CN113260799A - 动力传递装置 - Google Patents

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Abstract

基于向油室(37)供给液压油而使活塞(32)的第1爪部(38)与第2旋转轴(43)的第2爪部(47)卡合,由此第1旋转轴(22)和第2旋转轴(43)连接成能够传递旋转的状态。活塞(32)的第1爪部(38)在基于向油室(37)供给液压油而与第2旋转轴(43)的第2爪部(47)卡合时,在与第2爪部(47)卡合之前,先与同步器锁止环(51)的第3爪部(52)卡合。第1爪部(38)与第2爪部(47)的卡合面成为在第1旋转轴(22)与第2旋转轴(43)之间传递旋转时对第1爪部(38)和第2爪部(47)施加使彼此在轴向上分离的方向上的力的倾斜面。

Description

动力传递装置
技术领域
本发明涉及例如搭载于轮式装载机、液压挖掘机等作业车辆的动力传递装置。
背景技术
例如,在轮式装载机、液压挖掘机等作业车辆搭载有动力传递装置(离合器装置),该动力传递装置(离合器装置)配置于动力传递路径的中途,进行动力的传递与切断(解放)的切换。动力传递装置能够在配置成同轴且能够相对旋转的一对旋转构件之间进行旋转(转矩、旋转力、动力)的传递的“连接状态(紧固状态)”、与断开旋转的传递“切断状态(解放状态)”之间进行切换。
在此,在作为动力传递装置而采用了利用摩擦板的摩擦接合进行动力的传递的构成(摩擦离合器)的情况下,在对摩擦板进行摩擦接合时的旋转的同步性能优异。但是,为了增大传递转矩,需要使用大直径的摩擦板、或者需要增加摩擦板的张数。由此,动力传递装置大型化,在搭载于作业车辆时可能会受到空间上的制约。另外,滑动的部位的面积变大,在切断状态(解放状态)时,摩擦板的摩擦面(滑动面)的发热可能给会增大。为了抑制发热,考虑可利用液体进行冷却,但因在摩擦面之间搅拌液体而产生的损耗、因通过摩擦板的旋转将液体因离心力向旋转方向的外侧排出而产生的损耗有变大的可能性。
另一方面,在作为动力传递装置而采用了利用爪部的卡合进行动力的传递的构成(咬合离合器)的情况下,在断开旋转的传递的切断状态(解放状态)时,没有摩擦滑动面,能够减小因摩擦(滑动)引起的发热。由此,能够减少冷却液的量,能够降低损耗。但是,由于不具有在卡合爪部时的旋转的同步性能,所以可能会因旋转速度不同的两个要素瞬间卡合而产生转矩的突变(浪涌)。与之相对地,在专利文献1记载有在从切断状态切换至连接状态时,从基于摩擦的接合转换成机械性接合的动力传递装置。根据该专利文献1的构成,在从切断状态切换至连接状态时,能够在“始终与一方的旋转轴一并一体地旋转的环状构件”与“另一方的旋转轴”之间产生摩擦力,使一方的旋转轴的旋转与另一方的旋转轴的旋转同步。而且,在使一方的旋转轴和另一方的旋转轴同步的状态下,能够进行机械性接合、即花键齿的卡合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利第5377800号说明书
发明内容
在专利文献1的构成中,在切断状态(解放状态)时,一方的旋转轴与另一方的旋转轴之间滑动的部分变多,因摩擦(滑动)引起的发热以及动力的损耗可能会变大。当为了抑制发热而增大冷却液的供给量时,从这一点考虑损耗也可能变大。另外,在专利文献1的构成中,同步时的摩擦面很小,因此,在同步所需的吸收能量很大的情况下发热变大,可能会因温度上升而使摩擦面的耐久性下降。而且,在专利文献1的构成中,在连接状态下传递了很大的转矩时,即,在利用花键齿的卡合传递了很大的转矩时,可能无法解除花键齿的卡合。
本发明的目的在于,提供一种能够减少损耗、且在一方的旋转轴与另一方的旋转轴之间传递了很大的转矩(旋转力、动力)时也能够稳定地解除卡合的动力传递装置。
本发明的动力传递装置具备:第1旋转轴;具有第1爪部的活塞,其在能够相对于所述第1旋转轴进行轴向上的位移、且相对于所述第1旋转轴被阻止了周向上的位移的状态下设于所述第1旋转轴;油室,其设在所述第1旋转轴与所述活塞之间,向该油室供给使所述活塞在所述第1旋转轴的轴向上位移的液压油;具有能够与所述第1爪部卡合的第2爪部的第2旋转轴,其相对于所述第1旋转轴同轴地、且能够相对于所述第1旋转轴相对旋转地配置;以及同步器锁止环,其与所述第2旋转轴同轴地支撑于所述第2旋转轴,具有能够相对于所述第2旋转轴在轴向以及周向上移动的滑动面,并且具有能够与所述第1爪部卡合的第3爪部,基于向所述油室供给液压油使所述活塞的所述第1爪部与所述第2旋转轴的所述第2爪部卡合,由此所述第1旋转轴和所述第2旋转轴连接成能够传递旋转的状态,所述活塞的所述第1爪部在基于向所述油室供给液压油而与所述第2旋转轴的所述第2爪部卡合时,在与所述第2爪部卡合之前,先与所述同步器锁止环的所述第3爪部卡合,所述第1爪部与所述第2爪部的卡合面成为在所述第1旋转轴与所述第2旋转轴之间传递旋转时对所述第1爪部与所述第2爪部施加使彼此在轴向上分离的方向上的力的倾斜面
另外,本发明的动力传递装置具备:第1旋转轴;具有第1爪部的活塞,其在能够相对于所述第1旋转轴进行轴向上的位移、且相对于所述第1旋转轴被阻止了周向上的位移的状态下设于所述第1旋转轴;油室,其设在所述第1旋转轴与所述活塞之间,向该油室供给使所述活塞在所述第1旋转轴的轴向上位移的液压油;第1旋转轴侧摩擦板,其在相对于所述活塞同轴地、且相对于所述活塞被阻止了相对旋转的状态下支撑于所述活塞;具有能够与所述第1爪部卡合的第2爪部的第2旋转轴,其相对于所述第1旋转轴同轴地、且能够相对于所述第1旋转轴相对旋转地配置;以及第2旋转轴侧摩擦板,其在相对于所述第2旋转轴同轴地、且相对于所述第2旋转轴被阻止了相对旋转的状态下支撑于所述第2旋转轴,基于向所述油室供给液压油使所述活塞的所述第1爪部与所述第2旋转轴的所述第2爪部卡合,由此所述第1旋转轴与所述第2旋转轴连接成能够传递旋转的状态,在基于向所述油室供给液压油而使所述活塞的所述第1爪部与所述第2旋转轴的所述第2爪部卡合时,在所述第1爪部与所述第2爪部卡合之前,所述第1旋转轴侧摩擦板先与所述第2旋转轴侧摩擦板摩擦接触,所述第1爪部与所述第2爪部的卡合面成为在所述第1旋转轴与所述第2旋转轴之间传递旋转时对所述第1爪部和所述第2爪部施加使彼此在轴向上分离的方向上的力的倾斜面。
根据本发明,能够减小损耗,且即使在第1旋转轴与第2旋转轴之间传递很大的转矩(旋转力、动力)时也能够稳定地解除卡合。
附图说明
图1是示出搭载有第一实施方式的动力传递装置的轮式装载机的左侧视图。
图2是示出图1中的变速装置的局部剖切侧视图。
图3是以断开旋转的传递的切断状态示出第一实施方式的动力传递装置的纵向剖视图。
图4是示出活塞的键环与同步器锁止环的键槽卡合的状态的与图3同样的位置的纵向剖视图。
图5是示出活塞的第1爪部与同步器锁止环的第3爪部卡合的状态的与图3同样的位置的纵向剖视图。
图6是示出活塞的第1爪部与第2旋转轴的第2爪部卡合的状态的与图3同样的位置的纵向剖视图。
图7是示出在第1爪部与第3爪部卡合之前的状态下的第1爪部、第2爪部、第3爪部的位置关系的一例的说明图。
图8是示出在第1爪部与第3爪部卡合的状态下的第1爪部、第2爪部、第3爪部的位置关系的一例的说明图。
图9是图8中的(IX)部的放大图。
图10是示出在第1爪部与第2爪部卡合的状态下的第1爪部、第2爪部、第3爪部的位置关系的一例的说明图。
图11是图10中的(XI)部的放大图。
图12是以断开旋转的传递的切断状态示出第二实施方式的动力传递装置的纵向剖视图。
图13是以断开旋转的传递的切断状态示出第三实施方式的动力传递装置的纵向剖视图。
图14是示出第1爪部的第1卡合部(内侧第1爪部)与同步器锁止环的第3爪部开始卡合的状态的说明图。
图15是示出第1爪部的第1卡合部(内侧第1爪部)与同步器锁止环的第3爪部卡合的状态的说明图。
图16是示出第1爪部的第2卡合部(外侧第1爪部)与第2旋转轴的第2爪部卡合的状态的说明图。
图17是以断开旋转的传递的切断状态示出第四实施方式的动力传递装置的纵向剖视图。
图18是以断开旋转的传递的切断状态示出第五实施方式的动力传递装置的纵向剖视图。
图19是图18中的(XIX)部的放大图。
图20是示出第1爪部与第3爪部卡合的状态的说明图。
图21是示出轮式装载机的动力传递路径的一例的构成图。
图22是示出轮式装载机的动力传递路径的另一例的构成图。
具体实施方式
以下,以将本发明的实施方式的动力传递装置应用于轮式装载机的情况为例,参照附图进行详细说明。
图1~图11示出第一实施方式。在图1中,轮式装载机1为作业车辆的代表例。轮式装载机1构成为,设有左、右的前车轮2的前部车身3和设有左、右的后车轮4的后部车身5能够向左、右方向弯曲地连结的关节式的作业车辆。即,前部车身3以及后部车身5构成轮式装载机1的车身。在前部车身3与后部车身5之间设有中央铰链6、转向液压缸(未图示)。前部车身3和后部车身5通过使转向液压缸伸长与缩小,以中央铰链6为中心向左、右方向弯曲。由此,轮式装载机1能够进行行驶时的操舵。
在轮式装载机1的前部车身3,也被称为货物装卸作业机的作业装置7能够进行俯仰的动作地设置。作业装置7具备装载机铲斗7A。另一方面,在轮式装载机1的后部车身5设有内部成为驾驶室的驾驶舱8、引擎9、液压泵10、作为变速箱的变速装置11等。引擎9为轮式装载机1的动力源(发动机)。作为动力源(发动机),除了能够由成为内燃机关的引擎9单体构成以外,例如也可以由引擎和电动马达、或者电动马达单体构成。液压泵10与引擎9连接。液压泵10为用于使作业装置7动作的液压源。
在前部车身3的下侧设有沿左、右方向延伸的前车轴12。在前车轴12的两端侧安装有左、右的前车轮2。另一方面,在后部车身5的下侧设有沿左、右方向延伸的后车轴13。在后车轴13的两端侧安装有左、右的后车轮4。
前车轴12借助前传动轴14与变速装置11连接。后车轴13借助后传动轴15与变速装置11连接。变速装置11构成为例如包括变速机构、变矩器、后述的动力传递装置21(参照图3等)。变速装置11将引擎9的旋转减速并传递至前传动轴14以及后传动轴15。即,来自引擎9的动力被传递至与引擎9接合的变速装置11。
来自引擎9的动力在利用变速装置11调节了转数和旋转方向之后,从变速装置11的前、后的输出轴11B、11C经由前传动轴14以及后传动轴15传递至前车轴12以及后车轴13。即,如图2所示,变速装置11具备与引擎9连接的输入轴11A、与前传动轴14连接的第1输出轴11B、与后传动轴15连接的第2输出轴11C。在变速装置11内设有一个或者多个也被称为离合器装置的动力传递装置21。变速装置11例如通过对动力传递装置21的连接(卡合)与切断(卡合解除)进行切换,使变速装置11内的动力传递路径切换,在输入轴11A与输出轴11B、11C之间进行变速以及正转或反转的切换。
接下来,参照图3~图11说明第一实施方式的动力传递装置21。此外,第一实施方式的动力传递装置21设在轮式装载机1的变速装置11内,更具体来说,设在需要在一对旋转轴22、43之间进行旋转的传递(连接、紧固)与切断(解放、断开)的切换的部位。此后详细说明设有动力传递装置21的部位。另外,图3~图6(后述的图12、图13、图17、图18)为动力传递装置21的纵向剖视图,示出动力传递装置21的径向上的半部。
动力传递装置21具有第1旋转轴22、活塞32、油室37、第2旋转轴43、同步器锁止环51。第1旋转轴22与第2旋转轴43同轴地配置。第1旋转轴22与第2旋转轴43能够相对旋转。动力传递装置21能够在第1旋转轴22与第2旋转轴43之间对进行旋转(转矩、旋转力、动力)的传递的“连接状态(紧固状态)”、断开旋转的传递的“切断状态(解放状态)”进行切换。
第1旋转轴22与第2旋转轴43由滚动轴承28A、28B彼此支撑(支承)。更具体来说,第1旋转轴22和第2旋转轴43能够通过一对向心滚针轴承28A、28A和一对推力滚针轴承28B、28B彼此相对旋转,并且同轴地支承。基于滚动轴承28A、28B的支撑能够与基于滑动的支撑(即,基于滑动轴承的支撑)相比减小摩擦。由此,动力传递装置21在第1旋转轴22的旋转速度与第2旋转轴43的旋转速度不同的情况下,即,在第1旋转轴22与第2旋转轴43相对旋转的情况下,也能够利用滚动轴承28A、28B来减小动力的损耗。虽然有滚动轴承28A、28B的支撑,但由于没有滑动面,所以相对旋转时的动力损耗很小。
第1旋转轴22和第2旋转轴43在从第1旋转轴22向第2旋转轴43传递旋转的情况、从第2旋转轴43向第1旋转轴22传递旋转的情况这两种情况下,能够进行转矩的传递。旋转方向(转矩的作用方向)可以以第1旋转轴22以及第2旋转轴43的中心轴线A-A为中心右转(顺时针)或左转(逆时针)。在切断状态(解放状态)时,第1旋转轴22和第2旋转轴43可以向同方向旋转,也可以向逆方向旋转。在切断状态(解放状态)时,可以是第1旋转轴22的旋转速度比第2旋转轴43的旋转速度快,也可以是第2旋转轴43的旋转速度比第1旋转轴22的旋转速度快。
第1旋转轴22具备小径部23、活塞嵌合部24、液压缸部25、液压油供给管路26、冷却管路27。小径部23插入至第2旋转轴43的有底孔46。活塞嵌合部24具有比小径部23大的外径尺寸。在活塞嵌合部24的外周侧嵌合有复位弹簧31以及活塞32。液压缸部25配置在活塞嵌合部24的径向外侧,具有筒部25A和底部25B。在筒部25A的内周侧,筒部25A的沿轴向延伸的爪25A1在周向分离地形成有多个。筒部25A的爪25A1与形成于活塞32的外径侧筒部34的爪34A卡合。活塞32安装在活塞嵌合部24的外周面与液压缸部25的筒部25A的内周面之间。
在活塞嵌合部24的外周面形成有供挡圈29安装的整周槽24A。在挡圈29与活塞32之间设有垫圈30以及复位弹簧31。复位弹簧31在由活塞嵌合部24、液压缸部25和活塞32包围的油室37的液压(压力)下降时,使活塞32朝向液压缸部25的底部25B侧(图3~图6的右侧)移动。
液压油供给管路26向油室37供给液压油。液压油供给管路26具有第1旋转轴22的沿轴向延伸的轴向管路26A、从轴向管路26A趋向油室37且沿第1旋转轴22的径向延伸的径向管路26B。活塞32通过从未图示的液压泵等的液压源(液压供给源)经由液压油供给管路26向油室37供给液压油、或者通过将油室37的液压油经由液压油供给管路26排出,而相对于第1旋转轴22在轴向上位移。
冷却管路27在第1旋转轴22与第2旋转轴43之间供给工作油来作为冷却液。冷却管路27沿第1旋转轴22的轴向延伸,冷却液的流动方向的下游侧在第1旋转轴22的小径部23的端面开口。经由冷却管路27向第1旋转轴22的小径部23与第2旋转轴43的有底孔46之间的间隙供给冷却液。经由第2旋转轴43的冷却管路48将向该间隙供给的冷却液供给至摩擦板54、55的摩擦面。
在第1旋转轴22的周围,相对于第1旋转轴22能够在轴向(中心轴线A-A方向、图3~图6的左、右方向)上移动地配置有活塞32。在第1旋转轴22与活塞32之间设有油室37。向油室37供给、排出用于使活塞32在第1旋转轴22的轴向位移(移动)的工作油(动作液)。为此,在油室37连通有用于进行工作油的供给、排出的液压油供给管路26。活塞32若经由液压油供给管路26向油室37供给液压油,则朝向第2旋转轴43侧(图3~图6的左侧)位移。
活塞32整体形成为圆筒状。活塞32具有内径侧筒部33、外径侧筒部34、连结部35。内径侧筒部33与第1旋转轴22的活塞嵌合部24的外周侧嵌合。外径侧筒部34与内径侧筒部33相比位于径向外侧,而与液压缸部25的筒部25A的内周侧嵌合。连结部35形成为圆环状,将内径侧筒部33和外径侧筒部34之间连结。在活塞32的外周侧、即外径侧筒部34的外周侧,沿轴向延伸的爪34A在周向上分离地形成有多个。活塞32的爪34A与第1旋转轴22(筒部25A)的爪25A1咬合(卡合)。活塞32基于爪34A与爪25A1的咬合,与第1旋转轴22成为一体并以中心轴线A-A为中心进行旋转。由此,活塞32以相对于第1旋转轴22能够进行轴向上的位移、且相对于第1旋转轴22阻止了周向(旋转方向)的位移的状态下设于第1旋转轴22。
活塞32具有第1爪部38。即,在活塞32的外径侧筒部34的内周侧,沿轴向延伸的第1爪部38在周向上分离地形成有多个。若活塞32向第2旋转轴43侧(同步器锁止环51侧)位移,则第1爪部38与同步器锁止环51的第3爪部52卡合。若活塞32从与第3爪部52卡合的状态进一步朝向第2旋转轴43侧位移,则第1爪部38与第2旋转轴43的第2爪部47卡合。活塞32以及第1旋转轴22基于第1爪部38与第2爪部47的卡合,与第2旋转轴43一并旋转。
在油室37的液压(压力)成为规定以下的情况下,在活塞32的连结部35设有用于释放残留在油室37内压力的阀36。阀36具备沿活塞32的轴向延伸的贯穿孔36A、以及配置在贯穿孔36A内的滚珠36B。贯穿孔36A具备内径尺寸很小的小径部、以及内径尺寸比该小径部大的大径部。滚珠36B配置在贯穿孔36A的大径部内。若向油室37供给液压油,则滚珠36B阻塞小径部。阀36因油室37的液压的下降使滚珠36B从小径部分离,由此,打开阀。此外,阀36可以设在第1旋转轴22侧、例如液压缸部25的底部25B。
在活塞32的外径侧筒部34的内周侧设有键环39。键环39与活塞32呈同轴配置。键环39安装为能够使活塞32的第1爪部38进行轴向上的位移。在外径侧筒部34的内周侧(换言之,第1爪部38)设有供挡圈40安装的整周槽41。键环39通过弹簧42而被向挡圈40侧施力。若活塞32向第2旋转轴43侧位移,则键环39与同步器锁止环51的键槽53卡合。
键环39具有环部39A、筒部39B。在环部39A的外周侧,在周向上分离地设有多个凹部(未图示)。凹部与活塞32的第1爪部38卡合。由此,键环39与活塞32能够进行轴向上的移动(相对位移)地在旋转方向上受到约束。即,键环39通过环部39A的凹部与活塞32的第1爪部38的卡合,在相对于活塞32被阻止了周向上的位移的状态下设于活塞32。
筒部39B从环部39A的内径侧朝向同步器锁止环51侧延伸。筒部39B的前端侧、即在同步器锁止环51侧,向轴向突出的突起39B1在周向上分离地设有多个。突起39B1与设于同步器锁止环51的多个键槽53对应地设置。就键环39而言,若活塞32向第2旋转轴43侧位移,则键环39的突起39B1与同步器锁止环51的键槽53卡合。键环39能够实现在挡圈40与弹簧42之间的轴向上的移动。
第2旋转轴43相对于第1旋转轴22同轴、且相对于第1旋转轴22能够相对旋转地配置。第2旋转轴43具有能够与第1爪部38卡合的第2爪部47。即,第2旋转轴43具有小径部44、环状凸缘部45、有底孔46。小径部44设在第2旋转轴43的前端侧、即第1旋转轴22侧。小径部44例如具有与第1旋转轴22的活塞嵌合部24相同的外径尺寸。在小径部44的外周侧可相对旋转地嵌合有同步器锁止环51。在小径部44,沿轴向延伸的凸部44A在周向上分离地设有多个。在凸部44A卡合有形成于第1摩擦板54的内周侧的凹部(未图示)。由此,第1摩擦板54与第2旋转轴43一并旋转。
环状凸缘部45具有比小径部44大的外径尺寸。在环状凸缘部45的外周侧,第2爪部47在周向上分离地形成有多个。若活塞32向第2旋转轴43侧位移,则第2爪部47与活塞32的第1爪部38卡合。基于第2爪部47与第1爪部38的卡合,第2旋转轴43与第1旋转轴22一并旋转。即,基于向油室37供给的液压油使活塞32的第1爪部38与第2旋转轴43的第2爪部47卡合,由此,第1旋转轴22与第2旋转轴43连接成能够进行旋转的传递的状态。
有底孔46设在小径部44以及环状凸缘部45的内径侧。在有底孔46内插穿有第1旋转轴22的小径部23。在“有底孔46的内周面”与“小径部23的外周面”之间设有向心滚针轴承28A、28A。在“有底孔46的底面”与“第1旋转轴22的小径部23的端面”之间设有推力滚针轴承28B。在“第2旋转轴43的小径部44侧的端面”与“将第1旋转轴22的小径部23和活塞嵌合部24连接的端面”之间设有推力滚针轴承28B。
在第2旋转轴43的小径部44设有沿径向延伸的冷却管路48。冷却管路48形成为贯穿小径部44的外周侧与有底孔46的内周侧之间的贯穿孔。在小径部44形成有供挡圈49安装的整周槽44B。在第2旋转轴43的环状凸缘部45与挡圈49之间设有垫圈50、同步器锁止环51和摩擦板54、55。
同步器锁止环51与第2旋转轴43同轴地支撑于第2旋转轴43。同步器锁止环51具有相对于第2旋转轴43能够在轴向以及周向(旋转方向)上移动的滑动面。即,在同步器锁止环51的内周侧插穿有第2旋转轴43的小径部44。在该情况下,同步器锁止环51的内周面51A成为相对于第2旋转轴43的小径部44的外周面能够在轴向以及周向上移动的滑动面。由此,同步器锁止环51安装为能够相对于第2旋转轴43实现轴向以及周向上的移动(位移)。同步器锁止环51以及摩擦板54、55在挡圈49(垫圈50)与第2旋转轴43的环状凸缘部45之间能够精细地、例如以0.5mm~1.0mm的程度进行轴向上的位移。
同步器锁止环51与第2旋转轴43的小径部44的外周侧松弛地嵌合。在动力传递装置21为切断状态时,同步器锁止环51能够相对于第2旋转轴43在旋转方向上自由运动(滑动)。因此,同步器锁止环51与第2旋转轴43不成为一体地进行旋转。但同步器锁止环51因与第2旋转轴43的滑动面的摩擦阻力而随着第2旋转轴43旋转。例如,若第2旋转轴43恒定旋转,则第2旋转轴43与同步器锁止环51的旋转速度变得大致相同。与之相对地,在第2旋转轴43的旋转速度变动的情况下,第2旋转轴43与同步器锁止环51成为不同的旋转速度。
同步器锁止环51具有能够与活塞32的第1爪部38卡合的第3爪部52。即,在同步器锁止环51的外周侧,第3爪部52在周向上分离地形成有多个。第3爪部52若活塞32向第2旋转轴43侧(同步器锁止环51侧)位移,则与活塞32的第1爪部38卡合。活塞32的第1爪部38在基于向油室37供给的液压油而与第2旋转轴43的第2爪部47卡合时,在与该第2爪部47卡合之前,与同步器锁止环51的第3爪部52卡合。
在同步器锁止环51的端面、即,活塞32侧的端面,在圆周向上分离地设有多个键槽53。在键槽53卡合有键环39的突起39B1。键环39(突起39B1)在活塞32的第1爪部38与同步器锁止环51的第3爪部52卡合时,在这些第1爪部38与第3爪部52卡合之前,与同步器锁止环51的键槽53卡合。
在同步器锁止环51设有位于外周侧且朝向第2旋转轴43的环状凸缘部45突出的筒部51B。在筒部51B的内周侧,沿轴向延伸的凸部51B1在周向上分离地设有多个。在凸部51B1卡合有形成于第2摩擦板55的外周侧的凹部(未图示)。由此,第2摩擦板55与同步器锁止环51一并旋转。
在同步器锁止环51与第2旋转轴43之间设有第1摩擦板54和第2摩擦板55。第1摩擦板54始终与第2旋转轴43的凸部44A咬合。在该情况下,在第1摩擦板54的内周侧设有与设于第2旋转轴43的小径部44的凸部44A卡合的凹部。第1摩擦板54通过凹部与凸部44A的卡合而在能够相对于第2旋转轴43实现轴向上的位移、且相对于第2旋转轴43被阻止了周向(旋转方向)的位移的状态下安装于第2旋转轴43。即,第1摩擦板54以相对于第2旋转轴43被阻止了周向上的位移的状态配置,沿轴向夹持在同步器锁止环51与第2旋转轴43之间。
另一方面,第2摩擦板55始终与同步器锁止环51的凸部51B1咬合。在该情况下,在第2摩擦板55的外周侧设有与设于同步器锁止环51的筒部51B的凸部51B1卡合的凹部。第2摩擦板55在通过凹部与凸部51B1的卡合而能够相对于同步器锁止环51实现轴向上的位移、且相对于同步器锁止环51被阻止了周向(旋转方向)的位移的状态下安装于同步器锁止环51。即,第2摩擦板55在相对于同步器锁止环51被阻止了周向上的位移的状态下配置,沿轴向夹持在同步器锁止环51与第2旋转轴43之间。
在第一实施方式中,作为滑动构件的摩擦板54、55以及同步器锁止环51支撑于第2旋转轴43。因此,在第1旋转轴22与第2旋转轴43之间旋转的传递断开的“切断状态(解放状态)”时,能够降低基于滑动构件的动力的损耗。另外,在第1旋转轴22与第2旋转轴43之间,由滚动轴承28A、28B支撑,因此,能够相对于滑动轴承减小动力的损耗。能够利用这两个动力的损耗的减小效果,能够减少发热。由此,能够减少为了冷却动力传递装置21而供给的冷却液的量。
在该情况下,动力传递装置21的冷却经由第1旋转轴22的冷却管路27与第2旋转轴43的冷却管路48进行。即,在第2旋转轴43的环状凸缘部45与同步器锁止环51之间的摩擦板54、55,经由冷却管路27、28供给冷却液。此时,冷却液通过第1旋转轴22以及第2旋转轴43的旋转而以离心力被向外径侧排出,因此,冷却液的量越少,则越能够减少冷却液因离心力被排出而引起的动力的损耗。在第一实施方式中,由于能够降低冷却液的量,所以从这一点也能够减少动力的损耗。
接下来,参照图7~图11,说明设于活塞32的第1爪部38的形状、设于第2旋转轴43的第2爪部47的形状、设于同步器锁止环51的第3爪部52的形状。
第1爪部38设于活塞32的外径侧筒部34的内周侧。如图7~图11所示,第1爪部38的侧面从成为前端侧的第2旋转轴43侧趋向成为基端侧的活塞32的连结部35侧,呈3阶段变化。在该情况下,第1爪部38从前端侧按顺序而具备成为钝角部的第1倾斜部38A、成为锐角部的第2倾斜部38B、平行部38C。第1倾斜部38A构成第1爪部38的前端侧。如图9所示,第1倾斜部38A成为趋向前端侧而向第1爪部38的厚度变小的方向倾斜的侧面38A1。在第1倾斜部38A设有向越趋向前端侧则高度越低的方向倾斜的倒角。第2倾斜部38B从第1倾斜部38A朝向第1爪部38的基端侧延伸,将第1倾斜部38A和平行部38C之间连接。第2倾斜部38B成为趋向第1倾斜部38A而向第1爪部38的厚度变小的方向倾斜的侧面38B1。第1倾斜部38A的倾斜角度、即,第1倾斜部38A的侧面38A1与第1爪部38的中心线B-B所成的角度变得比第2倾斜部38B的倾斜角度、即,第2倾斜部38B的侧面38B1与中心线B-B所成的角度大。平行部38C成为相对于作为第1爪部38延伸的方向的中心线B-B平行的侧面。此外,平行部38C例如也可以成为相对于中心线B-B倾斜的侧面(倾斜面),但优选设为平行的侧面(平行面)。
第2爪部47设于第2旋转轴43的环状凸缘部45的外周侧。第2爪部47的侧面从成为前端侧的活塞32侧趋向与成为基端侧的活塞32分离一侧,呈2阶段变化。在该情况下,第2爪部47从前端侧按顺序,具有成为钝角部的第1倾斜部47A、成为锐角部的第2倾斜部47B。第1倾斜部47A构成第2爪部47的前端侧。第1倾斜部47A成为相对于从前端侧趋向第2爪部47的厚度变小的方向倾斜的侧面47A1。在第1倾斜部47A设有向越趋向前端侧则高度越低的方向倾斜的倒角。第2倾斜部47B从第1倾斜部47A朝向第2爪部47的基端侧延伸。第2倾斜部47B成为向朝向第1倾斜部47A而第2爪部47的厚度变小的方向倾斜的侧面47B1。第1倾斜部47A的倾斜角度、即,第1倾斜部47A的侧面47A1与第2爪部47的中心线C-C所成的角度变得比第2倾斜部47B的倾斜角度、即,第2倾斜部47B的侧面47B1与中心线C-C所成的角度大。
第3爪部52设于同步器锁止环51的外周侧。第3爪部52的侧面从成为前端侧的活塞32侧趋向与成为基端侧的活塞32分离一侧,呈2阶段变化。在该情况下,第3爪部52从前端侧按顺序,具有成为钝角部的第1倾斜部52A、成为锐角部的第2倾斜部52B。第1倾斜部52A构成第3爪部52的前端侧。第1倾斜部52A成为向朝向前端侧第3爪部52的厚度变小的方向倾斜的侧面52A1。在第1倾斜部52A设有向越趋向前端侧则高度越低的方向倾斜的倒角。第2倾斜部52B从第1倾斜部52A朝向第3爪部52的基端侧延伸。第2倾斜部52B成为向朝向第1倾斜部52A而第3爪部52的厚度变小的方向倾斜的侧面52B1。第1倾斜部52A的倾斜角度、即,第1倾斜部52A的侧面52A1与第3爪部52的中心线D-D所成的角度变得比第2倾斜部52B的倾斜角度、即,第2倾斜部52B的侧面52B1与中心线D-D所成的角度大。此外,第2倾斜部52B例如可以为相对于中心线D-D平行的侧面(平行面),优选为倾斜的侧面(倾斜面)。
在此,如图11所示,第1爪部38的第2倾斜部38B的侧面38B1和第2爪部47的第2倾斜部47B的侧面47B1成为在第1爪部38与第2爪部47卡合时相抵接的卡合面。而且,第1爪部38与第2爪部47的卡合面(第2倾斜部38B的侧面38B1、第2倾斜部47B的侧面47B1)在第1旋转轴22与第2旋转轴43之间传递了旋转力时,成为对第1爪部38与第2爪部47施加使彼此在轴向上分离的方向的力。
另外,如图9所示,第1爪部38的第1倾斜部38A的侧面38A1和第3爪部52的第1倾斜部52A的侧面52A1成为在第1爪部38与第3爪部52卡合时相抵接的前端侧卡合面。即,在第1爪部38中的与第2爪部47卡合的卡合面(第2倾斜部38B的侧面38B1)相比更靠第1爪部38的前端侧,作为前端侧卡合面而设有第1倾斜部38A的侧面38A1。前端侧卡合面、即第1倾斜部38A的侧面38A1在第1爪部38与第2爪部47卡合之前与第3爪部52的第1倾斜部52A的侧面52A1卡合。
像这样,在第一实施方式中,第1爪部38具有第1倾斜部38A和第2倾斜部38B。第1倾斜部38A对应于成为与第3爪部52(的第1倾斜部52A)卡合的部位的第1卡合部。第2倾斜部38B对应于成为与第2爪部47(的第2倾斜部47B)卡合的部位的第2卡合部。在该情况下,第1倾斜部38A和第2倾斜部38B作为具有相同的内径尺寸的连续的一个爪部而形成于活塞32。
接下来,说明在将动力传递装置21从切断状态(解放状态)切换成连接状态(紧固状态)时的动力传递装置21的动作。
图3以及图7示出动力传递装置21的切断状态、即,在第1旋转轴22与第2旋转轴43之间旋转的传递断开的状态。若从该切断状态向油室37供给工作油,则活塞32移动至第2旋转轴43侧。由此,如图4所示,设于活塞32的键环39的突起39B1与同步器锁止环51的键槽53卡合,同步器锁止环51和活塞32开始一体地旋转。像这样,通过使同步器锁止环51和活塞32的旋转同步,能够圆滑地进行接下来进行的第1爪部38与第3爪部52的卡合、即,第1爪部38的第1倾斜部38A与第3爪部52的第1倾斜部52A的接触。此外,为了提高活塞32的响应性,可以将油室37始终保持为正压、即,即使为切断状态也为正压。
若从图4的状态进一步使活塞32向第2旋转轴43移动,则如图5以及图8所示,活塞32的第1爪部38与同步器锁止环51的第3爪部52卡合。即,如图8以及图9所示,第1爪部38的第1倾斜部38A与第3爪部52的第1倾斜部52A接触。在此,图8示出了第1爪部38与第3爪部52的接触状态。图9示出了第1爪部38与第3爪部52产生的力。第1爪部38的第1倾斜部38A利用力F将第3爪部52的第1倾斜部52A在轴向上按压。由此,同步器锁止环51被朝向第2旋转轴43的环状凸缘部45按压。其结果为,在摩擦板54、55之间、以及环状凸缘部45与环状凸缘部45侧的摩擦板55之间产生摩擦力,对第2旋转轴43和第1旋转轴22分别施加使旋转同步的方向的转矩T。若将基于向油室37供给的液压油的第1爪部38的力设为F、将摩擦系数设为μ、将摩擦面的数量设为N、将有效摩擦半径设为m,转矩T能够通过下面的数学式1来表示。
[数学式1]
T=F×μ×N×m
如图9所示,对同步器锁止环51施加的转矩T经由第3爪部52的第1倾斜部52A,产生要使第1爪部38的第1倾斜部38A旋转的力fy。在将转矩设为T、将从中心轴线A-A到第1倾斜部52A与第1倾斜部38A的卡合点为止的距离设为L的情况下,力fy能够通过下面的数学式2来表示。
[数学式2]
Figure BDA0003140297770000171
第1倾斜部52A与第1倾斜部38A的接触以角度α倾斜,因此,产生作为分力的力fx。此时,力fx与力fy成立下面的数学式3的关系。
[数学式3]
Figure BDA0003140297770000172
因此,以力fx向液压缸部25的底部25B侧压回活塞32。利用该作用,将力fx设为力F以上(fx≥F),由此,在第1旋转轴22与第2旋转轴43的旋转不同步的状态下,活塞32能够设为无法移动至比第3爪部52更靠第2旋转轴43一侧。
而且,在使油室37的液压上升且使活塞32的推力上升的情况下,同步器锁止环51与向第2旋转轴43侧按压的推力几乎成正比例,在摩擦板54、55之间、以及环状凸缘部45与环状凸缘部45侧的摩擦板55之间的摩擦力也上升。由此,向同步器锁止环51传递的转矩变大,力fy上升,由此,作用于压回活塞32的方向的力fx也上升。其结果为,在第2旋转轴43与第1旋转轴22的旋转不同步的状态下,能够设为活塞32移动至比第3爪部52更靠第2旋转轴43一侧。根据该作用来调节油室37的液压,由此,在第2旋转轴43与第1旋转轴22的旋转同步时,能够对第2旋转轴43与第1旋转轴22之间传递的转矩进行控制(调节)。另外,到同步结束为止,活塞32无法移动至比第3爪部52更靠近第2旋转轴43一侧。因此,在第2旋转轴43与第1旋转轴22的旋转同步之前,能够抑制第1爪部38与第2爪部47卡合。由此,能够抑制冲击转矩。
另外,为了在第2旋转轴43与第1旋转轴22不同步的状态下活塞32无法移动至比第3爪部52更靠近第2旋转轴43一侧,必须将α的角度设为规定位置以下。若使上述数学式3变形,则设为下述数学式4。
[数学式4]
Figure BDA0003140297770000181
若向上述数学式2代入上述数学式1,则成为下面的数学式5。
[数学式5]
Figure BDA0003140297770000182
若向上述数学式4代入上述数学式5,则成为下面的数学式6。
[数学式6]
Figure BDA0003140297770000183
在根据作用反作用的关系,第2旋转轴43与第1旋转轴22经由第1倾斜部38A与第1倾斜部52A的接触而在摩擦板55与摩擦板54的面间、以及在摩擦板55与第2旋转轴43之间产生摩擦并进行同步的期间内,成立“fx=F”。因此,成为下面的数学式7。
[数学式7]
Figure BDA0003140297770000184
作为一例,在μ=0.1、N=3、L=0.11[m]、m=0.1[m]时,成为α<15.25°。但若F相对于fx过大,即,α过小,则第1倾斜部38A与第1倾斜部52A的咬合脱离,第1旋转轴22与第2旋转轴43无法同步。因此,α需要成为规定值以下。因此,若满足下面的数学式8的条件,则第2旋转轴43与第1旋转轴22同步之后,活塞32能够移动至比第3爪部52更靠第2旋转轴43一侧。由此,能够抑制动力传递装置21的卡合时的冲击转矩。
[数学式8]
Figure BDA0003140297770000191
若第2旋转轴43与第1旋转轴22的同步结束,则第2旋转轴43与第1旋转轴22之间传递的转矩T下降。由此,转矩T成为下面数学式9的关系。
[数学式9]
T<F×μ×N×m
传递至同步器锁止环51的转矩T变小,因此,若使第1爪部38的第1倾斜部38A旋转的力fy下降,由此使力fx下降。在该状态下,成立下面的数学式10的关系。
[数学式10]
Figure BDA0003140297770000192
而且,在转矩T下降至直到力fx变得比力F小(fx<F)为止时,活塞32能够移动至比同步器锁止环51的第3爪部52更靠第2旋转轴43一侧。即,如图6以及图10所示,活塞32的第1爪部38与第2旋转轴43的第2爪部47卡合。此时,如图10以及图11所示,第2爪部47的第1倾斜部47A朝向活塞32侧倾斜,因此,活塞32的第1爪部38能够与第2爪部47咬合(卡合)。由此,在第2旋转轴43与第1旋转轴22之间成立机械性咬合的接合,使动力传递装置21的卡合完成。在此,图10示出了卡合时的第1爪部38与第2爪部47的接触状态。图6示出了卡合时的纵向剖面(包括中心轴线A-A的剖面)。
接下来,说明动力传递装置21的连接状态、即持续卡合时的状态。
图11示出在动力传递装置21为连接状态时对第2爪部47与第1爪部38产生的力。在动力传递装置21为连接状态时,第2爪部47的第2倾斜部47B与第1爪部38的第2倾斜部38B卡合(咬合)。在该连接状态时,在将传递的转矩设为T2、将要使第1爪部38的第2倾斜部38B旋转的力设为fy2、将从中心轴线A-A到第2倾斜部47B与第2倾斜部38B的卡合点为止的距离设为L2的情况下,力fy2能够以下面的数学式11表示。
[数学式11]
Figure BDA0003140297770000201
第2倾斜部47B与第2倾斜部38B的咬合的接触角以角度β倾斜,由此,利用分力产生力fx2。此时,力fx2和力fy2成立下面的数学式12的关系。
[数学式12]
Figure BDA0003140297770000202
在第1爪部38与第2爪部47卡合时,活塞32利用力fx2压回。因此,为了维持第1爪部38和第2爪部47的卡合状态,需要以使第1爪部38的力F成为比力fx2大(F>fx2)的方式,将油室37的液压保持为规定值(卡合维持规定值)。即,在动力传递装置21为连接状态时,向油室37供给液压,将油室37的液压保持为规定值(卡合维持规定值)以上,由此,维持第1爪部38与第2爪部47的卡合。
接下来,说明在将动力传递装置21从连接状态(紧固状态)切换至切断状态(解放状态)时的动力传递装置21的动作。
若从规定值降低油室37的液压、使第1爪部38的力F比力fx2小(F<fx2),则活塞32被压回至第1旋转轴22一侧(液压缸部25的底部25B侧),能够使第1爪部38与第2爪部47的卡合(咬合)脱离。若第1爪部38与第2爪部47的卡合脱离,则第3爪部52的第2倾斜部52B与第1爪部38的第2倾斜部38B咬合。同步器锁止环51的第3爪部52与活塞32的第1爪部38的卡合部(咬合部)也由第2倾斜部52B、38B和第1倾斜部52A、38A构成,因此,在第1摩擦板54与第2摩擦板55之间、以及环状凸缘部45与环状凸缘部45侧的第2摩擦板55之间产生摩擦转矩,由此,产生将第1爪部38按压至第2旋转轴43侧的力。由此,能够将活塞32圆滑地向第1旋转轴22的液压缸部25的底部25B侧移动。此时,在同步器锁止环51产生的转矩很小。因此,第3爪部52的第2倾斜部52B可以为相对于中心线D-D平行的侧面(平行部)。
即使第3爪部52与第1爪部38的卡合脱离,同步器锁止环51的键槽53、键环39的突起39B1也继续卡合(咬合)。键环39利用弹簧42将同步器锁止环51按压至第2旋转轴43侧,但弹簧42的推力很小,由此,在第1摩擦板54与第2摩擦板55之间、以及环状凸缘部45与环状凸缘部45侧的第2摩擦板55之间产生的摩擦转矩很小。因此,同步器锁止环51的键槽53与键环39的突起39B1卡合的载荷足够小。由此,键环39和活塞32通过复位弹簧31进一步向第1旋转轴22侧(液压缸部25的底部25B侧)压回。因此,即使在第2旋转轴43与第1旋转轴22之间存在转矩的传递的情况下,也能够实现第2旋转轴43与第1旋转轴22的解放。此外,在第2旋转轴43与第1旋转轴22之间没有转矩的传递的情况下,为了将活塞32返回至第1旋转轴22侧所需的推力很小即可,因此,爪部38、47、52的卡合的解放仅利用复位弹簧31的推力来进行。
如上所述,根据第一实施方式,基于向油室37供给液压油使第1爪部38与第2爪部47卡合,由此,第1旋转轴22和第2旋转轴43连接成能够旋转的传递的状态。即,根据第1爪部38与第2爪部47的卡合,进行在第1旋转轴22与第2旋转轴43之间旋转的传递。因此,与利用摩擦接合进行旋转的传递的构成相比,在解放动力传递装置21时滑动的部位变少,因此,能够减少动力的损耗。而且,第1爪部38与第2爪部47的卡合面成为(第2倾斜部38B的侧面38B1、第2倾斜部47B的侧面47B1)在第1旋转轴22与第2旋转轴43之间传递旋转时对第1爪部38与第2爪部47施加使彼此在轴向上分离的方向的力的倾斜面。因此,即使在传递第1旋转轴22与第2旋转轴43之间很大的旋转时,若停止向油室37供给液压油(解除油室37的压力),则能够基于对第1爪部38与第2爪部47的卡合面施加的力,解除第1爪部38与第2爪部47的卡合。
而且,第1爪部38在与第2旋转轴43的第2爪部47卡合时,在与该第2爪部47的卡合之前,与同步器锁止环51的第3爪部52卡合。此时,基于第1爪部38与第3爪部52的卡合将同步器锁止环51朝向第2旋转轴43按压,由此,基于在同步器锁止环51与第2旋转轴43之间产生的摩擦力,能够使第1旋转轴22的旋转与第2旋转轴43的旋转同步。因此,在第1旋转轴22与第2旋转轴43同步的状态下,能够使第1爪部38和第2爪部47卡合。由此,在从在第1旋转轴22与第2旋转轴43之间断开旋转的传递的切断状态(解放状态)切换为进行旋转的传递的连接状态时,能够经由基于摩擦的接合而稳定于机械性接合(卡合、咬合)进行切换。
另外,根据第一实施方式,能够减少滑动的部位(能够减小滑动面积),能够减少基于摩擦(滑动)的发热以及动力的损耗。在此基础上,还能够减少冷却液的供给量,从这一点也能够减小损耗。而且,能够增大在进行基于摩擦的同步时的转矩。另外,在同步时能够吸收的能量也能够增大。
根据第一实施方式,在第1爪部38的前端侧设有与第3爪部52卡合的前端侧卡合面(第1倾斜部38A的侧面38A1)。因此,基于第1爪部38的前端侧卡合面(第1倾斜部38A的侧面38A1)与第3爪部52(的第1倾斜部52A的侧面52A1)的卡合能够将同步器锁止环51朝向第2旋转轴43稳定地按压。由此,在从切断状态(解放状态)切换至连接状态时,能够稳定地进行第1旋转轴22与第2旋转轴43的旋转的同步。
根据第一实施方式,第1爪部38的第1卡合部(第1倾斜部38A)与第2卡合部(第2倾斜部38B)作为具有相同的内径尺寸的连续一个爪部而形成为活塞32。因此,与将成为与第3爪部52卡合的部位的第1卡合部(第1倾斜部38A)和成为与第2爪部47(的第2倾斜部47B)卡合的部位的第2卡合部(第2倾斜部38B)作为不同的爪部而形成于活塞32的构成相比,能够易于进行加工作业。
根据第一实施方式,在活塞32设有第1爪部38与第3爪部52卡合之前与同步器锁止环51的键槽53卡合的键环39。因此,键环39的突起39B1与同步器锁止环51的键槽53卡合,由此,能够在第1旋转轴22的旋转与同步器锁止环51的旋转同步的状态下,使第1爪部38与第3爪部52卡合。因此,与没有设有键环39的构成相比,能够减少第1爪部38与第3爪部52卡合时的冲击转矩。
根据第一实施方式,在同步器锁止环51与第2旋转轴43之间设有摩擦板54、55。因此,利用摩擦板54、55能够增大同步器锁止环51与第2旋转轴43之间的摩擦面积,能够在短时间内圆滑地进行第1旋转轴22与第2旋转轴43的旋转的同步。另外,能够抑制在使第1旋转轴22与第2旋转轴43的旋转同步时的发热。
接下来,图12示出了第二实施方式。第二实施方式的特征在于没有设置键环的构成。此外,在第二实施方式中,对与上述第一实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记,并省略其说明。
第二实施方式构成为从第一实施方式的活塞32省略了挡圈40、整周槽41和键环39的构成。第一实施方式的键环39为用于圆滑地进行设置于活塞32的内周侧的第1爪部38的第1倾斜部38A和设置于同步器锁止环51的外周侧的第3爪部52的第1倾斜部52A的接触的部件。虽减少了接触的圆滑性,但也可以省略键环39。通过不设置键环39、挡圈40和整周槽41,能够减少部件个数以及加工工序,能够简化动力传递装置21。
第二实施方式如上所述省略了挡圈、整周槽、键环,因此,其基本的作用与上述第一实施方式没有特别的差异。特别是,根据第二实施方式,通过省略挡圈、整周槽、键环,能够相应地减少成本。
接下来,图13~图16示出了第三实施方式。第三实施方式的特征在于,省略键环,并且将第1爪部的第1卡合部和第2卡合部作为具有不同的内径尺寸的单独的爪部而形成于活塞。此外,在第三实施方式中,对与上述第一实施方式以及第二实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记,并省略说明。
活塞32具备内径侧筒部33、外径侧筒部61、连结部35。在外径侧筒部61的内周侧形成有第1爪部62。第1爪部62具备成为与第3爪部52卡合的部位的第1卡合部(以下,称为内侧第1爪部63)、成为与第2爪部47卡合的部位的第2卡合部(以下,称为外侧第1爪部64)。内侧第1爪部63和外侧第1爪部64作为具有不同的内径尺寸的单独的爪部而形成于活塞。
像这样,在第三实施方式中,在活塞32的内周侧同轴地设有内侧第1爪部63和外侧第1爪部64。内侧第1爪部63与设置于同步器锁止环51的外周侧的第3爪部52卡合。外侧第1爪部64与设置于第2旋转轴43的外周侧的第2爪部47卡合。
如图14以及图15所示,活塞32的内侧第1爪部63的侧面的角度呈三阶段变化,从内侧第1爪部63的前端侧按顺序,具有成为钝角部的第1倾斜部63A、成为锐角部的第2倾斜部63B、平行部63C。与之相对地,同步器锁止环51的第3爪部52的侧面的角度呈两阶段变化,从第3爪部52的前端侧按顺序,具有成为钝角部的第1倾斜部52A、成为锐角部的第2倾斜部52B。另一方面,如图16所示,活塞32的外侧第1爪部64的侧面的角度呈三阶段变化,从外侧第1爪部64的前端侧按顺序,具备成为钝角部的第1倾斜部64A、成为锐角部的第2倾斜部64B、平行部64C。与之相对地,第2旋转轴43的第2爪部47的侧面的角度呈两阶段变化,从第2爪部47的前端侧按照顺序,具有成为钝角部的第1倾斜部47A、成为锐角部的第2倾斜部47B。
在此,如图16所示,优选外侧第1爪部64和第2爪部47很小、且周向上的间隔很窄、数量很多。其理由为,通过减少爪部64、67咬合时的周向(旋转方向)上的游隙,能够减小在转矩的传递方向反转的情况下产生的冲击转矩。另一方面,如图14以及图15所示,优选内侧第1爪部63和第3爪部52很大、周向上的间隔很大、且数量很少。由此,能够圆滑地进行内侧第1爪部63的第1倾斜部63A与第3爪部52的第1倾斜部52A的接触。像这样,在活塞32设置内侧第1爪部63和外侧第1爪部64的两个爪部63、64,由此,能够减少冲击转矩,能够圆滑地进行爪部47、52、63、64的卡合。
如上所述,第三实施方式在活塞32设置内侧第1爪部63和外侧第1爪部64的构成,因此,关于其基本的作用,与上述第一实施方式以及第二实施方式没有很大差异。
特别是,根据第三实施方式,第1爪部62的第1卡合部(内侧第1爪部63)与第2卡合部(外侧第1爪部64)作为具有不同的内径尺寸的单独的爪部63而形成于活塞32。因此,能够利用第1卡合部(内侧第1爪部63)和第2卡合部(外侧第1爪部64)使爪部的数量、爪部与爪部的间隔、爪部的厚度尺寸等不同。由此,在第1爪部62(内侧第1爪部63、外侧第1爪部64)与第2爪部47卡合时和与第3爪部52卡合时两方圆滑地能够进行各自的卡合。
接下来,图17示出了第四实施方式。第四实施方式的特征在于,省略了同步器锁止环。此外,在第四实施方式中,对与上述第一实施方式~第三实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记,并省略说明。
第四实施方式的动力传递装置21具备第1旋转轴22、活塞32、油室37、第1旋转轴侧摩擦板75、第2旋转轴43、第2旋转轴侧摩擦板76。第四实施方式的动力传递装置21不具备同步器锁止环。由此,简单地构成第四实施方式的动力传递装置21。在活塞32的外径侧筒部34的内周侧设有圆环状的推板71。在该情况下,推板71与活塞32同轴地配置。在推板71的外周侧,在周向上分离地设有多个凹部(未图示)。推板71的凹部与活塞32的第1爪部38卡合。由此,活塞32和推板71在旋转方向上受到约束。在外径侧筒部34的内周侧(换言之,第1爪部38)设有供挡圈72安装的整周槽73。推板71通过挡圈72阻止活塞32向连结部35侧的轴向上的位移。在推板71与第2旋转轴43的环状凸缘部45之间设有弹簧74、第1旋转轴侧摩擦板75和第2旋转轴侧摩擦板76。
第1旋转轴侧摩擦板75始终与活塞32的第1爪部38咬合。在该情况下,在第1旋转轴侧摩擦板75的外周侧设有与第1爪部38卡合的凹部。第1旋转轴侧摩擦板75在通过凹部与第1爪部38的卡合而能够相对于活塞32实现轴向上的位移、且相对于活塞32被阻止了周向(旋转方向)的位移的状态下安装于活塞32。即,第1旋转轴侧摩擦板75在相对于活塞32同轴、且相对于活塞32被阻止了相对旋转的状态下支撑于活塞32。第1旋转轴侧摩擦板75当伴随活塞32向第2旋转轴43侧位移而使弹簧74弹性变形(缩短)时,通过弹簧74对第2旋转轴43的环状凸缘部45侧施力。在活塞32返回至液压缸部25的底部25B侧时,弹簧74成为自由状态,在第1旋转轴侧摩擦板75与第2旋转轴侧摩擦板76之间形成有间隙。
第2旋转轴侧摩擦板76始终与第2旋转轴43的凸部44A咬合。在该情况下,在第2旋转轴侧摩擦板76的内周侧设有与设于第2旋转轴43的小径部44的凸部44A卡合的凹部。第2旋转轴侧摩擦板76在通过凹部与凸部44A的卡合而相对于第2旋转轴43实现轴向上的位移、且相对于第2旋转轴43被阻止了周向(旋转方向)的位移的状态下安装于第2旋转轴43。即,第2旋转轴侧摩擦板76在相对于第2旋转轴43同轴、且相对于第2旋转轴43被阻止了相对旋转的状态下支撑于第2旋转轴43。
在这种第四实施方式中,第1旋转轴侧摩擦板75在基于向油室37供给液压油而使活塞32的第1爪部38与第2旋转轴43的第2爪部47卡合时,在这些第1爪部38与第2爪部47卡合之前,与第2旋转轴侧摩擦板76摩擦接触。与此同时,第2旋转轴43的环状凸缘部45与第1旋转轴侧摩擦板75也摩擦接触。另外,第四实施方式也与第一实施方式同样地,第1爪部38与第2爪部47的卡合面成为(第2倾斜部38B的侧面38B1、第2倾斜部47B的侧面47B1)在第1旋转轴22与第2旋转轴43之间传递旋转时对第1爪部38与第2爪部47施加使彼此在轴向上分离的方向上的力的倾斜面。
接下来,说明在连接动力传递装置21时、即,从在第1旋转轴22与第2旋转轴43之间断开旋转的传递的切断状态、连接至第1旋转轴22与第2旋转轴43能够传递旋转的的状态时的动作。
当通过向油室37供给液压油,使活塞32向第2旋转轴43侧移动时,推板71经由弹簧74使第1旋转轴侧摩擦板75和第2旋转轴侧摩擦板76滑动。由此,对第1旋转轴22和第2旋转轴43施加使这些旋转同步的方向上的转矩。此时,通过将油室37的液压调节为规定值(同步规定值)以下,由此,使活塞32的第1爪部38与第2旋转轴43的第2爪部47不接触。在第1旋转轴22与第2旋转轴43的旋转同步完成之后,使油室37的液压上升至高于规定值(同步规定值),使活塞32进一步向第2旋转轴43侧移动。由此,第1爪部38的第2倾斜部38B与第2爪部47的第2倾斜部47B卡合。此时,作为第1爪部38的前端的第1倾斜部38A和作为第2爪部47的前端的第1倾斜部47A均成为钝角,因此,能够圆滑地开始第1爪部38与第2爪部47的卡合。第1旋转轴22与第2旋转轴43的同步是否完成例如能够通过旋转传感器检测第1旋转轴22与第2旋转轴43的旋转速度差来判定。另外,也可以在规定时间经过之后视为同步完成。
即,在第四实施方式中,利用基于向油室37供给液压油而在活塞32产生的推力并借助弹簧74将第1旋转轴侧摩擦板75和第2旋转轴侧摩擦板76压合。在此,将活塞32的第1爪部38与第2旋转轴43的第2爪部47不接触(卡合)的液压(压力)设为第1液压(例如,同步规定值)。将活塞32的第1爪部38与第2旋转轴43的第2爪部47能够接触的液压(压力)设为第2液压(例如,卡合规定值)。向油室37供给液压油的液压供给源(液压源)在第1旋转轴22与第2旋转轴43的相对转数成为规定值以下(即,视为同步的相对转数以下)时,将油室37的液压从第1液压变更为第2液压。此外,液压供给源也可以在以第1液压将油室37的液压保持了规定时间(例如,视为事先设定的同步的时间)之后,将油室37的液压从第1液压变更为第2液压。
接下来,说明在解除动力传递装置21的连接时的动作。
在连接了动力传递装置21的状态下,第1爪部38的第2倾斜部38B与第2爪部47的第2倾斜部47B卡合。在该情况下,卡合面(第2倾斜部38B的侧面38B1、第2倾斜部47B的侧面47B1)为锐角,因此,利用第1旋转轴22与第2旋转轴43之间的转矩的传递而对活塞32施加将活塞32压回的方向上的力。在油室37的液压保持为规定值(卡合维持规定值)以上时,活塞32不会被压回。与之相对地,当将油室37的液压降至低于规定值(卡合维持规定值)时,活塞32被压回至第1旋转轴22侧(液压缸部25的底部25B侧),能够解除第1爪部38与第2爪部47的卡合。
由此,即使在第2旋转轴43与第1旋转轴22之间有转矩的传递的情况下,也能够解放第2旋转轴43与第1旋转轴22。当第1爪部38与第2爪部47的卡合解除时,利用复位弹簧31使活塞32进一步向第1旋转轴22侧(液压缸部25的底部25B侧)压回。其结果为,第2旋转轴43与第1旋转轴22的解放完成。此外,在第2旋转轴43与第1旋转轴22之间没有转矩的传递的情况下,为了将活塞32返回至第1旋转轴22侧所需的推力很小即可,因此,能够利用复位弹簧31解除第1爪部38与第2爪部47的卡合。
第四实施方式如上所述为不设置同步器锁止环的构成,因此,其基本的作用与上述第一实施方式~第三实施方式没有特别不同。
特别是,根据第四实施方式,第1旋转轴侧摩擦板75在第1爪部38与第2爪部47卡合时,在第1爪部38与第2爪部47卡合之前与第2旋转轴侧摩擦板76摩擦接触。另外,第2旋转轴43的环状凸缘部45的侧面、即,活塞32侧的侧面与第1旋转轴侧摩擦板75也摩擦接触。由此,基于第1旋转轴侧摩擦板75与第2旋转轴侧摩擦板76以及第1旋转轴侧摩擦板75与第2旋转轴43的活塞32侧的侧面之间产生的摩擦力,能够使第1旋转轴22的旋转与第2旋转轴43的旋转同步。因此,在第1旋转轴22与第2旋转轴43同步的状态下,能够使第1爪部38与第2爪部47卡合。由此,在从第1旋转轴22与第2旋转轴43之间断开旋转的传递的切断状态(解放状态)切换至进行旋转的传递的连接状态时,能够借助基于摩擦的接合而稳定地切换至机械性接合(卡合、咬合)。
接下来,图18~图20示出了第五实施方式。第五实施方式的特征在于使摩擦板的摩擦面倾斜。此外,在第五实施方式中,对与上述的第一实施方式~第四实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记,并省略说明。
在上述第一实施方式~第三实施方式中,使摩擦板54、55的摩擦面相对于第1旋转轴22以及第2旋转轴43的中心轴线A-A正交。与之相对地,在第五实施方式中,使摩擦板的摩擦面在中心轴线A-A方向上倾斜。具体来说,在第五实施方式中,使第一实施方式的摩擦板54、55向中心轴线A-A方向倾斜。此外,也可以使第二实施方式以及第三实施方式的摩擦板54、55向中心轴线A-A方向倾斜。
第五实施方式也与第一实施方式同样地,在同步器锁止环51与第2旋转轴43之间设有第1摩擦板54和第2摩擦板55。在第五实施方式中,使摩擦板54、55向外周侧与内周侧相比更靠近第2旋转轴43的方向(从活塞32分离的方向)倾斜。
接下来,说明在连接动力传递装置21时的动作。
若向油室37供给液压油、使活塞32向第2旋转轴43侧移动,则键环39的突起39B1与同步器锁止环51的键槽53卡合。由此,同步器锁止环51与活塞32开始一体旋转。当活塞32进一步地向第2旋转轴43侧移动时,设于活塞32的第1爪部38的第1倾斜部38A与设于同步器锁止环51的第3爪部52的第1倾斜部52A接触。图20示出了第1爪部38与第3爪部52的接触状态。第1爪部38的第1倾斜部38A利用力F将第3爪部52的第1倾斜部52A在轴向上按压。如图19所示,力F经由第3爪部52传递至同步器锁止环51,利用力Dx在水平方向(轴向)上按压摩擦板54、55。此时,“F=Dx”的关系成立。在此,摩擦板54、55向中心轴线A-A方向倾斜,因此,摩擦板54、55被与摩擦板54、55正交的方向上的力Dz按压。若将力Dx与力Dz所成的角度设为角度γ,则下面的数学式13的关系成立。
[数学式13]
Figure BDA0003140297770000301
由此,在γ比0大(γ>0)时,力Dz变得比力Dx大(Dz>Dx)。使对第2旋转轴43和第1旋转轴22分别施加的旋转同步的方向上的转矩T当将摩擦系数设为μ、将摩擦面的数量设为N、将有效摩擦半径设为m时,能够利用下面的数学式14表示。
[数学式14]
T=Dz×μ×N×m
由此,若摩擦板54、55向中心轴线A-A方向倾斜,则存在相对于力Dx的转矩T变大的效果。如图20所示,传递至同步器锁止环51的转矩T经由第3爪部52的第1倾斜部52A产生要使第1爪部38的第1倾斜部38A旋转的力fy。力fy在将转矩设为T、将从中心轴线A-A到第1倾斜部52A与第1倾斜部38A的卡合点为止的距离设为L的情况下,能够利用上述数学式2表示。
第1倾斜部52A与第1倾斜部38A的接触以角度α倾斜,因此,产生作为分力的力fx。此时,力fx和力fy成立上述的数学式3的关系。由此,活塞32利用力fx被压回至液压缸部25的底部25B侧。根据这种作用,将力fx设为力F以上(fx≈F),由此,在第1旋转轴22与第2旋转轴43的旋转不同步的状态下,活塞32无法移动至与第3爪部52相比更靠第2旋转轴43一侧。若摩擦板54、55向中心轴线A-A方向倾斜,则能够增大相对力F的力fx,因此,能够易于防止在第1旋转轴22与第2旋转轴43的旋转不同步的状态下活塞32移动至与第3爪部52相比更靠近第2旋转轴43一侧。
接下来,参照图21以及图22说明第一实施方式~第五实施方式的设有动力传递装置21的部位。图21以及图22示出了作为作业车辆的轮式装载机1A、1B的动力传递路径。图21示出的轮式装载机1A与图22示出的轮式装载机1B的不同点在于,变速装置11的构成。另外,图21中的动力传递装置21A、21B、21C、21D以及图22中的动力传递装置21E、21F、21G、21H、21J、21K、21L、21M、21N、21P、21Q、21R与实施方式的动力传递装置21对应。
在图21以及图22中,在作为动力源(发动机)的引擎9连接有冷却风扇81、液压泵10、变速装置11。液压泵10供给用于使也被称作货物装卸作业机的作业装置7动作的液压油。变速装置11将从引擎9供给的动力传递至前车轴12和后车轴13。向前车轴12传递的动力被分配至左前车轮2A和右前车轮2B。同样地,向后车轴13传递的动力被分配至左后车轮4A和右后车轮4B。
在图21中,动力传递装置21A设在成为驱动构件(驱动源)的引擎9与成为被驱动构件的液压泵10之间。具体来说,动力传递装置21A设在与引擎9相连的要素(例如,传递轴)与液压泵10的要素(例如,输入轴)之间。在该情况下,将第1旋转轴22与第2旋转轴43中的某一方连接于与引擎9相连的要素,将另一方连接于与液压泵10相连的要素。在轮式装载机1A停止时、或者轮式装载机1A以高速行驶时,无需驱动作业装置7,因此,将动力传递装置21A设为切断状态(解放状态),由此,机械地从引擎9断开液压泵10。由此,能够减小引擎9的负荷,降低动力的消耗。在进行同步时的转矩很大,因此,实施方式的动力传递装置21A能够以短时间执行同步。在此基础上,即使在动力传递装置21A进行转矩的传递时,也能够进行动力传递装置21A的解放。因此,实施方式的动力传递装置21A适合设于引擎9与液压泵10之间。
在图21中,动力传递装置21B设在引擎9与变速装置11的液压泵82之间。具体来说,动力传递装置21B设在与引擎9相连的要素(例如,引擎输出轴)与变速装置11的液压泵82的要素(例如,泵输入轴)之间。液压泵82将轮式装载机1A的行驶所需的液压油供给至变速装置11的液压马达83。在轮式装载机1A停止、滑走(惯性行驶)、或者通过变速机11D而进行了动力传递时,无需向液压马达83供给液压油。因此,将动力传递装置21B设为切断状态(解放状态),从引擎9机械地切断液压泵82,由此,能够降低引擎9的负荷。此外,液压泵10或者液压泵82即使是发电机也能够得到同样的效果。
在图21中,动力传递装置21C设在变速装置11的液压马达83与输出轴11B、11C之间。具体来说,动力传递装置21C设在液压马达83的要素(轴)和与输出轴11B、11C相连的要素(轴)之间。液压马达83将从变速装置11的液压泵82供给的液压油转换成轮式装载机1A的行驶所需的动力(旋转)。在轮式装载机1A停止、滑走(惯性行驶)、或者通过变速机11D而进行了动力传递时,无需通过液压马达83驱动前车轴12和后车轴13。因此,将动力传递装置21C设为切断状态(解放状态),解放液压马达83与输出轴11B、11C的连接,能够减少液压马达83消耗的动力。实施方式的动力传递装置21C在切断状态(解放状态)时的动力的损耗很少,因此,也适合用于以高速进行相对旋转的部位。此外,例如,在将液压泵82设为发电机的情况下,也可以将液压马达83设为电动马达。
在图21中,变速装置11具备驱动后车轴13的后侧的输出轴11C、以及驱动前车轴12的前侧的输出轴11B。动力传递装置21D设在与引擎9相连的要素(轴)和前侧的输出轴11B之间。通过动力传递装置21D的连接(紧固)与切断(解放),能够进行前车轴12的驱动与解放。在路面稳定而车轮2A、2B、4A、4B的摩擦力足够高的条件下,将动力传递装置21D设为切断状态(解放状态)。由此,通过仅将引擎9的动力传递至后车轴13,能够降低因向前车轴12传递动力而引起的损耗。另一方面,在路面不稳定而车轮2A、2B、4A、4B的摩擦力很低的条件下,将动力传递装置21D设为连接状态(紧固状态)。由此,通过向前车轴12和后车轴13的两方传递引擎9的动力,能够使轮式装载机1A的牵引力上升。由于实施方式的动力传递装置21D在进行基于摩擦的同步时的转矩很大、通过机械性咬合的接合而传递转矩的情况下能够切断,因此,即使在行驶过程中也能够实现紧固与解放。因此,也适合用于二轮驱动与四轮驱动的切换。此外,动力传递装置也可以设在与引擎相连的要素(轴)和后侧的输出轴之间,也可以设在与引擎相连的要素(轴)和前侧以及后侧的两方的输出轴之间。
在图22中,从引擎9向变速装置11传递的动力经由中心差速器84而分配给前侧的输出轴11B和后侧的输出轴11C。中心差速器84为差动机构,例如,构成为包括差速器壳体、两个侧齿轮、一个以上行星齿轮。中心差速器84为用于在前侧的输出轴11B与后侧的输出轴11C的旋转速度不同的情况下吸收旋转的差的装置。动力传递装置21E设在中心差速器84内。例如,动力传递装置21E的第1旋转轴与第2旋转轴中的一方旋转轴连接于与前侧的输出轴11B相连的侧齿轮,另一方的旋转轴连接于与后侧的输出轴11C相连的侧齿轮。动力传递装置21E能够机械地卡合前侧的输出轴11B与后侧的输出轴11C。在路面稳定而车轮2A、2B、4A、4B的摩擦力足够高的条件下,解放动力传递装置21E允许前侧的输出轴11B与后侧的输出轴11C的旋转速度的差,以规定的比率将引擎9产生的转矩分配给前车轴12与后车轴13。由此,轮式装载机1B能够稳定地进行行驶。另一方面,在路面不稳定而车轮2A、2B、4A、4B的摩擦力很低的条件下,紧固动力传递装置21E,机械地卡合前侧的输出轴11B与后侧的输出轴11C,由此,将前侧的输出轴11B和后侧的输出轴11C的旋转速度设为相同。由此,在前侧的输出轴11B与后侧的输出轴11C中的一方输出轴11B(或者11C)空转的情况下,能够向另一方的输出轴11C(或者11B)进行转矩的传递。实施方式的动力传递装置21D也适合用于中心差速器84的锁止用途(四轮驱动与四轮驱动差速锁的切换)。
在图22中,从引擎9向变速装置11传递的动力经由中心差速器84而分配给前侧的输出轴11B与后侧的输出轴11C。将向前侧的输出轴11B传递的动力传递至前车轴12,利用设置在前车轴12内的前差速器85而分配给左前车轮2A与右前车轮2B。前差速器85为差动机构,例如构成为包括差速器壳体、两个侧齿轮、1以上行星齿轮。动力传递装置21F设在前差速器85。例如,动力传递装置21F的第1旋转轴与第2旋转轴中的一方旋转轴连接于与左前车轮2A相连的侧齿轮,另一方的旋转轴连接于与右前车轮2B相连的侧齿轮。若紧固动力传递装置21F,则能够将左前车轮2A和右前车轮2B的旋转速度设为相同。在路面稳定而车轮2A、2B、4A、4B的摩擦力足够高的条件下,解放动力传递装置21F而分配向左前车轮2A和右前车轮2B传递的转矩,降低因旋转过程中的内轮差引起的轮胎滑动,由此,能够降低动力的损耗。另一方面,在路面不稳定而车轮2A、2B、4A、4B的摩擦力很低的条件下,紧固动力传递装置21F,使左前车轮2A与右前车轮2B的旋转速度一致,由此,即使在一方的车轮2A空转的情况下,能够向另一方的车轮2B进行转矩的传递。同样地,在后差速器86也设有动力传递装置21G。实施方式的动力传递装置21F、21G也适合用于左、右的车轮2A、2B、4A、4B的差速锁。
在图22中,动力传递装置21H、21J设在变速装置11内的与引擎9相连的要素(轴)与传递轴87、88之间。由此,能够在变速装置11的内部切换进行动力的传递的传递轴87、88。即,若紧固一方的动力传递装置21H且解放另一方的动力传递装置21J,则向一方的传递轴87传递动力。若解放一方的动力传递装置21H、且紧固另一方的动力传递装置21J,则向另一方的传递轴88传递动力。另外,动力传递装置21K、21L、21M、21N设在轴与齿轮之间。若紧固动力传递装置21K、21L、21M、21N,则能够在齿轮与轴之间进行动力的传递。变速装置11通过组合动力传递装置21H、21J、21K、21L、21M、21N的紧固和解放,能够改变动力传递路径,进行变速。实施方式的动力传递装置21H、21J、21K、21L、21M、21N也适合用于具有复杂的动力传递路径的变速装置11的变速的用途(变速箱的同步器锁止环的替换、双离合器变速箱(DCT)的EG-DCT间的切断离合器)。
在图22中,动力传递装置21P设在引擎9与变速装置11(更具体来说,作为液力耦合器的变矩器89)之间。在轮式装载机1B停止或者滑走(惯性行驶)时,引擎9无需向变速装置11传递动力。在变速装置11的内部存在在轮式装载机1B停止时也产生因摩擦引起的动力的损耗的部位。于是,在轮式装载机1B停止或者滑走(惯性行驶)时,解放动力传递装置21P,从引擎9切断变速装置11。由此,能够降低因变速装置11引起的动力的损耗。实施方式的动力传递装置21P也适合用于引擎9与变速装置11(变矩器89)之间的离合器。
在图22中,变速装置11具有用于变速的作为液力耦合器的变矩器89。引擎9的动力被向设在变矩器89的内部的一方叶轮89A传递并转换为液压(油的流动)。与一方叶轮89A相对的另一方叶轮89B将液压转换为动力。该动力传递至变速装置11内的动力传递装置21H、21J。在变矩器89设有动力传递装置21Q。动力传递装置21Q进行一方叶轮89A与另一方叶轮89B之间的紧固和解放。在前侧的输出轴11B或者后侧的输出轴11C的负荷转矩很大的条件下,若进行因变矩器89引起的变速则动力的损耗很小,因此,解放动力传递装置21Q,进行基于液压的动力传递。与之相对地,在前侧的输出轴11B以及后侧的输出轴11C的负荷转矩很小的条件下,使因变矩器89引起的变速使动力的损耗增大。于是,利用动力传递装置21Q紧固,使因变矩器89引起的变速停止,由此,能够降低因变矩器89引起的损耗。实施方式的动力传递装置21Q也适合用于变矩器89的锁止离合器。
在图22中,动力传递装置21R设在引擎9与冷却风扇81之间。冷却风扇81供给用于冷却引擎9的冷却风。在引擎9的温度很低时,无需基于冷却风扇81的冷却。在该情况下,解放动力传递装置21R,使冷却风扇81停止,由此,能够降低引擎9的负荷。另一方面,在引擎9的温度很高而需要基于冷却风扇81的冷却时,紧固动力传递装置21R,向引擎9供给冷却风。实施方式的动力传递装置21R也适合用于对引擎、散热器、油冷却器等的热交换装置进行冷却的冷却风扇的离合器。
此外,在实施方式中,举例说明了向轮式装载机1、1A、1B搭载了动力传递装置21、21A、21B、21C、21D、21E、21F、21G、21H、21J、21K、21L、21M、21N、21P、21Q、21R的情况。但不限于此,动力传递装置例如也可以搭载于液压挖掘机、液压起重机、垃圾车、叉式升降机等的轮式装载机以外的作业车辆(工程机械)。另外,不限于作业车辆,能够作为组装于各种车辆、或者各种产业机械、一般机械的动力传递装置、即设于在一对旋转轴之间需要切换连接状态(紧固状态)与切断状态(解放状态)的部位的动力传递装置(离合器装置)而广泛应用。
另外,上述各实施方式为例示,当然能够进行在不同的实施方式示出的构成的部分的替换或者组合。
附图标记说明
1、1A、1B 轮式装载机(作业车辆)
21、21A、21B、21C、21D、21E、21F、21G、21H、21J、21K、21L、21M、21N、21P、21Q、21R 动力传递装置
22 第1旋转轴
32 活塞
37 油室
38、62 第1爪部
38A、63A 第1倾斜部(第1卡合部)
38A1 侧面(前端侧卡合面)
38B、64B 第2倾斜部(第2卡合部)
38B1 侧面(卡合面)
39 键环
43 第2旋转轴
47 第2爪部
47B 第2倾斜部
47B1 侧面(卡合面)
51 同步器锁止环
51A 内周面(滑动面)
52 第3爪部
53 键槽
54 第1摩擦板(摩擦板)
55 第2摩擦板(摩擦板)
63 内侧第1爪部(第1卡合部)
64 外侧第1爪部(第2卡合部)
75 第1旋转轴侧摩擦板
76 第2旋转轴侧摩擦板。

Claims (7)

1.一种动力传递装置,其特征在于,具备:
第1旋转轴;
具有第1爪部的活塞,其在能够相对于所述第1旋转轴进行轴向上的位移、且相对于所述第1旋转轴被阻止了周向上的位移的状态下设于所述第1旋转轴;
油室,其设在所述第1旋转轴与所述活塞之间,向该油室供给使所述活塞在所述第1旋转轴的轴向上位移的液压油;
具有能够与所述第1爪部卡合的第2爪部的第2旋转轴,其相对于所述第1旋转轴同轴地、且能够相对于所述第1旋转轴相对旋转地配置;以及
同步器锁止环,其与所述第2旋转轴同轴地支撑于所述第2旋转轴,具有能够相对于所述第2旋转轴在轴向以及周向上移动的滑动面,并且具有能够与所述第1爪部卡合的第3爪部,
基于向所述油室供给液压油使所述活塞的所述第1爪部与所述第2旋转轴的所述第2爪部卡合,由此所述第1旋转轴和所述第2旋转轴连接成能够传递旋转的状态,
所述活塞的所述第1爪部在基于向所述油室供给液压油而与所述第2旋转轴的所述第2爪部卡合时,在与所述第2爪部卡合之前,先与所述同步器锁止环的所述第3爪部卡合,
所述第1爪部与所述第2爪部的卡合面成为在所述第1旋转轴与所述第2旋转轴之间传递旋转时对所述第1爪部与所述第2爪部施加使彼此在轴向上分离的方向上的力的倾斜面。
2.根据权利要求1所述的动力传递装置,其特征在于,
在所述第1爪部中的比与所述第2爪部卡合的所述卡合面更靠所述第1爪部的前端侧设有在所述第1爪部与所述第2爪部卡合之前先与所述第3爪部卡合的前端侧卡合面。
3.根据权利要求1所述的动力传递装置,其特征在于,
所述第1爪部具有成为与所述第3爪部卡合的部位的第1卡合部、以及成为与所述第2爪部卡合的部位的第2卡合部,
所述第1卡合部和所述第2卡合部作为具有相同内径尺寸的连续一个爪部而形成于所述活塞。
4.根据权利要求1所述的动力传递装置,其特征在于,
在所述同步器锁止环设有键槽,
在所述活塞设有键环,在所述活塞的所述第1爪部与所述同步器锁止环的所述第3爪部卡合时,在所述第1爪部与所述第3爪部卡合之前,所述键环先与所述同步器锁止环的所述键槽卡合。
5.根据权利要求1所述的动力传递装置,其特征在于,
所述第1爪部具有成为与所述第3爪部卡合的部位的第1卡合部、以及成为与所述第2爪部卡合的部位的第2卡合部,
所述第1卡合部和所述第2卡合部作为具有不同内径尺寸的单独的爪部而形成于所述活塞。
6.根据权利要求1所述的动力传递装置,其特征在于,
在所述同步器锁止环与所述第2旋转轴之间设有摩擦板,该摩擦板以相对于所述同步器锁止环或者所述第2旋转轴被阻止了周向上的位移的状态配置,并在轴向上夹持在所述同步器锁止环与所述第2旋转轴之间。
7.一种动力传递装置,其特征在于,具备:
第1旋转轴;
具有第1爪部的活塞,其在能够相对于所述第1旋转轴进行轴向上的位移、且相对于所述第1旋转轴被阻止了周向上的位移的状态下设于所述第1旋转轴;
油室,其设在所述第1旋转轴与所述活塞之间,向该油室供给使所述活塞在所述第1旋转轴的轴向上位移的液压油;
第1旋转轴侧摩擦板,其在相对于所述活塞同轴地、且相对于所述活塞被阻止了相对旋转的状态下支撑于所述活塞;
具有能够与所述第1爪部卡合的第2爪部的第2旋转轴,其相对于所述第1旋转轴同轴地、且能够相对于所述第1旋转轴相对旋转地配置;以及
第2旋转轴侧摩擦板,其在相对于所述第2旋转轴同轴地、且相对于所述第2旋转轴被阻止了相对旋转的状态下支撑于所述第2旋转轴,
基于向所述油室供给液压油使所述活塞的所述第1爪部与所述第2旋转轴的所述第2爪部卡合,由此所述第1旋转轴与所述第2旋转轴连接成能够传递旋转的状态,
在基于向所述油室供给液压油而使所述活塞的所述第1爪部与所述第2旋转轴的所述第2爪部卡合时,在所述第1爪部与所述第2爪部卡合之前,所述第1旋转轴侧摩擦板先与所述第2旋转轴侧摩擦板摩擦接触,
所述第1爪部与所述第2爪部的卡合面成为在所述第1旋转轴与所述第2旋转轴之间传递旋转时对所述第1爪部和所述第2爪部施加使彼此在轴向上分离的方向上的力的倾斜面。
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