缓冲弹簧装置、飞轮、离合器片、锁定机构用离合器片的制作方法

专利名称：缓冲弹簧装置、飞轮、离合器片、锁定机构用离合器片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种例如用于汽车中将发动机的动力传递至变速器的传递部所使用 的缓冲弹簧装置的技术。此外，本发明涉及一种包括上述缓冲弹簧装置的飞轮。另外，本发 明涉及一种包括上述缓冲弹簧装置的离合器片。除此之外，本发明还涉及一种包括上述缓 冲弹簧装置的锁定机构用离合器片。
背景技术：
以往，在手动档汽车中，由于设于变速器的输入轴端部的离合器片被推板等按压 于设于曲柄轴端部的飞轮，因此，发动机的曲柄轴的旋转被传递至变速器。然而，根据发动机的运转状态不同，有时会产生急剧的扭矩变动。在这种情形下， 由于飞轮与离合器片的连接，上述扭矩变动被传递至变速器。若急剧的扭矩变动传递至变速器，则会造成变速器内各种齿轮之间产生齿碰撞声 音。因此，例如在离合器片中设有吸收上述急剧的扭矩变动的缓冲弹簧装置。具体来说，离合器片例如包括两枚盘片，其中一枚盘片与变速器的轴连结。另一枚 盘片被上述盘片支承成能绕曲柄轴和变速器的转轴旋转。另一个盘片被支承成能相对于上 述盘片旋转，且被能装拆地按压于飞轮。缓冲弹簧装置设于一个盘片与另一个盘片之间，能 弹性地支承另一个盘片相对于上述盘片的旋转变位。由于离合器片采用上述结构，因此，当另一个盘片被按压于飞轮时若存在急剧的 扭矩变动，则另一个盘片相对于上述盘片相对地旋转变位，且该旋转变位被缓冲弹簧装置 吸收。藉此，发动机的急剧的扭矩变动被吸收。作为上述所使用的缓冲弹簧装置的一例，例如具有圆弧状的螺旋弹簧，该螺旋弹 簧因卷曲形状不同而具有大小直径不同的两种直径。在这种缓冲弹簧装置中，由于螺旋弹 簧的弹簧线之间彼此完全紧贴，因此，相对于另一个盘片的旋转被限制，通过完全紧贴的形 成大小不同直径的弹簧线彼此的摩擦，来吸收因急剧的扭矩变化造成的冲击(例如，参照 日本专利特表2002-507707号公报)。此外，还提出有以下结构具有吸收冲击的两种弹簧机构，上述两种弹簧机构根据 冲击的大小而依次动作(例如，参照日本专利特公平2-9208号公报)。这种结构由于具有 两种弹簧机构因而具有两级载荷特性。然而，在日本专利特表2002-507707号公报中公开的结构是直径大小不同的弹簧 接触，利用彼此在内径、外径方向上滑动移动时的摩擦来减小冲击的结构，因此，撑开螺旋 弹簧方向上的弯曲应力起作用，会使该弹簧折损。此外，由于日本专利特公平2-9208号公报中公开的结构是具有两种弹簧机构的 结构，因此，结构变得复杂。此外，在日本专利特表2002-507707号公报、日本专利特公平 2-9208号公报中，在吸收因扭矩变动而产生的冲击时，均会产生波动(surging)，会受到该 波动的影响。另一方面，提出有串接配置两种螺旋弹簧的缓冲装置。在该缓冲装置中，将两种弹簧串接配置，对于施加的载荷，首先通过一个螺旋弹簧收缩来吸收该载荷。接着，对于更大 的载荷，另一个螺旋弹簧也收缩，从而吸收载荷(例如，参照日本专利实公昭34-3828号公 报)。这样，在上述缓冲装置中，利用串接配置两种螺旋弹簧这种比较简单的结构，能具 有两级载荷特性。

发明内容
然而，即便是日本专利实公昭34-3828号公报中公开的缓冲装置，由于螺旋弹簧 的弹簧线彼此的摩擦，也会出现该螺旋弹簧折损等破损的情形。此外，在吸收扭矩变动时会 产生波动，会受到该波动的影响。本发明的目的在于能提供一种能抑制破损并能抑制波动的影响的缓冲弹簧装置。本发明一实施方式所涉及的缓冲弹簧装置设于发动机的输出轴与变速器的输入 轴之间。上述缓冲弹簧装置包括第一弹簧，其由螺旋弹簧构成，且能在上述发动机的上述 输出轴和上述变速器的上述输入轴的旋转方向上挠曲；以及第二弹簧，其在上述第一弹簧 的一端与该第一弹簧串接配置，并能在上述第一弹簧的轴线方向上压缩，且能在沿上述轴 线方向施加有预载荷而被压缩的状态下被限位件保持。上述第二弹簧的预载荷比上述第一 弹簧的安装载荷大。上述第一弹簧和上述第二弹簧具有以下载荷一挠曲特性当作用于上 述第一弹簧的压缩方向的轴载荷处于使上述第一弹簧的弹簧线的至少一部分紧贴的载荷 以下时，只有上述第一弹簧挠曲，当上述轴载荷比使上述第一弹簧的弹簧线的至少一部分 紧贴的载荷大时，上述第一弹簧和上述第二弹簧挠曲。在本发明的优选实施方式中，上述第二弹簧的上述预载荷被设定成当上述轴载荷 比使上述第一弹簧的上述弹簧线完全紧贴的载荷大时，上述第二弹簧挠曲。在本发明的优选实施方式中，上述第二弹簧为螺旋弹簧。在本发明的优选实施方式中，上述第二弹簧为碟形弹簧。在本发明的优选实施方式中，上述第二弹簧为非金属弹性体。在本发明的优选实施方式中，包括第三弹簧，其设于上述第一弹簧中与上述第二 弹簧相反的一侧，并能在上述第一弹簧的轴线方向上压缩，且能在沿上述轴线方向施加有 预载荷而被压缩的状态下被限位件保持。上述第三弹簧的预载荷被设定成比上述第一弹簧 的安装载荷大，且在上述第二弹簧开始挠曲同时或在上述第二弹簧开始挠曲之后，上述第 三弹簧挠曲。本发明一实施方式所涉及的飞轮具有上述缓冲弹簧装置。此外，包括第一部分， 其固定于上述发动机的上述输出轴并与该输出轴一体旋转；以及第二部分，其被上述第一 部分支承成能相对于该第一部分绕上述发动机的上述输出轴的轴线相对转动，被上述变速 器的上述输入轴侧按压并能解除该按压。上述缓冲弹簧装置设于上述第一部分与上述第二 部分之间。本发明一实施方式所涉及的离合器片具有上述缓冲弹簧装置。此外，包括第一部 分，其固定于上述变速器的上述输入轴并与该输入轴一体旋转；以及第二部分，其被上述第 一部分支承成能相对于该第一部分绕上述变速器的上述输入轴的轴线相对转动，被上述发 动机的上述输出轴侧按压并能解除该按压。上述缓冲弹簧装置设于上述第一部分与上述第
5二部分之间。本发明一实施方式所涉及的锁定机构用离合器片具有上述缓冲弹簧装置。此外， 包括；第一部分，其固定于上述变速器的上述输入轴并与该输入轴一体旋转；以及第二部 分，其被上述第一部分支承成能相对于该第一部分绕上述变速器的上述输入轴的轴线相对 转动，被与上述发动机的上述输出轴一体旋转的液力变矩器的壳体按压并能解除该按压。 上述缓冲弹簧装置设于上述第一部分与上述第二部分之间。


图1是表示设有本发明第一实施方式的缓冲弹簧装置的飞轮、发动机、变速器的 示意图。图2是表示图1所示的飞轮被分解后的状态的剖视图。图3是示意地表示图1所示的飞轮被分解后的状态的立体图。图4是表示从箭头F4方向观察图2所示的第一部分的状态的主视图。图5是将图4所示的缓冲弹簧装置放大并将局部剖开表示的剖视图。图6是表示图5所示的缓冲弹簧装置的第一弹簧的弹簧线的一部分紧贴状态的剖 视图。图7是表示图6所示的第二弹簧挠曲的状态的剖视图。图8是表示将静载荷施加到本实施方式的缓冲弹簧装置的状态下作用于第一弹 簧、第二弹簧的应力的图表。图9是表示将动载荷施加到本实施方式的缓冲弹簧装置的状态下作用于第一弹 簧、第二弹簧的应力的图表。图10是表示将使第一弹簧完全紧贴的载荷施加到本实施方式的缓冲弹簧装置时 的S-N曲线的图表。图11是表示将使第一弹簧完全紧贴的轴载荷施加到本发明第二实施方式的缓冲 弹簧装置的状态的剖视图。图12是表示图11所示的缓冲弹簧装置的第二弹簧挠曲的状态的剖视图。图13是表示本发明第三实施方式的缓冲弹簧装置的剖视图。图14是表示本发明第四实施方式的缓冲弹簧装置的剖视图。图15是表示本发明第五实施方式的缓冲弹簧装置的剖视图。图16是表示图15所示的缓冲弹簧装置的动作的剖视图。图17是表示图15所示的缓冲弹簧装置的动作的剖视图。图18是表示图15所示的缓冲弹簧装置的动作的剖视图。图19是表示将碟形弹簧用于本发明第五实施方式的缓冲弹簧装置的第二弹簧的 状态的剖视图。图20是表示将非金属制的弹性体用于本发明第五实施方式的缓冲弹簧装置的第 二弹簧的状态的剖视图。图21是表示包括本发明第六实施方式的缓冲弹簧装置的离合器片、发动机、变速 器的示意图。图22是表示包括本发明第七实施方式的缓冲弹簧装置的锁定机构用离合器片、发动机、液力变矩器、变速器的示意图。
具体实施例方式参照图1 图9说明本发明第一实施方式所涉及的缓冲弹簧装置。另外，在本实 施方式中，缓冲弹簧装置的一例用于飞轮。图1是表示例如具有柴油发动机的汽车的发动机10和变速器20的示意图。如图 1所示，在发动机10的曲柄轴11(图中一部分被省略)的端部设有飞轮30。在变速器20 中，在供发动机10的旋转输入的输入轴21 (图中一部分被省略)的飞轮30侧的端部设有 离合器片40。输入轴21的轴线Y配置于曲柄轴11的轴线X上。曲柄轴11是本发明中所 言的发动机的输出轴的一例。此外，在变速器20侧设有具有将离合器片40按压于飞轮30的功能的推板50。推 板50被未图示的驱动机构等驱动，将离合器片40按压于飞轮30。在汽车的驾驶员没有踏下离合器踏板(未图示)的状态下，上述驱动机构将离合 器片40按压于飞轮30。当驾驶员踏下离合器踏板时，上述驱动机构解除对离合器片40的 按压。这样，离合器片40从飞轮30离开。在离合器片40被按压于飞轮30的状态下，离合器片40由于与飞轮30之间产生 的摩擦而与飞轮30 —体旋转。其结果是，变速器20的输入轴21经由飞轮30和离合器片 40与发动机10的曲柄轴11连结成一体，因此，发动机10的旋转(曲柄轴11的旋转)被传 递至变速器20。对飞轮30进行具体说明。图2是表示飞轮30被分解后的状态的剖视图。图3是 示意地表示飞轮30被分解后的状态的立体图。如图1 图3所示，飞轮30包括与曲柄轴11固定连结成一体的第一部分31和第 二部分32等。另外，第一部分31并不限定于直接固定于曲柄轴11。例如，根据不同的发动 机，也可将其他轴构件与曲柄轴11连结，将第一部分31固定连结于该轴构件。这样，包括 第一部分30直接固定连结于曲柄轴11的情形和第一部分30经由其他轴构件(或其他构 件)与曲柄轴11固定连结的情形，第一部分30被固定于曲柄轴侧(发动机的输出轴侧)。如图1所示，第二部分32相对于第一部分31配置于与发动机10相反的一侧，且 与第一部分31连结成能相对于第一部分31自由转动。具体而言，第二部分32与第一部分 31连结成能绕曲柄轴11 (发动机的输出轴)和输入轴21的轴线X、Y转动。也就是说，第 二部分32的转轴的轴线Z配置于轴线X、Y上。离合器片40被按压于第二部分32。离合器片40表示本发明中所言的变速器的输 入轴侧。所谓输入轴侧是指包括输入轴及固定于输入轴并与输入轴一体旋转的其他构件。如图2所示，在飞轮30中，在第一部分31和第二部分32中设有吸收发动机10的 急剧扭矩变动的缓冲弹簧装置60。缓冲弹簧装置60配置于上述第一部分31与第二部分 32之间。对缓冲弹簧装置60的保持结构的一例进行说明。图4是表示从箭头F4方向观察图2所示的第一部分31的状态的主视图。如图4 所示，在第一部分31中例如形成有四处收容缓冲弹簧装置60的槽部71。如图4所示，第一 部分31为圆形。在第一部分31的内侧，在圆周方向上等间隔地配置有四处槽部71。在图 4中，以双点划线表示第二部分32。
如图3所示，在第二部分32中也形成有收容缓冲弹簧装置60的槽部72。第二部 分32也为圆形，槽部72在圆周方向上等间隔地配置于四处。如图1所示，在第一部分31与第二部分32相互连结的状态下，形成于第一部分31 的槽部71与形成于第二部分32的槽部72彼此对向。此外，利用槽部71、72形成有收容空 间。缓冲弹簧装置60收容在形成于第一部分31的槽部71与形成于第二部分32的槽部72 之间(收容于上述收容空间内)。换言之，缓冲弹簧装置60的一部分收容于槽部71内，其 余部分收容于槽部72内。槽部71、72的大致沿圆周方向的长度相同。因此，如图3所示，在缓冲弹簧装置60 收容于槽部71、72内的状态下，缓冲弹簧装置60的沿第二部分32相对于第一部分31旋转 的方向的一端61与槽部71的一端71a和槽部72的一端72a同时抵接，且缓冲弹簧装置60 的另一端62与槽部71的另一端71b和槽部72的另一端71b同时抵接。另外，槽部72的一端72a是指当第二部分32与第一部分31连结时，位于与第一 部分31的槽部71的一端71a对向的部位的端部。槽部72的另一端72b是指当第二部分 32与第一部分31连结时，位于与第一部分31的槽部71的另一端71b对向的部位的端部。根据这种结构，当曲柄轴11旋转时，第一部分31与该曲柄轴11 一体旋转，该旋转 经由缓冲弹簧装置60传递至第二部分32。另外，在图3中，图示了一个缓冲弹簧装置60而 省略了其他缓冲弹簧装置60，但实际上在其他槽部71、72中也收容有缓冲弹簧装置60。另外，缓冲弹簧装置60的保持结构并不限定于上述结构。总之，只要将缓冲弹簧 装置60保持成能将第一部分31的旋转传递到第二部分32即可。此外，缓冲弹簧装置60 的数量并不限定于四个。例如，也可以是一个。此外，还可以是两个、三个等多个。在设有 多个缓冲弹簧装置60的情形下，作为优选，各缓冲弹簧装置60绕第二部分32的转轴轴线 等间隔配置。接着，说明缓冲弹簧装置60的结构。另外，各缓冲弹簧装置60的结构可以相同。 因此，以一个缓冲弹簧装置60的结构为代表进行说明。图5是将缓冲弹簧装置60放大并将局部剖开表示的剖视图。如图5所示，缓冲弹 簧装置60包括螺旋弹簧即第一弹簧63、在第一弹簧63的轴线64方向上串接配置的预载荷 单元65。第一弹簧63配置于槽部71、72的一端71a、72a与预载荷单元65之间。第一弹簧 63的姿势为轴线64大致沿曲柄轴11的轴线的周向即第二部分32的旋转方向配置。此外，第一弹簧63预先配置成沿轴线64方向压缩的状态。第一弹簧63被安装后 的状态下该第一弹簧63的长度为Si。本发明中所言的第一弹簧的安装载荷是指在没有外 力作用于安装后的第一弹簧63而长度保持于Sl的状态下，轴线64方向上产生的反作用 力。预载荷单元65包括壳体66、第二弹簧67和能移动的可动弹簧座68。壳体66例 如为一端开口、另一端设有底壁部69的筒状。第二弹簧67收容于壳体66内。第二弹簧67 为螺旋弹簧，且该第二弹簧67的轴线70配置于第一弹簧63的轴线64上。因此，第二弹簧 67与第一弹簧63串接配置。在壳体66的一端的缘部形成有限位件80。限位件80的缘部朝内侧突出地形成。 可动弹簧座68在壳体66内配置于第二弹簧67与限位件80之间。可动弹簧座68为板状，
8并具有比形成于限位件80之间的开口大的面积。因此，可动弹簧座68与限位件80抵接， 藉此能抑制第二弹簧67穿过开口朝外部移动。可动弹簧座68能在第二弹簧67的轴线方 向上移动。可动弹簧座68固定有第一弹簧63的一端。第二弹簧67以在轴线70方向上预先压缩的状态收容于壳体66内。也就是说，第 二弹簧67以预先施加有载荷的状态(施加有预载荷的状态)收容于壳体66内，并配置于 底壁部69与可动弹簧座68之间。第二弹簧67在收容于壳体66内且没有外力作用状态下的长度，即可动弹簧座68 与第二弹簧67抵接且与限位件80抵接状态下的第二弹簧67的长度为S2。利用限位件80 将第二弹簧67以不会比S2长的方式收容于壳体66内。第二弹簧67的预载荷被设定成当超过规定载荷的载荷(刚超过规定载荷的载荷) 沿轴线70方向作用于第二弹簧67时，第二弹簧67开始沿轴线70方向挠曲。上述规定载荷 比第一弹簧63的安装载荷大，是形成第一弹簧63的弹簧线63a的至少一部分紧贴时的轴 载荷。也就是说，当轴载荷比第一弹簧63的弹簧线63a的至少一部分紧贴时的载荷大时， 第二弹簧67开始挠曲(压缩)。此外，换言之，第一弹簧63和第二弹簧67具有以下载荷-挠曲特性当所施加的 轴载荷(沿轴线64、70方向的载荷)处于第一弹簧63的弹簧线63a的至少一部分紧贴时 的载荷以下时，只有第一弹簧63挠曲，当所施加的轴载荷比第一弹簧63的弹簧线63a的至 少一部分紧贴时的载荷大时，第一弹簧63和第二弹簧67挠曲。对第一弹簧63的弹簧线63a的至少一部分紧贴这点进行具体说明。如图5所示且 如上所述，第一弹簧63为螺旋弹簧。因此，第一弹簧63两端附近的弹簧线彼此的间隔(间 距)比其他部位(例如第一弹簧63的长边方向的中间部等)的间隔小。具体来说，将中腹 部处的间距设为P1，将两端附近处的间距设为P2，则Pl > P2。因此，当对第一弹簧63施加沿轴线64方向的载荷使得第一弹簧63挠曲时，首先， 间距小的两端部的弹簧线63a彼此紧贴。弹簧线63a的至少一部分紧贴是指例如上述状态。另外，在本实施方式中，第一弹簧63是比第二弹簧67容易挠曲的较软的弹簧。此 外，第一弹簧63比第二弹簧67长。这是因为利用软的(比第二弹簧67软)第一弹簧63 充分吸收载荷，能缓和缓冲弹簧装置60的弹簧特性，从而能有效地吸收发动机10的扭矩变 动。另外，第一弹簧63与第二弹簧67的关系并不限定于上述关系。总之，第一弹簧63 和第二弹簧67只要具有下述载荷-挠曲特性即可在形成第一弹簧63的弹簧线63a的至 少一部分紧贴之前，只有第一弹簧63挠曲(压缩)，当第一弹簧63的弹簧线63a的至少一 部分紧贴后，第一弹簧63和第二弹簧67挠曲。接着，说明飞轮30的作用。当发动机10驱动(旋转)时，曲柄轴11旋转。在驾驶员没有踏下离合器踏板的 状态下，离合器片40被推板50按压于飞轮30。因此，曲柄轴11的旋转经由飞轮30和离合 器片40传递至变速器20。根据汽车的运转状态不同，例如在驾驶员急速踏下油门踏板的状态下，发动机10 的扭矩急剧变化。因此，曲柄轴11的转速急剧变化。若在这种状态下将上述扭矩变动传递 至变速器20，则有可能产生变速器20内的各种齿轮彼此的齿碰撞声音。
不过，上述急剧的扭矩变动被缓冲弹簧装置60吸收。具体来说，由于缓冲弹簧装 置60在第一部分31与第二部分32之间被压缩，因此扭矩的变位被缓和地传递至第二部分 32，藉此，扭矩的变位被缓和地传递至变速器20。对这点进行具体说明。随着发动机10的急剧的扭矩变动，第一部分31的转速急 剧变化(该变化包括上升和减少两方)。其结果是，在第一部分31的转速与第二部分32的 转速之间产生差别。导致第一部分31的槽部71的两端71a、71b的位置与第二部分32的 槽部72的两端72a、72b的位置错位。缓冲弹簧装置60被配置成第一弹簧63和第二弹簧67的轴线64、70的方向大致沿 着第一部分31、第二部分32的旋转方向。因此，由于槽部71、72的两端71a、71b、72a、72b 的错位，导致缓冲弹簧装置60在第一弹簧63、第二弹簧67的轴线64、70的方向上被压缩。首先，第一弹簧63挠曲(压缩)。接着，当压缩载荷达到规定值时，如图6所示，间 距小的两端附近的弹簧线63a彼此紧贴。即，变成一部分紧贴的状态。如图7所示，从如上所述第一弹簧63的弹簧线63a的一部分紧贴的下一个瞬间开 始，第二弹簧67开始与第一弹簧63 —起挠曲(压缩)。随后，当施加更大的载荷时，第一弹 簧63完全紧贴。此处所言的完全紧贴是指弹簧的弹簧线之间彼此完全紧贴，不能再挠曲的 状态。另外，第二弹簧67完全紧贴的载荷值被设定成比第一弹簧63完全紧贴时的载荷 值大。此外，第二弹簧67被设定成在通常的汽车运转时所产生的急剧的扭矩变动下不会完 全紧贴。这是基于通过例如实验等得到的结果而设定的。接着，当产生扭矩变动后一段时间，第二部分32的转速逐渐接近第一部分31的转 速。接着，作用于缓冲弹簧装置60的载荷也逐渐减小，因此，第一弹簧63、第二弹簧67回复 到原来的长度。这样，发动机10的急剧的扭矩变动被缓和地传递至变速器20。当施加到缓冲弹簧装置60的轴载荷(沿第一弹簧63、第二弹簧67的轴线64、67 方向的载荷)是急速且较大的载荷即冲击波时，可能会在第一弹簧63、第二弹簧67中产生 波动。不过，在施加有较大的载荷使得第二弹簧67也挠曲的状态下，波动被第二弹簧67 阻止。此外，即便在第一弹簧63中产生波动，第一弹簧63的弹簧线63a的至少一部分也会 紧贴。因此，在紧贴的部分中，轴线64方向的变位被限制。在上述构成的飞轮30中，通过上述作用来限制第一弹簧63的一部分，因此，能抑 制波动的影响。对这点进行具体说明。首先，说明第一弹簧63、第二弹簧67中没有产生波 动的状态。图8是表示将静载荷施加到缓冲弹簧装置60的状态下作用于第一弹簧63、第二 弹簧67的应力的图表。静载荷是指施加的值逐渐变大的载荷，是不会产生波动的载荷。图8的横轴表示经过的时间。纵轴表示应力大小。如图8所示，由于在第二弹簧 67上施加有预载荷，因此，相对于第一弹簧63，其应力较高。对于静载荷，由于首先第一弹簧63挠曲(压缩)，因此，随着时间的经过，只有第一 弹簧63的应力变大。接着，当达到第一弹簧63的一部分紧贴的载荷值时，第二弹簧67也 开始挠曲。当载荷进一步变大时，第一弹簧63完全紧贴，第一弹簧63停止挠曲(应力不再变 化)。接着，当载荷更进一步增大时，第二弹簧67进一步挠曲，当超过峰载荷(扭矩变动)时，作用于第一弹簧63、第二弹簧67的应力变小。下面，对产生波动的状态进行说明。图9表示将在第一弹簧63、第二弹簧67中产 生波动的动载荷作用于缓冲弹簧装置60的状态。另外，施加动载荷是指急速施加大的载 荷。在图9中，横轴和纵轴与图8相同。如图9所示，由于产生了波动，因此，作用于第一弹 簧63、第二弹簧67的应力微小地变动。然而，该变化比较小。也就是说，能抑制波动的影 响。这是由于在第二弹簧67挠曲的状态下，第一弹簧63的一部分紧贴，该紧贴的部分的变 位被抑制。因此，即便在第一弹簧63中产生波动，由于紧贴能抑制变位，且即便在第二弹簧 67中产生波动，利用限位件80也可使得波动不会传播到第一弹簧63，能抑制波动的影响。此外，由于在第一弹簧63的弹簧线63a的至少一部分紧贴后第二弹簧67挠曲(压 缩)，因此，在第一弹簧63的弹簧线63a的至少一部分紧贴后进一步施加的载荷由于第一弹 簧63的其余部分(未紧贴的部分)和第二弹簧67的挠曲而被吸收。其结果是，由于能抑制过大的载荷施加到紧贴的部分，能抑制弹簧线63a被撑开、 紧贴的弹簧线63a之间产生摩擦的情形，藉此，能抑制第一弹簧63的破损。此外，当施加比第一弹簧63完全紧贴时的载荷大的载荷时，第二弹簧67完全紧 贴。另外，第二弹簧67被设定成在通常运转时不会完全紧贴。因此，即便在第一弹簧63完 全紧贴后进一步施加载荷，该进一步施加的载荷也会被第二弹簧67吸收。其结果是，能抑 制第一弹簧63的破损。图10表示将使第一弹簧63完全紧贴的载荷施加到缓冲弹簧装置60时的S-N曲 线。如图10所示，本实施方式的缓冲弹簧装置60能抑制破损。此外，如图10所示，对仅具有一个螺旋弹簧的以往的缓冲弹簧装置(不具有本申 请所述的串接配置的第一弹簧63、第二弹簧67的结构的缓冲弹簧装置)多次施加使该一个 螺旋弹簧完全紧贴的载荷的实验结果未示于S-N线图。这是由于螺旋弹簧完全紧贴所造成 的弹簧线的错位没有被吸收。另外，在图10中还表示了对上述以往的缓冲弹簧装置多次施 加不使螺旋弹簧紧贴(包括完全紧贴和一部分紧贴的情形)的载荷的实验结果。此外，通过将第一弹簧63、第二弹簧67串接配置，将缓冲弹簧装置60的动作区域 分担到第一弹簧63、第二弹簧67。这样，能将第一弹簧63、第二弹簧67的应力振幅抑制得 较低，因此，能提高第一弹簧63、第二弹簧67的耐久性。接着，参照图11、图12说明本发明第二实施方式所涉及的缓冲弹簧装置。另外， 对于具有与第一实施方式相同功能的构成要素标注与第一实施方式相同的符号，省略其说 明。在本实施方式中，预先施加到第二弹簧67的预载荷与第一实施方式不同。其他方面可 与第一实施方式相同。对上述不同点进行具体说明。在本实施方式中，预先施加到第二弹簧67的预载荷是刚超过使第一弹簧63完全 紧贴的载荷的载荷。换言之，当施加到缓冲弹簧装置60的轴载荷比使第一弹簧63完全紧 贴的载荷大时，第二弹簧67开始挠曲(压缩)。接着，对本实施方式的缓冲弹簧装置60的作用进行说明。图11表示随着发动机 10的急剧的扭矩变动，对缓冲弹簧装置60沿第一弹簧63、第二弹簧67的轴线64、70方向 施加载荷的状态。如图11所示，在第一弹簧63完全紧贴之前，第二弹簧67不挠曲。如图12所示， 当轴载荷变得比使第一弹簧63完全紧贴的载荷大时，第二弹簧67开始挠曲。
在本实施方式中，采用第一弹簧63完全紧贴后第二弹簧67开始挠曲(压缩)的 结构。因此，在产生使第二弹簧67挠曲程度的较大的扭矩变动时，考虑到会产生波动，但由 于第一弹簧63完全紧贴使得第一弹簧63的变位被限制，能消除波动的影响。这样，在本实施方式中，除了第一实施方式的效果以外，还能进一步抑制波动的影 响。接着，参照图13说明本发明第三实施方式所涉及的缓冲弹簧装置。对于具有与第 一实施方式、第二实施方式相同功能的构成要素标注与第一实施方式、第二实施方式相同 的符号，省略其说明。在本实施方式中，第二弹簧67与第一实施方式、第二实施方式不同。其他结构可 与第一实施方式、第二实施方式相同。对上述不同结构进行具体说明。如图13所示，在本实施方式中，第二弹簧67为碟形弹簧。在本实施方式中，作为 一例将两个碟形弹簧67b配置成彼此串接。即便在本实施方式所述的利用碟形弹簧67b构成第二弹簧67的情形下，预先施加 到该第二弹簧67的预载荷也可与第一实施方式相同。此时，第二弹簧67起到了与在第一 实施方式中说明的第二弹簧67 (由螺旋弹簧形成)相同的作用，因此，能获得与第一实施方 式同样的效果。此外，施加到本实施方式的第二弹簧67的预载荷也可与第二实施方式相同。此 时，第二弹簧67起到了与在第二实施方式中说明的第二弹簧67 (由螺旋弹簧形成)相同的 作用，因此，能获得与第二实施方式同样的效果。接着，参照图14说明本发明第四实施方式所涉及的缓冲弹簧装置。对于具有与第 一实施方式、第二实施方式相同功能的构成要素标注与第一实施方式、第二实施方式相同 的符号，省略其说明。在本实施方式中，第二弹簧67与第一实施方式、第二实施方式不同。其他结构可 与第一实施方式、第二实施方式相同。对上述不同结构进行具体说明。如图14所示，在本实施方式中，第二弹簧67为树脂制的弹性体。即便在本实施方 式所述的利用树脂构成第二弹簧67的情形下，预先施加到该第二弹簧67的预载荷也可与 第一实施方式相同。此时，第二弹簧67起到了与在第一实施方式中说明的第二弹簧67(由 螺旋弹簧形成)相同的作用，因此，能获得与第一实施方式同样的效果。此外，施加到本实施方式的第二弹簧67的预载荷也可与第二实施方式相同。此 时，第二弹簧67起到了与在第二实施方式中说明的第二弹簧67 (由螺旋弹簧形成)相同的 作用，因此，能获得与第二实施方式同样的效果。另外，本实施方式中所言的树脂是指含有橡胶等的具有弹性的树脂。该树脂是本 发明中所言的非金属弹性体的一例。此外，非金属弹性体并不仅限定于树脂。此外，形状也 未作限定。总之，只要具有作为第二弹簧起作用的弹性即可。接着，参照图15 图20说明第五实施方式所涉及的缓冲弹簧装置。另外，对于具 有与第一实施方式、第二实施方式相同功能的构成要素标注与第一实施方式、第二实施方 式相同的符号，省略其说明。在本实施方式中，在具有第三弹簧这点上与第一实施方式、第二实施方式不同。其 他结构可与第一实施方式、第二实施方式相同。对上述不同结构进行具体说明。
图15是将本实施方式的缓冲弹簧装置60局部剖开表示的剖视图。如图15所示， 在第一弹簧63中，在预载荷单元65的相反一侧端部串接配置有第二预载荷单元90。第二预载荷单元90包括第二壳体91、第三弹簧92、可移动的第二可动弹簧座93。 第二壳体91例如为一端开口、另一端设有底壁部94的筒状。第三弹簧92收容于第二壳体 91内。第三弹簧92为螺旋弹簧，且该第三弹簧92的轴线95配置于第一弹簧63、第二弹簧 67的轴线64、70上。因此，第三弹簧92与第一弹簧63串接配置。在第二壳体91的一端的缘部形成有第二限位件96。第二限位件96的缘部朝内侧 突出地形成。第二可动弹簧座93在第二壳体91内配置于第三弹簧92与第二限位件96之 间。第二可动弹簧座93为板状，并具有比形成于限位件96之间的开口大的面积。因此，第 二可动弹簧座93与第二限位件96抵接，藉此能抑制第三弹簧92穿过开口朝外部移动。第 二可动弹簧座93能在第三弹簧92的轴线95方向上移动。第一弹簧63的另一端固定于第 二可动弹簧座93。第三弹簧92以在轴线95方向上预先压缩的状态收容于第二壳体91内。也就是 说，第三弹簧92以预先施加有载荷而被压缩的状态(施加有预载荷的状态)收容于第二壳 体91内，并配置于底壁部94与可动弹簧座93之间。第三弹簧92在收容于第二壳体91内且没有外力作用状态下的长度，即可动弹簧 座93与第三弹簧92抵接且与限位件96抵接状态下的第三弹簧92的长度为S3。利用第二 限位件96将第三弹簧92以不会比S3长的方式收容于第二壳体91内。作为一例，第三弹簧92的预载荷被设定成当作用于第三弹簧92的轴载荷超过使 第二弹簧67的弹簧线67a的至少一部分紧贴的载荷时，第三弹簧92开始挠曲。换言之，第 三弹簧92的预载荷是刚超过使第二弹簧67的弹簧线67a的至少一部分紧贴的载荷的载 荷。另外，此处所言的一部分紧贴与对第一弹簧63的说明相同。第三弹簧92在轴载荷超 过使第二弹簧67的一部分紧贴的载荷时开始挠曲，这是本发明中所言的第二弹簧开始挠 曲后第三弹簧挠曲的一例。此外，第三弹簧92的预载荷可被设定成当作用于第三弹簧92的轴载荷超过使第 二弹簧67的弹簧线67a完全紧贴的载荷时，第三弹簧92开始挠曲。换言之，第三弹簧92 的预载荷是刚超过使第二弹簧67的弹簧线67a完全紧贴的载荷的载荷。此处所言的完全 紧贴与对第一弹簧63的说明相同。第三弹簧92在轴载荷超过使第二弹簧67完全紧贴的 载荷时开始挠曲，这是本发明中所言的第二弹簧开始挠曲后上述第三弹簧挠曲的一例。此外，第三弹簧92的预载荷也可被设定成在第二弹簧67开始挠曲的同时第三弹 簧开始挠曲。上述构成的第二预载荷单元90也可用于在第一实施方式中说明的缓冲弹簧装置 60。此外，还可用于在第二实施方式中说明的缓冲弹簧装置60。接着，以一例说明本实施方式的第二预载荷单元90用于在第一实施方式中说明 的缓冲弹簧装置60时的作用。如图16所示，首先，第一弹簧63挠曲。接着，当作用于缓冲 弹簧装置60的轴载荷超过使第一弹簧63的弹簧线63a的至少一部分紧贴的载荷时，如图 17所示，第二弹簧67开始挠曲，藉此，第一弹簧63、第二弹簧67挠曲。接着，当轴载荷超过使第二弹簧67的弹簧线67a的至少一部分紧贴的载荷时，如 图18所示，第三弹簧92开始挠曲，藉此，第一弹簧63、第二弹簧67、第三弹簧92挠曲。此外，可将第三弹簧92设定成当轴载荷超过使第二弹簧67的弹簧线67a完全紧贴的载荷时 开始挠曲。此外，也可将第三弹簧92设定成在第二弹簧67开始挠曲的同时开始挠曲。第二预载荷单元90的动作可与将第二预载荷单元90用于在第二实施方式中说明 的缓冲弹簧装置60时的动作相同。此外，第二预载荷单元90也可用于在第三实施方式、第四实施方式中说明的缓冲 弹簧装置60。图19表示将第二预载荷单元90用于在第三实施方式中说明的缓冲弹簧装 置(第二弹簧67为碟形弹簧)的情形。图20表示将第二预载荷单元90用于在第四实施 方式中说明的缓冲弹簧装置(第二弹簧67为非金属弹性体)的情形。 在上述情形下，第三弹簧92的预载荷被设定成当轴载荷超过使第二弹簧67 (碟形 弹簧或非金属)挠曲规定量的载荷时，第三弹簧92开始挠曲。这样，第二预载荷单元90可用于在第一实施方式 第四实施方式中说明的缓冲 弹簧装置60，除了第一实施方式 第四实施方式的效果以外，由于能将缓冲弹簧装置60的 载荷特性分为三级，因此，即便在发动机10产生急剧扭矩变动的情形下，也能将该扭矩的 变位平缓地传递至变速器20。另外，在本实施方式中，第三弹簧92为螺旋弹簧，但并不限定于此。第三弹簧92 例如可以是诸如在第三实施方式中使用的碟形弹簧。此外，也可以是诸如在第四实施方式 中使用的非金属弹性体。接着，参照图21说明本发明第六实施方式所涉及的缓冲弹簧装置。对于具有与第 一实施方式 第五实施方式相同功能的构成要素标注与第一实施方式 第五实施方式相 同的符号，省略其说明。在本实施方式中，在缓冲弹簧装置60并不设于飞轮30而设于离合 器片40这点上不同。换言之，在本实施方式中，离合器片40包括缓冲弹簧装置60。其他结 构可与第一实施方式 第五实施方式相同。对上述不同结构进行具体说明。图21是表示本实施方式中例如具有柴油发动机的汽车的发动机10和变速器20 的示意图。如图21所示，在离合器片40中设有缓冲弹簧装置60。而在飞轮30中没有设置 缓冲弹簧装置60。离合器片40包括与变速器20的输入轴21固定连结成一体而与输入轴21 —体旋 转的第一部分41、第二部分42等。另外，第一部分41并不限定于直接固定于输入轴21。如图21所示，第二部分42相对于第一部分41配置于飞轮30侧，且与第一部分41 连结成能相对于第一部分41绕曲柄轴11和输入轴21的轴线X、Y方向自由转动。也就是 说，第二部分42的转轴的轴线A配置于轴线X、Y上。第二部分42被推板50按压于飞轮30。飞轮30表示本发明中所言的发动机的输 出轴侧。所谓输出轴侧是指包括输出轴(曲柄轴11)及固定于输出轴并与输出轴一体旋转 的其他构件。由于第二部分42被按压于飞轮30，因此，曲柄轴11的旋转经由离合器片40 传递至变速器20。在第一部分41中形成有槽部71，在第二部分42中形成有槽部72。槽部71、72具 有与第一实施方式 第六实施方式相同的结构，与第一实施方式 第五实施方式同样地保 持有缓冲弹簧装置60。也就是说，缓冲弹簧装置60被配置成由于第一部分41、第二部分42 的相对错位(旋转的差别)而压缩(挠曲)，从而能吸收载荷。此处使用的缓冲弹簧装置 60使用在第一实施方式 第六实施方式中说明的缓冲弹簧装置。
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在本实施方式中，能获得与第一实施方式 第五实施方式同样的作用和效果。接着，参照图22说明本发明第七实施方式所涉及的缓冲弹簧装置。对于具有与第 一实施方式 第五实施方式相同功能的构成要素标注与第一实施方式 第五实施方式相 同的符号，省略其说明。在本实施方式中，缓冲弹簧装置60并不设于飞轮30而设于具有液 力变矩器的汽车的锁定机构用离合器片。换言之，在本实施方式中，锁定机构用离合器片包 括缓冲弹簧装置60。其他结构可与第一实施方式 第五实施方式相同。对上述不同结构进 行具体说明。图22是表示本实施方式中例如汽车的发动机10和变速器20的示意图。如图22 所示，在本实施方式中，发动机10与变速器20经由液力变矩器100而彼此连结。液力变矩器100包括固定于曲柄轴11并与曲柄轴11 一体旋转的壳体101 ；收容 于壳体101内的泵叶轮102 ；收容于壳体101内的涡轮叶轮103 ；定子104 ；以及锁定机构用 离合器片200。泵叶轮102例如被固定于壳体101而与曲柄轴11 一体旋转。涡轮叶轮103固定 于变速器20的输入轴21并一体旋转。定子104配置于泵叶轮102与涡轮叶轮103之间。由于随着泵叶轮102的旋转，油等工作流体流动，因此涡轮叶轮103被驱动，藉此， 发动机10的旋转传递至变速器20。锁定机构用离合器片200包括收容于壳体101内，与变速器20的输入轴21固定 连结成一体而与输入轴21—体旋转的第一部分201 ；以及第二部分202等。另外，第一部 分201并不限定于直接固定于输入轴21。第二部分202相对于第一部分201配置于曲柄轴11侧(与泵叶轮102、涡轮叶轮 103相反一侧)，且与第一部分201连结成能相对于第一部分201绕曲柄轴11和输入轴21 的轴线X、Y方向自由转动。也就是说，第二部分202的转轴的轴线B配置于轴线X、Y上。在本实施方式中，当汽车的车速处于规定速度以上时，第二部分202被未图示的 驱动机构等按压于壳体101的内表面，且该按压是可解除的。壳体101表示本发明中所言 的发动机的输出轴侧。所谓输出轴侧是指包括输出轴及固定于输出轴并与输出轴一体旋转 的其他构件。由于第二部分202被按压于壳体101，因此，曲柄轴11与输入轴21经由锁定机构 用离合器片200连结。此外，经由锁定机构用离合器片200，曲柄轴11的旋转被传递至变速 器20。在第一部分201中形成有槽部71，在第二部分202中形成有槽部72。槽部201、 202具有与第一实施方式 第六实施方式相同的结构，保持有缓冲弹簧装置60。也就是说， 缓冲弹簧装置60被配置成由于第一部分201、第二部分202的相对错位(旋转的差别)而 压缩(挠曲)，从而能吸收载荷。此处使用的缓冲弹簧装置60使用在第一实施方式 第六 实施方式中说明的缓冲弹簧装置。在本实施方式中，能获得与第一实施方式 第六实施方式同样的作用和效果。另 外，液力变矩器100的结构并无限定。总之，在锁定机构用离合器片中使用本申请发明的缓 冲弹簧装置，能获得上述效果。另外，在实施本发明时，当然能对本发明的构成要素进行适当变形来实施。工业上的可利用性
本发明能提供一种能抑制破损并能抑制波动的影响的缓冲弹簧装置。
权利要求
1.一种缓冲弹簧装置，设于发动机的输出轴与变速器的输入轴之间，其特征在于，包括第一弹簧，该第一弹簧由螺旋弹簧构成，且能朝所述发动机的所述输出轴和所述变速 器的所述输入轴的旋转方向挠曲；以及第二弹簧，其在所述第一弹簧的一端与该第一弹簧串接配置，并能在所述第一弹簧的 轴线方向上压缩，且能在沿所述轴线方向施加有预载荷而被压缩的状态下被限位件保持， 所述第二弹簧的预载荷比所述第一弹簧的安装载荷大，所述第一弹簧和所述第二弹簧具有以下载荷一挠曲特性当作用于所述第一弹簧的压 缩方向的轴载荷处于使所述第一弹簧的弹簧线的至少一部分紧贴的载荷以下时，只有所述 第一弹簧挠曲，当所述轴载荷比使所述第一弹簧的弹簧线的至少一部分紧贴的载荷大时， 所述第一弹簧和所述第二弹簧挠曲。
2.如权利要求1所述的缓冲弹簧装置，其特征在于，所述第二弹簧的所述预载荷被设定成当所述轴载荷比使所述第一弹簧的所述弹簧线 完全紧贴的载荷大时，所述第二弹簧挠曲。
3.如权利要求1或2所述的缓冲弹簧装置，其特征在于， 所述第二弹簧是螺旋弹簧。
4.如权利要求1或2所述的缓冲弹簧装置，其特征在于， 所述第二弹簧是碟形弹簧。
5.如权利要求1或2所述的缓冲弹簧装置，其特征在于， 所述第二弹簧是非金属弹性体。
6.如权利要求1或2所述的缓冲弹簧装置，其特征在于，包括第三弹簧，该第三弹簧设于所述第一弹簧中与所述第二弹簧相反的一侧，并能在 所述第一弹簧的轴线方向上压缩，且能在沿所述轴线方向施加有预载荷而被压缩的状态下 被限位件保持，所述第三弹簧的预载荷被设定成比所述第一弹簧的安装载荷大，且在所述第二弹簧开 始挠曲同时或在所述第二弹簧开始挠曲之后，所述第三弹簧挠曲。
7.一种飞轮，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的缓冲弹簧装置；第一部分，该第一部分固定于所述发动机的所述输出轴并与该输出轴一体旋转；以及 第二部分，该第二部分被所述第一部分支承成能相对于该第一部分绕所述发动机的所 述输出轴的轴线相对转动，被所述变速器的所述输入轴侧按压并能解除该按压， 所述缓冲弹簧装置设于所述第一部分与所述第二部分之间。
8.—种离合器片，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的缓冲弹簧装置；第一部分，该第一部分固定于所述变速器的所述输入轴并与该输入轴一体旋转；以及 第二部分，该第二部分被所述第一部分支承成能相对于该第一部分绕所述变速器的所 述输入轴的轴线相对转动，被所述发动机的所述输出轴侧按压并能解除该按压， 所述缓冲弹簧装置设于所述第一部分与所述第二部分之间。
9.一种锁定机构用离合器片，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的缓冲弹簧装置；第一部分，该第一部分固定于所述变速器的所述输入轴并与该输入轴一体旋转；以及 第二部分，该第二部分被所述第一部分支承成能相对于该第一部分绕所述变速器的所 述输入轴的轴线相对转动，被与所述发动机的所述输出轴一体旋转的液力变矩器的壳体按 压并能解除该按压，所述缓冲弹簧装置设于所述第一部分与所述第二部分之间。
全文摘要
一种缓冲弹簧装置(60)，包括第一弹簧(63)；以及在施加有预载荷而被压缩的状态下被限位件(80)保持的第二弹簧(67)。第二弹簧(67)的预载荷比第一弹簧(63)的安装载荷大。第一弹簧(63)和第二弹簧(67)具有以下载荷—挠曲特性当作用于第一弹簧(63)的压缩方向的轴载荷处于使第一弹簧(63)的弹簧线(63a)的至少一部分紧贴的载荷以下时，只有第一弹簧(63)挠曲，当轴载荷比使第一弹簧(63)的弹簧线(63a)的至少一部分紧贴的载荷大时，第一弹簧(63)和第二弹簧(67)挠曲。
文档编号F16F3/10GK102112775SQ200980131150
公开日2011年6月29日 申请日期2009年8月7日 优先权日2008年8月8日
发明者加藤信治, 岩田一夫, 金安光敏 申请人:日本发条株式会社