CN1310109A

CN1310109A - 转矩变换器

Info

Publication number: CN1310109A
Application number: CN01104929.4A
Authority: CN
Inventors: 吉本笃司; 井上公司
Original assignee: Toyo Giken Co Ltd
Current assignee: Toyo Giken Co Ltd
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2001-08-29
Anticipated expiration: 2021-02-23
Also published as: CA2337959C; US20010023802A1; JP4523105B2; ID29368A; JP2001241530A; CN1236938C; CA2337959A1; US6484854B2

Abstract

一种转矩变换器包括与泵叶轮整体相连的透平叶轮、具有凸台且覆盖透平叶轮的侧罩和穿过凸台且连接于透平叶轮的透平轴。径向轴承和单向离合器在侧罩的凸台和透平轴之间彼此轴向相邻地设置。径向轴承用于同心地保持凸台和透平轴,当反负载作用于透平轴时,单向离合器使透平轴和侧罩彼此相连。因此,单向离合器的离合器构件如透平轴和侧罩之间的挡圈接受的负载被均衡,因此,当反负载作用于透平轴时,可防止透平叶轮和泵叶轮之间的滑动,从而提供良好发动机制动作用。

Description

转矩变换器

本发明涉及装在汽车、摩托车等的传动系统中的转矩变换器，它包括一个连接于一根输入轴的泵叶轮，以及一个与泵叶轮相对、与一根透平轴连接的透平叶轮。

这种转矩变换器是公知的，例如公开在日本专利申请第11-230303号中。

在这种公知的转矩变换器中，在透平叶轮和泵叶轮之间会出现滑动。因此，例如当采用手动传动时不能提供大的发动机制动作用。

因此，本发明的目的是提供一种高耐久性的转矩变换器，它被设计得在向透平轴施加反负载时可防止在透平叶轮和泵叶轮之间出现滑动，从而提供良好的发动机制动作用。

为了实现上述目的，按照本发明的第一方面和特征，提供一种转矩变换器，它包括一个连接于一根输入轴的泵叶轮，以及一个与所述泵叶轮相对且连接于一根透平轴的透平叶轮，其中所述转矩变换器还包括一个径向轴承和一个单向离合器，它们在整体连接于所述泵叶轮以覆盖所述透平叶轮的一个侧罩的凸台和穿过所述凸台并连接于所述透平叶轮的所述透平轴之间彼此轴向相邻地设置，所述径向轴承用于同心地固定所述凸台和所述透平轴，当反负载作用于所述透平轴上时，所述单向离合器使所述透平轴和所述径向轴承彼此相连接。

采用第一特征的布置，当反负载在车辆减速过程中从主动齿轮传至透平轴时，单向离合器使透平轴和侧罩彼此连接，从而使背齿轮从透平轴直接传至曲轴。因此，在透平叶轮和泵叶轮之间不可能出现滑动，可以提供良好的发动机制动作用。另外，邻近于单向离合器的径向滚珠轴承夹置在透平轴和侧罩之间的保证透平轴和侧罩彼此的同心度。因此，由单向离合器的离合器构件如透平轴和侧罩之间的挡圈接受的负载被均衡，从而可以提高离合器的耐久性。

按照本发明的第二方面和特征，除了第一特征以外，径向轴承轴向不可移动地安装在侧罩的凸台上，泵叶轮的凸台固定在输入轴上，因而沿着朝向透平叶轮的方向作用在连接于透平轴外端的输出齿轮上的推力负载作用在径向轴承上。

使用第二特征的布置，在转矩传递期间，沿着朝向透平叶轮的方向，在输出齿轮上产生的推力负载从径向轴承通过具有相对较高刚性的侧罩和泵叶轮在输入轴上承受。因此，可以避免推力负载作用在透平叶轮和定子叶轮上，以便提高它们的耐久性。

按照本发明的第三方面和特征，除了第一或第二特征以外，泵叶轮的凸台固定在输入轴上，径向轴承具有一个外座圈和一个内座圈，外座圈轴向不可移动地安装在侧罩的凸台上，内座圈轴向不可移动地固定在透平轴上。

采用第三特征的布置，转矩变换器组件可以在将转矩变换器组装在曲轴上之前，通过轴承和输出齿轮的配合工作而形成。因此，在将转矩变换器组装在曲轴上的过程中，泵叶轮的凸台被固定在输入轴上。因此，整个转矩变换器可轴向定位，而且在转矩传递过程中，作用在输出轴上的推力负载从径向轴承通过各自具有相对较高刚性的侧罩和泵叶轮在输入轴上承受，而与推力负载的方向无关。因此，可以避免在透平叶轮和定子叶轮上承受推力负载，以便提高它们的耐久性。

按照本发明的第四方面和特性，除了第一、第二和第三特征中的任一个以外，在一个沿与透平叶轮相反的方向与径向轴承和单向离合器错开的位置上，一个密封装置设置在透平轴和侧罩之间，以便使透平轴和侧罩彼此密封。

采用第四特征的布置，径向轴承和单向离合器可被注入转矩变换器的侧罩内的油润滑，并可以防止油从透平轴和侧罩之间外漏。

按照本发明的第五方面和特征，除了第一、第二和第三特征中的任一个以外，径向轴承形成一密封件并设置在单向离合器的与透平叶轮相对那侧上。

采用第五特征的布置，单向离合器可被注入转矩变换器的侧罩内的油润滑，并且径向轴承可防止油向外泄漏。

按照本发明的第六方面和特征，除了第五特征以外，固定地安装在透平轴外端上的输出齿轮与侧罩凸台的外端相对，一个密封圈可滑动地装配在侧罩凸台外端的内周面上，在受到流过轴承的油的压力时，与输出轴承的侧表面紧密接触。

采用第六特征的布置，当径向轴承的密封被破坏，侧罩内的油可通过轴承流动时，油的压力将密封圈压紧在输出齿轮内的环形凹槽的底面上，因而可防止油外漏。另外，在滚珠轴承的密封未受损的正常状态中，将密封圈压紧在输出齿轮上的压力不会产生。因此，在密封圈和输出齿轮之间不会产生摩擦阻力，因此可以防止由于密封环产生的功率的摩擦损耗。

现在参阅以下附图详述推荐实施例，进一步阐述本发明的上述的和其它的目的、特征和优点。

图1是按照本发明的第一实施例的转矩变换器的垂直剖视图；

图2是按照本发明的第二实施例的垂直剖视图。

现在对照附图描述本发明。

首先参阅表示本发明第一实施例的图1，如图所示，转矩变换器T夹置在用作输入轴的发动机曲轴1和驱动辅助多级传动装置(未画出)的输出齿轮16之间。转矩变换器T包括一个泵叶轮2、一个外周与泵叶轮2的外周相对的透平叶轮3和一个设置在泵叶轮2和透平叶轮3的内周之间的定子叶轮4。一个侧罩5通过焊接整体地连接于泵叶轮2，以便覆盖透平叶轮3的外侧面。泵叶轮2具有一个凸台2a，该凸台通过花键装配在曲轴1上，并借助一个围绕曲轴1的外周的环形肩部1a和一个通过螺纹接合曲轴1的螺母15而被夹紧。按照这种方式，泵叶轮2固定在曲轴1上。

定子叶轮4具有一凸台4a，该凸台通过花键连接于定子轴7，该定子轴借助一对左、右滚针轴承8和8′承载在曲轴1上，推力轴承9夹置在凸台4a和泵叶轮2的凸台2a之间。

透平叶轮3装配并焊接在包围定子轴7的透平轴6的内端上，透平轴6可相对转动地借助滚珠轴承10和滚针轴承11围绕定子轴7的外周被承载。在这种情形中，滚珠轴承10设置在透平轴6的内端，滚针轴承11设置在透平轴6的外端。

一个凸台5a焊接在侧罩5上，围绕透平轴6，一个单向离合器13和一个径向轴承14在凸台5a的内周面和透平轴6的外周面之间彼此轴向相邻地设置，单向离合器13更靠近定子叶轮4。径向轴承14包括一个具有密封件的滚珠轴承，并具有一个内座圈14a，该内座圈装配在透平轴6的外周面上，被轴6上的环形肩部6a和固定在轴6外端上的输出齿轮轴向不可移动地固定。径向轴承14具有一个外座圈14b，该外座圈装配在侧罩5的凸台5a的内周面上，被凸台5a的内周面上的环形肩部17和锁紧在凸台5a的内周面上的挡圈18轴向不可移动地固定。按照这种方式，滚珠轴承14用来保证透平轴6和侧罩5彼此的同心度，以透平轴6和凸台5a彼此的相对定位。

单向离合器13构制得当一个反负载施加在透平轴6上时被接合以连接透平轴6和侧罩5的凸台5a。

定子轴7与邻近于输出轴16外侧的外壳19整体地形成，被外壳19围绕的内壳20可相对转动地借助轴衬32装配在曲轴1上。一个自由轮23夹置在内壳20和外壳19之间。内壳20在其一端具有一个凸缘20a。凸缘20a与安装在一个固定结构21如曲轴箱上的固定锁22接合，并且具有一个外端面，该外端面承载在突出地设置在固定结构21上的一个定位止动器21a上。

一个环形凹槽25限定在输出齿轮16的一个侧面上，以便容纳侧罩5的凸台5a的外端，一个密封圈24装配在凸台5a的外端的内周面上，以便在环形凹槽25的底面和挡圈18之间滑动。

曲轴1设有一条穿过曲轴1中心的供油通道，以及从供油通道31径向延伸的进口孔26和出口孔27。供油通道31在其一端连接于一个油泵30的排放侧，而在其另一端连接于待润滑的发动机部分。进口孔26通过推力轴承9连通于泵叶轮2和定子叶轮4之间，出口孔27通过设置在定子轴7内的横向孔28、通过定子轴7外周面和透平轴6的内周面之间的间隙29并通过滚珠轴承10连通于透平叶轮3和定子叶轮4之间。

下面描述第一实施例的工作。

在油泵30工作期间，从油泵30向供油管道31泵送的一部分油通过进口孔26流入转矩变换器T，同时润滑推力轴承9，从而注入转矩变换器T内。然后，油润滑滚珠轴承10，并顺序通过间隙29、横向孔28和出口孔27流向供油通道31的下游侧。

当曲轴1的转动传至泵叶轮2时，注入转矩变换器T内的油将泵叶轮2的转矩按照泵叶轮2转矩变换器透平叶轮3→定子叶轮4→泵叶轮2的路线传至透平叶轮3，同时润滑→T的内部，从而从透平轴6驱动输出齿轮16。如果此时在泵叶轮2和透平叶轮3之间已经产生转矩放大作用，那么，伴随的反作用力由定子叶轮4承受，定子叶轮4借助由自由轮23提供的锁定作用支承在固定销22上。

当转矩放大作用结束时，定子叶轮4随泵叶轮2和透平叶轮3同向转动，同时，由于被定子叶轮4接受的转矩方向逆变，使自由轮23空转。

在车辆减速期间，当反负载从主动齿轮16传至透平叶轮6时，使单向离合器13处于接通状态，将透平轴6和侧罩5彼此直接连接，因而反负载从透平轴6直接传至侧罩5，然后，从泵叶轮2传至曲轴1。因此，在透平叶轮3和泵叶轮2之间不能出现滑动，从而可以提供良好的发动机制动作用。

另外，邻近于单向离合器13的径向式滚珠轴承14夹置在透平轴6和侧罩5的凸台5a之间，从而保证透平轴6和凸台5彼此的同心度。因此，由单向离合器13的离合器构件如透平轴6和凸台5a之间的挡圈接受的负载被均衡，因此可以提高离合器13的耐久性。

单向离合器13设置在从滚珠轴承14向着透平叶轮3错开的位置上，因而转矩变换器T的侧罩5可以被注入侧罩5内的油润滑。另外，上述油被具有密封的滚珠轴承14防止外漏。当滚珠轴承14的密封受损，使侧罩内的油可流过滚珠轴承14时，上述油的压力使密封圈24压紧在输出齿轮16的环形凹槽25的底面上。因而可最大程度上防止油的外漏。另外，在滚珠轴承14的密封未受损的正常状态中，不产生将密封圈24压在输出齿轮16上的压力。因此，在密封圈24和输出齿轮16之间不产生摩擦阻力，从而防止功率由于密封圈24引起的摩擦损耗。凸台5a支承密封圈24的端部装在输出齿轮16的凹槽25中，因而可以紧凑地形成围绕密封圈24的结构。

另外，借助与输出齿轮16的配合工作，轴承14轴向连接透平轴6和侧罩5的凸台5a，因而在将转矩变换器组装在曲轴1上以前可以通过简单的结构形成转矩变换器T的组件。因此，在将转矩变换器组装在曲轴1上的过程中，只要将泵叶轮2的凸台2a固定在曲轴1上就可以实现整个转矩变换器T的轴向定位。另外，在传递转矩的过程中，在输出齿轮16上产生的推力负载从轴承14通过具有相对较高刚性的侧罩5和泵叶轮2在曲轴上承受而与推力负载的方向无关。因此，可以防止推力负载在透平叶轮3和定子叶轮4上承受，从而提高它们的耐久性。

现在参阅图2描述本发明的第二实施例。

定子轴7通过一轴衬35和一个滚针轴承8′可相对转动地承载在曲轴1上。定子轴7在其外端与一个凸缘7a整体地形成，所述凸缘直接与固定销22接合，并承载在止动器21a的外端面上。自由轮23夹置在定子轴7的内端的外周面和一个外壳37的内周面之间，所述外壳通过花键连接于定子叶轮4的内周面。

外壳37和叠置在外壳37的一端上的隔件38设置在定子叶轮4的板状凸台4a和透平叶轮3的凸台3a之间。为了润滑自由轮23，一个轴向通孔39和一条散热槽40设置在凸台4a中，以及一个轴向通孔41和一条散热槽42也设置在隔件38内。

透平轴6借助一对滚针轴承36和11承载在定子轴7上，并且在其内端通过花键装配在透平叶轮3的凸台3a内。一输出齿轮16在透平轴6的外端部的外周上整体地形成。

一个径向式滚珠轴承14′在侧罩5的凸台5a和透平轴6之间轴向相邻于单向离合器13设置，与第一实施例中具有密封的滚珠轴承14不同，它没有设置密封。在这种情形中，滚珠轴承14′具有一个外座圈14b′和一个内座圈14a′，所述外座圈被侧罩5的凸台5a的内周面上的环形肩部和与凸台5a的内周面接合的挡圈44轴向不可移动地固定，所述内座圈被透平轴6的外周面上的环形肩部6b和透平叶轮3的凸台3a轴向不可移动地固定。在这种情形中，滚珠轴承14′和单向离合器13中的任何一个可以选择地设置在转矩变换器T内。

为防止透平轴6的轴向外移，一个推力垫圈45插入透平轴6的外端面和凸缘7a之间。

为了补偿滚珠轴承14′未设密封，一个密封件(密封装置)47夹置在输出齿轮16的环形凹槽25的较大直径部分的内周面和压入环形凹槽25内的侧罩5的凸台5a的外端部的外周面之间，以便使上述内、外周面彼此密封。在图示实施例的情形中，密封件47安装在凸台5a的外周面上限定的环形槽48内，与环形凹槽25的较大直径部分的内周面紧密接触以便相对转动。

定子轴7和透平轴6之间的设置的间隙29通过滚针轴承36与隔件38内的散热槽42连通。定子轴7设有横向孔28，使间隙29能够与曲轴1内的出口孔27连通。

其它结构基本与前述实施例相同，因而与前述实施例中相应的部分或构件在图2中使用相同的附图标记，并且不再赘述。

轴向相邻于单向离合器13布置的滚珠轴承14′保证透平轴6和侧罩5的凸台5a彼此的同心度。因此，与前述实施例一样，由透平轴6和凸台5a之间的单向离合器13的离合器构件接受的负载被均衡，因而可提高离合器13的耐久性。

在转矩变换器T工作期间，通过曲轴1中的供油通道31流入进口孔26的油象前述实施例一样通过推力轴承9流入转矩变换器T，但是上述油的一部分流过定子叶轮4的凸台4a中的散热槽40和轴向通孔39来润滑自由轮23。转矩变换器T内的油顺序地流过隔件38内的散热槽42、滚针轴承36和间隙29，并且象所述实施例一样通过横向孔28和出口孔27排入供油通道31。

注入侧罩5内的油然后流向滚珠轴承14′和单向离合器13以便润滑它们，安装在凸台5a和输出齿轮16之间的密封件47可防止上述油外漏。

在转矩传递过程中，在朝向透平叶轮3的方向上作用在输出齿轮16上的推力负载从轴承14通过具有相对较高刚性的侧罩5和泵叶轮2在曲轴1上承受，在与朝向透平叶轮3的方向相反的方向上的推力负载通过垫圈45和凸缘7a在固定结构21的止动器21a上承受。因此可以避免在透平叶轮3和定子叶轮4上承受推力负载，提高它们的耐久性。

虽然已经详述了本发明的实施例，但是，本发明显然并不局限于上述实施例，在结构上可以作各种改变而并不超出权利要求书中限定的本发明的范围。

例如，在第二实施例中，一个密封件可以直接夹置在凸台5a的内周面和透平叶轮6的外周面之间，以取代凸台5a和输出齿轮16之间的密封件47。

Claims

1．一种转矩变换器，它包括一个连接于一根输入轴的泵叶轮，以及一个与所述泵叶轮相对且连接于一根透平轴的透平叶轮，其中所述转矩变换器还包括一个径向轴承和一个单向离合器，它们在整体连接于所述泵叶轮以覆盖所述透平叶轮的一个侧罩的凸台和穿过所述凸台并连接于所述透平叶轮的所述透平轴之间彼此轴向相邻地设置，所述径向轴承用于同心地固定所述凸台和所述透平轴，当反负载作用于所述透平轴上时，所述单向离合器使所述透平轴和所述径向轴承彼此相连接。

2．如权利要求1所述的转矩变换器，其特征在于：所述径向轴承轴向不可移动地安装在所述侧罩的所述凸台上，所述泵叶轮的一个凸台固定在所述输入轴上，因而使沿着朝向所述透平叶轮的方向作用在连接于所述透平轴外端的一个输出齿轮上的推力负载作用在所述径向轴承上。

3．如权利要求1或2所述的转矩变换器，其特征在于：所述泵叶轮的所述凸台固定在所述输入轴上，所述径向轴承具有一个轴向不可移动地安装在所述侧罩的所述凸台上的外座圈和一个轴向不可移动地固定在所述透平轴上的内座圈。

4．如权利要求1至3中任一项所述的转矩变换器，其特征在于：还包括一个在所述透平轴和所述侧罩之间设置在一个与所述透平叶轮相反的方向上与所述径向轴承和所述单向离合器错开的位置上的密封装置，以便使所述透平轴和所述侧罩彼此密封。

5．如权利要求1至3中任一项所述的转矩变换器，其特征在于：所述径向轴承形成密封，并设置在所述单向离合器的与所述透平叶轮相反那侧上。

6．如权利要求5所述的转矩变换器，其特征在于：固定地安装在所述透平轴外端的所述输出齿轮与所述侧罩的所述凸台的外端相对，一个密封圈可滑动地装配在所述侧罩的所述凸台的外端部的内周面上，当接受流过所述轴承的油的压力时与所述输出齿轮的一个侧面紧密接触。