锁定装置 【技术领域】
本发明涉及一种流体式动力传动装置的锁定装置。背景技术 作为流体式动力传动装置， 已知的有扭矩变换器。 转矩变换器， 其具有输入动力的 前盖、 叶轮、 与变速箱的输入轴相连的涡轮、 定子。 被输入至前盖的动力， 通过液压油被传递 给涡轮。为了机械地连接前盖与涡轮， 在转矩变换器上设置有锁定装置。
锁定装置配置在涡轮与前盖之间， 是通过机械地连接前盖与涡轮将动力直接从前 盖传递给涡轮的机构。
通常， 该锁定装置具有活塞、 固定板、 在旋转方向上弹性地连接前盖与涡轮的减振 机构 ( 例如， 参照专利文献 1)。
活塞具有圆板状的活塞主体、 从活塞主体的外周部在轴向上延伸的筒状部。固定 板被固定在活塞上。减振机构具有第 1 螺旋弹簧、 第 2 螺旋弹簧、 中间板、 被固定在涡轮上 的输出板。第 1 螺旋弹簧配置在筒状部内周侧、 以可弹性形变的方式由活塞及固定板支撑 弹性形变。第 2 螺旋弹簧配置在第 1 螺旋弹簧的内周侧， 以可弹性形变的方式被中间板支 撑。
专利文献 1 ： 特开 2001-82577 号公报
发明内容 现有的锁定装置， 考虑到作用于第 1 螺旋弹簧的离心力， 将第 1 螺旋弹簧配置在活 塞筒状部的内周侧。因此， 第 1 螺旋弹簧的尺寸仅受到筒状部的厚度的限制， 存在锁定装置 的设计自由度下降的趋势。
本发明的目的在于提高锁定装置的设计自由度。
根据本发明第一方面的锁定装置， 是用于具有输入旋转体和输出旋转体的流体式 动力传动装置、 且机械地连接输入旋转体及输出旋转体的装置， 其中， 所述输入旋转体被设 置成使动力被输入， 所述输出旋转体通过流体传递被输入至输入旋转体的动力。锁定装置 包括活塞、 输入部件、 减振机构。活塞被设置成可与输入旋转体摩擦连接。输入部件固定在 活塞上。减振机构为在旋转方向上弹性地连接活塞与输出旋转体的部件， 具有多个第 1 弹 性部件、 多个第 2 弹性部件、 中间部件和输出部件。第 1 弹性部件被设置成使被传递的动力 通过输入部件传递至活塞。 第 2 弹性部件与第 1 弹性部件相比配置在更靠近半径方向内侧。 中间部件支撑第 1 弹性部件及第 2 弹性部件使得其在旋转方向上可弹性形变， 以使第 1 弹 性部件及第 2 弹性部件串联作用。输出部件在旋转方向上可与被固定在输出旋转体上的第 2 弹性部件的端部相抵接。
该锁定装置中， 由于第 1 弹性部件及第 2 弹性部件被中间部件所保持， 因此即使离 心力作用于第 1 弹性部件， 对活塞也几乎不产生负荷。因此， 不需在活塞上设置大的筒状 部， 第 1 弹性部件的尺寸不易受筒状部的限制。因此， 该锁定装置可提高设计自由度。
根据本发明的第二方面的锁定装置， 在根据本发明第一方面的锁定装置中， 活塞 具有活塞主体、 从活塞主体的外周部在轴向上延伸的筒状部。 与筒状部的内周面相比， 中间 部件的最外周面配置在更靠近半径方向外侧。
根据本发明的第三方面的锁定装置， 在根据本发明第二方面的锁定装置中， 与筒 状部相比， 第 1 弹性部件配置在更靠近轴向的输出旋转体侧。
根据本发明的第四方面的锁定装置， 在根据本发明第一方面至第三方面中任意一 个的锁定装置中， 输入部件从输入旋转体侧朝轴向插入相邻的第 1 弹性部件端部的旋转方 向之间， 以使减振机构相对活塞可向输出旋转体侧拆卸。
根据本发明的第五方面的锁定装置， 在根据本发明第一方面至第四方面中任意一 个的锁定装置中， 输入部件具有被固定在活塞上的固定部、 从固定部的外周部向输出旋转 体侧延伸的多个爪部。
根据本发明的第六方面的锁定装置， 在根据本发明第一方面至第五方面中任意一 个的锁定装置中， 中间部件在半径方向上被输出部件所支撑。 附图说明
图 1 为转矩变换器的截面示意图 ； 图 2 为锁定装置的截面示意图 ； 图 3 为锁定装置的平面示意图 ； 图 4 为减振机构的扭转特性曲线图。 附图标记说明 1 扭矩变换器 ( 流体式动力传动装置 ) 2 前盖 3 叶轮 4 涡轮 5 活塞 51 活塞主体 53 筒状部 6 传动板 ( 输入部件的一个示例 ) 61 固定部 62 爪部 7 减振机构 71 外侧盘簧组 ( 第 1 弹性部件的一个示例 ) 71a 第 1 外侧螺旋弹簧 71b 第 2 外侧螺旋弹簧 79 弹簧座 72 内侧盘簧组 ( 第 2 弹性部件的一个示例 ) 72a 第 1 内侧螺旋弹簧 72b 第 2 内侧螺旋弹簧 73 中间部件74 输出板 ( 输出部件的一个示例 ) 8 定子 9 锁定装置具体实施方式
下面， 结合附图对本发明的实施例进行说明。
< 扭矩变换器的整体构成 >
结合图 1 对扭矩变换器 1 的整体结构进行说明。图 1 为扭矩变换器 1 的纵截面示 意图。图 1 中， 扭矩变换器 1 的左侧配置有发动机 ( 图中未示出 )， 扭矩变换器 1 的右侧配 置有变速箱 ( 图中未示出 )。图 1 所示的线 O-O 为扭矩变换器 1 的旋转轴。
扭矩变换器 1 是用于将发动机中产生的动力通过流体向变速箱传递的装置， 包括 前盖 2、 叶轮 3、 涡轮 4、 定子 8 及锁定装置 9。
从发动机将动力输入到前盖 2。叶轮 3 固定在前盖 2 上。由前盖 2 与叶轮 3 形成 充满润滑油的流体室。
流体室中设置有涡轮 4。涡轮 4 与变速箱的输入轴相连， 具有涡轮壳 43、 被固定在 涡轮壳 43 上的多个涡轮叶片 42、 通过多个铆钉 44 被固定在涡轮壳 43 上的涡轮轮毂 41。 涡 轮轮毂 41 与输入轴相连。
涡轮 4 与叶轮 3 之间设置有定子 8。涡轮 4 与前盖 2 之间配置有锁定装置 9。
< 锁定装置的构成 >
利用图 2 ～图 4 对锁定装置 9 进行说明。图 2 为锁定装置 9 的截面示意图。图 3 为锁定装置 9 的平面示意图。图 4 为减振机构 7 的扭转特性曲线图。
锁定装置 9 是机械地连接前盖 2 与涡轮 4 的装置， 具有活塞 5、 传动板 6( 输入部件 的一个示例 )、 减振机构 7。
活塞 5 被设置成与前盖 2 可摩擦连接， 且被涡轮轮毂 41 在轴向上可移动地支撑 着。活塞 4 具有活塞主体 51、 被固定在活塞主体 51 外周部上的摩擦部件 54、 从活塞主体 51 的外周部在轴向上延伸的筒状部 53。
传动板 6 是向减振机构 7 传递动力的部件， 被固定在活塞 5 的活塞主体 51 上。具 体而言， 传动板 6 具有环状的固定部 61 和多个爪部 62。固定部 61 通过铆钉 55 被固定在活 塞主体 51 上。爪部 62 从固定部 61 的外周部在轴向上朝变速箱侧延伸， 且在旋转方向上可 与减振机构 7 的外侧盘簧组 71( 后述 ) 相抵接。
减振机构 7 具有如图 4 所示的两个阶段的扭转特性， 且具有多个外侧盘簧组 71( 第 1 弹性部件的一个示例 )、 多个内侧盘簧组 72( 第 2 弹性部件的一个示例 )、 中间部件 73、 输出板 74( 输出部件的一个示例 )。
外侧盘簧组 71 具有第 1 外侧弹簧 71a、 第 2 外侧弹簧 71b、 安装在第 1 外侧弹簧 71a 端部上的弹簧座 79。弹簧座 79 在旋转方向上可与传动板 6 的爪部 62 相抵接。第 2 外 侧弹簧 71b 配置在第 1 外侧弹簧 71a 的内侧， 在旋转方向上的长度比第 1 外侧弹簧 71a 短。 第 1 外侧弹簧 71a 的第 1 段及第 2 段被压缩。第 2 外侧弹簧 71b 只有第 2 段被压缩。
内侧盘簧组 72 在半径方向上配置在外侧盘簧组 71 的内侧， 且具有第 1 内侧弹簧 72a 与第 2 内侧弹簧 72b。第 2 内侧弹簧 72b 配置在第 1 内侧弹簧 72a 的内侧， 且具有与第1 内侧弹簧 72a 大致相同的长度。第 1 内侧弹簧 72a 及第 2 内侧弹簧 72b 二者的第 1 段及 第 2 段被压缩。
外侧盘簧组 71 及内侧盘簧组 72 以在旋转方向上可弹性形变的方式由中间部件 73 保持着。具体而言， 中间部件 73 具有第 1 支撑板 75、 第 2 支撑板 76、 连接第 1 支撑板 75 及 第 2 支撑板 76 的铆钉 77。
第 1 支撑板 75 具有保持外侧盘簧组 71 的外侧支撑部 75a 和保持内侧盘簧组 72 的第 1 支撑部 75b。外侧支撑部 75a 的外周部在半径方向上被配置在与活塞 5 的筒状部 53 大致相同的位置。更具体而言， 外侧支撑部 75a 的最外周面 75e， 与筒状部 53 的内周面 53a 相比配置在更靠近半径方向外侧。外侧支撑部 75a 及外侧盘簧组 71 在轴向上与筒状部 53 相比配置在更靠近变速箱侧。
第 2 支撑板 76 具有支撑外侧盘簧组 71 的端部的多个第 2 支撑部 76a、 与第 1 支撑 部 75b 一同保持内侧盘簧组 72 的多个第 3 支撑部 76b、 朝半径方向内侧延伸的多个第 1 突 出部 76c。
输出板 74 在轴向上以能相对旋转的方式配置在第 1 支撑板 75 与第 2 支撑板 76 之间。输出板 74 通过铆钉 44 被固定在涡轮轮毂 41 上， 且具有主体部 74a、 筒状部 74b、 固 定部 74c、 第 2 突出部 74d。 主体部 74a 在旋转方向上可与内侧盘簧组 72 相抵接。筒状部 74b 为在轴向上延 伸的筒状部分， 其从主体部 74a 的内周部向变速箱侧延伸。筒状部 74b 在半径方向上可与 第 1 支撑板 75 的内周部 75d 相抵接。 由筒状部 74b 决定中间部件 73 在半径方向上的位置。 即， 外侧盘簧组 71、 内侧盘簧组 72 及中间部件 73 被输出板 74 支撑。固定部 74c 是从筒状 部 74b 的端部朝半径方向内侧延伸的部分， 通过铆钉 44 被固定在涡轮轮毂 41 上。
第 2 突出部 74d 在轴向上配置在与第 2 支撑板 76 的第 1 突出部 76c 大致相同的 位置上。在动力没有被传递至减振机构 7 的空档状态下， 第 1 突出部 76c 与第 2 突出部 74d 在旋转方向上确保有缝隙。与该缝隙相对应的扭转角度为第 1 角度 θ1。第 1 突出部 76c 通过在旋转方向上与第 2 突出部 74d 相抵接， 限制中间部件 73 与输出板 74 的相对旋转。 由 第 1 突出部 76c 与第 2 突出部 74d 实现了中间部件 73 和输出板 74 的止动机构。
此外， 减振机构 7 被设置成相对活塞 5 及传动板 6 在轴向上可拆卸。具体而言， 爪 部 62 朝轴向变速箱侧延伸， 且在旋转方向上从减振机构 7 的发动机侧插入到两个外侧盘簧 组 71 之间。外侧盘簧组 71 与内侧盘簧组 72 通过中间部件 73 而形成为 1 个组件。因此， 从变速箱侧可将减振机构 7 组装在活塞 5 及传动板 6 上。
< 转矩变换器的动作 >
下面， 对转矩变换器 1 的动作进行说明。
前盖 2 通过锁定装置 9 与涡轮 4 相连时， 第 1 空间 S1 的液压油被排出。其结果， 第 2 空间 S2( 活塞 5 的涡轮 4 侧的空间 ) 的压力变得比第 1 空间的压力高， 由于该压力差 活塞 5 向前盖 2 侧移动。因此， 活塞 5 的摩擦部件 54 被挤压向前盖 2， 输入至前盖 2 的动力 经由传动板 6 被传递至外侧盘簧组 71。
一旦动力被传递至外侧盘簧组 71， 活塞 5 与涡轮 4 则相对旋转， 外侧盘簧组 71 及 内侧盘簧组 72 在旋转方向上于第 2 支撑板 76 的第 2 支撑部 76a 与输出板 74 之间压缩。此 时， 外侧盘簧组 71 与内侧盘簧组 72 被串联压缩。
如图 3 及图 4 所示， 第 1 外侧弹簧 71a、 第 1 内侧弹簧 72 及第 2 内侧盘簧组 72b 被 压缩到第 1 角度 θ1 为止。一旦中间部件 73 与输出板 74 的相对旋转角度成第 1 角度 θ1， 第 1 突出部 76c 与第 2 突出部 74d 在旋转方向上相抵接， 第 2 支撑板 76 及输出板 74 停止 相对旋转。如果活塞 5 从该状态相对中间部件 73 进行旋转， 第 1 外侧弹簧 71a 与第 2 外侧 弹簧 71b 则被并排压缩。这样， 通过减振机构 7 实现 2 个阶段的扭转特性。
另一方面， 当通过锁定装置 9 的连接被解除时， 从油压泵 ( 图中未示出 ) 向第 1 空 间 S 1 提供液压油。其结果， 第 1 空间 S 1 的压力与第 2 空间 S2 的压力相同、 或比第 2 空 间 S2 的压力高， 活塞 5 向涡轮 4 侧移动。因此， 活塞 5 相对前盖 2 可进行旋转， 通过锁定装 置 9 切断动力的传递， 通过液压油进行动力传递。
< 特征 >
锁定装置 9 的特征， 如下所述。
(1)
该锁定装置 9 中， 由于外侧盘簧组 71 与内侧盘簧组 72 被中间部件 23 所保持， 因 此即使离心力作用于外侧盘簧组 71， 对活塞 5 几乎不作用负荷。 因此， 不需在活塞 5 上设置 厚的、 大的筒状部， 外侧盘簧组 71 的尺寸不易受筒状部的限制。因此， 在该锁定装置 9 中， 可提高设计的自由度。 此外， 由于没有厚的、 大的筒状部， 所以可实现活塞 5 的轻型化。
(2)
由于与筒状部 53 的内周面 53a 相比， 中间部件 73 的最外周面配置在更靠近半径 方向外侧， 因此， 与现有产品相比， 可将外侧盘簧组 71 配置在更靠近半径方向外侧， 或将外 侧盘簧组 71 的外径设定得较大。因此， 该锁定装置 9 可进一步提高设计自由度。
(3)
特别是， 由于外侧盘簧组 71 配置在活塞 5 筒状部 53 的轴向变速箱侧， 因此， 与现 有产品相比， 可将外侧盘簧组 71 配置在更靠近半径方向外侧， 或更容易将外侧盘簧组 71 的 外径设定得较大。
(4)
由于外侧盘簧组 71 与内侧盘簧组 72 被中间部件 73 所保持， 因此可将减振机构 7 作为 1 个组件使用。因此， 提高锁定装置 9 的装配性。
(5)
特别是， 传动板 6 的爪部 62 朝轴向变速箱侧延伸， 且爪部 62 插入相邻外侧盘簧组 71 的端部之间。因此， 减振机构 7 可从轴向变速箱侧组装到活塞 5 及传动板 6 上， 提高锁定 装置 9 的装配性。
< 其他实施例 >
本发明的具体结构不仅仅局限于上述实施例， 在不脱离本发明精神实质的范围 内， 可进行各种变更和修改。
(1)
上述实施例中， 虽然活塞 5 具有筒状部 53， 但也可考虑活塞 5 不具有筒状部 53 的 情形。此时， 可进一步实现活塞 5 的轻型化。
另外， 活塞 5 具有筒状部 53 时， 可确保活塞 5 外周部的强度。
(2)
上述实施例中， 作为流体式动力传动装置， 以转矩变换器 1 为例进行了说明。但搭 载有锁定装置 9 的装置， 不仅限于此， 例如也可以是液力耦合器。
产业上的可利用性
由于本发明涉及的锁定装置可提高设计的自由度， 因此本发明适用于锁定装置领 域。