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锁止离合器

阅读：851发布：2020-05-14

IPRDB可以提供锁止离合器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种锁止离合器。该离合器可减少阻尼弹簧相对于容纳凹部的壁的滑动距离以减少滞后，由此改善发动机转矩变化吸收性能。该锁止离合器包括：离合器活塞，其设在变矩器盖内并适于相对于变矩器盖在连接位置与非连接位置之间运动；容纳凹部，其形成在离合器活塞的周边上以容纳阻尼弹簧；和连接部件，其通过容纳在容纳凹部内的阻尼弹簧使设在变矩器盖内的涡轮与离合器活塞相连；当离合器活塞处于连接位置时，可通过离合器活塞和连接部件将输入至变矩器盖的转矩传递给涡轮，该锁止离合器的特征在于还包括：独立部件，其形成与各阻尼弹簧的外表面相对布置的容纳凹部的外周壁部，该独立部件与离合器活塞是分开的，从而可相对于离合器活塞运动。，下面是锁止离合器专利的具体信息内容。

1、一种锁止离合器(10)，该锁止离合器(10)包括：

离合器活塞(11)，该离合器活塞(11)布置在变矩器盖(5)内并 适于相对于所述变矩器盖(5)在连接位置与非连接位置之间运动；

容纳凹部(18)，该容纳凹部(18)形成在所述离合器活塞(11)的 周边上，以用于容纳阻尼弹簧(12)；以及连接部件(16)，所述连接部件(16)用于通过容纳在所述容纳凹部 (18)内的所述阻尼弹簧(12)而使布置在所述变矩器盖(5)内的涡轮 (3)与所述离合器活塞(11)相连；其中，当所述离合器活塞处于所述 连接位置时，可以通过所述离合器活塞(11)和所述连接部件(16)将 输入至所述变矩器盖(5)的转矩传递给所述涡轮(3)，该锁止离合器的 特征在于还包括：独立部件(17)，该独立部件(17)形成与各阻尼弹簧(12)的外表 面相对布置的所述容纳凹部(18)的外周壁部(17a)，该独立部件(17) 与所述离合器活塞(11)是分开的，从而其可以相对于所述离合器活塞 (11)运动。

2、根据权利要求1所述的锁止离合器(10)，其中，所述独立部件 (17)包括截面为大致“L”形的部件，该大致“L”形的部件具有布置 成分别与各阻尼弹簧(12)的凹部底侧面和外表面相对的底壁部(17b) 和所述外周壁部(17a)。

3、根据权利要求1或2所述的锁止离合器(10)，其中，所述独立 部件(17)的布置成分别与各阻尼弹簧(12)的凹部底侧面和外表面相 对的所述底壁部(17b)和所述外周壁部(17a)的相应表面(17ba，17aa) 是为改善它们的耐磨损性而处理过的表面。

4、根据权利要求1至3中任一项所述的锁止离合器(10)，其中，所 述阻尼弹簧(12)包括多个彼此具有不同弹簧常数值的螺旋弹簧。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种锁止离合器，该锁止离合器用于通过离合器活塞和 连接部件将输入至变矩器的盖(以下称为“变矩器盖”)的转矩传递到涡 轮。

背景技术

AT(自动变速)车辆上配备的变矩器通常包括其中以通常液密状态 容纳有液体(工作流体)的变矩器盖、与变矩器盖一起旋转的泵、与泵 相对布置的涡轮以及连接至单向离合器的定子，并且可通过增加所传递 转矩而通过液体将泵的旋转传递给涡轮。因此，发动机的驱动功率可通 过液体而放大并且被传递给车辆的变速器和驱动轮。
锁止离合器布置在变矩器盖内，并且旨在在适当的时刻通过将变矩 器盖与涡轮直接连接而与通过液体的转矩传递相比减少转矩传递损失。 即，锁止离合器具有连接至涡轮的离合器活塞，并且可以在其中离合器 活塞抵靠于变矩器盖的内周面的连接位置与其中离合器活塞和变矩器盖 相分离的非连接位置之间运动，由此变矩器盖和涡轮可在连接位置通过 离合器活塞而直接相连。
在离合器活塞上布置有阻尼弹簧，用于在锁止离合器的连接状态下 吸收来自发动机的转矩变化。多个阻尼弹簧布置在沿着离合器活塞的外 周边缘部分形成的弧形容纳凹部内，并且可以移位以吸收从发动机传来 的转矩变化(参见例如日本未审专利公报No.126298/1997)。

发明内容

本发明待解决的问题
但是，由于在现有技术的锁止离合器中，各阻尼弹簧在容纳于弧形 容纳凹部内的同时进行移位(即，伸展和收缩)，因此弹簧的外表面(即， 沿径向的最外表面)趋于与容纳凹部的外周壁部的表面接触，由此在阻 尼弹簧的移位期间会由与滑动摩擦而产生滞后。
这种滞后趋于与阻尼弹簧相对于容纳凹部的表面的滑动距离成比例 地增加，并且滞后的增加会使得阻尼弹簧的弹簧常数增加并因此降低转 矩变化吸收性能。尤其是当阻尼弹簧布置成弧形时，阻尼弹簧的外表面 趋于压靠容纳凹部的表面，并因而增加阻尼弹簧与容纳凹部的表面之间 的滑动摩擦从而使滞后增加，因此将极大地降低发动机转矩变化吸收性 能。
因此，本发明的目的是提供一种锁止离合器，该锁止离合器可以减 少阻尼弹簧相对于容纳凹部的壁的滑动距离以减少滞后，并由此改善发 动机转矩变化吸收性能。
解决问题的手段
根据本发明的第一方面，提供了一种锁止离合器，该锁止离合器包 括：离合器活塞，该离合器活塞布置在变矩器盖内并适于相对于所述变 矩器盖在连接位置与非连接位置之间运动；容纳凹部，该容纳凹部形成 在所述离合器活塞的周边上，以用于容纳阻尼弹簧；以及连接部件，所 述连接部件用于通过容纳在所述容纳凹部内的所述阻尼弹簧而使布置在 所述变矩器盖内的涡轮与所述离合器活塞相连；其中，当所述离合器活 塞处于所述连接位置时，可以通过所述离合器活塞和所述连接部件将输 入至所述变矩器盖的转矩传递给所述涡轮，该锁止离合器的特征在于还 包括：独立部件，该独立部件形成与各阻尼弹簧的外表面相对布置的所 述容纳凹部的外周壁部，该独立部件与所述离合器活塞是分开的，从而 其可以相对于所述离合器活塞运动。
优选地如第二方面中所限定的那样，所述独立部件包括大致“L”形 的部件，该大致“L”形的部件具有布置成分别与各阻尼弹簧的凹部底侧 面和外表面相对的底壁部和所述外周壁部。
还优选地如第三方面中所限定的那样，所述独立部件的布置成分别 与各阻尼弹簧的凹部底侧面和外表面相对的所述底壁部和所述外周壁部 的相应表面是为改善它们的耐磨损性而处理过的表面。
还优选地如第四方面中所限定的那样，所述阻尼弹簧包括多个彼此 具有不同弹簧常数值的螺旋弹簧。
发明效果
根据本发明的第一方面，由于设置有形成与各阻尼弹簧的外表面相 对布置的所述容纳凹部的外周壁部的独立部件，并且该独立部件与所述 离合器活塞分开从而其可以相对于所述离合器活塞运动，因此所述容纳 凹部(即，所述独立部件)的外表面可以与所述阻尼弹簧的移位一起运 动。由此，可以减少阻尼弹簧相对于所述容纳凹部的所述壁的滑动距离 并因而减少滞后，由此改善发动机转矩变化吸收性能。
根据本发明的第二方面，由于所述独立部件包括大致“L”形的部件， 该大致“L”形的部件具有布置成分别与各阻尼弹簧的凹部底侧面和外表 面相对的底壁部和所述外周壁部，因此可以减少所述阻尼弹簧与所述容 纳凹部(即，所述独立部件)之间的滑动距离。因此，可以进一步减少 滞后并由此改善发动机转矩变化吸收性能。
根据本发明的第三方面，由于所述独立部件的布置成分别与各阻尼 弹簧的所述凹部底侧面和所述外表面相对的所述底壁部和所述外周壁部 的相应表面是为改善它们的耐磨损性而处理过的表面，因此可以避免所 述独立部件和所述阻尼弹簧在它们的长期使用期间受到磨损。
根据本发明的第四方面，由于所述阻尼弹簧包括多个彼此具有不同 弹簧常数值的螺旋弹簧，因此可以整体上适当地设定所述阻尼弹簧的特 性并由此获得期望的转矩变化吸收性能。

附图说明

从下面结合附图的描述和所附权利要求将明白本发明的附加优点和 特征，在附图中：
图1是应用了本发明一个优选实施例的锁止离合器锁的变矩器的剖 视图；
图2是沿图1的线II-II剖取的前视图；
图3是沿图2的线III-III剖取的剖视图；
图4是沿图2的线IV-IV剖取的剖视图；
图5是表示在本发明的锁止离合器中，在阻尼弹簧移位之前的情况 下阻尼弹簧与独立部件之间的位置关系的说明图；
图6是表示在本发明的锁止离合器中，在阻尼弹簧移位之后的情况 下阻尼弹簧与独立部件之间的位置关系的说明图；
图7是本发明另一优选实施例的锁止离合器的前视图，其中通过串 联布置多个彼此具有不同弹簧常数值的螺旋弹簧而形成阻尼弹簧；
图8是本发明又一优选实施例的锁止离合器的前视图，其中通过并 联布置多个彼此具有不同弹簧常数值的螺旋弹簧而形成阻尼弹簧；
图9是表示从本发明与现有技术比较例的试验数据得出的、阻尼弹 簧的扭转角与发动机转矩之间的关系的曲线图；以及
图10是表示基于图9的曲线图的扭矩中值与滞后转矩之间的关系的 曲线图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的优选实施例。
本发明的锁止离合器用于当离合器活塞处于连接位置时通过离合器 活塞和连接部件将输入至变矩器的盖(即，变矩器盖)的转矩传递到变 矩器的涡轮。下面将参照图1来描述应用了本发明的锁止离合器10的变 矩器1。
该变矩器通常配备在AT(自动变速)车辆上，用于将转矩放大地从 发动机(未示出)传递到变速器(未示出)，并且主要包括：可围绕其轴 线旋转的变矩器盖5，发动机转矩和功率传递至该变矩器盖5上，并且在 该变矩器盖5内以液密状态填充有液体(工作流体)；泵2，该泵2形成 在变矩器盖5的右手(在图1中)壁5b上并与盖5一起旋转；涡轮3， 该涡轮3在左手(在图1中)壁5a侧处与泵2相对地布置，且可以在盖 5内自由旋转；通过单向离合器9连接至定子轴8的定子4；以及锁止离 合器10。
当变矩器盖5和泵2通过来自发动机的驱动力而旋转时，其转矩通 过液体(工作流体)被放大地传递到涡轮3。因此，当涡轮3通过放大的 转矩而旋转时，通过花键接合连接至涡轮3的输出轴6也旋转，并由此 将转矩传递到车辆的变速器(未示出)。在图1中，附图标记7表示变速 箱。
锁止离合器10旨在通过在适当时刻使变矩器盖5和涡轮3直接连接 而与使用液体的转矩传递相比减少转矩传递的损失。如图2至图4所示， 锁止离合器10主要包括：由基本盘形的部件形成的离合器活塞11；多个 阻尼弹簧12，它们由沿着其移位方向(伸展和收缩方向)弯曲的圆弧形 的螺旋弹簧形成；用于使离合器活塞11和涡轮3相连的连接部件16；以 及独立部件17。
可以将离合器活塞11与盖5的左手侧壁5a之间的液体压力分别切 换至负压和非负压，而使离合器活塞11向左方向和右方向运动(图1)。 离合器活塞11在其左手侧的外周面上设置有大致环形的衬套11a(图4)。 因此，当离合器活塞11与盖5的左手侧壁5a之间的液体压力变为负时， 离合器活塞11通过衬套11a而抵靠变矩器盖5的左手侧壁5a的内表面， 由此使离合器活塞11和变矩器盖5彼此连接(将该位置称为“连接位 置”)，另一方面，当负压被解除时，离合器活塞11与盖5的壁5a分开， 由此解除离合器活塞11与变矩器盖5之间的连接(将该位置称为“非连 接位置”)。
在离合器活塞11的与设置衬套11a的一侧相对的一侧上，沿其周边 形成有容纳凹部18(图5)。容纳凹部18形成为用于容纳阻尼弹簧12的 圆弧形凹槽，并如图4所示包括：通过弯曲离合器活塞11的外周边缘形 成的台阶表面11b；稍后将更详细地描述的独立部件17的底壁部17b(严 格地说为其内表面17ba)(“底”指的是容纳凹部18的底部)；以及独立 部件17的外周壁部17a(严格地说为其内周面17aa)。
因此，容纳于容纳凹部18中的各阻尼弹簧12的外表面(即，沿径 向的最外表面)适于在离合器活塞11的旋转期间通过离心力而与内周面 17aa接触，并且阻尼弹簧12沿径向的进一步向外运动受到独立部件17 的外周壁部17a(严格地说为内周面17aa)限制。同样，阻尼弹簧12沿 轴向的向外和向内方向的运动分别受到独立部件17的底壁部17b(严格 地说为其内表面17ba)和固定在离合器活塞11上的引导部件14限制。
在所示实施例中，在容纳凹部18中容纳有五个阻尼弹簧12，并且 在各阻尼弹簧12的各端上安装有端件13。在离合器活塞11上固定有在 相邻的阻尼弹簧12之间伸出的金属阻尼器保持件15，用于限定接收各阻 尼弹簧12的空间。由此，各阻尼弹簧12可以通过使其相对端上的端件 抵靠阻尼器保持件15而定位。
阻尼器保持件15形成有朝向容纳凹部18弯曲的弯曲部15b。涡轮3 和离合器活塞11通过使从涡轮3延伸出的各连接部16的顶端插入到弯 曲部15b中而借助于阻尼弹簧12沿它们的旋转方向彼此连接。即，插入 到弯曲部15b中的各连接部16的侧面适于抵靠阻尼弹簧12的端件13， 由此在通过连接部16将转矩从离合器活塞11向涡轮3传递的同时，可 以由阻尼弹簧12的移位(即，伸展和收缩)来吸收转矩变化。
独立部件17的轴向向内运动可由阻尼器保持件15的顶端15a限制， 该顶端15a基本上与独立部件17的底壁17b平行地延伸直到独立部件17 的外周壁部17a，如图4所示。通过使独立部件17的底壁17b的径向向 内端面抵靠离合器活塞11的台阶表面11b，可以限制独立部件17的径向 向内运动。可以通过独立部件17的外周壁部17a来限制因锁止离合器10 的旋转产生的离心力而导致的阻尼弹簧的径向向外运动，由此可以防止 阻尼弹簧12从容纳凹部18脱离。
独立部件17沿着离合器活塞11的周边与该周边分开地布置，并且 具有大致“L”形截面，其包括大致平行于离合器活塞11的底壁17b和 从底壁17b大致垂直延伸的外周壁部17a。
如上所述，独立部件17的底壁部17b的内表面17ba布置成与阻尼 弹簧12的底侧面相对地面对，并且独立部件17的外周壁部17a布置成 与阻尼弹簧12的径向最外表面相对地面对。
独立部件17与离合器活塞11是分开的，因此其可以相对于离合器 活塞11自由旋转。因此，当阻尼弹簧12移位(即，伸展和收缩)同时 阻尼弹簧12的径向最外表面被相对有力地推到外周壁部17a时，独立部 件17被阻尼弹簧12带动而相对于离合器活塞11成一角度地旋转。这样 可以减少阻尼弹簧12的外周壁部17a相对于独立部件17的外周壁部17a 的内周面17aa的滑动距离。
当然，也可以减少阻尼弹簧12的底侧面相对于独立部件17的底壁 17b的内表面17ba的滑动距离。独立部件17的底壁部17b和外周壁部 17a的相应表面17ba、17aa是为改善它们的耐磨损性而处理过的表面。
下面将描述本发明的锁止离合器的操作。
当离合器活塞11从其非连接位置移动至其连接位置时，通过液体的 转矩传递路径被切换至通过锁止离合器10的离合器活塞11的直接转矩 传递路径。在该直接转矩传递中，由阻尼弹簧12而不是由液体来吸收发 动机转矩变化。
即，当在通过连接部件16从离合器活塞11向涡轮3传递转矩期间 出现转矩变化时，可以通过在连接部件16(即，涡轮3)与离合器活塞 11之间产生沿旋转方向的相对移位、以及容纳凹部18内的阻尼弹簧12 的压缩移位(即，收缩)来吸收该转矩变化。通过输出轴6将除去变化 的转矩从涡轮3传递给变速器(未示出)。
这里假设当阻尼弹簧12被压缩时，阻尼弹簧12的一端(即，端件 13)从其图5中的初始位置“a”移位至图6中的位置“c”。根据本发明， 独立部件17在阻尼弹簧12的带动下也沿相同的方向旋转角度“β”而 到达图6所示的位置“b”。如果如现有技术中那样未设置有独立部件17， 则阻尼弹簧12的滑动距离为角度“α”(即，从位置“a”至位置“c”)。 另一方面，如果根据本发明设置有独立部件17，则滑动距离变为从“α” 减去独立部件17的滑动长度“β”的值。
由此，阻尼弹簧12相对于外周壁部17a的滑动距离的减少有助于减 少滞后并由此改善发动机转矩变化吸收性能。另外，根据本发明，独立 部件17具有大致“L”形截面，其具有分别与阻尼弹簧12的径向最外表 面和底侧面相对布置的外周壁部17a和底侧壁17b。这样有助于进一步减 少阻尼弹簧12的滞后并由此进一步改善发动机转矩变化吸收性能。
另外，由于独立部件17的径向向内运动受到离合器活塞11的台阶 表面11b限制，因此可以避免因设置独立部件17而引起的故障(例如， 由于独立部件17的径向运动而使得阻尼弹簧12从容纳凹部18脱离)。 而且，由于独立部件17的底壁部17b和外周壁部17a的相应表面17ba、 17aa是为改善它们的耐磨损性而处理过的表面，因此可以长期地避免独 立部件17和阻尼弹簧12二者的磨损。
接着将描述用于证明本发明的技术优点的试验。
对本发明的一实施例(即，具有独立部件17的实施例)和比较例(即， 现有技术的不具有独立部件的比较例)进行试验。图9示出了扭转角(deg) 与转矩(Nm)之间的关系，而图10示出了基于图9的关系在扭矩中值 (50Nm，100Nm，150Nm)与滞后转矩(Nm)之间的关系。
从图9和图10可以看出，本发明的实施例表现出在预定范围的扭矩 中值(50～150Nm)上滞后转矩比现有技术的比较例要低。尤其是在扭矩 中值为150Nm时，滞后转矩比比较例低得多(大约40％)。因此，可以理 解本发明的实施例可以显著减少阻尼弹簧的滞后并由此改善发动机转矩 变化吸收性能。
已参照优选实施例描述了本发明。本领域普通技术人员在阅读并理 解了前面的详细描述后将容易想到修改和变动。例如，如图7所示，可 以通过将多个彼此具有不同弹簧常数的螺旋弹簧串联组合(例如，组合 具有较低弹簧常数的螺旋弹簧12a和具有较高弹簧常数的螺旋弹簧12b) 而形成阻尼弹簧12’。或者，如图8所示，可以通过将多个彼此具有不 同弹簧常数的螺旋弹簧并联组合(例如，组合具有较大螺旋直径的螺旋 弹簧12c和具有较小螺旋直径的螺旋弹簧12d)而形成阻尼弹簧12”。
由此，如果阻尼弹簧由多个彼此具有不同弹簧常数值的螺旋弹簧形 成，则可以整体上适当地设定阻尼弹簧的特性，由此获得期望的转矩变 化吸收性能。在这种情况下，可以串联或并联组合三个或更多个均具有 不同弹簧常数的螺旋弹簧。
工业实用性
本发明的锁止离合器可应用于任何锁止离合器，其中，具有与阻尼 弹簧的外表面相对布置的部分的独立部件布置成可相对于离合器活塞自 由运动。
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