

[工作]

在借助于工作油将转矩从叶轮3传递到涡轮4的变矩器工作区域中，从第三油路P3供给的工作油按内部油压室S1→外部油压室S2→第一油路P1及第二油路P2的路径循环。在该情况下，从前盖2输入至叶轮3的转矩经由涡轮4被输出到变速器的输入轴。外部油压室S2中，在第一油压室S3内，供给至涡轮4的工作油被定子5整流并返回到叶轮3。

在以上的变矩器工作区域中，锁定装置10处于关闭状态(转矩传递被阻断的状态)。在该锁定装置10处于关闭状态时，就各部分的油压而言，为内部油压室S1＞外部油压室S2的关系。因此，活塞6与涡轮4不摩擦接合。即，活塞6不经由摩擦件9按压受压部44。因此，从前盖2经由减振机构7传递到活塞6的转矩不被传递到涡轮4。

如此，在内部油压室S1的油压比外部油压室S2的油压高的情况下，密封机构8允许工作油从内部油压室S1向外部油压室S2流动。具体地，密封环82在环状槽81内向远离内部油压室S1的方向移动(参照图5)。并且，密封环82的第二侧面822与环状槽81的第二内壁面812抵接。这里，由于密封环82的第二侧面822具有油槽83，因此经由该油槽83，工作油从内部油压室S1流向外部油压室S2。如此，由于工作油按内部油压室S1→外部油压室S2→第一油路P1及第二油路P2的路径循环，因此能够冷却第一油压室S3。

下面，在变矩器100的旋转数上升而达到预定旋转数以上时，停止从第三油路P3向内部油压室S1的工作油的供给，并且从第一油路P1及第二油路P2向外部油压室S2供给工作油。这样一来，外部油压室S2特别是第二油压室S4内的油压变得比内部油压室S1内的油压高，活塞6向涡轮4侧移动。其结果，活塞6与涡轮4摩擦接合，锁定装置10变为打开状态。即，活塞6经由摩擦件9按压受压部44，进行摩擦接合。其结果，从前盖2经由减振机构7传递到活塞6的转矩被传递到涡轮4。

如此，在外部油压室S2的油压比内部油压室S1的油压高的情况下，密封机构8阻止外部油压室S2与内部油压室S1之间的工作油的流通。具体地，根据外部油压室S2内的油压，密封环82在环状槽81内向内部油压室S1侧移动。并且，密封环82的第一侧面821与环状槽81的第一内壁面811抵接(参照图6)。因此，从外部油压室S2向内部油压室S1的工作油的流动被阻断，能够保持外部油压室S2内的油压比内部油压室S1内的油压高的状态。其结果，能够确保活塞6的良好的响应性。

[变形例]

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于这些，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。

(a)在上述实施方式中，密封机构8在径向上配置在摩擦件9的内侧，但密封机构8的配置并不限于此。例如，如图7所示，密封机构8也可以在径向上配置在摩擦件9的外侧。在该情况下，环状槽81形成于活塞6。具体地，环状槽81在活塞6的按压部62的外周端部621的外周面上形成。

并且，密封环82的外周面823与涡轮壳41的内周面抵接。具体地，涡轮壳41的外周端部411面向前盖2而在轴向上弯折。即，涡轮壳41的外周端部411是沿轴向延伸的圆筒状。该涡轮壳41的外周端部411在径向上配置在按压部62的外周端部621的外侧。密封环82的外周面823与该涡轮壳41的外周端部411的内周面抵接。此外，密封环82向内部油压室S1侧移动意味着密封环82向叶轮3侧(图7的右侧)移动。

(b)在上述实施方式中，油槽83在密封环82形成于第二侧面822，但油槽83的结构并不限定于此。例如，油槽83也可以形成于环状槽81的第二内壁面812。

(c)在上述实施方式中，形成有多个油槽83，但油槽83的数量并不限于此，也可以仅形成一个油槽83。

(d)在上述实施方式中，密封环82的内周面824与环状槽81的底面813不接触，但密封环82的内周面824与环状槽81的底面813也可以互相接触。在该情况下，能够在密封环82的内周面824上形成与油槽83连通的其他油槽。

(e)密封机构8并不限于上述实施方式。例如，密封机构8也可以由作为单向阀的簧片阀构成。

Claims (12)

1.一种变矩器，具备：

前盖；

叶轮，固定于所述前盖；

涡轮，与所述叶轮相对地配置；

活塞，配置为能够在所述前盖和所述涡轮之间沿轴向移动，并构成为能够与所述涡轮摩擦接合；

内部油压室，由所述涡轮和所述活塞划定；

外部油压室，为由所述前盖和所述叶轮划定的油压室中除所述内部油压室以外的油压室；以及

密封机构，配置于所述涡轮与所述活塞之间，阻止工作油从所述外部油压室向所述内部油压室流入。

2.根据权利要求1所述的变矩器，其中，

所述密封机构允许工作油从所述内部油压室向所述外部油压室流出。

3.根据权利要求1或2所述的变矩器，其中，

当所述外部油压室的油压比所述内部油压室的油压高时，所述密封机构阻止工作油在外部油压室与所述内部油压室之间流通，当所述内部油压室的油压比所述外部油压室的油压高时，所述密封机构允许工作油在所述外部油压室与所述内部油压室之间流通。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的变矩器，其中，

所述密封机构具有：环状槽，形成于所述活塞和所述涡轮中的一方；以及密封环，能够在所述环状槽内向靠近或远离所述内部油压室的方向移动，

所述环状槽由底面、所述内部油压室侧的第一内壁面以及与所述第一内壁面相反一侧的第二内壁面划定，

所述密封环具有：第一侧面，与所述第一内壁面相对；第二侧面，与所述第二内壁面相对；内周面，与所述底面相对；以及外周面，与所述活塞和所述涡轮中的另一方抵接，

所述第二内壁面和所述第二侧面中的一方具有油槽。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的变矩器，其中，

所述变矩器还具备摩擦件，所述摩擦件安装于所述涡轮和所述活塞中的一方。

6.根据权利要求5所述的变矩器，其中，

所述密封机构在径向上配置于所述摩擦件的内侧。

7.根据权利要求5所述的变矩器，其中，

所述密封机构在径向上配置于所述摩擦件的外侧。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的变矩器，其中，

所述前盖具有圆板部以及从所述圆板部的内周端部沿轴向延伸的内侧筒状部，

所述涡轮具有涡轮轮毂，所述涡轮轮毂在径向上配置于所述内侧筒状部的内侧，

所述活塞配置为在所述内侧筒状部的外周面上沿轴向滑动，

所述变矩器还具备轴承部件，所述轴承部件在径向上配置于所述涡轮轮毂和所述内侧筒状部之间。

9.根据权利要求8所述的变矩器，其中，

所述轴承部件在轴向上配置于所述涡轮轮毂和所述圆板部之间。

10.根据权利要求8或9所述的变矩器，其中，

所述轴承部件具有与所述内部油压室连通的油槽。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的变矩器，其中，

所述活塞与所述涡轮的外周端部摩擦接合。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的变矩器，其中，

所述变矩器还具备减振机构，所述减振机构连结所述活塞和所述前盖。