ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МУФТА Российский патент 2018 года по МПК F16D33/00 F16H45/02 F16H41/24 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к гидродинамической муфте, снабженной устройством для демпфирования крутильных колебаний внутри закрывающего элемента.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Вращающийся элемент, такой как приводной вал и шестерня для передачи крутящего момента, генерируемого в источнике питания, к предназначенному месту или элементу, неизбежно колеблется из-за флуктуации самого первичного крутящего момента, флуктуации нагрузки или трения. Частота колебания изменяется в соответствии со скоростью вращения, а поскольку более высокого порядка колебание генерирует среднее колебание или большее одновременно, амплитуда становится больше вследствие резонанса и, следовательно, могут быть вызваны шум или ухудшение прочности. Таким образом, устройство или механизм для предотвращения колебания, как описано выше, широко используется во множестве разных типов оборудования для передачи мощности посредством вращения. В частности, известна гидродинамическая муфта, снабженная устройством для демпфирования такого крутильного колебания внутри закрывающего элемента. Их примеры описаны в Японской выложенной патентной заявке No. 2012-77823, в Японской выложенной патентной заявке No. 2011-504986 и в Японской выложенной патентной заявке No. 2012-533037.

[0003] Например, в Японской выложенной патентной заявке No. 2012-77823 описывается положение динамического демпфера и центробежного маятникового демпфера внутри закрывающего элемента гидродинамической муфты с кожухом насоса и ротором турбины, расположенными обращенными друг к другу, а расположение динамического демпфера является прилегающим к ротору турбины. Кроме того, в гидродинамической муфте блокировочный поршень расположен так, чтобы находится во фрикционном зацеплении с внутренней поверхностью передней крышки, а центробежный маятниковый демпфер расположен между блокировочным поршнем и динамическим демпфером.

[0004] Кроме того, в Японской выложенной патентной заявке No. 2011-504986 описано устройство передачи мощности, в котором гаситель колебаний скорости вращения адаптивного типа образован за счет центробежной силы маятникового устройства, расположенного так, чтобы быть прилегающим к турбинному колесу в осевом направлении. В устройстве передачи мощности демпферное устройство, имеющее упругий элемент, расположено между блокировочной муфтой, фрикционно взаимодействующей с передней крышкой в осевом направлении, и гасителем колебаний скорости вращения адаптивного типа. Кроме того, в Японской выложенной патентной заявке No. 2012-533037 описано устройство передачи крутящего момента, в котором гаситель колебаний образован центробежным маятником и демпфером крутильных колебаний, расположенными с тем, чтобы перекрываться в радиальном направлении. В устройстве передачи крутящего момента гаситель колебаний и демпфер крутильных колебаний расположены между ротором турбины и преобразователем блокировочной муфты в осевом направлении.

[0005] Как описано в каждой вышеперечисленной патентной литературе, в гидродинамической муфте, снабженной устройством для демпфирования крутильных колебаний внутри закрывающего элемента, пространство для расположения гидродинамической муфты на транспортном средстве является ограниченным, и, следовательно, эффективное использование внутреннего пространства закрывающего элемента гидродинамической муфты является востребованным. То есть внутри закрывающего элемента пространство для расположения устройства для демпфирования крутильных колебаний является ограниченным.

[0006] Согласно Японской выложенной патентной заявке No. 2011-504986 и Японской выложенной патентной заявке No. 2012-533037 пространство между ротором турбины и закрывающим элементом в радиальном направлении используется неэффективно. С другой стороны, в структуре, описанной в Японской выложенной патентной заявке 2012-77823, часть динамического демпфера расположена в пространстве между ротором турбины и закрывающим элементом.

[0007] Однако в структуре, описанной в Японской выложенной патентной заявке No. 2012-77823, участок зацепления, соединяющий динамический демпфер и блокировочный поршень, охватывает наружную периферийную сторону центробежного маятникового демпфера, и, следовательно, наружный диаметр центробежного маятникового демпфера ограничен участком зацепления. Таким образом, расстояния от центров вращения рабочего колеса насоса и ротора турбины до тела массы, которое является маятниковым элементом, становятся короткими, и вполне вероятно, что инерционного момента центробежного маятникового демпфера не хватит.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Настоящее изобретение было сделано ввиду вышеупомянутых технических проблем и имеет задачей обеспечение гидродинамической муфты, которая эффективно использует внутреннее пространство закрывающего элемента, и в которой устройство для демпфирования крутильных колебаний, предусмотренное внутри закрывающего элемента, может в достаточной мере оказывать действие демпфирования колебаний.

[0009] Для того чтобы решить вышеупомянутые проблемы, согласно настоящему изобретению гидродинамическая муфта содержит: закрывающий элемент, соединенный с входным элементом и вмещающий текучую среду; приводное рабочее колесо, которое создает спиральный поток путем вращения закрывающего элемента; ведомое рабочее колесо, соединенное с выходным элементом, включающим в себя вращающийся вал и вращающийся спиральным потоком; блокировочную муфту, гидравлически приводимую в действие для избирательного обеспечения соединения между закрывающим элементом и выходным элементом; демпфирующий механизм, имеющий входной элемент, соединенный с блокировочной муфтой, выходной элемент, соединенный с входным элементом, и упругий элемент, расположенный между входным элементом и выходным элементом таким образом, чтобы расширяться и сжиматься в направлении вращения; и маятниковый демпфер, имеющий инертную массу, колеблющуюся в отношении к выходному элементу, которая соединена к выходному элементу с возможностью вращения в направлении вращения выходного элемента. Для достижения вышеупомянутой задачи, согласно настоящему изобретению, приводное рабочее колесо, демпфирующий механизмом, блокирующая муфта и маятниковый демпфер расположены в надлежащем порядке в осевом направлении вращающегося вала в закрывающем элементе.

[0010] Закрывающий элемент может включать в себя пластинчатый элемент, выступающий в направлении осевой линии вращения вращающегося вала, чтобы служить в качестве зацепляющей поверхности блокировочной муфты.

[0011] Пластинчатый элемент может быть расположен между блокировочной муфтой и маятниковым демпфером в осевом направлении.

[0012] Кроме того, внутреннее пространство закрывающего элемента может быть разделено на первую камеру, вмещающую ведомое рабочее колесо и демпфирующий механизм, и вторую камеру, вмещающую маятниковый демпфер посредством пластинчатого элемента, и блокирующую муфту, посредством приведения блокирующей муфты в зацепление.

[0013] Закрывающий элемент может включать в себя первый закрывающий элемент, закрывающий периферийную сторону маятникового демпфера, и второй закрывающий элемент, интегрированный с приводной стороной рабочего колеса для закрывания внешней периферийной стороны ведомого рабочего колеса, и третий закрывающий элемент, интегрированный с пластинчатым элементом для закрывания внешней периферийной стороны блокирующей муфты.

[0014] Конкретно, внутренний диаметр первого закрывающего элемента может быть больше, чем у третьего закрывающего элемента.

[0015] Как было описано, ведомое рабочее колесо, демпфирующий механизм, блокировочная муфта и маятниковый демпфер расположены в надлежащем порядке в осевом направлении вращающегося вала в закрывающем элементе. Следовательно, осевая длина гидродинамической муфты может быть уменьшена.

[0016] Кроме того, в осевом направлении, так как пластинчатый элемент служит в качестве поверхности зацепления блокировочной муфты, расположенной между демпфирующим механизмом и маятниковым демпфером в осевом направлении, внутреннее пространство в радиальном направлении между ведомым рабочим колесом и закрывающим элементом может быть использовано для расположения в нем демпфирующего механизма, а внутреннее пространство закрывающего элемента в радиальном направлении может быть использовано в качестве места для размещения маятникового демпфера. То есть, так как маятниковый демпфер и первый закрывающий элемент расположены с тем, чтобы быть обращенными друг к другу в радиальном направлении, пространство для размещения маятникового демпфера не мешает структуре демпфирующего механизма или блокировочной муфты. Поэтому, так как маятниковым демпфером может быть использовано внутреннее пространство закрывающего элемента в радиальном направлении, расстояние от центра вращения вращающегося элемента маятникового демпфера до инертной массы может быть больше, и инерционный момент, посредством маятникового демпфера действующий на выходной элемент, может быть создан большим. То есть внутреннее пространство гидродинамической муфты может быть эффективно использовано, и характеристика демпфирования крутильных колебаний посредством маятникового демпфера может быть оказана достаточно. Кроме того, поскольку текучая среда, такая как рабочее масло, также помещается на задней стороне поверхности зацепления блокировочной муфты, тепло, вырабатываемое на поверхности зацепления блокировочной муфты, может быть эффективно отведено от пластинчатого элемента, посредством чего износоустойчивость блокировочной муфты может быть улучшена.

[0017] Кроме того, пластинчатый элемент, предусмотренный на втором закрывающем элементе, и поршень блокировочной муфты интегрированы, в некотором смысле, для разделения первой камеры, вмещающей ведущее и ведомое рабочие колеса, и второй камеры, вмещающей маятниковый демпфер, когда блокировочная муфта зацеплена. Таким образом, во время зацепления давление текучей среды не может больше быть передано на маятниковый демпфер легко, и предотвращение маятникового движения инертной массы посредством давления текучей среды может быть подавлено. То есть падение характеристики демпфирования крутильных колебаний в маятниковом демпфере посредством давления текучей среды внутри закрывающего элемента может быть подавлено.

[0018] Кроме того, поскольку пластинчатый элемент, предусмотренный на втором закрывающем элементе, служит в качестве блокировочной поверхности зацепления, дрожание, возникающее, когда блокировочная муфта входит во фрикционное зацепление, может быть подавлено больше, чем в случае, когда блокировочная поверхность зацепления образована на первом закрывающем элементе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0019] Фиг.1 представляет собой вид в разрезе, иллюстрирующий один пример гидродинамической муфты согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 представляет собой вид в разрезе, иллюстрирующий другой пример гидродинамической муфты согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА (ВАРИАНТОВ) ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0020] Настоящее изобретение будет описано более конкретно ниже. Гидродинамическая муфта согласно настоящему изобретению представляет собой так называемый преобразователь крутящего момента, имеющий функцию увеличения крутящего момента и размещения текучей среды для передачи крутящего момента, внутри закрывающего элемента, и включающий в себя устройство для демпфирования крутильных колебаний. Устройство демпфирования колебаний представляет собой устройство так называемого маятникового типа, и инертную массу, функционирующую как груз, позволяющий колебаться, удерживаемый вращающимся элементом, вращающимся посредством крутящего момента, например. Кроме того, гидродинамическая муфта имеет функцию, аналогичную функции гидротрансформатора, широко устанавливаемого на транспортных средствах по предшествующему уровню техники, и включает в себя блокировочную муфту внутри закрывающего элемента. Таким образом, настоящее изобретение относится к внутренней структуре гидродинамической муфты и, конкретно, относится к расположению устройства для демпфирования крутильных колебаний в осевом направлении и блокировочной муфты.

[0021] Со ссылкой к фиг.1, гидродинамическая муфта в одном примере осуществления настоящего изобретения будет описана. Гидродинамическая муфта 1, изображенная на фиг.1, устанавливается на транспортном средстве, снабженном двигателем внутреннего сгорания, в качестве первичного привода или, в частотности, двигателя. Хотя двигатель не представлен на фиг.1, он расположен на правой стороне гидродинамической муфты 1, изображенной на фиг.1. Таким образом, в следующем описании правую сторону на чертеже можно назвать "передней стороной" или "стороной двигателя", а левая сторона может быть названа "задней стороной" или "стороной, противоположной двигателю".

[0022] Как изображено на фиг.1, гидродинамическая муфта 1 вмещает масло в качестве текучей среды внутри закрывающего элемента С и включает в себя рабочее колесо 2 насоса, которое находится на приводной стороне вращающегося элемента, для генерирования потока масла (спиралеобразного потока), и ротор 3 турбины, который является ведомым вращающимся элементом, вращающимся посредством спиралеобразного потока. В рабочем колесе 2 насоса множество лопастей 2b насоса расположены на внутренней поверхности кольцеобразно образованной оболочки 2a насоса для вращения совместно с ним. В роторе 3 турбины, имеющем форму, по существу, симметричную с рабочим колесом 2 насоса, множество лопастей 3b турбины расположены на внутренней поверхности кольцеобразно образованной или полукольцеобразно образованной оболочки 3а. Кроме того, рабочее колесо 2 насоса и ротор 3 турбины расположены обращенными друг к другу в осевом направлении на одной и той же оси. То есть рабочее колесо 2 насоса и ротор 3 турбины 3 расположены в направлении, параллельном осевой линии вращения рабочего колеса 2 насоса и ротора 3 турбины, при этом рабочее колесо 2 насоса расположено на передней стороне, в то время как ротор 3 турбины расположен на задней стороне.

[0023] Кроме того, в этом конкретном примере закрывающий элемент С в гидродинамической муфте 1 включает в себя оболочку 2a насоса, расположенную на стороне, противоположной двигателю, переднюю крышку 5, образованную имеющей донную цилиндрическую форму и расположенную на стороне двигателя, и среднюю крышку 4, образованную кольцеобразно и как одно целое соединенную с оболочкой 2а насоса и передней крышкой 5. То есть передняя крышка 5 расположена на передней стороне в качестве закрывающего элемента С, в то время как оболочка 2a насоса расположена на задней стороне, а средняя крышка 4 расположена между передней крышкой 5 и оболочкой 2a насоса. Кроме того, как изображено на фиг.1, внутренний диаметр 51а цилиндрического участка 51, предусмотренный с тем, чтобы продолжаться в осевом направлении на передней крышке 5, образован больше, чем внутренний диаметр 41а цилиндрического участка 41, предусмотренного с тем, чтобы продолжаться в осевом направлении в среднюю крышку 4. Передняя крышка 5 соответствует "первому закрывающему элементу" в настоящем изобретении, оболочка 2a насоса соответствует "второму закрывающему элементу" в настоящем изобретении, а средняя крышка 4 соответствует "третьему закрывающему элементу" в настоящем изобретении.

[0024] В частности, цилиндрический участок 51 передней крышки 5 охватывает наружную периферийную сторону маятникового демпфера 16, имеющего груз инертной массы в качестве маятника. К передней стенке 52, действующей в качестве нижнего участка в передней крышке 5, установочный блок 71, объединенный с ведущей планшайбой 7, соединен с наружной периферийной ее стороной внешней поверхности (боковой поверхности на передней стороне) 5b. Ведущая планшайба 7 установлена на коленчатом валу 6 двигателя, и ведущая планшайба 7 и передняя крышка 5 соединены с тем, чтобы вращаться как одно целое. То есть передняя крышка 5 соединена с входным элементом. Кроме того, внутренняя поверхность (поверхность стенки на задней стороне) 5а передней стенки 52 обращена к задней поверхности оболочки 3 насоса и боковой поверхности 42b на передней стороне (стороне двигателя) в пластинчатой перегородке 42, как изображено на фиг.1.

[0025] Кроме того, цилиндрический участок 41 средней крышки 4 охватывает наружную периферийную сторону ротора 3 турбины и наружную периферийную сторону демпфирующего механизма 15, имеющего упругий элемент 15а. Средняя крышка 4 имеет пластинчатую перегородку 42, проходящую от цилиндрического участка 41 к внутренней периферийной стороне, при этом пластинчатая перегородка 42 расположена на передней стороне в осевом направлении в цилиндрическом участке 41. То есть средняя крышка 4 образована с цилиндрической формой, имеющей кольцевой нижний участок пластинчатой перегородки 42. Кроме того, пластинчатая перегородка 42 расположена между блокировочной муфтой 17 и маятниковым демпфером 16, который будет описан позже, в осевом направлении. Другими словами, пластинчатая перегородка 42 расположена на передней стороне от демпфирующего механизма 15 в осевом направлении, и на задней стороне от маятникового демпфера 16. Средняя крышка 4 как одно целое присоединена к концевому участку на внешней периферийной стороне оболочки 2a насоса и как одно целое присоединена к концевому участку на задней стороне передней крышки 5. Вследствие этого оболочка 2а насоса как одно целое соединена с передней крышкой 5 через среднюю крышку 4.

[0026] Кроме того, к концевому участку на внутренней периферийной стороне оболочки 2а насоса присоединен полый вал 8. Полый вал 8 проходит к задней стороне дальше, чем оболочка 2а насоса, и соединен с масляным насосом, который не показан. Таким образом, так как оболочка 2a насоса и полый вал 8 являются вращающимися как единое целое, масляный насос приводится в действие вращением оболочки 2a насоса. Например, как изображено на фиг.1, фланцевый участок, выступающий на внешней периферийной стороне в радиальном направлении, образован на кончике концевого участка на передней стороне в полом валу 8, и фланцевый участок и оболочка 2a насоса соединены вместе.

[0027] Кроме того, внутри полого вала 8 образован неподвижный вал 9, имеющий наружный диаметр меньше, чем внутренний диаметр полого вала 8, и образован полностью вставленным. Передний кончик концевого участка 9a в неподвижном валу 9 расположен внутри гидродинамической муфты 1, окруженный оболочкой 2a насоса, средней крышкой 4 и передней крышкой 5. Кроме того, неподвижный вал 9 является полым валообразным элементом, образованным как одно целое с неподвижным участком, не показан, для удержания масляного насоса. Пространство между наружной периферийной поверхностью неподвижного вала 9 и внутренней периферийной поверхностью полого вала 8 является проточным каналом 21. В этом конкретном примере, так как масло обеспечивается в качестве текучей среды, проточный канал 21 объясняется, посредством описания, как масляный канал 21.

[0028] Кроме того, кончик 9а концевого участка неподвижного вала 9 расположен на внутренней периферийной стороне ротора 3 турбины или между рабочим колесом 2 насоса и ротором 3 турбины в осевом направлении. Благодаря внешней периферийной поверхности на кончике 9а концевого участка неподвижного вала 9, внутренняя поверхность односторонней муфты 11 прикреплена через шлиц. На внешнюю поверхность односторонней муфты 11 установлен статор 12. Статор 12 расположен между внутренним периферийным участком рабочего колеса 2 насоса и внутренним периферийным участком ротора 3 турбины, обращенным к нему. То есть, когда соотношение скоростей между рабочим колесом 2 насоса и ротором 3 турбины является незначительным, вращение статора 12 предотвращается посредством односторонней муфты 11, даже если масло протекает из ротора 3 турбины, воздействуя на статор 12. В этой ситуации направление потока масла изменяется, и масло подается на рабочее колесо 2 насоса. Напротив, когда соотношение скоростей большое и масло попадает к задней поверхности статора 12, статор 12 вращается таким образом, чтобы не нарушать поток масла.

[0029] Кроме того, как изображено на фиг.1, выходной вал 13, служащий в качестве выходного элемента гидродинамической муфты 1, вставлен во внутреннюю периферийную сторону неподвижного вала 9, в то же время допуская вращение относительно вращения вместе с ним. Выходной вал 13 представляет собой непоказанный входной вал передаточного механизма. Кроме того, кончик 13а концевого участка выходного вала 13 выступает в сторону двигателя от кончика 92 концевого участка неподвижного вала 9 в осевом направлении и проходит близко к поверхности 5а передней стенки передней крышки 5. Кроме того, на внешней периферийной поверхности кончика 13а концевого участка выходного вала 13 прикреплен через шлиц вал-ступица 14, образованный имеющим полую форму.

[0030] Вал-ступица 14 имеет ступицу 14а, образованную имеющей форму фланца, расположенного на задней стороне в осевом направлении и выступающего к внешней периферийной стороне, и цилиндрический участок 14b, образованный на его передней стороне. К ступице 14а присоединены ротор 3 турбины и демпфирующий механизм 15 с тем, чтобы быть единым целым со ступицей 14а. Кроме того, к цилиндрическому участку 14b присоединен вращающийся элемент 16а, содержащий часть маятникового демпфера 16, который будет описан ниже, с тем, чтобы вращаться как единое целое. То есть вал-ступица 14 выполнен с возможностью вращения как единое целое с демпфирующим механизмом 15 и маятниковым демпфером 16.

[0031] Демпфирующий механизм 15, содержащий часть устройства для демпфирования крутильных колебаний по настоящему изобретению и называемый так называемым демпфером крутильных колебаний, включает в себя входной элемент 15b, упругий элемент 15а, упругодеформируемый посредством крутильных колебаний, и выходной элемент 15с. Входной элемент 15а соединен с блокировочным поршнем 17а блокировочной муфты 17 с тем, чтобы вращаться как единое целое. Кроме того, упругий элемент 15а включает в себя элемент, расширяемый и сжимаемый в направлении вращения, то есть в направлении вдоль окружности, например, спиралевидной пружины. С другой стороны, выходной элемент 15c присоединен к ступице 14а вала-ступицы 14 с тем, чтобы вращаться как единое целое. Как изображено на фиг.1, боковая поверхность на передней стороне входного элемента 15b обращена к боковой поверхности на задней стороне блокировочного поршня 17а, а входной элемент 15b и блокировочный поршень 17а соединены через соединительный элемент 28. То есть гидродинамическая муфта 1 включает в себя блокировочную муфту 17 в качестве входного элемента в демпфирующем механизме 15, а также включает в себя вал-ступицу 14 в качестве выходного элемента. Кроме того, демпфирующий механизм 15 выполнен с тем, чтобы прилегать к ротору 3 турбины и, в частности, расположен с тем, чтобы следовать задней поверхности (поверхности на передней стороне) ротора 3 турбины, то есть поверхности, обращенной к поверхности 5а передней стенки. Таким образом, демпфирующий механизм 15 расположен между ротором 3 турбины и блокировочным поршнем 17а блокировочной муфты 17 в осевом направлении.

[0032] Блокировочная муфта 17 передает крутящий момент между входным элементом и выходным элементом без посредства текучей среды (масла) аналогично тому, что обычно известно. То есть блокировочная муфта 17 выполнена с возможностью избирательного соединения рабочего колеса 2 насоса, служащего в качестве входного элемента, и ротора 3 турбины, служащего в качестве выходного элемента. Другими словами, блокировочная муфта 17 выборочно соединяет переднюю крышку 5, служащую в качестве входного элемента, и выходной вал 13, служащий в качестве выходного элемента.

[0033] В частности, блокировочная муфта 17 содержит, главным образом, блокировочный поршень 17а, образованный имеющим форму диска. Блокировочный поршень 17а установлен с валом-ступицей 14 подвижно в осевом направлении и допускает относительное вращение в направлении вращения. На боковой поверхности на передней стороне блокировочного поршня 17а установлено пятно, обращенное к боковой поверхности 42а на задней стороне пластинчатой перегородки 42, а именно на самой внешней периферийной стороне фрикционного материала 17b, генерирующего силу трения путем нажатия на пластинчатую перегородку 42 средней крышки 4. То есть боковая поверхность на передней стороне блокировочного поршня 17а обращена к боковой поверхности 42а на задней стороне пластинчатой перегородки 42 и поверхности 5а передней стенки передней крышки 5. Короче говоря, блокировочная муфта 17 (блокировочный поршень 17а) расположена между демпфирующим механизмом 15 и пластинчатой перегородкой 42 средней крышки 4 в осевом направлении. То есть внутренняя структура гидродинамической муфты 1 имеет первую камеру А, вмещающую рабочее колесо 2 насоса, ротор 3 турбины и демпфирующий механизм 15 с тем, чтобы быть окруженными оболочкой 2а насоса, средней крышкой 4 и блокировочным поршнем 17а.

[0034] На концевом участке на внешней периферийной стороне блокировочного поршня 17а образован внешний периферийный участок 17с, продолжающийся в осевом направлении с тем, чтобы следовать внутренней периферийной поверхности цилиндрического участка 41. Внешний периферийный участок 17c образован имеющим цилиндрическую форму или вилкообразную форму, предусмотренную на равном интервале в направлении вдоль окружности. Кроме того, наружный диаметр 17d блокировочного поршня 17а образован меньше, чем внутренний диаметр 41а цилиндрического участка 41 средней крышки 4. То есть наружный диаметр 17d внешнего периферийного участка 17с блокировочного поршня 17а образован имеющим , несколько меньший, чем внутренний диаметр 41а цилиндрического участка 41.

[0035] Таким образом, блокировочный поршень 17а выполнен с возможностью нажатия, в правом направлении по фиг.1, посредством давления текучей среды в гидродинамической муфте 1, а фрикционный элемент 17b приводится в контакт с боковой поверхностью 42а пластинчатой перегородки 42 таким образом, что крутящий момент передается частично между средней крышкой 4 и валом-ступицей 14. То есть боковая поверхность 42а пластинчатой перегородки 42 служит в качестве поверхности зацепления для зацепления с блокировочной муфтой 17. С другой стороны, когда блокировочный поршень 17а отодвигается в левую сторону по фиг.1 посредством давления текучей среды, фрикционный элемент 17b отделяется от пластинчатой перегородки 42 для приведения блокировочной муфты 17 в разъединение, прерывая, таким образом, передачу крутящего момента через демпфирующий механизм 15. В этой ситуации небольшой зазор создается между боковой поверхностью на передней стороне блокировочного поршня 17а и боковой поверхностью 42а пластинчатой перегородки 42, и таким образом созданный зазор служит в качестве проточного канала (масляного канала) 22.

[0036] Затем масло, текущее через масляный канал 22 из внутренней части первой камеры А, перетекает в переднюю крышку 5, вмещающую маятниковый демпфер 16. То есть внутренняя структура гидродинамической муфты 1 имеет вторую камеру, вмещающую маятниковый демпфер 16 с тем, чтобы быть окруженным передней крышкой 5, средней крышкой 4, и блокировочным поршнем 17a. Таким образом, маятниковый демпфер 16 расположен, будучи зажатым боковой поверхностью 42b на передней стороне пластинчатой перегородки 42 и поверхностью 5а передней стенки передней крышки 5 в осевом направлении.

[0037] Маятниковый демпфер 16, такой как динамический демпфер, является частью устройства для демпфирования крутильного колебания согласно настоящему изобретению, и маятниковый демпфер 16 содержит вращающийся элемент 16а, вращающийся посредством крутящего момента вала-ступицы 14, инертную массу 16b, служащую в качестве груза, колеблющегося относительно в отношении вращающегося элемента 16а, и удерживающую камеру 16c, удерживающую инертную массу 16b в ней. В частности, сквозные отверстия образованы на внешней окружной стороне вращающегося элемента 16а и инертная масса 16b отдельно удерживается в каждом сквозном отверстии, в то же время позволяя колебаться в направлении вращения вала-ступицы 14. В следующем пояснении инертная масса 16b также будет называться качающимся элементом 16b.

[0038] Короче говоря, удерживающая камера 16c расположена на внешней окружной стороне вращающегося элемента 16а в маятниковом демпфере 16 по настоящему изобретению, и форма удерживающей камеры 16c не является, в частности, ограничивающей. Например, форма удерживающей камеры 16c включает в себя форму, имеющую рифленую поверхность на внешней периферийной стороне и дугообразную поверхность на внутренней периферийной стороне. В удерживающей камере 16 таким образом структурированный качающийся элемент 16b удерживается в пространстве между выступами внешней периферийной стороны. Альтернативно, сквозные отверстия могут быть расположены с равными интервалами в направлении вдоль окружности, предусмотренной на внешнем периферийном участке вращающегося элемента 16а, и блок сквозных отверстий изготовлен удерживающим камеру 16c.

[0039] Кроме того, качающийся элемент 16b является грузом в форме диска, в качестве примера, и его наружный диаметр является меньше, чем максимальный интервал между поверхностью на внешней периферийной стороне и поверхностью внутренней периферийной стороны, образующей удерживающую камеру 16c, и установлен больше, чем минимальный интервал на обеих сторонах удерживающей камеры 16с. То есть качающемуся элементу 16b позволено перемещаться в правом и левом направлении по фиг.1 в беспорядочном размещении внутри каждой удерживающей камеры 16с. Поверхность на внешней периферийной стороне каждой удерживающей камеры 16c представляет собой поверхность, с которой качающийся элемент 16b приводится в контакт при получении центробежной силы, и поверхность, вдоль которой должен следовать качающийся элемент 16b, является поверхностью качения. Таким образом, в наружной периферийной стороне удерживающей камеры 16c, обе, правая и левая стороны в направлении вращения, начиная от центральной части в качестве отправной точки, образованы как тороидальная поверхность, например.

[0040] Кроме того, маятниковый демпфер 16 в этом конкретном примере включает в себя корпус 16d, образованный так, чтобы закрыть удерживающую камеру 16c, в то время, как качающемуся элементу 16b допускается перекатываться по поверхности качения. То есть корпус 16d и вращающийся элемент 16а являются вращающимися как единое целое. Как описано выше, поскольку удерживающая камера 16c закрыта корпусом 16d, непосредственно или косвенно действующим на качающийся элемент 16b, гидравлическое давление во второй камере В, когда гидравлическое давление посредством масла, размещенного в передней крышке 5 или, в частности, блокировочной муфте 17, отключено, может быть подавлено. Кроме того, как изображено на фиг.1, так как маятниковый демпфер 16 расположен во второй камере В внутри передней крышки 5, боковая поверхность на передней стороне корпуса 16d расположена с тем, чтобы быть обращенной к поверхности 5а передней стенки, а боковая поверхность на задней стороне корпуса 16d расположена с тем, чтобы быть обращенной к боковой поверхности 42b на передней стороне пластинчатой перегородки 42, то есть боковой поверхности 42b на стороне, противоположной блокировочной поверхности 42а зацепления в пластинчатой перегородке 42.

[0041] Кроме того, на выходном валу 13 проточный канал (масляный канал) 23 образован вдоль его центральной оси, и этот масляный канал 23 открыт в кончике концевого участка на передней стороне выходного вала 13. Кроме того, как изображено на фиг.1, существует небольшой зазор между поверхностью 5а передней стенки передней крышки 5 и кончиком концевого участка на передней стороне ступицы 14. Таким образом, масляный канал 23 сообщается с участком на передней стороне блокировочного поршня 17а через зазор, то есть со второй камерой В. С другой стороны, с участком на задней стороне блокировочного поршня 17а, то есть с первой камерой А, масляный канал 21 сообщается, как описано выше.

[0042] Следовательно, учитывая, что этот масляный канал 21 является масляным каналом 21 зацепления, а масляный канал 23 является масляным каналом 23 расцепления, путем создания гидравлического давления в масляном канале 21 зацепления выше, чем гидравлическое давление в масляном канале 23 расцепления, гидравлическое давление в первой камере А становится выше, чем давление между блокировочным поршнем 17а и пластинчатой перегородкой 42, то есть гидравлического давления во второй камере В. В результате, блокировочный поршень 17а нажимает на сторону пластинчатой перегородки 42 и фрикционный элемент 17b прижимается к боковой поверхности 42а на задней стороне пластинчатой перегородки 42. То есть блокировочная муфта 17 приводится в состояние зацепления, и передача крутящего момента генерируется посредством силы трения между фрикционным элементом 17b блокировочной муфты 17 и блокировочной поверхностью 42b зацепления пластинчатой перегородки 42. Блокировочный поршень 17 соединен с валом-ступицей 14, способным передавать крутящий момент через демпфирующий механизм 15 и ротор 3 турбины, установленный на оси вала-ступицы 14 и, таким образом, мощность непосредственно передается от средней крышки 4 через блокировочную муфту 17 к ротору 3 турбины или выходному валу 13. То есть в состоянии блокировки зацепления крутящий момент передается без скольжения, вызванного вмешательством текучей среды, и эффективность передачи крутящего момента улучшается.

[0043] Кроме того, в этом конкретном примере, когда блокировочная муфта 17 включена, пластинчатая перегородка 42, предусмотренная на средней крышке 4, и блокировочный поршень 17а находятся во фрикционном взаимодействии и объединены. По этой причине внутреннее пространство гидродинамической муфты 1 разделено на первую камеру А, вмещающую ротор 3 турбины и демпфирующий механизм 15, и вторую камеру В, вмещающую маятниковый демпфер 16.

[0044] В противоположность этому путем создания гидравлического давления в масляном канале 21 зацепления ниже, чем гидравлическое давление в масляном канале 23 разъединения, давление между блокировочным поршнем 17а и пластинчатой перегородкой 42, то есть гидравлическое давление во второй камере В становится выше, чем гидравлическое давление в первой камере А. В результате блокировочный поршень 17а нажимается в направлении отделения от пластинчатой перегородки 42, и фрикционный элемент 17b отделяется от боковой поверхности 42а на задней стороне пластинчатой перегородки 42. Таким образом, блокировочная муфта 17 приводится в расцепленное состояние, и передача крутящего момента между пластинчатой перегородкой 42 и блокировочным поршнем 17а отключается.

[0045] В разъединенном состоянии блокировочной муфты 17 возможна передача мощности через текучую среду. Конкретно, крутящий момент двигателя передается через ведущую планшайбу 7 к передней крышке 5, средней крышке 4, и оболочке 2а насоса и, таким образом, рабочее колесо 2 насоса вращается, и спиралеобразный поток масла генерируется. Масло, которое становится спиралеобразным потоком, подается от внешней периферийной стороны лопастей 2b насоса к ротору 3 турбины, и ротор 3 турбины вращается посредством энергии движения масла. Как описано выше, мощность передается от рабочего колеса 2 насоса, которое является рабочим колесом на ведущей стороне, к ротору 3 турбины, который является ведомым рабочим колесом. Поскольку ротор 3 турбины и маятниковый демпфер 16 соединены, чтобы вращаться как единое целое через вал-ступицу 14, мощность передается от ротора 3 турбины к выходному валу 13 и выдается, и вращающийся элемент 16а маятникового демпфера 16 вращается с ротором 3 турбины. В результате колебание, передаваемое на выходной вал 13, может быть заглушено посредством маятникового демпфера 16.

[0046] Например, если скорость вращения двигателя или скорость вращения входного элемента гидродинамической муфты 1 (скорость вращения оболочки 2а насоса) становится высокой из-за увеличения скорости транспортного средства, на котором установлена гидродинамическая муфта 1, повышение эффективности передачи крутящего момента требуется больше, чем действие умножения крутящего момента посредством зацепленной гидродинамической муфты 1 и блокировочной муфты 17. С другой стороны, если гидродинамическая муфта 1 установлена на транспортном средстве и скорость вращения двигателя является низкой, так как транспортное средство остановлено или тому подобное, или если выходной крутящий момент двигателя или угол открытия дроссельной заслонки является большим, блокировочная муфта 17 регулируется в расцепленное состояние для того, чтобы уменьшить вибрацию кузова транспортного средства, повышающийся шум и тому подобное.

[0047] Как описано выше в соответствии с гидродинамической муфтой в этом конкретном примере, во внутренней структуре гидродинамической муфты путем расположения ротора турбины, демпфирующего механизма, имеющего упругое тело, блокировочной муфты, пластинчатой перегородки, образующей блокировочную поверхность зацепления, и маятникового демпфера по порядку в осевом направлении, осевая длина гидродинамической муфты может быть уменьшена.

[0048] Кроме того, пластинчатая перегородка, составляющая блокировочную поверхность зацепления, предусмотрена между демпфирующим механизмом, имеющим упругий элемент в осевом направлении, и маятниковым демпфером. Таким образом, даже если демпфирующий механизм, имеющий упругое тело, расположен посредством использования пространства в радиальном направлении между ротором турбины и закрывающим элементом, внутреннее пространство закрывающего элемента может быть использовано больше в радиальном направлении в качестве пространства для размещения маятникового демпфера. То есть, так как маятниковый демпфер и передняя крышка расположены с тем, чтобы быть обращенными друг к другу в радиальном направлении, пространство для размещения маятникового демпфера не мешает структуре демпфирующего механизма или блокировочной муфты. Поэтому, так как маятниковый демпфер может использовать внутреннее пространство закрывающего элемента С больше в радиальном направлении, расстояние от центра вращения вращающегося элемента маятникового демпфера до инертной массы может быть получено больше, и момент инерции посредством маятникового демпфера, действующего на выходной элемент, может быть получен больший. То есть, согласно этому конкретному примеру, внутреннее пространство гидродинамической муфты может быть эффективно использовано, и характеристика демпфирования крутильных колебаний посредством маятникового демпфера может быть оказана достаточно.

[0049] Кроме того, путем зацепления блокировочной муфты первая и вторая камеры отделены друг от друга во внутреннем пространстве гидродинамической муфты и, таким образом, гидравлическое давление не может быть легко передано на маятниковый демпфер, и препятствие маятниковому движению инертной массы посредством гидравлического давления может быть подавлено. То есть падение характеристики демпфирования крутильных колебаний в маятниковом демпфере посредством гидравлического давления внутри закрывающего элемента может быть подавлено. Кроме того, в пластинчатой перегородке, поскольку текучая среда, такая как рабочее масло, также находится на задней стороне (боковой поверхности на передней стороне) блокировочной поверхности зацепления, тепло, генерируемое блокировочной поверхностью зацепления, может эффективно излучаться от пластинчатой перегородки и износоустойчивость блокировочной муфты может быть улучшена.

[0050] Кроме того, передняя крышка включает в себя сварную поверхность (поверхность затвердевания сварного узла) между установочным блоком и передней крышкой. Таким образом, в строении с внутренней поверхности передней крышки в качестве блокировочной поверхности зацепления, форма блокировочной поверхности зацепления становится изменчивой в некоторых случаях, посредством поверхности затвердевания сварного узла на наружной поверхности передней крышки. С другой стороны, согласно этому конкретному примеру, поскольку передняя крышка, интегрированная с ведущей планшайбой, и средняя крышка, на которой предусмотрена пластинчатая перегородка, составляющая блокировочную поверхность зацепления, предусмотрены в качестве закрывающего элемента гидродинамической муфты, когда блокировочная муфта входит во фрикционное зацепление, так называемый феномен дрожания может быть подавлен.

[0051] Далее, со ссылкой к фиг.2, будет описан другой конкретный пример гидродинамической муфты. В примере, представленном здесь, маятниковый демпфер не снабжен корпусом для размещения удерживающей камеры. В гидродинамической муфте, изображенной на фиг.2, инертная масса незащищена во второй камере, вмещающей маятниковый демпфер. В следующем описании, подробное объяснение элементов, общих с вышеупомянутым конкретным примером, будет опущено использованием общих ссылочных позиций.

[0052] Как изображено на фиг.2, гидродинамическая муфта 1 имеет маятниковый демпфер 26 внутри передней крышки 5. Маятниковый демпфер 26 содержит вращающийся элемент 26а, вращающийся как единое целое с цилиндрическим участком 14b вала-ступицы 1,4 и инертную массу 26b, служащую в качестве груза, колеблющегося относительно в отношении вращающегося элемента 26а и удерживающей камеры 26c, удерживающей инертную массу 26b в ней. В частности, сквозные отверстия образованы на внешней окружной стороне вращающегося элемента 26а, и инертная масса 26b отдельно удерживается в каждом сквозном отверстии, в то же время позволяя колебаться в направлении вращения вала-ступицы 14. В маятниковом демпфере 26, представленном на фиг.2, качающееся тело 26 удерживается в удерживающей камере 26с незащищенным во второй камере В, образованной внутри передней крышки 5.

[0053] Согласно примеру, представленному на фиг.2, так как удерживающая камера открыта во второй камере, масло во второй камере может смазывать поверхность качающегося тела и поверхность качения. В результате сопротивление истиранию маятникового демпфера улучшается, и износоустойчивость может быть улучшена.

[0054] Гидродинамическая муфта согласно настоящему изобретению не ограничивается вышеупомянутым конкретным примером, но различные изменения и модификации могут быть осуществлены в пределах сущности и объема настоящего изобретения.

[0055] Например, в маятниковом демпфере, снабженном корпусом, покрывающим удерживающую камеру, внутреннее пространство передней крышки и внутреннее пространство корпуса могут быть соединены через относительно небольшое сквозное отверстие, образованное в корпусе. Как описано выше, даже маятниковый демпфер, снабженный корпусом, может смазывать поверхность качения маслом во второй камере.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

[0056] 1: гидродинамическая муфта; 2: рабочее колесо насоса; 2а: оболочка насоса; 3: ротор турбины; 4: средняя крышка; 5: передняя крышка; 5а: передняя поверхность стенки; 6: коленчатый вал; 7: ведущая планшайба; 8: полый вал; 9: неподвижный вал; 11: односторонняя муфта; 12: статор; 13: выходной вал; 14: вал-ступица; 14а: ступица; 14b: цилиндрический участок; 15: демпфирующий механизм; 15а: упругий элемент; 15b: входной элемент; 15c: выходной элемент; 16: маятниковый демпфер; 16а: вращающийся элемент; 16b: качающийся элемент (инертная масса); 17: блокировочная муфта; 17а: блокировочный поршень; 17b: фрикционный элемент; 17c: внешний периферийный участок; 21, 22, 23: проточный канал (масляный канал); 26: маятниковый демпфер; 41: цилиндрический участок; 42: пластинчатая перегородка (пластинчатый элемент); 42а: боковая поверхность (блокировочная поверхность зацепления); 51: цилиндрический участок; 52: передняя стенка; 71: установочный блок; A: первая камера; B: вторая камера; С: закрывающий элемент.

Изобретение относится к гидродинамическим муфтам. Гидродинамическая муфта содержит закрывающий элемент, приводное рабочее колесо, ведомое рабочее колесо, блокировочную муфту, демпфирующий механизм и маятниковый демпфер. Закрывающий элемент соединен с входным элементом (7) и вмещает текучую среду. Демпфирующий механизм имеет входной элемент (15b), соединенный с блокировочной муфтой, и выходной элемент (15с), соединенный с выходным элементом (14), а также упругий элемент, расположенный между входным элементом (15b) и выходным элементом (15с). Ведомое рабочее колесо, демпфирующий механизм, блокирующая муфта и маятниковый демпфер расположены по порядку на выходном элементе (14) в осевом направлении вращающегося вала в закрывающем элементе. Достигается демпфирование крутильных колебаний. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Гидродинамическая муфта, содержащая:

- закрывающий элемент, соединенный с входным элементом (7) и вмещающий текучую среду;

- приводное рабочее колесо, выполненное с возможностью создания спиралеобразного потока посредством вращения закрывающего элемента;

- ведомое рабочее колесо, соединенное с выходным элементом (14), включающим в себя вращающийся вал и вращаемое посредством спиралеобразного потока;

- блокировочную муфту, гидравлически приводимую в действие для выборочного обеспечения соединения между закрывающим элементом и выходным элементом (14);

- демпфирующий механизм, имеющий входной элемент (15b), соединенный с блокировочной муфтой, выходной элемент (15с), соединенный с выходным элементом (14), и упругий элемент, расположенный между входным элементом (15b) и выходным элементом (15с) таким образом, чтобы расширяться и сжиматься в направлении вращения; и

- маятниковый демпфер, имеющий инертную массу, колеблющуюся в отношении выходного элемента (14), который соединен с выходным элементом (14) так, чтобы вращаться в направлении вращения выходного элемента (14); отличающаяся тем, что:

ведомое рабочее колесо, демпфирующий механизм, блокирующая муфта и маятниковый демпфер расположены по порядку на выходном элементе (14) в осевом направлении вращающегося вала в закрывающем элементе.

2. Гидродинамическая муфта по п. 1, в которой закрывающий элемент включает в себя пластинчатый элемент, выступающий в направлении осевой линии вращения вращающегося вала так, чтобы служить в качестве поверхности зацепления блокировочной муфты.

3. Гидродинамическая муфта по п. 2, в которой пластинчатый элемент расположен между блокировочной муфтой и маятниковым демпфером в осевом направлении.

4. Гидродинамическая муфта по п. 2 или 3, в которой внутреннее пространство закрывающего элемента разделено на первую камеру, вмещающую ведомое рабочее колесо и демпфирующий механизм, и вторую камеру, вмещающую маятниковый демпфер, посредством пластинчатого элемента и блокировочной соединительной муфты, посредством приведения блокировочной муфты в зацепление.

5. Гидродинамическая муфта по любому из пп. 1-3, в которой закрывающий элемент может включать в себя первый закрывающий элемент, закрывающий внешнюю периферийную сторону маятникового демпфера, и второй закрывающий элемент, интегрированный с приводной стороной рабочего колеса, для закрывания внешней периферийной стороны ведомого рабочего колеса, и третий закрывающий элемент, интегрированный с пластинчатым элементом, для закрывания внешней периферийной стороны блокировочной муфты.

6. Гидродинамическая муфта по п. 5, в которой внутренний диаметр первого закрывающего элемента больше, чем у третьего закрывающего элемента.